一个车规级ECU要卖多少钱
汽车
2024-10-23 08:33
上海
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如果要选一个字来代表今年身处汽车行业的感受，那这字估计一定就是“卷”。对我们的工作来讲，就是卷加班；对于OEM来讲，就是卷汽车的配置和售价；对于Tier 1来讲，就是卷零部件售价和项目的开发费用，对Tier 2来讲就是卷芯片或零件价格。前段时间曾听一个做电子零部件的一个朋友讲，现在的汽车行业，一个电子模块如果你敢卖300，就有人敢卖200；一个项目你敢要开发费，就有人敢免费开发，只要能拿到定点，简直是太卷了。那么开发一个车规级电子模块或者说ECU到底要卖多少钱才合适，或者说怎么确定电子零部件的售价，以及开发费需要花多少钱，怎么向OEM报开发费用。这个问题似乎很少有文章专门掰开来讲的，正好最近一直在做几个新项目报价，就想趁此机会也做一个汇总和整理，同时也和广大同行做一个交流。产品开发报价最核心的两个数据是单件成本（即产品售价）及开发费用报价（即开发费，含工程费用、开发费用、测试标定费用等），限于篇幅，这个系列计划分为几篇，从BOM成本的计算，怎么确定售价，工程及设计费价格怎么计算，试验费用怎么计算，各项费用怎么向OEM报价等，产品售价是本系列的第一篇。注：本文关于报价、产品测试及开发费用部分的内容均节选自作者新书《广义车规级电子可靠性设计与开发实践》，由机械工业出版社于2024年6月份出版。汽车行业一直以来的零部件开发方式基本都是由OEM招标，Tier 1来进行来发，开发完成后供货给OEM，OEM将采购过来的各种零部件进行集成整合，再组装为整车。简单来讲，OEM就是一个大集成商，实际的各种零部件研发和生产全部都是由各Tier 1来完成的（其实电子零部件Tier 1也算是集成商，因为他们的芯片等零部件也是外购的）。但随着目前行业趋势的发展，这种开发方式也在发生一些变化，比如OEM的主导地位在逐渐提高，整车软件占比也在提高，OEM对零部件尤其是软件部分的介入深度也在提高，而在传统的开发模式下，OEM通常是不怎么介入软件开发工作的。 当然目前也有一些零部件比如涉及自动驾驶及三电部分的一些ECU，行业内也有一些OEM全栈自研，比如特斯拉，据说Model Y自研控制器的占比为61%，Cybertruck则进一步上升到了85%。但目前来看除了特斯拉、比亚迪等企业，全栈自研这条路似乎并不太好走，也并非行业主流。从商业化的角度来讲，分工合作的产业链模式目前似乎是最优解，是包括汽车产业等所有工业历经百年发展，探索出来的最佳商业模式。说起汽车行业的垂直整合，那肯定绕不过福特。在一百年前，亨利·福特几乎把一级供应商Tier 1的路都堵死了。从西弗吉尼亚州的煤矿到巴西的橡胶种植园，他的最终目标是通过拥有、经营和协调生产整套汽车所需的所有资源来实现完全的自给自足。福特公司曾经在密歇根州、明尼苏达州和威斯康星州北部拥有70万英亩的森林、铁矿和石灰石采石场。同时，为了实现橡胶自由，1928～1945年间，亨利·福特斥资两千万美元在巴西兰迪亚和贝尔泰拉种植园种植了几百万棵橡胶树。这种垂直整合能力我想就是目前能造火箭的特斯拉，也是只能望其项背。但是，垂直整合，也曾重创过美国车企，包括日系车企，例如受丰田整体战略影响，其电装、爱信等零部件子公司也遭遇了电气化和智能化挑战，这个我们要引起重视。车企零部件子公司，普遍存在对母公司业务依存度过高、技术和成本缺乏竞争力、盈利能力偏低、拖累整车竞争力等问题。以德尔福（也就是现在的安波福）为例，1999年从通用汽车独立时营收为292亿美元，通用占比76%。2001年营收开始下滑，2004年巨额亏损，2005～2009年破产重组业务剥离，2010年新公司重新上市但营收已降至130多亿美元。伟世通的故事大同小异，从福特独立后持续亏损、业务剥离、破产重组，营收从2000年195亿美元锐减到2015年30多亿美元。德尔福和伟世通破产重组时都已经独立，通用和福特仅担负部分救助责任，否则系统性风险叠加，会是更大的灾难。 所以有时候我们说一种模式好与不好，历史就是一面镜子，可以以史为鉴。垂直整合，作为汽车产业主流模式持续了近百年，但自上世纪90年代后，专业化分工协作逐渐成为主流，不过也不好说，说不定一百年后，垂直整合又成为了主流，就像天下大势，分分合合。当然，无论是外购还是自研，做一个ECU总是要花钱的，只是钱付给外部还是付给自家子公司的区别，该花的钱一分都少不了，有时候可能还要多。接下来我们基于行业主流的外购方式来讨论下Tier 1开发一个ECU的BOM成本，首先我们先简单介绍下整车与零部件的开发方式。在汽车行业，从整车开发到零部件开发，从车型规划到样车试装，从零部件报价到设计分析，各个阶段无不遵循着严格的开发流程及开发周期，如下图所示为一个整车及零部件开发阶段及开发周期举例。整车开发及汽车电子零部件开发阶段（来源：左成钢《广义车规级》）整车开发会早于零部件约6个月左右的时间，在车型规划结束，进入整车开发阶段后才会涉及到具体的零部件开发，OEM才会向Tier 1发出零部件开发需求，也就是常说的需求规范（Specification Of Requirements，SOR）。对于乘用车来讲，整车开发周期大概在3～4年左右，而零部件则通常在2～3年左右，但目前行业内普遍存在缩短开发周期的行为，甚至缩短开发周期逐渐变成了一种趋势；比如整车开发时间缩短到3年内（比如小米就是花了三年时间造出了第一台车），零部件缩短到2年内。但无论开发周期如何缩短，整体所遵循的开发阶段及开发流程都是一样的。1)第0阶段：报价阶段。OEM向多个Tier 1发出开发需求，Tier 1根据需求规范进行技术评估，在要求时间内进行报价（包括开发费用及产品量产价格）并参与项目竞标。2)第1阶段：需求定义及系统设计阶段。某个Tier 1拿到项目定点，开始对产品进行需求分析及系统级设计。3)第2阶段：设计分析阶段。此阶段会开始产品的详细设计，包括硬件的原理图设计、PCB设计，软件的详细设计、产品的结构设计等。4)第3阶段：单元测试阶段。此阶段将对产品进行单元级测试，如电源部分的电气性能测试、驱动芯片的带载能力测试、功率芯片的热测试、通信芯片的物理层测试等。5)第4阶段：集成测试及文档释放。此阶段侧重于产品系统级的功能测试，包括实车功能测试及产品的DV验证测试等，DV测试通过后硬件设计及结构设计便可以进行设计冻结，待软件功能确认后，所有设计便可冻结，同时准备文档释，为量产做好准备。6)量产阶段：产品量产阶段。进入此阶段便意味着产品的设计开发工作基本告一段落，设计文档已释放至生产部门，生产部门根据产品的生产工艺及量产要求开发相应的工装夹具及测试设备，并根据量产时间节点，提前进行小批量试生产，为批量供货做好准备。产品询价请求（Request For Quotation，RFQ）在汽车行业通常被称为报价或RFQ。释放给Tier 1的整个报价文件需要包含具体的项目信息、开发要求及商务条款等。项目信息如车型平台、产品名称、产品线、上市时间、车型生命周期、生产工厂地址、拟上市的地区、生命周期内的预计年销量；开发需求包括：功能需求、测试需求、测试标准等；商务及费用方面包括模具费用、开发费用、样品费用等如何支付，以及付款方式、付款周期、具体的商务条款、质量条款等。 如下图即为RFQ中OEM给出的部分项目信息，包括项目名称、车型、项目生命周期、预计产量、报价方式等。下图即为一个RFQ中OEM要求的项目时间节点信息，包括产品设计、样件试制、DV试验、整车匹配、APQP提交等。同时，在给出详细的功能规范的同时，OEM也会给出产品的功能框图，来定义和指导产品设计，如下图所示即为一个产品系统框图，图中给出了产品的基本功能模块，如电源、MCU、CAN、LIN、NTC温度检测、信号输入、电机输出驱动、加热驱动等。对于一个项目的报价，Tier 1最关心的其实就是预计年销量，销量与产品单价息息相关，是产品价格评估的最重要的维度。大家都喜欢量大的项目，量大了Tier 2也好配合，开发中的各种费用也好谈。如下图即一个门模块的RFQ中全生命周期的销量，产品按照安装位置别分为了三个型号：主驾模块、副驾模块、后模块。 SOR作为RFQ的一部分，由技术部门编写，经各部门会签后发采购部门（或资源开发部门）进行招标定点。OEM的产品工程师主要编写的部分是产品要求，比如零件的数量和配置车型、功能、性能要求、测试要求等；外观件需要对颜色等进行定义；电子零部件需要提供对应的功能需求、接口信息、网络通信及诊断要求等信息。涉及到供应商协同设计的部分，OEM的技术部门会提出相应的设计要求及试验标准，比如产品的DV试验项目及合格判定标准等。在SOR中，OEM对产品的性能指标提出具体的要求，如工作温度、湿度、电压、静态电流等的要求，如下图所示，右图是试验项目、标准、测试等级要求。产品的性能指标及测试要求从很大程度上决定了产品的设计方案及测试方案，同时也会涉及到产品的开发费用、单价及测试费用。 一个SOR的部分技术要求及试验要求（来源：左成钢）质量部门会提出零件质量的要求、质量保证、变更通知管理要求、质量责任、召回和三包、违约责任等，质量要求包括PPM值、质保、包装物流要求、售后要求、模具工装检具要求、入库检验要求等；商务部门会提出付款方式、付款周期、具体的商务条款等要求；最后所有的信息汇总成一个完整的SOR文件包，提供给Tier 1作为报价的需求文档。汽车电子零部件的报价通常可以分为5个阶段，报价阶段通常需要1个月左右的时间周期。报价阶段的主要工作可分为：竞品分析、需求分析、I/O框图设计、BOM成本分析、开发费用及开发周期分析、竞标等，一个典型的汽车电子零部件报价阶段如图所示。汽车电子零部件报价阶段及周期（来源：左成钢《广义车规级》）另外，对于Tier 1来讲，每年都会收到很多RFQ，所以就逐渐形成了一套成熟的RFQ流程，下图所示即为一种RFQ处理流程。 汽车电子零部件报价流程（来源：左成钢《广义车规级》）RFQ需求可能来自客户、销售团队、前期工程团队或合作伙伴，前期工程团队需要基于RFQ输入对项目信息进行汇总，并对项目可行性进行初步评估；同时联合销售团队，基于公司的远景规划（Long-Range Planning，LRP）及产品策略对RFQ做出是否继续进行报价的决策，如果此时客户、销售、工程团队及合作伙伴任意一方认为报价不应该继续进行，比如销售认为与此客户合作存在风险，或工程团队认为项目存在可行性问题，那么则停止报价，反之则报价工作继续进行。继续报价则需要联合开发团队，负责此报价项目的项目经理（Project Manager，PM）会组建一个报价团队，团队成员来自各个技术团队如系统、软件、硬件、结构及测试团队等，共同对RFQ进行分解并提出设计方案。比如开发团队首先需要对客户需求进行详细分析，看是否可以沿用以往的成熟产品，或基于成熟产品进行变体设计；如RFQ需要全新方案设计，则首先需要评估此RFQ的技术可行性，在技术可行的情况下，看是否有储备的设计方案可供参考，或某些竞品的设计方案可供参考。项目工程团队需要根据SOR，同时基于以往的项目经验，给出详细设计方案，方案需要包括：6)结构设计方案，如壳体、PCB、连接器、支架、3D爆炸图等7)测试团队需要输出设计验证计划（Design Validation Plan，DVP）然后工程团队还需要根据以上假定的设计方案给出开放问题列表（Open issue），在报价时与客户进行沟通确认。详细设计方案需要由各个技术团队向管理层进行汇报，管理层评审后，各技术团队再次对设计方案进行细化及完善，形成最终的确定方案，并基于最终方案评估工程、设计及测试费用（Engineering、Design & Testing，ED&T），这个评估需要系统、软件、硬件、结构及测试团队的共同参与，最终给出项目的时间计划表，如下图所示。最终的设计方案、ED&T及时间计划表需要再次经过管理层的评审，评审需要各技术主管、核心技术人员及前期工程团队人员全部参与，评审结束后由具体负责的硬件工程师输出BOM，项目经理输出ED&T，团队输出工程设计方案。项目经理将所有文档打包提供给销售团队，同时还需要财务部门提供年度百分比利率（Annual Percentage Rate，APR），然后销售团队就可以根据OEM要求的时间前去竞标，如果获得定点，则由项目经理与管理层确定项目团队进行项目开发。根据产品的设计方案就可以安排工程团队进行详细的硬件、软件、结构设计，然后生成产品的BOM，BOM中包括具体的电子元器件型号、供应商、单机用量等信息，基于此信息，再由采购部门给出每颗器件的价格，包括结构件的价格。通常在用的元器件可以直接参考目前的量产价格，新器件就需要找Tier 2基于车型销量进行报价，结构件通常可以基于材料成本进行评估，如塑料及金属壳体可根据重量进行成本评估。BOM成本比较好理解，也就是组成产品的各个子部件的成本总和，对电子零部件来讲基本就是电子元器件与PCB板，以及其他结构件如壳体、螺丝、支架等，如下图所示。如下即为一个产品的Cost BOM，即包含每颗物料价格的BOM，基于此BOM即可得到产品的BOM成本，下图的BOM成本为15.56美金。影响产品报价最核心的数据就是BOM成本，有了产品的BOM成本后，Tier 1即可根据其他费用（如制造成本、期间费用等）得出产品的售价，如下图： 当然了，产品的报价也受到产品开发方式的影响，如某些开发费是否进行分摊等。举例来讲，上图的报价是不包含分摊的，售价不含税为305.17元，如果OEM要求模具费进行分摊，假设模具费为100万，按照2年10万套产品进行分摊，则分摊到每个产品上的成本为10元，则产品的不含税售价需调整到315.17元。也就是说产品在10万台以内的售价为315.17元，超过10万台后降为305.17元。同时，如过2年内产量未达到10万套，则剩余的模具费需要OEM一次付清。另外，一些其他商务条款也会影响产品售价，如产品的质保及售后要求等，比如较长的质保期，较严苛的售后条款等，这些都将提高Tier 1的整体成本，进而Tier 1就需要将此成本体现在产品的单件成本上，具体在此不再赘述。同时，产品售价也不是一成不变的，售价会根据产品的销量进行调整，同时芯片的价格也会逐年降低，OEM也会要求Tier 1年降，所以Tier 1通常会基于产品的基础售价，再根据年销量给出价格矩阵，如下表所示： 整体来讲，报价最核心的两个数据是BOM成本及ED&T费用，BOM成本决定了产品的量产售价，ED&T费用则决定了开发费用。1.工程费用
工程费用主要包括以下几部分：模具费用、软件及工具链费用、三方服务费用（技术授权、技术服务、培训、认证等）等。2.设计开发费用
设计开发费用主要是人力成本支出及差旅费用，即企业需要耗费的人力资源成本，主要和工作量即工作小时数有关。3.测试及标定费用
测试及标定费用主要包括：测试台架（软件台架、EMC台架、DV台架、EOL台架等）费用、测试样品（A样、B样、DV样品等）费用、测试项目（耐久、环境、机械、EMC等）费用，试验室的测试费用主要和测试项目及所需测试时间即测试小时数有关，标定费用则涉及到静态标定、实验室标定、实车路试标定等。以DV测试中的部分EMC测试为例，测试费用的报价如下所示： EMC测试费用-部分（来源：左成钢《广义车规级》）限于篇幅，本文主要讲述了开发一个车规级ECU的产品报价部分，工程费用、设计开发费用及测试费用将在接下来的几篇文章中详述。
