2024年地平线机器人研究报告:软硬协同+开放生态,打造智驾技术底座国产龙头

  • 来源:西部证券
  • 发布时间:2024/12/24
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地平线机器人研究报告:软硬协同+开放生态,打造智驾技术底座国产龙头.pdf

地平线机器人研究报告:软硬协同+开放生态,打造智驾技术底座国产龙头。市场对地平线芯片的竞争优势存在一定分歧,我们认为,公司在架构设计方面存在一定优势和亮点。地平线自主研发了基于第四代“纳什”BPU架构的ASIC芯片(比GPU更低功耗、更低成本),专为大规模参数的Transfomer模型优化。且未来BPU架构的迭代将会继续向两个方向迭代,一是城区自动驾驶;二是针对生成式AI模型、端到端大模型等。主要逻辑#1:征程6开启统一芯片设计新篇章,赋能国内外主流整车厂。征程6拥有统一的硬件架构、统一的工具链以及统一的软件栈,有望降低开发成本,首批量产合作车企包括上汽集团、大众汽车集...

一、公司简介:国产头部智驾方案商,共建开放生态

1.1 行业领先的国产智驾解决方案提供商

1.1.1 十年创业,多代芯片迭代,硬件交付量超700万套

公司由余凯、黄畅及陶斐雯与一群科学家及企业家于 2015 年共同创立,经过近十年的发 展,已成为配备专有软硬件技术的乘用车高级辅助驾驶和高阶自动驾驶解决方案的领先供 应商。地平线于 2015 年创立,于 2016 年发布第一代 BPU(Brain Processing Unit)后, 2017 年地平线即推出了处理硬件征程 1,后续又推出征程 2、征程 3、征程 5、征程 6。 2021 年公司处理硬件交付量达到一百万套,2023 年公司处理硬件交付量达到四百万套, 截至 2024 年 3 月 22 日,公司处理硬件的交付量达到了五百万套。11 月 13 日,地平线 宣布征程家族出货量突破 700 万套。

1.1.2 公司是领先的智驾解决方案商,客户包括前十大中国OEM

公司是市场领先的乘用车高级辅助驾驶(ADAS)和高阶自动驾驶(AD)解决方案供应商,拥 有专有的软硬件技术。依托已大规模部署的前装量产的解决方案,公司成为了智能汽车转 型及商业化的关键推动者。自成立以来,公司征程系列已主要推出了多代芯片产品,分别 是征程 2、征程 3、征程 5 和征程 6。

公司提供全场景的智能驾驶解决方案。从主流的高级辅助驾驶覆盖至高阶自动驾驶, 即 Horizon Matrix Mono、 Horizon Matrix Pilot 及 Horizon Matrix SuperDrive,以满 足客户的不同需求。经过九年的开发、测试和迭代改进,公司的软硬一体的解决方案 已获得大规模量产部署,截至 2023 年 12 月 31 日,已有 200 款以上的 OEM 车型选 择 Horizon Mono,同时已有超过 25 款 OEM 车型选择 Horizon Pilot。公司高级辅助 驾驶和高阶自动驾驶解决方案建基于全面的技术栈,包括用于驾驶功能的算法、底层 处理硬件,以及促进软件开发和定制的各种工具。公司的基础核心关键技术,即算法、 BPU、地平线天工开物、地平线踏歌及地平线艾迪,以上技术也具备单独商业化的潜 力。

公司拥有庞大的全球客户群,包括行业领先的 OEM 和一级供应商,前十大中国 OEM 均为公司客户。公司与众多车企达成合作,公司 2020 年量产合作公司仅有长安汽车 一家企业, 2021 年公司量产合作企业数已经达到 12 家,2023 年公司量产合作车企 数已超过 30 家。公司征程系列芯片赋能众多爆款车型,在中国新能源汽车 2023 年 销量前十的车型中搭载征程系列芯片的车型占比为 70%,在 2023 年标配 AD 功能的 畅销前五的车型中搭载公司征程系列芯片的车型占比为 60%。公司赋能 110+量产上 市车型,已陪伴用户行驶百亿公里里程。

作为国产产商,公司在智能驾驶解决方案市场上处于领先地位。自 2021 年大规模量 产解决方案起,按年度装机量计算,公司是首家且每年均为最大的提供前装量产的高 级辅助驾驶和高阶自动驾驶解决方案的中国公司。2023 年自主品牌乘用车标配前视 一体机计算方案市场中,公司市场占有率达 23.7%,2023 年标配 NOA 车型计算方 案市场中,公司市场占有率达 35.5%。2021 年至 2023 年公司收入复合增长率为 82.3%,2023 年的收入达到 15.5 亿元人民币。2023 年公司处理硬件累计交付量达 四百万套,新增定点车型 109 个,毛利率高达 70.5%。

1.2公司1H24毛利率高达79%,高额研发投入打造技术优势

公司大部分收入来自汽车业务,其中授权及服务业务收入占比不断提升。公司 2021 年/2022 年/2023 年/1H24 总收入分别为 4.7/9.1/15.5/9.3 亿元,公司收入包含两大部 分,第一部分为汽车解决方案(包括产品解决方案以及授权及服务),第二部分为非 车解决方案,主要为感知算法(使设备识别周围环境并与之交互及规划路线)及处理 硬件。2021 年/2022 年/2023 年/1H24 公司汽车解决方案中产品占总收入比例分别为 45%/36%/33%/24%;2021 年/2022 年/2023 年/1H24 公司汽车解决方案中授权及服 务业务收入占总收入比例分别为 43%/53%/62%/74%,占比不断提升;2021 年/2022 年 /2023 年 /1H24 公 司 来 自 非 车 解 决 方 案 的 收 入 占 总 收 入 比 例 分 别 为 13%/11%/5%/2%,占比不断缩小。

公司来自 OEM 客户收入的单车价值大幅高于一级供应商客户。2021/2022/2023/1H24 公 司来自 OEM 客户的收入比例分别为 43%/41%/66%/57%,此外公司收入主要来自于一级 供应商。公司来自 OEM 客户的平均价值大幅高于来自一级供应商客户的平均价值,具体 来看,1H24,公司来自 OEM 客户收入中的产品解决方案和来自 OEM 客户收入中的授权 及服务业务的平均价值分别为 23527 和 84879 元,公司来自一级供应商客户收入中的产 品解决方案和来自一级供应商客户收入中的授权及服务业务的平均价值分别为 3643 和 10870 元。

公司总毛利率约在 70-80%之间,汽车解决方案毛利率远大于非车解决方案的毛利率,汽 车授权及服务业务毛利率最高。2021 年、2022 年、2023 年、1H24 公司毛利率分别为 70.9%、69.3%、70.5%、79%。2021 年、2022 年、2023 年、1H24 公司汽车解决方案 的毛利率分别为 80.1%、77.6%、73.7%、80.5%,其中产品解决方案的毛利率分别为 68.5%、 62.1%、44.7%、41.7%,其中授权及服务业务的毛利率分别为 92%、87.8%、89%、93%; 公司 2021 年/2022 年/2023 年/1H24 非车解决方案的毛利率分别为 4.3%、6.0%、13.0%、 17.7%。

公司各项费用率大幅下降,公司研发人员数量占总员工数量比例约为 7 成。公司不断扩大 研发投入,公司于 2021 年、2022 年及 2023 年、2024 年上半年产生的研发开支分别为 人民币 11.4 亿元、18.8 亿元、23.7 亿元、14.2 亿元,公司研发开支占收入的百分比由 2021 年的 243%下降至 2024 年上半年的 153%。截至 2023 年 12 月 31 日,公司拥有 1478 名 全职研发员工,占员工总数的 71.5%。截至 2024 年 6 月 30 日,公司研发人员占总员工 数量的 73.1%,公司 73.5%的研发人员拥有研究生学历。公司行政开支占收入的百分比由 2021 年的 68.3%下降至 2022 年的 41.3%,公司销售及营销开支占收入的百分比由 2021 年的 45.3%下降至 2022 年的 33.0%。 公司大额投入研发及优先股及其他金融负债产生的公允价值变动为公司亏损最主要原因。 公司 2021 年、2022 年及 2023 年公司亏损净额分别为人民币 20.64 亿元、87.20 亿元及 67.39 亿元,公司亏损主要是由于大额研发开支以及优先股及其他金融负债的公允价值变 动导致。

1.3 机器学习专家创业,全球主机厂+头部Tier1打造生态圈

1.3.1管理层:公司核心管理层来自百度,多家整机厂参与投资

公司董事长余凯曾任百度研究院副院长,在计算机工程领域拥有 25 年研发经验。余凯博 士为公司创始人、董事会主席、执行董事兼首席执行官,负责公司的整体战略及业务发展。 余博士为国际著名科学家,在计算机工程领域拥有约 25 年的研发经验,曾担任百度研究 院副院长,致力于边缘计算智能驾驶芯片的技术创新与商业应用;黄畅博士为公司联合创 始人、执行董事兼首席技术官,负责公司的整体研发工作,于 2014 年 11 月至 2015 年 8 月担任百度主任研发架构师,于 2012 年 7 月至 2014 年 11 月担任 BaiduUSA LLC 首席架 构师;陶斐雯女士为公司联合创始人、执行董事兼首席运营官,负责公司的运营和管理, 于 2012 年 5 月至 2016 年2 月在任职于百度集团的中国总部前曾任职于BaiduUSA LLC; 陈黎明博士为公司执行董事总裁,负责公司的整体管理,战略重点是供应链及质量保证, 其于 1995 年加入博世集团,曾任技术专家,研发高级经理、总监和副总裁。

公司董事长余凯持股比例约 13.3%,地平线整机厂投资方包括上汽、大众旗下软件公司 CARIAD、奇瑞、比亚迪、东风。自 2015 年 7 月成立以来,地平线累计融资约 23 亿美 元,股东中既有车企、零部件供应商,也有风险投资机构、银行等。截至 2022 年 12 月 D 轮融资交割完成,地平线的投后估值为 87.1 亿美元。招股书显示,地平线至少获得了 5 家车企背景股东的投资:上汽、大众旗下软件公司 CARIAD、奇瑞、比亚迪、东风。其中, 上汽是地平线的第一大机构股东。东风、奇瑞、比亚迪也是地平线的股东,东风参与了种 子轮投资,奇瑞和比亚迪在地平线 C 轮融资中同时进入,分别投了 3000 万美元和 600 万美元。

1.3.2 公司向酷睿程授权软件和算法,联合头部Tier1突破海外

地平线多家子公司从事软件产品及开发服务等业务。地平线深圳与北京地平线机器人均于 2025 年成立,主营业务为销售软件产品及提供相关服务;地平线香港于 2015 年成立主营 业务为投资控股公司;地平线信息于 2015 年成立,其与 2017 年成立的地平线安亭与地 平线技术三者一起主营开发软件产品及提供相关服务业务;地平线上海于 2018 年成立, 主营研究与开发业务。

公司与大众合营公司为酷睿程,公司联营公司包括追势科技、大陆芯智驾、南方予芯、聚 创,酷睿程于 2023 年成立,大众汽车和公司分别于酷睿程持有 60%及 40%的股权。根据 地平线机器人招股书,在短期内,酷睿程的主要客户将为大众汽车集团,其产品将应用于 在中国销售的大众汽车。根据公司与大众汽车的联属公司订立的协议,公司将就高级辅助 驾驶和高阶自动驾驶解决方案向酷睿程收取许可费,并就其产品的研发及制造向酷睿程提 供技术支持;大众汽车集团旗下软件子公司 CARIAD 将向酷睿程提供产品路线、促销、销 售渠道管理及营销方面的技术支持。 公司已与全球领先的一级供应商(如安波福、博世、大陆集团、电装及采埃孚)建立长期 合作及战略合作伙伴关系,有望借助国际 Tier1 突破海外市场。公司与安波福达成战略合 作,为中国乘用车 OEM 量身定制全面一体化软硬件解决方案,该解决方案已集成于 2024 年量产的车型中;公司正与博世合作量产嵌入公司下一代处理硬件的车型;公司正在与大 陆集团通过合营企业共同开发下一代行泊一体域控制器,该控制器将支持具有更高级别自 动泊车辅助功能的高阶自动驾驶(L2+级);公司正与电装合作量产嵌入公司下一代处理硬 件的车型;公司与采埃孚就开发采埃孚的高性能计算平台解决方案达成战略合作。公司协 助设计的首个采埃孚解决方案预计将于 2024 年上市。

二、征程6开启统一芯片设计新篇章,赋能国内外主流OEM

2.1 征程6系列覆盖低中高算力带,面向国内外主流车企+Tier1

公司征程系列芯片历经多代,征程 6 系列覆盖低中高多档算力。 2019 年公司发布征程 2 芯片,该芯片算力为 4TOPS、功耗 2W,2020 年 6 月份就 在长安的 UNI-T 开始量产。 2020年公司发布征程3,该芯片算力为5TOPS、功耗2.5W,该芯片搭载于理想ONE。 2021 年公司推出征程 5,该芯片算力提升到 128TOPS,功耗 30W,该芯片采用台 积电 16nm 制程,该芯片搭载于比亚迪汉 EV 荣耀版、理想 L8 和 L7 的 Air 版本与 Pro 版本。 2024 年公司发布征程 6 系列芯片,该系列芯片采用 7nm 制程,AI 算力涵盖 10-560TOPS,采用全新纳什架构 1.0BPU。

公司在 2024 年 4 月北京车展期间发布了第四代智能驾驶 SoC 芯片征程 6,首批量产合作 车企包括上汽集团、大众汽车集团、比亚迪等 10 家车企及品牌。24 年北京车展期间公司 发布征程 6 系列芯片,共推出六个版本,包括征程 6B、征程 6L、征程 6E、征程 6M、征 程 6H、征程 6P,代表着公司的产品研发实现从单点式向系列化的关键跃迁。征程 6 拥有 统一的硬件架构、统一的工具链以及统一的软件栈,具备同代一致、代际兼容、系统最优 的特性,并依托平台化可拓展的计算架构,以及配套一致、完整成熟的智能驾驶量产开发 平台,得以支持上层应用高效开发与灵活部署,有望助力车企提升量产效率。公司首批量 产合作车企包括上汽集团、大众汽车集团、比亚迪、理想汽车、广汽集团、深蓝汽车、北 汽集团、奇瑞汽车、星途汽车、岚图汽车等,以及多家 Tier1、软硬件合作伙伴。征程 6 系列预计于 25 年实现超 10 款车型量产交付。

征程 6 系列芯片全面覆盖低、中、高端市场,面向国内、国外主流车企及 Tier1。征程 6B 作为低端产品,面向博世和电装等国际客户,及国内客户如四维图新、福瑞泰克和 Minieye 等。征程 6E/M 是中端产品,也是 2024 年征程 6 系列的主打产品,征程 6M 拥有 128TOPS 的算力,主打城区 NOA(导航辅助驾驶)功能;而征程 6E 则以 80TOPS 的算力,主打高速 NOA。在算法合作方面,征程 6E 与鉴智机器人、轻舟智航达成了合作,而征程 6M 则与 小马智行以及韩国的 Stradvision 建立了合作关系。征程 6P 集成了 BPU、CPU、GPU 及 MCU 等强大功能,系统 BOM 成本控制在 1 万元以内。

2.2开放生态建设卓有成效,客户囊括中国前十OEM

公司与汽车行业的多家头部 OEM 及一级供应商建立业务关系。2021 年、2022 年、2023 年、1H24,公司前五大客户产生的收入总额分别为 2.8 亿元、4.8 亿元、10.7 亿元、7.3 亿元,分别占公司总收入的 60.7%、53.2%、68.8%、77.9%。同期,公司来自最大客户 的收入分别为 1.2 亿元、1.5 亿元、6.3 亿元、3.5 亿元,分别占公司收入的 24.7%、16.0%、 40.4%、37.6%。按在中国的销量计,中国的前十大 OEM 都是公司客户。

公司的五大供应商包括制造商、组装及测试服务提供商以及 IP 供应商及 EDA 供应商。 2021 年、2022 年、2023 年、1H24,公司向前五大供应商的采购总额分别为 2.5 亿元、 8.9 亿元、11.8 亿元、3.9 亿元,分别占采购总额的 52.0%、61.8%、50.2%、40.7%。 同 期,向公司最大供应商的采购额分别 1.0 亿元、2.3 亿元、4.6 亿元、1.2 亿元,分别占公 司采购总额的 20.8%、15.7%、19.5%、12%。

三、 智能化东风+芯片国产化带动公司加速突围

3.1 AD+ADAS解决方案市场空间广阔

智能驾驶汽车市场空间广阔,预计到 2030 年渗透率将保持持续增长。

全球来看:2023 年,在全球共售出的 6030 万辆新乘用车中,约 3950 万辆是具备智 能驾驶功能(高级辅助驾驶+高阶自动驾驶)的智能汽车,渗透率达 65.6%。根据灼 识咨询,预计到 2026 年及 2030 年,智能汽车销量将分别进一步增加至 5590 万辆及 8150 万辆,渗透率分别达 80.3%及 96.7%;且到 2030 年,高阶自动驾驶解决方案 在驾驶自动化解决方案中所占的份额将超过 60%,预计高阶自动驾驶解决方案将成 为主流。

国内来看:2023 年的新增乘用车销量为 2170 万辆,其中智能汽车(具备高级辅助 驾驶+高阶自动驾驶等智能驾驶功能)为 1240 万辆,渗透率达 57.1%。根据灼识咨 询,预计到 2026 年及 2030 年,中国智能汽车销量将分别达到 2040 万辆及 2980 万辆,渗透率分别达 81.2%及 99.7%;预计到 2027 年,中国乘用车部署的驾驶自 动化解决方案中将有接近一半是高阶自动驾驶解决方案,而到 2030 年,此比例将 进一步提高到 80%以上,远快于高阶自动驾驶解决方案在全球市场的渗透速度,主 要系中国的汽车 OEM 在采用高阶自动驾驶解决方案这一趋势中走在全球前列。

预计全球高级辅助驾驶和高阶自动驾驶解决方案的市场规模将从 2023 年的人民币 619亿元增长至 2030 年的人民币 10171 亿元,复合年增长率将高达 49.2%。高级辅助驾驶和 高阶自动驾驶解决方案的市场规模预计将有显著增长,主要受到以下驱动因素所推动:第 一,配备高级辅助驾驶和高阶自动驾驶解决方案的智能汽车销量不断上升;第二,具备更 高处理能力、支持全场景下更先进的功能、具有系统冗余能力的高阶自动驾驶解决方案, 带来更高的价值。高阶自动驾驶解决方案单车价值量为高级辅助驾驶解决方案单车价值量 的十倍以上;第三,伴随高阶自动驾驶解决方案持续迭代升级,其单车价值量未来预计进 一步增长。因此,高阶自动驾驶解决方案的市场规模预计将在未来几年规模化高速增长。 预计全球高级辅助驾驶和高阶自动驾驶解决方案的市场规模将从2023 年的人民币619亿 元增长至 2030 年的人民币 10172 亿元,复合年增长率为 49.2%。其中高阶自动驾驶 2023 年至 2030 年的复合增长率将高达 62.8%。

预计至 2030 年,中国高级辅助驾驶和高阶自动驾驶解决方案的市场规模总额将增长至人 民币 4070 亿元。在中国,2023 年高级辅助驾驶和高阶自动驾驶解决方案的市场规模总额 为人民币 245 亿元。 预计至 2030 年,中国高级辅助驾驶和高阶自动驾驶解决方案的市 场规模总额将以 49.4%的复合年增长率(23-30 年)增长至人民币 4070 亿元。其中中国 高阶自动驾驶 2023 年至 2030 年的复合增长率预计为 58.5%。

高级辅助驾驶和高阶自动驾驶解决方案的价值链由多层级供应商向 OEM 提供组件及整合服务。高级辅助驾驶和高阶自动驾驶解决方案的价值链中,上游供应商主要包括提供制造、 封装及测试服务的硬件制造商。高级辅助驾驶和高阶自动驾驶解决方案由支持开发及部署 过程的算法、软件及处理硬件组成。除高级辅助驾驶和高阶自动驾驶解决方案外,周边元 器件(如传感器等)在实现智能汽车感知周围环境方面也发挥着重要作用。一级供应商负 责设计及系统整合,包括机械系统、电路系统及冷却系统的设计,以及将算法、软件及处 理硬件与周边元器件整合。

3.2 行业竞争格局:地平线市占率快速提升,芯片国产化大势所趋

目前我国智驾芯片领域的玩家一共可以分为五类,分别是以地平线、黑芝麻智能为代表的 国内初创型玩家;华为、寒武纪行歌等中国本土芯片跨界玩家;英伟达、高通、英特尔 (Mobileye)、安霸等消费电子、AI 视觉芯片巨头;德州仪器(TI)、瑞萨等传统汽车芯片 巨头;特斯拉、蔚来、小鹏等车企自研玩家。

车端 SoC 制程离手机 SoC 仍有 1-2 代差距。由于芯片技术的发展在手机 SoC 上应用较早, 目前手机 SoC 制程工艺已经全面进入 7nm 为主流的时代。相比之下,传统汽车芯片 SoC 工 艺制程较为滞后,随近年新能源汽车的兴起才开始快速发展。目前在车端 SoC 领域,只有 少部分国际巨头的最新产品能达到 7nm 的制程,大部分芯片制程工艺在 12nm、16nm,与手 机 SoC 存在一定差距。

多家主机厂已开始自研车载芯片,我们认为,综合掌握产业链主动权、降低成本、提升性 能多个维度的要素,主机厂或以多种方式向上游布局,但能否具备规模效应是关键。特斯 拉自 2019 年起开始使用自研的 FSD 芯片;蔚来、小鹏、理想均选择跨界自研智驾 SoC 芯片,以实现从硬件到软件、从芯片到算法的全栈自研;包括吉利、比亚迪、长城、上汽 等众多主机厂都通过入股芯片公司的方式,战略布局智驾芯片赛道。我们认为,车企是否 选择自研智驾芯片,以及在芯片赛道的参与深度,是综合考虑掌握产业链主动权,in-house 降低成本,与自研的算法有更高软硬件配合度从而提升性能等多个维度的要素。而考虑智 驾 SoC 芯片的算力和制程要求在持续提升,芯片层面的舱驾融合等发展趋势进一步提升 了智驾 SoC 芯片的研发难度,IP 授权、流片、测试、人员研发等费用将不断提升,因此 能否具备规模效应分摊成本是主机厂是否选择自研智驾 SoC 芯片关键。

公司为中国市场前五大高级辅助驾驶和高阶自动驾驶解决方案提供商中唯一一家国产供 应商,市占率快速提升。按 2023 年解决方案装机量计算,公司为中国本土 OEM 的第二 大高级辅助驾驶解决方案提供商,市场份额为 21.3%,较 22 年上升 17.6pcts。按所有客 户 2023 年解决方案总装机量计算,公司为中国第四大高级辅助驾驶和高阶自动驾驶解决 方案提供商,市场份额为 9.3%,较 22 年上升 7pcts。进入 2024 年,公司市占率进一步 提升,根据高工智能汽车,2024 年 H1 中国市场自主品牌乘用车标配前视一体机计算方案 市场份额中,地平线市占率高达 33.7%。

分价格带来看,目前地平线在 20-30 万价格带车型市占率最高,其次为 30-50 万、10-20万车型。目前 10 万以下入门级经济型汽车智驾渗透率较低,该市场由 TI 主导;10-30 万 的市场竞争激烈,Mobileye、TI、地平线、英伟达、高通、华为海思均占有一席之地;而 30 万以上市场玩家相对较少,市场主要由英伟达、华为海思、地平线、Mobileye 四家厂 商瓜分。

我们认为,智能驾驶 SoC 芯片赛道目前国产化率较低,国产替代空间大。地平线等国内 供应商的量产 SoC 芯片,与国际主要竞争对手 Nvidia 设计的量产产品相比,从参数上看 已经具备了竞争的能力。根据地平线机器人招股书,公司的产品相比较于以色列的公司 A, 在开放性、系统运算效率、服务及响应度、性价比等方面已经具备了一定的竞争优势。在 主机厂对供应链国产化安全要求日益提升的前提下,随着国产智驾 SoC 芯片的量产,国 内供应商有望凭借性价比优势和服务好响应快的本地化优势逐渐脱颖而出,芯片国产化为 大势所趋。

四、 开放合作+架构领先,高算力市场0-1强势突围

4.1竞争优势:软硬结合提升产品价值,开放性打造生态繁荣

总结来看,我们认为,公司主要拥有以下 4 点竞争优势: 1)软硬协同提升产品性能。公司协同开发并优化软硬件,以确保在整合时达到最佳系统 性能。根据余凯 21 年演讲,其认为芯片本身的意义在于软件,衡量芯片本身有没有 价值,在于软件在芯片之上是不是能够充分的去施展软件的魅力。 2)高效率、高性价比。由于公司采用软硬协同的开发理念,公司解决系统较为高效,在 提供出色处理性能的同时做到了低功耗和低时延,另外公司解决方案具备高性价比。 3)开放平台,充分地让主机厂定制化开发面向用户有价值的产品跟体验。公司提供一系 列基础模型、工具链、框架及参考解决方案,使公司的客户和生态合作伙伴能开发出 满足定制化需求的应用软件,帮助他们显著缩短开发周期并降低开发成本。 4)研发能力较强。2023 年 6 月加拿大计算机视觉顶级会议 CVPR,地平线学者一作论 文「Planning-oriented Autonomous Driving」取得了最佳论文,论文提出了「感知决 策一体化」的自动驾驶通用大模型UniAD,给行业带来了新的方法和思路。首届Waymo 自动驾驶算法挑战赛的 5 项比赛中,地平线团队收获 4 金 1 银,都体现地平线拥有领 先的算法能力。此外,地平线纯视觉自动驾驶算法 Sparse4D,在 nuScenes 纯视觉 3D 检测和 3D 跟踪两个榜单上,均位列第一。

4.2架构领先:第四代ASIC纳什架构专为Transfomer模型优化

地平线架构历经四代演进,演进的核心驱动力是针对自动驾驶场景涌现出的新的关键问题, 找到最优算法,并对这些算法,进行软硬件针对性优化。 1)2017 年前后,轻量级、高效能的算法成为学术界主流,而这些算法也对计算架构提出的新挑战,地平线把握住这些学术界前沿研究成果,并敏锐地察觉到了这类算法在自动驾 驶场景中的潜力,针对性地推出了第一代伯努利架构,其支持当时业界最优秀的轻量级网 络 MobileNet、EficientNet,并在硬件、软件层面进行了深度优化。 2)2019 年,第二代贝叶斯架构面对的是更高等级的自动驾驶解决方案,例如 L2+高速甚 至是城区,需要解决时间和空间的融合、多传感器的融合、对未来的预测。贝叶斯架构选 择在 Warping、Vector、Softmax 优化等方面进行了增强,更好地支持 LSTM、BEV、 Transformer 这样的前沿优秀算法。 3)纳什架构面对的,是自动驾驶场景从高速走向城区,包括越来越多的复杂交互规划算 法、大量动态目标相互之间的持续博弈、不断争夺的路权。纳什架构结合了类 GPT 超大 规模参数模型,以及大规模、极其复杂的蒙特卡洛树搜索。 4)公司表示,未来 BPU 架构的迭代将会向两个方向发展,一是城区自动驾驶,解决复 杂场景中的博弈、交互规划问题;二是针对大规模生成式 AI 模型,提供端到端的自动驾 驶解决方案。

对比其他主流厂商的芯片架构,地平线自主研发了基于第四代“纳什”BPU 架构的 ASIC 芯片(比 GPU 更低功耗、更低成本),专为大规模参数的 Transfomer 模型和高级智能驾驶 优化。地平线 J6P 旗舰产品架构采用 CPU+GPU+NPU+MCU+VPU 的复杂异构架构,是目前三种 自动驾驶芯片 SoC 架构方案中的 CPU+GPU+ASIC 方案, ASIC 由于其生产的低功耗、低成本 也将逐渐取代高功耗的 GPU。对比其他主流厂商的芯片架构,地平线 J6 第四代“纳什”BPU 架构的 ASIC 芯片,逐步弱化 GPU 的作用。“纳什”BPU 特别设计了 VPU 即矢量浮点运算加 速单元,适用于新一代大模型 Transformer 较多的矢量运算。 “纳什”BPU 架构专为大规 模参数的 Trangfomer 模型和高级智能驾驶优化,运行 Transformer 类算法相比于主流的 竞品平台有 9-11 倍的 FPS 性能(每秒处理的图片帧数)提升。J6 在硬件上也做了大量的 超 越 函 数 的 优 化 工 作 , 比 如 支 持 Layernorm&Softmax 算 子 的 硬 件 加 速 , 支 持 Transpose&Reshape 算子的硬件加速。

4.3 SuperDrive:公司从Tier2向Tier1+Tier0.5进一步延伸

公司业务向软硬结合的高阶智驾方案进一步延伸。从去年 10 月开始,地平线投入了超过 1000 人的团队,专门开发基于 J6P 软硬结合的高阶方案——SuperDrive。SuperDrive 配备了公 司最先进的征程 6 硬件,SuperDrive 的 SR,对物理世界进行了高度还原,同时采用了端到 端技术。前端以异构传感器与导航地图的信息作为输入,进入到“静态环境 + 动态目标 + 占 用格栅”三网合一的感知世界模型。世界模型向下游同时输出动静态的目标信息,这些目标 信息同时用于 SR 的显示,并且世界模型同步向下游传输更丰富的无损高纬度特征信息。而 下游的决策规划,则包含了模型驱动和规则兜底的两套系统。整套系统追求拟人化的驾驶体 验。

4.4高算力车载芯片星辰大海,J6P助力地平线实现0-1飞跃

当前车载高算力芯片市场仅有英伟达、华为、特斯拉等少数玩家,而地平线 J6P 有望助力 地平线进军高端智驾市场,形成 0-1 的飞跃。英伟达 2020 年发布的 Xavier 芯片算力为 30TOPS,2022年发布的Orin算力提升到254 TOPS,新自动驾驶芯片Thor算力达到2000TOPS。 地平线于 24 年发布的 J6P 是此次系列中的旗舰版本,集成 370 亿只晶体管,算力达到 560TOPS。地平线的 J6 芯片在硬件上了做了大量的超越函数的优化工作,比如支持 Layer-norm&Softmax 算子的硬件加速,支持 Transpose&Reshape 算子的硬件加速。地平 线 J6 搭载专为 Transformer 优化的 BPU 纳什智能计算引擎。J6P 有望助力地平线进军高端 智驾市场,完善地平线全价位产品布局。

编辑:火腿肠
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