目录
1，汽车软件电子电气架构市场将迎来大爆发并会超过电动车市场增速
1.1 汽车软件及电子电气架构迎来颠覆式变革
1.2 ACES发展趋势和架构的变革是汽车软件和电子电气架构市场增长的引擎
2，汽车行业格局变化的关键驱动因素
2.1 全球汽车软件市场将呈现动态增长
2.2 电控单元的融合将为域控器开辟新的市场
2.3 自动驾驶将是触发传感器需求的主要因素
2.4 电力电子和线束将向电动车过渡形成一个新的市场
3，未来趋势是将颠覆行业长期建立的价值链
3.1 新兴技术将打破传统OEM主机厂和Tier1厂商之间的“动态”关系
3.2 软硬件的分离产生新的采购模式
3.3 新公司正在进入非传统领域和汽车领域
3.4 新的伙伴关系和合作模式正在出现
4，围绕汽车软件和电子电器架构绘制战略地图
4.1 每个汽车玩家设计原型车时都必须要考虑的因素
4.2 所有人应对新能源变革复杂环境的首要任务
前言
自动驾驶(AD)、互联汽车、动力系统电气化和共享出行(ACES)是汽车领域中相互促进协同发展。
他们不仅重塑了原有汽车行业的价值链条，对所有利益相关者都产生了深远影响，而且也推动了汽车软件（SW）和电子电器(E/E)组件持续增长。预计从2020年到2030年，年复合增长率可以达到7%，市场规模从1380亿美元增长到4690亿美元。
按照这个速度，SW和E/E市场预计将大大超过整体汽车市场的增长速度，后者在同一时间内预计年复合增长率为3%。因此，汽车软件和电子电器组件领域成为大家的焦点。
下面我们将重点回答三方面的问题：
1：面向2030年汽车软件和电子电器架构变化的趋势是怎么样的，以及推动这一趋势的主要动力是什么？
2：这些驱动因素将如何影响汽车行业已经形成的现有价值链?
3: 各方参与者如何准备才能更好应对即将到来的变革？
在接下来的三段内容中，我们将对这些问题提供简短的回答，而本 告的其余部分将详细介绍。
ACES趋势下对于这一重要细分领域的变革会产生特殊的影响，从而推动汽车软件和电子电器组件市场快速发展。
向更加集中化的SW和E/E架构的转变是一个整体趋势，到2030年市场预期增长(7% CAGR)。
预计市场的各个细分领域都将出现显著变化。电力电子产品预计将以15%的复合增长率占据高端市场。SW和传感器领域的增长由AD推动，预计将分别达到9%和8%复合增长率。
ECUs /DCUs 域控制将继续占据最大的市场份额，但增长将放缓，达到5%。虽然ECUs/DCUs将越来越多地用于AD，但由于效率提高而导致的价格下降将抵消该领域的增长。电动汽车(EV)平台将成为高压(HV)线束的新市场，而低压(LV)线束的需求预计将缩减，导致线束市场增长最慢。
软硬件分离将从根本上改变汽车各方参与者的动态格局和整个价值链
整车厂全面定义参数和规范，供应商交付合格产品的日子可能即将结束。主机厂和传统供应商都不能完全单独定义新系统的技术要求。
OEM主机厂和供应商之间合作成为必要，此外，随着硬件和软件的采购变得更加独立，科技公司进入汽车领域将变得更加容易。软硬件分离将打破现有的价值池，降低进入门槛。对于OEM主机厂来说，这种变化也将使其在采购方面有更多话语权，扩展规模的方式也更加简单，在保持硬件竞争力的同时可以使得软件应用成为标准化的平台级产品提供给客户。
采用电动车原发设计和跨界过渡两种策略的公司未来都可能取得成功。
目前整车厂正在进行一系列战略部署，包括将车型开发中软硬件投入持续增长以及组件跨职能的部门。这一举措有利于一级供应商与主机厂更好地展开合作共同开发更加集中化的E/E架构。二级供应商则希望可以进一步将产品标准化和规模化。在最新的技术变革中，构建了软件交付和E/E架构能力的参与者都将受益。
正文
1，汽车软件电子电器架构市场将迎来大爆发并会超过电动车市场增速
1.1 汽车软件及电子电气架构迎来颠覆式变革
如表1所示，总体趋势是从分散的体系结构(在第三代E/E体系结构中，组件通过中央 关连接)向更集中化的系统(具有专用域控制器)过渡(第四代)。在这种体系结构中，功能软件运行在专用的ECU上，且软硬件高度集成。最后，该架构预计将演变为虚拟域(第5代)，其中一个控制单元运行不同域的功能或(微)服务(如信息娱乐和身体控制)。这种集中控制化将伴随着硬件和软件的分离，使得车辆系统被构建在分层架构之上，在操作系统(OS)和中间件层有明确的分层。虽然随着时间的推移，这种进化将在各个领域发生，其中信息娱乐和驾驶辅助有望成为先行者，因为汽车上会在高性能和低安全性或延迟性的领域更容易转型。
汽车电子电气架构变革将影响多组件市场:
1，随着高性能计算单元的出现，DCUs会优先用在ADAS和有较高自动驾驶水平的汽车上，这样就会形成一个新的细分市场。
2，ECUs将不再与软件功能的采购和开发完全绑定，这种业态模式的转变使得软硬件分离成为可能。
3，汽车上的传感器也将会分化成为两种类型，一种是高敏感度有预处理能力的传感器，一种更是普通的只是将数据传递给DCU的传感器。
4，传感器，线束，ECUs以及其他硬件组件会变得越来越平台化和标准化，从而会逐步过渡到软件定义功能，也就是说一些功能的更新和升级更多的是依赖于软件更新而不是增加额外的硬件。(如ADAS功能可以用一组标准化的传感器按需求，通过软件功能更新的方式来进行升级激活)
1.2 ACES发展趋势和架构的变革是汽车软件和电子电气架构市场增长的动力
ACES趋势以及汽车电子电气架构的变革使得汽车电子和软件市场规模快速增长。同时全球汽车市场2020年到2030将从2.755万亿美金增长到3.8万亿美金，年复合增长率为3%。SW和E/E的复合增长率为7%，市场规模从2380亿美金增长到4600亿美金（电池除外），如图2所示。
在2020年和2030年，ECU和后面的DCU将会占有最大的部件市场份额。ECU/DCUs的适度增长的状态主要是两种作用力相互抵消的结果，也就是说，汽车市场的增长，每辆车的电子产品比例的提高是一种力量，另外一种力量-电子件单位成本的降低以及因为ECU整合为DCUs带来的成本优化，两种力量相互抵消。因为电动车会更多采用ECU/DCUs，所以他们的年增长率为17%，已经成为电力电子组件中增速最快的部件。SW和传感器的增长主要的驱动力量是产品开发和采用AD功能。
其他零部件的增长大多与汽车同步市场由于电子产品需求增加而被单位成本下降所抵消。按照区域划分，,市场将主要分为欧洲、北美和中国的大区域，其中特定部件成为了某些区域的热点，比如，中国地区的电池以及相关的电力电子产业。
而整个E/E市场的增长预计将强于汽车整体的增长，每辆车的电子产品和SW的对于不同域表现也将会有很大的不同。这可以通过三个例子来说明B段的传统L1级(带有内置式内燃机，ICE)，机器人出租车(L4至5级自动驾驶汽车在C段与纯电动汽车BEV)技术)，以及一款 Level 3插电式高级汽车混合动力汽车(PHEV)技术。见图3
2，汽车行业格局变化的关键驱动因素
2.1 软件-全球汽车软件市场将呈现动态增长
从价值链的角度来看，我们结合软件功能对软件进行了分组。从功能上看，市场可分为沿着技术堆栈-操作系统和中间件以及底层软件，用来实现软硬件分离并实现底层功能。
根据ECU、DCU或智能传感器上运行的软件功能进行分组,功能领域分为:动力总成、底盘、能源、车身、ADAS/AD、信息娱乐、中间件、操作系统、连接性和安全性以及连接的服务。对于每个域，我们都分析到2030年，软件开发工作将如何发展，这取决于软件的复杂性以及ACES趋势的作用及后续影响。
从价值链的角度来看，软件开发过程需要考虑三个主要阶段:核心功能的实现(包括针对特定车辆平台的功能调整)、预期功能的验证，以及软件模块的系统集成。我们分析并考虑了这几个阶段之间的比例是如何根据功能域而变化的——例如，与安全相关的功能在整个开发工作中包含更高的比例。
由于ACES的趋势，一些域涉及到的零件可能会强劲增长，而其他域则基本保持不变。
表4显示了不同域汽车软件开发的状况。预计整体市场规模2030年将达到840亿美元，2020年这个数字是340亿美元，10年增长了一倍。虽然整个软件的开发预计会增加，但这可能不会是所有车辆软件功能的情况。特别是与内燃机动力系统相关的研发可能仅同比增长1.5%，而与底盘相关的SW市场预计将保持不变。
反过来，在ACES趋势的推动下，如提高连通性、追求自动驾驶汽车和电气化，其他域预计将大幅增长。比如AD、互联服务、能源或信息娱乐等方面的域将变得更加复杂，并与更广泛的汽车平台强相关。操作系统和中间件代表了一个特别有趣的战场。具体来说，已建立的汽车一级供应商将在这些领域与在开发操作系统方面有经验的科技公司展开竞争。操作系统开发工作集中在3种类型上:事件驱动、时间驱动和时间-事件驱动，最后一种是AD所必需的。
如前所述，开发核心的SW功能只是开发过程的第一步。重要的后续过程是针对特定车辆平台的定制，然后是验证和集成。在开始生产(SOP)之后，就有了SW的维护，这变得越来越重要，对我们来说，它已经被视为正常开发过程的一部分。综上所述，所有这些阶段增加的软件开发成本远远超出了功能开发的成本，如表5所示。
不断增加的软件复杂性和广泛部署的车辆平台，以支撑软件市场的增长，这种趋势会持续到2030年。
三方面的因素促成了SW市场的整体强劲增长:受ACES趋势影响最大的领域中SW复杂性的增加，在越来越多的平台上集成功能的定制，以及SW开发人员不断增长的劳动力成本。
在未来的几年里，SW将成为汽车行业的战略发展领域之一。这是因为汽车功能的不断扩展,比如车辆将变得更加互联、管理电动动力系统更加智能、人们越来越离不开AD系统，所有这些都使得SW变得跟硬件系统一样重要。而且他们的这些发展都是相辅相成的。以信息娱乐和车联 为例，对于一辆能够自动驾驶的汽车，像智能手机一样，可会就会需要将信息娱乐更好的融入到车载系统中来。能源管理将成为另外一个领域的重点，随着电动汽车的普及，这是进一步值得关注的领域。
所有这些开发都必须通过在软件开发和测试，软件之间的交互模块，以及广泛的测试，预计将为SW市场的年复合增长率贡献约2%~15个百分点。
SW的必要性汽车的增长是汽车SW市场预期增长的另一个重要驱动力。随着复杂功能成为主流，越来越多的车辆平台和变体将成为主流。这将促使OEM主机厂和一级供应商加大定制力度扩大SW。随着越来越多的汽车平台的出现，ACES的发展趋势将加速这种需求。我们预计到2030年，几乎所有的车辆平台都将有某种形式的数据连接并具有ADAS特性。对于更“经典”的SW领域(如动力系统、底盘、车身)，不同车型的定制工作仍然是重要成本组成部分。
除了功能开发和定制之外，验证也是这些阶段的开发过程，以确保所开发的功能符合规格并始终如一地可靠地实现他们的目标，预计验证部分占2030年汽车SW市场的29%(240亿美元)(图5)。这一份额将主要由验证安全关键软件的需求驱动，例如ADAS，AD，以及部署在车辆上的操作系统。这对汽车厂商意味着什么是他们需要进一步投资他们的能力，以有效地测试和验证软件。为汽车行业的玩家，这意味着采用更专业的工具和重组加强与硬件团队的有效确认和合作。
在系统层面做集成就是将SW子系统整合到一起的过程成为更大的系统。预计2020年将达到40亿美元，2030年将达到100亿美元，预计整个SW市场将会以12%的份额并保持稳定。然而，对于某些领域来说比如AD，它的开发份额可能会显著增加(高达30%)。
劳动力成本的增加也将使得整个市场的整体增长。根据技能的不同，用工成本方面的工资预计每年增长2%到6%。2030年，该领域专家和高技能开发人员将处于这个范围的上部。
未来十年整体开发工作的增长反映在软件开发人员的绝对数量的增长上，到2030年将达到25万人。预计最大的开发企业将集中在ADAS/AD和信息娱乐领域(约30%)。随着软件开发人员数量的增加，市场可能会看到劳动力分布的变化。具体来说，组织的资源应该越来越多地分配给受ACES影响最大的SW领域。
由于系统不断增加的复杂性和集成性，AD /SW在2030年之前的年增长率将会达到最高。
到2030年，AD/SW(不包括ADAS)预计将占据超过四分之一的市场份额，2030年以前以年均20%以上的速度增长。经济增长提到的关键因素:越来越复杂的功能，越来越多的验证和AD功能的集成工作，因为它被集成到更多的车辆平台上，所以日益增长的劳动力成本为高度专业化和稀缺的开发资源。
AD很可能是大多数OEM和一级供应商的战略投资领域。到2030年其市场价值预计将增长到280亿美元. 增加功能是一个重要的驱动因素。
验证以及集成也是市场价值的重要倍增器。我们预计，由于验证和集成，AD开发成本将几乎翻倍。这样做的原因是必须进行大量的测试和模拟，以确保安全性，以及与不同的传感器配置的集成。这可能会导致市场参与者之间必须加强合作，以确保有效地进行整合，并控制成本。
2.2 电控单元的融合将为域控器开辟新的市场
ECU/DCU到2030年的潜在市场规模可以到1560亿美金。
车辆内部的ECU负责控制电气子系统，例如，从简单的电控单元到复杂的电控单元ECU。DCUs是ECU的下一个发展阶段，它将多个独立ECU的功能整合为一个更经济高效的单一系统。在这种情况下，ECU或DCU不仅被定义为集成电路，而且被定义为完整的“盒子”，包括印刷电路板或输入/输出(I/O)连接器。合并后的ECU/DCU市场规模有望到2030年，增长至1560亿美元，CAGR将达到5%，如图6所示。
正如文本框1所解释的那样，要理解这种增长，重要的是要考虑三个因素:汽车产量的变化、ECU/DCU的ASP，以及每个汽车领域内ECU/DCU的数量和分布。首先，汽车产量以每年2%的速度增长，其次，由于ECU/DCU产量的效率提高，ECU/DCU的ASP以每年3%的速度下降。由于性能或功能的提高，ASP的潜在提高并不能弥补这种影响。第三，成本更高的ECU/DCU正在转变DCU主要由ACES趋势驱动。由于引入了DCUs，每辆车的控制单元数量没有进一步增加。与此同时，由于不太常见的组件(如电源)，整合为DCUs可以降低OEM的成本。
以下段落详细描述了图6所示的每个汽车域的市场规模变化背后的驱动因素。
动力域：在动力域市场，预期增长率约为5%，主要是由于转向电动汽车(即PHEV、HEV、BEV)。这是因为电动汽车的ECU具有较大的ASP，也就是说，由于其复杂性，电动汽车的ECU比内燃机的ECU高出10倍以上。在动力系统领域，CE汽车对ECU/DCU市场增长的贡献很小，因为ICE ECU的ASP将会随着时间的推移保持基本稳定。总体来看，因为在动力域中，发动机，变速器或者电池电控系统几乎百分之一百都会用到ECU/DCU，所以他们的市场也是最大的。
底盘域：
底盘领域的ECU / DCU主要用于控制制动、悬架和转向。预计市场增长率只有1%左右，这是因为虽然汽车产量增加了2%左右，但由于ASP的下降，部分被抵消了。预计大多数迭代创新都将发生在电子控制的制动和转向系统中，因此ECU的ASPs值最高。其他，如ABS/ESP，在很大程度上已经标准化，其ASPs值低且快速下降。ECU的价值会变得越来越贵，这就导致整体市场有小幅增长。
车身域：
车身域由许多独立的系统组成，如访问控制、照明、暖通空调，窗户升降，座椅控制，门控制，或 关。车身域中，ECU/DCU市场预计将适度增长3%，这主要是因为会越来越多的使用更加复杂的ECU系统驱动，如先进的前灯或 关系统等等。
ADAS域：
ADAS域由ECU / DCU组成，用于控制安全气囊、碰撞警告、胎压或电子呼叫远程信息处理等系统。DCUs成为L3级自动驾驶及以上车辆的先决条件，因为，在L3级别的自动驾驶系统中ECU的复杂度将大大提高。一些整车厂甚至可能将ADAS DCUs用于L1级自动驾驶系统中，例如，为了获得上市时间上的好处。由控制ADAS和相关功能的ECU /DCUs的合并,用于ADAS系统的ECU/DCU的年复合增长率将维持在3%。其他ECU，如安全气囊或轮胎冲压等因为会标准化，增长率并不会太高。
AD 域：
AD (L 4级至L5级)与前面提到的“传统”车辆域相比有很大不同。考虑到2020年这些汽车的产量几乎为0，到2030年可能达到每年600万辆，AD系统中的 DCUs预计将大幅增长。预计未来，随着L4和L5级的自动驾驶的普及，用于AD域的DCU市场规模可能会从2020年的零增长到2030年的340亿美元。另外，AD系统因为安全性需要进行冗余备份，这也是导致其市场规模快速增长的主要原因，预计到2030年AD域的ECU/DCU的市场份额将会排在动力域之后成为第二。
车载娱乐域：
在信息娱乐域，ECU/DCU主要用于控制主副仪表、导航系统或车辆音频系统。预计车载信息娱乐设备ECU/DCU市场规模将以每年2%左右的速度下降。这是因为用于仪表、汽车音响和导航系统的ASPs数量急剧减少。整体正在向固态显示器转变，这意味着需要更复杂的硬件以获得更好的性能。然而，这一转变不足以弥补市场的整体下降。
我们预计，2020年后，汽车E/E架构将发生重大转变。该体系结构将从众多独立ECU(复杂车辆约100个ECU)转变为更精简的体系结构，由几个中央DCU分别覆盖车辆的一个领域，如底盘域或信息娱乐域等。DCUs会替代多个的非时间关键功能的ECU，并进行集中处理信息。例如，在传统的非DCU架构中，传感器(如摄像头)在本地处理捕获的数据，并根据处理结果控制执行器。在基于DCU的E/E架构中，来自多个传感器(如相机、雷达和激光雷达)的数据被集中处理并进行融合。功能可能仍然是局部的，即接近传感器，主要是与数据预处理有关，以避免车辆总线系统的拥堵。另外，对延迟至关重要的I/O功能预计将保留在本地。
转向以DCU为基础的架构有四个好处：
1：基于少数中心DCU的E/E架构，不仅可以降低了硬件的复杂性，软件的复杂性也大为简化。这是因为基于域的架构允许在SW模块中明确划分功能，其中高级功能(如传感器融合)驻留在DCUs中，而低级功能(如数据预处理)驻留在剩余的本地控制单元(如传感器)中。
2：较为清晰的SW功能划分可以降低验证成本，因为单个DCU的SW可以单独进行验证，而无需在验证过程中合并ECU和各自SW的复杂 络。
3：在带有DCUs的基于域的架构中，软件升级会大大简化，尤其是是在 OTA（Over-the-Air）无线升级中。
4：最后一点，将多个ECU整合为一个DCU可以降低硬件成本，即使大多数ECU在降低功能后仍将保持在本地。预计节省的成本不仅来自于与电子电气元件相关的硬件成本的降低，还来自于二次成本的降低，比如线束。
从独立ECU的架构过渡到集中式DCU架构，不同域控制部分是不一样的。信息娱乐域是最快的，因为ECU的功能实际上既不影响延迟，也不影响安全性，而且相对简单的软件更新有明显的好处。更新不仅是信息娱乐领域连接应用程序安全性的先决条件，它们还可以改善用户体验，因此可以直接为客户带来盈利。相反，车身域则需要更长的时间。相比之下，我们预计车身域的过渡会较慢，因为有相对大量的独立ECU，例如，用于门、窗、座椅或暖通空调。
我们预计，更高的自动驾驶水平也推动了汽车转型的速度。L3及以上的车辆需要硬件架构，该架构支持明确的功能划分，并支持相对复杂的ADAS和AD功能的轻松升级。特别是后者是最重要的，因为它与安全强相关，以确保最近的ADAS/AD SW版本在任何时候都可以在车辆系统上运行。因此，AD功能自然需要基于域的架构。
具体而言，如表7所示，在2020年至2030年之间，汽车控制单元市场的结构预计将从几乎完全由ECU(98%)组成，转变为DCU占市场的43%。在基本情况下，从现在开始到2025年，届时DCUs将占控制单元市场的20%。预计在2025年至2030年期间，ECU到DCU的转换速度将比基准情况更快。在2025年,DCU的份额可能为17%，预计到2030年将增加到54%。
基本情况和加速自动驾驶汽车采用情况之间的差异在于，汽车生产不同，自动驾驶汽车的装车率也不同，尤其是在2025年至2030年。预计在加速情况下，L4 ~ L5级车辆的数量将是基准情况的2倍左右。更高级别的车辆由于架构上的自由度更高，以及对来自各种传感器的数据进行集中处理的需求增加，L5级别被认为具有更高的DCU渗透率。加速情况下的总体市场规模在2030年为2070亿美元，高于基准情况下的1560亿美元，原因有二。首先，如前所述，L4-L5级车辆上昂贵的AD DCU的比例更高。其次，在加速汽车市场，需要相对昂贵的发动机和电池控制器芯片也更贵。
2.3 自动驾驶将是触发传感器需求的主要因素
大多数传感器的增长与汽车市场的整体增长保持一致。与ADAS/AD相关的传感器的增长超出平均值。随着ADAS和AD的采用率不断提高，汽车传感器的整体预期增长率将达到8%(图8)
更具体地说，这种增长将最有可能出现在从L3级自动驾驶中，由于几乎完全自主的系统和较高的要求和成本(并引入冗余)，将会使用更多的传感器。以下是在汽车领域层面对各种传感器类别对整体增长贡献的描述。
动力系统传感器
动力总成传感器在发动机、变速器和交流发电机的运行中发挥重要的作用。这些传感器的成本因动力源类型而异(如纯电动汽车、混合动力汽车、内燃机）。随着电动发动机的日益增多，所需传感器的数量也在减少。随着向电气化的转变，与动力系统相关的传感器的数量预计会减少。最重要的是，纯电动汽车的动力系统传感器成本也更低。总之，电气化趋势和传感器商品化可能会导致市场萎缩，2020年到2030年，年复合增长率为- 1%。
底盘传感器
底盘传感器监测功能，如刹车，转向和悬挂。一般来说，与这些传感器相关的创新是相当低的，这导致了价格压力。然而，这些传感器集成在ADAS/AD的应用案例中，特别是在L3级车辆的制动和转向功能中实现安全冗余时。综上所述，底盘传感器的年复合增长率略高于整个汽车市场可以达到4%的年复合增长率。
车身传感器
与安全/AD传感器相比，车身传感器测量车辆状态的方式与车辆的主动性能关系较小。例如，车身传感器捕捉并传递有关车门/车顶关闭、座位占用、日照/降雨量的信息，并据此触发警 和车身的基本功能。这类传感器的年复合增长率预计为5%，这主要是由于汽车市场的增长，以及L4 – 5级车辆对车身功能的附加功能和更高的安全要求。
ADAS/AD传感器
ADAS/AD传感器包括相机、激光雷达和雷达。L1-2级自动驾驶所需的传感器主要是摄像头和雷达的组合，主要与安全有关。5星级NCAP所需的安全功能推动了对摄像机和雷达日益增长的需求。与较低级别的自动驾驶相比，在L3级及以上级别上使用ADAS/AD传感器的成本更高。作为一项先决技术，激光雷达的高价格是自动驾驶成本高起的主要原因。从L3开始的冗余要求也使得每辆车配备更多的传感器。Robotaxis于L 4 – 5级的使用案例，它们对传感器的要求非常高，成本也比较高。由于按照安全法规和安全测试(特别是紧急制动辅助)驾驶的L 1+级车辆以及L 3+级车辆的产量显著提高，预计这些传感器的年复合增长率将达到12%。其他传感器ADAS/AD领域，包括安全气囊传感器、轮胎压力传感器和超声波传感器，正以6%的年复合增长率增长。
自动驾驶传感器的设置
图9展示了不同传感器配置。L1至2级车辆通常有一个前置远程雷达传感器和一个摄像头，用于自适应巡航控制、紧急制动辅助和车道偏离警告/辅助。两个后向中距雷达传感器可以实现盲点探测。多达4个额外的摄像头和多达12个超声波传感器允许360°视野的停车助手功能。
除了L1-2级车辆的传感器，我们预计L 3级车辆通常还会多一个前置远程激光雷达，以备冗余，以及其他传感器达到物理极限的情况下使用，例如夜间摄像头或者白天耀眼的阳光下。由于主动测量距离，激光雷达传感器还具有高分辨率、广角和高精度的特点，这将需要对物体进行检测和分类或跟踪地标进行定位。对于高速公路试点应用，通常会使用第二个后置远程激光雷达传感器。
额外的近程前置雷达可以提高对驶入车道车辆的探测能力，而后置雷达则可以探测高速公路上接近的车辆。可能还需要一个驾驶监控摄像头来评估司机的注意力，在某些特定情况下需要司机接管汽车。
L4-5级车辆通常需要360°视角，使用不同的传感器技术，以提供冗余，并消除每个传感器原理的盲点，例如，摄像头在夜间检测车辆侧面。为了提供360°的视角，可以使用5到10个摄像头，8到12个雷达传感器，以及5到12个激光雷达传感器(后面，旋转的远程激光雷达传感器可以被几个固态传感器取代)。
图9展示了一个典型的设置，有八个摄像头，八个雷达，四个长程和四个近程激光雷达。如果安装了麦克风和超声波传感器等额外传感器，L4级至5级的额外传感器数量很容易达到50个或更多。从长远来看，传感器技术不可预见的创新或突破可能会改变AD的传感器设置。
除了这些朝外的传感器外，安全系统还需要或可选的额外传感器，例如，用于碰撞检测和安全气囊释放的加速度传感器、侧翻传感器、座椅乘员传感器、夜视传感器和轮胎压力传感器等等。
价格优化和技术进步塑造了ADAS/AD传感器市场。
ADAS/AD传感器市场预计将以每年12%的速度增长。图10显示，这一增长将主要由激光雷达市场推动，目前这一市场还没有形成规模，但可能会使ADAS/AD市场在2030年达到130亿美元。雷达传感器市场也以每年13%的速度增长，并可能在2030年以140亿美元的市场规模成为最大的传感器市场。由于汽车销量的增加和安全要求的提高，尤其是新兴市场正在追赶欧洲和美国更严格的法规，其他安全传感器预计将以每年6%的年复合增长率增长。
受欧洲NCAP监管收紧的影响，市场规模到2030年将达到90亿美元。激光雷达传感器的定位强劲增长(预计年增长率约80%。到2030年)。目前，这项技术仅应用于有限数量的车辆，但这些传感器将成为越来越多的L3级+车辆的关键元素。
大众市场”是塑造激光雷达技术的重要力量。今天的城市自动驾驶测试车辆通常配备机械激光雷达传感器。然而，如果激光雷达传感器在21世纪20年代初进入大众市场，我们预计将转向固态传感器。与相机或雷达相比，固态传感器的初始价格相对较高，但由于规模的增加，价格预计将迅速下降，它们应该能够提供更高的鲁棒性。然而，即使经过优化，固态激光雷达传感器的价格预计仍将高于其他传感器。
由于传感器领域正在进行大量的研究，可能会出现不可预见的技术变化。这些新技术可能会改变每辆车假设的传感器数量或每个传感器的价格。这也会导致市场上传感器技术的分化。
值得注意的是，AD/DCU之后在高性能产品的成本之外，还将增加激光雷达传感器的成本。城市AD系统可能首先部署在机器人出租车或者公共交通上，原因是这些客户不像私家车买家那样对价格敏感。
2.4 电力电子和线束将向电动车过渡形成一个新的市场
电力电子市场的增长的相对幅度最大，预计到2030年，复合增长率为15%，不考虑电池(表11),增长主要是由xEV的采用推动的，伴随混合动力取代传统的动力系统，xEV需要大量的电力电子设备。逆变器预计将在2020年成为最大的产品类别，因为它们在低压细分市场中比电机有更高的ASP，但许多具有不同特性的组件构成了整个电力电子市场。从长远来看，电池接线盒(bjb)预计将占据最高的市场份额。
电力电子产品增长的最大推动力和最大不确定性是xEV的装车率。这在很大程度上取决于汽车行业降低电池生产成本的能力，以满足客户对汽车续航里程、预期销售价格以及监管转向的需求。随着产能的增加、技术进步和竞争压力的增加，电池每千瓦时的价格将进一步下降，这将再次导致更高的电动汽车的市占率。另一个影响是，L 4至5级车辆(尤其是机器人出租车)的占有率可能会提高。预计机器人出租车在纯电动汽车动力系统上的占有率将比其他车辆更高，因此动力电子市场也将迎来更大的增长。
这里的增长预测包括两个核心影响:首先，是整体汽车销量的增长，包括上述xEV的上车。其次，40 – 150kw逆变器或48v系统等核心产品的标准化和规模化，可能会降低半导体二级供应商的进入门槛，从而提供更集成的系统，进而增加竞争，并给系统ASP带来压力。
线束是车辆数据和动力传输的关键组件。全球汽车线束市场预计将以中等速度增长(表12)。有两个相互抵消的因素影响着线束市场，结果来看，预计从2020年到2030年，汽车线束市场的年增长率约为1%，低于整体汽车销售增长。
汽车线束的主要增长动力是电动汽车平台的引入。这将为连接电动汽车内部高压电池、充电器、电机和其他高压组件的高压线束打开一个新的、强劲增长的市场。
目前BEV车型大多还是沿用之前ICE平台，线束的应用并不高效，原始的电动车平台从设计原理上来说会更加高效。这种效率的提升体现在2011年至2017年期间，第一代和第二代电动汽车动力总成电缆重量的差异，从6.2公斤到2.1公斤的重量一共减少了66%。尽管单个线束的ASP下降，但随着电动汽车渗透率的增加，整体高压线束市场预计将显著增长。
3，未来趋势是将颠覆行业长期建立的价值链
3.1 新兴技术将打破传统OEM主机厂和Tier1厂商之间的“动态”关系
以前，整车厂对单个部件的功能要求都是明确的。后面一级供应商(以及他们背后的供应链)只要负责交付基于这些功能规范的集成系统就可以了。技术Knowhow是各自的一级和二级供应商独有的。然而，上述情况随着新趋势正在改变，尤其是对于电子和软件组件来说，原因多种多样:
首先，OEM主机厂和终端客户可能会要求供应“最佳品种”功能的系统，没有哪家供应商能够以一种具有竞争力的方式提供一个完整的、最好的、涵盖所有端到端技术的系统。
第二，新系统(尤其是软件系统)所需的能力在传统的行业结构中并不存在。这为新进入者创造了机会(例如，软件公司)能够通过不同于现有公司的协作模式进入市场。
最后，随着软件和电子技术的日益复杂和跨系统集成，需要整车厂及其合作伙伴在整个过程的早期和设计阶段进行协作。这些新的可能会对原主机厂和一级供应商之间的关系产生具体影响。也就是说，设计规范更像是一个共同开发的过程。
然而，这些模型缺乏经典的一级供应商业务模型所保证的单方面清晰责任划分模式。因此，这将在多大程度上扩展以维持这一模式仍有待观察。
3.2 软硬件的分离产生新的采购模式
目前，大多数SW和HW结合在一个“包”中，并从一级供应商处采购。这种模式很大程度上是由于目前车辆的大多数功能都是具有相对简单接口(如CAN总线)的单一功能设备。然而，市场中的新角色和进入市场战略也正在形成，包括主机厂只提供纯软件、硬件和集成结合，甚至纯系统集成工程服务的模式。
软硬件如果分离，对于主机厂来说将会产生两个好处：
首先，这将降低复杂度，因为硬件和软件可以分别被采购，可以跨商品组/层扩展，可以彼此独立创新。
其次，单独采购将打破集成系统供应商的价值池，降低新进入者的进入壁垒，例如，允许SW纯玩家进入汽车领域(见上文)。对于原始设备制造商来说，它将提供标准化的软件平台，同时保持在硬件上的竞争，从而避免因锁定而产生的成本。这无疑会威胁到已建立的一级供应商的价值池，但供应商之间竞争的加剧可能有利于整车厂。
3.3 新公司正在进入非传统领域和汽车领域
基于我们专有的创业和投资前景分析的结果(SILA)，我们可以描绘出汽车领域不断演变的战场的详细地图。不出所料，这个数字是由汽车软件和电子产品公司推动的围绕着ACES的趋势，尤其是信息娱乐、互联服务、 络安全(其中44%成立于2000年)和ADAS/AD系统供应商(38%的供应商成立不到10年)。在总部方面，在过去十年中成立的新公司中，有34%的公司位于美国，有28%在中国，展示了美国初创企业的创新动力和中国本土的科技创新正在聚焦成为新的亮点的新趋势。
从SILA地图和聚类分析(文本框2和图13)可以看出，[1]原始设备制造商、[2]tier-1、[3]动力总成/底盘和[4]电力电子供应商位于 络图的中间。这些“传统”公司的成立年份中位数在1964年至1973年之间，它们提供汽车的基本部件构成了 络的主干。这些集群高度整合，并显示出与其他汽车厂商的频繁互动。
麦肯锡的创业与投资前景分析(SILA)工具通过使用大数据算法和语义分析，揭示了投资活动最大的领域。它利用了涵盖约200万家公司的综合私人和风险资本投资数据库的输入。此外，它分析了随着时间的推移和跨地区的发展，并确定了组织之间隐含的技术相关性。
这些信息有助于识别汽车领域的趋势，并确定技术能力。它只考虑了外部投资的观点并不包括内部投资，如研发费用。
在下图的边缘，[5]电池、[6]半导体、[7]信息娱乐、互联服务和 络安全供应商与汽车核心功能的主 络分离。这些公司以一种自然的方式聚集在一起，为一级供应商和主机厂提供独特的技术解决方案。
4，围绕汽车软件和电子电器架构绘制战略地图
4.1 每个汽车玩家设计原型车时都必须要考虑的因素
到目前为止所描述的趋势将显著影响汽车行业的各个方面。它们不仅会影响所有参与者的战略地位和前景，而且还会塑造产品并影响购买它们的最终客户。我们将针对每个玩家原型(主机厂、一级供应商、二级/组件供应商、半导体公司、汽车以外的科技公司、第三方软件开发人员)，讨论趋势的影响，并提供一个需要适应未来的领域的概述。
对于整车厂来说，我们认为汽车软件和电子产品领域的转变有四个主要的战略意义:
降低每辆车的软硬件成本
预计到2030年，每辆车的硬件和软件成本将大幅增加。由于主机厂不太可能将这些成本完全转嫁给终端客户，因此它们应该寻折中策略，以降低软硬件开发成本。这方面的例子包括:通过与其他整车厂的合作来创造规模经济，使用供应商的组件来生产具有更高规模经济的无差别组件，增加平台和模型之间软件的可重用性，或者简化E/E架构。
建立软件开发能力：
为了在国内发展SW的差异化部分，OEM应该加强他们的软件功能。有几种方法可以实现这一点，包括雇佣额外的专家，为软件开发创建或收购专门的业务单元或子公司，或者投资开发和工具链。
全栈的开发能力：
主机厂应该沿着整个技术层级增加他们的竞争力——即跨越中间件、操作系统、硬件抽象层和云计算等。这样可以让其更加方便地启用软硬件分离的模式，上游的采购方式也可以灵活多样。
创立一个跨职能的开发组织：
通过打破他们在开发组织中的孤岛效应，并将软件和E/E架构的决策权转移到集中的部门，主机厂可以加快新的E/E架构定义和缩短采购决策的时间。
一级供应商必须提高自身的能力用来应对主机厂新的架构的调整：
为了做到这一点，一级供应商可以通过三个战略动作重新定义他们的SW和E/E战略:
与主机厂一起共同定义E/E架构
通过成为合作伙伴，一级供应商可以与主机厂合作，共同创造未来E/E架构，并共同塑造需求。一级供应商可以寻求建立新的合作伙伴关系或加入现有的生态系统。
投资于软件开发和集成能力：
通过建立必要的基础设施，一级供应商可以成为这个领域的重要参与者。然而，要做到这一点，他们需要赢得人才争夺战(见下文)。他们还可以创建专用的开发、集成和工具链，以进行后续持续的集成和开发。
打破内部的传统组织架构：
与主机厂一样，一级供应商也需要创建一个跨职能组织，以保持在跨领域商业中的竞争力，并响应客户不断变化的工程需求。
二级供应商应该超前思考，拉开差异化的生存空间：
越来越多的集中式系统可以更有利于大型一级供应商，而不是专门的ECU供应商。然而，如果二级供应商在以下两个方面采取行动，这一趋势也可能成为他们高速增长的动力。
主动寻找生存区间：
由于软件层面的功能差异化，许多电子元件将受到影响，利润空间面临被压缩，特别是对价值链下游的供应商。二级供应商需要找到一个有吸引力的利基市场，然后在这个利基市场内扩大规模。
提高软件能力：
专业组件供应商有机会通过增加一定的数量来增加他们的业务，软件功能(例如，功能安全、人工智能或安全功能)建立在现有的大型一级供应商的基础上。他们甚至可以绕过它们，直接供应给主机厂，或确保主机厂指定一级供应商使用他们的组件。
对于半导体企业来说，我们认为成功有三个先决条件:
要想到你的客户前面去：
现在，我们比以往任何时候都更需要了解终端客户(即OEM)的技术变化，并对自己的战略地位产生影响。由于上述技术转移，许多产品将变得标准化，而其他的价值将维持不变(如专门控制器)甚至会增长(如电力电子)。半导体公司需要尽早认识到这一点，他们不能等待客户告诉他们：要如何调整。
理解需求：
在进行任何投资之前，半导体公司需要了解终端客户的产品要求。这些可能是非常具体的，而且与过去几十年相比，甚至会对技术的最低层级产生影响。例如，主机厂对某些操作系统的偏好使其能够扩展应用软件，这对芯片级的硬件和软件设计会有直接影响，此外，工具链和服务的重要性将会增加。这种日益增长的重要性还包括其他与产品没有直接关系但对产品市场成功至关重要的功能。在这里，理解最终客户的需求是至关重要的，例如，主机厂终端客户不愿意锁定某种技术路线(例如，在某些开发工具链中)以及希望减少集成工作和成本(例如，通过使用供应商开发的工具链)，需要仔细权衡彼此。
明智的做决策
虽然在许多领域机会巨大，但在许多情况下，技术进入壁垒或竞争也是如此。对半导体企业自身的竞争能力进行现实、客观的评估，是取得商业成功的先决条件。对那些将被商品化或最终被另一个自然所有者拥有的技术进行巨额投资的风险是巨大的。
这同样适用于工程或(软件)开发服务提供商，以及汽车行业以外的其他科技公司。汽车和消费电子世界之间的技术边界将继续被打破。对于那些努力进入新市场的人来说，这将带来巨大的机会，但也会带来风险。
4.2 所有人应对新能源变革复杂环境的首要任务
毫无疑问，这份 告中所描述的颠覆性趋势给汽车行业的各个参与者带来了挑战，没有一个通用的方法来应对这些挑战。然而，除了在汽车价值链中的起始位置之外，我们发现，所有公司都需要评估一系列明确的行动，以成功应对不断变化的汽车软件和电子行业的发展:
虽然SW和E/E架构的总体趋势正在明显地具体化，但其中仍有许多不确定性和模糊性。参与早期概念设计阶段的玩家将更有能力塑造具体的技术解决方案，构建组件的集成，并最终使自己更具有竞争力。
对于大多数技术挑战和商业模式，解决方案还没有固定下来，例如AD，尤其是那些想在新兴技术领域取得成功的玩家。软件和电子产品的AD和下一代信息娱乐，将需要拥抱一种迭代和学习的文化，并准备在实验和快速迭代中学习。
车载软件和电子系统的复杂性不断增加，这对AD和未来其他功能的需求将使单个玩家不可能端到端开发和维护系统。此外，高昂的研发成本，尤其是SW，需要大量的车辆来分配成本，否则每辆车的成本将非常吓人，这就需要产业链上下游一起比过去更紧密地合作，而且要比之前更深入地进行整合。
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