定制一个车规级ECU要多少开发费?
2024-11-06
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作者
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左成钢
出品
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汽车电子与软件
#01
前 言
本系列一共三篇，分别为：
《
一个车规级ECU要卖多少钱
？》
（已发布）
《
“内卷” 形势下如何给一个车规级ECU定价？
》
（已发布）
《定制一个车规级ECU要多少开发费?》
（本文）
本文作为报价系列的最后一篇，将详细分析产品的开发费用，也就是我们常说的ED&T费用。ED&T费用主要包含三部分，即
工程费用、设计开发费用、测试及标定费用
。
随着车辆的电气化、智能化与自动驾驶技术的发展，车载电子电气产品包括ECU等数量一直在快速增加，传统分布式的电子电气架构也在向中央集中式架构迈进。把原本高度分散的控制功能逐步整合并收归车企，并建立起领先的电子电气架构，是车企在智能化上保持领先的前提。随着这一进程的加速，新车型需要开发的电子电气模块种类和数量也会越来越多，那么开发一个车规级电子模块或者说ECU需要花多少钱呢？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。
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。
#02
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。
1. 模具费
对于ECU来讲，结构件的模具费用通常是指壳体模具，主要和产品类型相关，产品结构越复杂，尺寸越大，精度要求越高，则模具成本也就越高。当然模具费还与壳体材质相关，比如注塑模具就比铝压铸模具要便宜。
以下图常见的塑料壳体ECU为例，会涉及到四个模具，分别为：上壳体、下客体、支架1与支架2。
产品的结构设计方案（来源：左成钢）
将产品的3D设计数据也就是我们常说的数模发给模具厂家后即可让供应商进行报价，报价通常与壳体材质、颜色、表面处理工艺要求等有关。当然，价格也与所选择的模具厂家规模及所在地有关，规模较大的模具厂家报价肯定要比小厂家要贵，内地的模具厂家报价通常要比长三角或珠三角的模具厂家要贵，这就是产业链的问题了。以上面的ECU结构设计为例，实际的模具费报价如下：
ECU模具费报价（来源：左成钢）
除了壳体模具以外，根据产品类型的不同，还可能有其他需要开模的零部件，比如一些壳体密封用的橡胶条，大电流导电用的板载铜条，专用的螺栓等，只要市场上没有标准件的零部件，通常都需要专门定制开模，这些费用都算是模具费。
对Tier1来讲，模具费通常是要直接付给第三方的费用，不存在均摊。而对于OEM来讲，模具费的支付方式通常有两种：一是算在产品开发费里面分批支付，比如按照30%、20%、20%、30%的比例分四次支付；二是直接分摊到产品售价里面，比如上面的21万模具费，如果按照2年10万套进行均摊，那么就是产品单价在10万台内时增加2.1元，这种在行业内也比较常见。当然，分摊的话通常也会有一个附加条款来防止产量不达预期。比如2年内产量未达到10万套，则OEM需将剩余的模具费一次性付清，也就是说，如果2年过去了，产品只生产了1万套，那么剩余未分摊的10.5万元模具费就需要OEM一次性付清，以保障Tier 1的权益。
2. 软件及工具链费用
随着车辆电气及化智能化的发展，ECU开发中软件及工具链的费用也在逐步提高，比如行业内通用的Autosar。OEM通常都会对ECU等电子模块开发提出Autosar的要求，但是Autosar的授权又通常是项目制，也就是说项目结束后授权就结束了，每个新项目都得再重新购买一次授权。Autosar的具体花费和要购买的模块数量及服务相关，当然除了Vector、EB等传统大厂，目前也有国产Autosar可选，比如东软、普华、恒润等，授权模式也更为灵活，比如可以按照MCU型号或系列进行永久授权而非按照项目，价格也要比国外的低不少，做项目的话性价比就非常高，而且国内供应商的工程服务也要比国外的好得多，特别是对于体量较小Tier 1来讲，国产化是一个非常好的选择。以国内Autosar供应商为例，单MCU授权费用大概在200万左右，具体费用取决于要购买的模块数量及服务，模块方面比如说通信是CAN还是要以太网，CAN是否需要标定协议、是否需要1939协议栈，服务方面，是否需要完整的工程服务也就是常说的交钥匙服务等，费用都是不同的。另外，如果有功能安全、信息安全等需要，也是有额外费用的。
除Autosar外，产品的软件开发可能还会涉及到很多其他的软件及工具链，根据产品类型的不同，软件及工具链费用也大不相同。比如可能要采购一些编译及调试工具、仿真软件、代码检查软件、代码生成软件等。整体来讲这些费用在开发费中的占比都不低，所以在产品开发时一定要搞清楚软件及工具链需求，然后找第三方进行报价，以确定具体费用。
3. 三方服务费
在ECU开发过程中，经常还会涉及到一些三方服务费用，如技术授权、技术服务、培训、认证等，这些根据产品类型及OEM的要求，差异就比较大，也比较复杂。举例来讲，比如OEM要求产品某个功能要达到功能安全ASIL C等级，并通过认证，那么Tier 1可能就需要找第三方来提供技术服务，包括咨询、培训、辅导、工程服务等，最后还需要找TUV、SGS等机构来进行认证，这也需要不少费用。
另外，目前行业内比较火的信息安全，Tier 1通常也需要找三方来做，这也同样涉及到费用，和功能安全一样，如果要过认证也需要认证费用，费用也不低。如下图即为一个三方功能安全服务报价部分举例：
功能安全工程服务费用（来源：左成钢）
#03
设计开发费用
设计费用主要是人力成本支出，即企业需要耗费的人力资源成本。人力成本支出通常可以通过工作量来进行统计，而通过项目计划来进行工作量的统计就是一个比较好的量化统计方式。以软件开发工作为例，如下图所示，根据项目计划时间，再叠加投入的人员数量，即可得到在一段时间内的人员投入。
软件开发工作计划表（来源：左成钢）
在得到一段时间的人员工作量后，即可通过以下示例表格来确定一年的人员工作量，工作量的统计可以按天，也可以精确到按小时。然后再根据整个项目时间计划，比如一个项目按计划需要3年时间，需要投入多少职能人员，那么就可以详细地统计出每个职能人员在每个月的工作量。
工作量统计表格示例（来源：左成钢）
以此类推，分别计算出每个职务每年的工作量，然后把所有工作量进行相加，得到总工作量，然后再根据人员工时，即可得出人力支出费用，如下表所示。
产品价格矩阵（来源：左成钢《广义车规级》）
当然，如果是多地协同开发或者是跨国公司，每个国家和地区的人力成本是不同的，比如软件开发团队在上海，硬件开发团队在郑州，那么两地的人力成本便有较大差异。又比如跨国公司，系统开发在欧洲，硬件开发在中国，软件开发在印度，测试放在东南亚，那么每个地区的人力成本都是不同的，就需要单独进行计算，然后再进行汇总。
#04
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（如VCU、热管理、空调等很多参数都需要实验室加实车路试进行标定）。
测试项目、分组、测试等级要求、依据的标准等等都会影响到测试费用，这些要求都会在OEM的SOR中进行详细描述，如下即为一个SOR中的DV测试要求。
SOR中的DV测试要求（来源：左成钢）
根据SOR中的测试需求，Tier 1向符合要求的三方实验室进行询价，即可得到具体的测试费用报价，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》）
另外，根据产品的不同，DV测试通常都需要制作专用的测试台架，如下图所示。不同的产品，不同的试验要求，台架的差异通常也是比较大的，所以台架的制作成本也会有很大的差异。同时根据试验分组的不同，DV测试通常需要多个测试台架，如果测试过程中还需要大电流带载测试，那么台架的制作成本就会非常高。
产品DV测试台架（来源：左成钢《广义车规级》）
另外，在汽车行业，电子零部件的EOL下线测试通常通过专门设计的EOL测试台架来实现，整个测试过程由设备自动化完成并输出测试报告。产品EOL测试是一种常用的产品下线测试方法，而非试验。EOL测试的目的是保证工厂制造出的产品功能符合设计要求。EOL测试台架如下图所示。
产品EOL测试台架（来源：左成钢《广义车规级》）
EOL台架的价格取决于ECU的类型、需要测试的项目，以及具体的实现手段等，不同的测试台架价格差异较大，比如输入输出资源较多、输出电流较大、需要测试的信号量较多、需要上的测试仪器设备较多等，都会影响到台架的价格。同时，因为此类ECU测试台架通常都是非标定制化产品，需要投入大量的人力物力进行台架结构、台架设备（如工控机、程控电源、六位半、示波器、信号发生器、电子负载等）、线束、连接器、板卡等设计及采购，还需要对板级软件、上位机Labview软件、设备与工控机及板卡之间的通信软件等进行设计调试，所以价格通常都会比较高。如下图即为一个EOL测试台架的报价。
一个EOL测试台架的报价（来源：左成钢）
EOL台架可以对产品的所有硬件功能进行全自动化测试，测试项包括产品的基本信息、CAN/LIN通信、EEPROM、输入通道、输出通道、参数标定、静态电流等，在产品通过EOL测试后，即可认为产品的各项功能达到了出厂要求。如下图即为一个产品的EOL测试报告。
一个产品的EOL测试报告（来源：左成钢）
根据以上分析，我们便可以得到开发一个车规级ECU的最终报价明细，汇总如下表所示，共计需要投入1472万元。作为参考，以常见的车身控制器BCM为例，目前国内开发费用通常在1000万元左右。另外，随着目前行业的发展，电子电气产品开发过程中软件及工具链的成本占比也在不断地提高，软件投入也在不断增加。
开发费报价（来源：左成钢《广义车规级》）
根据以上数据，我们还可以对各项费用进行分项，得到分项费用的占比，如下图所示。从图中可知，设计开发费用即人力成本占了大头，接近50%，而工程费用也很高，占到了整体费用的1/3还多，相对来讲测试费用反而是最低的，而模具费的占比仅为3%。
开发费分项分析数据（来源：左成钢）
另外，随着车辆的电气化、智能化与自动驾驶技术的发展，OEM软件自研比例一直在逐步上升。以大众软件公司CARIAD 为例，其计划自研60%的软件，到2025年拥有10000名工程师，大众汽车计划每年投入25～30亿欧元于CARIAD。另外，长城汽车也计划到2023将软件开发人员占比提高到1/3，约1万人左右。
据估计，如果做一个全新的整车架构，把所有控制器都开发到量产状态，在软件bug比较少的情况下上市交付，至少得几十亿投入。然后我们再看下各大主机厂软件中心的投入，一个软件开发人员的年度综合成本约在100万左右，1000人的年度投入就需要10个亿，如果再加上工具链等其它相关投入，一年支出可能就要达到20亿以上。在人均研发投入占比方面，以国内新势力中最具代表性的蔚小理为例，我们来看一下人均研发投入，如下表所示：
2021及2023年新势力人均研发支出（来源：财报）
通过上面对OEM的研发支出可见，开发一个ECU的成本的确是很高的，不光Tier 1需要巨大的投入，OEM也需要巨大的投入，以1000人的软件开发团队计算，如果开发100个ECU，那么平均到每个ECU上，每年的人力投入就需要1000万元。
整个报价阶段通常需要3个月左右的时间，当然随着目前行业竞争的加剧，很多项目的报价并不会给Tier 1留太多时间，有时候可能连1个月时间不到，那么就需要Tier 1有非常丰富的产品开发经验及应对报价的经验，能够在最短时间内评估出产品的单价，并给出产品的开发费用。
另外，随着目前行业竞争的加剧，原来能直接报给OEM的开发费，也逐渐出现了均摊到产品售价的模式，类似于模具费的分摊方式。比如一个ECU的开发费为1000万元，其中50%即500万元按照2年50万台进行均摊，每个产品的单价就需要提高10元。剩余50%开发费500万元，按照产品的开发阶段如商务协议签订、下达开模指令、PPAP、SOP等节点，按照30%、20%、20%、30%的比例进行支付。
本篇作为报价系列最后一篇，三篇文章主要讲述了开发一个车规级ECU的产品报价全部过程，包括如何确定产品售价，如何评估工程费用、设计开发费用及测试费用，最终得到产品的开发费用，文中有大部分内容参考了作者的新书《广义车规级电子可靠性设计与开发实践》，书中对车规级ECU的设计开发有更详细的分析，欢迎各位同行前去阅读，并提出宝贵意见。
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