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汽車電子行業(yè)專題報(bào)告：車載網(wǎng)絡(luò)變革，高速連接器迎來(lái)春天

來(lái)源：燦科盟瀏覽：- 發(fā)布日期：2021-09-01 16:17:52【大中小】

1. 汽車電子化發(fā)展趨勢(shì)確立，自動(dòng)駕駛成為行業(yè)新風(fēng)口

1.1. 政策引導(dǎo)行業(yè)快速發(fā)展，2020 年是發(fā)展元年

《車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》錨定車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展目標(biāo)

2018 年底，工信部發(fā)布《車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》，彰顯了國(guó)家對(duì)于車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的高度重視，明確表示將加大對(duì)車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的政策支持力度。該計(jì)劃明確以 2020 年為時(shí)間節(jié)點(diǎn)，分兩個(gè)階段實(shí)現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的目標(biāo)，車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展從示范應(yīng)用階段向規(guī)模應(yīng)用階段跨越。具體為，2020 年前，具備高級(jí)別自動(dòng)駕駛功能的智能網(wǎng)聯(lián)汽車實(shí)現(xiàn) 特定場(chǎng)景規(guī)模應(yīng)用;2020 年后，高級(jí)別自動(dòng)駕駛功能的智能網(wǎng)聯(lián)汽車和 5G-V2X 逐步實(shí) 現(xiàn)規(guī)?；虡I(yè)應(yīng)用，“人-車-路-云”實(shí)現(xiàn)高度協(xié)同。

在該發(fā)展計(jì)劃中，提出要推動(dòng) LTE 網(wǎng)絡(luò)的改造和升級(jí)，滿足車聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模應(yīng)用。提升 LTE-V2X 網(wǎng)絡(luò)在主要高速公路和部分城市主要道路的覆蓋水平，完善路側(cè)單元的數(shù)據(jù)接入規(guī)范，提高路側(cè)單元與道路基礎(chǔ)設(shè)施、智能管控設(shè)施的融合接入能力，推動(dòng) LTE-V2X 網(wǎng)絡(luò)升級(jí)與路側(cè)單元部署的有機(jī)結(jié)合。在重點(diǎn)地區(qū)、重點(diǎn)路段建立 5G-V2X 示范應(yīng)用網(wǎng) 絡(luò)，提供超低時(shí)延、超高可靠、超大帶寬的無(wú)線通信服務(wù)。分階段、分區(qū)域推進(jìn)道路基礎(chǔ) 設(shè)施、交通標(biāo)志標(biāo)識(shí)的數(shù)字化改造和新建，在橋梁、隧道等道路關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)加快部署窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)等網(wǎng)絡(luò)。

在數(shù)據(jù)方面，要促進(jìn)各類車聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的互聯(lián)互通，推動(dòng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車、道路基礎(chǔ)設(shè)施、通信基站、車聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)和應(yīng)用服務(wù)等信息交互與數(shù)據(jù)共享，構(gòu)建數(shù)據(jù)使用和維護(hù)的市場(chǎng)化機(jī) 制，保障車輛安全有效地運(yùn)行。鼓勵(lì)構(gòu)建跨行業(yè)、跨部門的綜合大數(shù)據(jù)及云平臺(tái)，支撐車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的規(guī)模發(fā)展和持續(xù)創(chuàng)新。

在智能道路基礎(chǔ)設(shè)施方面，要促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、人工智能技術(shù)與道路交通基礎(chǔ)設(shè)施的深度融合，為車聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)駕駛等新技術(shù)應(yīng)用提供必要條件。面向典型場(chǎng)景和熱點(diǎn)區(qū)域部署邊緣計(jì)算能力，構(gòu)建低時(shí)延、大帶寬、高算力的車路協(xié)同環(huán)境。支持北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和差分基站等設(shè)施建設(shè)，提升車用高精度時(shí)空服務(wù)的規(guī)?；瘧?yīng)用水平，滿足車輛的高精度定位導(dǎo)航需求。在部分高速公路和部分城市主要道路，支持構(gòu)建集感知、通信、計(jì)算等能力為一體的智能基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境。

現(xiàn)階段的自動(dòng)駕駛和高度自動(dòng)駕駛衍生了幾個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)挑戰(zhàn)，其一便是海量數(shù)據(jù)和信息的處理能力，車輛聯(lián)網(wǎng)的不同場(chǎng)景的數(shù)據(jù)傳輸量激增就是例子?，F(xiàn)階段應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)的六個(gè)關(guān)鍵推動(dòng)因素：架構(gòu)、高速數(shù)據(jù)、外部鏈接、可靠性、安全性、設(shè)計(jì)。

1.2. L1-L2 自動(dòng)駕駛：ADAS 多傳感器提高數(shù)據(jù)傳輸需求

按照國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)智能化程度的不同，自動(dòng)駕駛汽車可以被分為 5 個(gè)等級(jí)：L1-輔助駕駛、L2-部分自動(dòng)駕駛、L3-有條件自動(dòng)駕駛、L4-高度自動(dòng)駕駛、L5-完全自動(dòng)駕駛 (無(wú)人駕駛)。從全球范圍來(lái)看，L1 和 L2 級(jí)別的自動(dòng)駕駛汽車已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模量產(chǎn)，如我們通常見(jiàn)到的自適應(yīng)巡航(ACC)、車道保持(LKA)、自動(dòng)剎車輔助(AEB)等功能就屬于這個(gè)級(jí)別的自動(dòng)駕駛功能，該級(jí)別自動(dòng)駕駛功能已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)解放我們的雙手或者雙腳，但駕駛員必須保持注意，隨時(shí)可能需要接管車輛。

在產(chǎn)品層面，單車智能足以支撐 L2 及以下自動(dòng)駕駛技術(shù)，所以 L2 及其以下的高級(jí)輔助駕駛的實(shí)現(xiàn)需依賴于 ADAS(高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)),及其配備的大量的傳感器(例如毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)，攝像頭)。

ADAS 是利用安裝于車上的各式各樣的傳感器，在第一時(shí)間收集車內(nèi)外的環(huán)境數(shù)據(jù)，進(jìn) 行靜、動(dòng)態(tài)物體的辨識(shí)、偵測(cè)與追蹤等技術(shù)上的處理，從而能夠讓駕駛者在最快的時(shí)間察覺(jué)可能發(fā)生的危險(xiǎn)，以引起注意和提高安全性的主動(dòng)安全技術(shù)。ADAS 采用的傳感器主要有攝像頭、雷達(dá)、激光和超聲波等，可以探測(cè)光、熱、壓力或其它用于監(jiān)測(cè)汽車狀態(tài) 的變量，通常位于車輛的前后保險(xiǎn)杠、側(cè)視鏡、駕駛桿內(nèi)部或者擋風(fēng)玻璃上。

比起傳統(tǒng)車輛，搭載了 ADAS 系統(tǒng)的車輛需要安裝更多的傳感器。華為車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域總經(jīng) 理樊玉軻認(rèn)為：“隨著人們對(duì)于安全、環(huán)保、舒適、通信和娛樂(lè)的需求日益增長(zhǎng)，各種傳感器和車載終端在數(shù)量和質(zhì)量上也隨之增長(zhǎng)，每輛汽車涉及的傳感器和車載終端數(shù)量已多達(dá) 200 多只，而這個(gè)數(shù)字還在以 7.3%的年平均增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。”

高頻率數(shù)據(jù)傳輸需求

不斷增加的傳感器數(shù)量帶來(lái)車載數(shù)據(jù)量激增，促使 ADAS 配備更高帶寬的傳輸網(wǎng)絡(luò)。據(jù) Intel 測(cè)算，自動(dòng)駕駛車輛每天將產(chǎn)生超過(guò) 4T 的數(shù)據(jù)量。以單個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)傳輸量測(cè)算，自動(dòng)駕駛車?yán)走_(dá)和視頻傳感器各自產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量達(dá)到了 100MByte/s，在此之上，附加的 ECU 內(nèi)的融合數(shù)據(jù)大約為 50MByte/s。以一臺(tái)配備有五個(gè)雷達(dá)傳感器和兩個(gè)視頻系統(tǒng)的車輛(加上額外的其他測(cè)量值)為例，在采集和存儲(chǔ)期間，需要管理大約 1GByte / s 的海量數(shù)據(jù)。

1.3. L3-L5 自動(dòng)駕駛：車聯(lián)網(wǎng)全方位感知補(bǔ)足單車智能短板

目前 ADAS 系統(tǒng)的主要功能目前仍然不是完全控制汽車，而是為駕駛?cè)颂峁┸囕v的工作情形，與車外環(huán)境變化等相關(guān)信息進(jìn)行分析，且預(yù)先警告可能發(fā)生的危險(xiǎn)狀況，讓駕駛?cè)?提早采取因應(yīng)措施，避免交通意外發(fā)生。而成為無(wú)人駕駛智慧車技術(shù)基礎(chǔ)的目的，是 ADAS 系統(tǒng)目前積極追求的方向。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，相關(guān)的廠商需在不斷累積使用經(jīng)驗(yàn)與克服盲點(diǎn)后，汽車的自動(dòng)駕駛程度將會(huì)得到進(jìn)一步提升。當(dāng)然這一趨勢(shì)也將伴隨著車輛聯(lián)網(wǎng)需求的進(jìn)一步提升。

L3 是自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的一個(gè)分水嶺，前面是以駕駛員為責(zé)任主體，機(jī)器為輔助;后面是機(jī) 器為責(zé)任主體，駕駛員逐漸脫離駕駛?cè)蝿?wù)。國(guó)家工信部公示標(biāo)準(zhǔn)中將 L3 定性為“限定條件下的自動(dòng)化”：在自動(dòng)駕駛系統(tǒng)所規(guī)定的運(yùn)行條件下，車輛本身就能完成轉(zhuǎn)向和加減速，以及路況探測(cè)和反應(yīng)的任務(wù);一些條件下司機(jī)可以將駕駛權(quán)完全交由自動(dòng)駕駛車輛，但在必要時(shí)需要進(jìn)行接管。換言之，在 L3 級(jí)自動(dòng)駕駛狀態(tài)下，駕駛員不光可以“脫手”“脫腳”，還可以“脫眼”，即不用時(shí)刻監(jiān)管車輛，只需保持能動(dòng)態(tài)接管駕駛?cè)蝿?wù)。

伴隨著自動(dòng)駕駛智能度的提升，單車智能或無(wú)法完全滿足車輛應(yīng)對(duì)環(huán)境復(fù)雜性和滿足自身安全性的訴求。首先是安全。單車智能在應(yīng)對(duì)極端天氣、不利照明、物體遮擋等挑戰(zhàn)性交通場(chǎng)景方面，能力仍然有待提升。其次是 ODD 限制。自動(dòng)駕駛運(yùn)行設(shè)計(jì)域(Operational Design Domain，ODD)是指自動(dòng)駕駛系統(tǒng)功能設(shè)定的運(yùn)行條件，包括環(huán)境、地理和時(shí)段限制、交通流量及道路特征等。目前車輛在限定路段中行駛時(shí)，仍然沒(méi)有徹底解決準(zhǔn)確感知識(shí)別和高精度定位問(wèn)題。另外還有經(jīng)濟(jì)性。為了確保自動(dòng)駕駛安全，高等級(jí)的自動(dòng)駕駛車輛需要部署更多傳感器，大大增加了硬件成本，難以保證車輛的經(jīng)濟(jì)性，從而阻礙了規(guī) 模商業(yè)化進(jìn)程。

因此除了單車智能外車輛還將需要的車聯(lián)網(wǎng)“云-管-端”架構(gòu)作為補(bǔ)充來(lái)實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)駕駛的目標(biāo)。通過(guò)“云”V2X(Vehicle to X)所建立的車與車、車與基站、基站與基站的通信通道，使車輛獲得實(shí)時(shí)路況、道路信息、行人信息等一系列交通信息，從而提高駕駛安全性、減少擁堵、提高交通效率、提供車載娛樂(lè)信息等。

車聯(lián)網(wǎng)對(duì)單車智能的進(jìn)階補(bǔ)充至少體現(xiàn)在三個(gè)方面

1、提升智能系統(tǒng)的感知能力。車端的傳感器在感知時(shí)依然會(huì)受到視角、視野范圍以及惡劣天氣的限制，路側(cè)單元能夠幫助提升單車的感知能力，尤其是超視距的感知，能夠讓系統(tǒng)在更充分信息的輔助下提前進(jìn)行決策。

2、降低單車的生產(chǎn)成本和開(kāi)發(fā)周期，提升量產(chǎn)的可能性。完全依賴于單車智能實(shí)現(xiàn) L4 及以上的自動(dòng)駕駛，首先成本高，根據(jù)賽文交通網(wǎng)公眾號(hào)顯示，以 Robo-taxi 為例將會(huì)增加 10-20 萬(wàn)美元的成本;其次開(kāi)發(fā)周期也長(zhǎng)，新產(chǎn)品完成車規(guī)級(jí)認(rèn)證將耗費(fèi)大量時(shí)間，再加上系統(tǒng)與整車的驗(yàn)證與測(cè)試，都會(huì)延長(zhǎng)。

3、實(shí)現(xiàn)全局的調(diào)度與規(guī)劃。單車智能只是進(jìn)行車輛自身的規(guī)劃，缺乏全局意識(shí)，而從車路協(xié)同的角度，可以實(shí)現(xiàn)全局的統(tǒng)籌調(diào)度，既輔助決策提供最優(yōu)解，也能提升道路通行效率，這是單車智能做不到的。

換而言之車聯(lián)網(wǎng)可以讓車輛中控系統(tǒng)用上帝視角去看待這個(gè)世界。當(dāng)車輛能夠從所有的智能設(shè)備中獲得信息，就能夠快速處理這些信息并且得到最好的解決方案?；貧w到具體駕駛情景，車、道路、紅綠燈、哪怕是一個(gè)探頭，都將成為駕駛的感知系統(tǒng)，提供有價(jià)值的信息。車不再是駕駛在道路上，而是在數(shù)字高速之上。

1.4. 行業(yè)發(fā)展進(jìn)度：多城市試點(diǎn)，L3 汽車發(fā)布在即

道路測(cè)試政策逐步跟進(jìn)

伴隨著技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施的成熟，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的不斷豐富，相關(guān)政策也在逐步跟上。近年來(lái)，中國(guó)和國(guó)外政府已紛紛出臺(tái)了自動(dòng)駕駛的產(chǎn)業(yè)扶持和上路實(shí)驗(yàn)的政策。中國(guó)的不少地方政府也出臺(tái)相關(guān)政策，加快自動(dòng)駕駛汽車從道路測(cè)試。北京、上海、天津、重慶、廣州、武漢、長(zhǎng)春、深圳、杭州、無(wú)錫、長(zhǎng)沙、保定、濟(jì)南、平潭、肇慶等多座城市出臺(tái)了道路測(cè)試管理規(guī)范，劃定了具體道路開(kāi)放區(qū)域。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至 2019 年 2 月 21 日，全國(guó)共有 22 個(gè)省市區(qū)出臺(tái)了智能網(wǎng)聯(lián)汽車測(cè)試管理規(guī)范或?qū)嵤┘?xì) 則，其中有 14 個(gè)城市發(fā)出測(cè)試牌照，牌照數(shù)量總計(jì) 100 余張。

瓜熟蒂落：L3 車型預(yù)計(jì)量產(chǎn)

在 19 年上海車展期間，L3 級(jí)自動(dòng)駕駛汽車來(lái)到了臺(tái)前。無(wú)論是小鵬、威馬、零跑等新造車勢(shì)力，還是大眾、BBA、北汽、上汽、廣汽等傳統(tǒng)車企，都亮出了自家的 L3 級(jí)自動(dòng)駕駛車型。以下表格的十家公司，不論是外資車企，自主品牌，還是新造車勢(shì)力，都將 L3 級(jí)自動(dòng)駕駛汽車的量產(chǎn)時(shí)間定在了兩年之內(nèi)。

在自動(dòng)駕駛技術(shù)、L3 及其以上產(chǎn)品、基礎(chǔ)設(shè)施和配套法規(guī)日益成熟的背景下，自動(dòng)駕駛的智能化有望在近年得到快速提升。而考慮到廣闊的下游可替代市場(chǎng)，這一趨勢(shì)對(duì)現(xiàn)有產(chǎn) 業(yè)格局的影響和沖擊將是驚人的。

2. E/E 架構(gòu)變革，車載以太網(wǎng)迎來(lái)黃金發(fā)展期

2.1. 自動(dòng)駕駛提高車載通訊需求，數(shù)據(jù)傳輸需求快速提升

車聯(lián)網(wǎng)對(duì)車輛的傳感器數(shù)量及數(shù)據(jù)傳輸性能提出了更高的要求，傳統(tǒng)車輛的對(duì)外通信需求主要是對(duì) AM/FM 收音機(jī)信號(hào)接收、或者無(wú)網(wǎng)絡(luò)下的定位導(dǎo)航天線，其傳輸速率要求較低，數(shù)據(jù)延時(shí)性要求不高，而在 5G 車聯(lián)網(wǎng)框架下所衍生出的新應(yīng)用場(chǎng)景普遍對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸速率、發(fā)送頻率、延時(shí)性、可靠性范圍、定位精度都有較高的要求。

以遠(yuǎn)程駕駛和信息娛樂(lè)場(chǎng)景為例：

遠(yuǎn)程駕駛類場(chǎng)景，包括遠(yuǎn)程端為駕駛員，向車輛發(fā)送控制指令或形式建議的遠(yuǎn)程駕駛，如遠(yuǎn)程接管等場(chǎng)景，以及遠(yuǎn)程控制端為平臺(tái)程序，對(duì)車端進(jìn)行控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)泊車，如自動(dòng)代客泊車等。遠(yuǎn)程駕駛類場(chǎng)景通常都屬于連續(xù)性有大帶寬上行以及低時(shí)延下行需求的場(chǎng)景，需滿足高速移動(dòng)性需求，平臺(tái)需滿足大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力需求，部分場(chǎng)景對(duì)時(shí)延和計(jì)算能力要求較高。具體來(lái)說(shuō)，上行時(shí)延≤100ms，下行時(shí)延≤20ms;上行速率≥60Mbps，下行速率約 400kbps;可靠性上行一般大于 99.9%,下行大于 99.999%;定位精度≤1m。

信息服務(wù)類場(chǎng)景包括基于車路協(xié)同的遠(yuǎn)程軟件升級(jí)、車載娛樂(lè)信息、差分?jǐn)?shù)據(jù)服務(wù)等。信息服務(wù)類場(chǎng)景通常都屬于連續(xù)性有大帶寬需求的場(chǎng)景，需滿足高速移動(dòng)性需求，平臺(tái)需滿足大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力需求，部分場(chǎng)景對(duì)時(shí)延和計(jì)算能力要求較高。具體來(lái)說(shuō)，與中心平臺(tái)交互時(shí)延≤100ms，與 MEC 交互時(shí)延≤20ms;部分場(chǎng)景上行速率>200Mbps，下行速率最高可達(dá) 500Mbps~1Gbps。

自動(dòng)駕駛智能化提升，帶來(lái)傳感器數(shù)量激增

比以駕駛員為責(zé)任主體的高級(jí)駕駛輔助技術(shù)，以機(jī)器為責(zé)任為主體的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)需要面對(duì)更復(fù)雜的環(huán)境和更小的容錯(cuò)空間。因此，自動(dòng)駕駛程度的提升還將伴隨著兩個(gè)趨勢(shì)，即冗余性傳感系統(tǒng)的配置和各傳感器之間融合程度的提升

。今年 4 月，滴滴自動(dòng)駕駛升級(jí)推出了新一代自動(dòng)駕駛硬件平臺(tái)——滴滴雙子星。該平臺(tái)搭載了 50 多個(gè)傳感器，算力超過(guò) 700TOPS(處理器運(yùn)算能力單位)，每秒超千萬(wàn)級(jí)點(diǎn)云成像，而且整體造價(jià)較上一代保持不變。該平臺(tái)設(shè)計(jì)了多重冗余，不僅有核心高性能傳感器冗余，而且還擁有車載自動(dòng)駕駛系統(tǒng)冗余、遠(yuǎn)程協(xié)助系統(tǒng)冗余、前裝量產(chǎn)車型冗余等，整體上實(shí)現(xiàn)了硬件的多層冗余性配置。

比如，傳感器冗余保證了自動(dòng)駕駛汽車在各個(gè)方向、各類型的毫米波雷達(dá)、攝像頭、激光雷達(dá)等感知設(shè)備都能交叉驗(yàn)證，進(jìn)一步提升了車輛在隧道、雨霧、逆光、黑夜等復(fù)雜場(chǎng)景中的感知能力。如果自動(dòng)駕駛汽車中有一個(gè)傳感器壞了，或者因?yàn)楦鞣N其他原因，導(dǎo)致傳感器帶來(lái)的數(shù)據(jù)無(wú)效，那么還會(huì)有其他傳感器能夠覆蓋同一場(chǎng)景，交叉驗(yàn)證能讓自動(dòng)駕駛達(dá)到更高的安全等級(jí)。但是冗余結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)雖然帶來(lái)了更好的安全性，但也額外增加了倍數(shù)成本。

綜上所述，隨著自動(dòng)駕駛和車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，車內(nèi)傳感器數(shù)量激增帶來(lái)數(shù)據(jù)傳輸量大幅提升，汽車電子電氣架構(gòu)和車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)都將面臨著重大變革。

2.2. 域集中式架構(gòu)：從分散的 ECU 到集中的 DCU

汽車電子電氣架構(gòu)是汽車上所有電氣系統(tǒng)的有序集合，包括了所有電氣系統(tǒng)的線束連接和接口，數(shù)據(jù)交互，也包括了所有電氣系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境，是整個(gè)汽車設(shè)計(jì)的靈魂?？偩€的發(fā) 展是汽車電子電氣架構(gòu)變革的直接體現(xiàn)。

隨著 ADAS 的快速發(fā)展，分布式架構(gòu)無(wú)已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)需求。因?yàn)?ADAS 系統(tǒng)里有各種傳感器，產(chǎn)生的大量的數(shù)據(jù)，每個(gè)傳感器模塊可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，為了保證數(shù)據(jù)處理的結(jié) 果最優(yōu)化，最好功能控制都集中在一個(gè)核心處理器里處理，這就產(chǎn)生了對(duì)域控制器的需求。

目前的汽車電子電氣架構(gòu)都是分布式的，各個(gè) ECU 都通過(guò) CAN 或 LIN 總線連接在一起，通過(guò)工程師預(yù)設(shè)好的通信協(xié)議交換信息。Strategy Analytics 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，各級(jí)別汽車 ECU 數(shù)量都在逐年遞增，每臺(tái)汽車搭載的 ECU 平均 25 個(gè)，而在一些高端車型中這一數(shù)量通常會(huì)超過(guò) 100 個(gè)。ECU 數(shù)量越多，總線數(shù)量必將更長(zhǎng)，2000 年奔馳 S 級(jí)轎車的電子系統(tǒng)已經(jīng)擁有 80 個(gè) ECU，1,900 條總長(zhǎng)達(dá) 4km 的通信總線。

為了控制總線長(zhǎng)度、降低 ECU 數(shù)量(或者保持?jǐn)?shù)量不變)，從而降低電子部件重量、降低整車制造成本，分散的小傳感器被逐漸集成為功能更強(qiáng)的單個(gè)傳感器，將分散的控制器按照功能域劃分、集成為運(yùn)算能力更強(qiáng)的域控制器(Domain Control Unit，DCU)的想法應(yīng) 運(yùn)生。

所謂“域”，就是將汽車電子系統(tǒng)根據(jù)功能劃分為若干個(gè)功能塊，每個(gè)功能塊內(nèi)部的系統(tǒng) 架構(gòu)由域控制器為主導(dǎo)搭建，利用處理能力更強(qiáng)的多核 CPU/GPU 芯片相對(duì)集中地控制每個(gè)域，以取代目前的分布式電子電氣架構(gòu)。各個(gè)域內(nèi)部的系統(tǒng)互聯(lián)仍可使用現(xiàn)如今十分常用的 CAN 和 FlexRay 通信總線。而不同域之間的通訊，則需要由更高傳輸性能的以太網(wǎng)作為主干網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)信息交換任務(wù)。

在域集中式汽車架構(gòu)設(shè)計(jì)中，域控制器處于絕對(duì)中心，它們需要強(qiáng)大的計(jì)算能力、超高的實(shí)時(shí)性能以及大量的通信外設(shè)。域控制器因?yàn)橛袕?qiáng)大的硬件計(jì)算能力與豐富的軟件接口支持，使得更多核心功能模塊集中于域控制器內(nèi)，系統(tǒng)功能集成度大大提高，這樣對(duì)于功能的感知與執(zhí)行的硬件要求降低。加之?dāng)?shù)據(jù)交互的接口標(biāo)準(zhǔn)化，會(huì)讓這些零部件變成標(biāo)準(zhǔn)零件，從而降低這部分零部件開(kāi)發(fā)/制造成本。也就是說(shuō)，外圍零件只關(guān)注本身基本功能，而中央域控制器關(guān)注系統(tǒng)級(jí)功能實(shí)現(xiàn)。

對(duì)于功能域的具體劃分，不同整車廠會(huì)有自己的設(shè)計(jì)理念，如博世分為 5 個(gè)域：動(dòng)力域、底盤(pán)域、座艙域、自動(dòng)駕駛域、車身域，大眾 MEB 平臺(tái)車型為 3 個(gè)域：自動(dòng)駕駛域、智能座艙域、車身控制域。

博世用六個(gè)階段來(lái)描述 E/E 架構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜依次為：模塊化、集成化、集中化、域融合、車載電腦和車-云計(jì)算。這種劃分的核心思想是電子控制單元(ECU)從分布到集中。

寶馬在其下一代 E/E 架構(gòu)中致力構(gòu)建可升級(jí)、可擴(kuò)展、可復(fù)用以及可移植的全新中央集中式架構(gòu)，計(jì)劃于 2021 年左右量產(chǎn)。硬件方面采用英特爾的至強(qiáng)服務(wù)器 CPU+3 顆 EyeQ5 共同組成一個(gè)中央計(jì)算平臺(tái);在軟件方面開(kāi)發(fā)基于 Classic AutoSAR 和 Adaptive AutoSAR 混合的通用軟件框架，自研操作系統(tǒng)。

在這場(chǎng)電子電氣架構(gòu)變革的浪潮下，國(guó)內(nèi)整車企業(yè)將自己定位成標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)的提供商，紛紛推出各自的全新電子電氣架構(gòu)，采用模塊化的開(kāi)發(fā)方式，致力于構(gòu)建更加開(kāi)放的零部件與功能開(kāi)發(fā)生態(tài)。華為提出基于計(jì)算和通信的“CC 架構(gòu)”，由 MDC 智能駕駛平臺(tái)、 CDC 智能座艙平臺(tái)和 VDC 整車控制平臺(tái)三大域控制器構(gòu)成跨域融合架構(gòu)方案，每個(gè)平臺(tái)接入分布式網(wǎng)關(guān)構(gòu)成的骨干環(huán)網(wǎng)。在執(zhí)行部件生態(tài)上，華為希望打造接口標(biāo)準(zhǔn)，讓 MDC 與執(zhí)行部件更容易配合。在 2020 北京車展上，華為就以一款透明車，展示了其目前研發(fā)設(shè)計(jì)的域控制器架構(gòu)。

從各主要車企和零部件供應(yīng)商對(duì)未來(lái)汽車電子電氣架構(gòu)的規(guī)劃來(lái)看，集中化已成為主流趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)自主汽車目前的電子電氣架構(gòu)主要還是分布式的，正處于集成化和集中化演進(jìn)階段。

2.3. 以太網(wǎng)有望成為骨干網(wǎng)絡(luò)，全面替代其他高速總線

“多拓?fù)洳⒋?網(wǎng)關(guān)集中控制”是當(dāng)前汽車總線的基本形態(tài)，總線作為一種車輛網(wǎng)絡(luò)拓?fù)? 結(jié)構(gòu)，是車上所有的電子和電氣部件的互聯(lián)結(jié)構(gòu)的線束表現(xiàn)，直接影響到控制器功能分配、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃。典型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有總線拓?fù)洹h(huán)形拓?fù)?、星型拓?fù)?、網(wǎng)狀拓?fù)湟约八麄? 之間的各種組合形式?？偩€的應(yīng)用可以簡(jiǎn)化線束的復(fù)雜程度，主要類型有 CAN、LIN(本地互連網(wǎng)絡(luò))、FlexRay、MOST、車載以太網(wǎng)等。

CAN

CAN 總線的出現(xiàn)很好的解決了眾多功能模塊控制單元之間的數(shù)據(jù)交換實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性問(wèn) 題，是一種能有效支持分布式控制和實(shí)時(shí)控制的串行通訊網(wǎng)絡(luò)，在現(xiàn)代汽車的網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用中起到了基石的作用。CAN 總線采用 5V 差分信號(hào)的雙線傳輸，理論上速率可達(dá) 1M/s，汽車上一般為 125~500Kb/s。2011 年 Bosch 發(fā)布了第二代 CAN 通信技術(shù) CAN FD(Flexible Data-rate)，優(yōu)化了通信帶寬和有效數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，使得 CAN FD 的通信速率可達(dá)到 5Mbit/s，在大眾第八代高爾夫上獲得應(yīng)用。2020 年第三代 CAN 通信技術(shù) CAN XL 啟動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)高達(dá) 10+Mbit/s 的比特率，填補(bǔ)了 CAN FD 與 100BASE-T1(以太網(wǎng))之間的空白。

LIN

局部互聯(lián)協(xié)議 LIN 是一種低成本的、面向“傳感器/執(zhí)行器控制"的低速串行通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。 1998 年由多個(gè)汽車生產(chǎn)商提出，作為低速 CAN 的低成本替代方案，2001 年梅賽德斯奔馳 SL 上第一次量產(chǎn)使用了 LIN 總線;LIN 采用單主控制器/多從設(shè)備的模式,僅使用一根 12V 無(wú)屏蔽信號(hào)總線和一個(gè)無(wú)固定時(shí)間基準(zhǔn)的節(jié)點(diǎn)同步時(shí)鐘線。其最高傳輸速可達(dá) 20kbit/s。

FlexRay

FlexRay 總線是由寶馬、飛利浦、飛思卡爾和博世等公司共同制定的一種新型通信標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)時(shí)性、可靠性和靈活性方面具有一定的優(yōu)勢(shì)。寶馬公司在 07 款圖片 X5(參數(shù)|圖片)系列車型的電子控制減震器系統(tǒng)中首次應(yīng)用了 FlexRay 技術(shù)，目前在寶馬的高端車上主要應(yīng)用于事關(guān)安全的線控系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)。傳輸方式：FlexRay 系統(tǒng)中使用雙絞線電纜，兩個(gè)通道的每一條都由兩根電纜組成。FlexRay 的目標(biāo)是提供一種具有高傳輸速率的系統(tǒng)，能以確定性的方式可容錯(cuò)得進(jìn)行工作，并可實(shí)現(xiàn)靈活的應(yīng)用和拓展，主要用于動(dòng)力總成系統(tǒng)和主動(dòng) 安全系統(tǒng)，以及線控系統(tǒng)。

MOST

MOST 表示“多媒體傳輸系統(tǒng)”，是一種專門針對(duì)車內(nèi)使用而開(kāi)發(fā)的、服務(wù)于多媒體應(yīng)用的數(shù)據(jù)總線技術(shù)。1998 年由 BMW、Daimlerchrysler 等建立 MOST 聯(lián)盟，管理定義 MOST 總線相關(guān)規(guī)范;自從寶馬 7 系列汽車首次采用 MOST 技術(shù)以來(lái)，該技術(shù)的普及速度突飛猛進(jìn)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)傳輸聲音、視頻，滿足高端汽車娛樂(lè)裝置的需求。各控制單元之間通過(guò)一個(gè) 環(huán)形數(shù)據(jù)總線連接，該總線只向一個(gè)方向傳輸數(shù)據(jù)，一個(gè)控制單元擁有 2 根光纖，一根用于發(fā)射機(jī)，另一根用于接收機(jī)。各控制單元之間通過(guò)一個(gè)環(huán)形數(shù)據(jù)總線連接，該總線只向一個(gè)方向傳輸數(shù)據(jù)，一個(gè)控制單元擁有 2 根光纖，一根用于發(fā)射機(jī)，另一根用于接機(jī)。

在 ADAS 和車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展勢(shì)頭下，現(xiàn)存的車載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)急需變革。伴隨著 ADAS 的傳感器數(shù)量不斷增加(攝像頭、毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)等)和包括停車輔助、車道偏離預(yù)警、夜視輔助、自適應(yīng)巡航、碰撞避免、盲點(diǎn)偵測(cè)、駕駛員疲勞探測(cè)等的使用場(chǎng)景不斷豐富，帶來(lái)車載數(shù)據(jù)量的激增。以上文所列的配備有五個(gè)雷達(dá)傳感器和兩個(gè)視頻系統(tǒng)的車輛(加上額外的其他測(cè)量值)為例，在采集和存儲(chǔ)期間，需要管理大約 1GByte / s 的海量數(shù)據(jù)。車聯(lián)網(wǎng)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速率的要求也相當(dāng)高，以信息服務(wù)類場(chǎng)景需求為例，下行速率可達(dá) 500Mbps-1Gbps。傳統(tǒng) MOST 的速率為 150Mbit/s，很難滿足高清視頻、圖像數(shù)據(jù)等相關(guān)需求。

隨著車輛需要越來(lái)越多的數(shù)據(jù)來(lái)支持高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)和自動(dòng)駕駛，未來(lái)汽車中需要有一個(gè)通用的高帶寬網(wǎng)絡(luò)，來(lái)替代目前的部分網(wǎng)路。這種協(xié)議因支持較高的速率傳輸，又對(duì)于鏈路連接形式有歸一性，使整車鏈接種類降低，成本降低，同時(shí)能將汽車輕松簡(jiǎn)便扁平化的連接世界。以太網(wǎng)是從雷達(dá)，LiDAR 和此類系統(tǒng)所需的眾多攝像頭傳輸數(shù) 據(jù)的合適選擇。車載以太網(wǎng)具有大帶寬、低延時(shí)、低電磁干擾、低成本等優(yōu)點(diǎn)，成為智能網(wǎng)聯(lián)汽車應(yīng)用的關(guān)鍵選擇。車載以太網(wǎng)工作在10~10000Mbit/s之間，可廣泛應(yīng)用于娛樂(lè)、 ADAS、車聯(lián)網(wǎng)等系統(tǒng)中。以太網(wǎng)會(huì)成為域間控制器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)骨干介質(zhì)，并用于代替現(xiàn) 有串行網(wǎng)絡(luò)(如 MOST 和 FlexRay)，未來(lái)高速總線將以以太網(wǎng)為主。并且以太網(wǎng)會(huì)在中速總線領(lǐng)域和 CAN 形成競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，這兩種總線都有機(jī)會(huì)被應(yīng)用于底盤(pán)控制、主動(dòng)安全和 ADAS 系統(tǒng)。

汽車以太網(wǎng)融入汽車應(yīng)用的發(fā)展大致分為三個(gè)階段。第一代以太網(wǎng)用于車載診斷系統(tǒng)和 ECU flashing，以太網(wǎng)和 CAN 相比，刷新時(shí)間可以縮短至其 1%，大幅度提升了診斷和刷新效率，從而節(jié)省了時(shí)間和成本。(汽車以太網(wǎng)起源)。第二代以太網(wǎng)主要用于 ADAS 和信息娛樂(lè)系統(tǒng)，車載以太網(wǎng)以單節(jié)點(diǎn)或多節(jié)點(diǎn)的形式搭載，如使用高分辨率 IP 攝像頭的全景泊車、多屏互動(dòng)的高清信息娛樂(lè)系統(tǒng)等。第三代以太網(wǎng)作為汽車主干網(wǎng)，集成動(dòng)力總成、輔助駕駛、車身、底盤(pán)、多媒體，真正形成域級(jí)別的車載網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。(10BAST-T1)。

上述應(yīng)用推測(cè)僅僅是站在當(dāng)下的時(shí)間維度可對(duì)汽車以太網(wǎng)應(yīng)用給出的限定和設(shè)想而已，而汽車以太網(wǎng)未來(lái)還有更多的應(yīng)用可能性。正如 6 年前無(wú)法想象 4G 網(wǎng)絡(luò)的主流使用場(chǎng)景是在線聽(tīng)歌、看視頻，高速流量帶來(lái)的直播產(chǎn)業(yè)、發(fā)達(dá)的云應(yīng)用、便捷的手機(jī)支付。

車載以太網(wǎng)新定義，新標(biāo)準(zhǔn)新氣象

雖然帶寬要求已經(jīng)滿足，但是傳統(tǒng)以太網(wǎng)不能支持具有時(shí)間敏感性或安全性需求的應(yīng)用程序，為了支持這些要求，需要在 OSI 模型的較低層進(jìn)行更改。為了使以太網(wǎng)面向汽車，開(kāi) 發(fā)者一直致力于開(kāi)發(fā)滿足汽車行業(yè)需求的標(biāo)準(zhǔn)。在 IEEE 802.3bw 標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)定義了可以跨非屏蔽雙絞線電纜運(yùn)行的 100 Mbits / s 全雙工物理接口(100BASE-T1)，使用(PAM-3) 3 級(jí)信令，數(shù)據(jù)速率為 66.67 Mbit / s，傳輸長(zhǎng)度可以達(dá)到 15 m 的長(zhǎng)度，如果被屏蔽則可以達(dá)到 40 m。IEEE 802.3bp 標(biāo)準(zhǔn)則涵蓋了一個(gè) 1000 Mbit / s 的接口，稱為 1000BASE-T1。兩個(gè)速度等級(jí)在關(guān)鍵 ECU 之間實(shí)現(xiàn)了超高速數(shù)據(jù)主干，并提供了更具成本效益但仍是高速的與終端節(jié)點(diǎn)的接口。

車載以太網(wǎng)的的差異：

1、100BASE-T1(車載以太網(wǎng))利用回音消除技術(shù)實(shí)現(xiàn)了在一對(duì)雙絞線上的全雙工通信。一些車輛使用 100BASE-TX 作為車載診斷(OBD)掃描工具。但是，100BASE-TX 無(wú)法在汽車生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)展，因?yàn)樗枰獌筛p絞線。100BASE-T1 將車載生態(tài)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化為網(wǎng) 絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。

2、100BASE-T1 可通過(guò)單對(duì)非屏蔽雙絞線電纜使用以太網(wǎng)協(xié)議的音頻視頻橋接(AVB)集合，實(shí)現(xiàn)車輛內(nèi)音頻，視頻，聯(lián)網(wǎng)汽車，固件/軟件和校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的通信。用于音頻和視頻數(shù) 據(jù)的以太網(wǎng)與 AVB 配對(duì)的 100BASE-T1 可以傳輸音頻和視頻數(shù)據(jù)。這為信息娛樂(lè)和 ADAS 域中的以太網(wǎng)創(chuàng)造了機(jī)會(huì)。

以寶馬為主要例子，闡述以太網(wǎng)與域控制器之間的相互聯(lián)系關(guān)系。

在 2019 年推出的寶馬 3 系車型中，配備了更多的 ADAS 功能，寶馬 3 系的 ADAS 系統(tǒng)中前置攝像頭和遠(yuǎn)程雷達(dá)發(fā)揮重要作用。中前置攝像頭是由 ZF 公司開(kāi)發(fā)的三鏡頭攝像頭，其具有車輛周圍監(jiān)控，中距監(jiān)控和遠(yuǎn)距監(jiān)控三個(gè)功能。另外，將前置攝像頭與遠(yuǎn)程雷達(dá)結(jié) 合，為寶馬 3 系提供了先進(jìn)的 ADAS 功能，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)泊車，后視攝像頭，變道警告，車道偏移警告系統(tǒng)，倒車輔助系統(tǒng)，主動(dòng)保護(hù)，HUD，主動(dòng)巡航控制等功能。

為了監(jiān)控車輛周圍的環(huán)境，將短距雷達(dá)放置在車輛的四個(gè)拐角處，這些雷達(dá)可以檢測(cè)接近車輛的物體。安裝在車輛前后的超聲波傳感器用于實(shí)現(xiàn)輔助停車功能，位于后視鏡的攝像頭和位于車尾的攝像頭和前格柵中間的攝像頭用于實(shí)現(xiàn) 3D view 的功能。

超聲波傳感器由 bosch 提供，其最小檢測(cè)具體為 15cm，最大檢測(cè)范圍為 5.5m，寶馬 3 系總共采用了 10 個(gè)超聲波傳感器，其中前保險(xiǎn)杠 6 個(gè)，后保險(xiǎn)杠 4 個(gè)，這些傳感器由博世的停車距離控制模塊管理(PDC)。車輛配備了博世的 3D 視覺(jué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)有四個(gè)攝像頭組成，其中左右后視鏡各一個(gè)，前格柵一個(gè)和一個(gè)后置攝像頭。其相機(jī) ECU 的主芯片為飛思卡爾的 32 位處理器，接口是以太網(wǎng)。

寶馬 3 系 ADAS 系統(tǒng)與信息系統(tǒng)通過(guò)單獨(dú)的以太網(wǎng)連接，同時(shí)所有的網(wǎng)絡(luò)都連接至車身域控制器(BDC )，同時(shí) BDC 還扮演著將 ADAS 和信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行物理隔離的作用，同時(shí) 也處理接收的數(shù)據(jù)，這樣就可以在中控上顯示 ADAS 信息，并通過(guò) HMI 控制 ADAS 功能。隨著車載以太網(wǎng)的應(yīng)用普及以及對(duì)法規(guī)方面的進(jìn)一步加強(qiáng)，車輛的需求將會(huì)進(jìn)一步被滿足。

3. 自動(dòng)駕駛智能化顯著提升高速連接器單車用量

從高速連接器廠商的角度來(lái)看，每個(gè)冗余的傳感器都需要配備單獨(dú)的高速連接器，整車的車用連接器用量將會(huì)有一個(gè)顯著增幅。

提升各傳感器的融合度

目前車輛上搭載的大多數(shù) ADAS 系統(tǒng)都是獨(dú)立運(yùn)作的，這就意味著它們不會(huì)與其他車輛上的系統(tǒng)交換信息。此外，車上的后置攝像頭、360 度全景系統(tǒng)、雷達(dá)和前置攝像頭都有自己的獨(dú)立任務(wù)，它們之間幾乎沒(méi)有交流。每種傳感器都有自己無(wú)法克服的缺陷，在使用多個(gè)傳感器的情況下，要想保證安全性，就必須對(duì)傳感器進(jìn)行信息融合。多傳感器融合可顯著提高系統(tǒng)的冗余度和容錯(cuò)性，從而保證決策的快速性和正確性，是自動(dòng)駕駛的必然趨勢(shì)。想做到完美的傳感器融合，就要接受不同傳感器的輸入，并利用綜合信息更準(zhǔn)確的感知周邊環(huán)境。將不同傳感器進(jìn)行融合還能換來(lái)一定程度的冗余，即使某個(gè)傳感器出了問(wèn)題也不會(huì)影響車輛的安全。為了提高傳感器的總體融合度，不同的 ADAS 系統(tǒng)需要互相連接，這有可能會(huì)提高諸如以太網(wǎng)連接器等連接器的單車用量。

總結(jié)下來(lái)，自動(dòng)駕駛智能化提升所帶來(lái)的對(duì)車聯(lián)網(wǎng)依賴度的提升和其余兩個(gè)技術(shù)趨勢(shì)，即傳感器的冗余配置和傳感器冗余度的提升都有利于單車高速連接器和其他連接器的用量提升，所以自動(dòng)駕駛智能化的發(fā)展會(huì)拉動(dòng)整個(gè)車用高速連接器件的市場(chǎng)。

3.1. EE 架構(gòu)變革催化下，高速連接器迎來(lái)快速發(fā)展

高速連接器可以分為 Fakra、Mini Fakra、HSD 和以太網(wǎng)連接器，以下是泰科電子高速連接器產(chǎn)品系列情況

3.1.1. 傳感器帶動(dòng) FAKRA 用量增長(zhǎng)，集成化帶來(lái) HFM 新增量

FAKRA 是德國(guó)天線標(biāo)準(zhǔn)，為 FAchKReisAutomobil(汽車專家團(tuán)隊(duì)由來(lái)自 BMW、 Huber-Suhner，Rosenberger 等公司的工程師組成，后 Huber-Suhner 相關(guān)連接器業(yè) 務(wù)及技術(shù)在 2010 年并入 Rosenberger)縮寫(xiě)。起初為 BMW 需求用于車載收音機(jī)天線連接，如今 FAKRA 已成為汽車行業(yè)通用標(biāo)準(zhǔn)的高速連接器，被業(yè)內(nèi)廣泛應(yīng)用。HFM 連接器廣泛應(yīng)用于各類 ADAS 傳感器中，因此伴隨著自動(dòng)駕駛帶來(lái)的 ADAS 傳感器數(shù)量激增，單車對(duì) HFM 連接器的用量或有顯著提升。HFM 為 FAKRA 連接器的升級(jí)版產(chǎn)品，最大程度的適配了傳統(tǒng) Fakra 的抗阻性。

Fakra 的出現(xiàn)在當(dāng)時(shí)是車內(nèi)連接技術(shù)的一場(chǎng)革命，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的“燈籠頭”(或香蕉頭)既不能保證良好的接觸，更無(wú)法實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)的低損耗傳輸。在收音機(jī)系統(tǒng)中，限于成本， “燈籠頭”即使不符合車規(guī)但也勉強(qiáng)可用。但涉及 GPS，3G/LTE 等應(yīng)用，該連接器是完全無(wú)法滿足數(shù)據(jù)傳輸需求的。

而 FAKRA 良好地解決了這些問(wèn)題。在性能上，F(xiàn)AKRA 連接器達(dá)到 6GHz，符合 50， 60(限制)和 75 歐姆版本的汽車行業(yè)的堅(jiān)固耐用的機(jī)械和環(huán)境要求。并且它能通過(guò)允許連接器的中心同軸插入件和連接的電纜旋轉(zhuǎn) 360 度，來(lái)確保 RF 性能。這樣的特性可能可以防止因電纜扭曲產(chǎn)生的影響電纜阻抗和信號(hào)傳輸完整性等問(wèn)題。而 FAKRA 的鎖定系統(tǒng)具有主要和次要鎖定機(jī)構(gòu)，可以防止在汽車行駛中產(chǎn)生的連接器脫離事故。

目前，F(xiàn)AKRA 連接器已成為汽車 RF 應(yīng)用的主要解決方案。除日本國(guó)內(nèi)市場(chǎng)外，全球幾乎所有汽車制造商都需要 FAKRA 連接器作為汽車中射頻信號(hào)的傳輸標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用領(lǐng)域包括收音機(jī)天線、GPS 天線或?qū)Ш?、車載移動(dòng)通信、射頻藍(lán)牙應(yīng)用以及射頻遙控?zé)o鑰匙進(jìn)入和車輛輔助加熱。FAKRA 一般采用同軸電纜，單線單芯。常見(jiàn)的 FAKRA 連接器由塑殼，外導(dǎo)體，中心導(dǎo)體，絕緣體，壓接套管(僅線束端連接器)和二次鎖(僅線束端連接器) 組成。

高速迷你 FAKRA(HFM)

隨著傳感器數(shù)量的激增和汽車電氣架構(gòu)的集中化，未來(lái)車輛對(duì)高速連接器的傳輸頻率要求更高。最新的車輛數(shù)據(jù)傳輸速率可到 9.6GHz。傳統(tǒng) 6GhzFAKRA 連接器將無(wú)法滿足新的需求。根據(jù) Molex 和 Rosenberger 宣布的雙向采購(gòu)協(xié)議的內(nèi)容，Rosenberger 新推出的 HFM 連接器的頻率可達(dá) 15GHz，支持高達(dá) 20GB/秒的高速數(shù)據(jù)速率傳輸。除了高頻率的特性意外，F(xiàn)AKRA-Mini 連接器與傳統(tǒng)的連接器相比，結(jié)構(gòu)更小，節(jié)省空間超過(guò) 80%。隨著車聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)程速度加快，單車高速連接器的用量大幅度提升，Mini FAKRA 的節(jié)省空間的優(yōu)勢(shì)將會(huì)變得非常有價(jià)值。因?yàn)?Mini FAKRA 的高傳輸速率和小體積的優(yōu)勢(shì)，更符合域集中式汽車的需求，預(yù)計(jì)會(huì)在接下來(lái)幾年或出現(xiàn) Mini FAKAR 對(duì)傳統(tǒng) FAKRA 的替代浪潮。

考慮到 Fakra 在市場(chǎng)的保有量，HFM 作為其升級(jí)版產(chǎn)品，最大程度的適配了傳統(tǒng) Fakra。 HFM 特性阻抗與 Fakra 一致為 50 歐姆，最大承載電流也是 1A。 HFM 線纜與傳統(tǒng) Fakra 通用，在集成度要求高、空間小的區(qū)域，可以使用 HFM 連接器，在分向各功能執(zhí)行器處使用傳統(tǒng) Fakra。即線束一端為 HFM，另一端為 Fakra。

想要了解車用高速連接器的具體使用情境，可以以比較常見(jiàn)的環(huán)視 Adas 架構(gòu)為切入口。在該架構(gòu)下，汽車會(huì)通過(guò)攝像頭捕捉道路周邊的信息，緊接著攝像頭通過(guò)具備防水功能的 Fakra 高速連接器將數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄€束上，線束的另一端會(huì)連接到 HFM 連接器的連接上。采集到的數(shù)據(jù)就通過(guò)這樣的連接方式傳輸?shù)搅?AVM 即車輛的環(huán)視系統(tǒng)。再由 HSD 連接器、連接線束將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈C(jī)，最終通過(guò) HSD+2 連接器將數(shù)據(jù)傳輸?shù)斤@示屏上。至此司機(jī)就可以看到由攝像頭所拍攝的影像了。從這個(gè)例子就可以看出，車輛僅實(shí)現(xiàn)環(huán)視需求，就需要使用多個(gè)連接器件包括防水 Fakra、HFM 和 HSD。

3.1.2. 域集中式架構(gòu)需高性能以太網(wǎng)連接器支持

汽車電子電氣架構(gòu)的集中化趨勢(shì)對(duì)高速連接器的數(shù)據(jù)傳輸性能提出了更高的要求。在現(xiàn)有的域集中化解決方案里是將數(shù) 10 個(gè) ECU 集成到 1 個(gè)域控制器里面，這勢(shì)必對(duì)高速連接器的數(shù)據(jù)傳輸速率以及穩(wěn)定性提出了更高的要求，一個(gè)合格的車用域控制連接器至少具備良好的屏蔽性能、電性能、機(jī)械和環(huán)境性能。

以羅森伯格生產(chǎn)的 H-MTD 為例，他適用于車載以太網(wǎng)的 360 度全屏蔽的系統(tǒng)，由于良好的屏蔽性能，使得其可傳輸更高的頻率的信號(hào)，非常適用于未來(lái)預(yù)控制系統(tǒng)的連接，可避免駕駛所出現(xiàn)的黑屏、花屏以及閃屏等現(xiàn)象。在電性能方面，因?yàn)樵谶B接器的使用過(guò)程中會(huì)有回?fù)軗p耗、插入損耗以及串?dāng)_等不利影響。H-MTD 良好的連接器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)驗(yàn) 證，使這些損耗降到最低。機(jī)械和環(huán)境性能主要跟連接器的抗振動(dòng)抗溫度沖擊能力和對(duì)差后的牢固性相關(guān)，H-MTD 連接器一旦鎖死，至少需要 110 牛的力才能拔開(kāi)，100 牛的力量大概可以提起 10 千克的重物，所以連接器自脫落或者被人為拉開(kāi)幾乎不可能。

泰科所生產(chǎn)的 MATEnet 連接器也有相當(dāng)好的屏蔽性能、數(shù)據(jù)傳輸性能、機(jī)械和環(huán)境性能。除了 MATEnet 系列產(chǎn)品外，面向高速數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用，TE 還開(kāi)發(fā)出了支持高達(dá) 100Mbps 的數(shù)據(jù)速率的 NanoMQS 連接器、為滿足信息娛樂(lè)連接需求而設(shè)計(jì)的光信號(hào)連接器平臺(tái) MOST 連接器以及可以通過(guò)單端解決方案來(lái)實(shí)現(xiàn)最高的數(shù)據(jù)傳輸速率的 FAKRA 和 MATE-AX 連接器系列等。

從以太網(wǎng)未來(lái)傳輸數(shù)據(jù)增長(zhǎng)情況上看，由百兆到千兆的上升還僅僅是在自動(dòng)駕駛的 L1、L2 的階段，而泰科公司內(nèi)部預(yù)計(jì)到 L3、L4 的時(shí)候?qū)?huì)達(dá)到 10Gbps 甚至更高。因此，高速連接器將在未來(lái)汽車電子化的發(fā)展中，進(jìn)行逐步的迭代升級(jí)。據(jù)蓋世汽車每日速遞公眾號(hào)的信息來(lái)看，泰科將有從 100Mbps、1Gbps 到之后的 12Gbps、24Gbps 速率的連接器。

在具體應(yīng)用領(lǐng)域方面，以太網(wǎng)連接器用于汽車以太網(wǎng)的模塊化和可擴(kuò)展小型化數(shù)據(jù)連接器系統(tǒng)，還是以泰科所生產(chǎn)的 MATEnet 連接器舉例，MATEnet 可應(yīng)用于包括連接器以太網(wǎng)和 PCIe 在內(nèi)的車載網(wǎng)絡(luò)、后視攝像頭、多媒體、激光雷達(dá)、板載診斷、環(huán)繞攝像。

符合未來(lái)市場(chǎng)需求的以太網(wǎng)連接器的設(shè)計(jì)和制造是頗為不易的，隨著市場(chǎng)需求不斷推動(dòng)解決方案逼近物理限制，連接器的實(shí)際系統(tǒng)性能已越來(lái)越接近物理極限，因此，組件開(kāi)發(fā)人員的穩(wěn)健性評(píng)估和對(duì)所有關(guān)鍵容差的考量變得越來(lái)越重要。此外，所需帶寬較大時(shí)，鏈路預(yù)算較低，在進(jìn)行與組件選擇和最大鏈路長(zhǎng)度相關(guān)的架構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，自由度會(huì)受到限制。但是，當(dāng)考慮所有元件公差(例如，電纜和連接器阻抗)與環(huán)境影響(例如，溫度影響、濕度和老化)時(shí)，差距會(huì)大大減小，如右側(cè)曲線陣列所示。因此，必須在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中綜合考慮所有這些系統(tǒng)參數(shù)，以便在考慮了所有上述影響的最差情況下也能滿足應(yīng)用要求。

據(jù)羅森伯格亞太副總裁兼汽車產(chǎn)品事業(yè)部總經(jīng)理丁磊的發(fā)言，隨著 GPS、ADAS、360 環(huán)視等技術(shù)不斷集成到汽車中，對(duì)于速率和車內(nèi)干擾都提出了全新要求，在近兩年車內(nèi)高頻連接器已經(jīng)從過(guò)去的 1 根增長(zhǎng)到 30 根了。”據(jù)此可以推測(cè)整個(gè)高速連接市場(chǎng)將有一個(gè)數(shù) 量級(jí)的成長(zhǎng)空間。

市場(chǎng)預(yù)測(cè)

據(jù)羅蘭貝格(Roland Berger)公司的預(yù)測(cè)顯示，至 2025 年，中國(guó)預(yù)計(jì)有 30%的車輛無(wú) ADAS 功能，30%的車輛具有 L1 級(jí)功能，35%的車輛具有 L2 級(jí)功能，5%的車輛具有 L3 級(jí)或更高功能。因?yàn)樽詣?dòng)駕駛車輛的銷售增量主要貢獻(xiàn)于 2021 到 2025 年期間，故推測(cè) 2025 年當(dāng) 年具有 L2 級(jí)及以上的功能的汽車出貨量不低于汽車總出貨量的 40%。

據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)、天津大學(xué)中國(guó)汽車戰(zhàn)略發(fā)展研究中心發(fā)布對(duì)中國(guó)汽車市場(chǎng)的總銷量中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)顯示 2025 年預(yù)測(cè)值中值為 2697 萬(wàn)輛。以 L1 及其以下功能的汽車單車高速連接器價(jià)值為 200 元，L2 及其以上功能的汽車單車高速連接器價(jià)值為 1000 元進(jìn)行推測(cè)，2025 年中國(guó)車用高速連接器市場(chǎng)總規(guī)模為 140.24 億元。

3.2. 技術(shù)復(fù)雜、供應(yīng)鏈滲透難度大，行業(yè)準(zhǔn)入壁壘高

車用微型電連接器的行業(yè)準(zhǔn)入門檻較高，連接器的規(guī)模生產(chǎn)本身就有較高的技術(shù)資金和人員壁壘，想要實(shí)現(xiàn)對(duì)海內(nèi)外主流車廠的批量供貨，又要符合較為嚴(yán)格車廠自身和第三方驗(yàn) 證的相關(guān)要求，等待時(shí)間較長(zhǎng)的驗(yàn)證考核周期。

3.2.1. 微型電連接器：技術(shù)、規(guī)模、人才三重壁壘

技術(shù)壁壘

生產(chǎn)微型電連接器的技術(shù)壁壘較高。微型電連接器從開(kāi)發(fā)到批量生產(chǎn)需要經(jīng)過(guò)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè) 計(jì)、模具開(kāi)發(fā)、規(guī)?；a(chǎn)、產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)測(cè)試等環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)技術(shù)水平的高低直接影響微型電連接器產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。微型電連接器供應(yīng)商的技術(shù)水平和研發(fā)經(jīng)驗(yàn)還直接影響新的微型電連接器產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期、開(kāi)發(fā)成本，因此影響產(chǎn)品的供貨速度和最終成本。因此，微型電連接器企業(yè)的技術(shù)領(lǐng)先程度，特別是研發(fā)人員實(shí)力、檢測(cè)手段直接影響著產(chǎn) 品質(zhì)量和供應(yīng)速度。近年來(lái)，下游領(lǐng)先的智能移動(dòng)設(shè)備廠商為了保證產(chǎn)品線的質(zhì)量穩(wěn)定、快速出貨，對(duì)元器件供應(yīng)商掌握核心技術(shù)的多寡、自主開(kāi)發(fā)能力的強(qiáng)弱要求越來(lái)越高，因此微型電連接器的技術(shù)壁壘正在快速提高。以羅森伯格的質(zhì)控系統(tǒng)為例，羅森伯格在組裝時(shí)至少要用到四個(gè)系統(tǒng)對(duì)器件進(jìn)行檢查，分別是：重復(fù)精度高的精密機(jī)器人系統(tǒng)、具有工業(yè)圖像處理能力的相機(jī)系統(tǒng)、連接維度測(cè)量系統(tǒng)、力位移測(cè)量系統(tǒng)。

資金壁壘

在微型電連接器的供應(yīng)商中，規(guī)模較大的企業(yè)具有顯著的優(yōu)勢(shì)。首先，較大規(guī)模的企業(yè)可以有充裕的生產(chǎn)能力滿足多個(gè)客戶的試制、開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品的需求，有利于企業(yè)儲(chǔ)備更多技術(shù) 和擴(kuò)充業(yè)務(wù)線;其次，較大規(guī)模的企業(yè)可以在短時(shí)間完成大規(guī)模的訂單，滿足大客戶在響應(yīng)速度上的需求，同時(shí)在生產(chǎn)效率、采購(gòu)成本、管理費(fèi)用上能獲得規(guī)模優(yōu)勢(shì);較大規(guī)模的企業(yè)有較多的彈性產(chǎn)能，易于把握市場(chǎng)機(jī)會(huì)、應(yīng)對(duì)市場(chǎng)波動(dòng)，增強(qiáng)企業(yè)發(fā)展壯大的實(shí)力，降低企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)擴(kuò)充規(guī)模，微型電連接器供應(yīng)商需要投入大量資金，這是因?yàn)槲⑿碗娺B接器的產(chǎn) 品開(kāi)發(fā)、模具開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)制造、檢測(cè)環(huán)節(jié)都需要較多資金。以模具開(kāi)發(fā)環(huán)節(jié)為例，微型電連接器供應(yīng)商需要使用高精度的模具加工設(shè)備，如高精度的線切割、放電火花機(jī)、磨床等設(shè)備，價(jià)格高昂，部分設(shè)備的單價(jià)在百萬(wàn)元以上，這對(duì)企業(yè)的資金實(shí)力提出高要求。因此，資金實(shí)力雄厚、規(guī)?；潭雀叩奈⑿碗娺B接器供應(yīng)商有著顯著優(yōu)勢(shì)，行業(yè)有較高資金和規(guī) ?；趬?。

人才壁壘

在微型電連接器的產(chǎn)品設(shè)計(jì)上，國(guó)內(nèi)的對(duì)口設(shè)計(jì)人才較為緊缺，構(gòu)成行業(yè)的人才壁壘。目前，國(guó)內(nèi)大學(xué)缺少連接器方面的專業(yè)學(xué)科，國(guó)內(nèi)也缺少對(duì)連接器相關(guān)的基礎(chǔ)理論進(jìn)行系統(tǒng) 研究的專門機(jī)構(gòu)，從事連接器設(shè)計(jì)的專業(yè)人才基本上都是企業(yè)培養(yǎng)的，而國(guó)內(nèi)有較高設(shè)計(jì) 水平的微型電連接器企業(yè)還比較少，因此國(guó)內(nèi)培養(yǎng)微型電連接器設(shè)計(jì)人才的能力較為有限。同時(shí)，微型電連接器產(chǎn)品更新?lián)Q代速度加快，技術(shù)水平日益提升，對(duì)設(shè)計(jì)人員提出的要求也不斷提高。設(shè)計(jì)人員既要有多年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)積累，又要有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力，始終掌握行業(yè)的領(lǐng)先技術(shù)方向，這加劇了國(guó)內(nèi)微型電連接器設(shè)計(jì)人才的緊缺程度。

3.2.2. 汽車廠商的供應(yīng)商篩選：標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)、周期長(zhǎng)

對(duì)零部件制造企業(yè)而言，由于整車制造企業(yè)的動(dòng)力平臺(tái)具有相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性和較長(zhǎng)的生命周期(一般會(huì)在 5-7 年，期間若有局部?jī)?yōu)化，生命周期將獲得適當(dāng)延長(zhǎng))，一旦整車制造企業(yè)將其選定為零部件供應(yīng)商，就傾向于同其建立長(zhǎng)期固定的合作關(guān)系。整車制造企業(yè)會(huì)從供應(yīng)商歷史交付業(yè)績(jī)、質(zhì)量管理、生產(chǎn)能力控制的角度考慮，傾向于保持現(xiàn)有的供應(yīng)商數(shù) 量和供應(yīng)鏈體系的穩(wěn)定。

汽車零部件制造企業(yè)必須滿足整車制造企業(yè)的內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)和要求，具備客戶認(rèn)可的技術(shù)研發(fā) 能力、質(zhì)量保證能力、生產(chǎn)制造能力、成本控制能力等多方面的能力認(rèn)定。一般來(lái)說(shuō)整車制造企業(yè)對(duì)供應(yīng)商的認(rèn)證過(guò)程包括技術(shù)評(píng)審、質(zhì)量體系評(píng)審、價(jià)格競(jìng)標(biāo)、模具開(kāi)發(fā)與制造、試驗(yàn)、檢測(cè)、小批量生產(chǎn)、裝機(jī)試用產(chǎn)品試制、小批量試用、批量生產(chǎn)等多個(gè)階段。由于認(rèn)證過(guò)程較為嚴(yán)苛，因此從產(chǎn)品開(kāi)發(fā)到實(shí)現(xiàn)大批量供貨，整個(gè)過(guò)程一般需要 1-2 年的時(shí) 間。

鑒于整車制造企業(yè)對(duì)合格供應(yīng)商有著極其嚴(yán)格的資格認(rèn)證及考核，因此零部件制造企業(yè)一旦被納入整車制造企業(yè)的合格供應(yīng)商目錄，就會(huì)形成較為穩(wěn)固的長(zhǎng)期合作關(guān)系。新進(jìn)入企業(yè)需要在產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)能力、工藝過(guò)程，質(zhì)量控制、價(jià)格和溝通能力等多方面顯著超過(guò) 原有供應(yīng)商，才能獲得整車制造企業(yè)的認(rèn)可。

汽車零部件制造企業(yè)要進(jìn)入整車制造企業(yè)供應(yīng)鏈，還必須通過(guò)嚴(yán)格的第三方質(zhì)量管理體系認(rèn)證。整車制造企業(yè)對(duì)零部件制造企業(yè)進(jìn)行嚴(yán)格的選擇和控制，零部件制造企業(yè)必須建立國(guó)際認(rèn)可的 ISO/TS16949 質(zhì)量管理體系及 ISO14001 環(huán)境管理體系，其中：ISO/TS16949 體系要求受審核方必須具備至少 12 個(gè)月的生產(chǎn)和質(zhì)量管理記錄，同時(shí)在認(rèn)證有效期內(nèi)，第三方獨(dú)立機(jī)構(gòu)每年還要進(jìn)行復(fù)評(píng)。因此獲得上述認(rèn)證周期較長(zhǎng)，成本較高。2016 年，國(guó) 際汽車工業(yè)組(IATF)已經(jīng)正式發(fā)布了汽車行業(yè)新版質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn) IATF16949:2016。該標(biāo) 準(zhǔn)提升了組織的質(zhì)量規(guī)范，提升了與安全相關(guān)的部件和過(guò)程要求，強(qiáng)化了產(chǎn)品可追溯性要求等; 其次，整車制造企業(yè)還要對(duì)零部件制造企業(yè)的各個(gè)方面(如質(zhì)量、成本、技術(shù)研發(fā)、制造、物流、管理等)進(jìn)行嚴(yán)格的打分審核，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)工藝過(guò)程審核。

每一類配套產(chǎn)品都要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的質(zhì)量審核(包括該類產(chǎn)品歷史質(zhì)量業(yè)績(jī)表現(xiàn))，并經(jīng)過(guò)一系列的產(chǎn)品檢測(cè)、試驗(yàn)、裝機(jī)和測(cè)試等評(píng)估過(guò)程。即便是已經(jīng)獲得訂單的項(xiàng)目，也要經(jīng)過(guò) 整車制造企業(yè)嚴(yán)格的過(guò)程評(píng)審程序后，零部件制造企業(yè)才能實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。因此對(duì)于新進(jìn) 入的企業(yè)，質(zhì)量管理體系認(rèn)證、工藝過(guò)程審核和產(chǎn)品認(rèn)可共同構(gòu)成了新的市場(chǎng)參與者的進(jìn) 入壁壘。