自動駕駛六大發(fā)展趨勢

文 / 智車行家

編輯 / 本刊記者 劉通

滲透率快速提升、電子電氣架構集中化、軟硬件解耦、OTA升級、軟件定義汽車、格局生態(tài)化……自動駕駛六大發(fā)展趨勢逐漸呈現(xiàn)。

隨著汽車科技的快速發(fā)展及汽車產(chǎn)業(yè)的深度變革，對于用戶而言，汽車已經(jīng)從單一出行工具轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂袕娏覀€人屬性的生活第三空間，消費者對汽車認知的發(fā)展導致汽車企業(yè)需要不斷突破以滿足用戶需求。特別是在自動駕駛方面，汽車相關企業(yè)也在持續(xù)探索中，走出了各自的發(fā)展道路，并為自動駕駛的未來發(fā)展勾勒出了一個清晰“輪廓”。

趨勢一：ADAS滲透率快速提升

在政策、技術驅(qū)動下，以及產(chǎn)品普及、量產(chǎn)加持下，感知層、判斷層的核心部件成本將快速下降，預計十年后整車成本降幅可達50%。多傳感器融合成為未來發(fā)展趨勢，激光雷達、毫米波雷達及攝像頭之間的互補，能保證信息獲取充分，隨技術進步成本快速下降。其中，激光雷達市場競爭日益白熱化，提供平價產(chǎn)品、加速商業(yè)化應用已成為發(fā)展趨勢。

國金證券研究所調(diào)研分析認為，目前Velodyne HDL-64E售價高達80000美元，而2020 CES中Robosense、博世、鐳神智能、Innovusion等企業(yè)發(fā)布的新產(chǎn)品價格在不斷下探，Velodyne旗下的Velabit在大規(guī)模生產(chǎn)后價格僅為100美元左右。

芯片及計算平臺等判斷層標準化硬件的成本，由于規(guī)模效應快速下降。根據(jù)Yole Development預測，目前一輛自動駕駛汽車的成本在19萬美元，到2032這一成本將降至9.5萬美元。

ADAS正由高端向中低端市場滲透，預計2030年自動駕駛滲透率將達90%。2018年國內(nèi)ADAS市場中新能源汽車占比近70%，而傳統(tǒng)燃油車僅占30%左右，ADAS功能在新能源汽車上的搭載率遠高于傳統(tǒng)燃油車，正由高端向中低端市場滲透。根據(jù)最新發(fā)布的《智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術路線圖2.0》。我國到2025年Level 2、Level 3級別自動駕駛新車銷量占比將達50%，2030年占比將達70%、Level 4級別車型占比將達20%。據(jù)Markets and Markets推測，ADAS市場預計2020年到2030年復合增長率為11.9%，將從270億美元增至831億美元。

趨勢二：電子電氣架構向集中式轉(zhuǎn)變

傳統(tǒng)分布式電子電氣架構造成大量算力浪費，亟需向跨域集中式轉(zhuǎn)變。汽車電子電氣架構(Electronic and Electrical Architecture，EEA)最初由德爾福公司提出，用于定義汽車5個子系統(tǒng)下多個電控單元（ECU）間的連接方式與網(wǎng)絡拓撲結(jié)構。

其中，傳統(tǒng)分布式電子電氣架構主要用于Level 0-2級別車型，采用分布式的控制單元，資源協(xié)同性較低，屬于硬件定義汽車階段；域控制器電子電氣架構主要用于Level3及以上級別車型，通過整合域控制器實現(xiàn)分散車輛硬件間的信息互通和資源共享，軟件可升級、硬件和傳感器可更換拓展，屬于過渡形態(tài)。集中式電子電氣架構則用于車載電腦級別車型，集成化趨勢將消減大部分ECU。傳感器與執(zhí)行器受中央計算單元支配，到達軟件定義汽車階段。

在自動駕駛賽道，感知層眾多傳感器帶來的大量數(shù)據(jù)亟需高算力芯片、可復用框架及可統(tǒng)一OTA支持，集中式電子電氣架構轉(zhuǎn)型需求強烈。麥肯錫《汽車軟件與電子2030》報告顯示，電子電氣架構市場預計2020年到2030年復合增長率為7%，將從2180億美元增至4190億美元。

我國到2025年Level 2、Level 3級別自動駕駛新車銷量占比將達50%，2030年占比將達70%、Level 4級別車型占比將達20%。據(jù)Markets and Markets推測，ADAS市場預計2020年到2030年復合增長率為11.9%，將從270億美元增至831億美元。

趨勢三：軟硬件解耦降低研發(fā)成本

過高的研發(fā)成本促進軟硬件解耦。傳統(tǒng)汽車采用分布式電子電氣架構，底層復雜，控制器的軟硬件高度耦合，每當更換硬件時，都需要對ECU的軟件進行大規(guī)模修改及大量測試認證。整車開發(fā)周期過長，車型改款或迭代升級的研發(fā)成本過高。

軟硬件在開發(fā)周期、技術領域上的差別也給研發(fā)帶來較大阻力。其中，軟、硬件開發(fā)周期分別為2-3年、5-7年，技術上分別偏向互聯(lián)網(wǎng)、制造業(yè)。解耦后，軟硬件并行開發(fā)可加快新車型上市速度，降低集成、測試工作量；手工代碼量、測試驗證負擔減小，開發(fā)錯誤減少，顯著縮減研發(fā)成本。

作為軟件定義汽車的硬件基礎，跨域集中式電子電氣架構可促進軟硬件解耦，支持自動駕駛軟件持續(xù)更新升級，擴展商業(yè)想象空間。軟件可跨平臺復用，標準化的數(shù)據(jù)交換格式便于交流、合作與更新。

在此基礎上，車企可通過聯(lián)盟建立經(jīng)過認證的軟件應用商店，構建軟件生態(tài)。整車常規(guī)保養(yǎng)中軟件維護的概念被弱化，OTA升級成趨勢，車主無需奔赴4S店即可從商店提取應用適配到目標車輛上，快速提升單車價值感和客戶體驗。

目前來看，現(xiàn)有三種軟硬件解耦的模式，分別是基于分布式架構的AUTOSAR規(guī)范、基于集中式架構的特斯拉CCM中央計算模塊與完全獨立于底層硬件開發(fā)軟件的安波福SVA架構。特斯拉構建了一整套完整的軟件系統(tǒng)，用CCM中央計算模塊將4G模塊、ADAS域控制器和智能座艙的計算單元整合在一塊“中央計算平臺”上，打破原有硬件配置局限，這比AUTOSAR的做法更進一步。為了滿足自動駕駛和電氣化對整車電子電氣架構高安全性、高算力的要求，安波福提出了由動力數(shù)據(jù)中心、統(tǒng)一供電和數(shù)據(jù)主干網(wǎng)及中央計算集群三個部分構成的SVA架構，具有軟硬件分離、輸入/輸出端與中央計算分離、計算中心充當服務器的特點，可通過OTA更新升級。

趨勢四：OTA升級完成迭代更新

加速自動駕駛級別迭代，OTA升級極大改善用戶體驗。OTA(Over the Air)是指通過網(wǎng)絡連接實現(xiàn)終端內(nèi)存儲數(shù)據(jù)的更新，進而改善終端的功能和服務的技術。

汽車OTA主要分為FOTA(Firmwareover-the-air，固件在線升級)和SOTA(Software-over-the-air，軟件在線升級)兩類，分別指完整的系統(tǒng)性更新與迭代更新的升級。

通過OTA升級不僅可以減少召回成本，便捷修復軟件缺陷，還能縮短上市周期、提高用戶粘性、促進雙向交流。據(jù)Megan推測，OTA升級市場預計2019年到2027年復合增長率為17.94%，將從22.5億美元增至84.2億美元。

特斯拉作為OTA全面的領先者，利用其集中式電子電氣架構的優(yōu)勢，在汽車上預先搭載超期性Level5級別硬件，通過推出自動駕駛升級軟件來解鎖新功能。

2012年9月，Model S進行了第一次整車OTA升級，此后以固定頻率保持更新，開創(chuàng)了OTA升級的先河。特斯拉率先將軟件升級送到車輛內(nèi)的車載通訊單元、更新車機類軟件，直接將軟件增補程序傳送至有關ECU，通過OTA的方式改善車輛的底盤、信息娛樂、電池續(xù)航、ADAS乃至自動駕駛等多項功能。

同時，特斯來還推出了軟件付費模式，如6.4萬元的FSD選裝軟件包、2000美元的“Acceleration Boost”動力性能加速升級包等。其后，豐田、大眾、福特、沃爾沃等整車廠及理想、小鵬、蔚來等造車新勢力廣泛布局OTA技術。

趨勢五：傳統(tǒng)車企重心向軟件轉(zhuǎn)移

傳統(tǒng)車企資源向軟件傾斜，通過多種方式構建自有軟件團隊。技術發(fā)展、政策出臺推動汽車智能網(wǎng)聯(lián)進程，車規(guī)芯片算力和功耗決定智能汽車性能，電子電氣架構從分布式向集中式轉(zhuǎn)變，域控制器成為核心能力；汽車供應鏈扁平化，整車廠/Tier 1/Tier 2的線性關系轉(zhuǎn)變成整車廠/Tier N的網(wǎng)狀關系，主導權從供應商向車企歸集。

與硬件決定汽車時代不同，整車廠的工作不再局限于集成多個部件供應商提供的多個分散ECU，而是對管理、研發(fā)核心軟件的能力提出了更高的要求，產(chǎn)業(yè)價值向軟件研發(fā)、后市場兩頭集中。麥肯錫預測，在“新四化“趨勢的影響下，到2030年，預計有1000億歐元將沿著價值鏈進行再分配。

因此，傳統(tǒng)車企重心開始向軟件轉(zhuǎn)移，沃爾沃、豐田、上汽等選擇設立軟件相關子公司，寶馬、廣汽等同軟件背景企業(yè)合資合作，大眾、雷諾日產(chǎn)等在內(nèi)部設立軟件相關新部門。

除此之外，自動駕駛賽道所需技術過深過長，傳統(tǒng)車企也開始展開多向合作，以求優(yōu)勢互補+規(guī)模效應。在技術研發(fā)上加大資源投入同時尋求對外合作，聯(lián)盟化有助于傳統(tǒng)車企發(fā)揮整車生產(chǎn)優(yōu)勢，加快推進自動駕駛汽車的量產(chǎn)。目前主要有三種聯(lián)盟類型，包括車企間聯(lián)盟、車企與頭部自動駕駛公司聯(lián)盟及車企與Tier 1合資聯(lián)盟等。

DMV自動駕駛接管報告數(shù)據(jù)顯示，Waymo連續(xù)多次在路測里程、接管次數(shù)、路測車輛等關鍵指標上取得傲人的成績。Waymo全線自研的做法為今后多角色發(fā)展奠定了基礎。

趨勢六：格局生態(tài)化

自動駕駛為已處于穩(wěn)態(tài)的汽車行業(yè)提供新入口，競爭、變革將以生態(tài)為單位。以Waymo為代表的單車智能全線自研+完全無人駕駛、以百度為代表的車路協(xié)同+合作平臺化、以特斯拉為代表的Level up+影子模式三大路徑初見端倪，今后自動駕駛的競爭將是生態(tài)間的競爭。

歐美缺乏有效的主導方角色推進車路協(xié)同中的路側(cè)基礎設施建設，因此以Waymo為代表的自動駕駛龍頭主要專注于研發(fā)單車智能技術。Waymo堅持全方位自主研發(fā)，掌握了包括高精地圖、硬件設備和軟件系統(tǒng)在內(nèi)的所有核心技術，并采用虛實結(jié)合的路測方針一定程度上克服了直接從Level 4級別做起的路況數(shù)據(jù)缺乏問題。

DMV自動駕駛接管報告數(shù)據(jù)顯示，Waymo連續(xù)多次在路測里程、接管次數(shù)、路測車輛等關鍵指標上取得傲人的成績。Waymo全線自研的做法為今后多角色發(fā)展奠定了基礎。宣布對外出售激光雷達、第五代自動駕駛軟硬套件已表達了成為車企乙方的可能性，組建自有運營團隊以堅持推進自動駕駛、卡車貨運等業(yè)務也向產(chǎn)業(yè)明示了主導新一代共享出行的意愿。

首輪對外融資后，Waymo將利用現(xiàn)有技術及資金優(yōu)勢快速多線推進主打業(yè)務，搶先在美國多個已路測的地區(qū)鋪開服務、獲取消費者信任，并同時推動監(jiān)管層立法。在形成規(guī)模后，Waymo有望與母公司旗下的谷歌、YouTube等兄弟公司的廣告、媒體、娛樂業(yè)務形成巨大協(xié)同，打造具有強烈Alphabet風格的“生活第三空間”。

與Waymo不同，早期百度就明確了車企乙方的自我定位。由于硬件能力的缺失，百度創(chuàng)建了Apollo平臺，提供地圖定位、軟件算法及云計算等軟件服務，希望通過開源的標準降低自動駕駛門檻，吸引負責硬件、集成及整車生產(chǎn)的硬件供應商，為整車廠聯(lián)合提供服務。2017年7月，德賽西威、禾賽科技、聯(lián)創(chuàng)電子、地平線、大陸、博世等供應商及奇瑞、一汽、長安、長城、蔚來等15家車企成為首批合作伙伴。

在“做汽車界的安卓系統(tǒng)”的口號下，百度Apollo平臺通過開放軟件平臺、硬件參考平臺多個細分平臺創(chuàng)建完整自動駕駛生態(tài)，以公開協(xié)議有效地提高了產(chǎn)業(yè)效率，擴展了整車廠選擇的可能性，真正做到了集中眾力、“每個環(huán)節(jié)均由最專業(yè)的人才負責”。百度Apollo還與長江產(chǎn)業(yè)基金會合力組建100億元規(guī)模的基金，已投資中科慧眼、智行者等產(chǎn)業(yè)鏈相關標的，將持續(xù)關注并入股自動駕駛的開發(fā)者生態(tài)、數(shù)據(jù)生態(tài)、硬件生態(tài)和場景生態(tài)。

百度Apollo計劃的目的地不僅是自動駕駛，而是智慧城市；未來的自動駕駛技術中，車路協(xié)同與單車智能缺一不可，國內(nèi)的融合發(fā)展已贏在起跑線上。依托強有力的國家新基建，百度Apollo選擇“聰明的車”“智慧的路”雙管齊下，重點發(fā)力車路協(xié)同。翻開百度Apollo的官網(wǎng)，共享無人車解決方案、Minibus自動駕駛解決方案、Valet Parking自動駕駛解決方案、智能信控智能交通解決方案、車路協(xié)同智能交通解決方案等與自動駕駛相關的解決方案已成為百度Apollo的明星產(chǎn)品。

作為新晉明星整車廠，特斯拉選擇逐級Level up的方式推進自動駕駛進程，在“實現(xiàn)無人駕駛理想”的同時通過影子模式積累用戶數(shù)據(jù)，以OTA軟件升級的方式率先將自動駕駛技術變現(xiàn)；除造車新勢力外，大眾等傳統(tǒng)整車廠也紛紛效仿。

2014年10月，特斯拉首次推出Autopilot升級包，并于2019年4月發(fā)布“影子模式”，利用已賣出車輛上的自動駕駛軟件持續(xù)記錄傳感器探測的數(shù)據(jù)，在適當時間選擇性回傳用于機器學習、改進原來的自動駕駛算法。

與此同時，F(xiàn)SD芯片問世，特斯拉進入Autopilot 3.0時代，自動駕駛軟件的OTA升級價格也水漲船高，由2014年的2500美元升至10000美元。2020年3月，特斯拉升級影子模式，申請了自動駕駛機器學習專利，宣稱硬件已達到Level 5水平。2021年7月10日，特斯拉開始在美國地區(qū)正式推送“完全自動駕駛”FSD Beta 9.0版本，但大部分業(yè)內(nèi)人士對其完全自動駕駛技術的可靠性持保留態(tài)度。

未來特斯拉可能不僅是整車廠，也可能成為出行運營商。特斯拉CEO馬斯克曾表示，未來特斯拉應作為升值品看待，車主可自愿將車輛加入特斯拉共享出行網(wǎng)絡，以提供自動駕駛出租服務，將創(chuàng)造數(shù)倍于目前售價的價值，同時車輛的制造成本并不會同比例上升；而特斯拉也會推出配套打車應用程序，并且收取25%-30%的費用。未來，特斯拉可能成為Waymo在自動駕駛出租市場最大的競爭者。