行业趋势ღ✿:技术进步+成本下降+消费者接受度高ღ✿,智能驾驶行业渗透率加速提升车辆自动驾驶级别主要参照 0-5 级分类ღ✿。目前全球公认的汽车自动驾驶技术分级标准主要有两个ღ✿,分别是由美国高速公路安全管理局(NHTSA)和国际自动机工程师学会(SAE)提出凯发K8真人ღ✿。中国于 2020 年参考 SAE 的 0-5 级的分级框架发布了中国版《汽车驾驶自动化分级》ღ✿,并结合中国当前实际情况进行了部分调整ღ✿,大体上也将自动驾驶分为 0-5 级ღ✿。
驾驶自动化主要分为两类ღ✿:高级辅助驾驶(ADAS)及高阶自动驾驶(AD)ღ✿。
1)ADAS(高级辅助驾驶)ღ✿,指协助驾驶员完成各种驾驶任务的技术及功能ღ✿,例如车道偏离警示ღ✿、车道居中ღ✿、自适应巡航控制ღ✿、自动紧急制动等ღ✿。高级辅助驾驶旨在为驾驶员提供辅助并提高安全性ღ✿,而驾驶员则需要时刻保持专注ღ✿。ADAS 功能可提高驾驶的便利性和安全性ღ✿。ADAS 所需的技术水平低于 ADღ✿,且 ADAS 通常需要由摄像头及╱或雷达组成的更简单的传感器组ღ✿。ADAS 解决方案的处理能力和软件要求也相对较低ღ✿。根据灼识谘询的资料ღ✿,高级辅助驾驶通常提供 L2 级及以下的功能ღ✿;
2)AD(高阶自动驾驶)ღ✿,指与高级辅助驾驶相比自动化程度更高的技术及功能ღ✿,其最终目标是实现全自动驾驶ღ✿,即车辆可以在没有人工干预的情况下运行ღ✿。近年来ღ✿,NOA 功能应运而生ღ✿,实现了有条件的自动驾驶ღ✿,包括建议及执行车道变更ღ✿、在高架及高速场景下的导航辅助驾驶ღ✿,尤其是在上下匝道口的场景凯发K8真人ღ✿。随著高阶自动驾驶技术持续从有条件自动驾驶发展至高阶自动驾驶和完全自动驾驶ღ✿,预计智能汽车将能够处理更複杂的城市驾驶场景ღ✿,并在多样及具有挑战性的路况中行驶金沙水磨坊ღ✿。
AD 可以实现 ADAS 的所有功能ღ✿,同时提供更丰富的驾驶功能组合ღ✿。它能以类似于经验丰富的人类驾驶员的方式控制车辆ღ✿,提供更完整ღ✿、流畅和舒适的驾驶体验ღ✿。在合适的驾驶条件下ღ✿,AD 的运行只需要极少的人工干预ღ✿。与 ADAS 相比ღ✿,AD 的技术要求更高ღ✿,通常需要更先进的传感器组ღ✿、处理能力ღ✿、软件和算法ღ✿。在目前阶段ღ✿,AD 可实现有条件自动驾驶级别的功能和驾驶体验ღ✿,如高速公路和城市场景中的NOAღ✿。AD 的目标是实现全自动驾驶ღ✿,在这种情况下ღ✿,可以不安装操纵杆和方向盘ღ✿,车辆可以像经验丰富的人类驾驶员一样在任何条件下行驶到任何地方ღ✿。根据灼识谘询的资料ღ✿,高阶自动驾驶通常提供 L2+级及更高级别的功能ღ✿。
渗透率角度ღ✿,全球和国内智能汽车渗透率加速提升ღ✿。1)全球方面ღ✿,全球各地公路上行驶的智能汽车数目迅速增长ღ✿。参考地平线 年ღ✿,在全球共售出的 60.3 百万辆新乘用车中ღ✿,约 39.5 百万辆是具备驾驶自动化功能的智能汽车ღ✿,渗透率达 65.6%ღ✿。预计到 2026 年及 2030 年ღ✿,智能汽车销量将分别进一步增加至 55.9 百万辆及 81.5 百万辆ღ✿,渗透率分别达 80.3%及 96.7%ღ✿。此外ღ✿,高阶自动驾驶解决方案预计将逐渐成为主流ღ✿,根据灼识谘询的资料ღ✿,到 2030 年ღ✿,高阶自动驾驶解决方案在驾驶自动化解决方案中所占的份额将超过 60%ღ✿。
2)国内方面ღ✿,参考地平线招股说明书数据ღ✿,中国是全球最大的乘用车新车市场ღ✿,2023 年的新增乘用车销量为 21.7 百万辆ღ✿,其中智能汽车为 12.4 百万辆ღ✿,渗透率达 57.1%ღ✿。根据灼识咨询的资料ღ✿,预计到 2026 年及 2030 年ღ✿,中国智能汽车销量将分别达到 20.4 百万辆及 29.8 百万辆ღ✿,渗透率分别达 81.2%及 99.7%ღ✿。中国 OEMღ✿,尤其是中国新能源汽车 OEMღ✿,在采用高阶自动驾驶解决方案这一趋势中走在前列ღ✿。
预计到 2027 年ღ✿,中国乘用车部署的驾驶自动化解决方案中将有接近一半是高阶自动驾驶解决方案ღ✿,而到 2030 年ღ✿,此比例将进一步提高到 80%以上ღ✿,远快于高阶自动驾驶解决方案在全球市场的渗透速度ღ✿。中国 OEM 通常每三至四年更新其车型ღ✿,并每五至六年推出新一代车型ღ✿。
1)消费者对可增强驾驶安全性及效率的自动化功能的接受程度及偏好ღ✿:一家全球一级供应商在 2022 年进行的全球调查显示ღ✿,其 89%的中国受访者ღ✿、75%的日本受访者ღ✿、57%的美国受访者及 50%的德国受访者认为驾驶自动化是乘用车的发展方向ღ✿。在中国ღ✿,一线城市的通勤者平均每天通勤时间超过 80分锺ღ✿。配备自动驾驶功能的智能汽车可为长距离通勤的驾驶员及乘客节省出行时间并提高生产力ღ✿。
2)更高的驾驶安全标准ღ✿:过去十年不同国家进行的研究显示ღ✿,90%以上的交通事故由人为失误造成ღ✿。为减少人为失误及挽救生命凯发K8真人ღ✿,政府及OEM 一直不断推动采用新技术ღ✿,以达到更高的安全标准ღ✿。例如ღ✿,智能防撞功能已被列入 C-NCAP 及 E-NCAP 的评级标准ღ✿。智能汽车采用更先进的驾驶自动化技术ღ✿,有望进一步提高驾驶安全水平ღ✿。
3)强劲的技术发展ღ✿,以高性价比实现更先进的自动化功能ღ✿:驾驶自动化技术已取得重大进步ღ✿,根本驱动力是处理能力及效率的发展支撑著其他相关技术的进步ღ✿,例如资料传输及储存ღ✿、算法以及各种更复杂的应用软件ღ✿。随著技术不断迭代及日益先进ღ✿,智能汽车能够提供提高消费者安全性ღ✿、舒适性及便利性的功能凯发K8真人ღ✿,从而进一步加快智能汽车的普及ღ✿。另一方面ღ✿,随著技术持续发展及产品商业化ღ✿,高级辅助驾驶和高阶自动驾驶解决方案变得更具性价比ღ✿。
4)传感器成本持续下降ღ✿。得益于技术进步及规模效应ღ✿,摄像头及激光雷达等传感器的成本正在下降ღ✿,令自动驾驶功能更为经济实惠ღ✿。这一趋势预计将持续下去ღ✿,从而将进一步提高 ADAS 汽车的可负担性及受欢迎程度ღ✿,以及未来 ADS 汽车的商业化ღ✿。
5)持续投资及利好政策ღ✿:智能汽车数量不断增长及对研发的持续投入有利于驾驶自动化解决方案的技术开发及商业化ღ✿。各国政府对测试及部署智能汽车及相关设施的利好政策ღ✿,也在进一步推动市场加速增长ღ✿。
汽车芯片是现代汽车处理数据及控制车辆的重要组成部分ღ✿,支持在自动驾驶系统ღ✿、驾驶舱ღ✿、底盘ღ✿、动力总成及车身等方面的广泛应用ღ✿。汽车芯片可以分为计算芯片ღ✿、存储芯片ღ✿、传感器芯片ღ✿、通信芯片及功率芯片ღ✿。计算芯片(对各种传感器收集的讯号进行处理并将驱动讯号发送至相应控制模块的芯片)是目前汽车行业的焦点ღ✿。MCU 及 SoC 是两种典型的计算芯片ღ✿。MCU 是指一种只包含单个 CPU(中央处理器)作为处理器的传统电路设计ღ✿。SoC 指片上系统ღ✿,即一种集成电路设计ღ✿,将特定应用或功能所需的所有必要组件及子系统集成到单个微芯片ღ✿,包括将 CPUღ✿、GPU(图形处理器)ღ✿、ASIC(专用集成电路)及其他组件集成到单个芯片ღ✿,而并非像传统的电子设计般将单独组件安装在一个主板上ღ✿。
随著汽车行业向电动化及智能化推进ღ✿,传统 MCU 面临无法有效应对的挑战ღ✿,如复杂的电子电气架构及海量数据处理ღ✿。SoC 凭借计算能力提升ღ✿、数据传输效率提高ღ✿、芯片使用量减少ღ✿、软件升级更灵活等多项优势ღ✿,已成为汽车芯片设计及应用的主流趋势ღ✿。
自动驾驶 SoC 是一种专为自动驾驶功能而设计的 SoCღ✿,通常集成到一个摄像头模块或一个自动驾驶域控制器中ღ✿,作为自动驾驶汽车的中枢大脑ღ✿。自动驾驶功能一般涉及感知ღ✿、决策及执行三个层面ღ✿。自动驾驶 SoC 用于决策层ღ✿,负责将来自感知层传感器的数据处理及融合ღ✿,代替人类驾驶员作出驾驶决策ღ✿。
市场规模方面ღ✿,此处定义实现 L1 级至 L2 级(包括 L2+)自动化的系统通常为高级驾驶辅助系统(ADAS)ღ✿,而支持 L3 级至 L5 级自动驾驶的系统为自动驾驶系统(ADS)ღ✿。目前ღ✿,自动驾驶技术正向 L2+级功能发展ღ✿,其中包括 NOA(自动驾驶导航)等功能ღ✿,让车辆可在高速公路或市区由始至终自动沿驾驶员设定的导航路线 级自动驾驶的体验ღ✿。
1)ADAS 市场规模ღ✿:在 ADAS 汽车销售市场不断增长的推动下ღ✿,ADAS SoC 市场快速扩展ღ✿,远期全球市场空间近千亿ღ✿。参考黑芝麻智能招股说明书ღ✿,根据弗若斯特沙利文的资料ღ✿,2023 年ღ✿,全球及中国 ADAS SoC 市场分别达人民币 275 亿元及人民币 141 亿元ღ✿。在 ADAS 功能进一步普及的推动下ღ✿,全球 ADAS SoC 市场预计到 2028年将达人民币 925 亿元ღ✿,2023 年至 2028 年的复合年增长率为 27.5%ღ✿。根据弗若斯特沙利文的资料ღ✿,中国 ADAS 汽车销售市场正处于快速增长阶段ღ✿,ADAS SoC 的市场规模预计到 2028 年将达人民币 496 亿元ღ✿,2023 年至 2028 年的复合年增长率为28.6%ღ✿。
2)ADS 市场规模ღ✿:ADS SoC 具备更高价值量ღ✿,远期全球空间近 500 亿ღ✿。ADS 汽车目前仍处于测试阶段ღ✿,并在世界各地进行试点项目ღ✿。凭借更先进的自动驾驶能力及复杂的功能ღ✿,ADS 应用的 SoC 通常比 ADAS 应用的 SoC 更有价值ღ✿。根据弗若斯特沙利文的资料ღ✿,在技术进步及良好的商业化进展的双重作用下ღ✿,预计到 2026 年全球 ADS SoC 市场将达人民币 81 亿元ღ✿,到 2030 年将达人民币 454 亿元ღ✿。按 ADS 汽车销量计ღ✿,中国有望成为最大的市场ღ✿,预计到 2026 年及 2030 年中国 ADS SoC 市场将分别达人民币 39 亿元及人民币 257 亿元ღ✿。
产业链方面ღ✿,自动驾驶 SoC 及解决方案行业产业链主要包括半导体制造商ღ✿、自动驾驶 SoC 及解决方案供应商及终端应用ღ✿。
1)上游ღ✿:自动驾驶 SoC 制造涉及半导体材料及设备ღ✿、晶圆制造以及封装及测试ღ✿。先进的半导体制造技术有利于提高芯片性能ღ✿。
2)中游ღ✿:基于 SoC 的解决方案供应商开发自动驾驶 SoC凯发K8真人ღ✿,属自动驾驶解决方案的核心组件ღ✿。一套完整的基于 SoC 的解决方案包括 SoC 硬件以及全面的技术支持及服务ღ✿,如芯片ღ✿、基础软件ღ✿、中间件ღ✿、算法及工具包ღ✿,使车辆具备自动驾驶功能ღ✿。
3)下游ღ✿:自动驾驶解决方案供应商在自动汽车及智能道路部署自动驾驶基于 SoC的解决方案ღ✿。
自动驾驶 SoC 行业的进入壁垒在于技术ღ✿、研发周期及投入ღ✿、客户等多方面ღ✿。1)技术ღ✿。自动驾驶 SoC 的开发是一个充满挑战的跨学科工程项目ღ✿,具有强大研发能力的公司在该领域更具竞争力ღ✿,所需的主要技术能力包括半导体及汽车工程专业知识ღ✿,经验丰富的研发团队及自主开发的 IP 核ღ✿;2)研发周期及投入ღ✿。自动驾驶SoC 的开发需要专业技能ღ✿、持续改进及大量的财务投资ღ✿。因此ღ✿,自动驾驶 SoC 的成功开发需要在很长一段时间内进行大量的资本投入ღ✿;3)客户ღ✿。自动驾驶 SoC须高度可靠及稳定ღ✿,只能通过与汽车 OEM 的技术合作及一系列长期的产品验证来实现凯发K8真人ღ✿。因此ღ✿,自动驾驶 SoC 供应商与汽车 OEM 建立密切的合作关系至关重要ღ✿。
自动驾驶 SoC 供应商主要分为三类ღ✿,即特定自动驾驶 SoC 供应商ღ✿、通用芯片供应商及汽车 OEM 自研商ღ✿。
1)特定自动驾驶 SoC 供应商专注于自动驾驶的研究ღ✿,并拥有全面的软硬件开发能力ღ✿,可为不同的汽车 OEM 提供量身定制的自动驾驶基于 SoC 的解决方案ღ✿,该类供应商主要为汽车行业内多元化的客户服务ღ✿,其优势在高度专门化及经济规模ღ✿。具体的自动驾驶 SoC 提供商根据其产品战略及定位可分为两大类ღ✿:第一类包括最初开发算力相对较低的自动驾驶 SoCღ✿,以满足较低级自动驾驶功能(L0-L2)的需要ღ✿,在取得若干程度的商业成功后ღ✿,这些公司便会进而开发高算力自动驾驶 SoCღ✿;第二类包括从一开始便专注于先进自动驾驶功能(L2/L2+以上)者ღ✿,其专门开发高算力 SoCღ✿,由于高算力 SoC 技术壁垒高ღ✿,开发周期长及资金要求高ღ✿,这类公司通常会于早期阶段提供其他类型的产品及服务ღ✿,以维持稳定的收入来源ღ✿,从而实现于开发高算力 SoC 方面的持续投资ღ✿。
2)通用芯片供应商开发及交付较特定自动驾驶 SoC 供应商范围更广的芯片ღ✿,提供的产品包括各式各样的汽车芯片或不同应用的其他芯片ღ✿,如机器人ღ✿、电脑ღ✿、数据中心ღ✿、手提电话及製造ღ✿,因此ღ✿,该类供应商不仅专注于自动驾驶ღ✿,而且拥有横跨多个行业的广大客户群ღ✿。一般芯片供应商通常是历史悠久及大规模公司ღ✿。其中一些公司专注于消费电子及服务器领域使用的消费及工业级芯片ღ✿,透过修改及增强非车规级芯片来涉足汽车行业ღ✿,以创建早期自动驾驶 SoCღ✿。随后ღ✿,这些公司持续投资于开发专用车规级 SoCღ✿。
3)部分汽车 OEM 开发自有自动驾驶 SoCღ✿,此方法使 OEM 可完全根据其特定需要定制 SoCღ✿。然而ღ✿,由于高度定制及与其他 OEM 的竞争形态ღ✿,该类自有开发 SoC 通常仅用于其自身品牌车辆ღ✿。
自动驾驶 SoC 的开发有巨大的技术壁垒ღ✿,需要在研发方面大量投资ღ✿,开发周期较长ღ✿。自动驾驶 Soc 需要高标准的半导体制造技术ღ✿,目前全球主要由台积电制造ღ✿。
自动驾驶 SoC 供应商方面ღ✿,中国的主要自动驾驶 SoC 市场参与者包括地平线ღ✿、海思ღ✿、黑芝麻智能ღ✿;其他国家的主要自动驾驶 SoC 市场参与者包括英伟达ღ✿、Mobileyeღ✿、高通ღ✿、Texas Instruments(TI)及瑞萨金沙水磨坊ღ✿。参考黑芝麻智能招股说明书ღ✿,2023 年ღ✿,按照收入计算口径ღ✿,中国市场自动驾驶芯片及解决方案供应商前五大分别为Mobileye(27.5%)ღ✿、英伟达(23.7%)ღ✿、德州仪器(4.8%)ღ✿、地平线 年ღ✿,按照出货量口径ღ✿,中国高算力(50+ TOPS)自动驾驶 SoC 供应商主要为英伟达(72.5%)ღ✿、地平线%)ღ✿。
此外ღ✿,根据高工智能汽车数据金沙水磨坊ღ✿,2024 年上半年ღ✿,中国市场自主品牌乘用车智能驾驶计算方案(覆盖从 L0 到 L2++的低中高阶智能驾驶)中ღ✿,地平线三款计算方案(覆盖低ღ✿、中ღ✿、高阶全场景智驾量产需求)ღ✿,以 28.65%的占比位居市场第一ღ✿,其后为 mobileye(23.3%)ღ✿、瑞萨(13.7%)ღ✿、英伟达(12.3%)ღ✿、海思(7.2%)ღ✿、赛灵思(4.3%)ღ✿。
对不同自动驾驶 SoC 芯片厂商布局进行梳理后ღ✿,可以发现以下特征ღ✿:1)从方案上来说ღ✿,目前 CPU+GPU+ASICღ✿、CPU+ASIC 为相对更主流的 SOC 芯片方案ღ✿。2)从不同芯片厂商布局趋势来看ღ✿,算力从低到高(个位数-十位数-百位数 tops)凯发K8真人ღ✿,制程更加先进(十位数-个位数 nm)ღ✿,能效比持续提升ღ✿。3)从算力和能效比角度看ღ✿,目前英伟达ღ✿、高通ღ✿、地平线ღ✿、华为ღ✿、黑芝麻等均推出了适配 L3 级及以上高阶智能驾驶的芯片方案ღ✿。英伟达 Orin Nღ✿、Orin Xღ✿、Thorღ✿、高通骁龙 Ride 8775ღ✿、8650ღ✿、地平线ღ✿、200+/400+ღ✿、250+Topsღ✿,英伟达 Orin X 能耗比 3.9ღ✿;mobileye EyeQ6 Ultraღ✿、地平线ღ✿、瑞萨 R-CAR V3U 算力分别 176ღ✿、128(最高)ღ✿、60Topsღ✿,其中地平线 今年量产ღ✿。
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