2025年智能驾驶和人形机器人行业培训专题

  • 来源:国金证券
  • 发布时间:2025/04/15
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智能驾驶和人形机器人行业培训专题。具身智能是汽车板块最强产业趋势。具身智能是AI最强应用,而智驾和人形机器人则是具身智能最重要两个方向。在电动化之后,智驾和人形机器人为代表的具身智能赛道将重塑整个汽车产业链,成为汽车板块最强产业趋势。智能驾驶:高阶智驾1-N,robotaxi0-1,供应链芯片、激光雷达和清洗等增量赛道迎爆发式增长,整车格局迎变局。1、高阶智驾:爆发式增长即将到来,整车赛道将加速出清。渗透率:智能驾驶25年开始正式步入爆发式增长阶段,预计25年达到15%+,YOY+200%,预计未来2-3年渗透率突破70%。格局:高阶智驾是整车环节格局变化的核心技术驱动因子。从商业模式看,Ti...

一、高阶智驾:高阶智驾1-N,robotaxi迈入0-1

《道路交通安全法》对自动驾驶汽车的道路测试、上路通行、交通违法和事故处理相关责任追究等方面都作出了详细 规定,《道路交通安全法》的修订工作已经列入了国务院2024年度立法计划、十四届全国人大常委会立法计划的第 一类项目,是高阶智驾渗透率提升的核心驱动力之一。

大算力芯片头部玩家重磅新品即将登场,加速高阶智驾渗透率提升。大算力英伟达将于2025年发布下一代产品Thor,其最 高算力高达2000TOPS。高通也已发布驾舱融合系列产品,Snapdragon Ride Flex(SA8775P)舱驾融合平台,将于2025 年二季度正式量产上车;特斯拉方面,下一代车载平台直接改名为AI5,较HW4.0能耗提升5倍,算力提升10 倍。国内方面, 地平线于2024年4月发布了“征程6”系列产品,其中J6P算力高达560TOPS,预计将于2025年第四季度交付首款量产合作 车型,引领国产芯片拓局城市NOA。

高阶智驾系统将从传统的模块化架构(感知+规控)进阶到端到端架构。 相对于传统模块化架构,端到端架构全局优化、更高计算效率、更强泛化能力等优点 。城市NOA等高阶智驾经过24年的大规模的落地应用后,在端到端大模型技术的加持下,高阶智驾从“能用”迈向“好用”。

全球汽车消费维持稳定,投资机会来自于格局变化,而格局变化主要由技术变革驱动。 技术变革是整车格局的核心影响因素,目前行业最大的技术变革是智能驾驶,尤其是高阶智驾和robotaxi。 高阶智驾系统提供方的竞争力取决于五大要素:数据、算力、人才、资金和内部协同,其中算力和数据是两个核心要 素。 ① 数据:与大语言模型可在互联网爬取海量文字数据用于训练不同,端到端智驾系统训练需要的视频数据获取成 本和难度较高。对于高阶智驾功能来说,影响训练数据的重要因素包括能够稳定收集数据的车辆总数、以及车 企智驾车型比例。相较于第三方供应商,整车厂在训练数据获取方面具有较大优势。 ② 算力:高阶智驾对云端训练算力的依赖显著提升,特别是端到端模型的应用。与GPT类似,端到端智能驾驶训 练遵循的也是海量数据+大云端训练算力的暴力美学。随着端到端智的不断落地,云端算力成为高阶智驾竞争 的核心要素。算力成本很高,整车厂通过在承担算力成本方面具有优势。 ③ 人才:据测算,在现有BEV+OCC+规控的技术架构下,高阶智驾的开发至少需要构建1000人以上的开发团队, 具体包括感知算法团队200-300人,规控算法团队100-200人,工程化落地团队300-400人、数据闭环团队 200-300人。端到端技术架构的应用可再一定程度上降低开发人数(主要减少规控团队),但也需接近1000人。 ④ 资金:高阶智驾的开发需要海量资金投入。资金投入主要包括两部分:人力费用支出和数据训练费用支出。25 亿元/年是参与高阶智驾市场竞争的起步资金。 ⑤ 内部协同:智能驾驶是当前车内复杂度最高的软件之一,智能驾驶开发涉及多个二级研发部门的协同配合,如 智能座舱、底盘、市场营销等部门,对整车厂内部协同和整体管理效率要求很高 。上述五大要素决定了当前高阶智驾参与方的竞争力,其中算力和数据是两大核心要素,在高阶智驾的竞争中,整车 厂自研模式的竞争力强于第三方。

整车厂自研存在2种模式:整车厂全栈自研模式和Tier0.5模式,其中整车厂全栈自研模式以华为、小米、理想、小鹏、 蔚来等新势力为主;Tier0.5模式以比亚迪(与Momenta合作)、上汽智己(与Momenta合作)、长城(与元戎启行合作)等 传统品牌为主。相对于整车厂全栈自研模式,Tier0.5模式中整个数据闭环过程由车企牵头,车企负责包括专门的采集车、 数据标准、云端算力等;供应商负责感知算法或端到端模型。Tier0.5模式对整车厂的算法能力和供应商的云端算力要求 均降低,但整车厂仍旧不具备快速响应终端客户需求能力;同时对供应商而言项目的定制化属性更强,单个项目上占用 资源较多。因此,对于实力较强的整车厂,全栈自研模式优于Tier 0.5模式。

Robotaxi部署模式分为“自运营模式”+“金三角模式”。自运营模式:企业拥有自有Robotaxi运力,车辆采用自制或代工模式生产,当前以特斯拉和百度为代表,通过自有车辆 部署车队,积累真实车辆、用户数据 。 金三角模式:技术+整车+出行平台,依靠聚合型平台整合各方优势资源。形成“专业化分工+深度合作绑定”,如“广 汽-Pony.AI-如祺出行”,“Cruise-通用-Lyft”,“Waymo-捷豹-Uber”等 。两种模式各自存在优缺点:自运营模式有核心技术积累,易提升议价权,但需要自购车辆,运营成本高;金三角模式整 合优势资源,但对运营和管理存在挑战。看好同时具备两种模式的Robotaxi玩家—滴滴在此轮竞争中领先。

二、机器人:龙头迈向0-1,中国供应链崛起在即

在以特斯拉为首的科技巨头持续发力投入以及人工智能技术不断进步的共同推动下,人形机器人产品和成本迭代速度显著加快,成为未 来最确定的产业方向之一。从产品端看,24年特斯拉人形围绕关节、灵巧手方案、算法训练等快速迭代,运动和认知能力大幅提升。从 成本端看,随着丝杠、灵巧手、传感器等产业链迭代加速,大规模量产线的加速研发和投入使用,生产成本开始走向大幅度下降的通道。 人形机器人会先从高人工成本、较低任务复杂度的领域开始迭代。我们预计2027年,人形成本将会在国内一般应用场景具备商业化价值。

2023年8月28日,工信部组织开展2023年未来产业创新任务揭榜挂帅工作,面向元宇宙、人形机器人、脑机接口、通用人工智能4个重 点方向,通过“揭榜挂帅”可聚力解决机器人产业短板问题和“卡脖子”技术难题,推动机器人核心技术迭代升级、产业链成本降低、 典型场景优化推广,加快实现人形机器人规模化生产和应用。

2023年11月2日,工业和信息化部又印发了《人形机器人创新发展指导意见》,提出到2025年人形机器人创新体系初步建立,“大脑、 小脑、肢体”等一批关键技术取得突破,整机产品达到国际先进水平,并实现批量生产;到2027年,人形机器人技术创新能力显著提 升,构建具有国际竞争力的产业生态,综合实力达到世界先进水平。自上而下的政策支持体系,产生了一系列区域集群效应,各地区积 极响应,北京、上海、深圳等地相应的支持性举措已加速落地,有效地推动了人形机器人行业的快速发展。

根据特斯拉人形机器人Optimus公开信息,我们预测,未来特斯拉人形机器人Optimus量产BOM成本中运动系统(包含线性执行器+旋 转执行器+灵巧手)成本最高,约占60%以上。 从价值量看:ASP:关节(50%)>灵巧手(20%)>丝杠(占比约17%)>减速器(16%)>力传感器(13%)>空心杯电机(9%)>无 框电机(8%)。壁垒:灵巧手>关节>行星滚柱丝杠>六维力矩传感器>谐波减速器>空心杯电机>无框电机。灵巧手、关节、丝杠等赛 道是人形机器人产业链的核心优质赛道。从竞争格局看,国产供应链具备较强的创新及降本能力,有望对人形机器人的量产及降本做出 巨大贡献,预计未来随着人形机器人市场的爆发,国内厂商市场份额有望进一步提升,实现跨越式发展。

涉及多学科交叉,灵巧手具备较高壁垒。灵巧手涉及仿生结构、驱动、传动、感知、复合/智能材料、建模与控制等多方面 综合能力把控。综合性能上,灵巧手的难点在于高灵巧性高自由度与低驱动数低重量小体积之间的权衡;商业化落地上, 存在性能和成本之间取得合理平衡的困难。

我们测算出当前单手的纯零 部件价格总和为4.5 万元 (采用国产空心杯电机和滚 柱丝杠,13个主动自由度) ~13.3万元(采用进口空心 杯电机和滚柱丝杠,17个主 动自由度)。

量产后单手价格有望做到1万元以 下。机器人目标价格1-2万美金/台, 假设人手的价值量占比约13%,则 单手目标造价约为0.91万元人民币, 降本空间约为395%~1330%。 当空心杯电机和滚柱丝杠通过设备 国产化和规模化等措施降本后,造 价会无限往原材料成本靠近。  据淘宝网、京东网的询价结果,目 前大部分灵巧手的单手市场价为2- 15万元/只,整体价格与精度、关 节数和驱动数等关键指标呈现正相 关关系。DLR配备了较高精度的零 配件售价80万元/只,根据线上购 物平台显示,DLR单手包含15个自 由度,高度集成了电机、齿轮、哈 默纳科减速器、传感器等零部件。

丝杠核心加工流程中,单位价值量最高的设备是热处理和高精度磨床。机器人丝杠总体流程类似于行星滚珠丝杠,要经过热处理、车、 铣、磨或冷锻等流程,中间涉及的设备包含圆锯机、热处理设备、车床或滚丝机、铣床、磨床(外螺纹磨床、内螺纹磨床、端面磨床、 外圆磨床等)、检测仪等。

丝杠是机器人木桶短板,亟待高效率 和高精度国产滚柱丝杠磨床出现。目 前T型丝杠、滚珠丝磨床基本已能国 产替代,但高精度数控螺纹磨床仍依 赖进口,主要厂家有日本三井、日本 津上等。 目前震裕科技已经实现高精度丝杠样 品制作,但仍未实现高良率和高传动 效率。

轻量化+耐磨、耐腐蚀等性能优秀,PEEK材 料有望以塑代钢, PEEK材料已经从垄断阶段 过渡到全面发展阶段。 PEEK材料属于特种工程塑料,具备耐热、阻 燃、耐磨、耐腐蚀等优势。PEEK材料具备耐 热、阻燃、耐磨、耐腐蚀等优势。与工程塑料 相比,PEEK材料兼具刚性和韧性;与金属材 料相比,PEEK材料比强度大的同时,自身重 量较轻,符合下游汽车领域轻量化趋势,有望 实现以塑代钢。

特斯拉第一代人形机器人包含28个活动关节,包含3种类型的旋转执行器和3种类型的线性执行器。旋转执行器主要位于肩部和盆骨,关节 需要大范围地旋转;而线性执行器放置在膝盖肘部和脚踝,关节只需要1-2个自由度并经历有限的扭转。

线性执行器优势:相比于旋转执行器精度更高更节能,但成本更高。线性执行器优势在于精度保持性好、刚度好、易实现传动的零背隙性、 耐冲击能力强、脉冲性强、能量效率高,适用于腿部机构,尤其是小腿,有利于提高续航能力。 劣势:线性的劣势在于动态特性差、减速比较高导致输出速度偏低、带宽偏低、不利于高动态运动、关节透明度不佳导致需要额外的力传 感器、成本较高。但成本可以通过规模效应和特定的设计和工艺降低,并且不损失性能。例如加工方式上可以采用冷锻工艺进行高一致性 和低成本生产。经测算,冷锻成本预计比车铣磨低50%+,主要受益于加工速度提升。

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编辑:火腿肠
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