智能驾驶研究框架：（二）智驾芯片及域控制器

证券研究报告 智能驾驶研究框架 （二）智驾芯片及域控制器 分析师杨烨 SAC证书编号：S0160522050001 联系人王妍丹 2023年10月1日 智能驾驶研究框架：（二）智驾芯片及域控制器 智能驾驶芯片进入快速扩张阶段 国内高阶智能驾驶芯片市场，英伟达和地平线的占比超80%。 参考手机芯片市场竞争格局，我们认为，智能驾驶芯片格局或呈现高端芯片格局占优，低端市场百花齐放的格局。 我们推测智能驾驶芯片发展方向，将从算力升级转为架构升级。目前1000TOPS左右算力已能满足L4需求。 芯片巨头群雄逐鹿智能驾驶 英伟达、高通、地平线、华为等公司展现出了较强的横向竞争优势，与强竞争实力芯片厂商合作紧密的公司具有优势。 投资建议：建议关注德赛西威、均胜电子、中科创达、经纬恒润、光庭信息、华阳集团等在汽车智能化中具有优势地位且软件能力领先的公司。 风险提示：汽车智能化渗透率提升速度低于预期的风险；政策法规的支持不及预期的风险；芯片等原材料短缺风险；宏观经济形势下行的风险等。 目录 一、智能驾驶芯片进入快速扩张阶段二、芯片巨头群雄逐鹿智能驾驶三、投资建议四、风险提示 1车规级芯片包括计算控制芯片、功率芯片、传感器芯片 根据功能划分，车规级芯片主要分为四类：计算控制芯片、功率芯片、传感器芯片及其他芯片。 计算控制芯片（MCU、SoC）属于集成电路，主要负责信息处理。 图表1车规级芯片及分类 数据来源：上海市质量监督检验技术研究院，亿欧智库，财通证券研究所 芯片厂商的旗舰款芯片出货已普遍突破100TOPS，智驾芯片算力发展速度快于智能驾驶的应用侧。全球及中国主要的智驾芯片厂商包括：英伟达、高通、Mobileye、特斯拉、华为、地平线、黑芝麻。 英伟达算力优势明显。 图表2智能驾驶芯片对比 100 106 128 176 216 400 高通SA8650 黑芝麻A1000Pro地平线征程5MobileyeeyeQUltra 特斯拉HW3.0 图表3智能驾驶芯片对比 华为MDC810 英伟达Thor 品牌 产品名称 单芯片算力 制程 发布时间 上车时间 部分合作车企 英伟达 Orin 254TOPS 8nm 2019年12月 2022H2 蔚来、理想、上汽 Thor 2000TOPS 5nm 2022年9月 2024年 极氪、小鹏 高通 8155 8TOPS 7nm 2019年1月 2021年 长城、吉利、蔚来、小鹏 RideSA8650 50-100TOPS 5nm 2023年7月 2024年 通用、宝马、大众 RideSA8775 - - 2023年7月 2024年 - Mobileye eyeQ6 42TOPS 7nm 2020年 2024年 - eyeQUltra 176TOPS 5nm 2022年1月 2024年 吉利极氪 特斯拉 FSDHW4.0 216TOPS 7nm 2023年2月 2023年 特斯拉 华为 （MDC810） 共400+TOPS - 2021年4月 2021年 北汽极狐、阿维塔、比亚迪 地平线 征程5 128TOPS 16nm 2021年7月 2022年 比亚迪、一汽红旗、自游家、上汽通用五菱 黑芝麻 A1000Pro 106TOPS 2021年4月 2022年 - 2000 05001,0001,5002,0002,500 算力（TOPS） 1.1智能驾驶芯片汇总：英伟达算力优势明显 数据来源：车东西，汽车之心，快科技，佐思汽研，财通证券研究所 1.1芯片市占率：英伟达+地平线占比超八成 目前高阶智能驾驶（NOA）主要落地在高端车型。 根据高工智能汽车，以2023年上半年为数据统计口径，30万元以上车型交付占比不到20%，对应NOA交付新车占比（占全部NOA交付量）超过85%。 英伟达、地平线占比超八成。 截至2023年6月，除特斯拉FSD芯片外，仅五家方案商 实现NOA车型量产交付。 地平线、英伟达车型数量均在20左右。 图表42023H1搭载不同计算方案NOA车型（含选装）数量 数据来源：高工智能汽车，财通证券研究所 图表52023H1中国乘用车标配NOA功能 车型计算方案市场份额 1.2手机芯片市场的启示：高低端竞争格局有异，高端化是星辰大海 全球手机市场：高端、低端市场的芯片竞争格局有明显差异，高端芯片市场蛋糕更大，或对远期域控制器市场格局具有指引价值。 目前全球手机芯片市场中，高端手机主流配置高通、三星；低端手机主流配置联发科、展锐。 2023Q2，高通、联发科市占率分别为29%、30%，收入市占率分别为40%、16%。可见高端芯片的收入市占率更高。 图表6全球安卓手机芯片占比（2021年）图表72023Q2全球手机芯片市占率 （左图：按出货量，右图：按销售金额） 数据来源：counterpoint，财通证券研究所 1.3域控制器里除了芯片，还有哪些关键部件？ 域控制器除主芯片外，存储、以太网交换机、解串行等产品价值量较高。汽车域控制器负责处理功能域内部的控制和转发，需要控制器本身具备强大的处理功率和实时性能以及大量的通信外设。 存储：包括DRAM（数据和代码缓存）；eMMC/UFS（存放启动根目录文件、智能驾驶感知模型和决策模型及相关文件）；NORFlash（代码存储）。目前主流域控制器存储组合主要采用“LPDDR+UFS”的形式，与手机存储组合一致。 以太网交换机：每个域控制器至少需要一片以太网物理层芯片或包含物理层的以太网交换机，每颗激光雷达也需要至少一片。（中低端车型至少需要一片以太网交换机芯片，中高端车型至少需要三片，高端车型如奔驰EQS顶配这些会用到5-7片，平均每片价格在20-40美元之间） 解串行：摄像头一般会配备解串行芯片，将并行数据转换为串行用同轴或STP传输，这样传输距离远且EMI电磁干扰更容易过车规。 数据来源：佐思汽车研究，财通证券研究所 图表8特斯拉中央域控制器成本拆解 图表9英伟达NVIDIADRIVEL2+解决方案 目录 一、智能驾驶芯片进入快速扩张阶段二、芯片巨头群雄逐鹿智能驾驶三、投资建议四、风险提示 英伟达起家于GPU，下一代芯片Thor算力高达2000TOPS。 英伟达成立于1993年4月，1999年英伟达推出首款GPU（产 品实现3D图像渲染加速）并逐步成为行业领军。 2022年9月，英伟达发布Thor，将提供两域融合能力（座舱域+驾驶域）。 图表11英伟达历代芯片 图表10英伟达历代芯片 芯片名称 制程 算力 发布时间 量产时间 搭载车型 TegraX1 20nm 1TOPS 2015.1 / / Parker 16nm 1TOPS 2016.8 2016年 2016版特斯拉 Xavier 12nm 30TOPS 2016.9 2020年 2020款小鹏P7 Orin 7nm 256TOPS 2019.12 2022年 蔚来、理想、上汽 Thor 5nm 2000TOPS 2022.9 预计2024年 极氪、小鹏 图表12英伟达下一代芯片将提供中央计算能力 2.1英伟达：下一代Thor提供2000TOPS算力 全域集成Thor 智驾域 PARKER 智驾域 Xavier 智驾域 Orin-X 1TOPS 30TOPS 250TOPS 2000TOPS 泊车芯片 主动安全芯片座舱监控芯片 分布式计算 电子后视镜芯片 中央计算 仪表芯片 娱乐系统芯片 数据来源：英伟达官网，汽车之心，财通证券研究所 2.1英伟达：提供卓越的软硬件能力 软件：英伟达CUDA库是当下主流深度学习中GPU并行加速的基础，因此其芯片方案在视觉处理上能力优越。域控制器选择英伟达的芯片架构具有可用算法模型多（CUDA拥有大量用户及合作伙伴贡献的库和工具）、可移植性强（统一硬件和底层软件接口架构CUDA-A）的优点。 硬件：英伟达OVX计算系统可构建数字孪生，对智驾系统进行仿真训练，2023年3月推出第三代OVX系统，捷豹路虎等企业正基于OVX系统的图形与仿真功能，结合NVIDIADRIVESim平台，加速新一代自动驾驶汽车的开发和测试。 图表13英伟达DRIVEOS包括CUDA库等组件图表14英伟达DRIVESIM仿真 数据来源：英伟达官网，九章智驾，英伟达中国，财通证券研究所 Orin已获多家定点，先发优势明显。目前采用英伟达Orin系列方案的车企客户包括奔驰、沃尔沃、蔚来汽车、小鹏汽车、理想汽车、上汽智己以及R汽车等。此外英伟达芯片还应用在百度Apollo、通用Cruise、谷歌Waymo、文远知行等RoboTaxi厂商整车之上。 汽车收入同比持续高增。2022年3月，英伟达预计未来6年公司汽车收入超110亿美元，平均18.3亿美元/年，2022年英伟达汽车收入9.0亿美元，距目标均值仍有翻倍空间。2023年H1，英伟达汽车芯片收入5.5亿元，同比增长53%。 图表15英伟达来自汽车芯片的收入图表16英伟达来自汽车芯片的收入 10.0 9.0 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 收入(亿美元）yoy 9.0 60% 53% 5.4 5.7 5.5 6% 2020202120222023H1 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 2.1英伟达：汽车收入持续同比高增 数据来源：英伟达官网，汽车之心，财通证券研究所 依托“高通-安卓”联盟的优势进入智能座舱领域。高通成立于1985年，早期以提供卫星系统移动通讯解决方案为主，目前高通在手机高端芯片市场持续领先。 智能座舱芯片龙头，与多家车企达成合作，8155芯片是目前旗舰车型的主流选择。2014至2021年间，公司先后推出4款智能座舱芯片，高通骁龙SA8155P芯片搭载于广汽AionLX、理想L9、小鹏P5等多款车型，是目前旗舰车型的主流选择。 2.2高通：依托“高通-安卓”联盟打开座舱市场 芯片 制程 发布时间 算力 应用车型 量产时间 第一代 骁龙620A 28nm 2014年1月 / / / 第二代 骁龙820A 14nm 2016年1月 3TOPS 小鹏P7、领克05、理想ONE、极氪001、奥迪A4 2018年 第三代 骁龙SA8155P 7nm 2019年1月 广汽威马 8TOPS AionLX、W6、理 想L9、蔚来ET5、蔚来 T7、小鹏P5、吉利星越L、 智己L7 2020年 骁龙SA8195P 7nm 2020年7月 15TOPS / / 第四代 骁龙SA8295P 5nm 2021年1月 30TOPS 长城、广汽、通用 2023年 图表17高通座舱芯片演进历程 数据来源：新浪科技，快科技，佐思汽车研究，财通证券研究所 图表18高通座舱芯片演进历程 2.2高通：能实现底层硬件到上层决策全方案 收购Arriver补足软件能力，形成全栈式自动驾驶解决方案。 2022年4月4日，高通宣布完成以45亿美元从瑞典 汽车零部件供应商维宁尔收购Arriver的交易。 Arriver是维宁尔的主要产品自动驾驶域控制器中的集成软件品牌，主要提供包括自动驾驶视觉感知、驾驶策略以及驾驶辅助系统。 SnapdragonRide平台提供开放的可编程架构，支持汽车制造商和Tier1根据其对于摄像头感知、传感器融合、驾驶策略、自动泊车和驾驶员监测等方面的不同需求，对该平台进行定制。 SnapdragonRide平台工具链完备，包括：规划堆栈、定位堆栈、感知融合堆栈、系统框架、核心软件开发工具包（SDK）、操作系统和硬件系统； 此外，高通还将提供自动驾驶系统关键方案软件，包括定位、感知和行为预测软件。 数据来源：高工智能汽车，财通证券研究所 图表19高通Snapdra