2024年黑芝麻智能研究报告:国内智驾芯片新势力,蓄力后起重塑竞争格局

  • 来源:东吴证券
  • 发布时间:2024/12/17
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黑芝麻智能研究报告:国内智驾芯片新势力,蓄力后起重塑竞争格局.pdf

黑芝麻智能研究报告:国内智驾芯片新势力,蓄力后起重塑竞争格局。车规级SoC赛道高成长,2022-2028行业复合增速近30%。在新能源&智能驾驶渗透率提升、架构升级单车SoC用量提升、技术升级芯片ASP提升的乘数效应下,SoC市场有望迅速扩张。根据弗若斯特沙利文,2022年中国/全球车规级SoC市场规模分别为181/428亿元,2022-2028CAGR预计为29.0%/27.0%。2024年北京车展高速NOA功能下探,中端新车型全系标配高配智驾硬件成主流,渗透加速已有验证。SoC赛道增速中期有望随特斯拉FSD入华、激光雷达降本、L3落地等事件催化而进一步加速。国内智驾芯片优质厂商,技...

1. 国内智驾芯片优质厂商,技术筑底驱动业绩稳步提升

1.1. 国内智驾芯片新势力,高算力+跨域 SoC 双线布局

黑芝麻智能成立于 2016 年,总部位于湖北武汉,目前主营业务包括自 动驾驶产品及解决方案以及智能影像解决方案。公司是国内领先的车规级 SoC 以及基 于 SoC 的智能汽车解决方案供应商,目前已经推出华山系列高算力 SoC、武当系列跨域 SoC、ADAS 至 L3+级别自动驾驶解决方案 BEST Drive 以及 V2X 边缘计算解决方案 BEST Road 等自动驾驶解决方案。截至 2024H1,公司已与超过 49 名汽车 OEM 及一级 供应商合作,包括一汽集团、东风集团、江汽集团、合创、亿咖通科技、百度、博世等, 已获得 16 家汽车 OEM 及一级供应商的 23 款车型意向订单。2023 年公司实现营收 3.1 亿元,同比+88%,归母净利润-48.6 亿元。

高算力+跨域 SoC 双线布局,多元自驾解决方案助力客户系统级优化。目前公司已 经推出华山和武当两大系列产品。其中华山系列为高算力 SoC,A1000 Pro 是国内首款 超过 100 TOPS 算力的自动驾驶 SoC,而针对 L3 级别以上的算力达 250+ TOPS 的 A2000 正在开发中。武当系列为跨域 SoC,C1296 是行业首颗支持多域融合的芯片平台,而 C1236 则是本土首颗单芯片支持 NOA 的芯片平台。 除硬件平台外,公司也提供 ADAS 至 L3+级别自动驾驶解决方案 BEST Drive、V2X 边缘计算解决方案 BEST Road 及商用车主动安全系统 Patronus 等自动驾驶解决方案, 以及智慧人像、智慧超级夜景等智能影像解决方案,通过软硬件平台解耦为客户提供定 制化产品服务,助力客户基于公司 SoC 产品开发迭代技术和应用程序。

1.2. 股权结构分散,高层产业及技术积累深厚

根据投票权委托协议,公司创始人单记章先生可全权酌情行使 Pan Dan 女士、Ruby Wealth、New Key Trade、Marvel Stars、Xiong Chengyu 先生及 Gu Qun 先生持有的所有 股份附带的投票权,因此单记章先生合计约控制 21.68%的股份,为公司单一最大股东。

公司高层产业背景丰富,技术积累深厚。公司首席执行官单记章先生和总裁刘卫红 先生为公司创始人,其中单记章先生在半导体行业拥有超过 20 年经验,曾于全球知名影像半导体公司 OmniVision Technologies Inc 担任软件工程部副总裁,在车用高动态范 围技术、汽车软件和芯片的开发方面拥有丰富经验,在视觉感知领域拥有超100项专利。

1.3. 营收规模快速提升,盈利水平持续向上

营收端:营收规模快速增长,自动驾驶业务贡献主要增量。 营收规模翻倍增长,自动驾驶业务占比持续提升。2021-2023 年公司营业收入从 0.6 亿元提升至 3.1 亿元,CAGR 为 128%,24H1 伴随量产车型逐步增加以及自动驾驶导航 开始上车量产,公司营收维持高速增长态势,实现营收 1.8 亿元,同比增长 69%。营收 结构上,2021-2023 年公司自动驾驶业务占比从 57%提升至 93%,成为公司营收主要来 源。

利润端:24H1 毛利率提升显著,短期业绩承压。 自动驾驶业务毛利率快速提升,研发投入维持高位。2020-2022 年伴随公司产品复 杂度提升以及自研 SoC 芯片量产交付,公司自动驾驶业务毛利率从 19%提升至 24%, 但由于生产初期封测成品较高且公司战略下调部分产品价格,2023 年公司自动驾驶业 务毛利率下滑至 21%,伴随公司自动驾驶算法持续完善和验证,产品逐步软件化,硬件 组件占比下行,24H1 公司自动驾驶业务毛利率快速提升至 47%,带动综合毛利率快速 提升至 50%。 由于智能驾驶 SoC 所需研发投入巨大,公司为保持产品性能领先并不断提升业务 范围而保持高强度研发投入,2021-24H1 公司研发费用率尽管因营收规模扩张而逐步下 降,但仍高于 380%,因此 2021-2023 年公司处于亏损状态。24H1 由于优先股公允价值变动导致归母净利润扭亏为盈,扣除其影响后公司亏损净额约为 6.02 亿元,同比亏损小 幅扩大 6%。

软硬件同步推进巩固优势,注重商业化进展推动成长。公司为进一步开发面向更广 泛的汽车计算场景的智能汽车 SoC 并强化开发生态系统,公司拟将大部分 IPO 募集资 金用于软硬件研发,其中 30%资金用于智能汽车 SoC 研发,包括 C1200、A2000 以及下 一代 SoC;25%的资金用于开发及升级智能汽车支持软件,公司将持续招募世界各地顶 尖的科学家、工程师以及国内外顶尖大学的人才进行产品设计及开发,持续提高智能汽 车 SoC 及 IP 核开发方面的能力;20%资金用于智能汽车 SoC 及车规级 IP 核的材料采 购、流片服务及软件,用于下一代 E/E 架构智驾 SoC 和 A2000 的开发以及武当系列的 迭代;5%的资金用于开发下一代 V2X 边缘计算解决方案以及下一代商用车主动安全系 统 Patronus。

同时公司为提升解决方案及技术商业化能力并扩大公司全球影响力,拟将 10%的资 金用于公司商业化能力的提升,其中 5%的资金用于扩大销售及服务网络、提高服务质 量及提升品牌知名度,5%的资金用于中国、新加坡、美国、欧洲及日本的商务团队,拓 展国际汽车 OEM 及一级供应商客户资源。

2. 单车智能+车路协同齐头并进,国内厂商有望实现突围

2.1. 政策+感知设备顺利推进,高阶智驾落地指日可待

汽车智能化+网联化+平台化趋势确定,自动驾驶渗透率持续上行。智能化、网联化 与平台化是智能网联汽车与传统汽车的核心区别。智能化即汽车搭载智能摄像头、激光 雷达等感知终端及智能操作系统人工智能芯片,实现超视距数据采集与自动驾驶,网联 化即汽车通过车载单元与人、车、路、云全面互联,实现数据互联互通,平台化即交通 管理、信息服务等涉车业务的实现逐步向云平台迁移。

20-50 万车型 L2 占比维持高位,2024 年 NOA 放量上车。根据灼识咨询数据,2022 年全球智驾渗透率达到 42.7%,预计在 2030 年达到 84.6%。2023 年 20-40 万车型 L2 占 比较高,均大于 85%。根据盖世汽车数据,2022-2023 年国内 L2 级别(含 L2+、L2++) 标配占比在各个价格段车型均有显著提升,其中 40-50 万车型占比提升最为显著,同比 提升 24pcts。根据盖世汽车数据,2023 年国内城市 NOA 搭载量为 23.8 万辆,高速 NOA 搭载量为 70.7 万辆,预计 2024 年城市 NOA 搭载量达到 53 万辆,高速 NOA 搭载量达 到 132 万辆,同比增长 123%/87%,预计 2030 年城市 NOA 搭载量达到 274 万辆,高速 NOA 搭载量达到 579 万辆,2023-2030 年 CAGR 为 42%/35%,2024 年为 NOA 上车元 年,未来搭载量将快速增长。

多项利好政策接连发布,L3 落地指日可待。2023 年 11 月 17 日,四部门联合发布 《关于开展智能网联汽车准入和上路通行试点工作的通知》,旨在遴选具备量产条件的 L3\L4 智能网联汽车并开展准入试点,促进智能网联汽车功能、性能提升和产业生态的 迭代优化。随后各地积极响应,相继推出智驾相关政策。

FSD 入华激励国内车企加速智驾布局,多传感器融合将为主流方案。2024 年 4 月28 日,中国汽车工业协会、国家计算机网络应急技术处理协调中心发布了《关于汽车数 据处理 4 项安全要求检测情况的通报(第一批)》,比亚迪、理想、路特斯、合众新能源、 特斯拉、蔚来等 6 家企业的 76 款车型符合汽车数据安全 4 项合规要求,特斯拉入华指 日可待。2024 年国内车企陆续迭代智驾方案,比亚迪年初推出璇玑整车智能架构,预计 2024 年推出 10 余款搭载激光雷达的高阶智驾车型,而华为 4 月发布 ADS3.0,小鹏 5 月 21 日开始正式推送端到端智驾方案,理想 8 月 30 日发布基于端到端模型、VLM 视觉语 言模型和世界模型的全新架构并开启万人体验团招募。我们认为国内厂商紧跟特斯拉推 出各类智驾方案,但感知层面将选择多传感器融合的方案: 1) 根据 NuScenes 数据,20H1-23H1 尽管纯视觉方案精度呈现上升趋势,但经过近 3 年追赶仍未达到多传感器融合方案 20H2 的精度水平,国内厂商此时布局纯视 觉方案,不仅难以获得足够的真实驾驶数据,并且需要至少 3 年的时间进行精 度提升,在新能源车竞争激烈的环境下难以胜出。 2) 相比于纯视觉方案,激光雷达安全性和可靠性更高且对算法要求更低,早期致 命缺陷是较高的硬件成本,但伴随固态激光雷达推出以及各大激光雷达厂商降 本逐步推进,激光雷达价格快速下降,多传感器融合方案性价比优势突出。

规模效应促使激光雷达成本降低,高阶智驾感知端设备顺利推进。华为智能汽车解 决方案 BU 前总裁王军曾表示,华为计划将激光雷达的成本降至 200 美元,甚至有望降 到 100 美元。根据 Yole 数据,2023 年国内激光雷达的平均售价约为 450-500 美元,较 2022 年大幅下降,而全球其他地区的平均售价在 700-1000 美元之间,激光雷达上车量 产的节奏一旦开始,成本将得以降低并进一步推动激光雷达渗透,形成良性循环。

2.2. 国家战略布局车路协同,智驾芯片为车端关键设备

车路协同是未来重要发展方向,智驾芯片为车端关键设备。车路协同是指基于车与 车之间(V2V)、车与路之间(V2I)、车与人之间(V2P)、车与网络之间(V2N)的信 息获取、交互和共享,实现车辆和基础设施之间智能协同与配合,实现优化利用系统资 源、提高道路交通安全、缓解交通拥堵功能,主要包括智能车端、智慧路侧、通信网络 和云端平台四大领域。与单车智能相比,车路协同成本更低、实用性更强,能够有效保 证交通安全、提高通行效率,是未来自动驾驶技术发展重要方向。车端硬件包括控制器、 CAN 卡、全球定位系统(GPS)、惯性测量单元(IMU)、感知传感器等,路侧设备包括 路侧单元 RSU、高清摄像头、毫米波雷达、激光雷达、边缘服务器和交通信号机等。

国内车路协同利好政策和项目频发,国家战略支持发展。2024 年以来车路协同利好 政策频出,各地车路协同项目陆续展开。1 月 22 日工业和信息化部、公安部等 5 部门发 布《关于开展智能网联汽车“车路云一体化”应用试点工作的通知》,鼓励聚焦智能网联 汽车“车路云一体化”协同发展,建成一批架构相同、标准统一、业务互通、安全的城 市级应用试点项目。5 月底开始北京市、福州市、武汉市、杭州市相继宣布车路协同项 目建设,积极响应国家车路协同建设需求。

车+路端市场规模有望超 4000 亿元,目前华为和中国移动布局全面。根据亿欧智库 数据,2021 年国内车路协同市场规模约为 592 亿元,伴随国内各地项目持续推出和国家 积极推动,2030 年有望达到 4960 亿元,CAGR 为 26.6%。目前车路协同企业主要分为 以 BAT 为代表的互联网科技企业、以华为为代表的 ICT 企业、以千方科技为代表的车 路协同集成商和以中国移动为代表的通信运营商,其中华为和中国移动在基础通信、交 通系统、交通信息服务和车路协同平台均有涉及,布局较为全面。

2.3. E/E 架构升级推动 SoC 用量提升,智驾等级提升推高

ASP 高阶智驾落地推动 E/E 架构升级,由分布式向域集中/中央集中演进。汽车电子电 气架构升级表现为从分布式升级到域集中,最后至中央集中式。架构升级的优势在于: 1)减少算力冗余,提升算力利用率;2)利于数据统一交互,实现整车功能协同;3)缩 短线束,降低故障率,减轻质量。目前小鹏、蔚来、理想等车企,已实现域集中架构, 并推动 E/E 架构向中央集中式升级。跨域融合解决方案可将智驾、座舱、控制及数据交 换功能通过单 SoC 芯片进行支持,实现主流场景需求降本增效、降低通信时延和多功能 交互难度。随架构进一步复杂化、数据处理量提升,SoC 凭借强计算能力,高数据传输 效率,软件升级灵活等优势,将逐步替代传统 MCU 芯片,单车 SoC 用量将得到提升。

高阶智能驾驶催生高算力芯片需求,驱动单机价值量提升。高阶智驾应用、多传感 器融合推动算力需求提升,多家头部车企/头部芯片厂商已经确认了下一步芯片方案的 迭代方向:1)特斯拉 FSD 芯片在制程方面已达 7nm;2)英伟达 Orin 达到 254TOPS 算 力,英伟达下一代芯片 DRIVE Thor,单颗算力高达 2000 TOPS,英伟达确认其将于 2025 年量产上车;3)国产智能芯片黑芝麻 A1000 单颗算力达 58TOPS,最新的 A2000 芯片 算力可达 250TOPS+。高阶芯片带动相关智驾硬件上车,驱动智驾解决方案单车价值快 速提升。根据我们测算,L1-L2 级别的自动驾驶传感器及芯片需要约 4000 元以上,而 L4-L5 级别的自动驾驶传感器及芯片则需要将近 2 万元,单机价值量提升明显。

中国 SoC 市场规模迅速扩张,2022-2028 行业复合增速 29%。新能源&智能驾驶渗 透率提升、架构升级单车 SoC 用量提升、技术升级芯片 ASP 提升的乘数效应下,SoC 市 场有望迅速扩张。根据弗若斯特沙利文,2022 年中国/全球车规级 SoC 市场规模分别为 181/428 亿元,2022-2028 CAGR 预计为 29.0%/27.0%;2022 年 ADAS 应用的自动驾驶 SoC 市场规模分别为 87/194 亿元,2022-2028 CAGR 预计为 26.6%/24.2%。2024 年北京 车展中,高阶智驾功能与硬件配置向下渗透已成趋势,高速 NOA 功能下探至 15 万元以 下车型,20~30 万元区间新车型全系标配高配智驾硬件方案成为主流。

2.4. 终端竞争聚焦高阶智驾,自主可控+开放生态为新势力破局之道

高算力自动驾驶 SoC 国产率较低,国产替代空间广阔。根据弗若斯特沙利文,2023 年 中 国 自 动 驾 驶 芯 片 及 解 决 方 案 市 场 , Mobileye/ 英伟达 / 公司市占率分别为 27.5%/23.7%/2.2%;中国高算力自动驾驶 SoC 市场,英伟达/地平线/公司市占率分别为 72.5%/14.0%/7.2%,国产替代空间广阔。芯片自主可控的政策导向、本土厂商在供应链 安全及响应市场需求变化速度的优势是推动国产化率提升的主要驱动力。

开放生态助力 OEM 车厂个性化开发,打破终端自研智驾芯片必要性。车企自研 SoC 芯片的难点在于面临设计人才短缺、资金投入大、难以起量摊薄成本。此外,车企自研 SoC 从设计到量产需要约 5+年的时间,需要前瞻性设计,风险大回报周期长。高 阶智驾解决方案专业化厂商具备软硬件知识和工艺 Know-How 储备、规模效应摊薄设计 成本减少路线错误风险、跟进前沿技术不断迭代的优势。黑芝麻、地平线等公司推出开 放生态模式,既能帮助车企降低成本,又能满足车企定制其产品的核心需求,以实现在 终端市场差异化竞争。

3. 公司:创新驱动国产 SoC 发展,车路云生态共建未来

3.1. 车型落地加速推广,前瞻性布局跨域产品

拳头产品出货量提升,车型落地加速推广。公司华山 A1000 和 A1000L 于 2022 年 实现量产,可提供 58/16TOPS 算力;A1000Pro 于 2021M4 推出,可提供 106 TOPS 算 力。A1000 为中国首款具有自有 IP 核的高算力自动驾驶 SoC,A1000Pro 为中国首款超 100 TOPS 算力的自动驾驶 SoC。公司秉承创新驱动发展理念,助力车规级 SoC 实现自 主可控。截至 2024Q1,公司 SoC 总出货量超 15.6 万片。截至 2024H1,华山 A1000 芯 片已成功为多款热门车型实现量产搭载,如领克 07EM-P、领克 08EM-P、合创 V09、东 风奕派 eπ007、东风奕派 eπ008 等。随公司与一汽、江淮、吉利等合作的其他车型陆 续上市,出货量将进一步提升。 核心 IP 自研修炼内功,前瞻性布局跨域计算和高算力 SoC。公司拥有自主可控核 心 IP,包括车规级图像处理 ISP 和车规级深度神经网络加速器 NPU,掌握技术主动权。 公司计划于 2025/2026 年分别量产武当 C1200 跨域 SoC 芯片/华山 A2000 高算力 SoC 芯 片。武当系列为行业首个集成自动驾驶、智能座舱、车身控制及其他计算功能的跨域 SoC, 支持多路高清视频输入及跨域融合,公司前瞻性布局以服务未来车内多场景处理需求。 华山A2000基于第三代NPU DynamAI NN,原生支持大模型应用,算力高达250 TOPS+, 支持 L4 及以上级别的自动驾驶。目前公司已开始研发端到端自动驾驶算法,下一代产 品有望随舱驾一体普及、多场景需求提升、大模型应用推广而加速渗透。

3.2. 车路云生态闭环,开放式平台拓展“朋友圈”

车路云协同布局,拓展应用场景。公司构建车路感知和计算解决方案,推出的路侧 感知系统与车载 SoC 深度协同。公司配合系统集成商可交付摄像机+激光雷达、摄像机 +毫米波雷达、摄像机,高中低三套感知解决方案,已在多个智慧城市项目中得到应用, 包括全息路网、全息路口等复杂场景,显著提升了自动驾驶系统的安全性与实时响应能 力。公司已在湖北、深圳、洛阳等地开展多个车路云一体化项目,2024M7 参与北京、 天津、河北三省市联合开通的自动驾驶干线物流货运场景项目。目前公司 NOA 功能已 覆盖四川、山西、山东等 13 个省市,我们认为公司车路云布局实现车路双端算法迭代 数据闭环,利于提高 NOA 覆盖度与产品应用场景,形成良性循环。

瀚海平台+山海开发工具链打造开放生态,帮助车企降低开发门槛提高研发效率。 公司瀚海 ADSP 中间件平台拥有包括目标 SoC、MCU 及 PC 的全套开发工具包,具备 开放性、快速部署、广泛兼容性的特点。将智能驾驶系统核心功能模块和常用基础软件 关连组件,封装成外围开放接口,让用户能够简便快捷地接入、快速开发方案及部署落 实应用。公司山海开发工具链支持 Tensorflow,Pytorch,ONNX,支持客户自定义算子 开发,拥有 50+算法参考模型库和转换用例,具有良好的可扩展性、精准度高且完整灵 活。“瀚海平台+山海工具链”可降低车企开发门槛,解决产品定制化难点,减少重复性 工具开发降本增效。通过提供从 IP、芯片、工具到解决方案的全套服务,公司精准服务 不同客户、不同层次的需求。

开放式平台扩展“朋友圈”,共同打造未来智驾服务。截至 2024H1 公司已获得 16 家汽车 OEM 及一级供应商 23 款车型的 SoC 量产意向订单,客户群由 2021M12 的 45 名增长至 2023M12 的 85 名,2023 年自动驾驶产品及解决方案/智能影像解决方案留存 率分别为 35%/60%。公司与业内供应商广泛开展合作,公司合作伙伴包括一汽集团、东 风集团、吉利汽车、江汽集团、合创汽车等车企,采埃孚集团及马瑞利等零部件供应商, 以及百度、腾讯、博世集团、亿咖通科技、均联智行、斑马智行等生态链合作伙伴。通 过产品对接、技术互联共同打造面向未来的智驾服务。

编辑:火腿肠
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