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汽車電子行業(yè)專題報告：車載網(wǎng)絡(luò)變革，高速連接器迎來春天

來源：燦科盟瀏覽：- 發(fā)布日期：2021-09-01 16:17:52【大中小】

1. 汽車電子化發(fā)展趨勢確立，自動駕駛成為行業(yè)新風(fēng)口

1.1. 政策引導(dǎo)行業(yè)快速發(fā)展，2020 年是發(fā)展元年

《車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃》錨定車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展目標(biāo)

2018 年底，工信部發(fā)布《車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃》，彰顯了國家對于車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的高度重視，明確表示將加大對車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的政策支持力度。該計劃明確以 2020 年為時間節(jié)點，分兩個階段實現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的目標(biāo)，車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展從示范應(yīng)用階段向規(guī)模應(yīng)用階段跨越。具體為，2020 年前，具備高級別自動駕駛功能的智能網(wǎng)聯(lián)汽車實現(xiàn) 特定場景規(guī)模應(yīng)用;2020 年后，高級別自動駕駛功能的智能網(wǎng)聯(lián)汽車和 5G-V2X 逐步實現(xiàn)規(guī)?；虡I(yè)應(yīng)用，“人-車-路-云”實現(xiàn)高度協(xié)同。

在該發(fā)展計劃中，提出要推動 LTE 網(wǎng)絡(luò)的改造和升級，滿足車聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模應(yīng)用。提升 LTE-V2X 網(wǎng)絡(luò)在主要高速公路和部分城市主要道路的覆蓋水平，完善路側(cè)單元的數(shù)據(jù)接入規(guī)范，提高路側(cè)單元與道路基礎(chǔ)設(shè)施、智能管控設(shè)施的融合接入能力，推動 LTE-V2X 網(wǎng)絡(luò)升級與路側(cè)單元部署的有機結(jié)合。在重點地區(qū)、重點路段建立 5G-V2X 示范應(yīng)用網(wǎng) 絡(luò)，提供超低時延、超高可靠、超大帶寬的無線通信服務(wù)。分階段、分區(qū)域推進道路基礎(chǔ) 設(shè)施、交通標(biāo)志標(biāo)識的數(shù)字化改造和新建，在橋梁、隧道等道路關(guān)鍵節(jié)點加快部署窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)等網(wǎng)絡(luò)。

在數(shù)據(jù)方面，要促進各類車聯(lián)網(wǎng)平臺的互聯(lián)互通，推動智能網(wǎng)聯(lián)汽車、道路基礎(chǔ)設(shè)施、通信基站、車聯(lián)網(wǎng)平臺和應(yīng)用服務(wù)等信息交互與數(shù)據(jù)共享，構(gòu)建數(shù)據(jù)使用和維護的市場化機制，保障車輛安全有效地運行。鼓勵構(gòu)建跨行業(yè)、跨部門的綜合大數(shù)據(jù)及云平臺，支撐車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的規(guī)模發(fā)展和持續(xù)創(chuàng)新。

在智能道路基礎(chǔ)設(shè)施方面，要促進網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、人工智能技術(shù)與道路交通基礎(chǔ)設(shè)施的深度融合，為車聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛等新技術(shù)應(yīng)用提供必要條件。面向典型場景和熱點區(qū)域部署邊緣計算能力，構(gòu)建低時延、大帶寬、高算力的車路協(xié)同環(huán)境。支持北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和差分基站等設(shè)施建設(shè)，提升車用高精度時空服務(wù)的規(guī)模化應(yīng)用水平，滿足車輛的高精度定位導(dǎo)航需求。在部分高速公路和部分城市主要道路，支持構(gòu)建集感知、通信、計算等能力為一體的智能基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境。

現(xiàn)階段的自動駕駛和高度自動駕駛衍生了幾個關(guān)鍵的技術(shù)挑戰(zhàn)，其一便是海量數(shù)據(jù)和信息的處理能力，車輛聯(lián)網(wǎng)的不同場景的數(shù)據(jù)傳輸量激增就是例子?，F(xiàn)階段應(yīng)對這些挑戰(zhàn)的六個關(guān)鍵推動因素：架構(gòu)、高速數(shù)據(jù)、外部鏈接、可靠性、安全性、設(shè)計。

1.2. L1-L2 自動駕駛：ADAS 多傳感器提高數(shù)據(jù)傳輸需求

按照國際通用標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)智能化程度的不同，自動駕駛汽車可以被分為 5 個等級：L1-輔助駕駛、L2-部分自動駕駛、L3-有條件自動駕駛、L4-高度自動駕駛、L5-完全自動駕駛 (無人駕駛)。從全球范圍來看，L1 和 L2 級別的自動駕駛汽車已經(jīng)實現(xiàn)了大規(guī)模量產(chǎn)，如我們通常見到的自適應(yīng)巡航(ACC)、車道保持(LKA)、自動剎車輔助(AEB)等功能就屬于這個級別的自動駕駛功能，該級別自動駕駛功能已經(jīng)可以實現(xiàn)解放我們的雙手或者雙腳，但駕駛員必須保持注意，隨時可能需要接管車輛。

在產(chǎn)品層面，單車智能足以支撐 L2 及以下自動駕駛技術(shù)，所以 L2 及其以下的高級輔助駕駛的實現(xiàn)需依賴于 ADAS(高級駕駛輔助系統(tǒng)),及其配備的大量的傳感器(例如毫米波雷達、激光雷達，攝像頭)。

ADAS 是利用安裝于車上的各式各樣的傳感器，在第一時間收集車內(nèi)外的環(huán)境數(shù)據(jù)，進行靜、動態(tài)物體的辨識、偵測與追蹤等技術(shù)上的處理，從而能夠讓駕駛者在最快的時間察覺可能發(fā)生的危險，以引起注意和提高安全性的主動安全技術(shù)。ADAS 采用的傳感器主要有攝像頭、雷達、激光和超聲波等，可以探測光、熱、壓力或其它用于監(jiān)測汽車狀態(tài) 的變量，通常位于車輛的前后保險杠、側(cè)視鏡、駕駛桿內(nèi)部或者擋風(fēng)玻璃上。

比起傳統(tǒng)車輛，搭載了 ADAS 系統(tǒng)的車輛需要安裝更多的傳感器。華為車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域總經(jīng) 理樊玉軻認為：“隨著人們對于安全、環(huán)保、舒適、通信和娛樂的需求日益增長，各種傳感器和車載終端在數(shù)量和質(zhì)量上也隨之增長，每輛汽車涉及的傳感器和車載終端數(shù)量已多達 200 多只，而這個數(shù)字還在以 7.3%的年平均增長率增長。”

高頻率數(shù)據(jù)傳輸需求

不斷增加的傳感器數(shù)量帶來車載數(shù)據(jù)量激增，促使 ADAS 配備更高帶寬的傳輸網(wǎng)絡(luò)。據(jù) Intel 測算，自動駕駛車輛每天將產(chǎn)生超過 4T 的數(shù)據(jù)量。以單個傳感器的數(shù)據(jù)傳輸量測算，自動駕駛車雷達和視頻傳感器各自產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量達到了 100MByte/s，在此之上，附加的 ECU 內(nèi)的融合數(shù)據(jù)大約為 50MByte/s。以一臺配備有五個雷達傳感器和兩個視頻系統(tǒng)的車輛(加上額外的其他測量值)為例，在采集和存儲期間，需要管理大約 1GByte / s 的海量數(shù)據(jù)。

1.3. L3-L5 自動駕駛：車聯(lián)網(wǎng)全方位感知補足單車智能短板

目前 ADAS 系統(tǒng)的主要功能目前仍然不是完全控制汽車，而是為駕駛?cè)颂峁┸囕v的工作情形，與車外環(huán)境變化等相關(guān)信息進行分析，且預(yù)先警告可能發(fā)生的危險狀況，讓駕駛?cè)?提早采取因應(yīng)措施，避免交通意外發(fā)生。而成為無人駕駛智慧車技術(shù)基礎(chǔ)的目的，是 ADAS 系統(tǒng)目前積極追求的方向。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，相關(guān)的廠商需在不斷累積使用經(jīng)驗與克服盲點后，汽車的自動駕駛程度將會得到進一步提升。當(dāng)然這一趨勢也將伴隨著車輛聯(lián)網(wǎng)需求的進一步提升。

L3 是自動駕駛系統(tǒng)的一個分水嶺，前面是以駕駛員為責(zé)任主體，機器為輔助;后面是機器為責(zé)任主體，駕駛員逐漸脫離駕駛?cè)蝿?wù)。國家工信部公示標(biāo)準(zhǔn)中將 L3 定性為“限定條件下的自動化”：在自動駕駛系統(tǒng)所規(guī)定的運行條件下，車輛本身就能完成轉(zhuǎn)向和加減速，以及路況探測和反應(yīng)的任務(wù);一些條件下司機可以將駕駛權(quán)完全交由自動駕駛車輛，但在必要時需要進行接管。換言之，在 L3 級自動駕駛狀態(tài)下，駕駛員不光可以“脫手”“脫腳”，還可以“脫眼”，即不用時刻監(jiān)管車輛，只需保持能動態(tài)接管駕駛?cè)蝿?wù)。

伴隨著自動駕駛智能度的提升，單車智能或無法完全滿足車輛應(yīng)對環(huán)境復(fù)雜性和滿足自身安全性的訴求。首先是安全。單車智能在應(yīng)對極端天氣、不利照明、物體遮擋等挑戰(zhàn)性交通場景方面，能力仍然有待提升。其次是 ODD 限制。自動駕駛運行設(shè)計域(Operational Design Domain，ODD)是指自動駕駛系統(tǒng)功能設(shè)定的運行條件，包括環(huán)境、地理和時段限制、交通流量及道路特征等。目前車輛在限定路段中行駛時，仍然沒有徹底解決準(zhǔn)確感知識別和高精度定位問題。另外還有經(jīng)濟性。為了確保自動駕駛安全，高等級的自動駕駛車輛需要部署更多傳感器，大大增加了硬件成本，難以保證車輛的經(jīng)濟性，從而阻礙了規(guī) 模商業(yè)化進程。

因此除了單車智能外車輛還將需要的車聯(lián)網(wǎng)“云-管-端”架構(gòu)作為補充來實現(xiàn)完全自動駕駛的目標(biāo)。通過“云”V2X(Vehicle to X)所建立的車與車、車與基站、基站與基站的通信通道，使車輛獲得實時路況、道路信息、行人信息等一系列交通信息，從而提高駕駛安全性、減少擁堵、提高交通效率、提供車載娛樂信息等。

車聯(lián)網(wǎng)對單車智能的進階補充至少體現(xiàn)在三個方面

1、提升智能系統(tǒng)的感知能力。車端的傳感器在感知時依然會受到視角、視野范圍以及惡劣天氣的限制，路側(cè)單元能夠幫助提升單車的感知能力，尤其是超視距的感知，能夠讓系統(tǒng)在更充分信息的輔助下提前進行決策。

2、降低單車的生產(chǎn)成本和開發(fā)周期，提升量產(chǎn)的可能性。完全依賴于單車智能實現(xiàn) L4 及以上的自動駕駛，首先成本高，根據(jù)賽文交通網(wǎng)公眾號顯示，以 Robo-taxi 為例將會增加 10-20 萬美元的成本;其次開發(fā)周期也長，新產(chǎn)品完成車規(guī)級認證將耗費大量時間，再加上系統(tǒng)與整車的驗證與測試，都會延長。

3、實現(xiàn)全局的調(diào)度與規(guī)劃。單車智能只是進行車輛自身的規(guī)劃，缺乏全局意識，而從車路協(xié)同的角度，可以實現(xiàn)全局的統(tǒng)籌調(diào)度，既輔助決策提供最優(yōu)解，也能提升道路通行效率，這是單車智能做不到的。

換而言之車聯(lián)網(wǎng)可以讓車輛中控系統(tǒng)用上帝視角去看待這個世界。當(dāng)車輛能夠從所有的智能設(shè)備中獲得信息，就能夠快速處理這些信息并且得到最好的解決方案。回歸到具體駕駛情景，車、道路、紅綠燈、哪怕是一個探頭，都將成為駕駛的感知系統(tǒng)，提供有價值的信息。車不再是駕駛在道路上，而是在數(shù)字高速之上。

1.4. 行業(yè)發(fā)展進度：多城市試點，L3 汽車發(fā)布在即

道路測試政策逐步跟進

伴隨著技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施的成熟，實驗數(shù)據(jù)的不斷豐富，相關(guān)政策也在逐步跟上。近年來，中國和國外政府已紛紛出臺了自動駕駛的產(chǎn)業(yè)扶持和上路實驗的政策。中國的不少地方政府也出臺相關(guān)政策，加快自動駕駛汽車從道路測試。北京、上海、天津、重慶、廣州、武漢、長春、深圳、杭州、無錫、長沙、保定、濟南、平潭、肇慶等多座城市出臺了道路測試管理規(guī)范，劃定了具體道路開放區(qū)域。據(jù)不完全統(tǒng)計，截至 2019 年 2 月 21 日，全國共有 22 個省市區(qū)出臺了智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試管理規(guī)范或?qū)嵤┘?則，其中有 14 個城市發(fā)出測試牌照，牌照數(shù)量總計 100 余張。

瓜熟蒂落：L3 車型預(yù)計量產(chǎn)

在 19 年上海車展期間，L3 級自動駕駛汽車來到了臺前。無論是小鵬、威馬、零跑等新造車勢力，還是大眾、BBA、北汽、上汽、廣汽等傳統(tǒng)車企，都亮出了自家的 L3 級自動駕駛車型。以下表格的十家公司，不論是外資車企，自主品牌，還是新造車勢力，都將 L3 級自動駕駛汽車的量產(chǎn)時間定在了兩年之內(nèi)。

在自動駕駛技術(shù)、L3 及其以上產(chǎn)品、基礎(chǔ)設(shè)施和配套法規(guī)日益成熟的背景下，自動駕駛的智能化有望在近年得到快速提升。而考慮到廣闊的下游可替代市場，這一趨勢對現(xiàn)有產(chǎn) 業(yè)格局的影響和沖擊將是驚人的。

2. E/E 架構(gòu)變革，車載以太網(wǎng)迎來黃金發(fā)展期

2.1. 自動駕駛提高車載通訊需求，數(shù)據(jù)傳輸需求快速提升

車聯(lián)網(wǎng)對車輛的傳感器數(shù)量及數(shù)據(jù)傳輸性能提出了更高的要求，傳統(tǒng)車輛的對外通信需求主要是對 AM/FM 收音機信號接收、或者無網(wǎng)絡(luò)下的定位導(dǎo)航天線，其傳輸速率要求較低，數(shù)據(jù)延時性要求不高，而在 5G 車聯(lián)網(wǎng)框架下所衍生出的新應(yīng)用場景普遍對數(shù)據(jù)的傳輸速率、發(fā)送頻率、延時性、可靠性范圍、定位精度都有較高的要求。

以遠程駕駛和信息娛樂場景為例：

遠程駕駛類場景，包括遠程端為駕駛員，向車輛發(fā)送控制指令或形式建議的遠程駕駛，如遠程接管等場景，以及遠程控制端為平臺程序，對車端進行控制實現(xiàn)自動泊車，如自動代客泊車等。遠程駕駛類場景通常都屬于連續(xù)性有大帶寬上行以及低時延下行需求的場景，需滿足高速移動性需求，平臺需滿足大數(shù)據(jù)存儲能力需求，部分場景對時延和計算能力要求較高。具體來說，上行時延≤100ms，下行時延≤20ms;上行速率≥60Mbps，下行速率約 400kbps;可靠性上行一般大于 99.9%,下行大于 99.999%;定位精度≤1m。

信息服務(wù)類場景包括基于車路協(xié)同的遠程軟件升級、車載娛樂信息、差分數(shù)據(jù)服務(wù)等。信息服務(wù)類場景通常都屬于連續(xù)性有大帶寬需求的場景，需滿足高速移動性需求，平臺需滿足大數(shù)據(jù)存儲能力需求，部分場景對時延和計算能力要求較高。具體來說，與中心平臺交互時延≤100ms，與 MEC 交互時延≤20ms;部分場景上行速率>200Mbps，下行速率最高可達 500Mbps~1Gbps。

自動駕駛智能化提升，帶來傳感器數(shù)量激增

比以駕駛員為責(zé)任主體的高級駕駛輔助技術(shù)，以機器為責(zé)任為主體的自動駕駛系統(tǒng)需要面對更復(fù)雜的環(huán)境和更小的容錯空間。因此，自動駕駛程度的提升還將伴隨著兩個趨勢，即冗余性傳感系統(tǒng)的配置和各傳感器之間融合程度的提升

。今年 4 月，滴滴自動駕駛升級推出了新一代自動駕駛硬件平臺——滴滴雙子星。該平臺搭載了 50 多個傳感器，算力超過 700TOPS(處理器運算能力單位)，每秒超千萬級點云成像，而且整體造價較上一代保持不變。該平臺設(shè)計了多重冗余，不僅有核心高性能傳感器冗余，而且還擁有車載自動駕駛系統(tǒng)冗余、遠程協(xié)助系統(tǒng)冗余、前裝量產(chǎn)車型冗余等，整體上實現(xiàn)了硬件的多層冗余性配置。

比如，傳感器冗余保證了自動駕駛汽車在各個方向、各類型的毫米波雷達、攝像頭、激光雷達等感知設(shè)備都能交叉驗證，進一步提升了車輛在隧道、雨霧、逆光、黑夜等復(fù)雜場景中的感知能力。如果自動駕駛汽車中有一個傳感器壞了，或者因為各種其他原因，導(dǎo)致傳感器帶來的數(shù)據(jù)無效，那么還會有其他傳感器能夠覆蓋同一場景，交叉驗證能讓自動駕駛達到更高的安全等級。但是冗余結(jié)構(gòu)的設(shè)計雖然帶來了更好的安全性，但也額外增加了倍數(shù)成本。

綜上所述，隨著自動駕駛和車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，車內(nèi)傳感器數(shù)量激增帶來數(shù)據(jù)傳輸量大幅提升，汽車電子電氣架構(gòu)和車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)都將面臨著重大變革。

2.2. 域集中式架構(gòu)：從分散的 ECU 到集中的 DCU

汽車電子電氣架構(gòu)是汽車上所有電氣系統(tǒng)的有序集合，包括了所有電氣系統(tǒng)的線束連接和接口，數(shù)據(jù)交互，也包括了所有電氣系統(tǒng)的運行環(huán)境，是整個汽車設(shè)計的靈魂?？偩€的發(fā) 展是汽車電子電氣架構(gòu)變革的直接體現(xiàn)。

隨著 ADAS 的快速發(fā)展，分布式架構(gòu)無已經(jīng)無法適應(yīng)需求。因為 ADAS 系統(tǒng)里有各種傳感器，產(chǎn)生的大量的數(shù)據(jù)，每個傳感器模塊可以對數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，為了保證數(shù)據(jù)處理的結(jié) 果最優(yōu)化，最好功能控制都集中在一個核心處理器里處理，這就產(chǎn)生了對域控制器的需求。

目前的汽車電子電氣架構(gòu)都是分布式的，各個 ECU 都通過 CAN 或 LIN 總線連接在一起，通過工程師預(yù)設(shè)好的通信協(xié)議交換信息。Strategy Analytics 統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，各級別汽車 ECU 數(shù)量都在逐年遞增，每臺汽車搭載的 ECU 平均 25 個，而在一些高端車型中這一數(shù)量通常會超過 100 個。ECU 數(shù)量越多，總線數(shù)量必將更長，2000 年奔馳 S 級轎車的電子系統(tǒng)已經(jīng)擁有 80 個 ECU，1,900 條總長達 4km 的通信總線。

為了控制總線長度、降低 ECU 數(shù)量(或者保持數(shù)量不變)，從而降低電子部件重量、降低整車制造成本，分散的小傳感器被逐漸集成為功能更強的單個傳感器，將分散的控制器按照功能域劃分、集成為運算能力更強的域控制器(Domain Control Unit，DCU)的想法應(yīng) 運生。

所謂“域”，就是將汽車電子系統(tǒng)根據(jù)功能劃分為若干個功能塊，每個功能塊內(nèi)部的系統(tǒng) 架構(gòu)由域控制器為主導(dǎo)搭建，利用處理能力更強的多核 CPU/GPU 芯片相對集中地控制每個域，以取代目前的分布式電子電氣架構(gòu)。各個域內(nèi)部的系統(tǒng)互聯(lián)仍可使用現(xiàn)如今十分常用的 CAN 和 FlexRay 通信總線。而不同域之間的通訊，則需要由更高傳輸性能的以太網(wǎng)作為主干網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)信息交換任務(wù)。

在域集中式汽車架構(gòu)設(shè)計中，域控制器處于絕對中心，它們需要強大的計算能力、超高的實時性能以及大量的通信外設(shè)。域控制器因為有強大的硬件計算能力與豐富的軟件接口支持，使得更多核心功能模塊集中于域控制器內(nèi)，系統(tǒng)功能集成度大大提高，這樣對于功能的感知與執(zhí)行的硬件要求降低。加之?dāng)?shù)據(jù)交互的接口標(biāo)準(zhǔn)化，會讓這些零部件變成標(biāo)準(zhǔn)零件，從而降低這部分零部件開發(fā)/制造成本。也就是說，外圍零件只關(guān)注本身基本功能，而中央域控制器關(guān)注系統(tǒng)級功能實現(xiàn)。

對于功能域的具體劃分，不同整車廠會有自己的設(shè)計理念，如博世分為 5 個域：動力域、底盤域、座艙域、自動駕駛域、車身域，大眾 MEB 平臺車型為 3 個域：自動駕駛域、智能座艙域、車身控制域。

博世用六個階段來描述 E/E 架構(gòu)的發(fā)展趨勢，從簡單到復(fù)雜依次為：模塊化、集成化、集中化、域融合、車載電腦和車-云計算。這種劃分的核心思想是電子控制單元(ECU)從分布到集中。

寶馬在其下一代 E/E 架構(gòu)中致力構(gòu)建可升級、可擴展、可復(fù)用以及可移植的全新中央集中式架構(gòu)，計劃于 2021 年左右量產(chǎn)。硬件方面采用英特爾的至強服務(wù)器 CPU+3 顆 EyeQ5 共同組成一個中央計算平臺;在軟件方面開發(fā)基于 Classic AutoSAR 和 Adaptive AutoSAR 混合的通用軟件框架，自研操作系統(tǒng)。

在這場電子電氣架構(gòu)變革的浪潮下，國內(nèi)整車企業(yè)將自己定位成標(biāo)準(zhǔn)平臺的提供商，紛紛推出各自的全新電子電氣架構(gòu)，采用模塊化的開發(fā)方式，致力于構(gòu)建更加開放的零部件與功能開發(fā)生態(tài)。華為提出基于計算和通信的“CC 架構(gòu)”，由 MDC 智能駕駛平臺、 CDC 智能座艙平臺和 VDC 整車控制平臺三大域控制器構(gòu)成跨域融合架構(gòu)方案，每個平臺接入分布式網(wǎng)關(guān)構(gòu)成的骨干環(huán)網(wǎng)。在執(zhí)行部件生態(tài)上，華為希望打造接口標(biāo)準(zhǔn)，讓 MDC 與執(zhí)行部件更容易配合。在 2020 北京車展上，華為就以一款透明車，展示了其目前研發(fā)設(shè)計的域控制器架構(gòu)。

從各主要車企和零部件供應(yīng)商對未來汽車電子電氣架構(gòu)的規(guī)劃來看，集中化已成為主流趨勢。國內(nèi)自主汽車目前的電子電氣架構(gòu)主要還是分布式的，正處于集成化和集中化演進階段。

2.3. 以太網(wǎng)有望成為骨干網(wǎng)絡(luò)，全面替代其他高速總線

“多拓撲并存+網(wǎng)關(guān)集中控制”是當(dāng)前汽車總線的基本形態(tài)，總線作為一種車輛網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，是車上所有的電子和電氣部件的互聯(lián)結(jié)構(gòu)的線束表現(xiàn)，直接影響到控制器功能分配、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃。典型的拓撲結(jié)構(gòu)有總線拓撲、環(huán)形拓撲、星型拓撲、網(wǎng)狀拓撲以及他們之間的各種組合形式?？偩€的應(yīng)用可以簡化線束的復(fù)雜程度，主要類型有 CAN、LIN(本地互連網(wǎng)絡(luò))、FlexRay、MOST、車載以太網(wǎng)等。

CAN

CAN 總線的出現(xiàn)很好的解決了眾多功能模塊控制單元之間的數(shù)據(jù)交換實時性和穩(wěn)定性問題，是一種能有效支持分布式控制和實時控制的串行通訊網(wǎng)絡(luò)，在現(xiàn)代汽車的網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用中起到了基石的作用。CAN 總線采用 5V 差分信號的雙線傳輸，理論上速率可達 1M/s，汽車上一般為 125~500Kb/s。2011 年 Bosch 發(fā)布了第二代 CAN 通信技術(shù) CAN FD(Flexible Data-rate)，優(yōu)化了通信帶寬和有效數(shù)據(jù)長度，使得 CAN FD 的通信速率可達到 5Mbit/s，在大眾第八代高爾夫上獲得應(yīng)用。2020 年第三代 CAN 通信技術(shù) CAN XL 啟動，可實現(xiàn)高達 10+Mbit/s 的比特率，填補了 CAN FD 與 100BASE-T1(以太網(wǎng))之間的空白。

LIN

局部互聯(lián)協(xié)議 LIN 是一種低成本的、面向“傳感器/執(zhí)行器控制"的低速串行通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。 1998 年由多個汽車生產(chǎn)商提出，作為低速 CAN 的低成本替代方案，2001 年梅賽德斯奔馳 SL 上第一次量產(chǎn)使用了 LIN 總線;LIN 采用單主控制器/多從設(shè)備的模式,僅使用一根 12V 無屏蔽信號總線和一個無固定時間基準(zhǔn)的節(jié)點同步時鐘線。其最高傳輸速可達 20kbit/s。

FlexRay

FlexRay 總線是由寶馬、飛利浦、飛思卡爾和博世等公司共同制定的一種新型通信標(biāo)準(zhǔn)，在實時性、可靠性和靈活性方面具有一定的優(yōu)勢。寶馬公司在 07 款圖片 X5(參數(shù)|圖片)系列車型的電子控制減震器系統(tǒng)中首次應(yīng)用了 FlexRay 技術(shù)，目前在寶馬的高端車上主要應(yīng)用于事關(guān)安全的線控系統(tǒng)和動力系統(tǒng)。傳輸方式：FlexRay 系統(tǒng)中使用雙絞線電纜，兩個通道的每一條都由兩根電纜組成。FlexRay 的目標(biāo)是提供一種具有高傳輸速率的系統(tǒng)，能以確定性的方式可容錯得進行工作，并可實現(xiàn)靈活的應(yīng)用和拓展，主要用于動力總成系統(tǒng)和主動安全系統(tǒng)，以及線控系統(tǒng)。

MOST

MOST 表示“多媒體傳輸系統(tǒng)”，是一種專門針對車內(nèi)使用而開發(fā)的、服務(wù)于多媒體應(yīng)用的數(shù)據(jù)總線技術(shù)。1998 年由 BMW、Daimlerchrysler 等建立 MOST 聯(lián)盟，管理定義 MOST 總線相關(guān)規(guī)范;自從寶馬 7 系列汽車首次采用 MOST 技術(shù)以來，該技術(shù)的普及速度突飛猛進，實現(xiàn)實時傳輸聲音、視頻，滿足高端汽車娛樂裝置的需求。各控制單元之間通過一個環(huán)形數(shù)據(jù)總線連接，該總線只向一個方向傳輸數(shù)據(jù)，一個控制單元擁有 2 根光纖，一根用于發(fā)射機，另一根用于接收機。各控制單元之間通過一個環(huán)形數(shù)據(jù)總線連接，該總線只向一個方向傳輸數(shù)據(jù)，一個控制單元擁有 2 根光纖，一根用于發(fā)射機，另一根用于接機。

在 ADAS 和車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展勢頭下，現(xiàn)存的車載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)急需變革。伴隨著 ADAS 的傳感器數(shù)量不斷增加(攝像頭、毫米波雷達和激光雷達等)和包括停車輔助、車道偏離預(yù)警、夜視輔助、自適應(yīng)巡航、碰撞避免、盲點偵測、駕駛員疲勞探測等的使用場景不斷豐富，帶來車載數(shù)據(jù)量的激增。以上文所列的配備有五個雷達傳感器和兩個視頻系統(tǒng)的車輛(加上額外的其他測量值)為例，在采集和存儲期間，需要管理大約 1GByte / s 的海量數(shù)據(jù)。車聯(lián)網(wǎng)對數(shù)據(jù)傳輸速率的要求也相當(dāng)高，以信息服務(wù)類場景需求為例，下行速率可達 500Mbps-1Gbps。傳統(tǒng) MOST 的速率為 150Mbit/s，很難滿足高清視頻、圖像數(shù)據(jù)等相關(guān)需求。

隨著車輛需要越來越多的數(shù)據(jù)來支持高級駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)和自動駕駛，未來汽車中需要有一個通用的高帶寬網(wǎng)絡(luò)，來替代目前的部分網(wǎng)路。這種協(xié)議因支持較高的速率傳輸，又對于鏈路連接形式有歸一性，使整車鏈接種類降低，成本降低，同時能將汽車輕松簡便扁平化的連接世界。以太網(wǎng)是從雷達，LiDAR 和此類系統(tǒng)所需的眾多攝像頭傳輸數(shù) 據(jù)的合適選擇。車載以太網(wǎng)具有大帶寬、低延時、低電磁干擾、低成本等優(yōu)點，成為智能網(wǎng)聯(lián)汽車應(yīng)用的關(guān)鍵選擇。車載以太網(wǎng)工作在10~10000Mbit/s之間，可廣泛應(yīng)用于娛樂、 ADAS、車聯(lián)網(wǎng)等系統(tǒng)中。以太網(wǎng)會成為域間控制器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)骨干介質(zhì)，并用于代替現(xiàn) 有串行網(wǎng)絡(luò)(如 MOST 和 FlexRay)，未來高速總線將以以太網(wǎng)為主。并且以太網(wǎng)會在中速總線領(lǐng)域和 CAN 形成競爭關(guān)系，這兩種總線都有機會被應(yīng)用于底盤控制、主動安全和 ADAS 系統(tǒng)。

汽車以太網(wǎng)融入汽車應(yīng)用的發(fā)展大致分為三個階段。第一代以太網(wǎng)用于車載診斷系統(tǒng)和 ECU flashing，以太網(wǎng)和 CAN 相比，刷新時間可以縮短至其 1%，大幅度提升了診斷和刷新效率，從而節(jié)省了時間和成本。(汽車以太網(wǎng)起源)。第二代以太網(wǎng)主要用于 ADAS 和信息娛樂系統(tǒng)，車載以太網(wǎng)以單節(jié)點或多節(jié)點的形式搭載，如使用高分辨率 IP 攝像頭的全景泊車、多屏互動的高清信息娛樂系統(tǒng)等。第三代以太網(wǎng)作為汽車主干網(wǎng)，集成動力總成、輔助駕駛、車身、底盤、多媒體，真正形成域級別的車載網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。(10BAST-T1)。

上述應(yīng)用推測僅僅是站在當(dāng)下的時間維度可對汽車以太網(wǎng)應(yīng)用給出的限定和設(shè)想而已，而汽車以太網(wǎng)未來還有更多的應(yīng)用可能性。正如 6 年前無法想象 4G 網(wǎng)絡(luò)的主流使用場景是在線聽歌、看視頻，高速流量帶來的直播產(chǎn)業(yè)、發(fā)達的云應(yīng)用、便捷的手機支付。

車載以太網(wǎng)新定義，新標(biāo)準(zhǔn)新氣象

雖然帶寬要求已經(jīng)滿足，但是傳統(tǒng)以太網(wǎng)不能支持具有時間敏感性或安全性需求的應(yīng)用程序，為了支持這些要求，需要在 OSI 模型的較低層進行更改。為了使以太網(wǎng)面向汽車，開發(fā)者一直致力于開發(fā)滿足汽車行業(yè)需求的標(biāo)準(zhǔn)。在 IEEE 802.3bw 標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)定義了可以跨非屏蔽雙絞線電纜運行的 100 Mbits / s 全雙工物理接口(100BASE-T1)，使用(PAM-3) 3 級信令，數(shù)據(jù)速率為 66.67 Mbit / s，傳輸長度可以達到 15 m 的長度，如果被屏蔽則可以達到 40 m。IEEE 802.3bp 標(biāo)準(zhǔn)則涵蓋了一個 1000 Mbit / s 的接口，稱為 1000BASE-T1。兩個速度等級在關(guān)鍵 ECU 之間實現(xiàn)了超高速數(shù)據(jù)主干，并提供了更具成本效益但仍是高速的與終端節(jié)點的接口。

車載以太網(wǎng)的的差異：

1、100BASE-T1(車載以太網(wǎng))利用回音消除技術(shù)實現(xiàn)了在一對雙絞線上的全雙工通信。一些車輛使用 100BASE-TX 作為車載診斷(OBD)掃描工具。但是，100BASE-TX 無法在汽車生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)展，因為它需要兩根雙絞線。100BASE-T1 將車載生態(tài)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化為網(wǎng) 絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。

2、100BASE-T1 可通過單對非屏蔽雙絞線電纜使用以太網(wǎng)協(xié)議的音頻視頻橋接(AVB)集合，實現(xiàn)車輛內(nèi)音頻，視頻，聯(lián)網(wǎng)汽車，固件/軟件和校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的通信。用于音頻和視頻數(shù) 據(jù)的以太網(wǎng)與 AVB 配對的 100BASE-T1 可以傳輸音頻和視頻數(shù)據(jù)。這為信息娛樂和 ADAS 域中的以太網(wǎng)創(chuàng)造了機會。

以寶馬為主要例子，闡述以太網(wǎng)與域控制器之間的相互聯(lián)系關(guān)系。

在 2019 年推出的寶馬 3 系車型中，配備了更多的 ADAS 功能，寶馬 3 系的 ADAS 系統(tǒng)中前置攝像頭和遠程雷達發(fā)揮重要作用。中前置攝像頭是由 ZF 公司開發(fā)的三鏡頭攝像頭，其具有車輛周圍監(jiān)控，中距監(jiān)控和遠距監(jiān)控三個功能。另外，將前置攝像頭與遠程雷達結(jié) 合，為寶馬 3 系提供了先進的 ADAS 功能，實現(xiàn)了自動泊車，后視攝像頭，變道警告，車道偏移警告系統(tǒng)，倒車輔助系統(tǒng)，主動保護，HUD，主動巡航控制等功能。

為了監(jiān)控車輛周圍的環(huán)境，將短距雷達放置在車輛的四個拐角處，這些雷達可以檢測接近車輛的物體。安裝在車輛前后的超聲波傳感器用于實現(xiàn)輔助停車功能，位于后視鏡的攝像頭和位于車尾的攝像頭和前格柵中間的攝像頭用于實現(xiàn) 3D view 的功能。

超聲波傳感器由 bosch 提供，其最小檢測具體為 15cm，最大檢測范圍為 5.5m，寶馬 3 系總共采用了 10 個超聲波傳感器，其中前保險杠 6 個，后保險杠 4 個，這些傳感器由博世的停車距離控制模塊管理(PDC)。車輛配備了博世的 3D 視覺系統(tǒng)，該系統(tǒng)有四個攝像頭組成，其中左右后視鏡各一個，前格柵一個和一個后置攝像頭。其相機 ECU 的主芯片為飛思卡爾的 32 位處理器，接口是以太網(wǎng)。

寶馬 3 系 ADAS 系統(tǒng)與信息系統(tǒng)通過單獨的以太網(wǎng)連接，同時所有的網(wǎng)絡(luò)都連接至車身域控制器(BDC )，同時 BDC 還扮演著將 ADAS 和信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行物理隔離的作用，同時也處理接收的數(shù)據(jù)，這樣就可以在中控上顯示 ADAS 信息，并通過 HMI 控制 ADAS 功能。隨著車載以太網(wǎng)的應(yīng)用普及以及對法規(guī)方面的進一步加強，車輛的需求將會進一步被滿足。

3. 自動駕駛智能化顯著提升高速連接器單車用量

從高速連接器廠商的角度來看，每個冗余的傳感器都需要配備單獨的高速連接器，整車的車用連接器用量將會有一個顯著增幅。

提升各傳感器的融合度

目前車輛上搭載的大多數(shù) ADAS 系統(tǒng)都是獨立運作的，這就意味著它們不會與其他車輛上的系統(tǒng)交換信息。此外，車上的后置攝像頭、360 度全景系統(tǒng)、雷達和前置攝像頭都有自己的獨立任務(wù)，它們之間幾乎沒有交流。每種傳感器都有自己無法克服的缺陷，在使用多個傳感器的情況下，要想保證安全性，就必須對傳感器進行信息融合。多傳感器融合可顯著提高系統(tǒng)的冗余度和容錯性，從而保證決策的快速性和正確性，是自動駕駛的必然趨勢。想做到完美的傳感器融合，就要接受不同傳感器的輸入，并利用綜合信息更準(zhǔn)確的感知周邊環(huán)境。將不同傳感器進行融合還能換來一定程度的冗余，即使某個傳感器出了問題也不會影響車輛的安全。為了提高傳感器的總體融合度，不同的 ADAS 系統(tǒng)需要互相連接，這有可能會提高諸如以太網(wǎng)連接器等連接器的單車用量。

總結(jié)下來，自動駕駛智能化提升所帶來的對車聯(lián)網(wǎng)依賴度的提升和其余兩個技術(shù)趨勢，即傳感器的冗余配置和傳感器冗余度的提升都有利于單車高速連接器和其他連接器的用量提升，所以自動駕駛智能化的發(fā)展會拉動整個車用高速連接器件的市場。

3.1. EE 架構(gòu)變革催化下，高速連接器迎來快速發(fā)展

高速連接器可以分為 Fakra、Mini Fakra、HSD 和以太網(wǎng)連接器，以下是泰科電子高速連接器產(chǎn)品系列情況

3.1.1. 傳感器帶動 FAKRA 用量增長，集成化帶來 HFM 新增量

FAKRA 是德國天線標(biāo)準(zhǔn)，為 FAchKReisAutomobil(汽車專家團隊由來自 BMW、 Huber-Suhner，Rosenberger 等公司的工程師組成，后 Huber-Suhner 相關(guān)連接器業(yè) 務(wù)及技術(shù)在 2010 年并入 Rosenberger)縮寫。起初為 BMW 需求用于車載收音機天線連接，如今 FAKRA 已成為汽車行業(yè)通用標(biāo)準(zhǔn)的高速連接器，被業(yè)內(nèi)廣泛應(yīng)用。HFM 連接器廣泛應(yīng)用于各類 ADAS 傳感器中，因此伴隨著自動駕駛帶來的 ADAS 傳感器數(shù)量激增，單車對 HFM 連接器的用量或有顯著提升。HFM 為 FAKRA 連接器的升級版產(chǎn)品，最大程度的適配了傳統(tǒng) Fakra 的抗阻性。

Fakra 的出現(xiàn)在當(dāng)時是車內(nèi)連接技術(shù)的一場革命，因為傳統(tǒng)的“燈籠頭”(或香蕉頭)既不能保證良好的接觸，更無法實現(xiàn)射頻信號的低損耗傳輸。在收音機系統(tǒng)中，限于成本， “燈籠頭”即使不符合車規(guī)但也勉強可用。但涉及 GPS，3G/LTE 等應(yīng)用，該連接器是完全無法滿足數(shù)據(jù)傳輸需求的。

而 FAKRA 良好地解決了這些問題。在性能上，F(xiàn)AKRA 連接器達到 6GHz，符合 50， 60(限制)和 75 歐姆版本的汽車行業(yè)的堅固耐用的機械和環(huán)境要求。并且它能通過允許連接器的中心同軸插入件和連接的電纜旋轉(zhuǎn) 360 度，來確保 RF 性能。這樣的特性可能可以防止因電纜扭曲產(chǎn)生的影響電纜阻抗和信號傳輸完整性等問題。而 FAKRA 的鎖定系統(tǒng)具有主要和次要鎖定機構(gòu)，可以防止在汽車行駛中產(chǎn)生的連接器脫離事故。

目前，F(xiàn)AKRA 連接器已成為汽車 RF 應(yīng)用的主要解決方案。除日本國內(nèi)市場外，全球幾乎所有汽車制造商都需要 FAKRA 連接器作為汽車中射頻信號的傳輸標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用領(lǐng)域包括收音機天線、GPS 天線或?qū)Ш健④囕d移動通信、射頻藍牙應(yīng)用以及射頻遙控?zé)o鑰匙進入和車輛輔助加熱。FAKRA 一般采用同軸電纜，單線單芯。常見的 FAKRA 連接器由塑殼，外導(dǎo)體，中心導(dǎo)體，絕緣體，壓接套管(僅線束端連接器)和二次鎖(僅線束端連接器) 組成。

高速迷你 FAKRA(HFM)

隨著傳感器數(shù)量的激增和汽車電氣架構(gòu)的集中化，未來車輛對高速連接器的傳輸頻率要求更高。最新的車輛數(shù)據(jù)傳輸速率可到 9.6GHz。傳統(tǒng) 6GhzFAKRA 連接器將無法滿足新的需求。根據(jù) Molex 和 Rosenberger 宣布的雙向采購協(xié)議的內(nèi)容，Rosenberger 新推出的 HFM 連接器的頻率可達 15GHz，支持高達 20GB/秒的高速數(shù)據(jù)速率傳輸。除了高頻率的特性意外，F(xiàn)AKRA-Mini 連接器與傳統(tǒng)的連接器相比，結(jié)構(gòu)更小，節(jié)省空間超過 80%。隨著車聯(lián)網(wǎng)的進程速度加快，單車高速連接器的用量大幅度提升，Mini FAKRA 的節(jié)省空間的優(yōu)勢將會變得非常有價值。因為 Mini FAKRA 的高傳輸速率和小體積的優(yōu)勢，更符合域集中式汽車的需求，預(yù)計會在接下來幾年或出現(xiàn) Mini FAKAR 對傳統(tǒng) FAKRA 的替代浪潮。

考慮到 Fakra 在市場的保有量，HFM 作為其升級版產(chǎn)品，最大程度的適配了傳統(tǒng) Fakra。 HFM 特性阻抗與 Fakra 一致為 50 歐姆，最大承載電流也是 1A。 HFM 線纜與傳統(tǒng) Fakra 通用，在集成度要求高、空間小的區(qū)域，可以使用 HFM 連接器，在分向各功能執(zhí)行器處使用傳統(tǒng) Fakra。即線束一端為 HFM，另一端為 Fakra。

想要了解車用高速連接器的具體使用情境，可以以比較常見的環(huán)視 Adas 架構(gòu)為切入口。在該架構(gòu)下，汽車會通過攝像頭捕捉道路周邊的信息，緊接著攝像頭通過具備防水功能的 Fakra 高速連接器將數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄€束上，線束的另一端會連接到 HFM 連接器的連接上。采集到的數(shù)據(jù)就通過這樣的連接方式傳輸?shù)搅?AVM 即車輛的環(huán)視系統(tǒng)。再由 HSD 連接器、連接線束將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈C，最終通過 HSD+2 連接器將數(shù)據(jù)傳輸?shù)斤@示屏上。至此司機就可以看到由攝像頭所拍攝的影像了。從這個例子就可以看出，車輛僅實現(xiàn)環(huán)視需求，就需要使用多個連接器件包括防水 Fakra、HFM 和 HSD。

3.1.2. 域集中式架構(gòu)需高性能以太網(wǎng)連接器支持

汽車電子電氣架構(gòu)的集中化趨勢對高速連接器的數(shù)據(jù)傳輸性能提出了更高的要求。在現(xiàn)有的域集中化解決方案里是將數(shù) 10 個 ECU 集成到 1 個域控制器里面，這勢必對高速連接器的數(shù)據(jù)傳輸速率以及穩(wěn)定性提出了更高的要求，一個合格的車用域控制連接器至少具備良好的屏蔽性能、電性能、機械和環(huán)境性能。

以羅森伯格生產(chǎn)的 H-MTD 為例，他適用于車載以太網(wǎng)的 360 度全屏蔽的系統(tǒng)，由于良好的屏蔽性能，使得其可傳輸更高的頻率的信號，非常適用于未來預(yù)控制系統(tǒng)的連接，可避免駕駛所出現(xiàn)的黑屏、花屏以及閃屏等現(xiàn)象。在電性能方面，因為在連接器的使用過程中會有回撥損耗、插入損耗以及串?dāng)_等不利影響。H-MTD 良好的連接器結(jié)構(gòu)設(shè)計和設(shè)計驗證，使這些損耗降到最低。機械和環(huán)境性能主要跟連接器的抗振動抗溫度沖擊能力和對差后的牢固性相關(guān)，H-MTD 連接器一旦鎖死，至少需要 110 牛的力才能拔開，100 牛的力量大概可以提起 10 千克的重物，所以連接器自脫落或者被人為拉開幾乎不可能。

泰科所生產(chǎn)的 MATEnet 連接器也有相當(dāng)好的屏蔽性能、數(shù)據(jù)傳輸性能、機械和環(huán)境性能。除了 MATEnet 系列產(chǎn)品外，面向高速數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用，TE 還開發(fā)出了支持高達 100Mbps 的數(shù)據(jù)速率的 NanoMQS 連接器、為滿足信息娛樂連接需求而設(shè)計的光信號連接器平臺 MOST 連接器以及可以通過單端解決方案來實現(xiàn)最高的數(shù)據(jù)傳輸速率的 FAKRA 和 MATE-AX 連接器系列等。

從以太網(wǎng)未來傳輸數(shù)據(jù)增長情況上看，由百兆到千兆的上升還僅僅是在自動駕駛的 L1、L2 的階段，而泰科公司內(nèi)部預(yù)計到 L3、L4 的時候?qū)_到 10Gbps 甚至更高。因此，高速連接器將在未來汽車電子化的發(fā)展中，進行逐步的迭代升級。據(jù)蓋世汽車每日速遞公眾號的信息來看，泰科將有從 100Mbps、1Gbps 到之后的 12Gbps、24Gbps 速率的連接器。

在具體應(yīng)用領(lǐng)域方面，以太網(wǎng)連接器用于汽車以太網(wǎng)的模塊化和可擴展小型化數(shù)據(jù)連接器系統(tǒng)，還是以泰科所生產(chǎn)的 MATEnet 連接器舉例，MATEnet 可應(yīng)用于包括連接器以太網(wǎng)和 PCIe 在內(nèi)的車載網(wǎng)絡(luò)、后視攝像頭、多媒體、激光雷達、板載診斷、環(huán)繞攝像。

符合未來市場需求的以太網(wǎng)連接器的設(shè)計和制造是頗為不易的，隨著市場需求不斷推動解決方案逼近物理限制，連接器的實際系統(tǒng)性能已越來越接近物理極限，因此，組件開發(fā)人員的穩(wěn)健性評估和對所有關(guān)鍵容差的考量變得越來越重要。此外，所需帶寬較大時，鏈路預(yù)算較低，在進行與組件選擇和最大鏈路長度相關(guān)的架構(gòu)設(shè)計時，自由度會受到限制。但是，當(dāng)考慮所有元件公差(例如，電纜和連接器阻抗)與環(huán)境影響(例如，溫度影響、濕度和老化)時，差距會大大減小，如右側(cè)曲線陣列所示。因此，必須在系統(tǒng)設(shè)計過程中綜合考慮所有這些系統(tǒng)參數(shù)，以便在考慮了所有上述影響的最差情況下也能滿足應(yīng)用要求。

據(jù)羅森伯格亞太副總裁兼汽車產(chǎn)品事業(yè)部總經(jīng)理丁磊的發(fā)言，隨著 GPS、ADAS、360 環(huán)視等技術(shù)不斷集成到汽車中，對于速率和車內(nèi)干擾都提出了全新要求，在近兩年車內(nèi)高頻連接器已經(jīng)從過去的 1 根增長到 30 根了。”據(jù)此可以推測整個高速連接市場將有一個數(shù) 量級的成長空間。

市場預(yù)測

據(jù)羅蘭貝格(Roland Berger)公司的預(yù)測顯示，至 2025 年，中國預(yù)計有 30%的車輛無 ADAS 功能，30%的車輛具有 L1 級功能，35%的車輛具有 L2 級功能，5%的車輛具有 L3 級或更高功能。因為自動駕駛車輛的銷售增量主要貢獻于 2021 到 2025 年期間，故推測 2025 年當(dāng) 年具有 L2 級及以上的功能的汽車出貨量不低于汽車總出貨量的 40%。

據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會、天津大學(xué)中國汽車戰(zhàn)略發(fā)展研究中心發(fā)布對中國汽車市場的總銷量中長期預(yù)測顯示 2025 年預(yù)測值中值為 2697 萬輛。以 L1 及其以下功能的汽車單車高速連接器價值為 200 元，L2 及其以上功能的汽車單車高速連接器價值為 1000 元進行推測，2025 年中國車用高速連接器市場總規(guī)模為 140.24 億元。

3.2. 技術(shù)復(fù)雜、供應(yīng)鏈滲透難度大，行業(yè)準(zhǔn)入壁壘高

車用微型電連接器的行業(yè)準(zhǔn)入門檻較高，連接器的規(guī)模生產(chǎn)本身就有較高的技術(shù)資金和人員壁壘，想要實現(xiàn)對海內(nèi)外主流車廠的批量供貨，又要符合較為嚴格車廠自身和第三方驗證的相關(guān)要求，等待時間較長的驗證考核周期。

3.2.1. 微型電連接器：技術(shù)、規(guī)模、人才三重壁壘

技術(shù)壁壘

生產(chǎn)微型電連接器的技術(shù)壁壘較高。微型電連接器從開發(fā)到批量生產(chǎn)需要經(jīng)過產(chǎn)品開發(fā)設(shè) 計、模具開發(fā)、規(guī)?；a(chǎn)、產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)測試等環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)技術(shù)水平的高低直接影響微型電連接器產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。微型電連接器供應(yīng)商的技術(shù)水平和研發(fā)經(jīng)驗還直接影響新的微型電連接器產(chǎn)品的開發(fā)周期、開發(fā)成本，因此影響產(chǎn)品的供貨速度和最終成本。因此，微型電連接器企業(yè)的技術(shù)領(lǐng)先程度，特別是研發(fā)人員實力、檢測手段直接影響著產(chǎn) 品質(zhì)量和供應(yīng)速度。近年來，下游領(lǐng)先的智能移動設(shè)備廠商為了保證產(chǎn)品線的質(zhì)量穩(wěn)定、快速出貨，對元器件供應(yīng)商掌握核心技術(shù)的多寡、自主開發(fā)能力的強弱要求越來越高，因此微型電連接器的技術(shù)壁壘正在快速提高。以羅森伯格的質(zhì)控系統(tǒng)為例，羅森伯格在組裝時至少要用到四個系統(tǒng)對器件進行檢查，分別是：重復(fù)精度高的精密機器人系統(tǒng)、具有工業(yè)圖像處理能力的相機系統(tǒng)、連接維度測量系統(tǒng)、力位移測量系統(tǒng)。

資金壁壘

在微型電連接器的供應(yīng)商中，規(guī)模較大的企業(yè)具有顯著的優(yōu)勢。首先，較大規(guī)模的企業(yè)可以有充裕的生產(chǎn)能力滿足多個客戶的試制、開發(fā)新產(chǎn)品的需求，有利于企業(yè)儲備更多技術(shù) 和擴充業(yè)務(wù)線;其次，較大規(guī)模的企業(yè)可以在短時間完成大規(guī)模的訂單，滿足大客戶在響應(yīng)速度上的需求，同時在生產(chǎn)效率、采購成本、管理費用上能獲得規(guī)模優(yōu)勢;較大規(guī)模的企業(yè)有較多的彈性產(chǎn)能，易于把握市場機會、應(yīng)對市場波動，增強企業(yè)發(fā)展壯大的實力，降低企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營風(fēng)險。

為了實現(xiàn)擴充規(guī)模，微型電連接器供應(yīng)商需要投入大量資金，這是因為微型電連接器的產(chǎn) 品開發(fā)、模具開發(fā)、生產(chǎn)制造、檢測環(huán)節(jié)都需要較多資金。以模具開發(fā)環(huán)節(jié)為例，微型電連接器供應(yīng)商需要使用高精度的模具加工設(shè)備，如高精度的線切割、放電火花機、磨床等設(shè)備，價格高昂，部分設(shè)備的單價在百萬元以上，這對企業(yè)的資金實力提出高要求。因此，資金實力雄厚、規(guī)?；潭雀叩奈⑿碗娺B接器供應(yīng)商有著顯著優(yōu)勢，行業(yè)有較高資金和規(guī) ?；趬?。

人才壁壘

在微型電連接器的產(chǎn)品設(shè)計上，國內(nèi)的對口設(shè)計人才較為緊缺，構(gòu)成行業(yè)的人才壁壘。目前，國內(nèi)大學(xué)缺少連接器方面的專業(yè)學(xué)科，國內(nèi)也缺少對連接器相關(guān)的基礎(chǔ)理論進行系統(tǒng) 研究的專門機構(gòu)，從事連接器設(shè)計的專業(yè)人才基本上都是企業(yè)培養(yǎng)的，而國內(nèi)有較高設(shè)計水平的微型電連接器企業(yè)還比較少，因此國內(nèi)培養(yǎng)微型電連接器設(shè)計人才的能力較為有限。同時，微型電連接器產(chǎn)品更新?lián)Q代速度加快，技術(shù)水平日益提升，對設(shè)計人員提出的要求也不斷提高。設(shè)計人員既要有多年的設(shè)計經(jīng)驗積累，又要有較強的學(xué)習(xí)能力，始終掌握行業(yè)的領(lǐng)先技術(shù)方向，這加劇了國內(nèi)微型電連接器設(shè)計人才的緊缺程度。

3.2.2. 汽車廠商的供應(yīng)商篩選：標(biāo)準(zhǔn)嚴、周期長

對零部件制造企業(yè)而言，由于整車制造企業(yè)的動力平臺具有相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性和較長的生命周期(一般會在 5-7 年，期間若有局部優(yōu)化，生命周期將獲得適當(dāng)延長)，一旦整車制造企業(yè)將其選定為零部件供應(yīng)商，就傾向于同其建立長期固定的合作關(guān)系。整車制造企業(yè)會從供應(yīng)商歷史交付業(yè)績、質(zhì)量管理、生產(chǎn)能力控制的角度考慮，傾向于保持現(xiàn)有的供應(yīng)商數(shù) 量和供應(yīng)鏈體系的穩(wěn)定。

汽車零部件制造企業(yè)必須滿足整車制造企業(yè)的內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)和要求，具備客戶認可的技術(shù)研發(fā) 能力、質(zhì)量保證能力、生產(chǎn)制造能力、成本控制能力等多方面的能力認定。一般來說整車制造企業(yè)對供應(yīng)商的認證過程包括技術(shù)評審、質(zhì)量體系評審、價格競標(biāo)、模具開發(fā)與制造、試驗、檢測、小批量生產(chǎn)、裝機試用產(chǎn)品試制、小批量試用、批量生產(chǎn)等多個階段。由于認證過程較為嚴苛，因此從產(chǎn)品開發(fā)到實現(xiàn)大批量供貨，整個過程一般需要 1-2 年的時間。

鑒于整車制造企業(yè)對合格供應(yīng)商有著極其嚴格的資格認證及考核，因此零部件制造企業(yè)一旦被納入整車制造企業(yè)的合格供應(yīng)商目錄，就會形成較為穩(wěn)固的長期合作關(guān)系。新進入企業(yè)需要在產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)能力、工藝過程，質(zhì)量控制、價格和溝通能力等多方面顯著超過原有供應(yīng)商，才能獲得整車制造企業(yè)的認可。

汽車零部件制造企業(yè)要進入整車制造企業(yè)供應(yīng)鏈，還必須通過嚴格的第三方質(zhì)量管理體系認證。整車制造企業(yè)對零部件制造企業(yè)進行嚴格的選擇和控制，零部件制造企業(yè)必須建立國際認可的 ISO/TS16949 質(zhì)量管理體系及 ISO14001 環(huán)境管理體系，其中：ISO/TS16949 體系要求受審核方必須具備至少 12 個月的生產(chǎn)和質(zhì)量管理記錄，同時在認證有效期內(nèi)，第三方獨立機構(gòu)每年還要進行復(fù)評。因此獲得上述認證周期較長，成本較高。2016 年，國際汽車工業(yè)組(IATF)已經(jīng)正式發(fā)布了汽車行業(yè)新版質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn) IATF16949:2016。該標(biāo) 準(zhǔn)提升了組織的質(zhì)量規(guī)范，提升了與安全相關(guān)的部件和過程要求，強化了產(chǎn)品可追溯性要求等; 其次，整車制造企業(yè)還要對零部件制造企業(yè)的各個方面(如質(zhì)量、成本、技術(shù)研發(fā)、制造、物流、管理等)進行嚴格的打分審核，并進行現(xiàn)場工藝過程審核。

每一類配套產(chǎn)品都要經(jīng)過嚴格的質(zhì)量審核(包括該類產(chǎn)品歷史質(zhì)量業(yè)績表現(xiàn))，并經(jīng)過一系列的產(chǎn)品檢測、試驗、裝機和測試等評估過程。即便是已經(jīng)獲得訂單的項目，也要經(jīng)過整車制造企業(yè)嚴格的過程評審程序后，零部件制造企業(yè)才能實現(xiàn)批量生產(chǎn)。因此對于新進入的企業(yè)，質(zhì)量管理體系認證、工藝過程審核和產(chǎn)品認可共同構(gòu)成了新的市場參與者的進入壁壘。