罗兰贝格研报“Computer On Wheels”解读：汽车产业价值链的颠覆性变化

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汽车的新四化使得汽车电子的地位大幅提升，软件定义汽车成为共识，罗兰贝格2020年最新研报甚至将汽车称为“带轮子的计算机”，而不再是汽车。研报认为这一趋势正促使汽车价值链发生“颠覆性”的结构变化。针对受挑战最大的OEM和Tier1，研报评估了汽车电子与半导体最新趋势，并给出了一些参考建议.

Part1 趋势

首先来看下价值链上的参与者正在的发生的变化（图A）：

• OEM：大幅增加在软件开发、模块集成甚至半导体设计方面的投入，以抢占在整个价值链和关键功能上的控制权；如Tesla
• 半导体厂商：提供更强算力、支持更多功能集成在一起的SoC/SiP解决方案，甚至将业务拓展至应用层面的软件开发；如Mobileye
• EMS和ODM供应商正在向工程和集成电路领域扩张，与其他公司相比，他们能提供无与伦比的规模优势；
• 软件供应商：原本毫不起眼的角色正借助中间件及应用层面软件的开发全面参与价值链竞争；
• 传统Tier1：全面受挤压，原有的业务模式难以为继，尤其是在控制器软件方面的控制权正逐渐丧失。

图A：价值链上的连锁反应，Tier1最受伤

显然，汽车价值链上的参与者正在重新定位自己，利润池也在转移。其中半导体公司可能是最大的赢家,而Tier1最受伤。

接下来看下这些变化背后的驱动因素，主要有5个：

1. 汽车E/E架构的日益集中化，催生了SaaP（软件产品） 这一新业务；
2. SoC的功能和算力越来越强大，导致软件的复杂度和开发成本急剧增加；
3. 功率电子日益成为新型电力驱动的差异点，如第三代半导体材料SiC及GaN的应用；
4. 电子物料成本的增长将超过一倍，电子料的采购正成为采购供应链管理的关键能力；
5. 跨OEM、跨供应商的行业联盟日益增多，以降低开发风险。

Part2 启示

研报从出行服务、自动驾驶、数字化互联和电气化四个方面，简称MADE，详细分析了四个方面的趋势对于汽车电子物料成本的影响。而对于这背后海量的技术开发趋势，研报重点针对影响较大的三个方面：新的E/E架构、自动驾驶芯片和新的动力总成材料进行了剖析。在此我们对前两个略作解读。

首先，对于新的E/E架构，研报认为接下来五年的重点将是整合了同一个域内多个单一功能控制器的域控制器，并在未来进一步集中（图E）。在这个过程中优先考虑的将是启用新特性、确保可扩展性、提高效率以及降低成本。这给行业带来的启示主要有：

1. 域控制器所集成的功能将持续增多，同时对于安全关键和非安全关键功能之间的隔离要求日益提高；
2. 域控制器所采用的SoC技术复杂度和成本都将提高；
3. 新架构将复杂性从硬件转移到软件，应用程序和功能软件将越来越多地通过标准接口和软件，如AUTOSAR，实现与SoC和操作系统的分离。
4. 硬件将变得更加标准化，从而使得汽车软件成为一个单独的产品，信息安全也将成为关键问题。
5. 生态系统中的所有参与者都需要新的软件和电子工程能力，此外，新的(敏捷)管理过程和组织结构也反映了软件工程中高速的开发周期。

图E：集中化的E/E解决方案

其次，针对自动驾驶的集中式计算架构开发为汽车半导体功能带来了巨大的飞跃。原本功能单一的MCU升级为同时带有CPU、GPU、TPU以及专门用于AI加速的NPU的超级SoC（图F）。这一快速的进化带来的启示有：

1. 随着Nvidia、Intel、Apple、ARM以及诸如IntuitionRobotics、Hailo Tech和国内的HiSilicon等初创企业开发新的基于人工智能的架构，它们正成为创新的驱动者；
2. 从参考设计到应用，软件正成为半导体产品不可或缺的一部分。因此，OEM将越来越多地直接与原本属于Tier2的半导体企业合作，传统的Tier1一定程度上被绕过了；
3. 自动驾驶芯片开发成本很高，预计最终只有少数的几家半导体供应商能活下来；
4. 大型开发生态系统正在出现，以管理复杂性和分担自动驾驶芯片开发的成本和风险。这些合作通常以OEM和半导体供应商为中心，Tier1和软件供应商为辅；
5. 半导体部件不能像传统汽车部件那样购买，它们需要被设计到系统中。因此，OEM和Tier1需要重新考虑它们在电子价值链中的长期地位；

图F: 汽车控制芯片的飞跃

Part3 对策

面对如此复杂的挑战，行业参与者该如何应对呢？研报提供了一些参考答案，并专门为Tier1提供了具体的建议。如果Tier1不能适应新的现实，他们将遭受最大的损失。在此我们简要总结下研报提出的对策：

1. 准确定义自身在价值链中的位置，找准自己的核心价值主张。这个评估过程中，可以尝试问自己一些问题，比如对于Tier1，可以思考“面对Nvidia或Mobileye等新平台提供商，我们如何才能保住Tier1的地位?”，“我们如何从SaaP业务中盈利，或者继续让软件赋能硬件，通过硬件来盈利？”
2. 建立电子、半导体和软件方面的能力。没有一家公司能够发展出管理电子和软件供应链中所有要素的专业技能，或者承担它们的成本。因此，汽车行业正在经历一个竞争对手之间大规模合作和联合的时期。他们的目标是创造一个包含多种技能的复杂生态系统，降低风险，提高能力，并分担自动驾驶的开发成本。目前有两大联盟处于领先地位:一家是由宝马、FCA、奥迪和Intel/Mobileye组成的联盟，另一家是由丰田、通用汽车和英伟达组成的联盟；
3. 采取战略性的采购方法。汽车电子产品和半导体的采购尤其具有挑战性，而且成本高昂，主要原因在于质量及生产要求高、用量少（图J）、工作环境恶劣和寿命长。解决方案在采购关键的半导体元件时，OEM需要直接与半导体供应商合作，而非经由Tier1。
4. Tier1需要重新考虑如何保持竞争力。传统的Tier1面临着来自各方的夹击。他们的地位受到上游和下游现有企业以及新企业不断增长的能力的挑战。Tier1有三个选择，但每一个都同样具有挑战性:
   a. 掌握完整的系统，在系统知识上竞争，在系统层面优化成本，而不是在组件或ECU层面。这条道路需要将系统知识和设计能力与电子、软件、机械部件和架构的能力相结合。
   b. 保持技术领先，避免大规模竞争。不断调整产品组合以适应技术发展趋势，并在创新方面不断进行重大投资。
   c. 大幅增加规模，与全球电子巨头竞争。这条道路可能需要大规模的无机增长为代价。

图J：汽车行业SoC的用量与其它行业的比较

Part4 结语

首先，行业参与者需要根据特定的电子和/或半导体核心竞争力，将其差异化领域明确定义为产品和技术战略的一部分。
其次，参与电子价值链需要与这些核心竞争力和差异化领域明确一致。额外的伙伴关系或收购可以帮助消除能力差距或改进业务案例。
最后，所有的参与者都可以从调整他们组织的技能、工具、采购和开发策略中受益。电子和半导体的开发和采购需要以价值为导向和战略性的，而不是事务性的。
这些行动可能决定了不同角色在未来汽车电子和半导体领域的成功与否。