座舱域控制器以集中化的形式，满足汽车轻量化、智能化的诉求，支撑汽车座舱的丰富功能与强交互性。从硬件层面来看，座舱域控制器由一颗主控座舱SoC以及外围电路构成，外围电路包括存储芯片（如LPDDR、NOR Flash）、通信芯片（如以太网交换芯片）、音视频数据接口以及相关处理芯片（如ISP、DSP、解串行芯片）构成。经操作系统与应用生态赋能之后，座舱域控制器便融合了座舱内仪表显示、信息娱乐、导航、HUD、DOMS等各项功能，连接了显示屏、摄像头、麦克风、收音机等多个外设，是座舱空间体现科技感的直接载体。

智能座舱打造丰富视听体验/中金公司研究部

2018年伟世通与奔驰合作推出的SmartCore是全球首个量产落地的座舱域控制器，开启了“座舱域控元年”。目前，国外主要供应商包括伟世通（自2018年至今迭代至第三代）、大陆汽车（2019年量产）、博世多媒体（预计2022年量产）等；国内主要供应商包括德赛西威、诺博汽车、博泰车联网、均联智行等，除德赛西威2020年推出量产方案外，其余座舱域控产品均在2021年实现量产。

如何能实现量产：平台化。由于品牌之间的相互竞争以及同一品牌的档次分层，不同品牌、不同档次的车型对智能座舱存在差异化的需求，一套智能座舱解决方案难以直接复制在另一款车型上。为实现量产，域控制器厂商需要采取平台化解决方案。以诺博汽车的做法为例，厂商先设计一个“终极”域控制器方案，该方案包括了所有能想到且可实现的功能；然后将功能以模块化的形式集成在开发板上，模块之间采用标准化接口进行通信，模块内部根据差异化的需求进行差异化的定制。平台化生产帮助Tier-1厂商缩短了研发周期、降低了研发成本，使差异化较强的域控能够实现规模量产。

汽车智能化进程伴随着产业链的重构，座舱域控制器市场同样面临着压力。座舱域控制器是智能座舱的直接载体，是体现智能化的重要硬件，因此也成为了主机厂最关注的环节之一。主机厂入局座舱域控制器有两个方式：1）投资或独立相关企业。例如2018年长城汽车独立出零部件部门成立诺博汽车、2020年东风汽车对博泰车联网进行战略投资；2）自主研发域控制器，这给Tier-1厂商造成了更大压力。以小鹏为例，小鹏已经在软件方面自研了XmartOS座舱系统实现语音、导航以及各类应用等功能，同时公开场合表明公司未来将自主研发下一代域控制器，在硬件层面也具备自主研发能力。我们认为，座舱域控制器的开发不仅仅是芯片、外围设备的集成，也需要对客户需求的理解、对软件应用的理解，同样需要深厚的沉淀。长期来看，能同时进行整车制造与上游设备自研的主机厂不在多数。

国内外座舱域控制器主要供应商（部分）一览/中金公司研究部

座舱芯片形态的演进是伴随汽车E/E架构演进而不断融合的。汽车E/E架构将沿着“分布式”“域集中式”“中央计算式”的方向演进，与汽车 E/E 架构同步，座舱芯片方案也将相应地经历三大阶段的演进——“单芯单屏”“单芯多屏”“融合发展”。

座舱芯片将伴随汽车E/E架构经历三阶段演进/中金公司研究部

1）单芯单屏：信号传输以及成本方面存在劣势

分布式架构下，不同座舱电子设备由不同控制器控制，表现为“单芯单屏”。这样的解决方案在座舱功能贫乏的过去是合适的：1）不同屏幕之间不用考虑信息交互；2）对芯片的性能要求不高，成本可控；3）仪表盘与娱乐屏运行不同系统，“单芯单屏”解决方案易于实现。

单芯单屏示意图/中金公司研究部

但是，随着汽车产业向科技制造转型，消费者愈发强调车内体验感，液晶仪表盘取代机械式仪表盘，娱乐屏所承载的数据量加大，不同电子设备之间数据交互频次增多。原本“单芯单屏”形态的弊端逐渐显现：（1）跨芯片信号传输存在延迟。智能化时代，座舱电子之间信息交互频繁，例如仪表盘中的行车信息就会与中控导航发生数据交互。为实现多屏联动，设备间需要进行高速率传输。而在“单芯单屏”中，不同芯片之间通过CAN 或 LIN总线传输，信号传递速率遇到瓶颈；（2）成本压力上升。为体现汽车“科技感”，仪表盘信息丰富度与娱乐屏内容流畅度大幅增加，这对单颗芯片的性能提出较高的要求，单颗芯片价格不可避免地上升。同时，HUD、流媒体后视镜等新的电子设备出现，抬高了座舱电子的单车成本。

2）单芯多屏：顺应集中化架构的主流方案

单芯多屏，指的是用一个座舱SoC芯片完成对多个座舱电子设备信号的处理和控制。伟世通座舱域控制器SmartCore首次整合不同控制器，将全数字式仪表盘与中央信息显示屏的功能集成在一个芯片上，实现“单芯多屏”，顺应汽车E/E架构集中化趋势。

“单芯多屏”：伟世通座舱域控制器SmartCore整合/中金公司研究部

“单芯多屏”成为解决“单芯单屏”信号传输延迟、单车成本承压的主流方案：（1）解决信号传输延迟问题，根据Cerebras数据，芯片内数据传输速率可达到 100PB/s，是芯片间最快接口通信速率的10万倍。我们认为，单芯多屏将芯片间通信转化为芯片内通信，传输速率有望提高；（2）解决成本问题，芯片数量由多个减少至一个，虽然单颗价值量有所上升，但整体来看具有成本优势；（3）可靠性增强，根据电路知识，电路元器件数量越少，可靠性越高。

3）跨域融合：与自动驾驶芯片合二为一

汽车电子电气架构演进到今天，领先的整车架构形成了以大众为代表的“三域架构”（智能驾驶、智能座舱、整车控制三大域）和以特斯拉为代表的“区集中式架构”（中央加多个方位域）。

虽说特斯拉所代表的“区集中式架构”更接近未来的“中央计算式架构”，但实质上特斯拉整车架构依然没有跳出“域集中式”阶段，座舱芯片与自动驾驶芯片仍然处于相对独立的运行状态。拆开来看，特斯拉的整车架构由CCM（中央计算模块）与前、左、右车身域构成，其中CCM可进一步拆解为Autopilot、多媒体控制单元以及LTE等三块PCB板，分别赋能智能驾驶、智能座舱与智能网联。特斯拉Model 3多媒体控制单元以14nm制程的Intel Atom A3950处理器为核心（2022年将切换为AMD芯片），CPU算力达42kDMIPS，负责可视化、外部通信、音视频、导航等功能，与智能驾驶 Autopilot 之间几乎独立。

特斯拉 Model 3 架构简化图与中央计算模块 CCM 拆解/中金公司研究部

整车架构由“域集中式”向“中央计算式”跨越并非易事。中央计算式架构下，中央计算芯片承担了自动驾驶、智能座舱、整车控制三方功能，是TB数量级海量数据的枢纽，这要求中央计算芯片具备更大的数据吞吐能力以及更快的数据处理能力；更多的数据处理工作意味着会产生更多的功耗热量，这要求更精巧的硬件参考设计能力；ADAS系统、座舱系统、整车控制系统的复杂融合系统，要求具备更强的软件开发能力。中央计算架构需要技术难度更高的软件、硬件能力支持，我们认为这或是制约整车架构进一步向更集中阶段演进的原因。当前座舱芯片与自动驾驶芯片处于独立发展阶段，我们判断当硬件算力、架构设计、软件开发能力进一步提高，汽车整车架构迈入“中央计算式”时，座舱芯片将与自动驾驶芯片有望实现融合发展。

座舱芯片与自动驾驶芯片未来将融合发展/中金公司研究部