L2級自動駕駛穩(wěn)步滲透 高階自動駕駛初現(xiàn)雛形

L2 級自動駕駛穩(wěn)步滲透

高階自動駕駛初現(xiàn)雛形

SAE自動駕駛分級標(biāo)準(zhǔn)：L3級被普遍認(rèn)為是自動駕駛的一個分水嶺，L3-L5可認(rèn)為是真正意義上的自動駕駛。根據(jù)美國汽車工程師學(xué)會（SAE）標(biāo)準(zhǔn)，自動駕駛分為L0-L5六級。隨著級別升高，智能化程度逐級提升，駕駛操作、道路環(huán)境監(jiān)測及最終的風(fēng)險處理者逐漸由人類向汽車系統(tǒng)進(jìn)行過渡。L5作為最高級別的自動駕駛，其可實(shí)現(xiàn)不限場景的駕駛完全自動化。L4與 L5相比，核心區(qū)別在于L4僅可在限定的道路環(huán)境下完成自動駕駛。在L3級別時，如果智能駕駛系統(tǒng)發(fā)生系統(tǒng)不可處理的意外時，系統(tǒng)將要求人類提供適當(dāng)應(yīng)答，而L4及L5級別時，系統(tǒng)可處理相應(yīng)意外情況。L1及L2可以實(shí)現(xiàn)橫向（如車道變換）或縱向（如前進(jìn)行駛）的自動駕駛，但相對L3而言，核心是缺乏對駕駛環(huán)境的監(jiān)測能力。L1與L2的核心區(qū)別則在于L2可同時實(shí)現(xiàn)橫向及縱向的自動駕駛，而L1僅可實(shí)現(xiàn)橫向或縱向某一維度的自動化。

L2+級自動駕駛穩(wěn)步滲透，高階自動駕駛初現(xiàn)雛形。L2級自動駕駛自2017年來，每年均有5pcts左右提升，2022H1達(dá)33%。此外，特斯拉、蔚來、小鵬、理想、高合等品牌均有車型具備地圖領(lǐng)航/領(lǐng)航輔助功能，我們將相應(yīng)車型劃分為 L2+，2022H1 L2+滲透率達(dá)5%，高級別自動駕駛初顯雛形。

基于L2與L4在技術(shù)、成本等方面的差異，造車新勢力與Robo-Taxi公司分別做出了“降維”與“升級”的選擇。造車新勢力&傳統(tǒng)車企中的先行企業(yè)堅持全棧自研，憑借成熟車型將L2+導(dǎo)入市場，依靠影子模式不斷迭代算法能力，不斷逼近L3自動駕駛。另一類是Robo-Taxi等L4-L5級別廠商，采用適用性廣的量產(chǎn)方案打入車企，降維做L2+適配解決方案。

L2 向上：特斯拉領(lǐng)跑市場造車新勢力跟進(jìn) 目前頭部企業(yè)的自動駕駛方案可以分為兩條路線： 1. 特斯拉：以視覺為基礎(chǔ)+自研FSD芯片。 特斯拉的自動駕駛方案是以視覺為基礎(chǔ)，以FSD芯片（144TOPS）為核心的解決方案。2016年以前，Tesla的 Model S 采用的是 Mobileye的EyeQ3芯片與單目攝像頭，此后特斯拉轉(zhuǎn)為自研。特斯拉現(xiàn)在采取的是與中國車企不同的自動駕駛方案：不采用激光雷達(dá)，而是以純視覺為主。特斯拉的視覺算法的感知配件包括8個攝像頭——后方的一個倒車攝像頭，前方的一個三目總成件，兩側(cè)的兩個環(huán)繞攝像頭，此外還有一個毫米波雷達(dá)。Model3 Tesla 的三目攝像頭是純OEM硬件，攝像頭采集完數(shù)據(jù)后發(fā)給Autopilot控制器。三個攝像頭分別對應(yīng)60m、150m、250m覆蓋范圍。特斯拉的攝像頭模塊將所有 CMOS 傳感器嵌入到PCB中，而將圖像處理交給Autopilot的域控制器完成。

2. 新勢力公司：高算力英偉達(dá)芯片+激光雷達(dá)。除特斯拉之外，其他大部分中國車企均選擇了高算力芯片（以英偉達(dá) Orin 為代表）+ 激光雷達(dá)的解決方案，自主品牌智能化配置“軍備競賽”愈演愈烈。年初至今，主流自主品牌向高端價格帶加速滲透，通過大幅提升智能化配置，聚焦打造駕乘差異化體驗。在自動駕駛方面，蔚來、小鵬、理想和北汽極狐等新發(fā)車型普遍搭載了高算力計算平臺，AI芯片方案以英偉達(dá)和華為為主，算力均在 300TOPS以上，其中蔚來ET7單車算力甚至高達(dá) 1061TOPS。上述車型搭載的傳感器總數(shù)均為30個左右，其中北汽極狐Arcfox αS搭載了34個傳感器。絕大部分車型均計劃搭載激光雷達(dá)（單車1-3顆），目前已確定的供應(yīng)商有大疆攬沃（Livox）、速騰聚創(chuàng)、圖達(dá)通（Innovusion）、禾賽科技和華為等。此外，部分品牌已經(jīng)開始搭載華為、地平線等自主芯片，整車廠在智能化配置領(lǐng)域的“軍備競賽”愈演愈烈。

域控制器：

軟件定義汽車，迭代決定智能

域控制器是智能化中樞，按照功能域進(jìn)行劃分是經(jīng)典方案，亦可按照空間劃分進(jìn)行補(bǔ)充。在“軟件定義汽車”時代，汽車從“分布式”到“中央計算單元變化”，ECU數(shù)量的增長必然帶來決策和控制復(fù)雜度的提升，類似智能手機(jī)運(yùn)算中樞的概念，域控制器在智能汽車中的作用不斷提升，有望在未來汽車智能化的過程中扮演核心角色。目前看汽車電子電氣架構(gòu)主要被分位五個域，由自動駕駛、動力總成、底盤控制、座艙與車身控制五個域構(gòu)成，其中座艙域和車身控制域有進(jìn)一步整合的趨勢。頭部企業(yè)特斯拉在Model 3上直接按車身設(shè)計空間來進(jìn)行域的劃分，具體分為中域、左域和右域，打破了按照功能域進(jìn)行劃分的思維方式。

自動駕駛域控制器為決策層核心產(chǎn)品，有助于傳感器融合與高級別功能的實(shí)現(xiàn)。高級別自動駕駛意味著傳感器傳入信號的復(fù)雜程度逐步提升，如L2級別側(cè)視攝像頭的加入導(dǎo)致需要預(yù)處理的視頻數(shù)據(jù)成倍的增加，L3+級別激光雷達(dá)的加入又不斷地生成千萬級的待處理點(diǎn)云信息。因此，相關(guān)芯片需要同步提升自身的計算能力、傳輸帶寬、存儲能力。分布式電子電氣架構(gòu)不利于多傳感器之間的深度融合，也無法調(diào)用不同子系統(tǒng)的傳感器來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜功能。在電子電氣架構(gòu)的集中化趨勢下，自動駕駛域控制器依托集成度更高、性能更優(yōu)的計算平臺，能夠更好地支撐傳感器融合，以實(shí)現(xiàn)更高級別的ADAS功能。 國內(nèi)供應(yīng)商已實(shí)現(xiàn)高算力域控方案的量產(chǎn)配套。德賽西威IPU04采用英偉達(dá)Orin， 算力達(dá)254TOPS，在理想 L9、小鵬 G9 等車型上實(shí)現(xiàn)落地；公司的IPU03也量產(chǎn)配套小鵬P7。經(jīng)緯恒潤的自動駕駛域控制器也已量產(chǎn)配套紅旗E-HS9、哪吒S。在智能駕駛趨勢下，大算力芯片需求提升，德賽西威、經(jīng)緯恒潤等國內(nèi)供應(yīng)商已實(shí)現(xiàn)高算力域控方案的量產(chǎn)配套。

自動駕駛高算力芯片：

智能化趨勢下，

高算力芯片需求正在飛速提升

智能化趨勢下，高算力芯片需求提升，英偉達(dá)Orin成高算力主流方案。2019年GTC大會上，英偉達(dá)發(fā)布自動駕駛芯片Orin。該芯片采用 7nm 制程工藝，包含了170億個晶體管，并在軟件端集成英偉達(dá)下一代GPU架構(gòu)和Arm Hercules CPU內(nèi)核，以及新的深度學(xué)習(xí)和計算機(jī)視覺加速器。英偉達(dá)Orin最先推出了兩種版本，分別是110 TOPS 的Orin 和254 TOPS 的 OrinX。基于多個Orin或者OrinX的組合，對應(yīng)的智能駕駛域控制器算力可達(dá)1000 TOPS以上。

“蔚小理”的新車型均搭載最新的座艙和自動駕駛高算力芯片，在硬件的角度預(yù)留可支持未來2-3年發(fā)展的算力。蔚來、小鵬、理想的新發(fā)車型，均基于英偉達(dá) Orin 打造自動駕駛計算平臺。其中，小鵬G9的計算平臺搭載兩顆英偉達(dá) OrinX 芯片，實(shí)現(xiàn)總508 TOPS算力。蔚來ET7/ET5搭載的超算平臺 Adam 更是配備四顆英偉達(dá)NVIDIA Drive Orin芯片，算力超過1000TOPS，擁有48個CPU內(nèi)核，256個矩陣運(yùn)算單元，8096個浮點(diǎn)運(yùn)算單元，共計680億個晶體管，算力高達(dá)1016TOPS。ADAM 通過兩顆主控芯片負(fù)責(zé) NAD 全棧算法計算，使用一顆作為獨(dú)立完整的冗余備份芯片，最后一顆作為群體智能與個性訓(xùn)練計算專用芯片。理想L9的智能駕駛算力平臺搭載兩顆英偉達(dá)Orin，總算力達(dá)到508TOPS。其雙處理器互為算力冗余，可同時實(shí)時運(yùn)行各種深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并確保安全所需的冗余和分集。

激光雷達(dá)：實(shí)現(xiàn) L3 以上自動駕駛的核心部件

激光雷達(dá)成為L3以上自動駕駛最重要的傳感器。對于自動駕駛傳感器的選擇，目前市場上存在著兩種不同路徑：一種是由攝像頭主導(dǎo)，不采用激光雷達(dá)產(chǎn)品，典型代表為特斯拉；另一種是由激光雷達(dá)主導(dǎo)，配合攝像頭、毫米波雷達(dá)等元件組成。特斯拉由于激光雷達(dá)的價格與量產(chǎn)進(jìn)度問題而不選用激光雷達(dá)，但純視覺算法已經(jīng)頻繁暴露問題，且激光雷達(dá)價格降低、量產(chǎn)能力提升的情況下，激光雷達(dá)憑借其測量分辨率高、抗干擾能力強(qiáng)、 抗隱身能力強(qiáng)、穿透能力強(qiáng)和全天候工作的優(yōu)勢，成為L3以上ADAS的必要傳感器組件， 可以有效應(yīng)對各類CornerCase。

技術(shù)路徑選擇：轉(zhuǎn)鏡MEMS/1550nm/SPAD/SoC是未來發(fā)展方向。MEMS 方案、轉(zhuǎn)鏡方案、Flash 方案、雙棱鏡方案均有量產(chǎn)上車的計劃：其中，MEMS 方案落地進(jìn)展相對最快，造車新勢力均已綁定不同的激光雷達(dá)生產(chǎn)商。掃描系統(tǒng)來看，應(yīng)用轉(zhuǎn)鏡或者M(jìn)EMS振鏡的激光雷達(dá)可以很好地解決機(jī)械式激光雷達(dá)面臨的物料成本高+量產(chǎn)成本高的問題， 固態(tài)激光雷達(dá)會代替現(xiàn)有的機(jī)械式激光雷達(dá)，具有高性能、穩(wěn)定可靠、易于生產(chǎn)制造等優(yōu) 點(diǎn)，兼顧車規(guī)量產(chǎn)與高性能的需求，是當(dāng)前最適合大規(guī)模量產(chǎn)的技術(shù)路線，激光器上來看，VCSEL 逐漸取代EEL，1550nm則由于對人眼的保護(hù)，在前向長距離激光雷達(dá)上預(yù)計將逐漸取代905nm；接收器來看，SPAD技術(shù)逐漸成熟，料將取代APD。Luminar由于在1550m激光雷達(dá)上領(lǐng)跑，目前擁有資本市場上給予激光雷達(dá)領(lǐng)域的最高估值。

預(yù)計激光雷達(dá)將在2022~2023年進(jìn)入全面爆發(fā)期。在2020年CES展會上，大部分激光雷達(dá)供應(yīng)商新推出的激光雷達(dá)價格都已降至1000美元以下，標(biāo)志著激光雷達(dá)價位進(jìn)入乘用車量產(chǎn)時代。而在整個2021年中，大量車企公布了搭載激光雷達(dá)的自動駕駛車型， 其中大部分大型計劃在2022年正式量產(chǎn)，整個行業(yè)迅速走向成熟期。由于激光雷達(dá)的重要性，部分車企開始通過共同研發(fā)乃至直接入股的方式，與激光雷達(dá)企業(yè)達(dá)成深度合作關(guān)系。由于激光雷達(dá)本身技術(shù)仍處于不成熟期，站在激光雷達(dá)廠商角度，同樣也希望與頭部智能化車企合作開發(fā)，幫助自身技術(shù)快速走向車規(guī)級落地。

L4 向下：深耕商業(yè)化細(xì)分場景同時賦能傳統(tǒng)車企加速智能化高級別自動駕駛技術(shù)可拓展空間大，落地場景豐富。高級別自動駕駛能夠有效解決人力成本提升、交通安全、司機(jī)短缺等諸多痛點(diǎn)，是汽車行業(yè)企業(yè)競相角逐的制高點(diǎn)。目前 可供自動駕駛產(chǎn)品落地的場景可大致分為城市開放場景、高速場景和封閉場景，其中城市場景包括Robotaxi、環(huán)衛(wèi)服務(wù)、城配物流以及最后一公里配送；高速場景即干線運(yùn)輸；封閉場景主要包括了港口、礦區(qū)。高級別智能駕駛整體解決方案業(yè)務(wù)上公司的同業(yè)公司主要包括圖森未來、百度等全球自動駕駛巨頭。

封閉園區(qū)、特定路況的自動駕駛市場需求逐步顯現(xiàn)。近年來，我國老齡化問題突出， 加之港口、礦區(qū)等封閉園區(qū)工作環(huán)境惡劣，工作強(qiáng)度大，用工難、人力成本高等問題日益顯現(xiàn)。但是，封閉園區(qū)也具有車輛行駛速度低、路況簡單等特點(diǎn)，有利于自動駕駛技術(shù)的落地。根據(jù)億歐智庫預(yù)測，2025年中國礦區(qū)自動駕駛技術(shù)服務(wù)的市場規(guī)模將達(dá)到約45億元。另據(jù)佐思汽研預(yù)測，中國港口自動駕駛的市場規(guī)模將由2019年的2億元增長至2025年的約61億元。

Robotaxi 是最具市場潛力的自動駕駛場景。受各地政策與技術(shù)成熟度約束，目前無人出租車仍需配備安全員，成本高昂。但麥肯錫在《致勝汽車行業(yè)下半場》中預(yù)測，未來5-10年人力成本將會進(jìn)一步升高，而無人出租車每千米成本將不斷下降，并將在2025- 2027年之間與人工駕駛出租車持平。在取消安全員并實(shí)現(xiàn)規(guī)模化部署后，預(yù)計無人出租車的成本優(yōu)勢將得到凸顯，帶來出行服務(wù)的顛覆。根據(jù)麥肯錫預(yù)測，2030/2040年，中國用于出行服務(wù)的自動駕駛汽車行駛里程數(shù)有望達(dá)到 0.3/1.6 萬億公里/年，我們假設(shè)其單價為2元/公里，則其2030/2040年對應(yīng)市場空間約 0.6/3.2 萬億元。

目前 L4、L5 技術(shù)仍處于試驗、封閉或半封閉園區(qū)運(yùn)營階段。例如百度、滴滴沃芽、 文遠(yuǎn)知行等公司先后在上海、廣州、長沙、北京等地區(qū)特定場所提供 Robotaxi 服務(wù)；圖森未來在美國高速公路開始了無人駕駛貨車配送；Waymo在美國開始提供Robo-taxi和無人 駕駛貨車配送等服務(wù)。

L4級別廠商的另一條商業(yè)化道路：逐漸將技術(shù)拓展至 L2+，賦能傳統(tǒng)車企加速智能化。L4等高級別自動駕駛廠商硬件水平發(fā)展迅速，且由于場景類似、算法復(fù)用成本低等原因，L4廠商降維進(jìn)入 L2+級別領(lǐng)域，以Tier1身份拓展乘用車客戶。L4級別廠商的降維優(yōu) 勢主要包括三方面：1. 數(shù)據(jù)閉環(huán)能力強(qiáng)：L4面對的場景更復(fù)雜，要求更好地利用數(shù)據(jù)閉環(huán)，相比 L2 有先發(fā)優(yōu)勢；2. 系統(tǒng)流暢性更好：L4廠商提供相對完整的系統(tǒng)解決方案，避免 L2 到 L2+系統(tǒng)切換的流暢性損失；3. 性能天花板更高：相比于傳統(tǒng)架構(gòu)，更適應(yīng)城區(qū)的復(fù)雜狀況，性能天花板更高。在這樣的降維優(yōu)勢下，L4級別廠商紛紛和產(chǎn)業(yè)鏈公司展開合作，尤其是和傳統(tǒng)車企合作，為其智能化賦能，包括百度和紅旗、北汽的合作，文遠(yuǎn)知行和廣汽、東風(fēng)等主機(jī)廠的合作等。

審核編輯 ：李倩