拐点将至L2级自动驾驶加速普及

文／程似骐 李若飞

自动驾驶行业发展拐点将至，将由起步期逐步迈入普及期。从历史配置的渗透率曲线看，自动驾驶类配置的 S曲线在起步阶段大约持续 4-5年，并且在渗透率接近20%左右出现拐点，随后产业链逐渐成熟，进入加速渗透的阶段。

截至2019年，指导价5万-25万元的主力销售区间内，主动刹车、车道保持、并线辅助、自动泊车等辅助驾驶的配置率均低于20%（个别功能接近20%）。

从价格看，目前搭载L2级自动驾驶车型的平均指导价，高出全行业平均水平4-5万元，配置成本仍然较高，未来参考L1级自动驾驶的渗透过程，价格有望在渗透率提升后快速下降。

而主机厂也开始加速转型，最为典型的就是作为保守品牌之一的丰田汽车，宣布2020年起全面导入雷克萨斯L2级主动安全技术。行业拐点已日趋临近。

随着ADAS功能的快速普及，我们认为智能驾驶行业正在进入普及期，渗透率即将进入快速增长阶段。本报告详细测算了每个功能历年的渗透率情况，重点探讨未来ADAS的渗透率变化趋势以及发展驱动力。

一、智能驾驶走过L1，全面迈向L2

截至2019年，智能驾驶行业已经历由L1向L2的起步阶段。报告的分析样本选择2004-2019年期间，指导价5-25万元区间内的历史车型（共10302款），占全部价格车型销量的85%以上。

按照博世官网技术方案，各项配置需要搭载相应的功能模块，本报告按照搭载的模块，对各配置进行分类：

ABS、制动力分配、刹车辅助、车身稳定控制、牵引力控制、定速巡航等功能早已发展成熟，成熟的功能模块由全球Tier1的供应商提供，除了定速巡航外（2017年起逐渐向自适应巡航过渡），配置率均在90%以上，成为行业标配。

行车电脑屏幕、中控液晶屏、液晶仪表盘等屏幕配置由于能带来最直观的配置感受，渗透速度远高于其他配置，且产品近几年不断快速迭代（单色-彩色、小尺寸-大尺寸）。

倒车影像、360环视等影像系统需要搭载6-8个近距离摄像头，配置成本较低，2019年两者配置率分别为55%/18%，渗透速度高于自动驾驶类配置。

主动刹车、车道保持、并线辅助、自动泊车等辅助驾驶类配置2019年均在20%以下，低于行业其他类型。主要由于：1）硬件上，辅助驾驶需要额外搭载摄像头、毫米波雷达、激光雷达，增加额外的配置成本；2）软件上，辅助驾驶需要独立的ECU或DCU控制，电子架构改变大大增加了配置难度。

按照SAE（国际汽车工程师学会）的分类标准，同一级别的自动驾驶拥有数种配置组合，为了便于分析。我们按照搭载的功能模块，筛选典型的L1/L2自动驾驶车型。

入门款车型，仅搭载ABS与制动力分配（这两项配置的渗透率自2008年起便已超过90%，我们认为是基础配置），不搭载其余辅助驾驶类配置。

L1级自动驾驶车型，除了ABS与制动力分配外，额外搭载刹车辅助、牵引力控制、车身稳定控制、倒车影像与定速巡航，上述配置均已有成熟的解决方案，搭载相应的功能模块，由全球Tier1供应商（车厂一级供应商）提供。

L2级自动驾驶车型，由于需要配备多功能摄像头、毫米波雷达、激光雷达等传感器，我们不妨按照全部搭载完成后，目前最严格标准进行筛选L2级自动驾驶车型，该车型搭载全部的自动驾驶配置，除了L1级自动驾驶的内容外，还包括并线辅助、车道偏离预警、车道保持、主动刹车，并且辅助影像由单车影像升级为360环视，巡航系统由定速巡航升级为自适应巡航。

渗透率方面，截至2019年，L2级自动驾驶已经历起步阶段。我们以“各级别自动驾驶车型数量/当年上市的全部车型数量”来评估L1/L2级自动驾驶的历史渗透率。其中，2013-2018年为L1级自动驾驶的快速渗透阶段，配置率由6%迅速增长至33%，而基本款的数量占比由40%下滑至6%，考虑到有相当部分的车型仅搭载车身稳定控制、倒车影像、定速巡航的其中一种配置，我们可以认为2017年起L1级自动驾驶已成为行业标配。而典型L2级自动驾驶截至2019年的渗透率仅为3.3%，已经历起步阶段。

图1 以入门款指导价分类，各价格区间车型2018年销量占比

从指导价能够更为清晰地表明，L1级自动驾驶的相对配置成本在2017年起降至千元以下，而目前L2级自动驾驶的相对配置成本仍然较高。从指导价看，我们以“各级别自动驾驶的平均指导价”与“行业全部车型的平均指导价”两者之间的价差，来评估配置搭载的相对成本。其中：1）L1级自动驾驶与行业平均指导价的价差从2008年的接近10万，持续降低至2017年的0.06万元，相对配置成本的抹平，意味着其真正成为行业标配；2）而对于L2级自动驾驶，截至2019年的相对配置成本为4.88万元，仍然较高。

表1 各级别自动驾驶的指导价与行业平均的价差（万元）

二、增速拐点有望在今明两年显现

对于未来行业渗透率的提升趋势，我们沿用2019年11月，美国交通部智能交通系统联合计划办公室发布的《了解公众对自动驾驶汽车的看法》白皮书的研究，随着时间的推移，新技术的采用/市场渗透会出现“S曲线”累积分布。其中总结了迄今为止，消费者对自动驾驶的意愿调查的结果概要与其动态影响。其中，对于消费者对自动驾驶认知的理论研究，其沿用经典的埃弗里特·罗杰斯创新扩散理论。

扩散理论将人群（或市场）划分为五类。创新者：具有冒险精神并对新想法感兴趣的人。他们非常愿意冒险，希望成为第一个尝试新技术的人。

早期采用者：这些人通常是意见领袖。他们乐于接受新想法并乐于接受变化。

早期多数：这些人通常需要先看到证据证明一项创新有效，然后才愿意采用它。后期多数派：对变革持怀疑态度的人，只有在创新得到广泛使用之后，他们才会采用创新。

落后者：这些人往往非常保守，受传统束缚。他们通常会拒绝采用新的创新。

自动驾驶技术的行业渗透率正在从创新者向早期采用者逐步扩散。

对于国内市场，目前行业L2级自动驾驶已临近渗透率迅速提升的曲线拐点。对于国内市场，我们按照将各项配置内容，细分为自动驾驶类与液晶屏两类。其中，自动驾驶类配置在S曲线的起步阶段的持续时间大约为4-5年，并且在渗透率接近20%左右出现拐点，而在迅速提升阶段，渗透率由20%提升至60%以上，对应时间为5-9年，随后便进入成熟期，渗透率趋于稳态；而对于液晶屏类配置，行业的渗透速度更快，起步阶段在1-3年，拐点渗透率在10%左右，迅速提升阶段在第3-6年，渗透率迅速提升至70%以上。

无独有偶，作为相对保守的日系品牌之一，丰田宣布2020年起全面导入雷克萨斯L2级主动安全技术。丰田TSS功能套件于2015年推出，并于2018年进行了第二代升级，达到L2级别，即将导入丰田品牌的雷克萨斯安全系统+A，有三种功能：紧急转向辅助功能，帮助汽车自动绕过行人；通过雷达巡航控制，在车辆转弯时，自动降低车速，并帮助车辆保持车道；驾驶员紧急停车辅助系统，自动使车辆减速至停车状态，并在检测到驾驶员出现问题时呼叫帮助。

三、法规助推ADAS普及

美国将自动驾驶视为国家战略，并在2022年普及AEB。

美国的自动驾驶计划由美国运输部（USDOT）牵头，由美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）负责，目标是保持美国在自动化领域的领导地位。具体而言，USDOT充当召集人和促进者，牵头各州政府、学术界以及企业开展合作，以支持自动车辆技术的安全开发，测试和集成。最新的《自动驾驶4.0》在2020年1月8日签发，2020年2月7日修订，强调了确保美国在包括自动驾驶汽车在内的新兴技术上继续保持领导地位的重要性。

表2 按照功能模块筛选的典型L1/L2级自动驾驶车型

在执行层面，全美将在2022年全面配置AEB。由于政府推进自愿性标准，2015年9月，奥迪、宝马、福特、通用汽车、马自达、梅赛德斯·奔驰、特斯拉、丰田、大众和沃尔沃等10家主机厂（占全美汽车销量的57%），承诺尽快制定AEB标准，但没有给出截止日期。2016年3月，占全美汽车销量99%的主机厂承诺到2022年在他们生产的每辆汽车中均安装AEB，其中协议分为两次生效：对于道路上的大多数车辆（车辆总重低于8500磅的车辆），AEB将需要在2022年9月1日之前成为标准装备。8501至10000磅之间的车辆将需要额外三年的时间来搭载AEB。

欧盟2022年强制搭载ISA、AEB、车道保持、盲区监测等。

作为“Europe on the Move”计划，欧盟要求2022年新车强制搭载ISA、AEB、车道保持、盲区监测等配置。2018年5月，欧盟委员会发布第三个“Europe on the Move”计划，该计划旨在确保向安全，清洁和自动化的出行系统平稳过渡。

该计划共分成三部分，除了ADAS相关的内容外，另外两部分分别为2019年6月通过的卡车CO2排放标准，以及2019年10月通过的道路基础设施管理指令。而第三个指令在2019年11月通过，规定所有汽车（包括卡车，公共汽车，厢式货车和越野车）都必须配备以下安全设施：智能速度辅助（ISA）；酒精呼吸检测；嗜睡预警系统；分心识别和预防系统；紧急停车信号；倒车检测系统；事件数据记录器；精确的胎压监测。轿车和货车将需要补充加装：紧急制动系统；紧急车道保持系统；头部碰撞保护区，能够减轻与弱势道路使用者（如行人和骑自行车的人）发生碰撞时的伤害。卡车和公共汽车必须加装盲区监测。执行时间上，新车执行时间为2022年5月，存量车型为2024年。

图2 各国消费者对L2、L4级自动驾驶的接受程度

图3 各国消费者对L2、L4级自动驾驶愿意支付的额外成本

四、国内消费者对自动驾驶认知提高

根据AlixPartners报告，全球各主要汽车消费市场中，中国消费者对于L2/L4级自动驾驶的接受程度高于其他市场。2020年2月AlixPartners发布《自动驾驶全球消费者调研报告》，其于2019年4月23日至5月17日通过线上，对全球6746名消费者（其中，中国1072名，德国1015名，意大利1037名，英国1009名、美国1594名）进行问卷调查。其中，中国消费者对于L2/L4级自动驾驶的接受程度分别为63%、43%，高于其他的汽车消费市场。主要原因，一方面在于国内车企近两年不遗余力的宣传力度；另一方面在于国内消费者乐于体验自动驾驶带来的驾驶感提升，而海外消费者目前仍然对自动驾驶的安全性有所顾虑。

从自动驾驶的意愿支付费用来看，中国消费者愿意为自动驾驶多支付的整体费用为全球最高，L2/L4分别为2178/2343美元，高于其他市场。而从L2到L4的提升幅度来看，德国消费者愿意为L4级别自动驾驶汽车承受的溢价幅度最高，为24%，溢价由1488美金（L2级别）上升到1844美金（L4级别）。

五、汽车电子架构变革，为ADAS解开约束

未来随着自动驾驶向L2、L4级过渡，车内接纳的信息量与运算处理要求将呈现几何级数上升，此外，为了控制ECU数量与线束长度，以域控制器为代表的新一代电子架构势在必行。传统汽车采用分布式电子架构，全车需要搭载大量的ECU与线束，例如SEAT Ateca全车100多个传感器与ECU，2km线束重达42kg。另一方面，随着自动驾驶向L2、L4级过渡，车内接纳的信息量与运算处理要求将呈现几何级数上升，根据博世规划，L1-L5级别自动驾驶对应的域控制器运算处理能力从1.5DMIPS逐步提升至500DMIPS，传统分布式电子架构难以满足，以域控制器为代表的新一代电子架构势在必行。

特斯拉从Model S到Model 3，率先开启电子架构变革浪潮。

Model S的电子架构与传统汽车较为接近，仅在ADAS布局方面有所加强，支持L2级自动驾驶。Model S/X的电子架构大量使用CAN/LIN用作主干网、支干网，并且存在较为明显的域划分，包括动力域PowerTrain、底盘域Chassis、车身域Body以及Body FT。全车身拥有72个控制器ECU节点，其中44个CAN节点、28个LIN节点。而在ADAS方面，Model S/X布局L2级自动驾驶，动力和制动转向均存在实时性需求，因此ADAS模块横跨PT与CH；Center Display横跨多个网段，充分接入更多节点，集成了GW、HU、T-BOX等诸多功能。

Model 3开始采用全新架构，将全部控制器整合成四大模块，从而领先大众、丰田等传统车企：自动驾驶及娱乐控制模块Autopilot&Infotainment Control Module，接管所有辅助驾驶相关的sensor，摄像头camera、毫米波雷达Radar（除用于泊车的超声波雷达）；右车身控制器BCM RH，横跨Drive Inverter与底盘Chassis控制，集成自动驶入驶出AP（Automatic Parking/Autonomous Pull Out）、 热管理、扭矩控制等；左车身控制器BCM LH，负责了内部灯光、进入部分；低压电源分配模块Power Distribution Unit，功能一是实现用电器更精准的供电管理，二是可控的供电时序。

大众集团奋起直追，规划软件组织架构（Car.Software），目标是统一大众现有8个电子架构，实现ADAS配置的模块化搭载。2020年1月份，Car.Software要开始运转，人员规模方面，2020年目标7000人，第一步把现有体系内从事软件方面工作的3000人转入这个部门，整体投入70亿欧元，人员规模超过1万人。其中，软件开发人员规模占比从目前的不足10%提升至60%。“我们建立这个部门首要的出发点并不是成本的优化，而是将来要看在一个软件平台上能够支持多少辆车才是最重要的。”即将大众现有的8个架构统一成1个，创造最优的成本结构。

图4 美国的自动驾驶计划

表3 各公司域控制器

除了模块化搭载，未来新一代电子架构将天然的解决ADAS技术的瓶颈问题。

以域控制器电源为例，未来L3/L4级自动驾驶对于电池功率要求更高，燃油车现有的12V供电系统难以满足，根据密歇根大学的一项研究，自动驾驶系统的能源损耗中计算机占了41%，需要损耗2500瓦每秒的电能。而新一代电子架构采用48V或者400V（电动车）供电，能够天然解决电源问题。

目前行业内支持L3/L4级别的控制器与算力平台将于2020年起逐步量产。

除了整体架构，目前各公司支持自动驾驶的计算平台将于2020年开始陆续量产，其中国产的德赛西威IPU03、恒润科技HiRain ADCU分别将在2020年底实现量产，最高支持L3级自动驾驶，而行业新进入者华为MDC智能驾驶平台宣发于2018年，基于自研鲲鹏CPU与昇腾AI处理器，搭载自研智能驾驶OS，并支持L2+～L5级别自动驾驶，目前已推出MDC300/MDC600两款计算平台，分别对应L3/L4级，其中MDC600搭载8CST310AI芯片，整体算力352TOPS，功率比仅为1 TOPS/W。

值得一提的是，智能驾驶的浪潮下，以华为为代表的消费类电子龙头将更多切入汽车市场，行业变革渐行渐近。

目前MDC智能驾驶计算平台已经与18家主流车企及Tier1建立合作关系，包括江淮汽车、一汽红旗、东风汽车、苏州金龙、新石器、山东浩睿智等。以华为为代表，消费类电子龙头在芯片、操作系统、应用软件方面的研发积累深厚，未来预计将加速切入汽车电子，并打破主机厂与传统Tier1垄断的行业格局，行业变革下，新的机遇有望应运而生。