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近些年来，在国家大力发展新能源汽车的政策推动下，新能源汽车的市场占有率逐渐走高，汽车不断向智能化发展。智能座舱、智能驾驶作为汽车智能时代双子星，有望伴随汽车电动化的浪潮蓬勃发展。其中智能座舱作为连接用户与车的最直接载体，因其最容易触达用户，并且搭载了用户在车载场景下的交互终端（中控），成为了新能源汽车弯道超车传统汽车的重要切入点。
从车内看，智能座舱是座舱内饰、座舱电子产品的综合创新、升级和联动。同时也将与智能手机、手表等实现互联，进而与智慧家庭、智慧办公等场景无缝衔接，助力互联的全面打通，最终实现将汽车由单一的驾驶、乘坐工具升级为一个以消费者为中心的“智能移动空间”。 从车外看，智能座舱将通过车联网、无线通信、远程感应、GPS 等技术，与车外的各项基础网联设施、联网设备实现 V2X（Vehicle-to-Everything）联结。感知交通信号、路况、车外娱乐生活场景信号，助力自动驾驶感知层和决策层的工作，进而推动高阶自动驾驶的实现。除此之外，为了提高座舱 AI 算力，模拟人的思考、更懂人、感知人，从而主动精确地提供服务，座舱内部的决策运算工作也将扩展至车外，在车载芯片外建立独立感知层，由云端计算中心统一提供 AI 算力。
智能座舱将经历四大发展阶段，逐步走向“第三生活空间”的最终形态。 - 阶段一，电子座舱：这一阶段，智能座舱进展主要在基础技术层面，通过将汽车 EE 架构域内整合、系统分层，决定汽车新的软硬件定义方法。
- 阶段二，智能助理：提升车辆内部感知能力，驾驶监控系统（DMS）、抬头显示系统（HUD）等开始渗透。
- 阶段三，人机共驾：车内感知和车外感知相结合，车辆支持自主或半自主决策，主动感知需求，向人提供服务。
- 阶段四，第三生活空间：车辆使用场景生活化、丰富化（出行规划、主动订餐、智能内容推送、影音娱乐、自动停车+充电+找车，自动付费），在车上体验线上线下无缝联动的空间体验。
就当前阶段人机共驾来看，有如下特征：
- “一芯多屏”：芯片算力提升，中控屏的尺寸、数量增加，多屏之间由一个域控制器控制，能够无缝流转；
- 多模交互：多模态交互（声音、手势）和生物识别（瞳孔、表情、指纹等）；
- 万物互联：5G+T-Box 车联网建设，座舱实现 C-V2X 的移动互联；
- 软件定义汽车：智能网联，空中下载软件更新（OTA），车主能持续为已购车辆添加或启动新功能。
智能座舱行业由四大驱动因素驱动：政策、技术、资本、消费需求。
1. 政策层面 近年来我国明确了建立汽车强国的战略目标，智能座舱是政策红利直接受益赛道。国家出台多项政策、文件支持智能网联（5G）基建及智能网联汽车发展，为智能汽车行业发展创造了有利的环境。智能座舱作为智能汽车关键、先行领域，是政策红利的直接受益赛道，尤其是一些聚焦行车安全的座舱部件比如驾驶监测系统（DMS）等受明确的法规推动，效果显著。
2. 技术层面
a. 汽车 EE 架构变革，底层软硬件解耦，支持软硬件分别开发 座舱域计算平台集中化，座舱各部件的软件、硬件能够分别开发。汽车电子电气架构革新，从分布式架构走向域控制器架构，过去分散的边缘计算开始集中化，逐渐形成座舱域控制器方案。在新方案下（座舱域控制器&域内集中），各个硬件的控制计算统一集中在同一颗 SoC 芯片上，不同的操作系统也可以在虚拟机的承托下运行在同一个硬件计算芯片上。计算硬件与软硬件不再绑定，开发过程变得更加灵活。
b. 芯片算力提高，异构设计兼顾高性能、高安全性要求 SoC 芯片的车规级运用解决了传统的车载芯片 MCU 在智能座舱上的运用遇到了算力不足、无法兼容的难题。SoC 即系统级芯片。一颗芯片上除了 CPU 之外，还集成了 GPU、RAM、ADC/DAC、Modem、高速 DSP 等。
算力方面，SoC 芯片的 CPU 算力从数 KDMIPS（用于测整数计算能力，每秒钟可以执行的指令数量）提升到百余 KDMIPS；集成 GPU，极大提高了处理视频、图片等非结构化数据的能力，满足高端智能座舱系统对车载娱乐的需求；集成 NPU，大幅提高 AI 运算的效率，能满足智能座舱的智能化交互体验要求。 兼容性方面，SoC 芯片多采用异构内核，具备“普适性”，能适配不同的操作系统，如 QNX、Linux、Android 等；也有部分公司，如华为，开发多内核设计的 SoC 芯片，针对性适配自家的鸿蒙系统，能更好地发挥鸿蒙系统优越的 AIoT 终端连接能力。
c. 软件架构向 SOA 升级，更好的满足维护和迭代需求 SOA 架构即“面向服务”的软件架构，是一种软件架构的设计技术，在汽车端的应用，是“软件定义汽车”的技术基础，也是众多车企打造智能座舱软件平台的方向。SOA 架构能满足智能座舱频繁迭代需求，为开发新的软件、消费者共创软件功能提供便利技术支持。能节省主机厂、供应商双向的集成成本。
3. 资本层面 a. 多方资本入局智能座舱，激发生态活力
b. 智能座舱相对更易落地，商业化进程更快 实现难度相对较低，智能座舱商业化进程加速。座舱成果易被感知，助力车企产品差异化实现。
4. 需求层面 消费者个性化需求成长，尤其新一代年轻消费者注重科技感的交互体验，寻求个性化体验。据 HISmarkit 调研数据，61.3%的用户认为座舱智能化配置极大提升购车兴趣，17.4%的消费者认为智能座舱是买车必购配置；并且，消费者对座舱内产品的智能化水平的关注程度已经超过座舱座椅舒适度、空间宽敞度、设计美观度、零部件质量等因素，在年龄位于 25-35 岁的年轻消费者中，这一偏好更为显著。
智能座舱产业链可分为上游、中游、下游三个环节。 上游环节可分为硬件和软件部分，硬件部分主要包括功率半导体、显示面板、PCB 以及芯片等。软件部分包括底层操作系统，基于操作系统能够衍生出中间软件和应用程序等。 中游主要包括仪表、HUD 等零部件，通过与上游的硬软件整合，集成到下游的终端车厂形成完整的智能座舱系统。
1. 上游 a. SoC芯片 SoC 即系统级芯片，是域控制器核心计算部件。通常集成 CPU（中央处理器）、GPU（图形处理器）、NPU（神经网络单元）等多个处理单元，能够支持高性能计算、图形计算、AI 计算、音频处理等多项功能，具备强大的计算性能，也是座舱域控制器实现多硬件融合控制的关键核心，实现“一芯多屏”。 汽车运行环境的复杂性以及对行驶安全的刚需，使得汽车芯片具备高车规级要求、长进入周期、市场规模和利润受限等特性，造就了较高的行业壁垒。由于种种壁垒，国内芯片厂商对开发车规级芯片的意愿较低，具备先发优势的外资汽车芯片厂商掌控国内汽车芯片市场。
b. 操作系统 车载操作系统（OS）是管理和控制智能汽车硬件与软件资源的底层系统。
按照对底层系统改动程度划分，汽车操作系统可以划分为基础型 OS、定制型 OS、ROM 型 OS 三大层次。
QNX 由加拿大公司 QSSL 开发，目前由黑莓公司掌控。QNX 使用微内核架构，驱动程序、文件系统、应用程序等均在微内核之外空间运行，能够实现组件间相互独立，避免因单个组件错误造成内核故障、系统崩溃。由于 QNX 内核精巧，因此其具备高安全性、高稳定性的特点，也是全球第一款通过ISO26262ASIL-D 安全认证的智能座舱操作系统，被广泛应用于安全稳定性要求较高的座舱仪表系统以及自动驾驶系统中。
Linux 在 1991 年正式发布，系统代码完全开源，能够实现定制开发，主要用于车载娱乐系统上。其次，Linux 使用宏内核，将驱动、文件系统、网络协议等包含于内核中，内核结构更为紧凑，能够充分发挥硬件性能。 Android 是由 Google 公司基于 Linux 内核进行开发，随着 Android 在智能手机等移动终端渗透率提升，生态开发者逐渐增多，应用生态也趋于完善，同时由于兼容性较好，Android 也被广泛搭载着在车载娱乐系统。国内各大自主车企、新势力、互联网厂商大多以 Android 为基础开发自己的操作系统，如吉利GKUI、蔚来 NIO OS、比亚迪 DiLink 等。
为填补国内基础操作系统的空白，阿里巴巴、华为等国内企业积极研发车载操作系统，率先开发基于Linux 的定制型操作系统，在此基础上推出独立自研的车载 OS 内核，有望打破基础操作系统领域长期被国外垄断的局面。 AliOS 是阿里巴巴基于 Linux Kernel 自主研发的面向多端的操作系统，能够应用于手机、平板电脑、电视、车载系统、物联网等。斑马智行基于 AliOS 开发了新一代智能座舱操作系统，采用了多核分布融合结构，能够同时满足车内不同域的功能隔离和功能安全要求。
鸿蒙 OS 是华为研发的基于微内核的面向全场景的分布式操作系统，采用了 Linux 内核、鸿蒙微内核和LiteOS 的混合内核设计，具备分布架构、低延迟、高安全及生态互享等优势，是首个拥有双安全认证的开源操作系统。华为基于鸿蒙 OS 发布了鸿蒙座舱操作系统 HOS、智能驾驶操作系统 AOS 以及智能车控操作系统 VOS 三大车载操作系统，其中鸿蒙座舱系统 HOS 针对智能座舱多外设、多用户、多应用、多并发、快速启动等场景化需求，增量开发了 12 个车机子系统和一芯多屏、车规高可靠、多业务并发、窗口自适应、基础能力组件 5 大业务增强能力，能够大幅减少定制系统开发工作量和成本，提高智能座舱开发效率。
c. 基础硬件 ● PCB PCB 是电子元器件的重要支撑体。PCB（printed circuit board，印刷电路板）是重要的电子部件，是电子元器件电气连接的载体。车用 PCB 需求快速增长，一方面由于汽车对高频率和高速传输数据需求，另一方面新能源增加了电控领域对 PCB 的需求。 按照类型分，汽车 PCB 主要类型包含 5 类，分别是柔性 PCB、刚性 PCB 板、软硬结合板、HDI 板以及LED PCB。由于材质与特性的不同，各类型 PCB 拥有不同的应用场景。
● 功率半导体等传统电子类 智能电动汽车中，动力系统从由燃油车的发动机转变为“三电”系统（电池、电机、电控），因此需要大量的功率半导体实现电力转换及控制，从而提高能量转换率、减少功率损耗。功率半导体被广泛用于电动车多个系统，如逆变器、车载充电系统、电控系统、热管理系统等，其中逆变器用功率半导体占比最高。 IGBT 与 SiC 是两种常用功率半导体。IGBT（绝缘栅双极晶体管）是复合而成的功率半导体分立器件，其控制极为绝缘栅场效应晶体管，输出极为双极型功率晶体管，因而兼有两者速度和驱动能力的优点，是取长补短的复合型功率器件。碳化硅（SiC）是一种介电击穿强度更大、饱和电子漂移速度更快且热导率更高的半导体材料。当用于半导体器件中时，碳化硅器件可以提供高耐压、高速开关和低导通电阻。鉴于该特性，其将成为有助于降低能耗和缩小系统尺寸的下一代低损耗器件。
● 显示面板 中控屏是座舱内最大的车载屏，是车载信息娱乐系统功能的主要端口，主要以悬浮屏、一字屏等方案来表现科技感。未来中控屏“语音”控制或更多代替“触控”。中控屏在传统座舱中的形态是小尺寸的液晶车机屏，座舱域芯片从车机屏芯片发展而来。LCD 即为液晶显示面板，主要依靠背光源发光。屏幕向一芯多屏、高清化、交互多模态化、大尺寸方向发展。 车载屏幕显示技术主要有 TFT-LCD，OLED，Mini LED 和 Micro LED，目前 TFT-LCD（薄膜晶体管液晶显示器）是最普遍的产业化方案，但在智能座舱上应用性能有局限，屏幕显示技术有望从 TFT-LCD向 Micro LED 发展。Micro LED 技术就是将 LED 小型化、矩阵化。Micro LED 微米级别的像素间距使其可以轻松适配从中小尺寸显示到中大尺寸显示等各个应用场景，集成了 LCD 和 OLED 的全部优势，具有画质高、能耗低、寿命长等显著优点，但制造工艺难度大，生产成本高。
中控屏供应商以国外企业为主中控屏主要国外供应 商有大陆、电装、伟世通、博世、佛吉亚、日本精机、马瑞利、矢崎、安波福等，国内供应 商有德赛西威、华阳、友衷科技等。 ● 内饰
氛围灯、声学系统、座椅等内饰装置构筑了车内立体场景，赋予了用户在消费体验上的升维。
氛围灯：作为装饰与指示的结合体，一方面，通过不同种类的灯光载体以及色彩变化可以营造出科技感、未来感的氛围效果；另一方面，利用氛围灯控制器对不同的氛围灯节点进行精准控制，并在高算力的连接和高效率的总线传输下，可以实现与驾驶员场景相匹配的智能环境感知控制。
声学系统：消费需求提升叠加技术应用场景突破，驱动声学系统“量+价”提升。从量级来看：声学系统作为沉浸式体验的信号输出方，在语音等多模态人机交互消费需求驱动下逐渐向高端化、个性化趋势发展，多频扬声器、功放等声学配置量不断增加。
车内座椅：座舱作为移动办公、生活、娱乐的多角色集成者，座椅也新增记忆、加热、按摩等智能化功能提升舒适度。同时，智能座椅亦能与 ADAS 等功能结合，发挥其安全性能。如在前车与自身车辆处于危险距离时，或者驾驶员处于疲劳驾驶状态时，座椅会振动发出警告以引起驾驶员及乘客的注意。随着 AI 技术的内嵌，座椅的控制方式也将摆脱传统的机械按键模式，发展为 APP 控制、手势控制、感知控制等主动控制方式。此外座舱座椅以结合人体工学，在座椅嵌入音响、按摩、通风等功能或结合真皮材质来实现造型材料的升级，提升舒适度和科技感。
d. 中间件层 又称系统服务层，居于操作系统之上，应用之下。中间件可提供一系列丰富的组件和接口，应用程序借助此层提供的接口，访问操作系统提供的服务，具体包括文件系统、图形用户界面和任务管理等。目前常见的中间件包括 AutoSAR、ROS 等。 e. 算法层 智能座舱算法主要分为四类： - 驾驶员面部识别类：包含人头识别、人眼识别、眼睛识别等；
- 驾驶员动作识别类：手势动作识别、身体动作识别、嘴唇识别等；
- 座舱声音识别类：前排双音区检测、声纹识别、语音性别识别/年龄识别等；
- 座舱光线识别类：座舱氛围灯、座舱主体背景、座舱内饰等。
f. 虚拟层 Hypervisor 承担着分配硬件资源，融合多个操作系统的职责。Hypervisor 运行于硬件设备与操作系统之间，在虚拟化环境中，Hypervisor 可调度 CPU 内核、外部设备、内存区域等硬件资源，并为每个虚拟机分配不同资源。同时，在 Hypervisor 协调控制下，多个操作系统在硬件方面实现资源共享共用，在软件方面保持独立、互不干涉。当其中一个操作系统出现软件出现故障时，其他操作系统仍可继续正常运行。Hypervisor 虚拟化是实现“一芯多屏”的基础。 g. 应用层 应用层包含应用程序种类繁多，主要包括车载地图、车载导航、车载语音，由众多互联网公司及相应的细分行业厂商提供。应用程序层位于软件层次结构的最顶层，负责系统功能和业务裸机的实现。
2. 中游 域控制器（DCU）概念的提出主要是为了解决信息安全，以及 ECU 数量增多、计算能力受限的问题。智能座舱 DCU 可以集成车载信息娱乐系统、液晶仪表、HUD 等系统/功能，接收传感器信号、计算并决策、发送指令给执行端。 a. HUD抬头显示 HUD 是通过将行驶速度、导航等重要行车信息投影到风挡玻璃上，使驾驶员在不低头的情况下能够看到重要行车信息以提高驾驶安全性。
按成像的方式进行分类，HUD 主要分为 C-HUD、W-HUD、AR-HUD。
b. 驾驶显示系统 驾驶显示系统也就是仪表。传统的驾驶信息显示系统是提供车速、转速、水温等信息。目前发展成全液晶仪表，除了传统需要显示的信息之外，还能显示车辆电量电压、联网情况、导航信息、预警信息等。后续发展将显示更多的安全和娱乐信息，有望与车载信息娱乐系统一体化融合。
c. 流媒体后视镜 将车内后视镜变成一个实时后方路况显示屏，主要通过高清的外置后视摄像头对车辆后方的实时路况进行拍摄，后视镜以屏幕代替传统镜面将图像呈现出来。 目前流媒体后视镜多采用 LCD 显示屏，未来流媒体后视镜将更多采用柔性屏；流媒体后视镜的摄像头安装位置与 ADAS 摄像头高度相似，均是位于传统外后视位置附近或车辆尾部。在功能上，流媒体后视镜与 ADAS 盲区监测、并线辅助等存在一定的交集。从产品成本、功能实现及空气阻力等方面考虑，两者有望实现一体化。
d. 车载通讯系统 T-box 作为网联化功能实现的必要条件，能够实现万物互联。T-Box，即 Telematics-Box，又称 TCU（车联网控制单元），指安装在汽车上用于控制跟踪汽车的嵌入式系统，包括 GPS 单元、移动通讯外部接口电子处理单元、微控制器、移动通讯单元以及存储器。T-Box 主要用于车辆和后台系统/手机APP 通信，实现手机 APP 的车辆信息显示与控制。可以帮助用户远程启动车辆、打开空调、远程解锁、远程座椅加热等。
e. 信息娱乐系统 也就是中控屏+车载信息系统，由传统中控台发展而来，目前发展成为一个综合平台，集成了车载 DVD、倒车影像、与智能手机互联的投影模式、多媒体、WIFI、蓝牙、辅助泊车等功能。国内智能座舱由车载娱乐系统逐步转型增加车载信息系统。 f. 后座娱乐系统 后排乘客的专享娱乐配置，具备通讯、办公、上网、外接游戏机等功能。现阶段后排液晶显示市场仍处于培育期，整体渗透率不足 2%，发展潜力大。 g. DMS/OMS 车内监控 ● DMS 驾驶员监测系统 视觉 DMS 主流方案是摄像头+红外技术：摄像头拍摄驾驶员眼球运动、面部表情，并传输到芯片板进行视频解码、计算和 AI 识别，输出定义为疲劳、分心等的动作信号，在通过人机交互途径（语音、声音、仪表警报、安全带收紧）警示驾驶员。视觉方案对摄像头成像性能、芯片算力要求较高，需要拍摄足够清晰的视频、大量解码视频与图片信息。同时，因为要链接到对功能安全要求较为严苛的 ADAS 系统，DMS 还需要额外的系统评估和 ASIL 认证。
● OMS 乘客监测系统 针对乘客的监测系统，即 OMS，监测对象包括乘客、宠物、遗留物等，能够监测乘客年龄、状态、情绪。可以监测乘客妨碍驾驶的危险行为，也可以避免儿童、宠物等被遗留在密闭的车厢里。当车辆熄火后，所有车门关闭、车锁上后，毫米波雷达会开始检测，如果循环检测后，后排没有生命体征，就会停止工作；如果后排有生命体征，则会在 30 秒内进行报警。 OMS 三种主流技术方案： - 压力传感器方案：类似安全带报警系统，相对成熟，成本低，但无法细致分别对象；
- 摄像头方案：类似 DMS 主流方案，摄像头多集成在内后视镜，成本基本可控，但存在隐私隐患和遮挡物体无法识别的弊端；
- 毫米波雷达方案：能够穿透衣物、布料等遮挡物监测生命体征，也能穿透人体的部分肌肉组织，测量人的呼吸、心率等，一般安装在座舱车顶，确保覆盖整个座舱区域，价格较贵
3. 下游 下游整车企业造车新势力包括以特斯拉、理想、小鹏、蔚来等为代表，产品都配备了部分或全部的智能座舱部件，同时在提升消费者体验方面推出了很多新功能。传统车企如大众、吉利、上汽、比亚迪、长城等相继推出多款安装智能座舱产品的车型，通过逐步打造配置智能座舱的电动车和推出搭载了智能座舱相关的零部件的传统燃油车，向智能化转型。
以上是对于智能座舱方面的分享。
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