汽车行业深度报告:电子电气架构演进,海平面下的冰山

2024年3月10日发(作者：jeep车在中国算什么档次)

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业

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深

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证

券

研

究

报

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汽车

2022年06月06日

行业深度报告

电子电气架构演进，海平面下的冰山

强于大市（维持）

平安观点：

行情走势图

? 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

推荐

资料来源：

WIND

、平安证券研究所

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汽车·行业深度报告

正文目录

一、中央集中式电子电气架构是软件定义汽车的前提................................................................................ 6

1.1分布式电子电气架构不堪重负 ................................................................................................................ 6

1.2汽车电子电气架构向中央计算迈进.......................................................................................................... 8

二、各主机厂的电子电气架构进度对比................................................................................................... 12

2.1奥迪A8小试牛刀 ................................................................................................................................ 13

2.2特斯拉Model3 开启电子电气架构的全面变革 ....................................................................................... 14

2.3大众ID系列电子电气架构 ................................................................................................................... 15

2.4小鹏汽车G9电子电气架构具领先性 ..................................................................................................... 18

2.5长城汽车电子电气架构发展路线图........................................................................................................ 20

2.6上汽零束电子电气架构 ........................................................................................................................ 22

2.7广汽星灵电子电气架构 ........................................................................................................................ 24

三、架构演进驱动主机厂多重变化.......................................................................................................... 26

3.1架构演进，汽车软件所有权逐渐收归主机厂 .......................................................................................... 26

3.2架构升级使得主机厂盈利模式多样化成为可能 ....................................................................................... 31

四、

五、

投资建议 ......................................................................................................................................... 33

风险提示 ......................................................................................................................................... 34

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汽车·行业深度报告

图表目录

图表1

图表2

图表3

图表4

图表5

图表6

图表7

图表8

图表9

图表10

图表11

图表12

图表13

图表14

图表15

图表16

图表17

图表18

图表19

图表20

图表21

图表22

图表23

图表24

图表25

图表26

图表27

图表28

图表29

图表30

图表31

图表32

图表33

汽车电子发展历程............................................................................................................................... 7

汽车电子的应用分类 ........................................................................................................................... 7

汽车分布式架构面临的问题和瓶颈 ....................................................................................................... 7

EEA演进各阶段特点........................................................................................................................... 8

博世将汽车电子电气架构的演进划分为六个阶段 ................................................................................... 9

博世划分的功能域............................................................................................................................... 9

联合电子开发的电子电气架构 ............................................................................................................ 10

华为的计算与通信架构 ...................................................................................................................... 10

中央计算+区域控制器架构..................................................................................................................11

汽车电子电气架构各阶段特点..........................................................................................................11

集中式电子电气架构是软件定义汽车的基石..................................................................................... 12

主流车企电子电气架构进化节奏不一............................................................................................... 13

2018款奥迪A8域控制器............................................................................................................... 13

特斯拉电子电气架构演进历史......................................................................................................... 14

特斯拉Model 3电子电气架构 ........................................................................................................ 15

特斯拉自动驾驶主控芯片发展历程 .................................................................................................. 15

大众电子电气架构时间推进规划 ..................................................................................................... 16

大众ID4 的车辆控制域、信息娱乐域控制器 ................................................................................... 16

大众MEB平台车型当前智能驾驶方案为分布式 ............................................................................... 17

大众ID4、Model Y、福特Mach E电子电气架构对比 ...................................................................... 18

小鹏汽车电子电气架构演进历史 ..................................................................................................... 19

小鹏汽车第二代电子电气架特点 ..................................................................................................... 19

小鹏汽车第三代电子电气架构实现千兆以太网+中央计算+区域控制................................................... 20

长城汽车电子电气架构量产路线图 .................................................................................................. 21

长城汽车第四代电子电气架构......................................................................................................... 21

长城汽车下一代车云一体智能生态架构 ........................................................................................... 22

零束科技全栈3.0解决方案2024上车，实现中央计算+区域控制器，可支持L4+智能驾驶 ................. 23

上汽集团零束科技银河全栈架构 ..................................................................................................... 24

广汽星灵电子电气架构................................................................................................................... 24

广汽星灵架构三个功能域控制器 ..................................................................................................... 25

广汽星灵软件架构 ......................................................................................................................... 25

智能汽车电子架构的主要需求汇总表............................................................................................... 26

电子架构演进，软件所有权逐步收归主机厂..................................................................................... 26

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图表34

图表35

图表36

图表39

图表40

图表41

图表42

图表43

图表44

图表45

汽车·行业深度报告

电子架构演进，汽车价值链重构 ..................................................................................................... 27

主机厂向软件转型的四种路径......................................................................................................... 28

架构改变将改变主机厂的开发模式 .................................................................................................. 29

电子架构演进，改变主机厂研发组织架构 ........................................................................................ 30

新势力2021年人均研发支出明显高于传统车企 ............................................................................... 31

架构升级使得软件定义汽车成为可能，用户与主机厂获益明显 .......................................................... 31

新架构下OTA使得车辆千人前面、常用常新 ................................................................................... 32

大众汽车未来五大盈利模块及对应的竞争对手 ................................................................................. 32

汽车预埋硬件，用户按需解锁服务 .................................................................................................. 33

车企通过OTA提供的软件服务包.................................................................................................... 33

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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。

一、中央集中式电子电气架构是软件定义汽车的前提

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。

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图表1

1910

年代

1970

年代

1980

年代

自动变

速箱牵

引力控

制。制动

防抱死。

电子控

制悬架。

安全气

囊等

1990

年代

汽车·行业深度报告

汽车电子发展历程

1950

年代

1960

年代

图表2 汽车电子的应用分类

起动机

晶体管

收音机

交流发

电机

发动机

定时点

火

电控燃

油喷射

汽车电

子稳定

控制等

资料来源：《一本书读懂无人驾驶》、平安证券研究所

? 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。

图表3 汽车分布式架构面临的问题和瓶颈

资料来源：平安证券研究所

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

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汽车·行业深度报告

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。

图表4 EEA演进各阶段特点

软件开发环境不一致

可扩展性差

ECU之间协调困难

低速通信：CAN/LIN

资料来源：博世、地平线，平安证券研究所

面向服务的架构

按功能划分的集中化

加速软硬件分离

以太网作为骨干网

开放式软件平台

中央—层—区架构

资源池化

云计算+单车计算

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）。

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图表5

汽车·行业深度报告

博世将汽车电子电气架构的演进划分为六个阶段

资料来源：博世、平安证券研究所

? 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）。

图表6 博世划分的功能域

资料来源：博世、平安证券研究所

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图表7

汽车·行业深度报告

联合电子开发的电子电气架构

资料来源：联合电子，平安证券研究所

? 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。

图表8 华为的计算与通信架构

资料来源：华为，平安证券研究所

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图表9

汽车·行业深度报告

中央计算+区域控制器架构

资料来源：安波福，平安证券研究所

? 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。

图表10 汽车电子电气架构各阶段特点

资料来源

德勤，平安证券研究所

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

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汽车·行业深度报告

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。

图表11 集中式电子电气架构是软件定义汽车的基石

资料来源：博世、安波福、华为、平安证券研究所

二、各主机厂的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。

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图表12 主流车企电子电气架构进化节奏不一

资料来源：汽车电子设计，平安证券研究所

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。

图表13 2018款奥迪A8域控制器

资料来源：奥迪，平安证券研究所

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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。

图表14 特斯拉电子电气架构演进历史

资料来源：黄少堂《软件定义汽车，架构定义软件》，平安证券研究所

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。

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汽车·行业深度报告

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。

图表15 特斯拉Model 3电子电气架构

资料来源：特斯拉，平安证券研究所

图表16 特斯拉自动驾驶主控芯片发展历程

计算

平台

发布

日期

处理

平台

芯片

规划

HW1

2014.10

Mobileye Eye Q3

HW2

2016.10

英伟达Drive PX2

HW2.5

2017.7

英伟达Drive PX2+

HW3

2019.4

特斯拉FSD

特斯拉在前三代产品中积累了对自动

驾驶算法和软件的深度理解

遭遇瓶颈，供应商的芯片无法满足特斯

拉对于成本功耗算力平衡目标的要求

按需定制，从软件需求倒推芯片需求，

实现差异化竞争

资料来源：特斯拉，地平线，平安证券研究所

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E?1.1版，2023年在PPE平台搭载E?1.2版，到2025年后才进化

到E?2.0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

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PK。

图表17 大众电子电气架构时间推进规划

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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

资料来源：大众汽车，平安证券研究所

图表18 大众ID4 的车辆控制域、信息娱乐域控制器

操作系统

域控制器

处理器芯片

iCAS3娱乐系统域

安卓/Linux/QNX

LG电子

三星Auto V9芯片

iCAS1车辆控制域

Linux

德国大陆

瑞萨R-CAR M3

资料来源：大众汽车，佐思车研，平安证券研究所

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图表19 大众MEB平台车型当前智能驾驶方案为分布式

资料来源：大众汽车，

Vehicle

，平安证券研究所

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。

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图表20 大众ID4、Model Y、福特Mach E电子电气架构对比

三款车的网络节点、ECU数量对比

ECUs

CAN

CAN-FD

Ethernnet

Lin

LVDS

OTHER

特斯拉Model Y

some CAN buses

FD Capable

12 2

9masters, 5masters,

43slaves 24slaves

3 10

A2B,BroadR

三款车的配电模块、保险丝、继电器数量对比

大众ID4 特斯拉Model Y

77 0

7 0

3 0

大众ID4

福特Mach E

13masters,

44slaves

A2B

福特Mach E

12V保险丝

12V继电器

配电模块

资料来源：

Munro & Associates

，

3IS

，平安证券研究所

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。

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图表21 小鹏汽车电子电气架构演进历史

2018年

首搭于G3

EEA1.0

2021年

首搭于P7

EEA2.0

2022年

首搭于G9

EEA3.0

分布式ECU

多模块，布线复杂，局部OTA

40%整车数据上传

基于信号，静态固化的控制策略

低带宽—主干网为500kbps CAN

功能域控制器，布线简单

高算力SOC平台、高带宽通信覆盖座舱

域与智驾域

90%+整车数据上传

基于服务SOA功能架构

高带宽，主干网为百/千兆以太网

5G/V2X

中央超算+区域控制器

整车无感OTA，升级时间小于30分钟

标准化整车级OS

软硬件彻底解耦，智能功能APP化

超带宽网络通信

超级智能生态

资料来源：小鹏汽车、平安证券研究所

图表22 小鹏汽车第二代电子电气架特点

资料来源：小鹏汽车，平安证券研究所

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

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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。

图表23 小鹏汽车第三代电子电气架构实现千兆以太网+中央计算+区域控制

资料来源：小鹏汽车，平安证券研究所

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。

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图表24 长城汽车电子电气架构量产路线图

资料来源：长城汽车、平安证券研究所

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。

图表25 长城汽车第四代电子电气架构

资料来源：长城汽车、平安证券研究所

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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。

图表26 长城汽车下一代车云一体智能生态架构

资料来源：长城汽车、平安证券研究所

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，

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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。

图表27 零束科技全栈3.0解决方案2024上车，实现中央计算+区域控制器，可支持L4+智能驾驶

资料来源

零束科技，平安证券研究所

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图表28 上汽集团零束科技银河全栈架构

资料来源

上汽集团，平安证券研究所

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。

图表29 广汽星灵电子电气架构

资料来源

广汽集团，平安证券研究所

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图表30 广汽星灵架构三个功能域控制器

资料来源

广汽集团，平安证券研究所

图表31 广汽星灵软件架构

资料来源

广汽集团，平安证券研究所

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。

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图表32 智能汽车电子架构的主要需求汇总表

对自动驾驶领先性的

诉求

对计算性能的要求

对通讯带宽的要求

功能安全

网络安全

跨域功能协调

软件持续更新升级

架构扩展性要求

不同自动驾驶等级对电子架构要求有差异。目前看致力于在自动驾驶能力方面领先的企业在电子架构方

面也走得相对激进一些，比如特斯拉、沃尔沃，长城汽车、小鹏汽车

智能汽车数据处理量激增，算法日趋复杂，需要特殊硬件加速器，如图像识别，传感融合，深度学习，

图形显示等

传感器数量及精度增加，尤其是视频、激光雷达的导入，要求架构传输速率高、低传输延时。由于小鹏

汽车辅助驾驶走融合感知路线对数据传输带宽要求高，其在G9搭载的电子电气架构用到了千兆以太网

智能车需要更高功能安全性能，架构需要支持关键部件功能冗余备份

智能汽车对整车网络安全、信息安全有更高要求，要求数据传输路径冗余，信息报文加密传输

域控制器间需要更多协同，比如自动驾驶域与车辆运动相关域的协同，架构需要保证功能协同的实时性

增强客户粘性，提升服务，架构需支持域控制器OTA，支持车辆软件持续升级更新

扩展性好、灵活性高、可维护性好，适应不同传感配置的车型系列，便于进行硬件配置增减

资料来源

北京新能源汽车技术创新中心有限公司，平安证券研究所

三、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。

图表33 电子架构演进，软件所有权逐步收归主机厂

英伟达CEO黄仁勋：汽车行业与手机、电视行业的区别在于，在汽车上运行的软件是量身定制的。因此除汽车外，汽车制造还将

在很长一段时间内拥有软件带来的机遇。这与手机行业有着本质上的不同，除了少数几家手机制造商之外，他们基本无法从软件中

获益。而车企可以，前提是他们必须先打造一辆可编程的汽车，如果汽车无法运行优质软件，那么他们能够提供给客户的软件就会

相对有限。

资料来源

高通，英伟达，平安证券研究所

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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E?架构；2）

（大众汽车操作系统）；3）(大众汽车云)；4）关键应用。

图表34 电子架构演进，汽车价值链重构

资料来源

零束科技，平安证券研究所

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）。

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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。

图表35 主机厂向软件转型的四种路径

资料来源

德勤，平安证券研究所

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。

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图表36 架构改变将改变主机厂的开发模式

OEM不仅仅只是架构的定义者以及系统集成者，还主导脱离底

OEM只定义架构，进行系统集成，基本不做软件开发

各Tier1完成所有功能的软件开发

各系统较封闭从而形成信息孤岛，外部开发者无法介入开发

代码无法复用，大量软件工作用于适配不同硬件

硬件产生价值

资料来源：黄少堂《软件定义汽车，架构定义软件》，平安证券研究所

层操作系统以及硬件的基础软件平台和大部分策略层面软件的

开发。

各系统Tier1完成底层软件的开发。

开放的应用服务生态，即插即用的高效可扩展性。

软件产生价值，满足千人千面的用户需求

图表37 传统“金字塔”型汽车产业链

图表38 新型“中心辐射”型汽车产业链

资料来源：

y Analysis

、平安证券研究所

资料来源：

y Analysis

、平安证券研究所

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。

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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。

图表39 电子架构演进，改变主机厂研发组织架构

资料来源

地平线，《中国汽车软件发展趋势洞见》，平安证券研究所

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E?架构；2）（大众汽车操作系统）；3）(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

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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。

图表40 新势力2021年人均研发支出明显高于传统车企

蔚来

小鹏

理想

长城

研发人数

4809

5271

3415

21137

研发支出，亿

研发支出/研发人数，万元

2021销量，台

91429

98155

90491

1280993

资料来源

公司财报，平安证券研究所

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。

图表41 架构升级使得软件定义汽车成为可能，用户与主机厂获益明显

用户获益

千人千面的用户使用需求

打造舒适的驾乘环境，改变未来出行方式

拥有丰富的自选应用

OTA更新软件

无需硬件升级

软件定义汽车赋能整个生命周期内，可以学习用

户、车辆自身、周围环境并适时作出适应性调整

主机厂获益

更短的开发周期

丰富的车辆变形管理

SOP后快速的迭代更新

减少ECU软件升级周期和成本

标准I / O接口，软硬分离

开放的应用生态服务

丰富的产品研发和商业创新，即插即用的高效可扩展性

资料来源：黄少堂《软件定义汽车，架构定义软件》，平安证券研究所

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图表42 新架构下OTA使得车辆千人前面、常用常新

资料来源：黄少堂《软件定义汽车，架构定义软件》，平安证券研究所

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+）。

图表43 大众汽车未来五大盈利模块及对应的竞争对手

资料来源：大众汽车，平安证券研究所

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图表44 汽车预埋硬件，用户按需解锁服务

资料来源：大众汽车

2030 NEW AUTO,

平安证券研究所

图表45 车企通过OTA提供的软件服务包

品牌升级包

FSD功能包

动力性能加速

座椅加热

智能召唤

XPILOT3.0

NIO PILOT

内容

具备升级至完全自动驾驶功能的潜力

缩减Model 3从0到60mph的时间

60米外绕过障碍物导航至用户处

辅助驾驶

金额

1万美金

2000美金

2400美金

2万/3.6万

1.5万元/3.9万元

特斯拉

小鹏

蔚来

资料来源：佐思车研，平安证券研究所

四、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

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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。

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。强烈推荐长城汽

车（）、中科创达，推荐吉利汽车（）、小鹏汽车（）、上汽集团、德赛西威、广汽集团。

五、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。

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平安证券研究所投资评级：

股票投资评级:

强烈推荐（预计6个月内，股价表现强于市场表现20%以上）

推荐（预计6个月内，股价表现强于市场表现10%至20%之间）

中性（预计6个月内，股价表现相对市场表现在±10%之间）

回避（预计6个月内，股价表现弱于市场表现10%以上）

行业投资评级:

强于大市（预计6个月内，行业指数表现强于市场表现5%以上）

中性（预计6个月内，行业指数表现相对市场表现在±5%之间）

弱于大市（预计6个月内，行业指数表现弱于市场表现5%以上）

公司声明及风险提示：

负责撰写此报告的分析师（一人或多人）就本研究报告确认：本人具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格。

平安证券股份有限公司具备证券投资咨询业务资格。本公司研究报告是针对与公司签署服务协议的签约客户的专属研

究产品，为该类客户进行投资决策时提供辅助和参考，双方对权利与义务均有严格约定。本公司研究报告仅提供给上

述特定客户，并不面向公众发布。未经书面授权刊载或者转发的，本公司将采取维权措施追究其侵权责任。

证券市场是一个风险无时不在的市场。您在进行证券交易时存在赢利的可能，也存在亏损的风险。请您务必对此有清

醒的认识，认真考虑是否进行证券交易。

市场有风险，投资需谨慎。

免责条款：

此报告旨为发给平安证券股份有限公司（以下简称“平安证券”）的特定客户及其他专业人士。未经平安证券事先书面

明文批准，不得更改或以任何方式传送、复印或派发此报告的材料、内容及其复印本予任何其他人。

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