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1.1 智能座艙定義

根據百度百科給出的釋義，智能座艙（intelligent cabin）會整合各類信息技術與人工智能技術，搭建整車一體化全新數字座艙平臺，既能給駕駛者帶來智能化駕乘體驗，也有助于提升行車安全水平。現階段海內外針對該領域已開展大量相關研究，典型方案便是在車輛 A、B 柱與后視鏡位置加裝攝像頭，以此實現駕乘人員情緒識別、年齡判定、車內遺留物品檢測、安全帶佩戴狀態監測等多項功能。

傳統汽車行業里，車內各類影音娛樂設備通常被稱作車載信息娛樂系統，英文縮寫為 IVI（In-Vehicle Infotainment）。該系統搭載車載專屬中央處理器，依托車身總線網絡與互聯網服務構建而成，屬于車載一體化綜合信息處理平臺。車載信息娛樂系統可承載豐富功能，涵蓋 3D 導航、實時路況播報、網絡電視、駕駛輔助、車輛故障診斷、車況信息查詢、車身部件控制、車載移動辦公、無線通信、線上影音娛樂以及 TSP 后臺服務等多項應用，大幅推動汽車朝著電子化、聯網化、智能化方向升級。

在一些新能源車的宣傳中，智能座艙是為用戶打造的"第二生活空間"。通過多模態人機交互系統，以及更具智能化的AI 助手，讓用戶能夠充分享受愉悅自由的出行時間。

從技術層面拆解闡述，其核心邏輯為：于整車座艙域部署多路信息采集輸入單元與多通道多媒體輸出外設，搭配高算力車載處理芯片，構建具備智能人機交互能力的車載 AI 交互終端；依托該軟硬件體系，使車輛座艙空間能夠滿足用戶在出行全時域下的舒適體驗訴求，同時支撐多維度人車情感化交互需求。

信息輸入：

人車交互的交互媒介已突破傳統物理按鍵、觸摸屏、基礎語音交互的邊界。各類新型環境與人體感知硬件持續落地裝車，衍生出語音助理、手勢識別、聲源定位、人臉生物識別、全息成像等多元化信號輸入方案，并在新一代智能整車中實現規?；钶d與普及應用。

信息輸出：

智能座艙端的信息輸出硬件正朝著多屏幕融合、超大尺寸顯示、虛實融合沉浸式顯示的技術路線迭代。包含中控娛樂顯示屏、儀表與副駕聯動雙聯屏、多聯一體化三聯屏，以及搭載虛實融合能力的 AR、VR 車載終端、全車環繞式車載音響等輸出設備，成為智能座艙核心差異化硬件配置。

高算力芯片：

為適配上述新一代車載信息采集與顯示輸出硬件，需搭載高算力車載系統級 SOC 芯片。該類芯片集成高性能運算 CPU、圖形渲染能力優異的 GPU、專業音頻信號處理 DSP，以及可實現多模態人工智能推理與模型訓練的 NPU，協同組成智能座艙域的核心運算控制單元。

1.2 智能座艙意義

新能源汽車的經銷模式呈現出極具行業變革意義的轉變。傳統燃油車依托 4S 店體系完成整車銷售，消費者需前往對應品牌線下 4S 門店實地看車，再按需預約試駕，選定車型后完成訂車流程，后續等候車輛交付。各品牌 4S 門店布局分散、間距較遠，消費者單日可走訪對比的門店數量十分有限。

現如今新能源汽車徹底革新了乘用車銷售模式，各大城市大型商場一層往往集中開設數家乃至十余家新能源汽車體驗門店，店內只擺放靜態展車，消費者可自由上車體驗各類車載功能，有購車意向后再預約試駕，也正因展車無法動態行駛，用戶對車輛的第一印象完全來自智能座艙，具備科技感、溫馨感與舒適感的座艙體驗能夠有效拉動客戶購車意愿，而十多家品牌門店集中陳列的形式還方便消費者直觀橫向對比，深刻影響潛在購車人群的選擇。

大數據調研結果表明，用戶針對座艙智能化硬件配置的消費認知與使用習慣仍處在培育階段，但超六成消費者認可座艙智能配置的實際價值，且具備明確的需求轉化潛力，充分說明市場端座艙智能化配置的用戶需求具備廣闊增長空間；《汽車智能座艙白皮書 (2021)》相關數據也佐證，在消費者購車考量要素排序中，智能座艙位列第二，重要程度僅低于車輛安全配置。

結合 IHS Markit 最新調研數據，在消費者購車決策核心考量維度中，座艙智能化配置水平位列第二，重要性僅次于整車安全配置，已然超越動力性能、車內空間、購車成本等傳統選車指標，足以說明座艙智能體驗現已成為影響用戶購車判斷的核心因素。

相較于全球各大成熟汽車市場，國內消費者長期深度使用移動互聯網與智能手機，因此對車載座艙智能化配置具備更高關注度，座艙相關智能硬件在國內用戶購車決策中所占權重也顯著更高。

拋開表層價值不談，汽車座艙智能化立足于用戶真實出行場景，為使用者帶來直觀可感知的智能駕乘體驗。消費者的購車需求也發生了層次升級，從早期關注車輛安全、乘坐舒適等基礎生理層面訴求，逐步進階至情感陪伴、身份認同等更高層次需求，用戶期待把手機承載的親密社交場景無縫延伸至車載座艙空間當中。

2.1 智能座艙架構

伴隨電子電氣架構（EEA）迭代升級，智能汽車邁入多域融合發展時期，并持續向中央計算 + 區域控制的全新架構形態演進。當前智能汽車電子電氣架構已整合劃分為三大核心域，分別是自動駕駛域 AD、智能座艙域 CD 以及車身控制域 VD；其中智能座艙域控制器 CDC 為全車座艙智能化功能提供統一算力支撐平臺。下文將梳理智能座艙所涵蓋的各類軟硬件體系。

由于目前大多數EEA的架構都處于在向中央計算-區域控制的階段演進中，因此我們來看一下典型的智能座艙域控制器在中央計算-區域控制EEA中的地位：

智能座艙軟件將按照如下的系統架構層級進行分層：

基于 SOA 服務化架構的智能座艙體系可劃分為五層架構模型，最底層為硬件層，搭載攝像頭、拾音麥克風、車載音響、觸控顯示屏、實體按鍵等多模態人車交互外設；同時依靠高算力智能座艙域控制器 CDC，為整套硬件體系提供核心算力底座支撐。

硬件層上層為操作系統內核與硬件抽象層，系統底層可依托 Type1 型 Hypervisor 完成硬件虛擬化處理；當前智能座艙領域主流操作系統內核包含 QNX、Linux、Android 等。硬件抽象層能夠對底層硬件 API 接口進行統一封裝抽象，實現各類硬件設備資源池化調度，以此兼容不同供應商生產的硬件外設。

其上一層為服務框架層，依托 SOA 設計思想，該層級提供 SOC 面向服務通信、SORS 面向服務復用共享機制以及 SOSA 面向服務軟件架構；搭建完成整套服務框架后，可高效實現跨域之間的服務調用與功能融合。

服務框架層之上則是分解后的原子化服務程序庫。在需要向智能座艙提供的功能中，將分解為各項原子化服務，形成可調用的程序庫。

架構最頂層為各類智能化應用業務，以智能迎賓功能為例，該業務會調度底層各類原子化服務，包括人臉識別、距離感知、燈光迎賓、電控車門、座椅姿態調節等基礎服務，組合聯動后構建完整、人性化的迎賓交互場景。

2.2 主要場景

對于智能座艙來說，可以簡要歸納一下其主要的應用場景：

為了支持上述主要應用場景，可以識別和劃分出各種原子化服務能力，例如：

2.3 座艙域控制器

在智能座艙的底層硬件體系中，無疑座艙域控制器CDC占有絕對的核心地位。CDC一般是由一顆高算力的SOC芯片作為核心，再輔以相關功能安全芯片，外圍輔助配套芯片等，形成完整的座艙域計算單元。

CDC中的高算力SOC芯片，主要包括CPU，GPU，NPU等部件。其中：

• CPU用于通用邏輯運算，比如說系統調度、外部資源訪問等。

• GPU：座艙SoC芯片需要進行圖像的3D渲染、圖像拼接以及運行大型的3D 游戲等應用，因此座艙SoC芯片需要高算力的GPU子系統。

• NPU：作為神經網絡算法的加速器，負責處理AI方面的計算需求。CDC中的NPU主要用于處理艙內攝像頭和麥克風所采集的視頻和音頻數據，并為多模態交互的AI助手提供算力支持。

• 外圍接口：CDC需要使用大量的外圍接口來支持多種硬件設備。例如，需要DP接口支持顯示屏，需要MIPI-CSI接口支持攝像頭，需要I2S接口來支持音響和麥克風等。

我們以特斯拉的座艙域控制器簡單舉例說明一下：

重點關注技術：

1. 一芯多屏

傳統座艙解決方案中，中控顯示屏、儀表等各子系統相互獨立，通常采用單顆芯片單獨驅動一套系統。伴隨座艙智能化升級，座艙域控制器實現了儀表、抬頭顯示 HUD、流媒體后視鏡等設備的高度集成，硬件架構也由一芯驅動單系統 / 單屏幕，轉變為單顆車載 SoC 統一承載多套系統與多塊顯示屏。

一般而言，數字液晶儀表盤涉及車輛安全，需要滿足ASIL-B標準，通常采用QNX或Linux系統；

娛樂系統需要運行豐富的娛樂功能，通常采用Android系統。“單芯單屏”方案下，不同系統通過不同芯片支持，不存在跨系統問題；而“單芯多屏”方案中，跨系統運行所帶來的計算效率的降低較為明顯。

2. 虛擬化與硬隔離

為了解決一芯多屏的跨系統運行問題，在CDC的SOC芯片中，需要考慮用什么樣的技術途徑來解決。一般會采用2種不同的技術：虛擬化Hypervisor或者芯片內部硬隔離。

虛擬化指的是在操作系統和硬件之間插入Hypervisor層，根據虛擬機對計算單元、內存等的調度，實現對硬件資源的動態分配。這種方式比較靈活，對硬件資源的利用效率較高。但問題在于會帶來系統性能的損失，同時Hypervisor軟件的授權費用不菲。

硬件隔離是指在座艙 SoC 芯片設計階段預先劃分專屬硬件資源，針對液晶儀表、中控娛樂屏所需算力、內存、顯示接口等資源提前規劃并物理隔離，各子系統資源相互獨立、不可共享。該方案優勢顯著：各系統運行性能互不干擾，功能安全隔離等級更高，同時無需額外支付虛擬化軟件授權成本；但短板同樣突出，硬件資源利用率偏低，系統間無法互通復用資源，功能拓展能力受限。舉例而言，若芯片前期設計未預留 HUD 顯示相關硬件資源，后續便無法依靠單顆 SoC 新增支撐 HUD 顯示功能。

3. 多模態交互

座艙域內通常通過 DMS 攝像頭采集駕駛員狀態信息，依靠 OMS 攝像頭感知車內乘客狀態，搭配麥克風陣列完成分區聲源定位與語音識別。當前行業已產生多設備融合的落地需求，整合 DMS、OMS 與麥克風陣列硬件，實現多模態感知交互能力，這就要求座艙域控制器 CDC 具備充足 AI 算力，支撐多路異構感知數據運算以及多維度人車交互處理。

4. 跨域融合

將座艙域控制器 CDC 與自動駕駛域控制器 ADC 整合至統一中央計算平臺，是電子電氣架構 EEA 迭代演進的主流趨勢。在中央計算 + 區域控制器架構體系下，中央計算平臺統一承載自動駕駛、智能座艙、整車控制三大模塊業務，一方面對平臺的數據傳輸吞吐量與實時運算處理性能提出更高標準；另一方面海量數據運算會帶來更大功耗與發熱，倒逼廠商打造精細化硬件方案；同時 ADC、CDC、VDC 多域深度融合的復雜系統，也對整車軟件研發實力提出嚴苛要求。

中央計算平臺的融合，有2個層級的含義。

其一，是將三個域控制器集中在一個盒子內，它們可能由多塊PCB板構成，并且還分由不同的芯片來實現對應的功能。

其二，是將三域融合到一顆芯片上，這樣無論從功耗，PCB面積，整體系統成本均有優勢。

盡管 2023 年已有多家芯片企業著手推進 CDC 座艙域與 ADC 自動駕駛域的芯片融合研發，但現階段尚不能判定智能座艙芯片與自動駕駛芯片可完全實現一體化集成。無論是技術落地難度、兩類業務的市場需求差異，還是芯片供應商自身的配套能力等多維度考量，域控芯片融合這條技術路線仍存在諸多待攻克的挑戰。

自動駕駛域與座艙域二者對應的應用場景、功能定義、性能指標均存在顯著差異，就當前行業現狀而言，二者并無強制融合的必要。倘若強行將兩套系統集成，芯片選型、外圍電路設計需要同時滿足兩套完全不同的標準，在成本控制與性能取舍之間難以平衡，會給研發人員帶來大量工程設計難題。

單 SoC 艙駕一體方案雖能達成座艙與自動駕駛的深度融合，但座艙、智駕兩大業務在功能訴求、功能安全規范、信息安全標準以及各類算力配比側重上存在巨大差異；若將二者集成至同一顆芯片內部，系統復雜度會急劇攀升，短期內很難誕生一款單 SoC 產品可同時兼顧兩類場景的全部嚴苛需求。

5. 數據安全與功能安全

智能座艙系統設計中，信息安全（Security）與車輛功能安全（Safety）均是不可忽視的核心要點。其中 Security 聚焦座艙操作系統的信息防護與數據加密機制，座艙作為用戶移動生活空間，會存儲大量敏感個人數據，包括身份認證信息、支付憑證、私人隱私資料、各類網絡賬號等；一旦數據發生泄露或遭到網絡入侵攻擊，將會給用戶帶來嚴重損失，因此信息安全防護具備極高優先級。

Safety 則對應車輛本體的功能安全，是另一項核心議題，汽車行業在此領域已積累成熟完善的落地經驗，ISO 26262 便是行業核心規范。智能座艙系統需圍繞功能安全開展全場景風險分析，識別各類會威脅整車安全的潛在隱患，并嚴格遵循該標準完成對應的安全設計與管控。

3.1 智能座艙演進回顧

1. 收音機時代

2000年左右，所謂的“車載信息娛樂系統”一直都只是一個收音機而已，這種情況到磁帶播放機出現才發生改變，而隨后磁帶播放機又被CD播放器所取代。簡單的收音機和CD播放器構成了那個時代座艙的娛樂體驗的全部。

2. 導航時代

這時的座艙主流應用是車載導航，音樂，空調，藍牙電話等。汽車座艙系統開始導入網絡連接功能，由一個T-Box盒子實現汽車與外部世界數據連接。液晶娛樂顯示屏也開始出現在汽車座艙內。車載導航系統通過GNSS系統接受衛星導航信號，將可以直接在汽車顯示屏上顯示導航信息；藍牙電話功能將使得在車內通話更為便捷與合規：手機可作為語音通話的傳送通道，而藍牙將作為汽車與手機之間的橋梁。

3. 數字時代

隨著新能源車的發展，車載娛樂系統也開始實現進化。中控娛樂大屏，語音識別和交互，座艙設備數字化，車載娛樂操作系統，OTA升級等各項技術在汽車座艙內蓬勃發展。車機的易用性，流暢性，可與智能手機等消費類電子比擬的娛樂技術紛紛得到應用。蘋果的Car Play操作系統，谷歌的Android Automotive 操作系統允許將汽車座艙功能與智能手機功能連接起來，實現手機應用與車機應用的融合。

4. 智能時代

這時的特征主要是AI助手、多模態識別與人機交互、生物識別等。這個階段的目的是以人為中心的移動空間，為用戶打造第二生活空間，全方位的生態服務。

3.2 主要廠商

在智能座艙的發展中，有幾類廠商扮演了重要的角色，首先以一幅圖來了解主要角色分類：

1. 傳統供應商

在傳統汽車行業中，Tier2廠商負責生產零部件，Tier1廠商負責將零部件進行集成設計，并為主機廠提供集成后的系統級部件。主機廠則從自身品牌角度出發，將系統與設備集成，創造產品，實現價值增量。

當智能座艙逐漸演進發展時，出現了Tier0.5的概念。Tier0.5廠商就是具有強大的技術能力，能夠將Tier1廠商的零部件系統進行集成與整合，為主機廠提供完整的座艙解決方案。

由于智能座艙產業發展涉及各類軟硬件的集成以及解決方案的提供，因此供應商會結合自身所提供的不同產品類型，不斷切換身份，導致產業邊界不斷拓寬且漸趨模糊。

2. 主機廠

主機廠包含傳統的車企以及所謂的“造車新勢力”。傳統車企即是所謂的老牌汽車廠商，它們擁有品牌底蘊，同時擁有成熟的汽車研發，生產，供應體系。

造車新勢力就是在新能源汽車浪潮中涌現出來的一大批新品牌。它們以特斯拉為代表，其特征是電動化，智能化，網聯化。

在當前汽車產業不斷變化演進的時代，主機廠也未必就坐等Tier1, Tier0.5廠商來為它們提供完整的座艙解決方案，反而有可能主動出擊，自己承擔起相關的研發和生產任務，實現所謂的“全棧自研”。

3. 互聯網/科技公司

互聯網和新科技公司，以自身完善的應用生態和底層系統開發能力，為主機廠，Tier0.5，Tier1等廠商提供必要的新技術，以及軟硬件支持。在這一點上，互聯網/科技公司等，扮演的又是Tier2的角色。

我們可以看一下，智能座艙行業有哪些主要廠商：

從以上分析可以看出，當前的汽車行業發展確實處于一個跨界，融合，集成的網狀競爭格局。夸張一點的說，“百年未有之變局”。在這場科技與新經濟的發展浪潮中，如果不能盡快跟上時代的變化，“百年老店”也有落伍和被顛覆的危險。在智能手機對功能手機的顛覆性變革中，蘋果與諾基亞已經告訴了我們一個耐人尋味的故事。

參考文獻：

1. 中國汽車座艙智能化發展市場需求研究報告

2. 汽車智能座艙白皮書

3. 中信證券-新能源汽車行業特斯拉系列研究專題

4. 國科礎石-汽車軟件全景圖

來源：CSDN博主「風禾萬里」

https://blog.csdn.net/didaliping/article/details/144013877?spm=1001.2014.3001.5502