智能网联汽车产业深度报告2020掘金智能

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报告全文页,以下为报告摘要。

本篇报告从全球视角分析解读智能网联汽车的产业发展驱动力以及技术演进路径,试图把握产业趋势,分析供需端的演绎方向。

全球智能网联汽车处于什么发展阶段?核心驱动力包括哪些?市场参与者有哪些?各自的技术路线选择如何?ADAS产业链发展如何?渗透率是否有望加速提升?车联网在5G时代的发展态势?产业链如何受益?无人驾驶的应用场景包括哪些?Robotaxi的发展前景如何?软件定义汽车给车企的发展带来哪些变革和机遇?汽车电子电气架构的演进升级路线?车规芯片的效能和功耗如何成为汽车性能表现关键因素?

1.全球群雄逐鹿,两条路线并行

全球范围来看,欧美日和中国等主要国家都出台法规加速推进智能汽车的发展,其中欧美日以单车智能化为主线,中国强调智能化和网联化协同。特斯拉是自动驾驶商业化引领者,独辟蹊径推动智能化发展,年10月推出Autopilot1.0首次实现自动驾驶系统商业化,正在向L3迈进。传统车企联盟化成趋势,包括大众-福特、戴姆勒-宝马、通用-本田等,共享技术和推动商用化。L2搭载率显著提升,L3正在开始渗透。而以Waymo和百度为代表的科技企业则一步到位,在RoboTaxi、无人物流等率先发力,推动L4及以上级别的无人驾驶商用化。

1.1.政策推动,两条路线并行

1.1.1.分级:智能化以美国SAE标准为主网联化尚未规划一致

1.1.2.政策:全球加速推动自动驾驶中国强调智能化与网联化协同

1.1.3.单车智能两条路并行车联网助力大规模应用

单车智能化有2条不同的技术路线:

以车企为主的渐进提高汽车驾驶自动化水平:汽车自动化程度不断提高,向着辅助驾驶、半自动化驾驶、高度自动化驾驶和完全自动驾驶的智能化方向发展。其中,特斯拉和传统车企路径又略有差异,特斯拉相对传统车企技术迭代速度更快。

以科技公司为主的无人驾驶技术发展路线:无人驾驶的主要特点是跳过汽车自动化逐级发展的思路,直接实现车辆的无人驾驶,应用领域可以拓展到封闭/半封闭的矿山、码头、大型物流场等特殊场景,以谷歌的Waymo、通用的Cruise、福特的Argo.ai等为代表。

车联网助力自动驾驶大规模应用。汽车网联化是指基于通信互联,使汽车具有环境感知、决策和控制运动能力,核心技术之一便是车路协同,即通过车与车(V2V)、车与路(V2I)、车与人(V2P)等信息交互和共享,使车和周围环境协同与配合。当车与路的信息实时交互后,有利于解决自动驾驶中雷达和摄像头遭遇恶劣天气等情况下识别不准的问题,提升自动驾驶的实现难度和降低实现成本。

1.2.群雄逐鹿,特斯拉引领

特斯拉引领自动驾驶,车企不断加大投入:

特斯拉于年10月推出Autopilot1.0,首次实现自动驾驶系统商业化,目前正在向L3迈进。不同于传统分布式电子电器架构,特斯拉采用集中式电子电气架构,减少线束长度,并能够提高大数据处理能力;此外,特斯拉全球率先应用OTA升级系统,其自动驾驶功能通过无线网络进行OTA持续更新,不断进行性能优化。

传统车企联盟化成趋势,包括大众-福特、戴姆勒-宝马、通用-本田等,共享技术和推动商用化。目前,L2自动驾驶系统搭载率显著提升,L3正在开始渗透。我们认为随着车企不断加大投入,持续发力,有望加速推动L3及以上自动驾驶系统的渗透。

1.2.1.特斯拉独辟蹊径,快速迭代

向L3自动驾驶迈进,Autopilot功能逐渐优化:

自年起,特斯拉开始在自动驾驶领域进行布局,先后从L1-L2进化到L2.5,并稳步向L3迈进。在此基础上,特斯拉Autopilot系统进化到3.0版本,搭载其自研FSD计算平台的自动驾驶功能于年正式亮相,意味着特斯拉首度使用了自研车载AI芯片,运算平台与芯片性能逐渐提升。此外,特斯拉的Robotaxi计划预计于年推出,这也意味着特斯拉将可能同时与Uber、滴滴等传统网约车平台、以及Waymo等Robotaxi平台竞争,从而在技术和规模上达到最佳的平衡。

根据lexfridman测算:截至年末,特斯拉累计交付搭载AP硬件的车辆85万辆,AP激活状态下特斯拉已积累行驶数据30亿英里;数据被广泛应用于AP功能优化与OTA推送,形成良性循环;此外,AP3.0将搭载自主研发的FSD芯片,从而保障运算需求。特斯拉已建立起足够的ADAS数据累积。

OTA将成为未来实现完全自动驾驶功能数据更新最切实可行的方式:汽车OTA主要分为FOTA(Firmware-over-the-air,固件在线升级)和SOTA(Software-overthe-air,软件在线升级)两类,前者是一个完整的系统性更新,后者是迭代更新的升级。传统车企更新车内固件需要到4S店或者定点维修机构,耗时效率低下;而通过OTA升级不仅可以更新软件,还可以刷新固件而获得整车性能优化。

特斯拉是全球率先应用OTA升级系统的车企:特斯拉自动驾驶功能通过无线网络进行OTA持续更新,可实现对软件系统甚至自动驾驶算法的更新从而进行性能优化。如特斯拉推出续航升级选项可为Model3提升5%的续航;加速升级服务可将Model3的0-km/h从4.4秒降到3.9秒;推出座椅加热服务可以解锁座椅加热功能等。

对于传统车企而言,由于受限于车辆网络安全、来自经销商的压力等,目前车机仍普遍依赖线下升级。而特斯拉则率先通过OTA实现AP功能、地图、娱乐系统、车辆控制等功能升级,保持用户新鲜感,不断改善用户体验。自年起,特斯拉系统软件版本已从6.0更新至10.2,在主动巡航、自动泊车、雷达探测、辅助转向、智能召唤方面进行了全方位系统化的在线升级。

采用集中式电子电气架构,是行业趋势所向。特斯拉通过高性能的核心计算平台作为算力总控,构建一整套完整的软件系统,通过系统和软件层面的集成,把原有的硬件配置局限打破,域控制器成为一个领域内的主要计算和调度单位;再通过基础计算平台来统一完成原先由车身控制、热管理控制、通信控制等各分散ECU单独完成的计算,以此满足整个领域的运算需求,实现整车功能总控。

其中,中央计算模块(CCM)整合了信息娱乐系统(IV)、辅助驾驶系统(ADAS),以及外部连接和车内通信系统域功能;左车身控制模块(BCMLH)和右车身控制模块(BCMRH)分别负责车身与便利系统、底盘与安全系统和部分动力系统的功能;随着自动驾驶等级的提高,则越需要超高传输速度将海量数据直接通过FSD芯片进行处理,然后及时反馈到执行层。

特斯拉通过升级电子架构减少线束长度。特斯拉直接跨越域集中电子电器架构,采用域ECU车载电脑的方式,其自研的FSD芯片每秒能完成万亿次计算,能同时处理每秒2,帧的图像,并且能够应对L5自动驾驶所需的感知层数据量和计算能力。通过升级电子架构,从而有效减少线束的长度,特斯拉主要车型Model3线束长度约为1.5km,而ModelY仅米。

1.2.2.车企各有千秋,渐进发展

国外车企:联盟化成趋势,共享技术和推动商用化。

通用+Cruise+本田:年,通用以10亿美元收购Cruise,此后在年的凯迪拉克CT6上搭载SuperCruise3.0,年本田以7.5亿美元投资Cruise,三者联合开发自动驾驶量产车型,年1月正式发布首款量产车型CruiseOrigin,预计将于年大规模量产;

福特+Argo+大众:年,福特以10亿美元收购ArgoAI,计划于年量产L4自动驾驶汽车,此后大众于年投资ArgoAI26亿美元,计划于年推出具备L5自动驾驶功能的新款车型Sedric;

丰田+Uber:年,丰田向Uber投资5亿美元,计划年将以丰田塞纳为原型的车辆,以及联合装载ToyotaGuardianTM(高度安全驾驶支持)系统和Uber自动驾驶系统的自动驾驶拼车车辆引进Uber的拼车网络,并推进共同开发合作。年,丰田联合电装和软银向Uber投资10亿美元,再度深化合作;

雷诺日产+Waymo:共同研发自动驾驶汽车和卡车,计划于年推出10款无人驾驶汽车。

我们认为,联盟化趋势有助于传统车企与软件公司在技术资源上的规模效应,进一步推进自动驾驶汽车的量产。

中国车企:传统车企稳健前行,造车新势力重点发力。

1)长城汽车:长城汽车先后与阿里巴巴、腾讯、百度、华为、AutoBrain、海克斯康等公司展开合作,实现汽车行业巨头与科技巨头的“强强联合”。基于未来智能网联汽车的发展趋势,长城汽车在相关创新技术领域进行了提前规划和深入布局。如长城汽车i-pilot智能驾驶系统所带来的自动驾驶水平提升。

2)吉利汽车:吉利汽车先后与腾讯、百度、华为、中国联通等公司展开合作;其中,从吉利博越PRO开始,吉利汽车将开始全面搭载融合小度车载交互系统的GKUI19系统,实现百度AI与GKUI19吉客智能生态系统的相互赋能。

4)长安汽车:年,长安汽车发布“北斗天枢”智能化战略,具体包括:

产品层面:年,不再生产非联网新车,并实现%搭载驾驶辅助系统;

技术层面:年和年前分别建成L3和L4自动驾驶智能开放平台;

人才层面:年打造5,人的开发团队;

合作层面:不仅与博世、德尔福、英特尔、华为、高德、腾讯、IBM等进行合作,还联合政府、通信服务商、房地产企业、出行服务平台等,连同高铁、飞机、地铁、公交形成立体交通生态系统。

年下半年实现L2自动驾驶车型(CS55)量产,年发布搭载L3自动驾驶系统的车型Uni-T,在法规允许的情况下具备量产L3自动驾驶汽车的能力。

5)蔚来汽车:年,蔚来宣布将于年为美国消费者推出自动驾驶汽车,并在此后的年6月将其高级辅助驾驶系统NioPilot升级为2.0版本,新增了包含高速自动辅助驾驶(HighwayPilot)、拥堵自动辅助驾驶(TrafficJamPilot)、转向灯控制变道(AutoLaneChange)等在内的7项功能。

6)小鹏汽车:年,小鹏与德赛西威联合开发L3自动驾驶汽车,预计年量产,此后年XPilot升级至2.5版本,上线ICA智能巡航辅助功能,实现车道保持、违章查询、自动泊车、AI语音助手等智能辅助系统。

1.2.3.科技巨头商用先行,一步到位

科技公司1:Waymo推出无人出租车服务,冲击商业化运营。

Waymo是全球自动驾驶技术最领先的企业。Waymo是谷歌旗下的子公司,开发自动驾驶平台“WaymoDriver”,目前已升级迭代至第五代,传感器、电子元器件、天线、外壳和固件等均由Waymo自主研发,成本下降一半。传感器技术方面,Waymo主要由激光雷达系统、视觉系统、雷达系统,附加传感器组成。

Waymo自动驾驶商业化进展持续突破。年7月,Waymo宣布其自动驾驶车队在公共道路上的路测里程已达万英里,实现了商业化运营,走在行业前列,年10月更是在道路测试上超过1,万英里。此外,在沃尔沃之前,Waymo已经先后与菲亚特·克莱斯勒、捷豹路虎、雷诺-日产-三菱等车企开展深入合作,逐步推进WaymoDriver在各种车辆平台上的部署。Waymo于年12月推出无人出租车服务Waymoone,并于年10月上线了无安全员的无人出租车,逐步构建起自动驾驶的商业领域版图。

自动驾驶领域屡获资金认可,年融资30亿美元。年5月13日,Waymo公司CEOJohnKrafcik宣布,在3月2日官宣的Waymo首轮22.5亿美元融资再次获得新投资人的追加投资,本轮累计融资金额达到30亿美元。在新冠疫情的影响下,年美国自动驾驶领域在资金支持方面陷入低谷,Waymo的外部融资更是年美国自动驾驶为数不多的融资记录,证明了Waymo在自动驾驶领域的技术实力与无人化实践方向获得投资人的广泛认可。融资所获资金将继续在Waymo的三个主要商业化方向RoboTaxi、RoboTruck、Honey


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