車載AI芯片成為自動(dòng)駕駛核心本土AI芯片龍頭崛起

1、目錄1、中國(guó)汽車智能化加速發(fā)展，具備AI 能力的主控芯片和計(jì)算平臺(tái)成為發(fā)展核心.特斯拉引領(lǐng)汽車智能化加速發(fā)展，汽車算力需求爆發(fā)式增長(zhǎng)，汽車行業(yè)將掀起算力軍備競(jìng)賽.主控芯片和計(jì)算平臺(tái)成為汽車智能化發(fā)展核心，車載AI 芯片是皇冠上的明珠.2、地平線作為國(guó)內(nèi)車規(guī)級(jí)AI 芯片龍頭，迎來(lái)黃金發(fā)展期.地平線成為中國(guó)本土首個(gè)實(shí)現(xiàn)正式商用量產(chǎn)的智能座艙和ADAS 芯片提供商，通過(guò)“軟硬結(jié)合”能力提供極致能效比的AI 芯片.地平線AI 算法能力全球領(lǐng)先，建立開放軟件生態(tài)，高效的開發(fā)效率保證ADAS 芯片創(chuàng)新升級(jí). 1 3、 以地平線為代表的本土 AI 芯片廠商有望在中國(guó)市場(chǎng)擊敗 Mobileye 占據(jù)較高市場(chǎng)份

2、額，在自動(dòng)駕駛時(shí)代助力本土車廠實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)型 1 HYPERLINK l _TOC_250005 全球范圍看特斯拉AI 芯片發(fā)展迅速，英偉達(dá)、Mobileye 競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力較強(qiáng) 1 HYPERLINK l _TOC_250004 為了更好實(shí)現(xiàn)智能化和自動(dòng)駕駛功能，特斯拉從使用第三方主控芯片走上自研道路 1 HYPERLINK l _TOC_250003 ADAS 市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者M(jìn)obileye 提供成熟極具性價(jià)比軟硬一體化 ADAS 方案，但開放性現(xiàn)在成為發(fā)展瓶頸 1 HYPERLINK l _TOC_250002 擁有龐大開放軟件生態(tài)的AI 芯片巨頭英偉達(dá)瞄準(zhǔn) L3 級(jí)以上自動(dòng)駕駛市場(chǎng) 1以地平線為代

3、表的本土車載AI 芯片公司憑借獨(dú)特優(yōu)勢(shì)有望擊敗 Mobileye 等海外廠商，助力本 土車廠實(shí)現(xiàn)快速智能化轉(zhuǎn)型 2 HYPERLINK l _TOC_250001 4、投資建議 2 HYPERLINK l _TOC_250000 5、風(fēng)險(xiǎn)分析 21、中國(guó)汽車智能化加速發(fā)展，具備 AI 能力的主控芯片和計(jì)算平臺(tái)成為發(fā)展核心1.1 特斯拉引領(lǐng)汽車智能化加速發(fā)展，汽車算力需求爆發(fā)式增長(zhǎng)，汽車行業(yè)將掀起算力軍備競(jìng)賽特斯拉引領(lǐng)行業(yè)生態(tài)革命，消費(fèi)者對(duì)輔助駕駛接受度提升，對(duì)汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化程度關(guān)注度空前提升。2019 年 4 月特斯拉 FSD 計(jì)算平臺(tái)橫空出世，以 144 TOPS 算力的全自動(dòng)駕駛雙冗余

4、（單芯片算力為 72 TOPS）引領(lǐng)車載芯片市場(chǎng)，重新定義智能汽車時(shí)代核心技術(shù)，也標(biāo)志著特斯拉正式步入 HW3.0 時(shí)代，而在底層算力大幅升級(jí)同時(shí)，伴隨 AutoPilot 平臺(tái)升級(jí)的還有新增的輔助駕駛功能，如自動(dòng)輔助變道、自動(dòng)輔助導(dǎo)航駕駛、智能召喚、識(shí)別交通信號(hào)燈和停車標(biāo)志并做出反應(yīng)以及城市街道自動(dòng)輔助駕駛等。2016 年到 2019 年特斯拉車載計(jì)算平臺(tái)的算力從 0.256 TOPS 到 144 TOPS，從每秒只能處理 36 幀圖像到每秒能夠處理 2300 幀，其智能化的功能也在同步實(shí)現(xiàn)跨越式升級(jí)。根據(jù)巨量引擎-汽車數(shù)據(jù)策略研究院整理，消費(fèi)者在購(gòu)車時(shí)對(duì)智能化和網(wǎng)聯(lián)化的關(guān)注度越來(lái)越高，20

5、19 年相比 2018 年，對(duì)汽車智能化關(guān)注度同比增長(zhǎng) 30.8%。而在汽車輔助駕駛和智能安全配置需求度上，對(duì)自適應(yīng)巡航、盲區(qū)監(jiān)測(cè)、倒車輔助系統(tǒng)、碰撞緩解剎車系統(tǒng)、防疲勞駕駛、360 度全景泊車等功能的配置需求都達(dá)到了 70%以上。同時(shí) 80%的消費(fèi)者關(guān)注語(yǔ)音識(shí)別的準(zhǔn)確性、地圖精準(zhǔn)度等問(wèn)題。圖表1： 特斯拉 AutoPilot 從 HW1.0 到 HW 3.0 智能化功能和主控芯片進(jìn)化史（由于 HW2.5 和 HW2.0 硬件配置差異較小，不單獨(dú)列出）芯片計(jì)算平臺(tái)AutoPilot 硬件版本車載傳感器新增智能化功能前置攝像頭 1 個(gè)、前置雷達(dá) 1 個(gè)、主動(dòng)巡航控制、輔助轉(zhuǎn)向、自動(dòng)變Mobile

6、ye Q3NVIDIA Tegra 3Hardware1.02 個(gè) NVIDIA Parker SOC、1 個(gè) NVIDIANVIDIA Drive PX2Hardware2.0Pascal GPU、2 個(gè)英飛凌三核 CPU超聲波傳感器 12 個(gè)、后置倒車攝像頭 1 個(gè)攝像頭 8 個(gè)（只激活 3 個(gè)前置攝像頭和 1 個(gè)車尾攝像頭）、毫米波雷達(dá) 1 個(gè)、超聲波雷達(dá) 12 個(gè)道、自動(dòng)泊車根據(jù)交通狀況調(diào)整車速、保持在車道內(nèi)行駛、自動(dòng)變換車道而無(wú)需駕駛員介入、從一條高速公路切換至另一條、在接近目的地時(shí)駛出高速自動(dòng)輔助變道、自動(dòng)輔助導(dǎo)航駕駛、Tesla FSDTesla FSDHardware3.0攝像

7、頭 8 個(gè)、毫米波雷達(dá) 1 個(gè)、超 智能召喚、識(shí)別交通信號(hào)燈和停車資料來(lái)源：Tesla，中信建投聲波雷達(dá) 12 個(gè)標(biāo)志并做出反應(yīng)、城市街道自動(dòng)輔助駕駛行業(yè)深度報(bào)告圖表2： 2019 年中國(guó)購(gòu)車消費(fèi)者對(duì)汽車智能化的配置需求圖表3： 2019 年消費(fèi)者對(duì)汽車網(wǎng)聯(lián)化需求的關(guān)注度資料來(lái)源：巨量引擎-汽車數(shù)據(jù)策略研究院 & 中國(guó)汽車流通協(xié)會(huì)，中信建投資料來(lái)源：巨量引擎-汽車數(shù)據(jù)策略研究院 & 中國(guó)汽車流通協(xié)會(huì)，中信建投汽車電子電氣 E/E 架構(gòu)加速向域控制、中央計(jì)算平臺(tái)架構(gòu)遷移。博世認(rèn)為汽車電子電氣架構(gòu)演變路徑為分布式、域集中、中央集中式。傳統(tǒng)汽車分布式架構(gòu)缺點(diǎn)越來(lái)越明顯，高檔車使用 100200 種不

8、同 ECU，汽車的 EEA 中搭載了各種功能不同的 ECU 進(jìn)行協(xié)同運(yùn)作為駕駛員提供各種功能，打造中央集中式 EEA 架構(gòu)的車載計(jì)算平臺(tái)，面臨“功能安全、實(shí)時(shí)性、帶寬瓶頸、算力黑洞”等多種挑戰(zhàn)。目前車廠逐步將一些 ECU 功能合并到一個(gè) ECU 中，減少控制節(jié)點(diǎn)，控制器向“域”集成方向發(fā)展，目前車輛上主要有動(dòng)力域、車身域、自動(dòng)駕駛域、底盤域和信息娛樂(lè)域，域控制器可以完成各自域內(nèi)協(xié)調(diào)工作，便于軟件管理和車輛變形。域集中和中央計(jì)算平臺(tái)架構(gòu)使原來(lái)分散的算力集中化，在降低架構(gòu)復(fù)雜度同時(shí)提高了系統(tǒng)算力，軟硬件解耦讓汽車軟件實(shí)現(xiàn)即插即用，具備可持續(xù)迭代升級(jí)的能力。在電子電氣架構(gòu)方面，目前特斯拉發(fā)展最為領(lǐng)先

9、，其新一代集中式 E/E 架構(gòu)達(dá)到車載中央電腦和區(qū)域控制器階段，配合自研的操作系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)整車 OTA。目前相對(duì)傳統(tǒng)車企 E/E 架構(gòu)，特斯拉領(lǐng)先五年以上。其他主機(jī)廠如大眾、奧迪、通用、豐田等車企都在加快部署全新 E/E 架構(gòu)，量產(chǎn)時(shí)間大概在 2021-2025 年。比如大眾 ID.3 將搭載名為 E的 E/E 架構(gòu)，并將出現(xiàn)跨域中心控制器，實(shí)現(xiàn)域融合架構(gòu)；通用新一代 E/E 架構(gòu) Global B，將搭載在全新凱迪拉克 CT5 上；豐田則將采用 Central & Zone 的 E/E 架構(gòu)。圖表4： 汽車電子電氣架構(gòu)從分布式電子電氣架構(gòu)向域集中、中央計(jì)算平臺(tái)架構(gòu)發(fā)展資料來(lái)源：羅蘭貝格&地平

10、線，中信建投行業(yè)深度報(bào)告圖表5： 智能汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)面臨四大挑戰(zhàn)資料來(lái)源：地平線，中信建投零部件成本下降、中低端車競(jìng)爭(zhēng)加劇，推動(dòng) ADAS 滲透率在中國(guó)市場(chǎng)快速提升，自主品牌 ADAS 裝配量大幅提升。5 年前在一些高端車型上才有 ADAS 功能。2015 年以來(lái)，電子器件成本不斷下降，消費(fèi)者傾向于選擇安全性能更高的、配備智能駕駛輔助功能的汽車?，F(xiàn)在中低端車型，尤其是自主品牌，ADAS 的裝配率已經(jīng)越來(lái)越高了，尤其是 FCW 前方碰撞預(yù)警系統(tǒng)、AEB 自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)、ACC 自適應(yīng)巡航、LDW 車道偏離預(yù)警系統(tǒng)、DMS 疲勞駕駛預(yù)警系統(tǒng)等多項(xiàng)功能裝配率不斷提高。ADAS 的滲透率快速提

11、升來(lái)自于幾方面動(dòng)力：1） ADAS 相關(guān)的硬件成本近年來(lái)快速降低，例如毫米波雷達(dá)尤其是 77GHz 的毫米波雷達(dá)價(jià)格比五年前降低了超過(guò) 50%；2）CNCAP 把一些基本的 ADAS 功能如 AEB 放入評(píng)價(jià)體系也在客觀上有力推動(dòng)了這些功能的普及；3）中低端車競(jìng)爭(zhēng)加劇，造成主流合資和自主品牌的重點(diǎn)車型上 ADAS 功能的搭載率甚至超過(guò)了一些在華銷售的高端品牌車型。預(yù)計(jì)未來(lái)中國(guó)市場(chǎng)智能駕駛輔助功能的滲透率將持續(xù)快速提升，中低端汽車配置的智能駕駛輔助功能項(xiàng)目將逐步增多。根據(jù) Strategy Analytics 預(yù)測(cè) ADAS 功能在我國(guó)乘用車中滲透率將從 2019 年的不到 20%提高至 70%

12、以上；自動(dòng)泊車目前車型滲透率較低，未來(lái)提升空間較大。根據(jù)汽車之家大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，30 萬(wàn)以下車型滲透率遠(yuǎn)不足 20%，預(yù)計(jì) 2025 年可以達(dá)到 50%左右的滲透率。圖表6： 中國(guó)自動(dòng)駕駛發(fā)展演進(jìn)示意圖圖表7： 中國(guó) ADAS 和自動(dòng)駕駛功能滲透率將快速提升資料來(lái)源：國(guó)汽智聯(lián)，中信建投資料來(lái)源：strategy Analysis,中信建投汽車電子電氣架構(gòu)變化、自動(dòng)駕駛快速普及，汽車算力需求爆發(fā)式增長(zhǎng)，汽車行業(yè)正在掀起算力軍備競(jìng)賽。智能駕駛汽車涉及到傳感器環(huán)境感知、高精地圖/GPS 精準(zhǔn)定位、V2X 信息通信、多種數(shù)據(jù)融合、決策與規(guī)劃算法運(yùn)算、運(yùn)算結(jié)果的電子控制與執(zhí)行等過(guò)程，此過(guò)程需要一個(gè)強(qiáng)勁的計(jì)算

13、平臺(tái)統(tǒng)一實(shí)時(shí)分析、處理海量的數(shù)據(jù)與進(jìn)行復(fù)雜的邏輯運(yùn)算，對(duì)計(jì)算能力的要求非常高。目前一般認(rèn)為，L2 需要的計(jì)算力100TOPS，L5 需要的計(jì)算力目前未有明確定義（有預(yù)測(cè)需要至少 1000TOPS），每增加一級(jí)自動(dòng)駕駛等級(jí)算力需求增長(zhǎng)一個(gè)數(shù)量級(jí)，根據(jù) Intel 推算，全自動(dòng)駕駛時(shí)代，每輛汽車每天產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量高達(dá) 4000GB。為了更好的智能駕駛表現(xiàn)，計(jì)算平臺(tái)成為汽車設(shè)計(jì)重點(diǎn)，車載半導(dǎo)體價(jià)值量快速提升，汽車行業(yè)掀起算力軍備競(jìng)賽。以行業(yè)龍頭特斯拉為例，近日媒體報(bào)道，特斯拉正與博通合作研發(fā)新款 HW4.0 自動(dòng)駕駛芯片，預(yù)計(jì)明年第四季度就將大規(guī)模量產(chǎn)，新一代芯片采用 7nm 工藝。預(yù)計(jì) HW4.0

14、算力有望達(dá)到432 TOPS 以上，超過(guò) HW3.0 的三倍以上，將可用于 ADAS、電動(dòng)車動(dòng)力傳動(dòng)、車載娛樂(lè)系統(tǒng)和車身電子四大領(lǐng)域的計(jì)算，成為真正的“汽車大腦”。Gartner 的數(shù)據(jù)顯示，全球汽車半導(dǎo)體市場(chǎng) 2019 年銷售規(guī)模達(dá) 410.13億美元，預(yù)計(jì) 2022 年有望達(dá)到 651 億美元，占全球半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模的比例有望達(dá)到 12%，并成為半導(dǎo)體細(xì)分領(lǐng)域中增速最快的部分。圖表8： 智能駕駛對(duì)算力需求增長(zhǎng)迅速，每增加一級(jí)自動(dòng)駕駛等級(jí)算力需求增長(zhǎng)一個(gè)數(shù)量級(jí)圖表9： 車載半導(dǎo)體成為半導(dǎo)體行業(yè)增速最快的細(xì)分領(lǐng)域全球汽車芯片市場(chǎng)規(guī)模-億美元增速700600 20%19%17%65115%5004

15、0030012%10%11%465 11%42046010%3752001000254 26342%90 290 3210%5%-1%0%-5%資料來(lái)源：Imagination Technology,中信建投資料來(lái)源：Imagination Technology,中信建投主控芯片和計(jì)算平臺(tái)成為汽車智能化發(fā)展核心，車載 AI 芯片是皇冠上的明珠軟件定義汽車趨勢(shì)下，主控芯片和計(jì)算平臺(tái)成為汽車智能化發(fā)展核心。汽車智能計(jì)算平臺(tái)是依靠高性能計(jì)算技術(shù)和高可信軟件技術(shù)，實(shí)時(shí)認(rèn)知外部環(huán)境，并實(shí)現(xiàn)對(duì)整車最優(yōu)決策和控制的計(jì)算系統(tǒng)。汽車智能計(jì)算平臺(tái)作為汽車的“大腦”，一端銜接芯片、傳感器、通信模塊、底盤控制電子、車

16、身控制電子等傳統(tǒng)汽車電子核心環(huán)節(jié)，另一端銜接網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)融合、計(jì)算處理、決策規(guī)劃等汽車電子新興領(lǐng)域。無(wú)論是交通工具層面的升級(jí)，還是移動(dòng)服務(wù)終端層面的演進(jìn)，汽車智能計(jì)算平臺(tái)都起到至關(guān)重要的作用。計(jì)算平臺(tái)和主控芯片成為打造新型智能汽車電子產(chǎn)業(yè)重中之重。行業(yè)深度報(bào)告圖表10： 汽車智能化趨勢(shì)下計(jì)算平臺(tái)和芯片成為核心資料來(lái)源：賽迪智庫(kù)，中信建投圖表11： 車載芯片應(yīng)用場(chǎng)景分類應(yīng)用場(chǎng)景環(huán)境感知決策控制網(wǎng)絡(luò)/通信人機(jī)交互電力電氣CMOS/CCD 感光芯片、ToF 芯片、ISP、MCU、CPU、GPU、NPU、 總線控制芯片、藍(lán)牙/WiFi車載 SoC 芯 MOSFET、IGBT 芯上游芯片射頻芯片、MM

17、IC、RFIC、雷達(dá)芯片、 ASIC、FPGA、存儲(chǔ)芯片、 模塊、蜂窩芯片、C-V2X定位芯片串口芯片片、MCU芯片片/模組攝像頭、超聲波雷達(dá)、激光雷達(dá)、IMU、中游GPS資料來(lái)源：中國(guó)信通院，中信建投ECU、域控制器車載網(wǎng)關(guān)、OBU、T-Box、中控主機(jī)、數(shù) 車載充電器、逆變天線字儀表器、電機(jī)控制器硬件架構(gòu)升級(jí)驅(qū)動(dòng)芯片算力需求呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)提升趨勢(shì)，汽車需要處理大量圖片、視頻等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，同 時(shí)處理器也需要整合雷達(dá)、視頻等多路數(shù)據(jù)。這些都對(duì)車載處理器的并行計(jì)算效率提出更高要求，具備 AI 能力 的主控芯片成為主流，汽車主控芯片結(jié)構(gòu)形式也由 MCU 向 SOC 異構(gòu)芯片方向發(fā)展?，F(xiàn)階段用于汽車決

18、策控 制芯片和汽車智能計(jì)算平臺(tái)主要由三部分構(gòu)成：1）智能運(yùn)算為主的 AI 計(jì)算單元；2）CPU 單元；3）控制單 元。主控 SoC 常由 CPU+GPU+DSP+NPU+各種外設(shè)接口、存儲(chǔ)類型等電子元件組成，現(xiàn)階段主要應(yīng)用于座艙 IVI、域控制、ADAS 等較復(fù)雜的領(lǐng)域。現(xiàn)有車載智能計(jì)算平臺(tái)產(chǎn)品如奧迪 zFAS、特斯拉 FSD、英偉達(dá) Xavier 等硬 件均主要由 AI（人工智能）單元、計(jì)算單元和控制單元三部分組成，每個(gè)單元完成各自所定位的功能。目前 AI 芯片可選用 GPU、FPGA、ASIC（專用集成電路）AI 芯片等。當(dāng)前完成硬件加速功能的芯片通常依賴車載操作系統(tǒng)（多用 Linux 或

19、 QNX）進(jìn)行加速引擎及其他芯片資源的分配、調(diào)度。汽車主控 SoC 系統(tǒng)級(jí)芯片需求逐年增長(zhǎng)，目前呈現(xiàn)出傳統(tǒng)汽車芯片廠商和 ICT 廠商群雄逐鹿的競(jìng)爭(zhēng)格局，中國(guó)公司有望憑借出色的 AI 能力占據(jù)重要地位。瑞薩電子、恩智浦、德州儀器等傳統(tǒng)汽車芯片企業(yè)是當(dāng)前量產(chǎn)環(huán)節(jié)的主導(dǎo)力量，憑借深厚的汽車芯片設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，在嵌入式計(jì)算處理器領(lǐng)域與汽車軟件、系統(tǒng)開發(fā)商深度綁定，能夠更好地協(xié)同車輛控制，把控功能安全需求。因?yàn)槠囍悄芑焖侔l(fā)展，英偉達(dá)、高通、Intel 近年來(lái)在汽車主控芯片領(lǐng)域大舉布局，現(xiàn)已躋身全球汽車半導(dǎo)體前 25，主打 ADAS、自動(dòng)駕駛以及智能座艙領(lǐng)域的芯片設(shè)計(jì)，具備傳統(tǒng)芯片企業(yè)難以比擬的算力優(yōu)勢(shì)。

20、除 Intel Mobileye 的 EyeQ 系列芯片廣泛應(yīng)用于 ADAS、高通驍龍 820A、SA8155P 大量應(yīng)用于車機(jī)系統(tǒng)。我國(guó)企業(yè)主要發(fā)力 AI 計(jì)算領(lǐng)域，基于人工智能領(lǐng)域的研究突破，開行業(yè)深度報(bào)告發(fā)出一系列面向自動(dòng)駕駛、座艙智能化應(yīng)用的處理芯片，已經(jīng)有企業(yè)突破了車規(guī)級(jí)認(rèn)證階段，正式獲得商用和前裝量產(chǎn)。以地平線征程系列芯片、華為昇騰芯片為代表的集成度更高、功能更復(fù)雜、集成 AI 處理單元等異構(gòu)計(jì)算模塊的 SOC 引領(lǐng)車規(guī) AI 芯片的發(fā)展。圖表12： 全球車載主控芯片中，異構(gòu) SoC 系統(tǒng)級(jí)芯片需求逐年增長(zhǎng)，將占據(jù)市場(chǎng)核心地位資料來(lái)源：搜狐汽車、中國(guó)汽車市場(chǎng)營(yíng)銷委員會(huì)，中信建投圖表

21、13： 汽車主控芯片國(guó)內(nèi)外主要廠商序號(hào) 企業(yè) 地區(qū)主要產(chǎn)品合作伙伴備注驍龍 820A、SA8155 智能座艙芯片、 大眾、奧迪、捷豹路虎、本田、比全球25 家頭部整車廠中18 家使用高通智能駕高通 美國(guó)自動(dòng)駕駛平臺(tái) Snapdragon Ride亞迪、吉利等駛艙芯片、自動(dòng)駕駛芯片 2023 年量產(chǎn)英偉達(dá) 美國(guó)Drive PX2、Drive AGX Orin 系列自動(dòng)豐田、奔馳、奧迪、沃爾沃、吉利、超過(guò) 370 家車廠、Tier1、研究機(jī)構(gòu)、高校都在駕駛芯片德賽西威、百度等用 Nvidia 的 GPU 或自動(dòng)駕駛平臺(tái)英特爾 美國(guó)Mobileye EyeQ 系列、Intel Go 自動(dòng)駕福特、本田

22、、奧迪、大眾、FCA、合作超過(guò) 27 個(gè)主機(jī)廠，占據(jù)全球 70%的輔助駛解決方案寶馬、通用等駕駛（ADAS）市場(chǎng)份額恩智浦 荷蘭S32 平臺(tái)、iMAX 處理器、Bluebox 自Autoliv、Bosch 和 Delphi 等頂級(jí)汽首家在下一代“高效能安全計(jì)算”汽車平臺(tái)實(shí)動(dòng)駕駛開發(fā)平臺(tái)車供應(yīng)商現(xiàn) 5nm 制程的汽車芯片廠商瑞薩 日本R-Car 片上系統(tǒng)、Renesas autonomy 平豐田、大眾、日產(chǎn)、長(zhǎng)城、麥格納、R-Car 系列芯片廣泛應(yīng)用于自動(dòng)駕駛、智能座臺(tái)黑莓、光庭等艙，產(chǎn)品兼容性優(yōu)異華為 深圳鯤鵬B920、昇騰 310、麒麟 710A 等，奧迪、奔馳、沃爾沃、比亞迪、上 MDC

23、智能駕駛計(jì)算平臺(tái)通過(guò) ISO 26262 車規(guī)MDC 計(jì)算平臺(tái)汽、長(zhǎng)城、長(zhǎng)安等功能安全管理認(rèn)證，710A 芯片實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)地平線 北京征程系列 AI 芯片, Matrix2.0 計(jì)算平臺(tái)黑芝麻 上海華山系列奧迪、博世、長(zhǎng)安、吉利、比亞迪、征程 2 芯片前裝量產(chǎn)，應(yīng)用車型長(zhǎng)安 UNI-T上汽、一汽、廣汽等上汽、一汽、比亞迪、通用、博世 、主打智能駕駛解決方案，華山一號(hào)芯片已經(jīng)在蔚來(lái)等芯馳科技南京 X9、G9、V969 家產(chǎn)業(yè)合作伙伴資料來(lái)源：搜狐汽車研究院，中信建投量產(chǎn)中已針對(duì)智能座艙、自動(dòng)駕駛，中央網(wǎng)關(guān)發(fā)布 9系列高性能 SoCAI 芯片部署的位置有兩種：云端和終端。云端 AI 應(yīng)用主要用于數(shù)據(jù)中

24、心，在深度學(xué)習(xí)的訓(xùn)練階段需要極大的數(shù)據(jù)量和大運(yùn)算量，因此訓(xùn)練環(huán)節(jié)在云端或者數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)性價(jià)比最高，且終端單一芯片也無(wú)法獨(dú)立完成行業(yè)深度報(bào)告大量的訓(xùn)練任務(wù)。終端 AI 芯片，即用于即手機(jī)、安防攝像頭、汽車、智能家居設(shè)備、各種 IoT 設(shè)備等執(zhí)行邊緣計(jì)算的智能設(shè)備。端 AI 芯片的特點(diǎn)是體積小、耗電少，而且性能不需要特別強(qiáng)大，通常只需要支持一兩種 AI能力。AI 的實(shí)現(xiàn)包括兩個(gè)環(huán)節(jié)：訓(xùn)練、推理。所以根據(jù)承擔(dān)任務(wù)的不同，AI 芯片可以分為：用于構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的訓(xùn)練芯片，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行推理預(yù)測(cè)的推理芯片。訓(xùn)練芯片受算力、經(jīng)濟(jì)效率考慮，一般只在云端部署。相比訓(xùn)練芯片，推理芯片考慮的因素更加綜合：

25、單位功耗算力，時(shí)延，成本等等。AI 發(fā)展初期推理也采用 GPU 進(jìn)行加速，但由于應(yīng)用場(chǎng)景的特殊性，依據(jù)具體神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法優(yōu)化會(huì)帶來(lái)更高的效率，F(xiàn)PGA/ASIC的表現(xiàn)可能更突出。圖表14： AI 芯片按照部署位置和功能分類，目前主要廠商部署位置訓(xùn)練推理GPU：NVIDIA，AMD云端FPGA：Intel，Xilinx ASIC：Google終端/資料來(lái)源：機(jī)器之心，中信建投GPU：NVIDIAFPGA：Intel，Xilinx，亞馬遜，微軟，百度，阿里，騰訊 ASIC：Google，寒武紀(jì)，比特大陸，Wave Computing，Groq ASIC：地平線，華為海思，寒武紀(jì)，高通 FPGA：深鑒

26、科技（Xilinx）GPU：NVIDIA，ARM隨著自動(dòng)駕駛滲透率快速提升，預(yù)計(jì)車載 AI 芯片市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)手機(jī)側(cè) AI 芯片規(guī)模。隨著智能化對(duì)算力需求的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，ADAS 功能逐步成為智能汽車標(biāo)配，預(yù)計(jì)到 2025 年 70%的中國(guó)汽車將搭載 L2-L3 級(jí)別的自動(dòng)駕駛功能。觀研天下預(yù)測(cè)全球自動(dòng)駕駛汽車上的 AI 推理芯片，其市場(chǎng)規(guī)模將從 2017 年的 1.42 億美元，年均增長(zhǎng) 135%至 2022 年的 102 億美元，相比之下手機(jī)側(cè) AI 芯片市場(chǎng)規(guī)模為 34 億美金，汽車 AI 芯片市場(chǎng)規(guī)模遠(yuǎn)超手機(jī)側(cè)。部署于邊緣的 AI 芯片/內(nèi)置單元的市場(chǎng)規(guī)模占比將從 2017 年的 21%，

27、上升到 2022 年的 47%。其年均增速 123%，超過(guò)云端部署年均增速的 75%。GPU 市場(chǎng)份額將從 2017 年的 70%下降到 2022 年的 39%，其主要增長(zhǎng)動(dòng)力將從數(shù)據(jù)中心算法訓(xùn)練，轉(zhuǎn)移到自動(dòng)駕駛汽車。圖表15： 終端推理芯片快速增長(zhǎng)，到 2022 年 AI 芯片市場(chǎng)份額達(dá)到 62.6%圖表16： 全球市場(chǎng)用于自動(dòng)駕駛汽車 AI 芯片市場(chǎng)規(guī)模在2022 年將達(dá)到 102 億美金自動(dòng)駕駛汽車上的AI推斷芯片-億美元增速101.8975.42.1.428.12 21.916658120 1008060402002017 2018E2019E2020E2021E2022E500%40

28、0%300%200%100%0%資料來(lái)源：2018 年中國(guó) AI 芯片行業(yè)分析報(bào)告-市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)態(tài)勢(shì)與發(fā)展前景研究，中信建投資料來(lái)源：觀研天下，中信建投人工智能時(shí)代車規(guī)級(jí) AI 芯片成為皇冠上的明珠，競(jìng)爭(zhēng)壁壘高。終端側(cè)的 AI 芯片，車規(guī)級(jí) AI 芯片是皇冠上的明珠。由于車規(guī)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)極難認(rèn)證，車規(guī)級(jí)人工智能芯片代表了芯片行業(yè)中的最高標(biāo)準(zhǔn)，與消費(fèi)級(jí)和工業(yè)級(jí)芯片相比，車規(guī)級(jí) AI 芯片在安全性、可靠性和穩(wěn)定性上都有最高的要求。必須要達(dá)到，車載環(huán)境溫度在-40到 125區(qū)間，故障率為 0。因?yàn)閷?duì)安全性、可靠性的要求高，所以芯片從設(shè)計(jì)到車上測(cè)試驗(yàn)證、真正實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)一般需要至少 45 年。由于車規(guī)級(jí)芯片開發(fā)周期

29、長(zhǎng)、設(shè)計(jì)難度大，屬于長(zhǎng)跑創(chuàng)新，一旦建立起領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，龍頭廠商將具有較高的競(jìng)爭(zhēng)壁壘，人工智能時(shí)代車規(guī)級(jí) AI 芯片成為皇冠上的明珠，領(lǐng)先廠商競(jìng)爭(zhēng)壁壘較高。圖表17： 車規(guī)級(jí)芯片是終端芯片中要求最高滿足 AEC-Q100 標(biāo)準(zhǔn)可靠性質(zhì)量要求安全性資料來(lái)源：地平線，中信建投工作溫度： Grade 2： 滿足-40 攝氏度到 125 攝氏度運(yùn)行壽命： 滿足 15 至 20 年的運(yùn)行壽命零缺陷率質(zhì)量管理系統(tǒng)：ISO/TS16949長(zhǎng)周期的體系支持： 20 年ISO26262 功能安全：作為風(fēng)險(xiǎn)緩解措施，覆蓋系統(tǒng)失效情況下的安全隱患 ISO21448 預(yù)期功能安全： 覆蓋基于非系統(tǒng)失效導(dǎo)致的安全隱患 ISO

30、21434 網(wǎng)絡(luò)安全：合理保障車輛和系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全圖表18： 車規(guī)級(jí) AI 芯片是皇冠上的明珠，開發(fā)周期長(zhǎng)、難度大、長(zhǎng)跑道的創(chuàng)新資料來(lái)源：地平線、電子發(fā)燒友，中信建投車載 AI 芯片市場(chǎng)空間大、重要性高，行業(yè)內(nèi)新老玩家共爭(zhēng)霸，中國(guó)涌現(xiàn)出以地平線、華為為代表的車規(guī)級(jí) AI 芯片龍頭。目前全球有 60 多家公司處于開發(fā)或銷售專用處理器以加速 AI 應(yīng)用程序發(fā)展的高級(jí)階段，美國(guó)、中國(guó)、歐洲和以色列，軟硬件行業(yè)巨頭都在組建工程團(tuán)隊(duì)進(jìn)行深度開發(fā)，從傳統(tǒng)芯片巨頭、互聯(lián)網(wǎng)公司、創(chuàng)業(yè)企業(yè)選擇了不同的賽道和應(yīng)用場(chǎng)景加入競(jìng)爭(zhēng)。目前車規(guī)級(jí) AI 芯片行業(yè)中，海外代表性公司包括特斯拉、英偉達(dá)和 Mobileye，國(guó)內(nèi)

31、自主品牌代表性企業(yè)包括地平線、華為等。中國(guó)目前擁有全球最頂尖的 AI 算法人才、最愿意嘗試創(chuàng)新的用戶、最豐富的應(yīng)用場(chǎng)景、廣泛的數(shù)據(jù)來(lái)源和全球領(lǐng)先的工業(yè)化能力，未來(lái)國(guó)內(nèi)必將走出自主品牌車規(guī)級(jí) AI 龍頭，目前已經(jīng)具有先發(fā)優(yōu)勢(shì)的地平線有望引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。2、地平線作為國(guó)內(nèi)車規(guī)級(jí) AI 芯片龍頭，迎來(lái)黃金發(fā)展期地平線成為中國(guó)本土首個(gè)實(shí)現(xiàn)正式商用量產(chǎn)的智能座艙和 ADAS 芯片提供商，通過(guò)“軟硬結(jié)合”能力提供極致能效比的 AI 芯片地平線具有領(lǐng)先的人工智能算法和芯片設(shè)計(jì)能，通過(guò)軟硬結(jié)合，設(shè)計(jì)開發(fā)高性能、低成本、低功耗的邊緣人工智能芯片及解決方案，面向智能駕駛和 AIoT ，地平線可提供超高性價(jià)比的邊緣

32、AI 芯片、極致的功耗效率、開放的工具鏈、豐富的算法模型樣和全面的賦能服務(wù)。依托業(yè)領(lǐng)先的軟硬結(jié)合產(chǎn)品，地平線向業(yè)客戶提供“芯片 + 算法 + 工具鏈”的完整解決方案。在智能駕駛領(lǐng)域，地平線同全球四大汽車市場(chǎng)（美國(guó)、德國(guó)、日本和中國(guó)）的業(yè)務(wù)聯(lián)系斷加深，目前已賦能合作伙伴包括奧迪、博世、長(zhǎng)安、比亞迪、上汽 、廣汽等國(guó)內(nèi)外的頂級(jí) Tier1s ，OEMs 廠商；而在 AIoT 領(lǐng)域，地平線攜手合作伙伴已賦能多個(gè)國(guó)家級(jí)開發(fā)區(qū)、國(guó)內(nèi)一線制造企業(yè)、現(xiàn)代購(gòu)物中心及知名品牌店。目前基于創(chuàng)新的人工智能專用計(jì)算架構(gòu) BPU（Brain ProcessingUnit），地平線已成功流片產(chǎn)中國(guó)首款邊緣人工智能處理器-

33、專注于智能駕駛的 “征程（Journey）”系處理器和專注于 AIoT 的 “旭日（Sunrise）” 系處理器，并已大規(guī)模商用。圖表19： 地平線發(fā)展歷史資料來(lái)源：地平線公司官網(wǎng)，中信建投車規(guī)級(jí)芯片道路上，公司有超強(qiáng)的耐心和長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃的戰(zhàn)略能力，2020 年 6 月長(zhǎng)安 UNI-T 上市標(biāo)志著公司的征程二代成為中國(guó)首個(gè)車載商用量產(chǎn)的 AI 芯片，萬(wàn)里長(zhǎng)征路已經(jīng)取得領(lǐng)先。相比其他 AI 芯片新秀一開始就進(jìn)入手機(jī)、攝像頭等消費(fèi)級(jí)場(chǎng)景希望快速實(shí)現(xiàn)收入增長(zhǎng)，地平線選擇了一條最困難的道路，挑戰(zhàn) AI 行業(yè)的珠穆朗瑪峰車規(guī)級(jí) AI 芯片，并進(jìn)入與傳統(tǒng)芯片巨頭搏殺的賽道。自 2015 年創(chuàng)立以來(lái)，地平線僅用

34、了 5 年的時(shí)間即實(shí)現(xiàn)了車規(guī) AI 芯片的量產(chǎn)落地，開啟國(guó)產(chǎn)車規(guī)級(jí) AI 芯片的前裝量產(chǎn)元年。公司目前擁有多個(gè)主機(jī)廠定點(diǎn)項(xiàng)目訂單，20202023 年預(yù)計(jì)將迎來(lái)全面的收入和業(yè)績(jī)爆發(fā)式增長(zhǎng)。考慮到樣片流片、車規(guī)級(jí)認(rèn)證和車型導(dǎo)入的時(shí)間，地平線成立 5 年即實(shí)現(xiàn)車規(guī) AI 芯片量產(chǎn)在整個(gè)汽車電子行業(yè)都處于領(lǐng)先位置。與此相比，Mobileye的車規(guī)芯片從研發(fā)到正式商用歷時(shí) 8 年；作為全球通用 AI 芯片龍頭的英偉達(dá)，在 CUDA 發(fā)布后 9 年才將 K1芯片應(yīng)用于奧迪 A8 的車用系統(tǒng)。圖表20： 公司 2015 年成立以來(lái)融資歷史時(shí)間輪次金額投資方2015/7/5種子未透露紅杉資本、真格基金、金沙

35、江創(chuàng)投、高瓴資本、線性資本、晨興資本2015 年 10 月天使數(shù)百萬(wàn)美元紅杉資本、真格基金、金沙江創(chuàng)投、線性資本、高瓴資本、晨興資本2016/4/6Pre-A 輪數(shù)千萬(wàn)美元DST/YuriMilner2016/7/1A 輪數(shù)千萬(wàn)美元祥峰投資、青云創(chuàng)投、晨興創(chuàng)投、高瓴資本、金沙江創(chuàng)投、線性資本、真格基金、雙湖資本2017/10/20A+輪超 1 億美元英特爾投資、嘉實(shí)投資、晨興資本、高瓴資本、雙湖投資、線性資本2017 年 12 月戰(zhàn)略投資未透露建投華科2019/2/27B 輪6 億美元SK 電訊創(chuàng)投(中國(guó))、泛海投資、中信證券、海松資本、晨興資本、高瓴資本、云暉資本、線性資本、民銀資本、SK

36、Hynix，上汽集團(tuán)資料來(lái)源：投資界，中信建投征程系列芯片可以同時(shí)支撐智能汽車智能座艙AI 應(yīng)用和自動(dòng)駕駛應(yīng)用，應(yīng)用于智能座艙域和自動(dòng)駕駛域，最終成為中央計(jì)算平臺(tái)主控芯片。目前征程二代可支撐 L2 自動(dòng)駕駛應(yīng)用，下一代芯片將支持 L3/L4 自動(dòng)駕駛應(yīng)用。未來(lái)智能座艙走向交互方式升級(jí)，例如車內(nèi)視覺(jué)（光學(xué)）、語(yǔ)音（聲學(xué)）以及方向盤、剎車踏板、油門踏板、檔位、安全帶等底盤和車身數(shù)據(jù)，利用生物識(shí)別技術(shù)（車艙內(nèi)主要是人臉識(shí)別、聲音識(shí)別），來(lái)綜合判斷駕駛員(或其他乘員)的生理狀態(tài)（人像、臉部特征等）和行為狀態(tài)（駕駛行為、聲音、肢體行為），做到讓車真正 “理解”人，座艙演變成全面“個(gè)人助理”。因此地平線去

37、年發(fā)布的征程二代芯片擁有強(qiáng)大的智能座艙多模感知算法支撐能力，并在 2020 年 4 月上市的長(zhǎng)安 SUV 車型 UNI-T 上正式商用，目前 UNI-T 智能座艙功能如視線亮屏、分心提醒、疲勞監(jiān)測(cè)、智能語(yǔ)音拍照等均已達(dá)到成熟穩(wěn)定的高標(biāo)準(zhǔn)用戶體驗(yàn)。目前征程二代能夠?qū)Χ囝惸繕?biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和精準(zhǔn)識(shí)別，并提供高精度且低延遲的感知輸出，可滿足自動(dòng)駕駛視覺(jué)感知、視覺(jué)建圖定位、視覺(jué) ADAS 等智能駕駛場(chǎng)景的需求，以及語(yǔ)音識(shí)別，眼球跟蹤，手勢(shì)識(shí)別等智能人機(jī)交互的功能需求。可以同時(shí)跑超過(guò) 60 個(gè)分類任務(wù)，每秒鐘識(shí)別目標(biāo)數(shù)可以超過(guò) 2000 個(gè)，因此完全可以滿足 L2 級(jí)別智能駕駛的各類視覺(jué)應(yīng)用需求，預(yù)計(jì) 2

38、020 年2021 年將會(huì)看到正式搭載征程系列芯片實(shí)現(xiàn) ADAS 功能的量產(chǎn)汽車。行業(yè)深度報(bào)告圖表21： 地平線目前征程二代芯片智能座艙解決方案：支持包括視覺(jué)、語(yǔ)音、手勢(shì)識(shí)別等多模交互算法和應(yīng)用圖表22： 未來(lái)征程系列芯片將支撐汽車統(tǒng)一感知中臺(tái)，為智能座艙多模態(tài)交互、自動(dòng)駕駛應(yīng)用提供 AI 能力資料來(lái)源：蓋世汽車，中信建投資料來(lái)源：蓋世汽車，中信建投對(duì)于車載 AI 芯片來(lái)說(shuō)，算力指標(biāo)重要，能效比更重要。在傳統(tǒng)芯片行業(yè)，PPA（算力、功耗和面積）是最經(jīng)典的性能衡量指標(biāo)。因?yàn)楝F(xiàn)在汽車自動(dòng)駕駛對(duì)算力的追求，業(yè)界往往會(huì)把峰值算力當(dāng)作衡量 AI 芯片的主要指標(biāo)。地平線提供一個(gè)新的方法用以評(píng)估芯片的 AI

39、 真實(shí)性能MAPS (Mean Accuracy-guaranteed Processing Speed，在精度有保障范圍內(nèi)的平均處理速度)，針對(duì)應(yīng)用場(chǎng)景的特點(diǎn)，在精度有保障的前提下，包容所有與算法相關(guān)的選擇，評(píng)估芯片對(duì)數(shù)據(jù)的平均處理速度。MAPS 評(píng)測(cè)方法，關(guān)注真實(shí)的用戶價(jià)值，將每顆芯片在快和準(zhǔn)這兩個(gè)關(guān)鍵維度上的取舍變化直觀地展現(xiàn)出來(lái)，并在合理的精度范圍內(nèi)，評(píng)估芯片的平均處理速度。這個(gè)方法具有可視化和可量化的特點(diǎn)。圖表23： MAPS 聚焦“快”和“準(zhǔn)”兩個(gè)關(guān)鍵評(píng)測(cè)維度，用最優(yōu)幀率精度所圍面積直接體現(xiàn) AI 芯片的最強(qiáng)能力資料來(lái)源：地平線官網(wǎng)，中信建投行業(yè)深度報(bào)告地平線致力于打造極致 AI

40、能效，芯片設(shè)計(jì)上能效比行業(yè)領(lǐng)先。未來(lái)一輛自動(dòng)駕駛車輛平均每天產(chǎn)生 600-1000 TB 的數(shù)據(jù)計(jì)算，僅 2000 輛自動(dòng)駕駛車輛產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量超過(guò) 2015 年我們整個(gè)文明一天數(shù)據(jù)用量，大規(guī)模設(shè)備端部署需要成本效率。要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模部署，尤其在汽車初始售價(jià)逐步下降的情況下，車載 AI 芯片需要充分考慮芯片的能效比。地平線在 AI 處理器設(shè)計(jì)的初始就開始從整個(gè)芯片的系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)和芯片級(jí)別角度上思考 SoC 的設(shè)計(jì)思路，將經(jīng)典芯片設(shè)計(jì)思想和帶寬利用率優(yōu)化結(jié)合在一起，注重真實(shí)的 AI 能力輸出，既守住主效能又兼顧靈活效能的 BPU 思想。以 2020 年最先商用量產(chǎn)的地平線征程二代芯片為例，搭載自主創(chuàng)新研

41、發(fā)的高性能計(jì)算架構(gòu) BPU2.0（Brain Processing Unit）,可提供超過(guò) 4TOPS 的等效算力，典型功耗僅 2 瓦，且具有極高的算力利用率，典型算法模型在該芯片上處理器的利用率可以高于 90%，能夠高效靈活地實(shí)現(xiàn)多類 AI 任務(wù)處理，對(duì)多類目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和精準(zhǔn)識(shí)別，可全面滿足自動(dòng)駕駛視覺(jué)感知、視覺(jué)建圖定位、視覺(jué) ADAS 等智能駕駛場(chǎng)景的需求，以及語(yǔ)音識(shí)別，眼球跟蹤，手勢(shì)識(shí)別等智能人機(jī)交互的功能需求，充分體現(xiàn) BPU 架構(gòu)強(qiáng)大的靈活性。作為通用 GPU 的代表供應(yīng)商英偉達(dá)的自動(dòng)駕駛系列芯片，通過(guò)添加神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)單元，以實(shí)現(xiàn)對(duì) AI 處理越來(lái)越高效，但總體而言 GPU 仍功耗較

42、高。豐富的通用模塊雖可實(shí)現(xiàn)對(duì)各種場(chǎng)景的適用性，但也帶來(lái)了成本過(guò)高、功耗過(guò)高的問(wèn)題。征程二代芯片具備極高的算力利用率，每 TOPS AI 能力輸出可達(dá)同等算力 GPU 的 10 倍以上。與此同時(shí)，征程二代還可提供高精度且低延遲的感知輸出，滿足典型場(chǎng)景對(duì)語(yǔ)義分割、目標(biāo)檢測(cè)、目標(biāo)識(shí)別的類別和數(shù)量的需求。圖表24： 地平線征程二代芯片搭載自主創(chuàng)新研發(fā)的高性能計(jì)算架構(gòu) BPU2.0（Brain Processing Unit）,可提供超過(guò) 4 TOPS的等效算力，能效比行業(yè)領(lǐng)先資料來(lái)源：地平線公司官網(wǎng)，中信建投地平線2020 年1 月份宣布推出新一代自動(dòng)駕駛計(jì)算平臺(tái)Matrix 2.0，搭載地平線征程二

43、代車規(guī)級(jí)芯片，可滿足 L2L4 級(jí)別自動(dòng)駕駛需求。感知層面， Matrix 2.0 可支持包括攝像頭、激光雷達(dá)在內(nèi)的多傳感器感知和融合，實(shí)現(xiàn)高達(dá) 23 類語(yǔ)義分割以及六大類目標(biāo)檢測(cè)，感知算法還能夠應(yīng)對(duì)復(fù)雜環(huán)境，支持在特殊場(chǎng)景或極端天氣的情況下輸出穩(wěn)定的感知結(jié)果。在 Robotaxi 領(lǐng)域，地平線與多家頂級(jí)自動(dòng)駕駛運(yùn)營(yíng)公司達(dá)成合作，目前 Matrix 被應(yīng)用于近千輛的測(cè)試車隊(duì)并開已開展商業(yè)運(yùn)營(yíng)服務(wù)；在整車廠領(lǐng)域，地平線與奧迪長(zhǎng)期在高級(jí)別自動(dòng)駕駛技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)品化等方面展開合作，助力奧迪在無(wú)錫獲得了 L4 路測(cè)牌照，奧迪中國(guó)首次在國(guó)內(nèi)實(shí)際高速公路場(chǎng)景進(jìn)行乘用車編隊(duì) L4 自動(dòng)駕駛及車路協(xié)同演示也是采

44、用 Matrix 計(jì)算平臺(tái)。行業(yè)深度報(bào)告圖表25： 地平線新一代計(jì)算平臺(tái) Matrix 2.0資料來(lái)源：地平線公司官網(wǎng)，中信建投地平線 AI 算法能力全球領(lǐng)先，建立開放軟件生態(tài)，高效的開發(fā)效率保證ADAS 芯片創(chuàng)新升級(jí)公司AI 算法能力全球領(lǐng)先，在對(duì)自動(dòng)駕駛和汽車智能化重要應(yīng)用場(chǎng)景的關(guān)鍵算法發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行提前預(yù)判，前瞻性地將其計(jì)算特點(diǎn)融入到計(jì)算架構(gòu)的設(shè)計(jì)當(dāng)中。AI 算法是車規(guī) AI 芯片的靈魂，也對(duì)芯片設(shè)計(jì)帶來(lái)了更大的挑戰(zhàn)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的迭代速度遠(yuǎn)超硬件的改進(jìn)速度，一旦設(shè)計(jì)時(shí)考慮不當(dāng)，將會(huì)造成芯片設(shè)計(jì)結(jié)束時(shí)算法全面落后的情況，需要針對(duì) ADAS 應(yīng)用進(jìn)行極致優(yōu)化。地平線創(chuàng)始人余凱博士是全球最頂尖

45、的 AI 專家，地平線擁有全球領(lǐng)先的算法團(tuán)隊(duì)，前瞻性的對(duì)重要應(yīng)用場(chǎng)景中的關(guān)鍵算法發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)判，提前將其計(jì)算特點(diǎn)融入到計(jì)算架構(gòu)的設(shè)計(jì)當(dāng)中，使得 AI 處理器經(jīng)過(guò)一兩年的研發(fā)，在推出的時(shí)候，仍然能夠很好地適應(yīng)時(shí)下最新的主流算法。因此和其他典型的 AI 處理器相比，地平線的 AI 處理器，隨著算法的演進(jìn)趨勢(shì)，始終能夠保持相當(dāng)高的有效利用率，從而真正意義上受益于算法創(chuàng)新帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)。全球領(lǐng)先的 AI 算法能力是公司區(qū)別于 AMD、瑞薩、高通等傳統(tǒng)芯片制造商的最大優(yōu)勢(shì)。公司掌握了算法和計(jì)算架構(gòu)，再利用自己開發(fā)的編譯器對(duì)算法和芯片同時(shí)進(jìn)行極致優(yōu)化，釋放出所有的潛能。圖表26： 地平線 AI 芯片核心能力

46、：算法+芯片聯(lián)合優(yōu)化且兼顧靈活，高效架構(gòu)服務(wù)經(jīng)典和未來(lái)算法設(shè)計(jì)圖表27： 公司擁有世界級(jí) AI 和芯片設(shè)計(jì)專家團(tuán)隊(duì)資料來(lái)源：地平線公司官網(wǎng)，中信建投資料來(lái)源：地平線公司官網(wǎng)，中信建投行業(yè)深度報(bào)告圖表28： 地平線算法優(yōu)化目標(biāo)資料來(lái)源：地平線公司官網(wǎng)，中信建投高效的 AI 開發(fā)平臺(tái)和工具鏈，幫助 OEM 和 Tier1 廠商更高效實(shí)現(xiàn) AI 相關(guān)應(yīng)用開發(fā)。目前傳統(tǒng)主機(jī)廠都在加強(qiáng)軟件團(tuán)隊(duì)建設(shè)，將 AI 解決方案集成到未來(lái)產(chǎn)品中，目前存在比較高的門檻，因此地平線在 2020 年 4 月公司推出了全新一代“天工開物”(Horizon OpenExplorer Platform)AI 開發(fā)平臺(tái)?！疤旃ら_

47、物”AI 開發(fā)平臺(tái)基于自研 AI 芯片打造,由模型倉(cāng)庫(kù)(Model Zoo)、AI 芯片工具鏈(AI Toolchain)及 AI 應(yīng)用開發(fā)中間件(AI Express)三大功能模塊構(gòu)成。平臺(tái)包含了一整套有數(shù)據(jù)、訓(xùn)練、部署在內(nèi)的算法開發(fā)流程，并開發(fā)出一套全棧式的 AI 平臺(tái)工具用來(lái)高效地支撐這套開發(fā)流程。同時(shí)也標(biāo)志著公司開放軟件生態(tài)建立的第一步正式邁出，未來(lái)將全面建設(shè)圍繞自身芯片+工具鏈的開發(fā)者生態(tài)。地平線甚至提供大量?jī)?yōu)秀的算法模型和原型系統(tǒng)，作為參考樣例提供給客戶。通過(guò)這些工具和樣例，客戶可以照貓畫虎，快速地進(jìn)行產(chǎn)品所需的算法開發(fā)，并持續(xù)迭代，由淺入深地進(jìn)行全方位地調(diào)優(yōu)，探索客戶自己在數(shù)據(jù)和

48、算法方面的獨(dú)特價(jià)值，做出差異化和定制化。目前 SSD、Yolo v3、 Faster RCNN、UNet、Mask RCNN、ResNet50、ResNet18、MobileNet v1、MobileNet v2 均已面向合作伙伴開放。圖表29： 地平線“天工開物”AI 開發(fā)平臺(tái)：更快、更省、更高效資料來(lái)源：地平線公司官網(wǎng)，中信建投行業(yè)深度報(bào)告地平線將算法與芯片“軟硬結(jié)合，垂直打穿”，提升創(chuàng)新速度和芯片開發(fā)、優(yōu)化、測(cè)試效率。在 AI 芯片的設(shè)計(jì)中，算法、編譯器、工具鏈設(shè)計(jì)的團(tuán)隊(duì)組成聯(lián)合攻關(guān)組，對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行細(xì)致分析，對(duì)指令集、算法并行化進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)出高效算法，對(duì)未來(lái)算法演進(jìn)進(jìn)行推演，這就是為什么

49、地平線能在成立后短短 5 年就正式實(shí)現(xiàn)車規(guī)級(jí) AI 芯片量產(chǎn)的原因之一。圖表30： 地平線“天工開物”AI 平臺(tái)由模型倉(cāng)庫(kù)(Model Zoo)、AI 芯片工具鏈(AI Toolchain)及 AI 應(yīng)用開發(fā)中間件(AI Express)三大功能模塊構(gòu)成資料來(lái)源：地平線公司官網(wǎng)，中信建投圖表31： 深層次、多維度的開放賦能，與諸多戰(zhàn)略伙伴共創(chuàng)智能汽車未來(lái)資料來(lái)源：地平線公司官網(wǎng)，中信建投新產(chǎn)品路徑規(guī)劃清晰，下一代芯片均在研發(fā)和實(shí)流片途中，預(yù)期單芯片算力未來(lái)將接近 100TOPS，處理多達(dá) 16 路視頻信號(hào)。地平線征程二代芯片成功商用是公司新的里程碑，目前征程二代已經(jīng)拿到多個(gè)國(guó)家的市場(chǎng)客戶的前裝

50、的定點(diǎn)。公司后續(xù)新產(chǎn)品升級(jí)和規(guī)劃也在快速推進(jìn)和落地，優(yōu)秀的商業(yè)落地成績(jī)?cè)从诔掷m(xù)不斷的前瞻行業(yè)深度報(bào)告性技術(shù)探索和 AI 芯片產(chǎn)品的快速迭代。作為全球邊緣 AI 芯片領(lǐng)導(dǎo)者，地平線繼 2019 年成功推出車規(guī)級(jí) AI芯片征程 2 之后，將于今年推出面向高等級(jí)自動(dòng)駕駛的旗艦級(jí)芯片征程 5，具備 96TOPS 的 AI 算力，實(shí)際性能領(lǐng)先國(guó)際，并將以邊緣人工智能芯片為核心，面向自動(dòng)駕駛落地應(yīng)用的實(shí)際需求，為產(chǎn)業(yè)提供具備極致效能、全面靈活的賦能服務(wù)。圖表32： 地平線征程系列芯片 Roadmap資料來(lái)源：地平線公司官網(wǎng)，中信建投3、以地平線為代表的本土 AI 芯片廠商有望在中國(guó)市場(chǎng)擊敗Mobileye

51、占據(jù)較高市場(chǎng)份額，在自動(dòng)駕駛時(shí)代助力本土車廠實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)型全球范圍看特斯拉 AI 芯片發(fā)展迅速，英偉達(dá)、Mobileye 競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力較強(qiáng)為了更好實(shí)現(xiàn)智能化和自動(dòng)駕駛功能，特斯拉從使用第三方主控芯片走上自研道路為了掌握自動(dòng)駕駛話語(yǔ)權(quán)，同時(shí)并掌握核心數(shù)據(jù)和 AI 算法，過(guò)去 5 年特斯拉經(jīng)歷了外購(gòu)主控芯片到自研的道路。2014 年2016 年，特斯拉配備的是基于 Mobileye EyeQ3 芯片的 AutoPilot HW1.0 計(jì)算平臺(tái)，車上包含 1 個(gè)前攝像頭+1 個(gè)毫米波雷達(dá)+12 個(gè)超聲波雷達(dá)。2016 年2019 年，特斯拉采用基于英偉達(dá)的 DRIVE PX 2 AI計(jì)算平臺(tái)的 AutoP

52、ilot HW2.0 和后續(xù)的 AutoPilot HW2.5，包含 8 個(gè)攝像頭+1 個(gè)毫米波雷達(dá)+12 超聲波雷達(dá)。2017年開始特斯拉開始啟動(dòng)自研主控芯片，尤其是主控芯片中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法和 AI 處理單元全部自己完成。2019年 4 月，AutoPilot HW3.0 平臺(tái)搭載了 Tesla FSD 自研版本的主控芯片，這款自動(dòng)駕駛主控芯片擁有高達(dá) 60 億的晶體管，每秒可完成 144 萬(wàn)億次的計(jì)算，能同時(shí)處理每秒 2300 幀的圖像。行業(yè)深度報(bào)告圖表33： FSD 芯片中關(guān)鍵的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器由特斯拉自主研發(fā)，F(xiàn)SD 芯片內(nèi)部簡(jiǎn)單架構(gòu)圖圖表34： FSD 芯片神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元資料來(lái)源：汽

53、車之家，中信建投資料來(lái)源：半導(dǎo)體行業(yè)觀察，中信建投這款 FSD 芯片采用 14nm 工藝制造，包含一個(gè)中央處理器、1 個(gè)圖像處理單元、2 個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器，其中中央處理器和圖像處理器都采用了第三方設(shè)計(jì)授權(quán)，以保證其性能和穩(wěn)定性，并易于開發(fā)，關(guān)鍵的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器設(shè)計(jì)是特斯拉自主研發(fā), 是現(xiàn)階段用于汽車自動(dòng)駕駛領(lǐng)域最強(qiáng)大的芯片。中央處理器是 1 個(gè) 12 核心ARM A72 架構(gòu)的 64 位處理器，運(yùn)行頻率為 2.2GHz；圖像處理器能夠提供 0.6TFLOPS 計(jì)算能力，運(yùn)行頻率為 1GHz； 2 個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器運(yùn)行在 2.2GHz 頻率下能提供 72TOPS 的處理能力。為了提升神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理

54、器的內(nèi)存存取速度以提升計(jì)算能力，每顆 FSD 芯片內(nèi)部還集成了 32MB 高速緩存。NPU 的總功耗為 7.5 W，約占 FSD 功耗預(yù)算的 21。這使得它們的性能功率效率約為 4.9TOPs/W，特斯拉在芯片設(shè)計(jì)方面充分考慮了安全性，一塊典型的自動(dòng)駕駛電路板會(huì)集成兩顆 Tesla FSD 芯片，執(zhí)行雙神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器冗余模式，兩顆處理器相互獨(dú)立，即便一個(gè)出現(xiàn)問(wèn)題另一個(gè)也能照常執(zhí)行，此外還設(shè)計(jì)了冗余的電源、重疊的攝像機(jī)視野部分、各種向后兼容的連接器和接口。FSD HW 3.0 的性能比上一代 HW 2.5 提高了 21 倍，而功耗降低 25%，能效比 2TOPS/W，是現(xiàn)階段用于汽車自動(dòng)駕駛領(lǐng)域

55、最強(qiáng)大的芯片和計(jì)算平臺(tái)。新一代自動(dòng)駕駛芯片和 HW4.0 即將在明年量產(chǎn)，重構(gòu) AutoPilot 底層架構(gòu)，將推出訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)超級(jí)計(jì)算機(jī) Dojo，瞄準(zhǔn) L5 自動(dòng)駕駛場(chǎng)景。2020 年 8 月多家媒體報(bào)道，特斯拉正與博通合作研發(fā)新款 HW 4.0 自動(dòng)駕駛芯片，有望在明年第四季度大規(guī)模量產(chǎn)，未來(lái)將采用臺(tái)積電 7nm 技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)。同時(shí) AutoPilot 團(tuán)隊(duì)正對(duì)軟件的底層代碼進(jìn)行重寫和深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu), 包括對(duì)數(shù)據(jù)標(biāo)注、訓(xùn)練、推理全流程的重構(gòu)。全新的訓(xùn)練計(jì)算機(jī) Dojo正在開發(fā)中。Dojo 將專門用于大規(guī)模的圖像和視頻數(shù)據(jù)處理，其浮點(diǎn)運(yùn)算能力將達(dá)到 exaflop 級(jí)別（秒運(yùn)算百億億次）

56、，將配合無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)算法，來(lái)減少特斯拉對(duì)于數(shù)據(jù)人工標(biāo)注的工作量，幫助特斯拉數(shù)據(jù)訓(xùn)練效率實(shí)現(xiàn)指數(shù)級(jí)提升。目前特斯拉已經(jīng)擁有超過(guò) 82 萬(wàn)臺(tái)車不斷回傳數(shù)據(jù)，到 2020 年年底將擁有 51 億英里駕駛數(shù)據(jù)用于自動(dòng)駕駛訓(xùn)練，過(guò)去的訓(xùn)練數(shù)據(jù)依賴于人工標(biāo)注，而主動(dòng)的自監(jiān)督學(xué)習(xí)配合 Dojo 計(jì)算機(jī)可以大幅優(yōu)化算法提升的效率。Dojo 可以改善 Autopilot 的工作方式，從目前的 2D 圖像 + 內(nèi)容標(biāo)注方式訓(xùn)練，升級(jí)到可以在4D（3D加上時(shí)間維度）環(huán)境下運(yùn)行。我們預(yù)計(jì)借助強(qiáng)大的自研計(jì)算平臺(tái)、全球領(lǐng)先的 AI 算法能力、龐大的實(shí)際駕駛數(shù)據(jù)量，特斯拉有望成為率先實(shí)現(xiàn) L5 級(jí)別自動(dòng)駕駛的公司。行業(yè)深度報(bào)

57、告圖表35： 目前 AutoPilot AI 軟件堆棧結(jié)構(gòu)圖表36： 預(yù)計(jì) 2020 年年底特斯拉將擁有超過(guò) 51 億英里的駕駛數(shù)據(jù)可用于自動(dòng)駕駛的訓(xùn)練資料來(lái)源：汽車之心，中信建投資料來(lái)源：汽車之家，中信建投ADAS 市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者 Mobileye 提供成熟極具性價(jià)比軟硬一體化 ADAS 方案，但開放性現(xiàn)在成為發(fā)展瓶頸Mobileye 成立于 1999 年，是以色列提供基于視覺(jué)系統(tǒng)分析和數(shù)據(jù)處理研發(fā)高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)和自動(dòng)駕駛解決方案的全球先行者，為全球 27 家 OEM 廠和 Tier1 廠商提供“芯片+算法”軟硬一體化的 ADAS 視覺(jué)解決方案。EyeQ 系列芯片截至 2019 年底出貨 54

58、00 萬(wàn)，為全球超過(guò) 5000 萬(wàn)輛汽車的行車安全保駕護(hù)航,目前全球ADAS市場(chǎng)占有率大約為 70%。創(chuàng)辦之初公司致力于用單目視覺(jué)，提供包括行人檢測(cè)、車道保持和自適應(yīng)巡航等輔助駕駛技術(shù)，1999 年到 2001 年，Mobileye 原型產(chǎn)品每年迭代一次，2001 年 Mobileye 將自研的算法固化到芯片上并集成到汽車當(dāng)中，從此開啟了 EyeQ 芯片的研發(fā)。2004 年 4 月，EyeQ1 開始生產(chǎn)，隨后公司收獲多輪融資，將商業(yè)模式轉(zhuǎn)向汽車安全，陸續(xù)與大陸、意法半導(dǎo)體、麥格納、電裝、德爾福等全球頂級(jí)零部件供應(yīng)商簽署合作協(xié)議。2007 年，寶馬、通用和沃爾沃成為首批配裝 Mobileye 芯

59、片的車企，Mobileye 產(chǎn)品正式商用。2008 年， Mobileye 對(duì)外發(fā)布 EyeQ 2，公司進(jìn)入穩(wěn)定發(fā)展期。2013 年，Mobileye 累計(jì)賣出產(chǎn)品突破 100 萬(wàn)臺(tái)，隨后出貨量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。2017 年 3 月，Mobileye 被芯片巨頭英特爾以 153 億美元的價(jià)格收購(gòu)。2014 年到 2019 年，公司營(yíng)收復(fù)合增速達(dá)到 44%，2019 年收入 8.79 億美元，凈利潤(rùn) 27.9%，其中 EyeQ 系列芯片 2019 年出貨量達(dá)到 1740 萬(wàn)顆。EyeQ1 至 EyeQ4 等芯片型號(hào)已經(jīng)量產(chǎn)，EyeQ5 則預(yù)計(jì)于明年投放市場(chǎng)。EyeQ4 多用于對(duì)半自動(dòng)輔助駕駛技術(shù)的

60、支持，最高支持到 L3 級(jí)別，而 EyeQ5 主要定位于 Level 4/5 無(wú)人駕駛階段的應(yīng)用。圖表37： EyeQ4 處理器架構(gòu)圖表38： EyeQ5 處理器架構(gòu)資料來(lái)源：Mobileye，中信建投資料來(lái)源：Mobileye，中信建投行業(yè)深度報(bào)告EyeQ4 配置了 4 個(gè) CPU 內(nèi)核和 6 個(gè)矢量微碼處理器（VMP），每個(gè) CPU 內(nèi)核又擁有四個(gè)硬件線程。EyeQ4芯片引入了新穎的加速器類別：兩個(gè)多線程處理集群（MPC）內(nèi)核，兩個(gè)可編程宏陣列（PMA）內(nèi)核。結(jié)構(gòu)上， EyeQ4 使用 28nm 的 FD-SOI。功能上，相比 EyeQ3，EyeQ4 新增 REM 路網(wǎng)收集管理、駕駛決策、