对汽车智能座舱未来发展趋势的思考和预判

于德营 刘锷居

一、汽车智能座舱发展概述

汽车智能座舱是指采用先进的传感、计算和通讯等技术，对车辆内部环境进行实时感知、分析、调节及控制，以提供舒适便捷和安全驾乘体验的车内环境。智能座舱可通过感知驾乘者的身体姿态、生理状态、行为习惯等信息，与汽车控制系统进行数据交互和协同，实现“千车千面”的个性化驾乘体验。

（一）汽车座舱发展历程

按照实现功能方式，可将汽车座舱发展历程分为机械化、电子化和智能化三个阶段。20世纪80年代以前属于机械化阶段。汽车座椅、方向盘等部件均为机械件，仪表盘采用简易的机械指针，配置简单的收音机，控制开关主要采用物理按键，各部件相互独立，功能单一。从20世纪80年代至2015年属于电子化阶段。座舱内配备单一电子显示屏，极少数高端车型开始应用全液晶仪表；部分物理按键替代为触摸开关，娱乐和导航功能广泛应用，此时的电子显示屏分辨率较低、响应速度慢，舱内整体集成度和智能化程度较低。2015年之后进入智能化阶段，全液晶仪表、大尺寸中控屏、多联屏、流媒体后视镜、语音交互、抬头显示等新技术开始应用，智能感知和场景化服务不断增强，信息娱乐系统功能逐渐丰富，交互方式趋于多样化，智能座舱功能集成度持续提高。

（二）汽车智能座舱分级

根据中国汽车工程学会2023年5月发布的《汽车智能座舱分级与综合评价白皮书》，智能座舱可按照人机交互、网联服务、场景拓展三个技术维度分为L0—L4五个级别，在人机交互维度，按照座舱任务的执行过程表述为感知主体和执行主体，等级越高表示智能座舱任务主动交互能力越强；在网联服务维度，按照座舱任务的服务内容分为从舱域服务到社会级服务的四个等级，不同等级表示智能座舱任务服务内容的不断丰富；在场景拓展维度，按照座舱任务的执行范围分为舱内场景和舱外场景，不同等级表示智能座舱任务执行场景的不断拓展。汽车智能座舱分级如表1所示。

表1 汽车智能座舱分级

数据来源：《汽车智能座舱分级与综合评价白皮书》

（三）智能座舱未来发展阶段

截至目前，智能座舱已完成L0、L1级的技术迭代，步入L2级发展阶段，具备在舱内外部分场景下的主动感知与主动执行能力，可持续升级的云服务能力逐渐普及。具备舱内全场景、舱外部分场景下主动感知与主动执行能力的L3级智能座舱开始逐步导入，预计将在2025年左右完成过渡，L4级智能座舱预计将在2030年开始导入。智能座舱分阶段发展里程碑如图1所示。

二、发展智能座舱的意义

（一）促进汽车产业发展

全球汽车智能座舱市场规模保持快速增长态势，消费者对座舱智能科技的配置需求逐渐提升。据IHS markit调研数据，61.3%的用户认为良好的座舱体验将极大提升购车兴趣，智能座舱配置水平成为仅次于安全配置的第二大类关键要素，其重要程度已超过动力、空间与价格等要素，这一偏好在年龄位于25~35岁的新一代消费者中尤为显著。推动智能座舱技术迭代升级，提升量产车标配搭载率，可有效提高消费者购车意愿，促进汽车产业发展。

（二）持续提升用户体验

随着智能网联、智能驾驶和智慧城市技术的发展，汽车的产品形态将被重新定义。以人工智能和大数据驱动为依托，智能座舱的使用场景将更加丰富，汽车将不再是单纯的代步工具，用户在车内即可实现休息、娱乐和办公等需求。根据驾乘者的偏好、习惯和需求，提供更加舒适、智能的驾乘体验，不断实现信息、娱乐、互联等功能的全面深度融合，让座舱成为家居和办公场景之外的有效延伸，打造人们未来的“第三生活空间”。

（三）延伸汽车价值链条

智能座舱推动汽车服务、运营和数据变得更加重要，车企可通过OTA、车载APP等功能提升用户体验及归属感，增加用户的活跃度；通过商业运营引入第三方生态合作伙伴，拓展汽车市场的商业模式，提升产品的附加值。尽管大部分企业目前尚未在座舱附加服务上获得即时收益，但用户的付费意愿逐渐升高，消费习惯正逐渐养成，为延伸汽车产业价值链奠定了基础。

三、关于智能座舱发展的思考

（一）智能座舱发展迅速，装配率有望不断提升

据华经产业研究院数据，2022年，全球智能座舱市场规模为325亿美元，中国为123亿美元；预计2026年全球市场规模将达到440亿美元，中国市场规模将达到183亿美元，年复合增长率14.2%。根据高工智能汽车研究院监测数据，2022年我国乘用车前装标配智能座舱交付795.05万辆，同比增长40.59%，前装搭载率为39.89%。从装配车型来看，中高端汽车智能座舱装配率较高，达57.4%，10万元以下的低端汽车装配率最低，仅26%。未来，汽车企业仍需降低智能零部件成本，继续提升中低端汽车智能座舱装配率，满足更广泛用户群体的使用需求。

（二）交互方式持续拓展，数据资产有待挖掘利用

越来越多的汽车采用数字仪表及中大型中控屏，为驾乘者提供极富科技感的画面展示；部分汽车开始搭载流媒体后视镜、抬头显示系统（HUD）及后排显示屏，为消费者提供完善的导航、周围环境及娱乐信息；语音识别、人脸识别、触摸控制、手势识别、虹膜识别等人机交互技术也逐渐在高端车型中开始应用，以进一步提升交互体验。复杂的交互方式背后，需要对海量的数据进行训练，以便使人机交互效果更加智能化，但目前行业内尚未形成通用有效的数据训练模型，难以加速迭代应用；受限于信息安全管理尚不完善，汽车企业和用户对于公开和共享驾驶及使用数据的意愿较低，导致难以获得足够的数据。未来，国内政府、企业、第三方机构需围绕数据采集、使用、管理等方面，制定完善满足信息安全要求的法律法规和标准规范，使数据资产得到充分有效利用。

（三）座舱显示引领发展，市场规模亟需扩大

中控屏作为人机交互的关键窗口，已成为汽车标配，2022年渗透率达到90%。国内在智能座舱显示领域已占有一定市场优势，相关企业产品占全球市场份额的45.3%，居主导地位，其中京东方与天马合计占比达30.7%。HUD处于起步阶段，渗透率约10%，2022年国内HUD市场中，韩国LG占比39.9%，怡利电子占比21.8%，华阳集团占比21%，高性能产品主要依赖国际品牌，国内企业逐渐崭露头角。未来，国内企业仍需进一步提升产品性能、质量、性价比，逐步扩大市场规模。

（四）语音交互优势凸显，产品性能仍需优化

语音交互是车内新型交互方式，正由后装向前装市场渗透，语音识别及交互功能前装标配搭载率从2019年的49.2%提升至2022年的60%以上，预计2025年国内前装市场规模可达32亿元。得益于国内语音识别技术的飞速发展，国内相关企业在定制化需求和产品迭代上具有较强的市场竞争力。根据共研产业咨询调研数据，2022年我国智能语音市场科大讯飞占比达11.4%，百度智能云占比10.4%，阿里云占比10.2%，腾讯云占比6.9%。未来，国内企业应进一步提高语音识别的精确性和多轮对话的流畅性，强化语音交互技术在汽车上的应用，推动智能汽车高质量发展。

（五）核心部件自主率较低，国产替代期待加速

智能座舱芯片及操作系统是决定系统性能的关键。2022年，全球座舱芯片市场由恩智浦、瑞萨、德州仪器占据中低端市场大部分份额，高通占据高端市场80%份额。国内座舱芯片市场方面，高通、德州仪器、英特尔、英伟达等企业占据90%以上，华为、芯擎科技、芯驰科技等国内企业也推出了座舱芯片，但市场份额较低。国内汽车企业的座舱操作系统90%以上采用Android或Linux，虽然华为的HarmonyOS和斑马的AliOS已较为成熟，但还未实现大规模量产装车。未来，国内芯片及操作系统企业仍需抓住汽车市场快速发展的有利契机，与汽车或零部件企业联合开发，加快技术和产品迭代与验证，取得大规模装车应用的机会。

四、智能座舱十大发展趋势预判

（一）座舱显示多元化

座舱显示作为人机交互的核心窗口，逐渐引起各大汽车企业高度重视，各大车企在硬件配置、软件架构、UI界面等方面不断推出差异化的解决方案以满足驾乘者需求，未来，屏幕形态将呈现多样化发展趋势，除了目前广泛采用的横屏、竖屏、旋转屏、悬浮屏以外，未来还将从平面屏到曲面屏演进，为用户开启全新的视觉体验。十英寸以上的大屏、一车多屏及多屏联动将成为未来市场主流。除了将屏幕作为展示内容和信息的重要载体以外，HUD、车窗投影、天幕显示、透明A柱、AR/VR、裸眼3D、全息投影、智能表面等技术也将在座舱内应用，逐步形成显示方式多元、成象空间开阔、投影效果清晰、核心技术先进的显示系统。

（二）人机交互多模化

目前主流的人机交互模式以单模交互为主，在某些场景下难以提供良好的用户体验，虽然部分汽车已具备语音识别、人脸识别、手势识别、虹膜识别、眼动追踪等多模功能，但各模块独立发挥作用，信息难以被整合应用。未来，多模态将融合AI大模型技术，在模型层面对各模态训练数据进行融合，整合图像、声音、动作等不同模态信息并综合处理，以进一步提高交互的精准性和便利性。该技术更贴近人的交互方式，且有利于加速“被动式交互”向“主动式交互”升级。

（三）语音交互智能化

语音交互是目前智能座舱的主流控制方式，2022年智能座舱搭载自然语音识别技术的比例已超过70%，但在多轮对话、分区交互、情感性等方面仍存在一定问题，如难以通过对话领会命令实质，分区控制精准度不足等。随着人工智能技术的发展，语音交互将向更加精准的方向发展，在智能对话方面，搭载新一代人工智能的车载语音系统将具备自主学习能力，可结合上下文及语境与驾乘者进行多轮对话，增加驾驶的便捷性与趣味性；在多区交互方面，多区声源识别系统可根据不同分区的声源进行空调调节、升降车窗等操作，同时配备音区锁定和跨音区连续对话功能，以充分满足车内多人交流的复杂场景；在播报音色方面，语音助手的语气、情感等将更贴近真实人声，拟人程度将得到显著提高。

（四）座舱场景个性化

随着消费者对于场景多样化体验的需求不断提升，基于场景化的主动交互和基于用户个性化的座舱配置将成为未来发展的重要方向，汽车将按照娱乐、休息、商务办公等不同场景拓展细分市场。在娱乐方面，座舱内将配置巨幕影视及视频资源，为用户提供沉浸式观影体验，同时还可支持竞速、益智等电子游戏；在智能车灯方面，允许自定义可编程智能大灯的投影图像和智能交互灯的显示图像，为用户提供个性化的交互场景；在休息及商务办公方面，方向盘、座椅等车内设备可自动调整位置和方向，为用户提供舒适的休憩场所或面对面交流的宽阔空间。此外，智能座椅还配备按摩、加热和通风，以及自动调整位姿参数等功能，为用户提供舒适的乘坐体验。

（五）座舱芯片高端化

随着座舱系统生态日益开放，移动端应用向座舱大量迁移，单个芯片需运行多个操作系统以分别满足不同分区对安全性、娱乐性的需求，“一芯多屏”的发展趋势也将对芯片算力和系统兼容性提出更高的挑战。算力方面，未来高性能SoC芯片将具有更高主频，可支持多屏幕高清输出、硬件虚拟化及多操作系统；内置高性能AI单元的芯片可支持舱驾一体，拥有更强的核间资源调度能力，可实现算力无缝迁移。安全方面，芯片将内置硬隔离的独立安全岛，集成安全检测模块，可满足ASIL B及以上功能安全等级认证。系统兼容性方面，高性能SoC芯片将采用异构内核，具备较强兼容性，可适配QNX、Linux、Android、Harmony等不同操作系统，为多样的座舱功能提供底层支撑。

（六）操作系统融合化

伴随汽车电子电气架构从分布式向集中式演进，智能座舱也将进一步提升集成化程度，向多系统融合方向发展。操作系统作为支撑智能座舱各项功能实现的核心，也将呈现融合化发展趋势。目前，汽车企业主要采用多操作系统、中间件和应用层融合的解决方案，打通车机、仪表等智能化部件，同时逐步突破多核异构分布式的智能座舱操作系统，实现单系统对整个智能座舱域的支持。随着舱驾融合芯片产品的陆续推出，操作系统舱驾跨域融合将成为发展趋势。更长期来看，将出现融合大模型技术的车云一体、整车智能操作系统产品，车内各域功能全部运行在一套操作系统或同一套编程接口之上，基于标准化接口快速响应新功能需求。

（七）智能硬件互联化

5G及新一代通信技术将促进汽车智能网联生态与其他领域、行业的生态融合。通过车用无线通信（V2X）技术实现车侧和路侧海量信息实时交互，为车辆提供“上帝视角”，覆盖车端感知盲区，提升驾驶安全性。在线导航技术将实时更新道路信息，实现从个体最优到全局最优路线规划，以提升车辆及道路使用效率。通过“端—管—云”技术，实现智能推荐、智能语音、远程控制、驾驶行为分析等。车内交互也将实现互联转型，智能座舱利用摄像头获取驾驶员信息，当检测到疲劳驾驶时发出警告｡结合ADAS高级驾驶辅助系统，智能座舱能够形成360°环视监控信息，使驾驶员在狭窄路况下也能轻松驾驶｡此外，智能手机可与汽车互联形成“硬件共同体”共享算力，以更加高效便捷地实现人脸识别、情绪识别、疲劳检测和车内多模交互等功能。

（八）数据信息安全化

智能座舱涉及算法开发、道路测试、实际应用等各个阶段所产生、收集、共享使用的各类数据，涉及国家道路信息和用户隐私，数据安全问题将被提到更新的高度。企业需面向车辆数据和用户个人信息，围绕数据收集、传输、存储、使用、共享和销毁等全生命周期，从硬件及软件层面强化系统安全设计，进行动态安全防护，构建可见、可管、可控的数据安全体系。此外，随着舱驾一体平台的逐步应用，硬件核心芯片和系统设计将满足更高的ASIL功能安全等级。

（九）座舱材料环保化

智能座舱的绿色低碳将成为行业关注焦点，座舱选材更加注重触、嗅健康，确保内饰安全、无异味，充分保证驾乘者健康、舒适。在绿色织物方面，将广泛使用渔网、聚对苯二甲酸乙二醇（PET）塑料瓶等环保回收材料以及麻纤维等天然材料制作地毯、座椅面料；在绿色装饰方面，将逐步应用天然可再生藤木制作装饰条；在绿色表面方面，将采用环保热塑性聚烯烃（TPO）表皮、液态可喷涂型阻尼隔音材料（LASD）、环保隔音垫、低散发聚丙烯（PP）塑料、水性胶粘剂、水性聚氨酯（TPU）弹性体等材料。

（十）座舱服务健康化

智能座舱将引入人体生理特征识别、健康检测等功能，以实现对用户的健康关怀和健康管理。在体征检测方面，将采用高精度毫米波雷达与人体呼吸浓度分析技术实时监控车内生命体征，并在需要时通过手机APP、短信或电话进行预警，同步开启空调通风，预防安全事故。

驾驶员行为监控方面，非视觉DMS向视觉DMS转化将成为趋势，FaceID成为主要功能切入点，面部监控和更高级的眼球追踪功能将被逐步采用；智能座舱还可与智能穿戴设备等智能硬件互联互通，时刻监测用户的健康信息，在必要时主动给予预警和服务。空气净化方面，更多车型将配备N95级空气净化系统，将健康体检、智能语音助手、环境感知技术融为一体，有效隔离病毒、细菌、有害微粒等。

课题组成员：于德营、刘锷居、汪志鸿、李红燕

李宗阳、马天泽、陈炳全、孙源涵

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