拐點將至L2級自動駕駛加速普及

文／程似騏 李若飛

自動駕駛行業發展拐點將至，將由起步期逐步邁入普及期。從歷史配置的滲透率曲線看，自動駕駛類配置的 S曲線在起步階段大約持續 4-5年，并且在滲透率接近20%左右出現拐點，隨后產業鏈逐漸成熟，進入加速滲透的階段。

截至2019年，指導價5萬-25萬元的主力銷售區間內，主動剎車、車道保持、并線輔助、自動泊車等輔助駕駛的配置率均低于20%（個別功能接近20%）。

從價格看，目前搭載L2級自動駕駛車型的平均指導價，高出全行業平均水平4-5萬元，配置成本仍然較高，未來參考L1級自動駕駛的滲透過程，價格有望在滲透率提升后快速下降。

而主機廠也開始加速轉型，最為典型的就是作為保守品牌之一的豐田汽車，宣布2020年起全面導入雷克薩斯L2級主動安全技術。行業拐點已日趨臨近。

隨著ADAS功能的快速普及，我們認為智能駕駛行業正在進入普及期，滲透率即將進入快速增長階段。本報告詳細測算了每個功能歷年的滲透率情況，重點探討未來ADAS的滲透率變化趨勢以及發展驅動力。

一、智能駕駛走過L1，全面邁向L2

截至2019年，智能駕駛行業已經歷由L1向L2的起步階段。報告的分析樣本選擇2004-2019年期間，指導價5-25萬元區間內的歷史車型（共10302款），占全部價格車型銷量的85%以上。

按照博世官網技術方案，各項配置需要搭載相應的功能模塊，本報告按照搭載的模塊，對各配置進行分類：

ABS、制動力分配、剎車輔助、車身穩定控制、牽引力控制、定速巡航等功能早已發展成熟，成熟的功能模塊由全球Tier1的供應商提供，除了定速巡航外（2017年起逐漸向自適應巡航過渡），配置率均在90%以上，成為行業標配。

行車電腦屏幕、中控液晶屏、液晶儀表盤等屏幕配置由于能帶來最直觀的配置感受，滲透速度遠高于其他配置，且產品近幾年不斷快速迭代（單色-彩色、小尺寸-大尺寸）。

倒車影像、360環視等影像系統需要搭載6-8個近距離攝像頭，配置成本較低，2019年兩者配置率分別為55%/18%，滲透速度高于自動駕駛類配置。

主動剎車、車道保持、并線輔助、自動泊車等輔助駕駛類配置2019年均在20%以下，低于行業其他類型。主要由于：1）硬件上，輔助駕駛需要額外搭載攝像頭、毫米波雷達、激光雷達，增加額外的配置成本；2）軟件上，輔助駕駛需要獨立的ECU或DCU控制，電子架構改變大大增加了配置難度。

按照SAE（國際汽車工程師學會）的分類標準，同一級別的自動駕駛擁有數種配置組合，為了便于分析。我們按照搭載的功能模塊，篩選典型的L1/L2自動駕駛車型。

入門款車型，僅搭載ABS與制動力分配（這兩項配置的滲透率自2008年起便已超過90%，我們認為是基礎配置），不搭載其余輔助駕駛類配置。

L1級自動駕駛車型，除了ABS與制動力分配外，額外搭載剎車輔助、牽引力控制、車身穩定控制、倒車影像與定速巡航，上述配置均已有成熟的解決方案，搭載相應的功能模塊，由全球Tier1供應商（車廠一級供應商）提供。

L2級自動駕駛車型，由于需要配備多功能攝像頭、毫米波雷達、激光雷達等傳感器，我們不妨按照全部搭載完成后，目前最嚴格標準進行篩選L2級自動駕駛車型，該車型搭載全部的自動駕駛配置，除了L1級自動駕駛的內容外，還包括并線輔助、車道偏離預警、車道保持、主動剎車，并且輔助影像由單車影像升級為360環視，巡航系統由定速巡航升級為自適應巡航。

滲透率方面，截至2019年，L2級自動駕駛已經歷起步階段。我們以“各級別自動駕駛車型數量/當年上市的全部車型數量”來評估L1/L2級自動駕駛的歷史滲透率。其中，2013-2018年為L1級自動駕駛的快速滲透階段，配置率由6%迅速增長至33%，而基本款的數量占比由40%下滑至6%，考慮到有相當部分的車型僅搭載車身穩定控制、倒車影像、定速巡航的其中一種配置，我們可以認為2017年起L1級自動駕駛已成為行業標配。而典型L2級自動駕駛截至2019年的滲透率僅為3.3%，已經歷起步階段。

圖1 以入門款指導價分類，各價格區間車型2018年銷量占比

從指導價能夠更為清晰地表明，L1級自動駕駛的相對配置成本在2017年起降至千元以下，而目前L2級自動駕駛的相對配置成本仍然較高。從指導價看，我們以“各級別自動駕駛的平均指導價”與“行業全部車型的平均指導價”兩者之間的價差，來評估配置搭載的相對成本。其中：1）L1級自動駕駛與行業平均指導價的價差從2008年的接近10萬，持續降低至2017年的0.06萬元，相對配置成本的抹平，意味著其真正成為行業標配；2）而對于L2級自動駕駛，截至2019年的相對配置成本為4.88萬元，仍然較高。

表1 各級別自動駕駛的指導價與行業平均的價差（萬元）

二、增速拐點有望在今明兩年顯現

對于未來行業滲透率的提升趨勢，我們沿用2019年11月，美國交通部智能交通系統聯合計劃辦公室發布的《了解公眾對自動駕駛汽車的看法》白皮書的研究，隨著時間的推移，新技術的采用/市場滲透會出現“S曲線”累積分布。其中總結了迄今為止，消費者對自動駕駛的意愿調查的結果概要與其動態影響。其中，對于消費者對自動駕駛認知的理論研究，其沿用經典的埃弗里特·羅杰斯創新擴散理論。

擴散理論將人群（或市場）劃分為五類。創新者：具有冒險精神并對新想法感興趣的人。他們非常愿意冒險，希望成為第一個嘗試新技術的人。

早期采用者：這些人通常是意見領袖。他們樂于接受新想法并樂于接受變化。

早期多數：這些人通常需要先看到證據證明一項創新有效，然后才愿意采用它。后期多數派：對變革持懷疑態度的人，只有在創新得到廣泛使用之后，他們才會采用創新。

落后者：這些人往往非常保守，受傳統束縛。他們通常會拒絕采用新的創新。

自動駕駛技術的行業滲透率正在從創新者向早期采用者逐步擴散。

對于國內市場，目前行業L2級自動駕駛已臨近滲透率迅速提升的曲線拐點。對于國內市場，我們按照將各項配置內容，細分為自動駕駛類與液晶屏兩類。其中，自動駕駛類配置在S曲線的起步階段的持續時間大約為4-5年，并且在滲透率接近20%左右出現拐點，而在迅速提升階段，滲透率由20%提升至60%以上，對應時間為5-9年，隨后便進入成熟期，滲透率趨于穩態；而對于液晶屏類配置，行業的滲透速度更快，起步階段在1-3年，拐點滲透率在10%左右，迅速提升階段在第3-6年，滲透率迅速提升至70%以上。

無獨有偶，作為相對保守的日系品牌之一，豐田宣布2020年起全面導入雷克薩斯L2級主動安全技術。豐田TSS功能套件于2015年推出，并于2018年進行了第二代升級，達到L2級別，即將導入豐田品牌的雷克薩斯安全系統+A，有三種功能：緊急轉向輔助功能，幫助汽車自動繞過行人；通過雷達巡航控制，在車輛轉彎時，自動降低車速，并幫助車輛保持車道；駕駛員緊急停車輔助系統，自動使車輛減速至停車狀態，并在檢測到駕駛員出現問題時呼叫幫助。

三、法規助推ADAS普及

美國將自動駕駛視為國家戰略，并在2022年普及AEB。

美國的自動駕駛計劃由美國運輸部（USDOT）牽頭，由美國國家公路交通安全管理局（NHTSA）負責，目標是保持美國在自動化領域的領導地位。具體而言，USDOT充當召集人和促進者，牽頭各州政府、學術界以及企業開展合作，以支持自動車輛技術的安全開發，測試和集成。最新的《自動駕駛4.0》在2020年1月8日簽發，2020年2月7日修訂，強調了確保美國在包括自動駕駛汽車在內的新興技術上繼續保持領導地位的重要性。

表2 按照功能模塊篩選的典型L1/L2級自動駕駛車型

在執行層面，全美將在2022年全面配置AEB。由于政府推進自愿性標準，2015年9月，奧迪、寶馬、福特、通用汽車、馬自達、梅賽德斯·奔馳、特斯拉、豐田、大眾和沃爾沃等10家主機廠（占全美汽車銷量的57%），承諾盡快制定AEB標準，但沒有給出截止日期。2016年3月，占全美汽車銷量99%的主機廠承諾到2022年在他們生產的每輛汽車中均安裝AEB，其中協議分為兩次生效：對于道路上的大多數車輛（車輛總重低于8500磅的車輛），AEB將需要在2022年9月1日之前成為標準裝備。8501至10000磅之間的車輛將需要額外三年的時間來搭載AEB。

歐盟2022年強制搭載ISA、AEB、車道保持、盲區監測等。

作為“Europe on the Move”計劃，歐盟要求2022年新車強制搭載ISA、AEB、車道保持、盲區監測等配置。2018年5月，歐盟委員會發布第三個“Europe on the Move”計劃，該計劃旨在確保向安全，清潔和自動化的出行系統平穩過渡。

該計劃共分成三部分，除了ADAS相關的內容外，另外兩部分分別為2019年6月通過的卡車CO2排放標準，以及2019年10月通過的道路基礎設施管理指令。而第三個指令在2019年11月通過，規定所有汽車（包括卡車，公共汽車，廂式貨車和越野車）都必須配備以下安全設施：智能速度輔助（ISA）；酒精呼吸檢測；嗜睡預警系統；分心識別和預防系統；緊急停車信號；倒車檢測系統；事件數據記錄器；精確的胎壓監測。轎車和貨車將需要補充加裝：緊急制動系統；緊急車道保持系統；頭部碰撞保護區，能夠減輕與弱勢道路使用者（如行人和騎自行車的人）發生碰撞時的傷害。卡車和公共汽車必須加裝盲區監測。執行時間上，新車執行時間為2022年5月，存量車型為2024年。

圖2 各國消費者對L2、L4級自動駕駛的接受程度

圖3 各國消費者對L2、L4級自動駕駛愿意支付的額外成本

四、國內消費者對自動駕駛認知提高

根據AlixPartners報告，全球各主要汽車消費市場中，中國消費者對于L2/L4級自動駕駛的接受程度高于其他市場。2020年2月AlixPartners發布《自動駕駛全球消費者調研報告》，其于2019年4月23日至5月17日通過線上，對全球6746名消費者（其中，中國1072名，德國1015名，意大利1037名，英國1009名、美國1594名）進行問卷調查。其中，中國消費者對于L2/L4級自動駕駛的接受程度分別為63%、43%，高于其他的汽車消費市場。主要原因，一方面在于國內車企近兩年不遺余力的宣傳力度；另一方面在于國內消費者樂于體驗自動駕駛帶來的駕駛感提升，而海外消費者目前仍然對自動駕駛的安全性有所顧慮。

從自動駕駛的意愿支付費用來看，中國消費者愿意為自動駕駛多支付的整體費用為全球最高，L2/L4分別為2178/2343美元，高于其他市場。而從L2到L4的提升幅度來看，德國消費者愿意為L4級別自動駕駛汽車承受的溢價幅度最高，為24%，溢價由1488美金（L2級別）上升到1844美金（L4級別）。

五、汽車電子架構變革，為ADAS解開約束

未來隨著自動駕駛向L2、L4級過渡，車內接納的信息量與運算處理要求將呈現幾何級數上升，此外，為了控制ECU數量與線束長度，以域控制器為代表的新一代電子架構勢在必行。傳統汽車采用分布式電子架構，全車需要搭載大量的ECU與線束，例如SEAT Ateca全車100多個傳感器與ECU，2km線束重達42kg。另一方面，隨著自動駕駛向L2、L4級過渡，車內接納的信息量與運算處理要求將呈現幾何級數上升，根據博世規劃，L1-L5級別自動駕駛對應的域控制器運算處理能力從1.5DMIPS逐步提升至500DMIPS，傳統分布式電子架構難以滿足，以域控制器為代表的新一代電子架構勢在必行。

特斯拉從Model S到Model 3，率先開啟電子架構變革浪潮。

Model S的電子架構與傳統汽車較為接近，僅在ADAS布局方面有所加強，支持L2級自動駕駛。Model S/X的電子架構大量使用CAN/LIN用作主干網、支干網，并且存在較為明顯的域劃分，包括動力域PowerTrain、底盤域Chassis、車身域Body以及Body FT。全車身擁有72個控制器ECU節點，其中44個CAN節點、28個LIN節點。而在ADAS方面，Model S/X布局L2級自動駕駛，動力和制動轉向均存在實時性需求，因此ADAS模塊橫跨PT與CH；Center Display橫跨多個網段，充分接入更多節點，集成了GW、HU、T-BOX等諸多功能。

Model 3開始采用全新架構，將全部控制器整合成四大模塊，從而領先大眾、豐田等傳統車企：自動駕駛及娛樂控制模塊Autopilot&Infotainment Control Module，接管所有輔助駕駛相關的sensor，攝像頭camera、毫米波雷達Radar（除用于泊車的超聲波雷達）；右車身控制器BCM RH，橫跨Drive Inverter與底盤Chassis控制，集成自動駛入駛出AP（Automatic Parking/Autonomous Pull Out）、 熱管理、扭矩控制等；左車身控制器BCM LH，負責了內部燈光、進入部分；低壓電源分配模塊Power Distribution Unit，功能一是實現用電器更精準的供電管理，二是可控的供電時序。

大眾集團奮起直追，規劃軟件組織架構（Car.Software），目標是統一大眾現有8個電子架構，實現ADAS配置的模塊化搭載。2020年1月份，Car.Software要開始運轉，人員規模方面，2020年目標7000人，第一步把現有體系內從事軟件方面工作的3000人轉入這個部門，整體投入70億歐元，人員規模超過1萬人。其中，軟件開發人員規模占比從目前的不足10%提升至60%。“我們建立這個部門首要的出發點并不是成本的優化，而是將來要看在一個軟件平臺上能夠支持多少輛車才是最重要的。”即將大眾現有的8個架構統一成1個，創造最優的成本結構。

圖4 美國的自動駕駛計劃

表3 各公司域控制器

除了模塊化搭載，未來新一代電子架構將天然的解決ADAS技術的瓶頸問題。

以域控制器電源為例，未來L3/L4級自動駕駛對于電池功率要求更高，燃油車現有的12V供電系統難以滿足，根據密歇根大學的一項研究，自動駕駛系統的能源損耗中計算機占了41%，需要損耗2500瓦每秒的電能。而新一代電子架構采用48V或者400V（電動車）供電，能夠天然解決電源問題。

目前行業內支持L3/L4級別的控制器與算力平臺將于2020年起逐步量產。

除了整體架構，目前各公司支持自動駕駛的計算平臺將于2020年開始陸續量產，其中國產的德賽西威IPU03、恒潤科技HiRain ADCU分別將在2020年底實現量產，最高支持L3級自動駕駛，而行業新進入者華為MDC智能駕駛平臺宣發于2018年，基于自研鯤鵬CPU與昇騰AI處理器，搭載自研智能駕駛OS，并支持L2+～L5級別自動駕駛，目前已推出MDC300/MDC600兩款計算平臺，分別對應L3/L4級，其中MDC600搭載8CST310AI芯片，整體算力352TOPS，功率比僅為1 TOPS/W。

值得一提的是，智能駕駛的浪潮下，以華為為代表的消費類電子龍頭將更多切入汽車市場，行業變革漸行漸近。

目前MDC智能駕駛計算平臺已經與18家主流車企及Tier1建立合作關系，包括江淮汽車、一汽紅旗、東風汽車、蘇州金龍、新石器、山東浩睿智等。以華為為代表，消費類電子龍頭在芯片、操作系統、應用軟件方面的研發積累深厚，未來預計將加速切入汽車電子，并打破主機廠與傳統Tier1壟斷的行業格局，行業變革下，新的機遇有望應運而生。