文|連線出行 周雄飛
前言及摘要：
汽車座艙，是密切伴隨汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)。
就近百年的汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展來看，汽車座艙已進(jìn)行了多次技術(shù)變革，從提供基礎(chǔ)信息，包括車輛狀態(tài)和外界環(huán)境信息的機(jī)械式座艙，向滿足基礎(chǔ)音、視頻娛樂需求的電子式座艙為代表的技術(shù)變革已經(jīng)完成。
隨著汽車產(chǎn)業(yè)正在從傳統(tǒng)燃油車時(shí)代向智能汽車時(shí)代進(jìn)行變革，與之相關(guān)聯(lián)的汽車座艙產(chǎn)業(yè)也正在向第三次技術(shù)變革邁進(jìn)——智能座艙時(shí)代。
2012年特斯拉推出全球首款座艙中沒有實(shí)體按鍵、采用中控屏控制車輛功能、且可以O(shè)TA升級(jí)的Model S后，智能座艙產(chǎn)業(yè)開始快速發(fā)展起來，并呈現(xiàn)出“百花齊放”的產(chǎn)業(yè)圖景。為了凸顯自身優(yōu)勢、實(shí)現(xiàn)功能的個(gè)性化和差異化，主機(jī)廠和技術(shù)解決方案供應(yīng)商們在智能座艙技術(shù)層面的比拼隨之展開。不僅用更多的交互方式和場景來完善智能座艙的能力，同時(shí)也把AR、MR、ChatGPT大模型應(yīng)用和人工智能等新興技術(shù)引入其中，使智能座艙實(shí)現(xiàn)更高算力、更快交互和提升算法迭代能力。基于這一背景，《2023智能座艙產(chǎn)業(yè)洞察報(bào)告》通過深度解析智能座艙產(chǎn)業(yè)發(fā)展圖景和具體的上下游產(chǎn)業(yè)布局和進(jìn)展，來探索智能座艙未來發(fā)展落地形式、商業(yè)模式和產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢。
1、智能座艙產(chǎn)業(yè)發(fā)展背景
1.1 汽車座艙發(fā)展第一階段——具備基礎(chǔ)控制功能的機(jī)械式座艙
1900年左右，福特推出的流水線工藝讓汽車產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了批量化生產(chǎn)，同時(shí)也讓汽車成為更多消費(fèi)者買得起的商品。為了讓汽車駕駛變得簡單，以及滿足彼時(shí)消費(fèi)者長時(shí)間駕駛的需求，包括駕駛位和乘客位的整體化汽車座艙隨之誕生。
從座艙來看，當(dāng)時(shí)只有機(jī)械式儀表盤和眾多物理按鍵，以及車鑰匙插孔，方便駕駛員操控車輛和在駕駛過程中了解車輛的各項(xiàng)信息，包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、水箱溫度和油量等。座艙娛樂上，只搭載了車載收音機(jī)，當(dāng)時(shí)車內(nèi)的收音機(jī)大多是來自摩托羅拉供應(yīng)，具備收聽不同頻率的廣播和播放磁帶音樂等功能。在這一階段，汽車座艙的功能更多聚焦于駕駛員對(duì)于車輛的操控，以及車內(nèi)乘客的安全上。
1.2 汽車座艙發(fā)展第二階段——滿足簡單娛樂功能的電子式座艙進(jìn)入2000年，汽車產(chǎn)品在全球范圍得到普及，當(dāng)年全球汽車產(chǎn)量已達(dá)到5752.9萬輛。消費(fèi)者對(duì)汽車座艙也有了更多娛樂化方面的需求，一些電子化功能進(jìn)入汽車座艙。比如液晶儀表盤取代了此前的機(jī)械式儀表盤，車速、油耗和里程數(shù)等車輛信息可以更加直觀地顯示出來；液晶中控屏上車后也取代了部分的物理按鍵和旋鈕，駕駛員可以通過觸屏操控空調(diào)和車內(nèi)燈光的開啟與關(guān)閉。
電子化硬件上車后，Car Play等車載軟件系統(tǒng)也隨之進(jìn)入座艙中，駕駛員和乘客可以通過中控屏操控，實(shí)現(xiàn)音樂播放、路況導(dǎo)航查詢以及通過藍(lán)牙連接實(shí)現(xiàn)車內(nèi)撥打和接聽電話的便捷功能。這一階段相比于機(jī)械式座艙階段，實(shí)現(xiàn)了更多的娛樂化功能和取消了部分物理按鍵和旋鈕，但距離真正的車機(jī)智能化階段還有一定的距離。
1.3 汽車座艙發(fā)展第三階段——智能化和交互方式多樣的智能式座艙
隨著汽車從傳統(tǒng)燃油車時(shí)代向智能汽車時(shí)代進(jìn)行跨越，汽車座艙也向智能化方向邁進(jìn)。比如2014年特斯拉推出的Model S車型上，就已用可觸控的中控屏取代了車內(nèi)的大部分物理按鍵，可通過中控屏調(diào)整車內(nèi)空調(diào)、燈光，以及看導(dǎo)航、播放音樂和視頻等功能。交互方式上，除了中控屏觸控之外，更多車企也把語音和手勢交互引入座艙中，來滿足消費(fèi)者舒適和娛樂等方面的需求。
右圖來源小鵬汽車官微
滿足基礎(chǔ)的音、視頻交互功能后，很多車企也提出了“第三生活空間”的概念，比如把更多的屏幕、VR和投影屏等軟硬件引入座艙中，實(shí)現(xiàn)在車內(nèi)看電影、玩游戲和開電話會(huì)議的功能。此外，大多數(shù)車企也把床墊、零重力座椅搭載到車內(nèi)，把智能座艙變成臥室、會(huì)議室等場景。
2、智能座艙產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
2.1 政策+需求雙推動(dòng)，已成量產(chǎn)車型標(biāo)配
近兩年，隨著新能源汽車行業(yè)正在從電動(dòng)化向智能化實(shí)現(xiàn)技術(shù)迭代，智能座艙被行業(yè)公認(rèn)為較智能駕駛更容易商業(yè)化落地的產(chǎn)業(yè)之一，以至于智能座艙產(chǎn)業(yè)，已成為我國國務(wù)院、工信部和交通部等相關(guān)部委密切關(guān)注的產(chǎn)業(yè)之一，從2020年開始出臺(tái)一系列政策，來推動(dòng)智能座艙產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
2020-2022年智能座艙產(chǎn)業(yè)發(fā)展相關(guān)政策文件，資料來源：公開信息
新能源汽車產(chǎn)品普及率擴(kuò)大的同時(shí)，產(chǎn)品的質(zhì)量安全和續(xù)航能力也得到了市場驗(yàn)證后，更多的消費(fèi)者在選購新能源汽車產(chǎn)品時(shí)，會(huì)逐漸關(guān)注智能座艙具備的娛樂化、個(gè)性化和舒適性等多方面的智能化能力。
數(shù)據(jù)和資料來源：畢馬威和公開信息
政策紅利推動(dòng)下，再加上新能源汽車智能座艙需求的快速增長，智能座艙功能落地的重要性逐漸被更多車企所感知，因此針對(duì)智能座艙的研發(fā)和功能落地，已成為目前絕大多數(shù)車企重點(diǎn)布局的領(lǐng)域，并且在各自的主流產(chǎn)品中均已標(biāo)配這一能力。
2.2 組裝軟硬件拼場景，車企打造差異化優(yōu)勢
現(xiàn)階段智能座艙功能的落地，主流車企們主要采取兩種方式來實(shí)現(xiàn)——組合多零部件供應(yīng)商產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)和方案的自研；或者直接采用智能座艙解決方案供應(yīng)商提供的集成方案。
部分主流新能源車企產(chǎn)品智能座艙硬件供應(yīng)商一覽，資料來源：蓋世汽車、信達(dá)證券
細(xì)分來看，智能座艙零部件分為操作系統(tǒng)、交互算法等軟件部分，以及由座艙域芯片、液晶儀表盤、中控屏、座椅和玻璃等部件組成的硬件部分，這兩大方面處于產(chǎn)業(yè)上游，產(chǎn)業(yè)下游的整車廠商，會(huì)通過搭配整合上游軟硬件或者直接采用集成方案，來組成自身智能座艙功能和產(chǎn)品。整合上游軟硬件零部件實(shí)現(xiàn)智能座艙功能“有沒有”后，主機(jī)廠們正向功能“好不好用”進(jìn)行布局，通過在智能座艙中引入更多的場景，來實(shí)現(xiàn)“第三生活空間”概念，滿足不同消費(fèi)者對(duì)于不同場景的需求，整體功能呈現(xiàn)出多樣化和差異化。
部分主流新能源車企產(chǎn)品智能座艙交互功能一覽，資料來源：蓋世汽車、公開信息
一方面，通過搭載多塊屏幕（HUD或者大尺寸屏幕）、多功能座椅和多模態(tài)交互方式，讓智能座艙不僅是汽車座艙，也是辦公室、會(huì)議室以及臥室場景；另一方面，通過引入VR、投影投屏、元宇宙和健康監(jiān)測等技術(shù)，來進(jìn)一步擴(kuò)展智能座艙的邊界，從而滿足消費(fèi)者在車內(nèi)就可看電影、監(jiān)測身體狀況以及進(jìn)入數(shù)字世界等功能場景。
2.3 關(guān)鍵產(chǎn)品價(jià)值增加，收費(fèi)模式正在探索
現(xiàn)階段智能座艙產(chǎn)業(yè)已逐步融合電子、人工智能領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，大屏化、多屏化上車的趨勢明顯，HUD、VR和流媒體后視鏡等顯示技術(shù)快速發(fā)展，從而讓智能座艙具備更多的場景功能。
數(shù)據(jù)來源：iCVTank、億歐智庫
在硬件快速發(fā)展的同時(shí)，以人工智能、大模型為代表的系統(tǒng)算法技術(shù)也在快速迭代，智能座艙主要功能產(chǎn)品的前裝市場規(guī)模逐年增加，2022年已達(dá)到775億元，相比于2020年增長了36%。面對(duì)智能座艙產(chǎn)品價(jià)值的逐年走高，再加上新能源車企產(chǎn)品規(guī)模的逐年增長，智能座艙功能收費(fèi)逐漸成為可能，以至于部分主流主機(jī)廠已開始做出嘗試，為自身盈利模式增加一種新的途徑。
部分主流新能源車企智能座艙收費(fèi)模式一覽，資料來源：汽車之家、公開信息
打造智能座艙產(chǎn)品盈利模式上，主機(jī)廠多采用先免費(fèi)后付費(fèi)的商業(yè)模式，逐漸培養(yǎng)用戶使用習(xí)慣。收費(fèi)產(chǎn)品包括導(dǎo)航包、車載娛樂服務(wù)包、流量包等。
3、智能座艙產(chǎn)業(yè)圖譜
資料來源：公開信息
4、智能座艙產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢
4.1 座艙系統(tǒng)集成化，智艙智駕兩域融合
傳統(tǒng)燃油車時(shí)代，汽車座艙電子控制架構(gòu)普遍采用的是分布式電子電氣（E/E）架構(gòu)，即通過多個(gè)ECU來控制座艙內(nèi)不同的功能，不同的ECU系統(tǒng)架構(gòu)保持獨(dú)立性，彼此架構(gòu)之間的交互和聯(lián)通較少。
智能座艙域控制器迭代路徑，資料來源：業(yè)內(nèi)訪談、公開信息
隨著智能汽車行業(yè)的快速發(fā)展，基于可以實(shí)現(xiàn)OTA升級(jí)、降低成本和算力集中的考慮，近兩年智能座艙E/E架構(gòu)正從分布式向分域式迭代，即通過域控制器來調(diào)控多個(gè)系統(tǒng)功能，降低成本的同時(shí)聯(lián)通更多系統(tǒng)，但域控制器之間并不連通。隨著域控制系統(tǒng)的向前發(fā)展，在連線出行看來，未來集中域控制器E/E架構(gòu)將會(huì)成為主機(jī)廠們智能座艙控制主流方案。
智能座艙域和智能駕駛域，已成為目前新能源汽車智能化兩大關(guān)鍵領(lǐng)域，很長一段時(shí)間這兩大功能域都由不同的芯片平臺(tái)來承擔(dān)提供算力和控制的任務(wù)。比如高通的芯片普遍會(huì)成為智艙主流主控平臺(tái)，英偉達(dá)Orin平臺(tái)則被眾多主機(jī)廠選為智駕域的主控平臺(tái)。基于智能座艙域控制逐漸向分域式、乃至未來向集成域控制迭代和發(fā)展，智艙和智駕兩大功能域會(huì)走向融合控制、即“駕艙一體化”已逐漸成為新的行業(yè)趨勢，即通過中央計(jì)算平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)智能座艙和智能駕駛的跨域融合，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)閉環(huán)和算力集中的目的，目前已有部分企業(yè)正在嘗試。
部分廠商“駕艙一體化”方案一欄，資料來源：業(yè)內(nèi)訪談、公開信息
4.2 智能顯示脫離屏幕，座艙場景更加多樣
智能汽車行業(yè)發(fā)展以來，智能座艙中主要的交互入口集中于中控屏、副駕娛樂屏等屏幕媒介上，以至于部分主機(jī)廠為了提升交互體驗(yàn)，推出了曲面長單屏和多屏聯(lián)動(dòng)等交互產(chǎn)品形式。但在一定程度上，讓主機(jī)廠承擔(dān)了更大的成本壓力，也讓整個(gè)行業(yè)處于屏幕同質(zhì)化的內(nèi)卷中。
右圖圖源華為車載光
隨著XR、4D成像、光場屏和全息投影等新技術(shù)的快速發(fā)展，未來智能座艙有望擺脫傳統(tǒng)液晶屏幕的束縛，把車內(nèi)交互的入口“搬”到車窗玻璃、乃至三維環(huán)境和虛擬空間中，滿足消費(fèi)者對(duì)于座艙智能化需求的同時(shí)，也可讓座艙場景演化出更多形態(tài)，呈現(xiàn)多樣化和個(gè)性化。智能座艙產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今，已經(jīng)看到有很多新能源車企以最終消費(fèi)者能感知的場景，來作為自身座艙場景的研發(fā)重點(diǎn)。比如第三生活場景、智能睡眠場景、兒童娛樂場景以及看電影、唱K等場景，均已出現(xiàn)在目前主流的新能源汽車座艙產(chǎn)品中，消費(fèi)者也愿意為這些“場景”功能買單。
資料來源：億歐智庫、公開信息
隨著新能源汽車的市占率正在進(jìn)一步提升，也可以看到消費(fèi)者對(duì)于智能汽車座艙功能出現(xiàn)了更多的需求，比如兒童專屬功能、空氣凈化功能和智能家居聯(lián)動(dòng)功能等，并且消費(fèi)者也愿意為這些新功能買單。基于此，連線出行認(rèn)為未來的智能座艙場景會(huì)呈現(xiàn)出功能更加多樣的產(chǎn)業(yè)景象。
4.3 智能交互走向自然交互，算力和大模型成剛需
智能座艙交互方式上，現(xiàn)階段已從此前單一的液晶屏觸控交互，向語音交互、手勢交互等多模態(tài)交互方式發(fā)展迭代，但這些交互方式本質(zhì)上，依舊屬于車內(nèi)乘客主動(dòng)發(fā)出指令后，車機(jī)被動(dòng)接收、處理后進(jìn)行功能的交互。
智能座艙自然交互路徑演示，資料來源于業(yè)內(nèi)訪談、公開信息
人類與車機(jī)的自然交互，已被行業(yè)視為智能座艙未來的交互方式。車機(jī)通過自主和主動(dòng)的識(shí)別人類交互信號(hào)，包括人臉（眼球）轉(zhuǎn)動(dòng)、唇動(dòng)、肢體姿態(tài)動(dòng)作以及語音等信息，基于信息進(jìn)行決策來實(shí)現(xiàn)更加自然和智能的人機(jī)交互。在連線出行看來，自然交互將會(huì)成為未來車機(jī)與人類的主流交互方式。
要實(shí)現(xiàn)人類和車機(jī)的自然交互，智能座艙需要正確和實(shí)時(shí)接收人類語音、手勢、姿態(tài)和情緒等意圖信息，要達(dá)到這一目標(biāo)，座艙中就需要搭載更多的攝像頭和收音器等感知傳感器，這已成為主流車企在各自產(chǎn)品中的布局重心，并且也已成為產(chǎn)業(yè)布局的一大趨勢。
數(shù)據(jù)來源：羅蘭貝格、智研資訊和IHS Markit
感知硬件之外，車機(jī)系統(tǒng)要處理自然交互中的復(fù)雜多信息，對(duì)于座艙的算力、算法都會(huì)有更高的要求，甚至需要百TOPS級(jí)別。基于大模型的強(qiáng)大算力，以及建立在算法快速迭代基礎(chǔ)上的ChatGPT等應(yīng)用，連線出行認(rèn)為在未來這些新技術(shù)，會(huì)被更多主機(jī)廠和解決方案供應(yīng)商應(yīng)用到智能座艙域控制和功能應(yīng)用上。
5、尾言
2023年，眾多新能源車企們已把智能座艙視為實(shí)現(xiàn)智能化的關(guān)鍵組成部分，且在場景化和功能化的落地上呈現(xiàn)出“百花齊放”的產(chǎn)業(yè)圖景。無論是在座艙中融入更多的交互方式和功能、還是把“第三生活空間”等概念變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，智能座艙整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已呈現(xiàn)出高速發(fā)展的姿態(tài)。伴隨著智能座艙產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，也出現(xiàn)了一些阻礙，比如迭代成本過高、對(duì)算力、數(shù)據(jù)和算法也有更高的要求。為此，一些車企和智能座艙解決方案供應(yīng)商開始探索和嘗試，一方面試圖通過座艙控制集成化，以及推動(dòng)“艙駕一體化”，來實(shí)現(xiàn)成本的有效控制以及算力的有效利用；另一方面，基于大模型等新興技術(shù)的出現(xiàn)，一些企業(yè)也將此引入座艙內(nèi)，來提供更高的算力支持和更快的算法迭代。
總體來看，智能座艙產(chǎn)業(yè)目前還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和要求，各家企業(yè)都在探索和不斷創(chuàng)新。因此，連線出行相信智能座艙產(chǎn)業(yè)未來也會(huì)出現(xiàn)更多的可能性，引領(lǐng)中國乃至世界智能座艙及相關(guān)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)變革。
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