智慧座艙值得ALL-IN嗎?

作者 : 邵樂峰,ESMC

智慧座艙是一個不斷發展的概念,因為未來的汽車座艙會隨著自動駕駛程度的提高有著更多不同的運用場景,比如長途駕駛和市內通勤會催生不同的智慧座艙設計…

「智慧座艙」成為本屆上海車展最熱門的話題絕非偶然。從華為、高通(Qualcomm)、NXP智慧座艙解決方案,到Continental、博世、哈曼國際、電裝,再到北汽、WEY、蔚來、小鵬、理想、吉利、領克、Ford、Cadillac等車廠,整條產業鏈幾乎處於ALL-IN的狀態。

資料顯示,全球智慧座艙市場在2022年將達到438億美元,年複合成長為9%。中國方面,預計2022年智慧座艙市場將達到人民幣1,021億元,整個供應鏈規模和增量都非常巨大。不過,儘管作為未來汽車發展和創新的關鍵因素,智慧座艙正成為打造差異化,吸引用戶的重要一環,但業界似乎對「智慧座艙」一直缺乏明確的定義,對其演進方向和發展階段也不甚瞭解。因此,本文將聊聊這方面的話題。

如何定義「智慧座艙」?

IHS Markit汽車技術資深分析師 Dexin Chen在接受採訪時指出,將「一機多屏」等同於「智慧座艙」的看法並不準確。「一機多屏」概念多由座艙網域控制站(CDC)廠商提出;而車廠的「智慧座艙」則是一個系統的概念,更為廣泛多樣,確實很難有一個統一的定義。

Chen說,如果簡單借用智慧型手機和功能型手機的差別來下定義的話,那麼智慧座艙應該是一個有著便捷和多樣化的人機互動/人人互動手段,更多艙內感測器,更為貼合汽車運用場景APP的一個產品。同時,智慧座艙也是一個不斷發展的概念,因為未來的汽車座艙會隨著自動駕駛程度的提高有著更多不同的運用場景,比如長途駕駛和市內通勤會催生不同的智慧座艙設計。

如前所述,智慧座艙是一個比較籠統的概念,根據定義不同會得到差別很大的市場滲透率。IHS Markit的資料顯示,「一機多屏」功能的網域控制站在2026年將達到約20%滲透率,而籠統定義下的智慧座艙滲透率將顯著高於這個數字,甚至可以這麼認為,未來所有的中高檔車應該都是某種程度上的智慧座艙。

 

座艙網域控制站出貨量預測。

(來源:IHS Markit)

 

而在地平線(Horizon Robotics)聯合戰略管理諮詢公司羅蘭貝格(Roland Berger)發佈的《智慧座艙發展趨勢白皮書》中,智慧座艙則被定義為主要涵蓋座艙內飾和座艙電子領域的創新與聯動,是擁抱汽車產業發展新興技術趨勢,從消費者應用場景角度出發而建構的人機互動體系。

高速成長的動力

與自動駕駛目前仍在Level 2+/Level 3階段徘徊不同,智慧座艙市場最近幾年內成長非常迅速,成為了汽車智慧化的發展重點。

有業內人士指出,座艙智慧化之所以能成為汽車智慧化發展的重點,一方面原因在於隨著消費者需求層次的不斷提升,其對汽車的需求已經從單一的外出工具逐步轉變為生活中的「第三空間」,而且他們會逐步將手機應用的喜好轉移到車載娛樂資訊系統上,如導航、音樂、視訊、社交功能等。

另一方面則源於進入2019年後,自動駕駛商業化遇到了不小的挑戰,不少高等級自動駕駛功能的商業化時間紛紛被推遲。箇中原因包含多方面,例如自動駕駛的落地不僅要突破自動駕駛領域的相關技術,如高運算力、低功耗、高功能安全等級要求的AI晶片、視覺感知的技術瓶頸、固態光達的量產和降低成本、高精準度地圖和高精確定位、複雜的感知、決策、控制系統實現等,還需要整車等級的配套升級,例如底盤執行系統的線控和冗餘、電子電氣架構的升級等,甚至在監管和法規方面也需要配套升級。

而智慧座艙功能的落地儘管要整合多個螢幕顯示(中控、儀錶、抬頭等)、駕駛監控、車聯網、娛樂系統及部分輔助駕駛功能,但總體來說,由於不涉及底盤控制,安全壓力小,技術實現難度低、成果易感知,有助於迅速提升產品差異化競爭力。因此中國OEM在等待自動駕駛關鍵技術成熟的檔口,開始逐步將精力轉移到智慧座艙。

智慧座艙的演進

與手機從最初只能處理短訊、接打電話,進化到當前擁有強大智慧功能一樣,智慧座艙也正經歷著從對電子資訊系統逐步整合的「電子座艙」,到最終成為除了家庭和公司之外的「第三生活空間」的演進路線。

在《智慧座艙發展趨勢白皮書》中,智慧座艙的發展被分為四個階段:

階段1:電子座艙——電子資訊系統逐步整合,組成「電子座艙域」,並形成系統分層。

在這一階段,為了滿足用戶對車載互動體驗的新需求,車載中控螢幕正向高解析化、大螢幕化方向發展,原先的其他顯示方式也逐步被「顯示器」替代,如儀錶、後視鏡被高清液晶儀錶、流媒體後視鏡取代。此外,很多新的顯示方案也開始在座艙中普及,如抬頭顯示(HUD)、AR-HUD等。

階段2:智慧助理——生物辨識技術應用,催生駕駛監控系統反覆運算,增強車輛感知能力;消費者對車輛智慧化功能的期望不僅僅局限在自動駕駛與人機互動。

比如智慧座艙系統透過獨立感知層,能夠拿到足夠的感測資料,例如車內視覺(光學)、語音(聲學),以及方向盤、煞車踏板、油門踏板、檔位、安全帶等底盤和車身資料,利用生物辨識技術(車艙內主要是人臉辨識、聲音辨識),來綜合判斷駕駛(或其他乘客)的生理狀態(人像、臉部特徵等)和行為狀態(駕駛行為、聲音、肢體行為),做到「理解」人類。

 

(來源:羅蘭貝格)

 

階段3:人機共駕——語音控制和手勢控制技術突破,車內軟硬體一體化聚合,實現車輛感知精細化;車輛可在上車-行駛-下車的整個用車週期中,為駕乘人主動提供場景化的服務,實現機器自主/半自主決策。

這一階段關鍵的驅動因素包括三方面:在電子控制單元(ECU)過渡到網域控制站的電子架構中,車載影音娛樂底層硬體的運算能力快速增強,得以支援一芯多屏;自動駕駛輔助系統(ADAS)的豐富功能增加了駕駛處理資訊的難度,在面臨即時性資訊處理的需求下,更加需要智慧互動與顯示,以及AI引擎逐步成熟,大幅提升了智慧化體驗。

階段4:第三生活空間——未來汽車使用場景將更加豐富化和生活化,基於車輛位置資訊,融合資訊、娛樂、訂餐、互連等功能,為消費者提供更加便捷的體驗。

 

(來源:羅蘭貝格)

 

Chen用「your home away from home」這句話來形容未來的智慧座艙。在他看來,未來的智慧座艙應該有著更加多樣化的人機互動介面(語音、手勢、AR抬頭顯示、融合導航指示),更大更高解析度(12inch+、4K)的螢幕,流暢的屏屏互動功能,多型態的艙內感測器(攝影機、毫米波雷達),更豐富的車機軟體,同時能把座艙資料進行更好的整合以帶來更便利的體驗。

1月初高通總裁及候任CEO Cristiano Amon在高通「重新定義汽車」主題活動上發表演講時稱,數位座艙正成為5G、感測器、AI、高性能運算、服務、內容和系統針對駕乘人員集中呈現的視窗。例如從儀錶盤到後座,高性能運算將實現豐富且沉浸式的車內體驗,包括4K顯示器、豐富的音訊娛樂和視訊娛樂,駕駛將獲知相關汽車服務,比如軟體更新或預先保養;汽車還能夠提供支付服務,順暢支援通行交費或其他交易;汽車保險業也將受益於相關資料訪問,比如駕駛的駕駛行為。甚至還有很多目前我們難以想像的應用,都將成為未來出行生活的重要部分。

主控晶片往哪兒走?

羅蘭貝格認為,短期內,自動駕駛高性能晶片和智慧座艙主控晶片將分別演進。究其原因,座艙應用場景和晶片性能要求已相對清晰,並且消費電子晶片可滿足座艙現有場景需求,消費電子晶片玩家可以利用規模優勢實現低成本商業化開發。

小米產投合夥人孫昌旭對此也有著類似的判斷。「當前汽車智慧座艙的發展像極了智慧型手機,因為其承襲了智慧型手機的所有智慧娛樂功能。」她認為,最終還是那個最懂晶片,最懂使用者需求,最懂極致性能和極致成本的公司取勝,因為一旦變成成熟大規模商用的東西,晶片就是核心,是演算法的載體,當然這裡還有一個難比登天的數據機在作怪,歷史的故事就是這樣。

目前,汽車電子電氣架構(EEA)正在經歷從分散式架構(Distributed),到基於域的集中式架構(DCU based centralized),再到基於域融合的帶狀架構(DCU fusion basedzonal)的發展歷程。預計2030年以後,隨著自動駕駛技術路線的逐漸成熟,自動駕駛高性能晶片將與座艙主控晶片進一步向中央運算晶片融合,從而透過整合進一步提升運算效率並降低成本,但由於自動駕駛和座艙安全要求不同,滿足安全要求將成為融合的前提。

 

座艙域控制晶片發展情景。

(來源:羅蘭貝格)

 

在談及「未來數年內,在車內人工智慧和軟體定義汽車兩大趨勢的引領下,整個汽車電子電氣架構會不會只剩下中央運算、智慧駕駛和智慧座艙三個區域,其餘子系統則統統被整合的局面?」時,Chen 回應,這的確是業界一直在討論的話題,根據他們的觀察,這一過程將呈現「兩步走」的特點:首先是汽車的主要功能將被整合在3~5個網域控制站(如座艙、舒適、動力、輔助駕駛、連網)上,之後是否會有更高運算力更高整合度的中央運算平台出現,目前仍然在討論階段。同時值得關注的是,儘管硬體的整合和軟體附加值的提升現在仍處於「修橋鋪路」階段,但已成必然趨勢。

本文原刊登於ESMC網站

 

 

 

 

 

 

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