电池-电控-算力-半导体公司业绩分析
电池-电控-算力-半导体公司业绩分析
参考文献链接
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动力电池系统：麒麟、刀片、弹匣、大禹……
全面系统地介绍了纯电动汽车技术，包括纯电动汽车的基本知识，如纯电动汽车的定义、组成、工作原理、驱动形式、特点、典型实例，以及纯电动汽车的动力蓄电池系统、电驱动系统、整车控制器和纯电动汽车的性能与仿真等。该书以工程应用为背景，通过大量图片及具体实例进行讲解，帮助读者掌握纯电动汽车初步设计所需的理论知识。
车企、电池企业都将电池系统研发摆在了重要位置。自2019年，宁德时代推出CTP电池包技术以来，电池企业和车企的电池系统技术层出不穷，都将解决热失控和结构简化摆在了重要位置。防止热失控解决的是安全问题，结构简化则是应对电池系统的能量密度提升需求。《电动汽车观察家》整理了下市场上有名号的电池系统，各个企业的侧重点不同，解题思路略有差异。有的电池系统从名称上可以看出设计的侧重点：例如弹匣电池、琥珀、云母等名称，取意包裹，以堵为主，这些企业主要精力放在解决防止热失控层面上，包裹、隔热是主要目标，然后配合冷却系统进行热交换；例如大禹电池，取意“大禹治水，疏而不堵”，当然企业也不是真不“堵”，只是在热交换上下的功夫更多，宁德时代CTP3.0麒麟电池和特斯拉4680 CTC也是类似。有的企业则主要把电池包结构简化做到极致，兼顾结构强度，例如刀片电池CTB结构和CTP3.0的麒麟电池等电池；有的企业仍然有模组的路径，例如蜂窝电池、弹匣电池、大禹电池、奥特能电池，以及零跑的CTC（实际上是模组集成到底盘）。
盘一盘业内不同企业的电池系统侧重点和解题思路。
01如何防止热扩散
解决热扩散是电池包技术的重点。从电池包技术发布来看，一部分企业侧重堵，一部分疏堵结合。（1）以堵为主的电池系统——弹匣、琥珀、云母、天工、蜂窝《电动汽车观察家》整理发现，广汽的弹匣电池、岚图的琥珀和云母电池、哪吒的天工电池等相对较为侧重围堵，将电芯隔绝进一个相对安全舱的环境，然后搭配冷却系统来应对热失控。弹匣电池通过网状纳米孔隔热材料、耐高温的上壳体来构筑安全舱，电芯热失控不至蔓延。材料方面，选择的是网状纳米孔隔热材料——二氧化硅基的软质纳米材料。这种纳米材料间隙大概是20纳米，空气在这种间隙中是不会流动的，导致热量很难随空气传导到外界。弹匣电池上壳体耐热温度达1400℃以上，将热量控制在相对可控的范围内。
广汽在电池包的内部设计了导热路径，高温可以通过导热路径进行疏散（当电池包内压力过大的时候泄压阀会平衡电池包的压力）。同时热量会在电池包内进行流动并降温，配合大面积的全贴合液冷系统及时将温度控制到安全范围。
据广汽介绍，他们这个三维导热系统配合与模组全贴合的热冷系统，加上更宽的导热管路以及散热通道，也能使散热面积提升40%，散热效率提升30%。
弹匣电池
岚图推出电池系统主打三维隔热墙技术，纯电车型的电池系统称为琥珀和增程版车型则被称为云母电池。两种电池系统最大的差别在于材料和隔离方式不同，琥珀电池是在电池包内填充有机硅复合材料，将圆柱电芯包裹起来像“琥珀”，云母则是采用耐高温的云母片加气凝胶层叠堆叠。
岚图的“三维隔热墙”
哪吒的天工电池也主打密舱式的电池包设计，哪吒汽车在电芯间采用了航天级的阻燃材料，隔热在1000度以上。热管理方面，哪吒的思路是热电分离、定向热疏导以及高温绝缘等相对常规的方式。
天工电池
江淮的蜂窝电池基于圆柱电池，建立热失控安全开发流程。通过模组电隔离与热隔绝方案实现单个电芯爆喷后能量释放受到控制；再通过简易电池包，通过模组防护、电池包排气路径设计,实现相邻模组间安全隔离。此外，还有液冷扁管进行热交换。
蜂窝电池当然，江淮的蜂窝电池和岚图的琥珀电池都采用的是小圆柱电芯，能量相对较小，单体热失控，电池系统封控难度相对较小，传统的冷却方式应该足以应付。同样是圆柱电芯，蜂窝电池、琥珀和特斯拉4680 CTC方案很类似。从对德州特斯拉4680 CTC方案拆解视频上来看，电池已经成为整车的一部分，并通过绝缘层和隔热阻燃层进行隔离，同时蛇形冷却管来进行冷却。
资料来源：知化汽车
当然随着4680电芯的增高，蛇形管也会充分利用这个高度。
资料来源：知化汽车（2）“变堵为疏”，以疏为主——大禹、麒麟、魔方长城的大禹电池方案是以疏导为主，隔离为辅。隔离方面，大禹电池的电芯能做到热源隔断，每个模组间也能做到热防护。模组间采用高温绝热复合材料，阻止火焰冲击和长时间传热传导。防护罩设计定向排爆出口，能快速将模组内部高温气火流排出。
资料来源：大禹电池热隔断方案
电池发生热失控过程中会产生大量高温、高压气火流，大禹电池技术通过对多种类换流通道设计方案仿真模拟，实现换流强度和比例的精准化设计，有效控制热源按预定轨迹流动，减少对相邻模组的热冲击，可以避免再次引燃。
资料来源：大禹电池
通过大量的仿真，对于气火流的强度和比例进行精准化的设计，根据气流强度的冲击的大小，温度的变化，按照热源轨迹去流动，避免对相邻的电芯相邻的模组产生急剧性的热冲击，引发第二次热失控。目前看，蜂窝电池、弹匣电池、大禹电池、奥特能等电池系统仍然保留模组，在电池的集成度和空间利用率方面远不如无模组电池。宁德时代麒麟电池CTP3.0版本，和长城电芯隔热思路有些相似，都是将材料进行了复合。不过，宁德时代的集成度更高。麒麟电池包取消了横纵梁、水冷板与隔热垫原本各自独立的设计，集成为多功能弹性夹层，并通过内置微米桥连接装置伸缩，来配合电芯呼吸。
资料来源：宁德时代
这个多功能弹性夹层起到一定的隔热作用，但同时通过更大的换热面积，来迅速带走热量。值得一提的是，宁德时代通过将底部水冷功能件置于电芯之间，使换热面积变为原来四倍。这种设计对大功率充电十分友好，其通过电芯大面冷却，将电芯控温时间缩短至原来的一半，从而适应更大电流和更高电压的快充。目前麒麟电池可支持5分钟快速速热启动及10分钟快充至80%。
资料来源：宁德时代好处在于，在极端情况时，电芯可急速降温。多功能弹性夹层有效阻隔电芯间的异常热量传导，可避免电池非正常工作温度造成的不可逆损伤，有效提升电芯的寿命和安全性。上汽的魔方电池也是以疏导为主。上汽的电芯是躺式放置，只有两层电芯，一旦一颗电芯热失控，只会蔓延到它上下那颗接触面积大的电芯，并通过水冷系统带走一部分热量。左右两侧的电芯由于接触面积小，且有隔热材料防护，热失控的几率大为减小，因此电芯的热失控整体是可控的，不会带来多米诺骨牌效应。
魔方电池隔热示意图总结起来，就是由于上下两颗电芯是大面接触，一旦发生热失控以牺牲上或下面的电芯为代价，以减少左右两侧的热传导，然后通过立式冷却组件，将热传导出去。
魔方电池结构魔方电池和麒麟电池的冷却组件都采用立式结构，不过麒麟电池的换热面积显然更大。02结构简化了吗电池企业和车企从系统层面考虑电池安全，电池能量密度也要从系统层面考虑，简化电池包结构，逐步向整车电池集成化发展。目前看，蜂窝电池、弹匣电池、大禹电池、岚图的琥珀电池、天工电池、奥特能和零跑的CTC等电池包仍然是有模组的结构。这些电池包的结构没有明显简化。目前看无模组结构，是以刀片CTB结构、麒麟电池、魔方电池等为代表，尤其以比亚迪和宁德时代走在前列。比亚迪率先达成了“电池车身一体化”（Cell to Body，CTB），即将电池上盖与车身地板进一步合二为一。
资料来源：比亚迪
其意义在于，将原来电池包“三明治”结构，进化成整车的“三明治”结构，有效降低电池对于车辆垂直方向空间的占用，同样的车高尺寸下，垂向乘坐空间增加了10毫米，进一步释放提升车内空间潜力。在Z向（即垂直向）高度寸土寸金的情况下，10毫米的意义重大。当然其优势不仅于此，受力更加均匀，车辆安全性得到提升，后文会具体介绍。另一家比较领先的技术是宁德时代CTP3.0麒麟电池。从电池包集成角度来看，目前无出其右者，电池包的体积利用率最高可达72%，能量密度最高可达255Wh/kg，可实现整车超过1000公里续航。
资料来源：宁德时代
麒麟电池的集成度高，主要得益于其将电池包中横纵梁、水冷板与隔热垫原本分开的结构整合，电池包内部放置电芯的空间得以有效提升。魔方电池也在尽可能简化材料为电芯腾出更多空间，例如这种躺式排布，还可以最大程度节省隔热材料的应用。例如，以前需要用6片隔热材料的，现在仅用2片就够了。绝大部分空间都可以用来容纳有效的电化学材料。当然同样得益于躺式电芯对排布，可以更多更挪出车辆横向（车宽）方向，实现了电池包对小体积，但是不以牺牲电池电量为代价，也算是对电池集成度对提升。目前来看，宁德时代和比亚迪的CTP技术是彻底取消了电池包的横纵梁，不过，比亚迪的CTB结构、上汽魔方电池以及特斯拉CTC结构仍然存在结构梁。从结构图上看，比亚迪有一根横纵梁、魔方电池有两根，特斯拉CTC似乎也有三根横梁。
资料来源：搜狐汽车
特斯拉整个4680结构电池包被3根横梁分成四个区域，也就是说大概有3根横梁。
特斯拉拆解视频当然横纵梁是不能贸然取消的，这取决于在无梁的情况下，电池包的结构强度是否保证电芯安全。目前看，宁德时代的电池包结构简化程度相对最高。03结构强度如何无模组电池包最让人担心的除了维修，就是结构强度是否足够，能否保护电芯安全。因为无模组电池包往往也会将起支撑作用的横纵梁一并简化掉。传统电池包一般有4-5根梁，以奥特能电池包为例，可以看出，电池包结构中有很明显的横纵梁。
奥特能平台电池包
横纵梁是通过横亘整个电池包的横纵交织立体结构，将来自外界的碰撞能量充分地分解与吸收。在比亚迪刀片电池CTP结构中，不仅简化掉了模组，同时简化掉了电池包中的横纵梁。比亚迪是让每一个电芯都充当结构件，这样如果有100个电芯就是100根梁，其强度可想而知。刀片电池CTP结构还借鉴了非常成熟的蜂窝铝板的结构原理，在100个电池组成的电池堆的上下两面上，粘贴两块高强度的强度板，形成了类似蜂窝铝板的这种结构，使强度再次升级。
资料来源：比亚迪
这一思路沿用在了比亚迪的CTB技术上。CTB技术使刀片电池通过与托盘和上盖粘连，形成类蜂窝铝板的“三明治”坚固结构，长条形的刀片电池密布于电池包中，均匀受力，大幅提升电池包结构强度。此外，传统电动汽车结构设计中，为保护电池安全，车身传力结构被打破，导致车身传力不畅，极端碰撞情况下安全风险加剧。比亚迪e平台3.0上，车身地板横梁左右贯通，且采用闭口辊轧件设计，大大提升侧碰能量传递和车身结构的稳定性。同时得益于高安全性的刀片电池，以及电池包类蜂窝铝结构，使电池可以作为传力结构的重要组成部分，传递并吸收能量，从而提升了车辆安全性。宁德时代的麒麟电池则是在电池包的范围内考虑强度问题。麒麟电池的结构强度，还少不了那个多功能的弹性夹层。弹性夹层也能起到受力结构的作用，电芯和多功能弹性夹层组成了一体化的能量单元，成为行车方向上的受力结构，从而提高了电池结构强度和抗冲击能力。《电动汽车观察家》理解，特斯拉CTC电池包是通过结构梁来进行支撑，同时大量灌胶也对电芯有支撑和保护的作用。不过，有意思的是，特斯拉CTC电芯结构没有与电池包底部进行直接整合，通过一个云母支架放置，而且根据视频拆解人说对情况，云母支架也并未通过胶水与下箱体连接。《知化汽车》认为，电芯与下箱体直接粘接，整体形成蜂窝状结构才是一个更加强壮的方案。
04电池摆放有技巧除了电池包结构上的设计，车企和电池企业在电芯的摆放上也煞费苦心。例如，上汽的魔方电池，主要特点就是躺式电芯。宁德时代CTP3.0的麒麟电池电芯是倒置。立式电芯一般都会被电芯壳体的顶盖厚度、顶盖底部到隔膜的距离、底托片厚度等占据，在高度方向上利用率并不高。
传统的立式电芯
魔方的躺式电芯有效改善了这一情况，不仅电池包高度方向得到了充分利用，电池中活性材料的占比也大大提升，从而导致体积利用率则明显提高。江淮的蜂窝电池也是采用电芯横向摆放的方式，这倒是圆柱电芯常见的摆放形式。
魔方电池的电芯躺式放置宁德时代倒置电芯的方式，显然比躺式电芯电池包的空间利用率更高。倒置电芯，失控排气和底部球击共用空间，就给电芯多留出了中6%的空间。
资料来源：宁德时代麒麟电池包的体积利用率最高可达72%，应该是比魔方电池躺式电芯，空间利用率更高。目前来看，电池包系统集成角度来看，比亚迪和宁德时代的优势最大。不过比亚迪的问题在于，其刀片电池是非标电芯，在规模上优势并不明显。而宁德时代则可以通过标准化的电芯来达到规模优势。此外，比亚迪的刀片电池结构更适合磷酸铁锂电芯，仰仗的是材料的热稳定性较高，但是应用到高镍的三元电池领域，电芯的大面接触，热传导速度会很快，电芯长宽的优势可能会变成劣势。宁德时代最新一代的CTP3.0麒麟电池包，目前看可采用的目前所有主流化学体系，包括钠离子电池。不过，比亚迪的CTB结构推出，领先宁德时代一步达成电池车身的一体化结构，从整车到电池的集成角度看更领先一步。由于目前特斯拉4680 CTC结构的信息相对较少，不好判断。就目前情况看，宁德时代和比亚迪在电池系统的设计上更具系统性，确实处于行业的领先位置。
汽车电子电气架构深度报告
中央集中式电子电气架构是软件定义汽车的前提。随着整车电子电气产品应用的增加，单车 ECU 数量激增，分布式电子电气架构由于算力分散、布线复杂、软硬件耦合深、通信带宽瓶颈等缺点而无法适应汽车智能化的进一步发展，正向中央计算迈进：汽车将以少量高性能计算单元替代大量ECU，为日益复杂的汽车软件提供算力基础；实现软硬件解耦+软件分层解耦，使得汽车软件可经 OTA 实现快速迭代；大带宽通信架构以适应车辆日益激增的数据量和低时延要求。
领先的电子架构是车企在智能化上保持领先的前提。电子电气架构由分布式迈向中央计算，把原本高度分散的控制功能逐步整合并收归是车企的全新一课，基于现存研发组织架构及整零关系，架构演进呈渐进式。特斯拉与造车新势力历史包袱相对较轻，但也需 3 代车型方可进化到跨域融合式架构，Model 3 开启电子架构全面变革，实现了中央集中式架构的雏形，基于此特斯拉实现了辅助驾驶软硬件高度垂直整合，保有车辆亦可实现相关功能的常用常新和持续领先。传统车企电子架构仍多处功能域早期，呈“分布式 ECU+域控制器”的过渡形态。2022 年内小鹏将于 G9 落地的新一代架构和长城汽车将落地的第四代架构迈向跨域融合。到 2024/2025 年“中央计算+区域控制器”将开始落地。
架构演进驱动主机厂多重变化。架构演进过程背后，是主机厂把原属于供应商的软硬一体的部件中的控制功能提取出来收归融合于自身的过程，主机厂的软件自研比例将显著上升，汽车软件所有权逐渐收归主机厂。在此过程中，主机厂将根据不同的品牌定位及自身实力决定自研高价值模块的多少、介入程度的深浅，如特斯拉核心模块全自研，硬件外包，也可能存在做品牌运营，软硬件均大比例外包的整车品牌。架构演进改变汽车开发模式、研发人才结构及组织形式、整零关系。主机厂利润池大幅拓宽，将长期享有软件红利，通过硬件预埋及可插拔+用户付费解锁服务，主机厂可于保有车辆上实现软件、内容盈利变现，亦增强品牌的用户粘性。
投资建议：看好电子架构迭代速度较快、自研高价值模块比例较高的整车企业，硬件预埋带来高性能处理器需求激增，高通、英伟达等芯片企业受益；电子架构渐进式推进过程中域控制器供应商、软件模块供应商将获得相关业务的快速增长。
智能驾驶、智能座舱是消费者能感知到的体验，背后需要强大的传感器、芯片，更需要先进的电子电气架构的支持，电子电气架构决定了智能化功能发挥的上限。如果没有先进的电子电气架构做支撑，再多表面智能功能的搭载也无法支持车辆的持续更新和持续领先，更无法带来车辆成本降低和生产研发的高效。当前汽车电子电气架构正从分布式走向中央计算，这个过程就如同从“诸侯割据”走向“天下归一”，由于多重历史包袱的存在，刚开始控制权收拢于多个权力中心，同是也还存在若干地方政权，但最终将走到中央集权，地方只负责执行统一的政令。伴随电子架构集成化的还有软件分层解耦，如同一个政府组织有中央政府、省级、县级，各级变动互不影响，可分层迭代，同时汽车的通信架构也进行升级，如同修建覆盖全国的高速公路网。特斯拉于 Model 3开启电子电气架构全面变革，其它车企也正处架构的快速迭代期，整体看，自主品牌迭代速度较快，多代架构同步开发，此过程伴随高研发投入、软件人才扩张，研发组织变革、整零关系重塑等，车企从过去的硬件集成者到软件集成者+硬件集成者，将软件从过去供应商的“黑盒”中提取出来收归融合于自身的过程是全新和曲折的，通过几轮迭代，电子电气架构迈向中央计算是必然趋势，未来软件所有权将收归主机厂，车企利润池将大幅拓宽。
01
中央集中式电子电气架构
汽车电子电气架构（EEA，Electrical/Electronic Architecture）把汽车中的各类传感器、ECU（电子控制单元）、线束拓扑和电子电气分配系统整合在一起完成运算、动力和能量的分配，进而实现整车的各项功能。
如果将汽车比作人体，汽车的机械结构相当于人的骨骼，动力、转向相当于人的四肢，电子电气架构则相当于人的神经系统和大脑，是汽车实现信息交互和复杂操作的关键。电子电气架构涵盖了车上计算和控制系统的软硬件、传感器、通信网络、电气分配系统等；它通过特定的逻辑和规范将各个子系统有序结合起来，构成实现复杂功能的有机整体。功能车时代，汽车一旦出厂，用户体验就基本固化；智能车时代，汽车常用常新，千人千面，电子电气架构向集中化演进是这一转变的前提。从分布式到域控制再到集中式，随着芯片和通信技术的发展，电子电气架构正在发生巨大的变化。
1.1 分布式电子电气架构不堪重负
汽车诞生之初是个纯机械产品，车上没有蓄电池，车上的设备亦不需要电力，1927 年博世开发出铅蓄电池，从此车上的电子设备才有了可靠的电力来源。大规模集成电路的发展让汽车电子得以快速发展，发动机定时点火控制系统、电控燃油喷射系统、自动变速箱控制系统、牵引力控制系统、电控悬架系统、电控座椅、电控车窗、仪表、电控空调、汽车电子稳定控制系统等，逐步成为了汽车不可或缺的组成部分。汽车电子控制技术逐步发展壮大，为消费者提供了更高性能、更舒适、更安全的出行工具。
早期分布式的电子电气架构下，每个 ECU 通常只负责控制一个单一的功能单元，彼此独立，分别控制着发动机、刹车、车门等部件，常见的有发动机控制器（ECM）、传动系统控制器（TCM）、制动控制器（BCM）、电池管理系统（BMS）等。各个 ECU之间通过 CAN（Controller Area Network，控制器域网络）总线或者 LIN（Local Interconnect Network，局部互联网络）总线连接在一起，通过厂商预先定义好的通信协议交换信息。随着整车电子电气产品应用的增加，ECU的数量从几十个快速增加到 100多个，ECU数量越多，对应的总线的线束长度必将越长，线束重量也相应增加（2007年上市的奥迪 Q7和保时捷卡宴的总线长度超 6km，总重量超 70kg，是全车重量仅次于发动机的部件），这就导致整车成本增加、汽车组装的自动化水平低。
分布式计算导致了车内信息孤岛、算力浪费、软硬件耦合深，主机厂严重依赖供应商。
传统汽车供应链中，不同的 ECU 来自不同供应商，不同的硬件有不同的嵌入式软件和底层代码，整车软件实际上是很多独立的、不兼容的软件混合体，导致整个系统缺乏兼容性和扩展性。车厂要进行任何功能变更都需要和许多不同的供应商去协商软硬件协调开发问题，每新增一个新功能都需要增加一套 ECU 和通信系统，耗时长，流程繁琐。且由于每个 ECU 绑定一个具体功能，无法实现横跨多个 ECU/传感器的复杂功能，亦无法通过 OTA（Over-the-Air）来保持汽车软件的持续更新。
分布式电子电气架构导致通信带宽瓶颈。
智能网联车功能越来越复杂，车辆传感器数量增加，由此产生的数据传输及处理的实时性要求提高，汽车内部网络通信数据量呈指数级增长趋势，传统的 FlexRay、LIN 和 CAN 低速总线已无法提供高带宽通信能力，也无法适应数据传输及处理的实时性要求。
我们用一个具体的例子来说明分布式电子电气架构下的弊端：
假设车厂需要修改一个雨刷总成的功能，由于每一款车在开发流程中的既定节点上，都要对雨刷总成进行定义、标定和验证，后续修改即相当于二次开发，车企需要重新和雨刷供应商签合同，重新做各个层级的标定和验证。显然这样一种面向硬件的工程化体系和流程，在车辆越来越复杂的未来，是无法支撑产品的快速迭代进化的。
解决之道就是把硬件标准化。雨刷总成是一个电机驱动的机械部件，雨刷所需的传感器可调用车辆上搭载的摄像头或其他传感器，一旦感应到挡风玻璃透明度下降，车辆即可通过软件控制让雨刷自动启动合适的工作模式，这就实现了软件定义雨刷功能的目的。当各种不同的总成、模块都标准化以后，就可以通过中央控制器里的软件来实现更高等级的智能，就像手机上运行的多个 APP，既可大幅缩短产品开发周期，也可广泛采用标准化的零部件，有助于企业控制成本和质量。比如一家零部件企业开发和生产一款标准化的雨刷，然后卖给各家整车企业，其价格会非常便宜；同时，标准化硬件的标定和验证都可适当简化，从而进一步节省开发时间和成本。
1.2 汽车电子电气架构向中央计算迈进
汽车分布式电子电气架构已不能适应汽车智能化的进一步进化。高度集成是解决之道。基于少量高性能处理器打造汽车的“大脑”，通过一套新型的电子电气架构，形成快速传递信息的“神经网络”和“血管”，以控制和驱动所有电子件和传感器。
少量的高性能计算单元替代过去大量分布式 MCU（微控制单元），多个分散的小传感器集成为功能更强的单个传感器，汽车 、功能逐步整合集中，ECU的减负意味着把整车原先搭载的几十上百个 ECU逐一进行软硬件剥离，再把功能主要通过软件迁移到域控制器（域控制器是指域主控硬件、操作系统、算法和应用软件等几部分组成的整个系统的统称）中，如自动驾驶、娱乐、网关等，在域控制器架构的基础上，更进一步把不同功能的域进行整合，就到了跨域融合阶段，再进一步到中央计算+位置域阶段。华为判断到 2030 年电子电气架构将演进为中央计算平台+区域接入+大带宽车载通信的计算和通信架构。
汽车电子电气架构的升级主要体现在硬件架构、软件架构、通信架构三方面：硬件架构从分布式向域控制/中央集中式方向发展、软件架构从软硬件高度耦合向分层解耦方向发展、通信架构由LIN/CAN 总线向以太网方向发展。
博世给出的电子电气架构路线图分为六个阶段，已成行业共识：分布式阶段（包括模块化、集成化）——域集中式（包括集中化、域融合）、中央集中式（包括车载电脑、车云计算）。
模块化阶段。1）一个 ECU 负责特定的功能，比如车上的灯光对应有一个控制器，门对应有一个控制器，无钥匙系统对应有一个控制器。随着汽车功能增多这种架构日益复杂无法持续。2）集成化阶段，单个 ECU 负责多个功能，ECU数量较上一阶段减少。在这两个阶段，汽车电子电气架构仍处于分布式阶段，ECU 功能集成度较低。
功能域控阶段。功能域即根据功能划分的域控制器，最常见的是如博世划分的五个功能域（动力域、底盘域、车身域、座舱域、自动驾驶域）。域控制器间通过以太网和 CANFD（CAN with Flexible Data-Rate）相连，其中座舱域和自动驾驶域由于要处理大量数据，算力需求逐步增长。动力总成域、底盘域、车身域主要涉及控制指令计算及通讯资源，算力要求较低。
跨域融合阶段。在功能域基础上，为进一步降低成本和增强协同，出现了跨域融合，即将多个域融合到一起，由跨域控制单元进行控制。比如将动力域、底盘域、车身域合并为整车控制域，从而将五个功能域（自动驾驶域、动力域、底盘域、座舱域、车身域）过渡到三个功能域（自动驾驶域、智能座舱域、车控域）。
中央计算+位置域阶段。随着功能域的深度融合，功能域逐步升级为更加通用的计算平台，从功能域跨入位置域（如中域、左域、右域）。区域控制器平台（Zonal Control Unit，ZCU）是整车计算系统中某个局部的感知、数据处理、控制与执行单元。它负责连接车上某一个区域内的传感器、执行器以及 ECU等，并负责该位置域内的传感器数据的初步计算和处理，还负责本区域内的网络协议转换。位置域实现就近布置线束，降低成本，减少通信接口，更易于实现线束的自动化组装从而提高效率。传感器、执行器等就近接入到附近的区域控制器中，能更好实现硬件扩展，区域控制器的结构管理更容易。区域接入+中央计算保证了整车架构的稳定性和功能的扩展性，新增的外部部件可以基于区域网关接入，硬件的可插拔设计支持算力不断提升，充足的算力支持应用软件在中央计算平台迭代升级。
在一项针对某家整车制造商的研究中，安波福发现，使用区域控制器可以整合 9个 ECU，并少用数百根单独电线，从而使车辆的重量减少了 8.5千克。减重有助于节能，并延长电动汽车的续驶里程。此外，由于区域控制器将车辆的基本电气结构划分为更易于管理的组成部分，更容易实现自动化线束组装。
汽车云计算阶段。将汽车部分功能转移至云端，车内架构进一步简化。车的各种传感器和执行器可被软件定义和控制，汽车的零部件逐步变成标准件，彻底实现软件定义汽车功能。
汽车电子电气架构的演进为软硬件解耦提供了有力支撑，高度中心化的电子电气架构带来计算集中化、软硬件解耦、平台标准化、功能定制化。1）算力趋向于集中，众多的 ECU集中到几个强大的算力平台，为软件运行提供了算力基础；2）底层软件和代码开始打通，操作系统为核心的软件生态开始建立，软件可以实现持续迭代，OTA 发展提速；3）域控制器+时间敏感以太网可以实现数据的高速处理和传输，为软件应用的发展创造了条件。
02
各主机厂电子电气架构进度对比
未来汽车产品最核心的技术是电子电气架构，汽车电子电气架构由分散式、嵌入式逐渐向集中式、集成式的方向发展，最终的理想状态应该是形成一个汽车中央大脑（one brain），统一管理各种功能。电子电气架构类似于“中央政府”，可对汽车的各种功能进行统筹管理，避免“诸侯割据、政令不一”。开始的时候这个“中央政府”可能会管得少一些，“地方诸侯”还依然保有一定控制权，但之后“中央政府”一定会管得越来越多，最终地方行政机构只接收“中央政府”指令并予以高效执行，以确保车辆整体表现最优。
由于过去汽车上控制器相互独立，软件为嵌入式，整车做最终硬件集成即可。未来随着 ECU 的减负，原先高度分散的功能集成至域控制器，主机厂必须自己掌握中央控制系统，否则就会失去对汽车产品的控制权。而把原本高度分散的控制功能逐步整合统一起来是传统车企的全新必修课，因此车企对电子电气架构的掌握是分步的、渐进式的。
特斯拉 Model3 开启了电子电气架构大变革，出现中央计算雏形+位置域，缩短 50%整车线束，未来目标是将整车线束降至100 米，在电子架构方面，特斯拉领先传统车企 6年以上。除特斯拉以外，目前大部分的车企的电子电气架构仍处于早期的功能域控制器阶段，即部分功能集中到了功能域控制器，但还有保留较多分布式模块，即“分布式 ECU+域控制器”的过渡方案，避免因为变革程度太大导致额外的风险及成本。
大部分企业规划的下一代跨域融合电子电气架构将于 2022年量产，以实现软件高度集中于域控制器，逐步减少分布式 ECU。到 2025 年部分车企落地中央计算+区域控制器的电子电气架构，从而实现软硬件的进一步集成，软件所有权逐步收归主机厂。朝着“中央计算+区域控制”的架构演进的过程可能长达 5-10 年。
2.1 奥迪 A8 小试牛刀
2018 年推出的奥迪 A8率先实现了辅助驾驶功能的集成式控制，取代了 ECU相互分离的分布式的辅助驾驶系统。除自动驾驶域集成外，其余底盘+安全、动力、车身、娱乐四大域仍然采用分布式架构。
其自动驾驶域控制器由 4块芯片组成，Mobileye EyeQ3负责视觉感知计算，如交通信号识别、行人监测、碰撞报警，车道线识别、光线探测。英伟达 K1负责图像融合计算，如驾驶员监测、360全景摄像头的图像处理。英特尔 Cyclone V 负责目标融合、地图融合、停车辅助、预刹车灯。英飞凌的 Aurix TC297 负责通信处理。这个自动驾驶域控制器软件开发由奥地利软件公司 TTTech 完成，德尔福提供硬件集成。
2.2 特斯拉 Model3 开启电子电气架构的全面变革
特斯拉是汽车电子电气架构的全面变革者，2012年 Model S 有较为明显的功能域划分，包括动力域、底盘域、车身域，ADAS模块横跨了动力和底盘域，由于传统域架构无法满足自动驾驶技术的发展和软件定义汽车的需求，为解耦软硬件，搭载算力更强大的主控芯片，必须先进行电子电气架构的变革，因此 2017 年特斯拉推出的 Model3 突破了功能域的框架，实现了中央计算+区域控制器框架，通过搭建异域融合架构+自主软件平台，不仅实现软件定义汽车，还有效降低整车成本，提高效率：1）Model 3整车三个控制器，有效降低物料成本；2）硬件集成为软件，为汽车深度的控制和维护提供基础；3）自主软件平台通过模块化支持扩展复用。
特斯拉 Model3基本实现了中央集中式架构的雏形，不过 Model3距离真正的中央集中式架构还有相当距离：通讯架构以 CAN总线为主，中央计算模块只是形式上将影音娱乐 MCU、自动驾驶 FSD以及车内外联网模块集成在一块板子上，且各模块独立运行各自的操作系统。但无论如何，Model3 已经践行了中央计算+区域控制的电子电气架构理念框架，领先传统车企 6年左右。
特斯拉三代车的电子电气架构演进背后的实质是不断把车辆功能从供应商手中拿回来自主开发的过程。Model3 的自动驾驶模块、娱乐控制模块、其它区域控制器、热管理均为自主设计开发，实现了整车主要模块自主，不依赖 Tier1，即使没有实现自主的模块，特斯拉也与供应商进行了联合开发，比如特斯拉将自己的软件加入到了博世为其提供的 ibooster里，通过软件更新实现刹车距离变短。
通过三款车型的演进，特斯拉的新型电子电气架构不仅实现了 ECU数量的大幅减少、线束大幅缩短（MODEL S 线束 3000米，Model 3 减少一半以上），更打破了汽车产业旧有的零部件供应体系（即软硬件深度耦合打包出售给主机厂，主机厂议价能力差，后续功能调整困难），真正实现了软件定义汽车，特斯拉的 OTA 可以改变制动距离、开通座椅加热，提供个性化的用户体验，由于突破了功能域，特斯拉的域控制器横跨车身、座舱、底盘及动力域，这使得车辆的功能迭代更为灵活，用户可以体验到车是常用常新的，与之形成鲜明对比的是，大部分传统车厂的 OTA 仅限于车载信息娱乐等功能。
特斯拉为了更好地发挥软件的作用，实现了自动驾驶主控芯片这一最为核心的智能硬件的自研自制（特斯拉认为芯片的专用设计使得其上的软件运行更高效），这意味着后续特斯拉车辆的升级速度、功能的部署都不再依赖外部 SOC芯片供应商，真正将车辆的灵魂掌握在自己手中。
Model 3整车四个控制器包括中央计算模块（CCM）、左车身控制模块(BCM LH)、右车身控制模块(BCM RH)和前车身控制模块（BCM FH）四大域控制器。
左车身控制模块负责左车身便利性控制以及转向、制动、助力等。右车身控制模块负责右车身便利性控制、底盘安全系统、动力系统、热管理等。中央计算模块包括自动驾驶模块、信息娱乐模块、车内外通信连接，共用一套液冷系统。自动驾驶及娱乐控制模块接管与辅助驾驶有关的传感器——摄像头、毫米波雷达，将对算力需求较高的智能驾驶、信息娱乐放在一起，便于智能硬件持续升级，2019年特斯拉推出自研 FSD芯片替换了基于英伟达 Drive PX2 芯片组，AI计算性能提升达 21倍，随着特斯拉将自动驾驶最核心的计算硬件实现自研，特斯拉大幅提升了相对于竞争对手的领先优势。操作系统基于开源 Linux进行定制化裁剪，并自研中间件，软硬件均实现了自主可控，车型功能迭代更新速度加快，整车开发成本降低。
2.3 大众 ID 系列电子电气架构
大众汽车已经从 MQB 平台车型的分布式电子电气架构升级为 MEB 平台 ID 系列车型上采用的三个功能域的电子电气架构。按规划，基于大众 MEB 平台的 ID系列电子电气架构为 E³1.1版，2023年在 PPE 平台搭载 E³1.2版，到 2025年后才进化到 E³2.0 版。
大众的 E3架构主要由车辆控制域（ICAS1）、智能驾驶域（ICAS2）和智能座舱域（ICAS3）组成，其中智能驾驶域 ICAS2尚未开发完成，量产车型上搭载的依然是分布式架构方案，大众 ID 系列的电子电气架构虽然有三个功能域，但同时依然保留了较多分布式模块，大众 ID4有 52 个 ECU，两倍于特斯拉 Model Y ECU数量。国产 ID4辅助驾驶功能由 Mobileye单目摄像头+前长距雷达+两个后角雷达实现，作为平价电动车，在自动驾驶域控制器这块暂时没有选择跟特斯拉和中国新势力去PK。
大众 ID 系列车型 2021 年完成 7 万台交付量，低于前期规划。中国作为大众最重要的单一市场，智能化这块也正在加速追赶，2022 年大众软件公司 CARIAD 在中国成立子公司，据其中国子公司首席执行官介绍，该公司的核心业务是针对 MEB平台进行软件研发，2022 年下半年启动 OTA 功能，第二是针对高端平台（PPE 在华首款车 2024 年投产）做中国本土化、数字化产品，包括高级驾驶辅助系统，其智能网联系统也要与中国的基础设施建设相结合；第三是围绕 2025 年后 SSP 平台做软件研发。结合大众汽车 2030NEW auto的规划，软件自研比例要上升到 60%，软件研发保持自主的好处是实现敏捷（包括开发和维护）和体现产品差异化，其中本地化也是外资在中国提升智能化的必要且关键的一环，最终目的是打造吸引中国用户的有竞争力的产品。
我们看一下几款同一时间面世的三款电动车的电子电气架构的对比，虽然大众ID系列也号称是用三个域控制器代替过去 70+分布式 ECU，但实际上依然保有较多 ECU 数量，ID3 之前由于出现大面积的软件 BUG 而迟迟未按期交付，这也反映出传统车厂即使选择进行电子电气架构大变革，但若自身人才结构及软件实力尚不足够，就依然会严重依赖外部供应商，造成步子迈得太大带来额外风险。所以大部分主机厂选择的做法是走渐进式路线，随着自身软件实力提升逐步收归软件主导权。
2021 年 Munro & Associates 工程公司比较了特斯拉 Model Y、福特 Mach-E 和大众 ID.4电气架构之间的差异。涉及三款电动车内 ECU的数量、CAN总线的数量、以太网的使用、LIN总线、LVDS（Low-Voltage Differential Signaling，低电压差分信号）通道的使用、音频、保险丝和继电器的使用等方面。特斯拉 Model Y 集成度明显更高，其 ECU数量是 ID4的一半，福特和大众还保留了较多的现成的分布式 ECU，特斯拉的 LIN（本地互连网络）数量也仅为大众 ID4和福特 Mach-E 的一半。Tesla 中 CAN（控制器局域网）总线的数量更高，由于摄像头数量增加，特斯拉的低压差分信号（LVDS）使用量是福特和大众汽车的三倍以上，大众汽车的以太网的使用更多。特斯拉从 Model 3开始车辆的低压电气部分不采用任何保险丝盒继电器。
2.4 小鹏汽车 G9 电子电气架构具领先性
新势力三强中小鹏汽车在电子电气架构方面走得比较领先，随着车型从 G3、P7 和 P5，迭代到 G9 的这套 X-EEA3.0 电子电气架构，已经进入到中央集中式电子电气架构。凭借领先一代的架构，搭载更高算力 SOC 芯片及更高算力利用率，小鹏G9 或成首款支持 XPILOT 4.0 智能辅助驾驶系统的量产车。
小鹏 P7 搭载小鹏第二代电子电气架构，具备混合式的特点：
1） 分层域控。功能域控制器（智驾域控制器、车身域控制器、动力域控制器等模块）与中央域控制器并存；
2） 跨域整合——域控制器覆盖多重功能，保留局部的传统 ECU；
3） 混合设计——传统的信号交互和服务交互成为并存设计。
因此 CAN 总线和以太网总线并存，大数据/实时性交互均得以保证；以太网节点少，对网关要求低。
小鹏第二代电子电气架构实现传统 ECU数量减少约 60%，硬件资源实现高度集成，大部分的车身功能迁移至域控制器，中央处理器可实现支持仪表、信息娱乐系统以及智能车身相关控制的大部分功能，同时集成中央网关，兼容 V2X 的协议，支持车与车的局域网的通信，支持车与云端的互联，车与远程数字终端的连接功能。小鹏汽车的智能驾驶域控制器，集成了高速 NGP、城市 GNP 及泊车功能。小鹏辅助驾驶采用激光雷达视觉融合方案，与特斯拉的纯视觉方案不同，这就导致两者硬件架构不同，对于通讯带宽、计算能力的要求也不一样。
小鹏汽车将其 X-EEA3.0 电子电气架构称为“让智能汽车在未来永不落伍的秘密”。根据公司披露的首搭于 G9 的电子电气架构的信息，未来 G9可以升级和优化的潜力较大。
X-EEA 3.0硬件架构方面，采用中央超算（C-DCU）+区域控制（Z-DCU）的硬件架构，中央超算包含车控、智驾、座舱 3个域控制器，区域控制器为左右域控制器，将更多控制件分区，根据就近配置的原则，分区接管相应功能，大幅缩减线束。
得益于小鹏汽车的全栈自研能力，新架构做到了硬件和软件的深度集成，不仅实现软硬件解耦，也实现软件分层解耦，可使得系统软件平台、基础软件平台、智能应用平台分层迭代，把车辆的底层软件和基础软件与智能、科技、性能相关的应用软件脱离开，在开发新功能时，只需要对最上层的应用软件进行研究和迭代就可以，缩短了研发周期和技术壁垒，用户也能够享受到车的快速迭代。
系统软件平台：基于外购代码做部分定制开发，随整车基础软件平台冻结而冻结，可复用于不同车型；
基础软件平台：多个整车基础功能软件均形成标准服务接口且在车辆量产前冻结，可复用于不同车型；
智能应用平台：如自动驾驶、智能语音控制、智能场景等功能，可实现快速开发和迭代。
X-EEA 3.0 数据架构方面，域控制器设置内存分区，升级运行互不干涉，便用车边升级，30分钟可升级完成。
通信架构方面，X-EEA3.0 在国内首次实现了以千兆以太网为主干的通信架构，同时支持多通讯协议，让车辆在数据传输方面更快速。从 G9 搭载的新一代电子电气架构可以看出，小鹏在骨干网络的建设和面向 SOA 的方向起步较早。
X-EEA 3.0 电力架构方面，可实现场景式精准配电，可根据驾驶、第三空间等不同用车场景按需配电，比如在路边等人时，可以只对空调、座椅调节、音乐等功能供电，其他部分断电，这样就能实现节能耗节省，提高续航里程。车辆定期自诊断，主动发现问题，引导维修，以科技手段赋能售后。
2.5 长城汽车电子电气架构发展路线图
长城汽车 2020年开发的第三代电子电气架构包含 4个功能域控制器——车身控制、动力底盘、智能座舱、智能驾驶，应用软件自主研发，已实现量产并应用于长城汽车全系车型，车型物料成本得以优化，如新哈弗 H6优化了 300米线束，总长度1.6 公里，接近特斯拉 Model 3，减重超 2 公斤。
从 GEEP3.0开始长城汽车实现全部应用层软件自主开发能力，四个域控制器的上层应用软件，甚至部分底层及底层的集成软件亦由长城汽车自主开发。
2022 年内将推出的第四代电子电气架构将进一步集中整车控制软件，实现高效集成管理、高度安全可靠和更快需求响应。第四代架构拥有中央计算、智能座舱及高阶自动驾驶 3个计算平台，外加 3个区域控制器（左、右、前）。第四代架构将率先搭载到长城汽车的全新的电动、混动平台，并陆续扩展到全系车型。
第四代电子电气架构的中央计算单元跨域整合了车身、网关、空调、动力/底盘控制及 ADAS 功能，它的主控芯片算力高达30KDMIPS，能够高效保障系统的控制和响应。GEEP 4.0架构拥有成熟的视觉处理芯片解决方案，18路 CAN FD、4路 LIN、11 路车载以太网，以及 64GB 存储和 1GB 内存等配置，以备未来功能融合带来的算力和通信等需求。3个区域控制器为标准化的控制单元，负责整合周边 MCU，目前三个区域控制器的大部分软件算法已经上移到中央计算单元中，由长城软件团队开发。
该架构引入 SOA 设计方式及理念，打造软件分层的基础架构平台，提供模块化标准服务接口，优势是可以提供积木式拆装组合、解耦软硬件平台，提高软件复用性，让汽车实现全生命周期的功能迭代升级，用户可以根据需求喜好，动态订阅升级车辆服务功能，无需等待软件升级批次。同时 SOA 化还能灵活部署智能化场景，标准化接口可实现开放服务，构建长城汽车众创生态，联合开发者为用户提供全场景智慧出行服务。
GEEP 4.0支持固件空中升级，软件空中升级、远程诊断；同时支持整车所有 ECU OTA 功能，包含动力底盘系统、影音娱乐系统、车身系统、智能驾驶系统等。基于全新架构的云诊断方式为售后服务带来便利，基于车端、云端功能的部署，实现远程对车辆故障信息诊断，可以远程对车辆进行维修。在保证诊断和维修时效性同时，通过诊断知识库可以智能化地识别、分析，并匹配最优的维修方案，有效解决 4S 店人员不足、技术受限的短板，真正做到快速为用户排忧解难。
长城汽车第五代电子电气架构研发与第四代同步启动，第五代架构将整车软件高度集中在一个中央大脑（one brain），计划2024 年面世。将实现 100%SOA 化，完成整车标准化软件平台的搭建。特斯拉目前所用的中央计算模块座舱芯片和智驾芯片是分离的，还不是 one brain方案，从目前全球头部智能芯片厂家的趋势看，智驾芯片和座舱芯片融合为一片是大势所趋，但 one brain 方案对主机厂的软件能力要求很高。
长城汽车的电子电气架构迭代速度快，将为自研智能化核心技术落地提供“地基”。电子电气架构快速迭代也与公司致力于在智能化方面保持领先地位这一目标强相关。
智能化方面，长城的典型致胜利器有：1）毫末智行的自动驾驶全栈自研技术。2）2023年投入商业应用的线控转向技术。
自动驾驶解决方案全栈自研方面：长城汽车旗下的毫末智行将于 2022年内实现城市领航辅助驾驶功能，或与小鹏汽车比拼城市领航功能落地节奏。硬件方面，HPilot3.0拥有 360TOPS 的强劲算力，全车配备 12个摄像头和 2个激光雷达，5个毫米波雷达，12 个超声波雷达。毫末智行城市领航功能率先落地的原因之一是采用重感知的方案，而不是重地图的方案，不受城市高精地图限制。毫末智行城市领航计划 2022 年 6 月份 SOP，并可做到全国 100 多个城市有效的部署，在地理范围上具有很大优势。毫末智行整体部署范围大、车型多、数量多，可基于更多的数据保持高速的持续迭代。2022 年承担长城汽车 34款待上市车型高级别辅助驾驶开发任务，占长城汽车全年待上市车型接近 80%，这些车型中 30%是标配，其余均是高配搭载。
自动驾驶执行端方面：汽车智能化升级和电子电气架构的集中化，同时还需要对传统汽车底盘进行线控升级来适配发展，底盘控制系统与自动驾驶的执行环节强相关。线控底盘主要为线控转向、线控制动、线控换挡、线控油门、线控悬挂，其中线控转向和线控制动是面向自动驾驶执行端最核心的产品，当前全球主要的线控制动厂家是博世、大陆、采埃孚等传统 Tier 1，进入门槛很高。2021 年中长城汽车首次发布智慧线控底盘，从电子机械线控制动、转向器、电机、模拟器、控制器等核心硬件到包括整个软件系统全都由长城汽车自主设计完成。这是全国首个支持 L4+自动驾驶的线控转向技术，将于 2023年正式投入商业应用。
2.6 上汽零束电子电气架构
上汽总工程师祖似杰认为，汽车产品最核心的技术是电子电气架构，且一定要由整车企业掌握。
电子电气架构作为汽车的中枢，将定义很多与此前完全不同的相关标准，因为过去汽车是一个封闭的系统，而未来汽车将是一个开放的系统。自动驾驶汽车普及之后车企要承担行车安全事故责任，安全技术只能自己把握，从这一点出发，车企也要把电子电气架构和中央控制系统牢牢掌握在自己手里，包括电子电气架构之上的车载操作系统、基础应用和服务软件架构等，都要充分理解并融会贯通。
从对整车产品控制权的角度，祖似杰认为，原来汽车产品上的控制器是相互独立的，而且是嵌入式的，整车企业将其中一些交由供应商负责也不会有太大问题，未来汽车产品上的控制系统走向统一，整车企业必须自己掌握中央控制系统，否则就会失去对汽车产品的控制权。而把原本高度分散的控制功能逐步整合统一起来，是车企必须要走的一条正确而艰难的路。
上汽在旗下高端纯电智能车品牌智己、飞凡搭载全栈 1.0版电子电气架构，全栈 1.0电子电气架构有 3个域控制器，即中央计算（车控及数据融合）、智能驾驶、智能座舱，同时还保留了较多分布式模块。2021 年 7 月启动“零束银河全栈 3.0 技术解决方案”的自主研发，进一步中央集中化，支持 L4级以上自动驾驶，计划 2024 年在上汽旗下智己、飞凡搭载。
零束银河全栈 3.0电子电气架构使用主从两个高性能计算单元，即 HPC1和 HPC2来实现智能驾驶、智能座舱、智能计算、智能驾驶备份功能，再加 4个区域控制器，实现各自不同区域的相关功能，以全面支撑 L4 以上智能驾驶技术。
底层狭义操作系统（OS）由异构升级为同构；骨干通信带宽扩容至千兆甚至万兆；智能车数据工厂全面实现数字孪生镜像，持续夯实云、管、端智能车网络安全防护体系，加速智能车自学习、自成长和自进化，使车真正成为直连用户的载体和入口、移动的 AIoT平台和数字化体验空间。
2.7 广汽星灵电子电气架构
广汽星灵电子电气架构计划于 2023 年搭载到广汽埃安全新车型上，其由汽车数字镜像云，中央计算机、智能驾驶计算机、信息娱乐计算机三个核心计算机群组，以及四个区域控制器组成，集成了千兆以太网、5G 和信息安全、功能安全等技术。相比广汽上一代电子电气架构，新架构的算力提升 50 倍，数据传输速率提升 10 倍，线束回路减少约 40%，控制器减少约20 个。
硬件架构上三个功能域控制器+前后左右四个区域控制器，与长城汽车第四代电子电气架构类似。其中中央运算单元（车身控制+新能源控制）搭载 NXP S32G399高性能网关计算芯片；座舱域搭载高通 8155/8295芯片；智驾域搭载华为昇腾 610高性能芯片，算力为 400TOPS。分布于车身前后左右的 4个区域控制器主要负责供电以及执行中央控制单元的指令，中央计算单元与四个区域控制器之间采用以太网连接。软件结构方面，“星灵”架构采用了 SOA 软件架构以取代传统软件架构，以实现组件服务化、原子化和标准化，新增应用模块即可实现新场景。
好的电子电气架构，一是可以节省成本，包括制造成本和用车成本，生产端可以节省物料，简化装配，提升开发与制造效率，在表层功能差不多的情况下，消费者使用电子架构集成度更高的车能耗可能更低。二是快速提供丰富多样的功能，主机厂可以针对不同场景开发各式功能，比如特斯拉的座椅加热、节日模式等，而且功能更新也应该是主机厂可以把控，不需要像过去功能车那样为改变一个功能而进行一次复杂的供应链组织。
如果没有底层架构的升级，无论表面有多少智能化的功能，都还不能算是真正的智能车。比如分布式电子电气架构也可以实现自动泊车和 L2 智能驾驶功能的，但由于架构的限制，无法把传感器接入到一个智能驾驶域控制器中，只能搭载两个独立的控制单元——泊车控制器、行车控制器，无法共用算力及传感硬件，这就导致资源浪费，且在后续功能升级中存在掣肘。产品定义是架构开发的前提，车企将根据自己的品牌形象、产品定位、目标客户、内部资源去做出取舍。比如车企可能优先选择在智能座舱方面的集成，而辅助驾驶部分采用低成本的分布式方案。也可能优先选择在底盘、车身控制方面做高度集成。不同车企的品牌矩阵、车型结构有差异，架构也需要考虑平台公用性和沿用性。
03
架构演进驱动主机厂多重变化
3.1 架构演进，汽车软件所有权逐渐收归主机厂
汽车电子架构迈向中央计算，ECU 数量减少，意味着原先软硬一体的模块拆解出来，再进行域控制器的集中，而这并非简单的物理集成，越来越多的主机厂正在收拢更多主导权，从应用层软件到中间件，到底层软件，甚至到核心硬件，都希望实现全栈覆盖，这个过程是主机厂将原先软硬一体的供应商的软件部分抽取出来聚集于自身的过程。受制于现存供应链和自身软件实力弱，这会是一个渐进的过程。一旦电子电气架构进入中央计算+区域控制阶段以后，汽车软件所有权将主要属于主机厂，主机厂将长期享有软件红利，比传统车时代拥有更强的产业链话语权，主机厂将把产品持续更新的命脉握在自己手中。
分布式架构下，主机厂相当于一个硬件集成者，Tier1 把上游的 Tier2（嵌入式软件供应商、芯片供应商）打包后提供给主机厂，为提高产品把控权，主机厂在功能车时代一般选择自研高价值模块，也是消费者能感受到的差异化部分，即动力总成部分。
第二阶段的功能域部分，类似功能合并为域，软件逐步从过去的黑盒中分离，主机厂出于原有供应链和自身软件能力的考虑，选择直接与原来的 Tier1/2合作，在应用软件层，可能选择合作模式，也可能选择自研模式，比如小鹏、长城的自动驾驶算法选择自研，而其它一些主机厂选择与百度、momenta、小马智行、华为进行合作。这时主机厂根据能力不同，对域控制器的软硬件部分参与程度不一，由此域控制器供应商的服务也不同，对于自研程度深的主机厂，域控制器供应商相当于纯代工角色，对于自研程度浅的主机厂来说，域控制器供应商相当于全方位的“保姆”角色。
第三阶段跨出功能域框架，进入中央计算+区域控制阶段以后，大部分 ECU消失，各传感器/执行器被中央计算单元支配，原属于 Tier1的大部分策略层的软件由主机厂主导，主机厂对软件中的高价值模块的介入程度渐深，因此主机厂必须要有专业的软件团队，以集成自研与外包软件，软件所有权主要属于汽车制造商。大众汽车计划到 2030年将软件自研比率提升到 60%（聚焦于人工智能、大数据、保密以及安全），虽然自研比例大幅提升，外采软件总规模也将增长，但大众将定义车载软件的标准和路线图。CARIAD业务规划主要涵盖四块内容：1）电子电气架构 E³架构；2）VW.OS（大众汽车操作系统）；3）VW.AC(大众汽车云)；4）关键应用。
自研高价值模块的多少将很大程度决定不同主机厂的盈利能力，类似于不同消费电子品牌有着巨大的盈利能力差异（近三年苹果净利率 20-26%，小米净利率 5-8%）。主机厂根据自身业务体量、研发实力、现金流状况、历史包袱等评估适合自己的路径。平价与豪华，燃油与电动都将做出截然不同的转型选择。
1）第一梯队，比如特斯拉，实现芯片、操作系统、中间件、域控制器系统集成等核心领域全自研，硬件外包。
2）选择一到两个核心技术上重点突破。比如自动驾驶感知算法是否选择自研。从自动驾驶算法自研落地节奏看，小鹏、长城、华为相对靠前。也有主机厂选择自研座舱芯片，比如吉利汽车旗下的亿咖通。
3）多手准备。主机厂一方面组建自己的软件团队，另一方面积极同科技企业/互联网公司建立合作联盟，在自身拥有成熟的软件开发能力之前，基础软件，软硬件架构方案仍依赖 TIER-1 或新兴软件企业。比如上汽集团的零束，目前跟外部各类企业合作较多,涵盖SOC 芯片企业、算法公司、域控制器供应商等（高通、地平线、联合电子、momenta）。
4）车企只做品牌运营，软件开发主要外包，零部件作为一个系统整体打包给大型供应商或者互联网企业。
随着电子电气架构演进，从安全、数据、用户三个维度看主机厂的地位变化：
1） 电子架构向车云一体发展将使得智能车成为一个更加开放的智能触点，安全要求大幅提高，整车厂是第一责任体。
2） 选择辅助驾驶自研的主机厂，辅助驾驶功能将越用越好。随着辅助驾驶渐进式演进，越来越多原先做 L4 的算法公司开始与主机厂合作，这也说明有效里程产生的数据成为下一阶段辅助驾驶能力能否领先的关键点。
3） OEM 将在车辆全生命周期内实时直链用户，与 C端粘性显著增强，用户运营、远程诊断与服务将成主机厂基于存量车的业务触发点。
传统车企的 V 型研发模式（包含机械硬件测试、供应链协同、造型设计等）需要 5-7年的研发周期，无法适应移动服务的快速迭代和存量用户的运营。未来软硬件分离研发，在软件上变革为闭环开发模式，快速迭代，而硬件可提前预埋并在相当长时间保持原状。
电子架构演进，改变主机厂组织架构：
马尔文康威 1967 提出的康威定律提出:一个组织设计出的系统/产品即该组织内部沟通结构的缩影。这意味着企业想要获得什么样的产品/系统，就需要什么样的组织及组织文化。
在分布式 ECU 时代，车企只需要做集成硬件即可完成产品生产交付；到了功能域控制器时代，软件从分布式 ECU 回收上移至功能域控制器，但各部门依然按照功能划分，比如划为智能座舱、智能驾驶和智能车控三个部门；功能域再往前演进，在中央计算平台时代，硬件完成大一统整合，软硬件开发解耦，软件与分层解耦，开发团队的调整不可避免，烟囱式的以功能划分的组织设计将被打破。因此近年来主机厂纷纷成立数字化中心、软件中心等新的组织，就是为了适应这种发展趋势。
2021 年长城汽车形成“强后台、大中台、小前台”的 3.0 版本组织架构：强后台就是储备最优质、更前沿的技术，通过大量、前沿的预研投入保持领先。广义的后台除技术外，还包括机制质量、人力资源政策、战略布局和资本运作等内容；大中台在小前台的作战中，随时给予及时的补给和支援，以面向用户的小前台为核心，形成“一车一品牌一公司”的组织形态，打造出了若干个运营组织。目前看，车企都在通过各种组织创新以顺应电子电气架构演进趋势。
伴随着架构演进过程，车企的软件中心/科技公司/数字化中心需要大量研发投入：以大众软件公司 CARIAD为例，其计划自研 60%软件，聚焦于：1）电子电气架构 E³架构；2）VW.OS（大众汽车操作系统）；3）VW.AC(大众汽车云)；4）关键应用，目标是到 2025 年拥有 10000 名工程师。大众汽车计划每年投入 25-30 亿欧元于 CARIAD。
电子架构演进，改变主机厂研发人才结构：未来车企在软件方面的研发人才占比将迅速上升，长城汽车 2021年中宣布：计划到 2023年全球研发人员将达 3万人，其中软件开发人才 1万人。对比新势力和传统车企的研发支出情况，我们可以明显看出新成立车企对软件研发的倾斜度更高，因为他们急需以“全栈自研”来形成差异化的特点以取得在全新赛道上的领先。因为研发人员平均支出高，研发支出绝对金额随着自研比例的上升呈大幅上升，比如蔚来汽车 2022 年研发支出指引为 90亿左右，与 2021 年长城汽车的研发支出规模相当。
目前国内一个车身控制器开发费为 1000 万+，据某主机厂电子电气架构总工程师预测，做一个全新的架构，把所有的控制器都开发到量产的状态，在软件 BUG比较少的情况下上市交付，至少得几十亿投入。再看各大主机厂软件中心的投入，一个软件开发人员的年度综合成本至少为 100 万元，假设软件队伍 1000 人，则一年人员投入为 10 亿，如果再加上工具链等其它相关投入，一年支出为 20 个亿。
3.2 架构升级使得主机厂盈利模式多样化成为可能
基于迈向中央计算的电子电气架构，主机厂原有盈利模式将被大幅拓宽。由于车企拥有大量移动终端，未来将拥有海量数据（涉及车身数据，环境数据，驾驶数据，车内人的各类数据），并可在全生命周期直达用户，据此可衍生出多类业务模式，如软件算法、虚拟司机、出行服务、运营平台、售后服务及诊断等；更长远地看，无人驾驶出现后，车辆出现的软件生态还拥有更广阔的想象空间。目前一些整车品牌已在进行车辆静止状态下的座舱创新，以激发并满足日益增加的娱乐、休憩等各类需求，这也使得车辆超越了单纯物理移动的意义，类似于智能手机早就超越了单纯的通信意义。
特斯拉车内已内置 22种游戏，技术部门正努力将 steam 上的游戏库引入旗下车辆，未来特斯拉车机将支持流畅运行 steam。硬件上，2022年特斯拉全系车辆将搭载 AMD Ryzen芯片组，性能上媲美最新款的索尼游戏主机 Playstation5。随着内容生态的日渐丰富，未来汽车可能参与内容的分成，这可能成为一个空间巨大的收入来源。
在大众汽车 2030 NEW AUTO 战略中，大众描述了未来的汽车及其应用场景：未来的汽车将发展成为一个静修空间、移动办公室、居家旅行沙龙亦或小憩休整的场所，由于技术进步，汽车将逐渐褪去负面属性（事故、污染等），汽车将成为比现在更受欢迎的个人出行方式。
大众估计 2030年汽车市场规模将达 5万亿欧元，十倍于目前的智能手机市场规模，这主要是得益于软件和自动驾驶服务能力的提升。大众将在汽车业新未来形成新的商业模式，利润池由整车硬件、软件、电池与充电、移动出行解决方案构成。大众认为未来汽车依然是个性化的产品（以为顾客还是需要差异化的汽车外形、品牌和服务的），但与传统汽车时代相比，品牌的差异性将更多的来自于软件与服务。
大众汽车计划未来的利润池除了整车销售、整车平台出售、还包括软件外售、电池及补能服务、出行解决方案(算法外售、移动服务)，面对消费者，服务可以按需付费激活，在此之前大众汽车将完成硬件平台的统一（即 SSP 平台）、统一的软件架构（电气架构 E3 2.0 版+VW.OS）。
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投资建议
中央集中式电子电气架构是软件定义汽车的前提。随着整车电子电气产品应用的增加，单车 ECU数量激增，分布式电子电气架构由于算力分散、布线复杂、软硬件耦合深、通信带宽瓶颈等缺点而无法适应汽车智能化的进一步发展，正向中央计算迈进：汽车将以少量高性能计算单元替代大量 ECU，为日益复杂的汽车软件提供算力基础；实现软硬件解耦+软件分层解耦，使得汽车软件可经 OTA 实现快速迭代；大带宽通信架构以适应车辆日益激增的数据量和低时延要求。
领先的电子架构是车企在智能化上保持领先的前提。电子电气架构由分布式迈向中央计算，把原本高度分散的控制功能逐步整合并收归是车企的全新一课，基于现存研发组织架构及整零关系，架构演进呈渐进式。特斯拉与造车新势力历史包袱相对较轻，但也需 3代车型方可进化到跨域融合式架构，Model 3开启电子架构全面变革，实现了中央集中式架构的雏形，基于此特斯拉实现了辅助驾驶软硬件高度垂直整合，保有车辆亦可实现相关功能的常用常新和持续领先。传统车企电子架构仍多处功能域早期，呈“分布式 ECU+域控制器”的过渡形态。2022 年内小鹏将于 G9 落地的新一代架构和长城汽车将落地的第四代架构迈向跨域融合。到 2024/2025 年“中央计算+区域控制器”将开始落地。
架构演进驱动主机厂多重变化。架构演进过程背后，是主机厂把原属于供应商的软硬一体的部件中的控制功能提取出来收归融合于自身的过程，主机厂的软件自研比例将显著上升，汽车软件所有权逐渐收归主机厂。在此过程中，主机厂将根据不同的品牌定位及自身实力决定自研高价值模块的多少、介入程度的深浅，如特斯拉核心模块全自研，硬件外包，也可能存在做品牌运营，软硬件均大比例外包的整车品牌。架构演进改变汽车开发模式、研发人才结构及组织形式、整零关系。主机厂利润池大幅拓宽，将长期享有软件红利，通过硬件预埋及可插拔+用户付费解锁服务，主机厂可于保有车辆上实现软件、内容盈利变现，亦增强品牌的用户粘性。
05
风险提示
1）研发投入过大，拖累短期利润：车企未来的软件人才比例大幅提升，智能化技术全栈自研，研发投入和股权激励费用较高，对公司基本面产生负面影响；
2）高端产品未能实现一定规模，难以承载技术创新：智能化硬件成本较高，若车企的单车价格未能达到一定水平或高端品牌车型销量不及预期，或将难以覆盖高昂的智能化硬件成本；
3）历史包袱破除困难，拖累转型步伐：传统车企改革阻力较大，面对汽车产业革命动作可能稍慢。
昇腾AI锚定“3个关键”，让AI产业加速向上
拧开水龙头，自来水倾泻而出；插上充电器，电力便输送到手机、电脑、空调、洗衣机等电子电器设备；打开燃气阀门，即可烧菜做饭、洗澡供暖；发起语音或视频通话，就能通过通信网络随时随地与千里之外的亲友交流……水电气网，已是人们生活中无处不在又不可或缺的基础资源。那么未来算力能不能像水电气网一样，随用随取，变得方便普惠呢？在2022世界人工智能大会开幕式上，华为公司轮值董事长胡厚崑特别分享了对算力基建的观察和建议：人工智能产业下一步的关键是，建好、用好算力基础设施，规划好应用创新方向，为各行各业数字化转型升级，打下更坚实的智能根基。
计算中心不仅要作为独立的系统发挥作用，也要逐步形成相互联接的算力网络，发挥更大的价值。对此，胡厚崑提出三个建议：第一，持续推进算力网络建设，让算力中心从点走向面；第二，建得好更要用得好，算力网络的运营需要打好基础；第三，加速行业应用的孵化与创新，让人工智能技术发挥更大的价值。
01.华为胡厚崑：部署算力网络，有三个“关键”
在数字经济时代，算力作为核心生产力，至今仍是十分稀缺的“奢侈品”。为了将算力变得“平民化”，从算力中心走向算力网络成为必然趋势。为了满足蓬勃生长的计算需求，算力基础设施一路演变，小到单台计算机、服务器，大到由多台服务器紧密协同连成的集群，提供算力支撑的底层硬件一应俱全。但随着数据爆炸式增长，计算需求日益复杂且多元化，我们需要一个更大的、能将全国算力汇聚在一起的“超级计算机”，来实现跨域集群能力，将数据合理分配到每个计算单元中。算力网络的价值便在于此：由算力枢纽节点生产算力，由通信网络连接算力，然后并入智能算网大脑，从而实现全网算力资源的统一感知、智能编排调度与高效计算。这向其产业链多环节的基础技术创新与协同优化提出了更高的要求。如何部署算力网络？胡厚崑在演讲期间分享了三个“关键”：首先是倡导“AI先行”，其次算力网络正走向融合异构，最后是网络技术的创新。
“根据预测，未来10年，人工智能算力需求将增长500倍，成为未来算力的最大增量。”他谈道，算力网络的建设，可以通过新建的人工智能计算中心来先行先试，形成人工智能算力网络，为国家"东数西算"战略落地实践率先迈出关键一步。要高效盘活算力网络“一盘棋”，规划建设肯定不能“漫天撒网”、“为建而建”。古往今来，下游强劲的需求，始终是带动产业链创新迭代的最强动力。而人工智能计算中心承载着愈发旺盛的人工智能训练与推理需求，正是初步形成全国一体化算力网络示范效应的绝佳方向。
▲中国人工智能应用场景发展（来源：IDC，2021）
目前我国人工智能产业处于高速发展阶段。国务院印发的《新一代人工智能发展规划》提出，到2025年人工智能核心产业规模超过4000亿元，带动相关产业规模超过5万亿元。在这一目标指引下，我国人工智能计算中心正快速起量。中国信通院数据显示，2020年，我国算力总规模达135EFLOPS，全球占比约31%，增速55%；其中我国智能算力规模达到56EFLOPS，在全球智能算力的占比达52%，在全国算力的占比由2016年的3%提升至2020年的41%，预计到2023年新增算力中人工智能算力将达到70%-80%。由此可见，智能算力已成为全球算力的未来演进方向，中国智能算力发展正领跑全球。
面对供不应求的智能算力，过去一年，国内有超过20座城市在建公共的人工智能计算中心，已有深圳、武汉、西安、成都等10座城市上线，这些算力中心都上线即饱和运营，大部分以满足本地及辐射地区业务需求为主。将这些分散的人工智能计算中心联接成网，集约化实现算力、数据和生态的汇聚、流通与共享，则有助于进一步填补智能算力的缺口，弹性满足全网范围内的算力需求。接下来，不仅仅是人工智能计算中心联网，各地超算中心、“东数西算”枢纽节点、一体化大数据中心，都可以有机联结，并入算力网络，形成统一的算力大市场，通过走向融合异构，支撑数字经济高质量发展。这一宏伟目标，对网络技术也提出更高要求。对于这一点，华为在走的路是，通过全光技术的创新，构建一个更大带宽、更低时延、具有高度确定性的网络，下联企业与家庭，上接算力与云，保障数据、应用、算法的高效调度，让算力像自来水一样“随取随用”。当前，深圳鹏城实验室、国内几大运营商、华为等机构及企业，以及国家电网、中石油、中石化等传统工业企业，均在积极推动算力网络建设和发展，以支撑多元的数字化转型场景。胡厚崑期望，就像电力网、通信网和高铁网一样，未来的算力网络能为我国数字经济发展提供强劲的动力。
02.打通科研创新与产业应用的断点让AI大模型惠及民生日常
建好算力网络后，下一步的关键是“用好”。算力网络连成了大规模的算力池，有了大算力，就能源源不断地孵化出高质量的大模型，为科研创新及行业应用创新提供更加坚实的底座。因其泛化性、通用性强，大模型正成为人工智能发展的一大热门方向。相比每个场景单独训练AI模型，在已具备通用基础能力的大模型基础上，结合行业知识和场景数据加以微调，就能让每个场景化AI应用开发变得更加高效。由于大模型体量庞大，其研发部署的门槛很高，依赖于充足算力资源和高算力效率。这也是算力网络能发挥的优势之处——通过提供稳定度高、随用随取的大算力，让犹如“旧时王谢堂前燕”的大模型训练与部署，从此“飞入寻常百姓家”。刚刚摘得2022年度世界人工智能大会最高奖项SAIL（卓越人工智能引领者）奖的基于昇腾AI的"紫东.太初"三模态大模型，便是一个典例。
“紫东.太初”是由中科院自动化所联合华为，基于昇腾AI基础软硬件平台打造的全球首个图、文、音三模态大模型，作为我国在探索通用智能的重要成果之一，已应用于工业缺陷巡检、医疗手术场景自主理解、多媒体信息检索、手语教考一体机、虚拟数字导游等国计民生需求场景。以“紫东.太初”为代表的基础大模型，以及面向互联网、电力、金融、煤矿、农业、遥感、医药等行业的行业大模型，均已开始释放产业价值。为了避免重复投资和开发，胡厚崑呼吁政产学研用联合起来，梳理行业场景需要的基础大模型与行业大模型，规划大模型沙盘，牵引大模型的孵化与创新，集中优势资源共同加速AI应用向各产业和行业的渗透。
至于如何跨越大模型从算法开发到行业应用之间的天堑？胡厚崑认为，产业联合体有助于快速打通产学研用，大大提高应用落地的效率。2021年底，中科院自动化所牵头成立了基于紫东.太初大模型的国内首个多模态人工智能产业联盟，一成立便吸引华为、新华社技术局、长安汽车、中国移动等40多个成员单位加入。同期，基于全球首个智能遥感框架武汉.LuoJia的智能遥感开源生态联盟成立，并帮助多家成员企业孵化出相应的遥感创新与落地方案。如武汉珈和科技基于昇思MindSpore和武汉.LuoJiaNET搭建的地事通智慧农业SaaS服务平台，已经输出逾300个场景模型，向农业生产、耕地保护、农业金融等场景提供精准化卫星遥感大数据的场景化应用服务。在WAIC期间举办的昇腾人工智能生态大会上，智能流体力学产业联合体成立。该联合体由学术界、产业界领军人物和30多家全球头部流体力学高校、科研院所与龙头企业共同组建，以期在飞机、高铁、汽车的设计中，探索AI与传统流体力学的深度融合。“人工智能产业发展是一个持续加速的过程，我们要不断增强向心力打牢根基，不断扩大同心圆繁荣生态。”胡厚崑说。
03.结语：为数字经济时代打造最强算力底座
自今年“东数西算”国家工程全面启动以来，国内大数据中心、人工智能计算中心、超算中心等算力基础设施建设高歌猛进，竞争渐成一片红海，将各算力中枢节点连成面的算力网络更是成为新一代算力基础设施发展的重点。但高昂的建设势头不能掩盖当前我国算力建设大潮中的隐忧，涉及算力、算法、模型、服务等多类信息要素流通的算力网络，远比电力网、交通网更加复杂，从算网协同体系的核心技术攻关，到可持续发展运营与监管机制的优化完善，都还有很多要探索与创新的空间。这需要从上游的异构芯片、操作系统、服务器、交换机等底层软硬件供应商，中游的算网基础设施、平台服务、数字化能力相关服务商，以及下游有数字化转型诉求的各垂直行业企业及机构，多方参与并协同攻关，克服关键的技术瓶颈，合力打造出数字经济时代的最强算力底座。随着算力网络一体化体系建成投用，算力生产者逐渐隐于幕后，算力取用将变得触手可及，成为降低人工智能应用门槛、加速人工智能在更多行业的应用创新与落地的重要引擎。
A股半导体公司2022H1研发投入报告：150家合计288亿元 整体研发费用率8.63%
集微网报道 近日，在《半导体概念股2022H1业绩一览：150家企业合计营收3340亿元 超4成公司净利同比下滑》一文中，笔者指出，在“缺芯潮”和“砍单潮”并行的背景下，半导体公司的经营业绩表现出现分化，部分公司出现利润的大幅下滑甚至亏损的现象。尽管如此，A股半导体公司仍持续加大研发投入，以进一步提升技术创新水平。据集微网统计A股半导体上市公司数据显示，上半年，150家公司研发支出合计288亿元，总营收为3340亿元，整体的研发费用率8.63%，其中，寒武纪研发费用率高达366.34%，远超过其他企业。
150家企业研发支出合计288亿元
据集微网统计数据显示，2022年上半年，A股150家半导体上市公司合计研发投入费用为288.36亿元，平均每家公司研发投入费用为1.92亿元。从研发投入金额来看，中芯国际的研发费用为22.94亿元，位于所有企业之首。紧随其后分别为闻泰科技、韦尔股份，其研发费用分别为16.03亿元、11.56亿元。研发投入在5（含）-10亿元之间的企业有11家，分别是北方华创、纳思达、汇顶科技、时代电气、海光信息、长电科技、寒武纪、四维图新、通富微电、晶晨股份以及楚江新材，其研发费用分别为8.21亿元、8.04亿元、7.05亿元、6.96亿元、6.96亿元、6.37亿元、6.29亿元、6.24亿元、6.15亿元、5.66亿元、5.41亿元。另外，研发投入在2（含）-5亿元之间的企业有28家，占比为18.67%；在1（含）-2亿元之间的企业有30家，占比为20%；在0.5（含）-1亿元之间的企业有37家，占比为24.67%；在0-0.5亿元之间的企业有41家，占比为27.33%。从研发费用同比增幅来看，纳芯微的研发投入增长幅度最高，达到168.96%，紧随其后分别为是思瑞浦、振华风光、华海清科、露笑科技、明微电子、海光信息、利扬芯片、鸿远电子，其研发投入同比增幅分别为156.09%、129.61%、122.63%、116.89%、113.92%、108.01%、107.27%、103.74%。增幅在50%~100%之间的企业有34家，分别是国民技术、艾为电子、力芯微、紫光国微、恒玄科技、南大光电、华特气体、东芯股份、概伦电子、沪硅产业、英集芯、广立微、国芯科技、晶瑞电材、思特微、晶华微、帝奥微、寒武纪等公司。另外，上海新阳、航锦科技、风华高科、汇顶科技、木林森、中科蓝讯、芯源微、富满微、华灿光电、大港股份、楚江新材、格科微、炬芯科技、江化微等18家企业研发投入金额相较于去年同期均出现不同程度的下滑。
整体研发费用率为8.63%
在研发费用率（研发支出占营收的比例）方面，150家公司合计研发费用288.36亿元，总营收3339.75亿元，整体研发费用率为8.63%。从企业来看，寒武纪的研发费用率高达366.34%，远远超过其他企业，而四广立微、概伦电子、四维图新、翱捷科技的研发费用率分别为60.31%、49.34%、45.62%、44.09%，分别位于第二至第五位。而研发费用率在30%~40%的企业有9家，分别是汇顶科技、赛微电子、龙芯中科、博通集成、天岳先进、芯原股份、晶丰明源、恒玄科技、希荻微，其研发费用率分别为38.53%、36.85%、35.99%、33.08%、33.04%、32.14%、31.37%、30.47%、30.41%。研发费用率在20%~30%的企业有20家，分别是思瑞浦、赛微微电、安路科技、海光信息、炬芯科技、芯海科技、国芯科技、敏芯股份、乐鑫科技、景嘉微、艾为电子、芯朋微、全志科技、长川科技、国民技术、拓荆科技、睿创微纳、精测电子、东软载波以及瑞芯微。研发费用率在15%~20%的企业有14家，分别是复旦微电、唯捷创芯、晶晨股份、晶华微、中颖电子、芯碁微装、华兴源创、力合微、圣邦股份、中微公司、万业企业、利扬芯片、英集芯以及北方华创。另外，研发费用率在10%~15%的企业有32家，占比为21.33%；在5%~10%的企业有44家，占比为29.33%；在5%以下的企业有26家，占比为17.33%。
参考文献链接
https://mp.weixin.qq.com/s/DteoQuljlTLSs0gLcOXkfw
https://mp.weixin.qq.com/s/fu4YwjB6zfSva__9hM9Bxg
https://mp.weixin.qq.com/s/OV9cSY7XquKx_4LxbD52cw
https://mp.weixin.qq.com/s/_M8JjrB3QCjFKAMB9765oA
