新技術(shù)前瞻專題系列（六）：智駕芯片行業(yè)的春天

——新技術(shù)前瞻專題系列（六）Q1:智能駕駛芯片是什么？MCU及SoC是兩種典型的計(jì)算芯統(tǒng)，即一種集成電路設(shè)計(jì)，將特定應(yīng)用或功能所需的所有必要組件及子系統(tǒng)及其他組件集成到單個(gè)芯片。SoC憑借計(jì)算能力提升、數(shù)據(jù)傳輸效率提高、芯片使用量減少、軟件升級(jí)更靈活等多項(xiàng)優(yōu)軟硬件結(jié)合是智能駕駛的必由之路，地平線引領(lǐng)趨勢-研發(fā)出高性能“BPU納什”。SOC至L5級(jí)車輛于2023年的滲透率在全球分別達(dá)38.8%、31.0%及0.01%，自動(dòng)駕駛2023年中國車規(guī)級(jí)SoC市場規(guī)模達(dá)267億元，預(yù)計(jì)2028年達(dá)而增加，上游SOC芯片將明顯受益。L2級(jí)別需要2個(gè)TOPS的算力，L3需要24個(gè)TOPS的算力，L4為320TOPS，L5為4000+TOPS。而隨著SOC的發(fā)展，SO投資建議：隨著智能駕駛行業(yè)規(guī)范與量產(chǎn)要求進(jìn)一步明確，智駕芯片持續(xù)迭突破與快速滲透，受益標(biāo)的：地平線機(jī)器人-W，黑芝麻智能，德賽西威，四維圖新，國芯科技，聯(lián)迪信息，漢鑫科技，萬集科技，永新光學(xué)等。汽車芯片是現(xiàn)代汽車處理數(shù)據(jù)及控制車輛的重要組成部分，支持在自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、駕駛艙、底盤、動(dòng)力總成及車身等汽車芯片是現(xiàn)代汽車處理數(shù)據(jù)及控制車輛的重要組成部分，支持在自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、駕駛艙、底盤、動(dòng)力總成及車身等方面的廣泛應(yīng)用。汽應(yīng)用或功能所需的所有必要組件及子系統(tǒng)集成到單個(gè)微芯片，包括將CPU、GPU（圖形處理器）、ASIC（專用集成電路）及其他組件集資料來源：黑芝麻智能官網(wǎng)，東興證券研究所資料來源：黑芝麻智能官網(wǎng)，東興證券研究所接口模塊、含有ADC/DAC的模擬前端模塊、電源提供和功耗管理模塊的集合可以由FPGA或ASIC實(shí)現(xiàn))以及微電子機(jī)械模塊，更重要的是一個(gè)SOC芯片內(nèi)嵌有基本軟件(RDOS或COS以及其他應(yīng)用軟件)模塊或可載資料來源：CSDN，鐘毅等《芯片三維互連技術(shù)及異質(zhì)資料來源：CSDN，鐘毅等《芯片三維互連技術(shù)及異質(zhì)負(fù)責(zé)控制和監(jiān)控各種電子系統(tǒng)，以確保車輛的可靠性和安全性。MCU的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括引擎控制、變速箱控制、制動(dòng)系統(tǒng)、車身電子、輸入輸出接口輸入輸出接口資料來源：EDA365電子論壇，東興證券研究所>減小體積：以印刷電路板組合數(shù)個(gè)不同功能的集成電路，體積較大；如果整合成一個(gè)SoC芯片，體積則被縮小。>減少成本：需要封裝測試多顆集成電路，成本較高；如果整合成一個(gè)SoC芯片，只需要封裝測試一顆集成電路，成本較低。>提升系統(tǒng)功能：將不同功能的集成電路整合成一個(gè)SoC芯片，體積較小，可以整合更多的“功能單元”，形成功能更強(qiáng)大的芯片。資料來源：CSDN，東興證券研究所由于由于SoC芯片的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證必須與半導(dǎo)體制造技術(shù)配合，再加上必須具備完整的混合信號(hào)、數(shù)字與類比、低頻與高頻、存儲(chǔ)器等相關(guān)的>制造瓶頸：不同功能單元的制程技術(shù)不同，要同時(shí)制作在硅芯片上非常困難，數(shù)字電路的整合比較容易，數(shù)字與模擬電路兩者要整合在>封裝瓶頸：SoC芯片功能強(qiáng)大，工作頻率增加，必定會(huì)造成線路的信號(hào)產(chǎn)生雜訊互相干擾，必須使用覆晶封裝、錫球封裝、晶圓級(jí)封>測試瓶頸：測試機(jī)器必須同時(shí)具備多種數(shù)字與模擬信號(hào)的測試功能，因此必須發(fā)展多功能單一機(jī)型的測試機(jī)器，同時(shí)測試不同功能的資料來源：CSDN，東興證券研究所現(xiàn)在很多的SOC內(nèi)部開始集成MCU核心-功能安全島，性能也越來越接近外掛的MCU，比如TDA4VM內(nèi)部的功能安全島，已經(jīng)可以達(dá)到AS現(xiàn)在很多的SOC內(nèi)部開始集成MCU核心-功能安全島，性能也越來越接近外掛的MCU，比如TDA4VM內(nèi)部的功能安全島，已經(jīng)可以達(dá)到ASILD等級(jí)，在一些情況 （目前行業(yè)內(nèi)的大算力SoC只能做到但是對(duì)于完全自動(dòng)駕駛安全而言做到‘相對(duì)安全’還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，需要做到外掛MCU拿掉，雖然硬件上的成本省了一點(diǎn)，但把所有的綜合成本算下來，包括重新匹配AUTOSAR、以及在AUTOSARCP上部署一些其它軟件等工作算進(jìn)去，相比沿用已成熟量產(chǎn)的現(xiàn)成方案，不太合算。所以它不僅僅是技術(shù)層面的可行性問題，更多還需要從商業(yè)的角度考慮。資料來源：與非網(wǎng)，東興證券研究所多個(gè)功能模塊集成到一個(gè)芯片上，實(shí)現(xiàn)了高度集成化，減小了系統(tǒng)的體積和功耗?？梢詫?shí)現(xiàn)多種復(fù)雜的功采用先進(jìn)的制程工藝，配備強(qiáng)大的處理器核心可以通過添加外部接口或模塊來滿足不同應(yīng)用高度集成復(fù)雜功能高性能可擴(kuò)展性低功耗低功耗于電池供電的設(shè)備。實(shí)時(shí)性實(shí)時(shí)性以快速處理各種實(shí)時(shí)任簡單架構(gòu)簡單架構(gòu)輸入輸出接口和定時(shí)器等基本模塊。成本效益成本效益資料來源：技象科技官方網(wǎng)站，東興證券研究所智能駕駛分為感知層、決策層、執(zhí)行層，每一層都涉及軟硬件。硬件主智能駕駛分為感知層、決策層、執(zhí)行層，每一層都涉及軟硬件。硬件主要是計(jì)算芯片、各種傳感器等，軟件則是對(duì)應(yīng)的軟件算法。智能駕高級(jí)輔助駕駛和高階自動(dòng)駕駛系統(tǒng)高度復(fù)雜，因而需要具備高處理能力、高可靠性、低延遲及低能耗的方案，且需要具有高性價(jià)比。因此，地平線自主研發(fā)設(shè)計(jì)的智能計(jì)算架構(gòu)BPU，遵循軟硬結(jié)合的技術(shù)路徑，聚焦先進(jìn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和智能加速計(jì)算的最新技術(shù)，并圍繞智駕應(yīng)用場景進(jìn)行專項(xiàng)優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的計(jì)算密度和處理效率。“地平線征程”統(tǒng)一搭載BPU智能加速單元，能夠充分發(fā)揮片上系統(tǒng)的高性能、資料來源：地平線官網(wǎng)，東興證券研究所資料來源：地平線官網(wǎng)，東興證券研究所3.軟硬結(jié)合，前瞻引領(lǐng)——地平線“BPU納什”從從Bernoulli到Nash，納什采用超異構(gòu)計(jì)算核心，進(jìn)一步增強(qiáng)算力的多樣性，同步引入AI輔助設(shè)計(jì)，大幅提升計(jì)算架構(gòu)的可編程性。通過針BPU納什成功突破摩爾定律限制。通過軟硬協(xié)同優(yōu)化，地平線將化繁為簡的算法、端云結(jié)合的數(shù)據(jù)、軟硬結(jié)合的算力，凝聚成為系統(tǒng)化的BPU納什獨(dú)特設(shè)計(jì)三級(jí)片上存儲(chǔ)架構(gòu)，核間高效協(xié)同，極致優(yōu)化大參數(shù)下的帶寬瓶頸；具備多脈動(dòng)立方加速引擎，靈活的引擎間數(shù)據(jù)流動(dòng)實(shí)現(xiàn)高能效且低帶寬占用；數(shù)據(jù)變換引擎，靈活支持Transformer細(xì)小算子；浮點(diǎn)向量加速單元，具有通用、度需求；緊耦合異構(gòu)計(jì)算單元高效加速不同類型數(shù)據(jù)處理；核內(nèi)、核間、片間高效靈活的多向數(shù)據(jù)流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算動(dòng)態(tài)調(diào)度與靈活調(diào)優(yōu)；虛擬化技術(shù)，透明式提升多任務(wù)并行處理能力；數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)功耗優(yōu)化，針對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)范圍特性，降低功耗30資料來源：地平線官網(wǎng)，東興證券研究所在輕量級(jí)行泊一體化域控方案中，單在輕量級(jí)行泊一體化域控方案中，單SoC（系統(tǒng)級(jí)芯片）方案因其高集成度、經(jīng)濟(jì)成本低及易于維護(hù)于，整個(gè)域控系統(tǒng)的核心運(yùn)算任務(wù)由單一的SoC芯片高效執(zhí)行，這不僅精簡了硬件組件的數(shù)量，降低了整體功耗與成本，還極大簡化了了前沿的行泊一體算法。目前，地平線J3、J5芯片已成功應(yīng)用于輕舟智航、宏景智駕、毫末智行等多家公司的行泊一體方案中，而黑芝麻智能基于華山二號(hào)A1000的單芯片行泊一體方案也獲得了東風(fēng)乘用車的認(rèn)可。在中國電動(dòng)汽車百人會(huì)上，黑芝麻智能的CMO楊宇欣表示，雖然目前主流芯片市場仍由海外供應(yīng)商主導(dǎo)，但在行泊一體特別是單芯片支持方面，中國已經(jīng)開始領(lǐng)先。他樂觀預(yù)測，中國的芯片資料來源：易車網(wǎng)，東興證券研究所益濃厚，而中國銷量預(yù)計(jì)到2028年將達(dá)27.2百萬輛，滲透率為93.5%。L1級(jí)、L2級(jí)、L3至L5級(jí)車輛的滲透率預(yù)計(jì)到2028年在全球分別達(dá)資料來源：黑芝麻智能公告，東興證券研究所資料來源：黑芝麻智能公告，東興證券研究所20232023年中國車規(guī)級(jí)SoC市場規(guī)模達(dá)267億元，預(yù)計(jì)2028年達(dá)1020億元。2019年-2023年全球車規(guī)級(jí)SoC市場規(guī)模持續(xù)增長，分別為190、市場預(yù)計(jì)到2028年將達(dá)人民幣925億元，2023年至2028年的復(fù)合年增長率為27.5%。中國ADAS汽車銷售市場正處于快速增長階段，ADASSoC的市場規(guī)模預(yù)計(jì)到2028年將達(dá)人民幣496億元，2023年至2028年的復(fù)合年增長率為28.6資料來源：黑芝麻智能公告，東興證券研究所資料來源：黑芝麻智能公告，東興證券研究所州儀器，均為國外供應(yīng)商。國產(chǎn)SoC市場主要參與者一共僅占7.6%的市場份額，自動(dòng)駕駛芯片國產(chǎn)資料來源：黑芝麻智能公告，東興證券研究所上游：自動(dòng)駕駛SoC制造涉及半導(dǎo)體材料及設(shè)備、晶圓制造以及封裝及測試。先進(jìn)中游：基于SoC的解決方案供應(yīng)商開發(fā)自動(dòng)駕駛SoC，屬自動(dòng)駕駛解決方案的核心組件。一套完整的基于SoC的解決方案包括SoC硬件以及全面的技術(shù)支持及服務(wù)，如芯片、基礎(chǔ)軟件、中間件、算法及工具包下游：自動(dòng)駕駛解決方案供應(yīng)商在自動(dòng)汽車及智能道路部署自動(dòng)駕駛基于SoC的解決方案。自動(dòng)駕駛汽車（包括采用自動(dòng)駕駛SoC解決方案的NEV及傳統(tǒng)ICE）全球銷量增加為自動(dòng)駕駛SoC及解決方案市場增長提供可能性。自動(dòng)駕駛SoC亦可應(yīng)用于智能道路，作為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)資料來源：黑芝麻智能公告，東興證券研究所資料來源：黑芝麻智能公告，東興證券研究所智能駕駛智能駕駛SoC芯片賽道目前國產(chǎn)化率較低，國產(chǎn)替代空間大。隨著國產(chǎn)智駕SoC芯片的量產(chǎn)，國內(nèi)供應(yīng)商有望憑借性價(jià)比優(yōu)勢和服務(wù)好響地平線、黑芝麻智能等國內(nèi)供應(yīng)商的量產(chǎn)SoC芯片，與國際主要競爭對(duì)手Nvidia設(shè)計(jì)的量產(chǎn)產(chǎn)品相比，從參數(shù)上看已經(jīng)具備了競爭的能根據(jù)地平線招股書，與Mobileye對(duì)比，公司的產(chǎn)品在解決方案覆蓋面、系統(tǒng)處理效率、系統(tǒng)性價(jià)比等方面已經(jīng)具備了一定的競爭優(yōu)勢。國內(nèi)供應(yīng)商的業(yè)務(wù)模式高度靈活，本地化優(yōu)勢強(qiáng)。國內(nèi)的供應(yīng)商通常均允許客戶在從算法到軟件和開發(fā)工具再到處理硬件的全棧產(chǎn)品中選擇任何解決方案或任何組件組合，可滿足客戶多樣化及定制化客戶需求的能力。本土供應(yīng)商通常均能夠提供附加服務(wù)，包括為汽車OEM及一級(jí)供貨商提供聯(lián)合軟件研發(fā)及咨詢服務(wù)以及圖像調(diào)優(yōu)服務(wù)，服務(wù)資料來源：公司官網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)公開資料，東興證券研究所資料來源：地平線招股書，東興證券研究所級(jí)是一個(gè)漫長的過程，未來很長一段時(shí)間內(nèi)智能網(wǎng)聯(lián)汽車仍將處于人機(jī)共駕的狀態(tài)，這其中涉及到軟件、硬件、數(shù)據(jù)等技術(shù)的緊密配合和升券研究所望迎來快速發(fā)展期。我們看好智駕芯片領(lǐng)域的技術(shù)突破與線機(jī)器人-W，黑芝麻智能，德賽西威，國芯科技，四維圖復(fù)旦大學(xué)工學(xué)碩士，2022年6月加入東興證券研究所，現(xiàn)任電子行業(yè)首席分析師。曾就職于Foundry廠、研究所和券商資管，分別擔(dān)任工藝集成工程師、研究員和投資經(jīng)理。證書編號(hào)：S14805220首席分析師，覆蓋傳媒、互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、通信等行業(yè)。上海交通大學(xué)工學(xué)碩士。8年證券從業(yè)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算機(jī)行業(yè)分析師，對(duì)外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)金融碩士，2021年加入東興證券，主要覆蓋基礎(chǔ)軟件、數(shù)據(jù)要素、金融科技、汽車智能化等板塊。負(fù)責(zé)本研究報(bào)告全部或部分內(nèi)容的每一位證券分析師，在此申明，本報(bào)告的觀點(diǎn)、邏輯和論據(jù)均為分析師本人研究成果，引用的相關(guān)和文字均已注明出處。本報(bào)告依據(jù)公開的信息來源，力求清晰、準(zhǔn)確地反映分析師本人的研究觀點(diǎn)。本人薪酬的任何部分過去不曾與、現(xiàn)在不與，未來也將不會(huì)與本報(bào)告中的具體推薦或觀點(diǎn)本證券研究報(bào)告所載的信息、觀點(diǎn)、結(jié)論等內(nèi)容僅供投資者決策參考。在任何情況下，本公司證券研究報(bào)告均不構(gòu)成對(duì)任何機(jī)構(gòu)和個(gè)人的本研究報(bào)告由東興證券股份有限公司研究所撰寫，東興證券股份有限公司是具有合法證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格的機(jī)構(gòu)。本研究報(bào)告中所引用信息均來源于公開資料，我公司對(duì)這些信息的準(zhǔn)確性和完整性不作任何保證，也不保證所包含的信息和建議不會(huì)發(fā)生任何變更。我們已力求報(bào)告內(nèi)容的客觀、公正，但文中的觀點(diǎn)、結(jié)論和建議僅供參考，報(bào)告中的信息或意見并不構(gòu)成所述證券的買賣出價(jià)或征價(jià)，投資者據(jù)此我公司及報(bào)告作者在自身所知情的范圍內(nèi)，與本報(bào)告所評(píng)價(jià)或推薦的證券或投資標(biāo)的不存在法律禁止的利害關(guān)系。在法律許可的情況下，我公司及其所屬關(guān)聯(lián)機(jī)構(gòu)可能會(huì)持有報(bào)告中提到的公司所發(fā)行的證券頭寸并進(jìn)行交易，也可能為這些公司提供或者爭取提供投資銀行、財(cái)務(wù)顧問或者金融產(chǎn)品等相關(guān)服務(wù)。本報(bào)告版權(quán)僅為我公司所有，未經(jīng)書面許可，任何機(jī)構(gòu)和個(gè)人不得以任何形式翻版、復(fù)制和發(fā)布。如引用、刊發(fā)，需注明出處為東興證券研究所，且本研究報(bào)告僅供東興證券股份有限公司客戶和經(jīng)本公司授權(quán)刊載機(jī)構(gòu)的客戶使用，未經(jīng)授權(quán)私自刊載研究