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华为与地平线篇:智能汽车系列深度(十一):百舸争流千帆尽,国产智驾竞风流

2023-07-31任浪开源证券十***
华为与地平线篇:智能汽车系列深度(十一):百舸争流千帆尽,国产智驾竞风流

特斯拉引领,BEV+transformer成自动驾驶新范式 国内早期自动驾驶方案采用激光雷达+高精度地图为主,2021年特斯拉在AI Day上第一次将BEV+Transformer的算法形式引入到自动驾驶,开启了以大模型视觉算法为主的自动驾驶新时代。特斯拉发布BEV+Transformer算法以来,行业广泛认可,国内诸多玩家积极跟进,包括华为、地平线、理想汽车、小鹏汽车等主要玩家都在积极布局,分别推出自己的大模型算法。BEV+Transformer、占用网络等分别在地平线征程5芯片、华为ADS2.0智能驾驶系统、理想智能驾驶AD Pro/AD Max版本,小鹏全栈自研XNGP智能驾驶系统上均有所体现。我们认为,当前汽车智能化已进入发展新阶段,L3级自动驾驶的奇点即将来临,国内智能驾驶产业链将迎来加速落地。 华为:发布ADS 2.0,稳居智能驾驶国内第一梯队 华为智能汽车解决方案业务成立于2019年,汽车业务方面有三种模式,标准化的零部件模式,HI模式(Huawei Inside模式),以及智选车模式。根据2022年华为年报,汽车业务累计投入已达30亿美元,研发团队达到7000人规模。搭载激光雷达和高精度地图的华为ADS1.0即已表现亮眼。2023年4月,上海车展前夕华为推出ADS2.0高阶智能驾驶系统。ADS2.0使用自研MDC 610计算平台,基于华为自研昇腾610 AI芯片,采用 7nm 制程,AI算力200TOPS;拥有27个感知硬件,基于多传感器融合,结合高性能智能驾驶平台以及拟人化智驾算法,实现了面向高速、城区、泊车全场景的自动驾驶。华为ADS2.0计划在2023Q4实现45个无图城市的落地,首发搭载在问界M5智驾版车型上。 地平线:国内领先的自动驾驶方案供应商 地平线2015年由余凯博士创立,其最新一代自动驾驶芯片征程5算力高达128TOPS,可开放支持包括摄像头、毫米波雷达、激光雷达等多传感器感知、融合、预测与规划控制需求,支持如BEV等领先智能驾驶算法模型的应用部署。 地平线UniAD模型将检测、跟踪、建图、轨迹预测,占据栅格预测以及规划,整合到一个基于Transformer的端到端网络框架下,实现了自动驾驶系统算法性能的全面提升,有助于加速自动驾驶技术的商业化落地。截止2023年4月,地平线已定点量产50多款车型,前装定点120多款车型,车规级智能计算芯片出货量近300万片。根据高工智能汽车研究院发布的《2022年度中国市场乘用车标配L2+NOA功能智驾域控制器芯片方案市场份额榜单》上,地平线以49.05%的市场份额领跑,领先英伟达近4个百分点。 受益标的:德赛西威、经纬恒润、中科创达、华阳集团、北京君正、美格智能、晶晨股份、均胜电子、小鹏汽车-w、理想汽车-w 风险提示:技术发展进度不及预期、市场需求不及预期。 1、特斯拉引领,BEV+transformer成为自动驾驶新范式 国内早期自动驾驶方案采用激光雷达+高精度地图为主,2021年特斯拉在AI Day上第一次将BEV+transformer的算法形式引入到自动驾驶,开启了亿大模型视觉算法为主的自动驾驶新时代。BEV+Transformer算法可在车端实时构建媲美高精地图的高精度局部地图,能够在任意常规道路条件下,实现自动驾驶所需的静态场景深刻理解,然后以此为基础,端到端的输出障碍物的轨迹和速度、车道线信息等,实现复杂场景下的自动驾驶应用,不需要依赖高精地图。特斯拉发布BEV+Transformer的算法以来,行业广泛认可,国内诸多玩家积极跟进,包括华为、地平线、理想汽车、小鹏汽车等都在BEV+transformer的算法形式方面有所布局,分别推出了自己的大模型算法。 图1:利用Transformer实现视角转换的效果显著提升 2023年4月,上海车展前夕华为推出ADS2.0高阶智能驾驶系统。ADS2.0使用自研MDC 610计算平台,基于华为自研昇腾610 AI芯片,采用 7nm 制程,AI算力200TOPS; 拥有27个感知硬件,首创GOD模式,基于多传感器融合方案,结合高性能智能驾驶平台以及拟人化智驾算法,实现了面向高速、城区、泊车全场景的自动驾驶,计划2023Q4实现45个无图城市的落地。地平线在早在2021年7月发布新一代征程5车载智能芯片的同期,便推出基于征程5的纯视觉BEV感知原型方案,印证了征程5对BEV感知的原生支持。此外,地平线学者提出“感知决策一体化”的自动驾驶通用大模型UniAD,建立了以全局任务为目标的自动驾驶大模型架构。UniAD模型第一次将检测、跟踪、建图、轨迹预测,占据栅格预测以及规划,整合到一个基于Transformer的端到端网络框架下,并将各项任务通过token的形式在特征层面,按照感知-预测-决策的流程进行深度融合,实现了自动驾驶系统算法性能的全面提升。 小鹏汽车2021、2022年公司分别推出高速NGP、城市NGP功能。2023-2024年公司有望实现XNGP,2025年起公司将向无人驾驶迈进。Xpilot系小鹏全栈自研高阶辅助驾驶系统,XNGP作为小鹏第二代智驾系统,硬件方面小鹏坚持以视觉为核心并融合激光雷达以实现安全的冗余。同时,Xpilot 4.0采用算力高达254TOPS的Orin芯片,此外云端联合阿里云建设了算力达600PFLOPS的扶摇智算中心。软件方面,Xnet系小鹏自研BEV感知网络,降低了对高精地图的依赖。基于小鹏汽车在智能驾驶、智能座舱方面全栈自研的技术积累,2023年7月26日,小鹏汽车获得大众集团7亿美元投资,交割后大众将持有小鹏4.99%的股权,获得1个小鹏董事会观察席位。并且双方合作将依托小鹏现有G9平台,共享供应链,初期将合作开发2款车型聚焦国内市场。理想汽车则是推出智能驾驶AD Pro与AD Max两个版本,分别搭载地平线征程5与英伟达Orin自动驾驶芯片,并在2021年推出高速NOA功能,2023年6月开启城市NOA内测。理想计划以通勤NOA为基础逐步向无图城市推送城市NOA,2023年底计划在100城落地城市NOA。展望未来,“算力+数据”双轮驱动下,理想汽车计划2025年在高速及封闭道路实现L4级自动驾驶。我们认为,当前汽车智能化已进入发展新阶段,L3自动驾驶的奇点即将来临,国内智能驾驶产业链各环节有望长期受益于电动化、智能化、网联化大趋势。本篇报告我们将重点介绍华为和地平线在智能汽车方面的最新进展。 图2:小鹏获得大众集团7亿美元投资,交割后大众将持有小鹏4.99%股份 2、华为:发布ADS 2.0,稳居智能驾驶国内第一梯队 2.1、ADS 2.0首发问界M5智驾版,买断价3.6万元 2023年4月16日,华为于2023上海国际汽车工业展览会前夕首发HUAWEI ADS 2.0(Advanced Driving System,华为高阶智能驾驶系统)及智能座舱、智能车载光、智能汽车数字平台、智能车云服务等一系列智能汽车解决方案,华为常务董事、智能汽车解决方案BU CEO余承东在发布会上宣布华为高阶智能驾驶系统HUAWEI ADS 2.0将在AITO问界M5华为高阶智能驾驶版首发。后续阿维塔11、极狐阿尔法S HI版也将升级,未来还将有更多的车型搭载。ADS2.0一次性购买价为36000元,包年/包月订阅价格分别为7200元/720元,随着智能驾驶功能持续增强,价格预计将持续上涨。 图3:AITO问界M5智驾版是ADS 2.0首发车型 图4:阿维塔11、极狐阿尔法S HI版将升级ADS2.0 表1:ADS2.0买断价36000元 表2:ADS2.0算法持续优化,更小算力实现更优驾驶体验 2.2、华为汽车业务:三种模式赋能产业 华为智能汽车解决方案业务成立于2019年,致力于将公司的ICT技术优势延伸到智能汽车产业,提供智能网联汽车的增量部件,向车企客户和行业合作伙伴提供服务,助力汽车产业的电动化、网联化、智能化升级。根据2022年华为年报,累计投入已达30亿美元,研发团队达到7000人规模,华为在汽车业务方面有三种模式,标准化的零部件模式,HI模式(Huawei Inside模式),以及智选车模式。其中智能汽车零部件业务提供标准化模块,以高品质产品服务好客户和伙伴,已上市30多款智能汽车零部件,按照车规级安全性、可靠性、耐久性等要求打造高品质产品。截至2022年底,已经发货近200万套部件,包括智能座舱、智能驾驶、智能电动、智能车云、毫米波雷达、摄像头、网关、激光雷达、算力平台、AR HUD、T-Box等产品与解决方案。此外,华为还通过HI(Huawei Inside)和智选模式提供智能汽车解决方案,华为坚持不造车,助力客户造好车、卖好车。 图5:华为智能化技术,加速汽车产业智能化转型 图6:华为三种模式为产业赋能,帮助企业造好车 智能驾驶业务场景多,技术难度高,产业链长且分工复杂。体系封闭、各自为政、资源投入分散的产业链现状,无法形成合力,而智能驾驶计算平台是驱动产业快速发展关键。从技术复杂度看,智能驾驶系统从功能上可分为三大部分:感知系统(各类传感器,相当于人的眼睛与耳朵)、决策系统(计算平台,相当于人的大脑)与执行系统(各类执行器,相当于人的四肢),其中汽车“大脑”功能最为复杂,涉及到多种ICT关键技术。作为汽车“大脑“的计算平台,技术复杂度高,研发设计、生产制造、验证测试难度大周期长,而且汽车工业对性能、可靠性及安全性要求极高。 业界头部智能驾驶玩家,均是采用集中式计算平台的技术架构,统一的计算平台进行代际替代(物理尺寸和接口保持统一,平滑演进)。与计算平台硬件解耦的应用软件与算法,可以快速升级迭代,功能常用常新,不断给用户带来超预期的使用体验,并建立通过软件开发新功能持续收费的新商业模式。智能驾驶计算平台集成多种复杂技术,通过软硬件解耦的技术架构设计,实现感知、计算与应用的分层,保持上层应用软件可持续迭代升级,是真正实现“软件定义汽车”的关键。在智能驾驶方面,截止2022年底,华为智能驾驶解决方案打通了高速、城区、泊车三大场景的连续体验,率先实现深圳、上海双城的城区智驾导航辅助(NCA)商用落地;高速NCA贯通中国259个城市,包括城际高速和城市快速路;泊车实现自动泊车辅助(APA)和遥控泊车(RPA)的商用。 2.3、算力国内领先,云端、边缘端全栈自研 2.3.1、车端计算平台:MDC 610助力ADS2.0加速落地 华为专为智能驾驶而打造的MDC(Mobile Data Center:移动数据中心)定位为智能驾驶的计算平台(以下简称华为MDC平台),包含标准化的系列硬件产品(自研的Host CPU芯片、AI芯片、ISP芯片与SSD控制芯片)、智能驾驶操作系统AOS、VOS及MDC Core、配套工具链及车路云协同服务,支持组件服务化、接口标准化、开发工具化,满足车规级安全要求。在时间同步、传感器数据精确处理、多节点实时通信、最小化底噪、低功耗管理、快速安全启动等方面优势明显。MDC平台支持软硬件解耦,通过一套软件架构、不同硬件配置,规范化的外型尺寸与物理特性,前向兼容,支持L2+~L5级别自动驾驶的平滑演进。 图7:华为MDC智能驾驶计算平台,支持L2+至L5级别自动驾驶的平滑演进 华为MDC系列目前包含MDC 210/MDC 300F/MDC 610/MDC 810四款产品,提供48至400+TOPS的弹性算力与丰富的传感器接口,配套持续升级的平台软件MDC Core(含AOS、VOS等),覆盖L2+至L5级别自动驾驶的不同应用场景,目前搭载在阿尔法S HI版、阿维塔11全系、问界M5智驾版选配版本上。 图8:华为MDC系列覆盖L2+至L5级别自动驾驶的不同应用场景 华为ADS2.0使用MDC 610计算平台,MDC 610基于华为自研昇腾610AI芯片,采用 7nm 制程,AI算力200TOPS@INT8,100TFLOPS@FP16,内置内存LPDDR4x24GB,最大访