车联网自动驾驶行业分析报告Word文件下载.docx
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第三阶段是完全自动驾驶服务。
自动驾驶融合了车联网和人工智能两大热门技术，车联网作为汽车的“五官”，了解车辆外部信息和内部运行状况，人工智能作为汽车“大脑”，做出相关决策。
自动驾驶发展迅速，国内企业有能力分一杯羹。
根据SAE对自动驾驶的划分，L4L5级别才属于真正意义上的无人驾驶，目前处于第一梯队的是谷歌和通用两家，我国的XX处于第二梯队。
底层硬件有处理器、传感器和定位模组等，国内企业在激光雷达、高精度地图、导航芯片领域颇有建树，在自动驾驶时代有望分得一杯羹。
一、车联网简介及网络层分析
（一）车联网简介：
体系分层明确
中国信通院对车联网的定义是：
借助新一代信息和通信技术，实现车内、车与车（V2V）、车与路（V2I）、车与人（V2P）、车与服务平台（V2N）的全方位网络连接，提升汽车智能化水平和自动驾驶能力，构建汽车和交通服务新业态，从而提高交通效率，改善汽车驾乘感受，为用户提供智能、舒适、安全、节能、高效的综合服务。
车联网是借助人、车、路、云平台之间的全方位连接和高效信息交互，从目前的简单信息服务往交通安全和高效率发展，最终支持自动驾驶协同演进。
车联网是物联网技术在智能交通系统领域的延伸，被认为是物联网体系中最有产业潜力、市场需求最明确的领域之一。
与物联网体系架构一样，车联网体系架构同样包含感知层、通讯层与应用层，业内分别称为“端”、“管”、“云”。
车联网的感知层主要功能是利用RFID电子标签和阅读器、检测温度、速度、路况等各种传感器、视频摄像头等进行数据采集，从而获得大量关于交通信息、天气状况、车辆信息的数据；
网络层需要通过无线集群通信系统、卫星定位导航系统来实现和互联网的连接，完成大量数据的传输、分析和处理，实现远距离通信和远程控制的目的；
应用层指数据反馈，并根据网络层的渠道开发各类软件应用，如地图导航服务。
三个层次协同作用，共同组成车联网，缺一不可。
前期重点在于通讯层与感知层的结合，扩大汽车联网渗透率，后期以此为基础发展多元化应用层。
车联网关键技术分布在“端-管-云”三个层面：
“端”层面，车辆和路侧设施的智能化、网联化进程加快，关键技术包括汽车电子、车载操作系统技术等；
“管”层面关键技术包括4G/5G车载蜂窝通信技术、C-V2X和802.11p直连无线通信技术等，直连V2X无线通信技术是目前各方竞争的焦点；
“云”层面，实现连接管理、能力开放、数据管理多业务支持的车联网平台技术是核心。
三个层面的技术在各自领域发展，预计到2020年，管+端会技术融合，形成智能网联汽车。
车联网最基础的前提是汽车，全球汽车行业近年来年销量较为稳定约1亿辆左右。
新车预装车联网功能相对容易，也便于车联网的推广和普及。
预计前装智能联网汽车会由2017年的1430万辆成长到2022年的7838万辆，渗透率由2017年的15%，增长到2022年的69%。
参考国内外多家调研机构的预测，我们预计全球车联网市场规模将从2017年525亿美元增长到2022年的1629亿美元，CAGR为25.4%；
中国车联网市场规模将从2017年的114亿美元增长到2022年的530亿美元，CAGR为36.0%，高于全球平均增长速度，中国市场规模在全球占比也将从2017年的21.7%增长到2022年的32.5%。
车联网的通讯“管道”是网络，而目前汽车联网主要采用手机辅助，通过连接蜂窝数据通信，但这不是未来车联网的主流发展方向。
车联网是需要汽车内置通信模组，自身能够进行通信。
在汽车通信领域，传统通信技术有蜂窝数据（2G3G4G）、GPS等，另外还有车联网独有的通信技术，如DSRC和C-V2X等，通信技术标准的统一是车联网实现的前提。
（二）C-V2X与DSRC之争：
看好C-V2X
车联网通讯层分为三种技术：
蜂窝数据类（CellularSystem）、短距离无线技术类（Short-RangeWirelessTech）和广播信号类（BroadcastSignals）。
蜂窝数据类以4G为主，广播信号类以FM和GPS为主，目前重点发展短距离无线技术类，有两个主要技术DSRC和C-V2X。
DSRC和C-V2X技术被统称为V2X技术，全称vehicle-to-everything，这项技术希望车辆能与一切可能影响它的实体实现信息交互，其通过类似WIFI的技术接收和发送位置、车速、道路情况、交通信号和驾驶员行为（如紧急制动）来实时提示周边驾驶员，目的是减少事故发生，减缓交通拥堵，降低环境污染以及提供其他信息服务。
V2X主要包含车车通信vehicle-to-vehicle（V2V），车路通信vehicle-to-infrastructure（V2I），车云通信vehicle-to-network（V2N）和车人通信vehicle-to-pedestrian（V2P）四种，通过汽车内置通信模组与其他车辆、基础设施、云平台和行人设备进行通讯。
1、DSRC技术：
发展早，技术成熟，但功能不完善
DSRC全称是dedicatedshortrangecommunication，专用短距离通信技术。
DSRC专用短距离通信协议标准是在IEEE802.11a（Wi-Fi）基础上发展的，并形成了底层协议ASTMe等中间过渡协议，最终形成协议组IEEE802.11p，目前主要应用于不停车收费（ETC）和道路口的车辆信息采集。
DSRC脱胎于Wi-Fi，在延迟、移动性能和通信距离等诸多领域有较大改进，使其更适用于汽车交通领域。
DSRC技术起源于1999年，当时美国联邦通讯委员会（FCC）决定将5.9GHz（5.850～5.925GHz）频段分配给汽车通讯使用。
2003年12月，美国运输部在马德里召开的第十届ITS世界大会上宣布在5.9GHz分配75MHz频谱进行DSRC研究，同时提出VII项目，项目目标是使V2V和V2I技术在小范围内应用测试，测试频段为5.850～5.925GHz。
2016年底，美国政府于发布了车联网建议规则公告——立法提案通知（NPRM），计划强制推行基于DSRC的车联网，要求所有轻型车在2023年前具有DSRCV2V技术，为此，车厂要在2019年前展开技术部署。
由于技术特性，DSRC只能应用于V2V和V2I两个方向，不能通过蜂窝数据连上V2N，在V2P方向未有技术定义。
V2V是车辆和车辆进行通信，属于移动设备之间的通信，典型应用是汽车主动避让、前方障碍物检测和避让等。
V2I是车辆和路边的基础设施进行通信，属于移动设备和固定设备的通信过程，主要应用是智能收费系统、车载网络的多媒体下载和智能停车系统等。
美国用于DSRC技术的频率资源共有75MHz，划分成7个信道。
频率最低的5MHz作安全空白，第一个信道分别用于碰撞避免、车间通信等，中间的信道用于控制信道，发送广播消息或者控制信令；
最后一个信道用于长距离、大功率的通信；
剩下的4个信道都是服务信道。
使用10MHz较小的带宽,一方面是为了增加在车载环境下对多径传播的抗衰弱能力，减少了多普勒的散射效应，另一方面增加的警戒间隔也减少了多路径传输所造成的码间干扰。
DSRC通信系统由3部分组成，包括车载单元（OBU）、路侧单元（RSU）以及专用短距离无线通信协议。
OBU是放在移动的汽车上，相当于通信系统中的移动终端。
不同点是通信方式和频率的差异，另外OBU是基于嵌入式处理单元，处理能力比较强。
RSU又称路旁单元、车道单元、车道设备，主要是指车道通信设备。
RSU参数主要有频率、发射功率、通信接口等。
一套完整的DSRC通信系统不仅需要汽车安装通信终端，更需要路面安装终端，方便汽车了解路况信息，这就大大增加了系统成本。
经过十余年的发展，DSRC在技术上已经趋于成熟，是经过大量实践检验可靠的技术。
完善的技术标准使得DSRC产业链发展较快，2014年2月，DSRC就被美国交通部确认为车联网标准，2015年，整车厂商通用集团就承诺将前装DSRC并投放市场，汽车电子则有NXP/ST/瑞萨等芯片巨头在布局。
NXP/Autotalks等企业已推出基于DSRC通讯技术的芯片，U-blox推出了相应的模组，通用等厂商汽车已前装了DSRC功能。
DSRC产业链已形成商业量产状态，V2V功能已实现。
但其不足之处在于V2I功能难以实现，路基改造成本过高；
并且不具备V2N和V2P功能，不是完整版的车联网。
因此，我们更看好3GPP主推的C-V2X车联网技术标准。
2、C-V2X：
3GPP主导
C-V2X（CellularBasedV2X）是基于移动蜂窝网的车联网通信技术。
以LTE蜂窝网络作为基础的C-V2X称为LTE-V2X，未来基于5GNewRadio（新空口）蜂窝网络的C-V2X称为5G-V2X。
2015年2月和6月，3GPP的SA1和RAN1工作组分别设立了专题“LTE对V2X服务支持的研究”和“基于LTE网络技术的V2X可行性服务研究”，标志着LTEV2X技术标准化研究的正式启动。
2017年3月，3GPP完成Release14LTE-V2X核心标准制定，其中包括应用层、网络层、接入层所有的标准体系都已经完备，预计2019年前后冻结。
LTE-V2X主要推广组织为5GAA联盟（5GAutomotiveAssociation），该组织创立于2016年9月，创始成员有八家企业（奥迪、宝马、戴姆勒、爱立信、华为、英特尔、诺基亚和高通），目前已经发展到了80余家成员，涵盖芯片、模组、整车、设备商、运营商和研究机构等诸多行业。
成员覆盖面广、实力强大非常有利于LTE-V2X在各国推广。
LTE-V2X是指基于LTE移动通信技术演进形成的V2X车联网无线通信技术，包括蜂窝通信（Uu接口）和直接通信（PC5接口）两种工作模式。
其中，蜂窝通信模式借助已有的LTE蜂窝网络，支持高带宽、广覆盖、长距离的通信连接，满足道路事故/施工提醒、信号灯提醒、车速引导、动态地图等信息服务、交通效率类车联网应用需求；
直接通信模式既可以在网络覆盖内工作又可以在网络覆盖外工作，使用5.9GHz附近的ITS专用频谱进行终端设备之间的直接通信，实现车辆与周边车辆、路侧基础设施、行人等节点的低时延、高可靠的通信，重点满足前向碰撞预警、十字路口防碰撞预警、紧急车辆预警等行车安全类车联网应用需求。
PC5接口是3GPPR14新引进的一种D2D（DevicetoDevice）接口，主要用于解决高速（最高250公里/小时）及高节点密度（成千上万个节点）环境下的蜂窝车联网通信问题，工作频率为5.9GHz。
带宽为10MHz。
V2N使用Uu空中接口（U表示用户网络接口：
UsertoNetworkinterface；
u表示通用：
universal），Uu空中接口实现UE和EUTRAN的通信，可支持1.4MHz至20MHz的可变带宽，基本功能为用户可上网、语音、视频等，控制面板可以实现对UE的接入、切换、广播、寻呼等有效控制。
总之，Uu接口借助现有LTE技术解决了V2N应用问题，PC5接口可靠低时延等特性解决了V2V、V2I和V2P应用问题。
Uu接口蜂窝网络通信由于使用蜂窝数据通信，延迟较大，主要应用于远程信息处理、娱乐信息节目和安全信息提醒等场景，如停车位寻找、排队提示、云端传感器共享和路况提示。
当支持LTE-V2X的终端设备，如车载终端（V2V）、智能手机（V2P）、路侧单元（V2I）处于蜂窝网络覆盖内时，可在蜂窝网络的控制下使用Uu接口。
例如，某车在一个地点发现路况湿滑，可以将该信息自动上传云端，云端会以该地点设置电子围栏，进入电子围栏的汽车均会自动收到云端提醒，前面路况湿滑。
PC5接口直接通信具备延迟低、稳定性强等特点，非常适合安全方面的应用场景，比如追尾警告、超车碰撞警告、十字路口盲点提醒和路人警示等。
在无蜂窝网络覆盖时，可使用PC5接口进行V2X通信，LTE-V2X将Uu接口和PC5接口相结合，形成有效冗余来保障通信的可靠性。
在产业布局方面，高通推出了世界上首个蜂窝车联网（C-V2X）商业解决方案——9150C-V2X芯片组，9150C-V2X芯片组是高通车联网解决方案的一部分，该芯片预计2018年下半年推出商用样片。
高通车联网解决方案推荐9150搭配运行智能交通系统（ITS）V2X堆栈的应用处理器以及硬件安全模块（HSM），协同操作。
高通作为芯片设计界的龙头企业，其设计的车联网底层芯片性能和稳定性值得信赖，在市场推广方面用户接受度也更高。
另外高通440亿美元计划收购汽车电子芯片龙头企业NXP，极大地扩大高通的汽车领域用户群，C-V2X和DSRC芯片端争夺已见分晓。
模组厂Sierra、Telit和移远通信C-V2X模块将采用高通9150C-V2X芯片组，应用于下一代车辆及路边基础设施，另外已有多家车企在合作开发，包括福特、奥迪和上汽等。
参考物联网产业进程，预计2019年初LTE-V2X相关模组会上市，2019年末相应车企会布局，最快2020年相关前装车载LTE-V2X产品会上市，2025年左右会大规模出货。
车联网感知端的投资热潮就是2018-2020年，看好相关终端标的。
3、DSRC与LTE-V2X对比，未来发展看好LTE-V2X
DSRC具有客观的先发优势，技术趋于成熟。
而LTE-V2X作为一种基于LTE演进的车联网技术，则具备诸多后发优势。
（1）技术层面
3GPP在设计LTE-V2X过程中充分借鉴了DSRC的经验和不足，在延迟时间、覆盖范围等方面具有显著的性能优势，LTE-V2X采用Uu接口和PC5接口相结合的方式，将V2N、V2I、V2V以及V2P结合成一个有机整体，应用空间更广阔。
而DSRC是一个纯粹的分布式系统，无法实现整体最优。
（2）终端层面
一方面，LTE-V2X的蜂窝通信模块和V2X通信模块可共用同一块芯片，有效降低芯片复杂度，从而降低芯片成本；
另一方面，LTE-V2X具备蜂窝通信功能可以大幅增加远程应用功能，提高人与车、云台与车之间的互动。
因此，LTE-V2X的终端性能将优于DSRC。
（3）产业层面
首先，在布建上DSRC由于需要安装新的路侧设备，将增加导入成本与时间，LTE-V则能够整合既有的基地台装置，不需要大量布建新基础建设，可缩短导入时间。
LTE-V2X借助成熟的LTE网络及产业链，通过对现有的LTE网络基站设备进行升级就可以实现部署，不需要再铺设大量的基础设施通信模块，产业更容易快速发展起来。
LTE成熟的生态系统吸引电信运营商，通信设备制造商和汽车企业基于现有的LTE网络和技术支持车联网通信，从而LTE-V2X成为自然的选择。
其次，LTE-V2X是运营商增加新连接（车、自行车、摩托、行人等）的重要卡位。
基于LTE-V2X，运营商可以自然地参与到车联网产业中来，提供车连网相关业务，如具有最核心的竞争力的连接、数据、服务等业务。
综上所述，尽管DSRC具备先发优势，技术和产业相对成熟，但其仅支持V2V、V2I之间的直接通信。
从智能交通长远发展的角度来看，以LTE-V2X为代表的C-V2X技术实现了直通和蜂窝模式的融合，未来可以平滑演进到5G，应用前景更加光明。
（三）感知层：
车载电子产业链已成熟
在整个汽车电子产业链中，下游是整车厂商和维修厂，代表企业有奥迪、宝马和福特等；
中游是汽车电子系统供应商（Tier1），供应动力、车身、底盘和信息娱乐等控制系统，代表企业有德国博世、德国大陆和日本电装等；
上游是元器件供应商（Tier2），供应控制芯片、传感器和模块等等，代表企业有NXP（恩智浦）、英飞凌和瑞萨电子等。
汽车电子可以分为电子控制系统和车载电子装置两大类，汽车电子控制系统一般与机械装置配合使用，直接影响汽车的正常性能、安全性和舒适性。
这一部分由于安全性考量，整车厂商不会随意开放给第三方厂家。
车载电子装置一般不直接影响汽车运行性能，通过提高智能化、信息化和娱乐化程度来增加汽车附加值，这一部分与车联网密切相关，需要车与人、车、环境进行互动，车载电子装置是车联网重点研究对象。
车载电子装置经历过三个发展阶段：
2005年以前，以分立器件为主，因为硬件处理能力较弱，需要不同硬件来处理；
2005-2010年，车机主导，主要是因为处理器相对强大，具备导航、功放单元等功能；
2010年以后，联网时代开启，前期主要使用蜂窝数据模块联网，未来会依靠LTE-V2X、DSRC等网络制式增加上网模式和功能。
汽车电子供应链认证周期长、行业壁垒高，造成产业链格局稳定，市场集中度较高。
比如国际ADAS领导者Mobileye前装认证周期长达七年，而其市场占有率超过80%（基于摄像头的ADAS订单）。
汽车电子产业内部，汽车电子控制装置（top3share>
70%）市场集中度要比车载电子装置（top3share<
45%）更高。
汽车零部件壁垒较高，目前基本被欧美日企业垄断，在《美国汽车新闻》（AutomotiveNews）发布的2017年版本的《全球汽车零部件配套供应商百强榜》中，日本企业入围28家，美国企业入围22家，德国企业入围16家，这三个国家也代表了全球汽车业最高水平。
国内企业起步较晚，但近年发展较快，入围的中国企业数量达到历史新高，有5家，分别是延锋、英纳法、中信戴卡、德昌电机和敏实集团，排名分别为第14、66、71、81、93位。
延锋前身为上海先锋与上海延安，1994年由上汽集团和美国福特分别投资50%成立，2013年被华域汽车收购，成为全资子公司，主营产品汽车内外饰、卓翼、电子及被动安全领域，2017年度营业收入为963亿元，营业利润为59亿元，净利润为29亿元。
汽车电子的市场规模与汽车的产销规模密切相关。
未来5年内在全球经济缓步复苏的背景下，汽车的产销规模将会平稳增长。
我们预测到2022年市场规模将达到3379亿美元，复合增长率为7.1%。
与传统汽车相比，具备车联网功能的汽车要求安装更多的传感器、雷达、通信模块等与外界交互的汽车电子，我们预计到2022年车联网相关汽车电子市场规模将达326亿美元，复合增长率为25.4%。
二、车联网为自动驾驶重要基石
（一）车联网领域应用丰富
第一阶段是车载信息服务（Telematics），以基础性联网信息服务为主要业务形态，主要实现定位导航、车载娱乐、远程管理和紧急救援等基本功能，通过蜂窝数据（2G/3G/4G）技术实现汽车联网，打通汽车内外信息流，培养客户认同度和积累客户规模。
该阶段预计会持续到2020年，届时联网汽车渗透率有望超过80%。
第二阶段是智能安全服务，以实现安全预警、高宽带业务和部分自动驾驶为目标，通过LTE-V2X、DSRC、5G等通讯技术以及智能化汽车电子系统实现。
随着汽车智能化、网联化提升，汽车会逐步由代步工具向信息平台、娱乐平台转化，应用将更为丰富。
该阶段预计从2020年开始，持续到2025年，届时智能网联汽车渗透率有望达到50%。
第三阶段是完全自动驾驶服务，驾驶者和乘客的大脑、双手和注意力都将得到释放，车联网业务形态将进入快速迭代和极大丰富阶段，预计2030年左右有望实现。
车联网是实现自动驾驶的前提，而车联网的应用在自动驾驶时代会得到充分发展，如卫星导航将使用高精度地图和多套卫星系统以提高精确度，自动驾驶解放双手和注意力可以更丰富车载娱乐等。
关注自动驾驶的发展，它的快速发展有助于倒逼车联网全球应用的速度。
（二）自动驾驶定义及现状
2014年1月，国际自动机工程师学会（SAEinternational）发布了J3016文件对自动驾驶进行了分类和定义，SAE将自动驾驶分为六个等级（L0~L5），其中L0级别为人类驾驶，L1~L4为部分自动驾驶，L5为完全自动驾驶。
SAE的定义是目前市场是最为认可的标准，对自动驾驶发展有较强指引作用。
L1辅助驾驶功能目前已在大部分新车上搭载，比如自适应巡航功能（ACC），能够通过雷大探测与前车的实时距离自动控制加减速，从而保持与前车的安全距离。
L2半自动驾驶功能除了具备L1的功能，还具备车道保持辅助（LKA）功能，或者自动变道功能，即系统不仅可以控制加减速，还可以控制方向盘。
目前较多车企可以做到，典型代表是特斯拉。
L3高度自动驾驶最典型特点是具备环境监测能力，即可以识别路况、交通标示、车辆行人等，并相应制定操作规划。
而驾驶员只需为一些特殊驾驶情况进行决策，比如前方车辆驾驶过慢是否超车等。
L3是自动驾驶分水岭，进入L3的汽车开始在部分情况下系统掌控汽车驾驶。
L4超高度自动驾驶驾驶员可以解放双手、大脑和注意力，系统会自动完成大部分操作，只有少数极端状况如复杂地形或者恶劣天气，才需要驾驶员做出决策。
L5完全自动驾驶即真正意义上的无人驾驶，车上无需方向盘刹车油门等，驾驶员也无需存在，所有人都是乘客，系统掌管一切决策与操作。
迄今为止，大部分量产汽车都停留在L1和L2阶段，奥迪去年推出的2018款A8是目前第一款L3的量产汽车。
福特、丰田、本田、宝马、沃尔沃等多家公司均表示要在2020年左右量产能够达到SAE3级的自动驾驶汽车。
涉足自动驾驶的企业众多，既有原来车联网领域企业，也有人工智能领域的企业。
具体来说有全套系统解决方案商、处理器芯片厂商、传感器厂商、连接器厂商、地图厂商、安全方案厂商和开发工具厂商等，整个汽车领域厂家、芯片巨头、互联网巨头均有涉及。
有能力做自动驾驶全套解决方案的厂商有两种，一种是传统车企，另一种是科技企业。
2017年，美国NavigantResearch研究机构对这些厂商进行排名，从包括发展战略、量产计划、执行进度等10个维度，对目前正在研发自动驾驶技术的18家公司进行了评估打分。
前十名以传统车企为主，不少企业以联盟的形式共同开发自动驾驶。
XX-北汽联盟位于第二梯队，是国内最具实力的自动驾驶企业。
特斯拉、优步和苹果位于第三梯队，这几家企业研发实力相对较低。
部分方案商简介如下表，无论从测试里程还是量产时间规模来看，谷歌和通用都走在了前列，通用属于传统车企，有着大量汽车制造经验，谷
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