2025年地平线机器人研究报告:“征程”领航,“旭日”破晓

  • 来源:方正证券
  • 发布时间:2025/06/30
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地平线机器人研究报告:“征程”领航,“旭日”破晓。智能驾驶解决方案龙头,软硬结合打造核心壁垒。公司是国内领先的乘用车智能驾驶解决方案供应商,公司解决方案整合了自研算法、软件以及芯片,目前已推出四代“征程”计算方案。2024年公司全年交付解决方案约290万套,累计交付量达770万套,2025年累计出货预计超1000万套。智驾平权渗透提速,中高阶智驾催生千亿级市场,公司凭借软硬一体+生态卡位优势有望获得更大份额。根据我们测算,伴随智驾解决方案逐步渗透,全球智驾解决方案市场有望迎来量价齐升,空间预计由2024年的191亿元增长至...

1 地平线机器人:卡位车载芯片稀缺赛道,软硬一体打造智驾标杆

1.1 产品系列:智能驾驶解决方案龙头,软硬结合技术栈布局全面

智能驾驶解决方案龙头,软硬结合打造核心壁垒。公司是国内领先的乘用车智能 驾驶解决方案供应商,公司解决方案整合了自研算法、软件以及芯片,目前已成 功推出四代“征程”计算方案。地平线遵循软硬结合的技术路径,自主研发智能 驾驶专用计算架构 BPU,专为最新的神经网络架构与高阶智驾场景设计,通过算 法、编译器、架构设计三者相结合,在软硬结合极致优化的同时,实现算法效率、 灵活性和硬件效率的最优解。2024 年,公司全年交付产品解决方案约 290 万套, 累计交付量达 770 万套。

征程 2(J2):采用伯努利 1.0 BPU 架构,主要支持物体检测、语义分割,AI 算力 4Tops,主要应用于 L2 ADAS 市场,2020 年前装量产,后续将逐步被 J6B 替代;

征程 3(J3):采用伯努利 2.0 BPU 架构,主要支持物体检测、语义分割,支 持 CNN 网络,AI 算力 5Tops,面向 L2 ADAS 市场,2021 年由理想汽车首发量 产,后续将逐步被 J6B 替代;

征程 5(J5):采用贝叶斯 BPU 架构,支持 Transformer 网络,主要支持 2.5D/3D 视觉算法、物体跟踪、轨迹预测,AI 算力 128Tops,面向高速 NOA 应用,2022 年由理想汽车首发量产,后续将逐步被 J6E/M 替代;

征程 6(J6)系列:采用 BPU 纳什架构,支持大规模参数的 Transformer 模 型 , 针 对 环 境 时 序 预 测 、 复 杂 环 境 交 互 式 规 则 优 化 , 含 有 J6B/J6L/J6E/J6M/J6H/J6P 6 款芯片,算力范围为 10+Tops~560Tops,面向 全场景 NOA 应用,为首款支持全阶、全场景智驾量产的系列车载智能计算方 案,后续主力出货产品。

BPU 及 CPU 能力升级,“四芯合一”赋能 J6 系列智驾全场景应用。目前公司主力 产品 J6 系列包含 J6B/J6L/J6E/J6M/J6H/J6P 六款产品。其中,J6B/J6L 预计主要 实现 L2 ADAS 功能为主,J6E/J6M 主要实现高速 NOA 为主,J6H/J6P 主要实现城 区 NOA 为主。J6 系列采用 CPU+BPU+GPU+MCU 四芯合一,显著提高性价比,降低了 部署难度,使得单颗 J6 芯片便可支持包括感知、规划决策、控制、座舱感知等在 内的全栈计算任务,适用于多种智能驾驶应用场景。

基于软硬结合全栈技术,公司可提供多种高阶智驾方案满足客户需求。基于自研 芯片征程系列,公司智驾解决方案分为 Horizon Mono、Horizon Pilot 及 Horizon SuperDrive 三类,分别主要支持 L2 ADAS、高速 NOA、全场景 NOA。除智能驾驶 解决方案外,公司凭借技术复用性,还提供其他汽车解决方案(车载座舱解决方 案)以及非车方案(扫地机、割草机等)。 底层核心技术:公司自研 BPU(Brain Processing Unit)及智驾算法,构建底层坚 实技术壁垒。

BPU:BPU 是公司专门为汽车应用量身定制的专有处理架构,包含高性能、低 延迟的数据并发处理,用脉动阵列提高数据并行速度,用进程计算打破部分 内存墙获得更高的计算效率等自研技术,具有较高的行业壁垒。

算法:公司的算法基于广泛驾驶场景设计,算法能力涵盖感知、环境建模、 规划及控制以及驾驶功能,能够满足 L2~L2++各个层面的高级辅助驾驶和高 阶自动驾驶解决方案的开发要求。 中层软件生态:公司具备丰富全面的技术栈,软硬结合构建生态壁垒,具备天工 开物、Together OS、艾迪开发平台以及促进软件开发和定制的各种工具。

地平线天工开物:地平线天工开物是公司灵活易用的算法开发工具链,包含 一系列即用型模块和参考算法,使用户能够在公司的处理硬件上准确高效地 部署算法和软件。

地平线踏歌:地平线踏歌是一套面向高阶自动驾驶的安全、简单且易于使用 的嵌入式中间件。地平线踏歌提供标准化车规级服务和工具,以帮助加快开 发、集成和验证工作,大幅推动和加速量产进程。

地平线艾迪:地平线艾迪是公司的软件开发平台,旨在高效完成模型的自动 迭代改进。通过提供各种工具和应用程序界面以及简化的工作流程,艾迪可 帮助开发人员优化从部署、训练、验证、评估到迭代的整个软件开发流程。

上层应用:包括 L2~L2++的全生态位算法,布局全面。

Horizon Mono:主要支持 L2 ADAS 方案,可实现自动紧急制动(AEB)、智能 大灯(IHB)等安全功能,与自适应巡航控制(ACC)和交通拥堵辅助(TJA)等舒 适功能。目前主要基于 J2/J3 芯片实现,后续将由 J6B 逐步取代。

Horizon Pilot:主要支持高速 NOA 解决方案,可实现自动上/下匝道、交通 拥堵时自动汇入/汇出、自动变道、高速公路自动驾驶、自动泊车辅助(APA) 及自动记忆泊车(VPA)等功能。目前主要基于 J5/J6E/J6M 芯片实现。

Horizon SuperDrive:主要支持全场景NOA解决方案,采用自研端到端算法, 可以应对各种复杂的道路状况,采用更积极和更具互动性的驾驶风格,实现 诸如流畅避障、拟人的柔和制动、动态速度控制、平稳的无保护左转等功能。 后续主要基于 J6P 实现。

座舱解决方案:公司可提供座舱解决方案,可支持语音指令等多模态输入, 满足用户对安全、舒适和娱乐的需求。在安全方面,公司的车载解决方案可 在必要时提醒驾驶员休息。在舒适功能方面,公司的车载解决方案可帮助用 户控制车窗、灯光及空调,使车辆控制更便捷。

非车解决方案:公司下设地瓜机器人子公司提供非车解决方案,多用于割草 机、健身镜、吸尘器及空气净化器等场景。公司的非车解决方案与公司的汽 车解决方案具有显著的协同效应,可与公司车载业务软件、算法及硬件进行 协同。

1.2 商业模式:首创 BPU 授权合作模式,提供智驾全链路量产开发支持服务

地平线首创 BPU 授权模式,可为车企提供多种灵活合作的商业模式。目前市面上 智驾解决方案企业与车企的主流合作模式主要如下: Mobileye 合作模式:黑盒模式,Mobileye 把芯片架构、芯片、操作系统以及智 能驾驶的软硬件系统全开发完后交付给车企。车企基本没有参与自动驾驶技术的 开发过程,目前该种协同方式已无法跟上智驾算法及方案迅速迭代的市场环境。 英伟达模式:车企或 Tier1 基于英伟达芯片,结合操作系统 CUDA,开发智能驾驶 的软硬件系统。该合作模式下,主机厂可主导智能驾驶算法及方案的开发过程, 车企自研智驾算法或与算法公司联合开发相应方案,相对考验车企的自研能力。 Together OS 模式:地平线将 BPU 跟 SOC 开发完成后,中间的底层软件通过开源 OS 的模式跟整车一起系统开发。整车开发包括整个自动驾驶的应用软件,并可深 入操作系统的底层,能够更高效地调用操作系统之下的各种资源。地平线与理想 在接近该种模式下共同开发,从 2020 年年底双方合作项目启动到理想 2021 年 5 月量产仅 7-8 月时间。 BPU 授权模式:BPU 授权模式意味主机厂在整车开发时,可以基于地平线成熟 BPU IP,参与从芯片到操作系统以及智能驾驶的软硬件系统的全链路自研或协同开发, 大幅加速整车迭代的速度。地平线是首个提出 BPU IP 授权模式的第三方企业, 支持车企及合作伙伴自研芯片,并于 2023 年与一家车企达成合作。地平线开放IP 授权和服务支持包括:整个 BPU 软件支持包、参考设计,以及各种技术支持 等。

公司凭借自研算法及 BPU IP,可向车企提供英伟达、Together OS 及 BPU 授权合 作模式。在上述合作模式下,公司主要通过向客户销售仅芯片/芯片&附带算法(主 要形成硬件收入,计入产品解决方案)或提供算法、IP 授权及相关服务(主要形 成软件收入,计入授权及服务业务)获得收入: 解决方案交付模式:公司向主机厂或 Tier1 销售并交付公司的解决方案。在产品 解决方案中,客户可选择从算法、软件、芯片到开发工具链的全栈产品中的任何 解决方案或组件的任意组合。在该种模式下,国内主机厂可直接定点公司产品, 公司的解决方案一般通过合作 Tier1 向海外主机厂推广。 授权及服务业务模式:公司通过授权算法及软件,或向客户提供相关代码及设计 手册(收取授权费)产生收入。公司可通过以下方式收取授权及服务费:1、根据 所涉及的算法、软件和开发工具链的复杂性、先进性和种类,公司收取固定金额 的授权费;2、在少数情况下,公司基于量产车辆的数量收取特许权使用费;3、 公司也可向客户提供设计及技术服务,帮助客户实现定制化智驾功能。具体服务 费通常参考所涉及的专业知识及工程师人数、工期、工作的复杂程度及所开发的 功能而设定。

1.3 财务数据:下游需求提升推动营收增长,毛利率稳步提升

下游需求提升推动公司收入逐年增长,汽车业务中高阶方案收入稳步提升。公司 2021 年、2022 年、2023 年及 2024 收入分别达 4.67/9.06/15.52/23.8 亿元,受 下游需求提升影响,整体呈现上升趋势。分拆来看,汽车解决方案中,高阶智驾 方案 Horizon Pilot 的收入增长较快,从 2021 年的约 120 万元亿元增长至 2023 年的 1.83 亿元。

下游需求快速增长,公司出货量提升。在 2021 年、2022 年、2023 年及 2024 年 H1,公司产品解决方案中,平均 OEM 客户价值分别为人民币 8.8 万元、2404 万元、5530 万元、2353 万元;公司授权及服务业务中,平均 OEM 客户价值分别为 人民币 2479 万元、3232 万元、9345 万元、8488 万元。得益于下游需求快速增 长,公司在上述时期硬件交付量分别为 1.0、1.5、2.1、1.0 百万件。由于 Horizon Pilot 的收入贡献增加,公司汽车产品解决方案平均售价由 2021 年的每个处理硬 件 208 元增加至 2023 年的 239 元,公司采用以价换量的市场战略,2024H1 汽车 产品解决方案的平均售价微降至 231 元。

下游智能化需求提升,公司芯片交付量逐年增加;受公司以价换量战略影响,平 价智驾方案单价逐步走低。在 2021 年、2022 年、2023 年及 2024H1,公司不断改 进高阶自动驾驶解决方案并引入令系统性能更佳、效率更高的先进功能,Horizon Pilot 的平均售价由 2021 年的每台处理硬件人民币 355 元增加至 2022 年的每台 处理硬件人民币 468 元,并进一步增加至 2023 年的每台处理硬件人民币 666 元。 公司采用以价换量策略获取更大市场,Horizon Mono 的单价逐年下降。

授权及服务业务收入占比增大推动综合毛利率稳步提升,J6P 软硬一体方案有望 提高解决方案毛利率。2021-2024年,公司综合毛利率分別为70.9%、69.3%、70.5%、 79.0%,整体维持稳定。受益于公司授权及服务业务占比增大,公司综合毛利率整 体呈现提升趋势。细分来看,公司授权及服务业务毛利率较高,2021-2024 年分 项毛利率分别为 92%/88%/89%/92%,公司产品解决方案毛利率由于公司以价换量 等销售策略,毛利率分别为 69%/62%/45%/46%,后续随 HSD 软硬一体解决方案逐 步放量,公司解决方案毛利率有望实现提升。

前五大客户业务收入占比较高,大客户涵盖主流主机厂及 Tier1。公司前五大客 户业务收入占比较高,2021 年、2022 年、2023 年及 2024 前五大客户收入占比分 别达 61%、53%、69%、72%。分客户来看,2024H1 公司前五大直接客户为酷睿程、 四维图新、理想、福瑞泰克、比亚迪,分别占比 38%、23%、11%、4%、3%。

受益公司收入增加,期间费用率呈现摊薄趋势,研发费用率仍然处于较高水平, 2024 年亏损同比扩大。2021-2024 年,公司行政费用率分别为 68%/41%/29%/27%, 研发费用率分别为 245%/208%/153%/132%,研发费用占比较高,销售及营销费用 率为 45%/33%/21%/17%。公司研发投入高昂,2024 年公司经调整归母净利润为16.8 亿元。

2 智驾领域:智驾平权渗透提速,中高阶智驾催生千亿级市场

2.1 产业链:计算芯片朝 SoC 发展,NPU 架构可实现更优效率及能耗表现

智能驾驶解决方案位处价值链的关键部分,担当汽车智能化的大脑。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,然后由 OEM 将高级辅助驾驶和高阶自动驾驶解决方案部署到车型上。由于严 格的安全及品质保证标准,OEM 在选择供应商时通常要经过漫长的验证及测试过 程。因此,OEM 的供应商层级一般较稳定,而且往往集中在业界经验丰富、声誉 良好的头部企业。

智能驾驶解决方案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在实现各种驾驶自动化功能方面发 挥着尤如智能汽车的大脑的关键作用,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。此外,还有地图服务公司提供高清地图。

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。由于设计及开发驾驶 自动化功能的技术要求较高,部分 OEM 亦直接与关键组件及解决方案提供商 (包括高级辅助驾驶和高阶自动驾驶解决方案提供商)合作,开发客制化的 驾驶自动化功能,以加快产品上市时间。

2.1.1 车载 SOC:整车架构朝集中式演进,计算芯片由 MCU 切换为 SoC

整车架构升级带动计算芯片朝 SoC 升级。随着汽车智能化水平的提升,整车 EE 架 构朝集中式域控制器架构升级,并继续向中央集成式架构方向演进。在分布式 ECU 架构阶段,MCU 是计算和控制的核心;在集中式域控制器架构中,传统 MCU 芯片已 经无法满足大量异构数据的吞吐能力和更快的数据处理能力的需求。数据传输效率更高、算力更大的SoC芯片适用于多任务处理以及计算任务更复杂的应用场景, 为域控制器主控芯片的通用选择。车载 SoC 芯片通常包括以下几种单元模块:

通用逻辑运算单元:通常基于 CPU 来实现,主要负责一些逻辑运算任务,用 于管理软硬件资源,完成任务调度和外部资源访问等,实现系统层面的功能 逻辑、诊断逻辑以及影子模式数据挖掘功能等。典型应用包括:基于优化的 决策规划算法、车辆控制算法等。

AI 加速单元:通常是基于 NPU 这类的神经网络处理器来实现,承担大规模 浮点数并行计算需求;作为神经网络算法的加速器,主要负责处理 AI 方面 的计算需求。

图像/视频处理单元:通常基于 DSP、ISP、GPU 等处理器来实现。ISP 作为视 觉处理芯片,其主要功能是对摄像头输出的图像信号做调校,包括 AE(自动 曝光)、AF(自动对焦)、AWB(自动白平衡)、图像去噪等;DSP 是一种具有 特殊结构的微处理器,相比于通用 CPU,它更适用于计算密集度高的处理工 作,典型的应用包括:传统的 CV 图像处理、一些自定义算子的加速处理等; GPU 具有较强的浮点运算能力,主要用于图像的 3D 渲染和拼接等应用。

硬件安全模块 HSM:用于为应用程序提供加解密服务,管理敏感信息和资产, 保护加密密钥等。

Satety MCU:主要用于实时监控 SoC 内部各硬件模块的状态和通信,以及在 其出现问题后能够及时报错,进而确保整个系统的功能安全性。

2.1.2 芯片架构:GPU 通用性较高,NPU 更适配于神经网络运算

CPU+GPU+ASIC 方案相较通用 GPU 架构具备性价比优势。目前的自动驾驶芯片 SoC 架 构 方 案 分 为 三 种 : CPU+GPU 、 CPU+GPU+ASIC 及 CPU+FPGA 。后续随 BEV+Transformer 算法以及自动驾驶端到端模型技术的发展,CPU+GPU+ASIC 方案 可提供定制化加速能力,已达到更高的计算效率及更低的能耗。随着部分算法逐 步固化,通过定制批量生产的低功耗、低成本的专用自动驾驶 AI 芯片(ASIC)相 对高功耗的 GPU 芯片具备能效及性价比优势。

GPU 通用性较高,NPU 更适用于神经网络运算。GPU 主要通过很多简单的计算单元 去完成大量的计算任务,适用于并行计算,通用性较高;NPU 处理器为物联网人 工智能而设计,用于加速神经网络的运算,解决传统芯片在神经网络运算时效率 低下的问题。NPU 和 GPU 在执行效率和能耗方面有明显差异:NPU 专为神经网络 运算设计,执行相同任务时,比 GPU 更省电,速度更快。NPU 在设计上针对 AI 和 ML 工作负载进行优化,尤其在处理深度学习推理和训练等复杂任务时,性能要优 于 GPU。NPU 中的专用硬件针对矩阵乘法和激活函数进行优化,使其在实时语言 翻译、自动驾驶车辆的图像识别比 GPU 展现出更高的性能和效率。

NPU 神经网络架构可高效支持大规模神经网络计算,FPS 性能及能耗表现优于通 用算力。据地平线副总裁、软件平台产品线总裁余轶南介绍,征程 5 的 FPS 性能 (每秒可处理的画面帧数,FPS 越高,芯片处理图像、视频帧的速度越快,因此 也被认为是自动驾驶芯片实际能力的科学评价指标),在多达 71%的模型里,绝对 计算效率高于主流竞品。在 128TOPS 算力下,比某些 200TOPS 以上的芯片,都能 产生更大的“得房率”。能效(FPS/Watt)方面,征程 5 的平均能效是主流竞品的 5.58 倍,其中 76%的模型中,能效是竞品的 3 倍以上。

2.1.3 工具链:软硬结合核心工具,高效调用芯片算力的关键

工具链决定了芯片的易用程度、性能利用率和准确度,有助于 AI 模型在车端的 部署应用。芯片工具链是用于设计、开发和测试芯片的一系列软件和硬件工具。 工具链涵盖了编程语言、编译器、调试器、性能分析工具、仿真器等多方面内容, 主要作用为提高芯片的性能、能效和可靠性。AI 模型在训练过程中会使用浮点 8 位或 16 位精度,而车端算力和存储资源有限,智驾芯片在推理时为了面积功耗 的节省通常使用整数 8 位精度计算。AI 模型不仅要在云端完成训练,输出高精度 的结果,还需要被量化以在车端部署应用,即需要将浮点存储(运算)转换为整 型存储(运算)的模型压缩技术。典型芯片自带的工具链来看,地平线的工具链 为天工开物 Open Explorer;华为 MDC 工具链包括 Mind Studio、MDS 以及 MMC, 英伟达 CUDA 为 TensorRT,高通为 Snapdragon Ride SDK:

编程语言与编译器:编程语言是开发者与硬件之间的桥梁(例如英伟达 CUDA), 编译器则负责将高级语言程序(Python 等)转换为机器码,完成对模型的量 化和编译优化。高效的编程语言和编译器能够显著提升芯片的开发效率和程 序性能。

调试器与性能分析工具:调试器帮助开发者定位并修复程序中的错误,而性 能分析工具则能实时监测芯片的运行状态,为开发者提供性能优化的建议。

仿真器:仿真器能够在没有实际硬件的情况下,模拟芯片的运行情况,从而 加快开发周期。

2.2 市场规模:中高阶智驾有望快速渗透,全球智驾芯片市场迈向千亿级规模

智驾已成为重要差异化卖点,高阶智驾“飞入寻常百姓家”。车型硬件愈发趋同 的情况下,整车持续内卷的当下,以 NOA 为代表的高阶智能化将成为车型的重要 差异化卖点。24 年 10 月,小鹏 P7+上市,技术降本主动将全系标配高阶智驾内 卷至 20 万以下市场,随着小鹏 P7+等平价车型的热销,我们认为,爆款效应下, 中低价格带中的高阶智驾有望加速渗透,科技平权时代即将来临,2025 年车型的 竞争很大部分取决于智能化水平的竞争,高阶智能化渗透率将迎来快速提升元年。

比亚迪智驾平权赋能主流市场车型,吉利、长安等主流车企纷纷跟进。比亚迪于 2 月 10 日举行智能化战略发布会,宣布主流车型均搭载天神之眼高阶智驾方案, 实现 10 万级别以上标配,10 万级以下选配高阶智驾功能;长安发布“北斗天枢 2.0”计划,从 2025 年起不再开发非数智化新产品,全系标配智驾接口,并将激 光雷达搭载至 10 万元级车型;3 月 3 日,吉利举办“AI 智能科技发布会”,正式 推出“千里浩瀚”智驾系统,分为 H1、H3、H5、H7、H9 五个方案,最基础的 H1 方案即标配高速 NOA 功能。众多车企均跟进在基础车型上布局高阶智驾功能,有 望带动智驾渗透率快速提升。

中高阶智能化渗透率预期快速提升,解决方案量价齐升有望催生千亿级市场。受 益(1)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预期不断上 升,(2)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价值量更高,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,中高阶智驾解决方案的市场规模预计将 在未来几年规模化高速增长。根据我们测算,全球智驾解决方案的市场规模有望从 2024 年的 191 亿元增长至 2030 年的 1234 亿元,CAGR 有望达 36.5%;其中,中 国市场规模将从 2024 年的 113 亿元增长至 2030 年的 724 亿元,CAGR 有望达 36.2%。国内智驾芯片市场规模测算核心假设如下: 1、汽车销量:受益国补落地及补能基础设施日益完善,假设年销量稳定于 2300- 2700 万台间; 2、L2 渗透率及 ASP:传统车企及合资车企加速转型,由 L0-L1 过渡至 L2 ADAS 方案后,后续向 L2+级别进行渗透,ASP 取 25 美金(取自地平线 2021-2024H1 解 决方案为 142-185 元,取 25 美金,汇率采用 7.5),年降 2%; 3、L2+渗透率及 ASP:比亚迪智驾平权带动其他车企跟随,高速+城区 NOA 成为主 机厂竞争标配,带动 L2+智能化渗透率快速提升,ASP 取 500 美金(单/双 OrinX 约 400/800 美金,取 500 美金,汇率采用 7.5),年降 2%。

海外智驾芯片市场核心假设如下: 1、汽车销量:假设年销量与 2024 年相近,稳定于约 5700 万台; 2、L2 渗透率及 ASP:L2 基础智能化水平逐步提升,ASP 取 30 美金(海外销售价 格预计高于国内,取 30 美金,汇率采用 7.5),年降 2%; 3、L2+渗透率及 ASP:随消费者对智驾功能的接受度逐步提升,L2+渗透率预期持 续渗透,ASP 取 500 美金(单/双 OrinX 约 400/800 美金,取 500 美金,汇率采用 7.5),年降 2%。

2.3 车企自研:面临研发周期&资金投入壁垒,合作+开放生态或为主流趋势

部分车企选择自研芯片,具备降本、提升性能及开发效率等多重优势。就优势而 言,主机厂自研芯片具备降低供应链采购成本、定制化开发功能、提升开发效率、 保障供应链安全等多重优势:1、成本方面:对于大体量车企而言,芯片的采购成 本以及开发费可以得到有效控制;2、性能方面:通用芯片通常是很难最大化的发 挥算法的优势,车企基于自身算法架构可打造差异化体验,提高芯片算力使用效 率,以小鹏自研图灵芯片为例,可实现性能“一颗顶三颗 Orin X”。3、开发效率 方面,自动驾驶系统的开发需要软件和硬件大量的协同设计和联合验证等工作, 通用芯片需要考虑更多不同客户需求,软件适配工作繁杂,验证过程中中间沟通 环节较多,与外部供应商沟通成本高。4、供应链安全方面:自行掌握供应链,对 芯片短缺等可能出现的黑天鹅应对更加迅速。

主机厂芯片自研周期较长,投入成本较大,回本周期漫长。大算力智驾芯片设计 复杂,以蔚来为例,自研神玑 NX9031 晶体管数量超 500 亿颗,开发难度大,失败 风险高,开发投入巨大。芯片研发周期方面,根据亿欧智库说明,综合考虑整车 项目开发流程与芯片设计开发流程,芯片从设计到量产上车需要3.5-5.5年时间。 整车智能化发展加速,软件算法也在不断迭代升级,芯片上车后需尽量满足汽车 产品 5~10 年生命周期内的 OTA 升级迭代需求,兼容性与稳定性要求较高,因此 主机厂在自研芯片过程中,对芯片的产品定义与设计的前瞻性需要着重考虑,进 一步提升了主机厂的自研难度。芯片自研费用方面,据 Semi Engingeering 统计 数据,7nm 芯片的设计成本为 2.97 亿美金,5nm 芯片的设计成本达 5.4 亿美金; 并且芯片开发较难一次流片成功,根据全栈芯片工程师公众号数据,5nm 工艺流 片一次需要 4725 万美金,整体开发投入大,回本周期漫长。

根据我们测算,主机厂自研 7nm~5nm 芯片研发周期约 2-3 年,累计投入约 30 亿 元;后续每年研发支出约 17 亿元,制造成本约 8~9 亿元,对应 3 年产品生命周 期,外购价格 500~750 美金,车企盈亏平衡销量位于约 70-100 万量级。我们认 为,具备机器人、消费电子、低空等全 AI 生态全布局以及具备较强硬结合实力 的企业会坚定选择软硬一体自研方案,作为前沿算法的引领者,例如华为、小鹏、 理想、Momenta 等;具备百万销量量级及以上的车企会选择自研降低整车 BOM 成 本并跟随前沿技术,例如比亚迪、吉利等,剩余车企预期更多以与第三方厂商技 术合作为主。

对标智能手机处理器芯片,具备软硬结合能力且占据一定市场份额的车企或选择 自研,开放生态或成为主流趋势。根据 Counterpoint 数据,2024Q3 智能手机处 理器芯片自研厂商份额不足 25%,主要参与者为苹果、华为、三星此类市场份额 较大或自研能力较强的企业。具有软硬协同能力、份额具备相对领先优势的车企 拥有自研芯片能力,但对标 2024Q3 消费电子行业自研处理器芯片的份额不超过 25%,我们认为车企自研芯片的整体份额或将有限。在智能化加速渗透的过程中, 自研芯片耗时长,成本大,上车进度或将受阻,相关主体在智能化竞争中难以获 得优势地位。

2.4 竞争格局:头部效应显著,国产份额持续提升,技术合作或成为主流趋势

四类公司竞逐智驾芯片赛道,部分车企选择自研。目前智驾芯片参与公司主要分 为四个类别:1、传统汽车芯片公司:瑞萨、赛灵思、德州仪器等;2、消费电子 芯片公司:高通、华为、英伟达等;3、创业公司:地平线机器人、黑芝麻智能等; 4、主机厂自研:特斯拉、小鹏汽车、蔚来汽车等。其中,传统芯片公司 AI 能力 偏弱,偏集中于 L2 级别市场;消费电子芯片公司性能强劲,取得 L2+级别市场主 导地位;自动驾驶 SoC 市场创业公司生态较为活跃,经过数轮产品迭代后,取得 一定市场份额;主机厂自研芯片门槛较高,研发及迭代的持续性有待观察。

2.4.1 L2 级别市场:前视一体机装机量逐步提升,地平线领跑 ADAS 市场

得益于开放生态及软硬结合综合能力,国产厂商份额大幅提升。根据高工汽车数 据,2023 年中国市场乘用车前装标配 L2 级及以上辅助驾驶接近 800 万辆,其中 前视一体机方案占比约 75%;2024 年中国市场乘用车前视一体机前装标配搭载量 达到 1080.68 万套,渗透率达到 47.15%,在 ADAS 市场,前视一体机渗透率达到 73.77%。在自主品牌乘用车标配前视一体机计算方案市场,得益于在比亚迪、吉 利、奇瑞、广汽等多家自主品牌头部车企规模化量产上车,2024 年全年地平线凭 借软硬结合的能力及开放的生态体系份额大幅提升约 20%,以 43.58%的市场份额 位居市占率第一。

细分车企来看,主流车企一般选择多种配套方案,地平线已切入大多数主流车企 供应链。比亚迪、吉利、长安、广汽等车企 ADAS 方案均选择多类配套体系,国外 芯片厂商中,瑞萨、Mobileye、赛灵思等老牌厂商在部分主流车企的供应份额仍 处于较高水平;国产芯片厂商地平线已切入大部分主流车企产业链,对比亚迪、 长安、吉利、奇瑞等车企配套比例超 10%。

2.4.2 L2+级别市场:头部效应显著,国产厂商逐步崭露头角

英伟达+FSD 占据市场主导份额,国产厂商逐步崛起。2023 年,英伟达、FSD、 Mobileye 等外资芯片解决方案呈现压倒性优势,整体市场份额占比超过 80%,其 中 FSD/英伟达/Mobileye 方案占比各为 37.0%/33.5%/11.5%。2024 年,域控芯片 市场头部效应仍然显著,英伟达/FSD 分别占据 39.8%/25.1%的市场份额。同时, 国产芯片厂商也在积极抢占市场份额,华为昇腾 610 装机量超 50 万颗,获得 9.5% 的市场份额,地平线 J5/J3 分别以 26.9 万颗和 16.5 万颗的装机量,占据 5.1%/3.1% 的市场份额,头部国产厂商逐步崭露头角。

细分车企来看,部分主机厂选择自研智驾芯片,国产芯片已上车高端车型。特斯 拉、小鹏、蔚来等部分新势力主机厂选择自研智驾芯片,在自研智驾芯片量产前, 大部分车型选择英伟达Orin方案;传统主机厂以与多家外部芯片厂商合作为主, 主流方案包括英伟达、Mobileye、TI、地平线、黑芝麻智能等。目前国产芯片厂 商已实现配套高端车型的量产出货,例如黑芝麻 A1000 芯片配套广汽合创 V09; 地平线 J5 系列配套理想 AD Pro 系列,已在理想 L9 等高端车系实现搭载。

2.5 公司优势:软硬一体构筑性价比壁垒,生态卡位+产业协同筑牢身位优势

2.5.1 软硬一体:软硬协同构建核心优势,开放 IP 授权力争成为车规界的 ARM

坚持“软硬结合,协同优化”路径,基于自身算法深度协同提供性价比产品。公 司坚持 AI 芯片的本质不是硬件,而是软硬结合的载体以及应用场景决定算法、 算法定义芯片的理念。在芯片的设计之初,地平线会充分考虑算法演进可能带来 的新计算需求,通过算法、芯片仿真工具链,把各种计算需求带来的架构影响量 化到计算性能、芯片面积成本、预计功耗等维度,并以此作为 AI 计算架构设计 与迭代的指导依据。

软件生态对标英伟达,支撑持续演进迭代的用户生态,充分挖掘芯片算力。公司 以针对自动驾驶场景算法和需求专门设计的定制化芯片为基础,不断优化迭代自 身软件体系,支撑持续演进迭代的用户生态,保证芯片的配套开发设施完备,最 大限度的为开发者利用芯片算力提供支持。地平线对标英伟达 CUDA 及 DriveOS/Works、DGX、Ommiverse 生态,提供云端开发工具及仿真平台艾迪,与 天工开物形成完整的开发平台,加速面向智能驾驶、智能交互、车内娱乐应用等 各种各样的解决方案开发。

基于芯片打造操作系统,开放 IP 授权生态共创力争成为车规界的 ARM。对标 PC 时代,Intel 与 Windows 组成 Wintel 联盟;智能手机时代,安卓与 ARM 之间组成 双 A 联盟;人工智能时代,英伟达 GPU 架构与自身操作系统 CUDA 紧密耦合,软 件与硬件的高度协同是保证高效计算的关键。基于此,在地平线的征程芯片之上, 公司在 2021 年提出打造开源的实时操作系统 Together OS,既可支持目前主流 的 Linux 、QNX、安卓、阿里 OS、鸿蒙等操作系统,同时在 Together OS 上,地 平线芯片可以支持各种各样的应用软件。公司可提供各种开发工具、工具链以及 云端的训练,包括数据管理及仿真平台,并且公司开放自身 BPU IP 授权,提升 车企的差异化竞争力,加快研发创新的速度,力争成为车规界的 ARM。

2.5.2 生态卡位:纳什架构引领 BPU 全方位升级,HSD 抢滩高阶方案市场化供应

纳什架构专为大参数 Transformer 设计,软硬结合性能提升速度超越摩尔定律, 最高可支持 1000Tops 算力。自动驾驶行业对于算法的要求在不断改变,自 2015 年公司成立以来,地平线 BPU 架构也处于持续迭代过程。以地平线最新一代的 BPU 纳什架构与第一代 BPU 伯努利架构对比,BPU 的计算性能提升 246 倍,对于 Transformer 提升的性能超过 27 倍。对比 18 个月性能提升一倍的摩尔定律,地 平线 BPU 性能六年内一共提升 16 倍,地平线通过软硬结合的优化能力对性能的 提升远超摩尔定律的提升速度。根据地平线 CTO 黄畅博士所述,纳什架构能够支 持在单颗SoC芯片上进行千亿参数级GPT模型的推理,可以支持单颗芯片在5nm、 7nm 工艺基础上达到最高 1000TOPS 的算力,满足未来城区自动驾驶的需求。

伯努利架构——实现从浮点到定点计算的演进,面向 ADAS 场景,实现高性 能低功耗的感知计算。2016 年,地平线针对当时轻量级、高效能的算法等学 术界前沿研究成果,推出第一代伯努利架构,支持当时业界的主流轻量级网 络 MobileNet、EficientNet,并在硬件、软件层面进行了深度优化。

贝叶斯架构——实现从感知到预测的支持,面向高速 NOA 实现高效计算。 2018 年,地平线推出贝叶斯架构,在 Warping、Vector、Softmax 优化等方 面进行了增强,使得整体架构更好地支持 LSTM、BEV、Transformer 等前沿 优秀算法,主要针对需要解决时间和空间的融合、多传感器的融合、对未来 的预测等场景。

纳什架构——实现从感知、预测到决策的支持,面向全场景 NOA,高效支持 交互式博弈。2023 年,地平线推出纳什架构,主要面对从高速走向城区的自 动驾驶场景,可适应越来越多的复杂交互规划算法,以及大量动态目标相互 之间的持续博弈、不断争夺的路权等博弈情景。纳什架构结合了类 GPT 超大 规模参数模型以及大规模的蒙特卡洛树搜索,专为大参数量 Transformer、 大规模交互式博弈而设计。

J6 系列芯片全面升级,CPU/MCU/带宽等性能全面提升。对比地平线 J5 产品规控 环节缺少 AI 算力,征程 6 系列实现了 CPU 算力的大幅提升,征程 5 的 CPU 是 8 核心 Cortex-A55,算力约为 25-30K DMIPS,J6 系列中除了 ADAS 产品征程 6B, J6E/M/P 的 CPU 算力都大幅度提高,目前已公布的中高阶芯片性能如下:

征程 6E:地平线面向中阶智驾市场推出的极致体验高速 NOA 最优解,提供 80Tops AI 算力与 100 KDMIPS CPU 算力;

征程 6M:支持轻量级城区 NOA 与记忆行车功能,可提供 128TOPS AI 算力与 137K DMIPS CPU 算力;

征程 6P:针对全场景 NOA,提供 560TOPS AI 算力,配备 18 核的 Arm CortexA78E CPU,提供 410K DMIPS 算力,并且自研 SOC 总线,提供高效数据传输 通路。

公司布局 L2~L2++智驾全生态方案,中低阶芯片具备量产验证优势,高阶基于 J6P 的 HSD 解决方案卡位国产高阶方案市场化供应。ADAS 芯片方面,公司 J2/J3 出 货量超 600 万台,具备量产出货优势;中高阶 J6M 芯片随比亚迪天神之眼 C、理 想 AD Pro 车型的落地放量,J6E 定点奇瑞等车企,2025 年预计实现数百万级出 货;高阶软硬一体的 HSD 方案具备国产市场化供货卡位优势,现已获得奇瑞、大 众等车企的定点。公司各版本智驾方案生态布局全面,具备量产领先的身位优势。

HSD 采用两段式端到端架构,抢滩国产高阶方案市场化供货。基于地平线 800 万 套征程家族的出货积累下的车辆纵向控制算法,地平线拥有较为丰富的纵向控制 数据库,反哺高阶智驾方案的拟人化决策模型,使得 HSD 可实现高速、城区、泊 车全场景无差别的高阶智驾。HSD 解决方案前端以异构传感器(可选装激光雷达) 与导航地图的信息作为输入,进入“静态环境 + 动态目标 + 占用格栅”三网合 一的感知世界模型,通过世界模型向下游同时输出动静态的目标信息,并用于 SR 的显示。地平线 HSD 模型可以分为大模型的高维决策和端到端的精细轨迹规划两 部分:偏认知层面的世界模型作为常识系统,依靠多模态大模型来强化场景理解 能力,擅长跨域常识和逻辑分析,作为高维决策的大脑,可直接于车端本地部署, 响应时间更加及时;偏直觉的世界模型作为实施系统,基于大规模的驾驶数据训 练,它具有强空间感知能力,擅长精准数值预测,输出具体的轨迹,类似具体规 划控制的小脑。

HSD 具备三个版本,基于 J6P 的 HSD 方案已实现定点突破,25Q3 预计实现量产上 车。公司软硬一体全栈方案 HSD 推出 HSD 300/HSD 600/HSD 1200 三个版本,分 别采用双 J6M/J6P/双 J6P 方案,提供从普惠级到高性能再到全场景的全价格段、 全性能段解决方案,打造 L2 城区辅助驾驶全家桶。目前基于 J6P 的 HSD 方案已 获得奇瑞、大众等车企多车型的定点,抢滩国产高阶方案市场化供货。HSD 系统 采用 Horizon Cell“弹夹系统”,无需重新设计主板,通过模块化硬件设计实现 “硬件可插拔、软件可升级”,系统采用标准底板+可插拔双扣板结构,支持征程 6M、6P 等多种芯片配置,满足不同车型需求。

2.5.3 产业协同:生态合作伙伴众多,助力地平线方案国内+出海双线推广

多方产业资本赋能,股权互联助力解决方案顺畅推广。公司历轮融资中获得多家 产业资本投资,包括海力士(存储)、宁德时代(电池)、舜宇光学(摄像头等光 学件)、星宇投资(车灯)等 Tier1 零部件厂商,以及广汽资本、比亚迪、长城、 一汽、奇瑞等多家主机厂,与头部 Tier1 零部件厂商与主机厂股权绑定助力公司 解决方案更加顺畅的推广,并可加深与 Tier1 和主机厂的合作关系。

与多方产业机构成立合资公司,深化与 Tier1/主机厂合作关系。主机厂端,公司 与大众、长安汽车分别成立有合资公司,推进各自自研智驾方案;Tier1 端,公 司与中科创达、大陆集团分别成立合资公司,推进业务协同及出海进程:

大众集团-酷睿程:公司与大众集团旗下软件公司 CARIAD 合作总金额达 24 亿欧元。合作包括:1)CARIAD 对地平线投资 10 亿美元,2)CARIAD 与地平 线成立合资公司酷睿程,此项投资约 13 亿欧元,推动大众在华合资品牌(一 汽大众、上汽大众、大众安徽、上汽奥迪)的差异化智驾产品落地。

长安汽车-长线智能:公司与长安汽车成立长线智能,助力长安汽车构建智 能驾驶全栈开发能力。

中科创达-聚创智行:公司与中科创达成立聚创智行合资公司,在操作系统、 中间件等领域展开合作,助力主机厂及 Tier1 打造开放的自动驾驶平台,并 作为地平线的“授权软件服务商”为客户提供算法集成与优化、软件适配与 开发等服务。

大陆集团-智驾大陆:大陆集团基于地平线 J6M 打造繁星 Astra 智驾产品, 深度优化 J6 系列计算方案,可支持大陆集团全新毫米波雷达与摄像头,实 现更优探测精度和探测距离;并基于地平线 J3/J6B 打造皓月 LUNA 前视一体 机产品。

与算法公司/域控厂商深度合作,软硬结合实现越级功能效果,减少地平线定制 化算法及市场拓展方面的资源投入。公司与轻舟智航、鉴智机器人等第三方算法 公司以及知行科技、福瑞泰克、四维图新等 Tier1 域控厂达成深度技术协同,算 法公司基于地平线征程芯片进行算法开发,Tier1 域控厂基于地平线芯片制作智 驾域控制器朝主机厂推广,有效拓展智能驾驶生态伙伴网络,显著降低公司定制 化算法开发的资源投入与人效:

轻舟智航:轻舟智航与地平线在软硬件层面的深度协同优化,基于地平线芯 片为理想交付 AD PRO 算法方案,并结合端到端 One-Model 的设计,显著减 少部署在 BPU(嵌入式 AI 处理单元)上的模型数量,实现单 J6M 上的端到端 城市 NOA;

鉴智机器人:基于地平线 J5 与 J6 系列方案,覆盖多家国际及国内头部车企 多款畅销车型的高速及城区 NOA 项目。鉴智机器人基于 J6E,通过对地平线 芯片的深度开发,采用 7V5R12U 的传感器配置架构,通过特定校正和感知算 法实现行环视鱼眼行泊功能全复用,实现业界传感器配置最简洁的中阶“越 级”方案,以中阶算力资源实现“越级”的功能效果,大幅降低 AI 算力使 用成本,域控成本整体低至 2000 元以内。2024 年 5 月,地平线作为战略投 资人参与鉴智机器人 Pre-B 轮融资,深化与合作伙伴关系。

公司服务覆盖国内大部分车企。在 2021/2022/2023/2024H1,公司的主机厂客户 群分别为 14/20/23/25 名,并累计获得 44 款、101 款、210 款及 275 款车型定点, 已 SOP 的车型累计达到 27 款、56 款、109 款及 131 款。根据灼识咨询,截至 2024H1,公司对国内 OEM 的覆盖率已达 83.3%,已有效覆盖中国大部分主机厂客 户。

深化海外 Tier1 合作,加速出海业务进程:公司与博世、大陆、电装等国际 Tier1 达成合作,基于地平线芯片产品开发一体机、域控等智能驾驶方案,推动公司出 海进程: 博世:基于 J6B 打造前视一体机以及基于 J6E/J6M 打造轻城区 NOA 域控方案。基 于地平线征程 6B 开发新一代多功能摄像头平台,拥有超过 8MP 像素,120°水平 可视范围的摄像头,识别距离最远可达 300m,计划于 2026 年年中实现量产,已 获得多家全球和中国本土知名车企的项目定点;博世基于征程 6E/M 开发的纵横 辅助驾驶升级版,融合 BEV+Transformer 及占用网络感知算法,能够实现高速高 架辅助驾驶、10 条路线的城市记忆行车辅助、记忆泊车辅助和丝滑泊车等功能, 并预计于 2025 年底部署端到端算法。 大陆:基于 J3/J6B 打造前视一体机以及基于 J6E/J6M 打造轻城区 NOA 域控方案, 成立智驾大陆合资公司。皓月 Luna 是智驾大陆基于 J3/J6B 打造的面向入门级市 场推出的 ADAS 一体机方案,支持 Transformer 等主流算法;繁星 Astra 是智驾 大陆针对用户城区出行需求打造的轻量化城区 NOA 方案,可实现全场景辅助驾驶 功能,包括城区 NOA、高速 NOA、HPA 以及 APA 等功能,并可拓展实现车位到车位 的功能,支持 11V1R 至 11V5R 的传感器灵活配置,并可接入激光雷达,已斩获多 家头部车企量产定点。 电装:电装自主研发的传感器将融合地平线征程计算方案,构建高性能、极具成 本效益的 ADAS 系统,减少对激光雷达的依赖,旨在推动高性能辅助驾驶技术的 广泛应用。 采埃孚:采埃孚计划选用 J5 及下一代芯片开发中国版“采睿星”高性能计算平 台解决方案,共同推动智能驾驶在中国及全球市场的落地与普及。

2.5.4 前瞻布局:前沿算法创新持续领先,推出 Mamba 模型性能超越 Transformer

公司前沿算法始终保持领先地位,推出 Vision Mamba 模型部分性能超越 Transformer。地平线持续深耕智能驾驶创新核心算法领域,保持对前沿算法的 预研,并不断优化迭代智驾算法,为下一代芯片架构更新奠定坚实基础。公司近 3 年国际顶会收录文章超过 40 篇,学术成果引用量超过 10 万次,全球专利申请 达到 2000 件。2020 年,公司在 Waymo 智驾算法大赛获得全球第一;2023 年,地 平线在业界首次公开发表端到端自动驾驶大模型 UniAD,获得当年 CVPR 最佳论 文;2024 年,地平线发表论文《Vision Mamba: Efficient Visual Representation Learning with Bidirectional State Space Model》,推出下一代通用视觉主干 模型 Vision Mamba,该模型在图像分类、目标检测、语义分割、实例分割任务上 相较 Transformer 模型获得了更好的精度,且在高清分辨率图像处理上呈现出巨 大的优势。该论文获得 2024 年全球年度 AI 论文高引 TOP 3,为智驾理论创新与 技术实践提供了有力支撑。

3 机器人领域:智能家居应用为基,蓄势拓展具身智能蓝海未来

深耕泛机器人百亿级别市场,具身智能千亿级市场打开远期空间。地平线子公司 地瓜机器人定位机器人时代的 Wintel,拥有覆盖芯片、算法到软件的完整产品体 系:端侧产品包括旭日智能计算芯片和 RDK 机器人开发者套件,软件生态端,公 司机器人操作系统广泛兼容 TogetheROS.Bot、ROS 1/2、Linux、Ubuntu、Linaro 等开发环境,且公司配备机器人云端开发环境和直接面向落地的 NodeHub 机器人 算法中心,为具身智能开发提供了全面的开发套件。公司旭日 3/旭日 5 芯片出货 量已超 500 万片;RDK 机器人开发者套件拥有多产品线,包括 X3(基于旭日 3 打 造,5TOPS 算力)、X5(基于旭日 5 打造,10TOPS 算力)、S100(百 TOPS 级算力), 未来还将推出更高算力平台,实现 5-500TOPS 多算力段覆盖,可满足人形/轮足 机器人、机器狗、服务陪伴机器人、AMR 等多场景端侧计算需求。公司机器人领 域发展脉络为以短期泛机器人市场大出货量为依托,通过车端大算力芯片及算法 技术复用,切入全球千亿级别具身智能大脑解决方案市场,打开远期成长空间:

短中期:泛机器人市场主要包括扫地机器人、智能割草机、四足机器狗、服 务/陪伴机器人、AMR 等应用领域,泛机器人领域使用芯片算力 5-10+Tops 不 等,ASP 位于数十元至数百元区间,对应 2030 年全球空间接近百亿元。

长期:具身智能市场有望实现量价齐升,全球具身智能大脑解决方案空间有 望达千亿级别。随机器人算法的固化成熟,工业领域应用率先落地,医疗/ 养老/教育等商业领域需求逐步释放,具身智能市场有望进入逐步放量阶段。 根据摩根士丹利全球人形机器人市场规模模型,2036 年中国/全球人形机器 人累计保有量分别有望达 860/2300 万台,2050 年中国/全球人形机器人保 有量分别有望达 10 亿/3 亿台。远期来看,我们以国内/全球每年分别 300- 700 万台/900-2100 万台具身智能销量进行敏感性测算,对应大脑解决方案 硬件芯片算力 500Tops 及以上,ASP 位于 500-900 美金区间,综合计算得国 内/全球具身智能大脑解决方案市场规模分别有望达 100-450 亿元量级 /300-1350 亿元量级。

3.1 前瞻布局机器人领域,子公司地瓜机器人布局多场景生态

深化机器人业务布局,成立子公司地瓜机器人。地平线公司自设立之初便将机器 人业务作为核心愿景之一,主要由 AIoT(人工智能物联网)部门负责推进。在经 历部门缩减后,AIoT 部门被重新命名为“通用机器人”事业部,推出包括机器人 操作系统、开发者工具包以及应用中心在内的多种开发平台产品。2024 年 1 月 16 日,深圳地瓜机器人有限公司正式成立,由地平线全资控股,注册资本达 2 亿美 元。公司法定代表人及执行董事由地平线创始人余凯担任,随后王丛接任执行董 事。公司经营范围涵盖 5G 通信技术服务、人工智能行业应用系统集成服务、智 能机器人研发、人工智能基础软件开发以及集成电路芯片设计与服务等前沿领域。

以芯片套件为基,赋能多场景智能机器人生态。地瓜机器人作为机器人领域的前 沿技术提供商,专注于打造机器人软硬件通用底座。目前,公司机器人业务的主 要产品有旭日智能计算芯片和 RDK 机器人开发者套件。依托芯片及套件,地瓜机 器人形成了覆盖 5~500TOPS 各算力段的完整产品布局,可满足人形机器人、轮足 机器人、四足机器狗、服务陪伴机器人、物流 AMR 等多种场景的端侧计算需求。 公司以推动具身智能的科研探索、助力消费级机器人落地、支持中小创客和开发 者,为行业提供全链路的开发基础设施。现今,已有超过 200 家中小创客团队、200 所头部高校以及 50000 多名个人开发者在地瓜机器人平台上,开发出 50 多 个品类的智能机器人产品。

3.1.1 旭日芯片:全面赋能智能家具及机器人全场景

旭日芯片:架构先进,图像处理与算力兼备。旭日为公司智能机器人的高性能通 用底层计算芯片产品,目前主要在售的型号为旭日 3 及旭日 5。 旭日 3:该芯片是公司首款面向机器人场景打造的智能计算芯片,采用了伯努利 2.0 BPU 架构、高画质 ISP 处理,使得产品在功耗不变情况下 AI 性能提高数倍, 并在宽动态、低照度的场景下得到高质量的图像(最大处理分辨率 1200W pixel)。 旭日 3 能够同时处理 4 到 8 个不同分辨率的 Camera Sensor 输入,并支持多种图 像后处理功能,包括畸变矫正、图像拼接以及多尺度金字塔处理等。此外,它还 支持 H.264 和 H.265 编解码,性能可达 4K@60fps,满足高分辨率视频处理的需 求。 旭日 5:该芯片是公司新一代智能机器人计算芯片,基于 BPU 贝叶斯架构打造, 拥有 10 TOPs 算力,预置 120 多个 ONNX 算子,支持 Transformer、BEV(鸟瞰图)、 Occupancy(占据网格)等前沿复杂模型和最新算法,满足机器人在多种场景下的 智能决策需求。在感知能力方面,旭日 5 支持双目深度计算、AI+VSLAM(视觉同 步定位与建图)以及 3D 点云计算等主流机器人感知算法,同时还具备语音识别功能,为机器人提供全方位的感知能力。此外,其 CV 引擎能够实现低延时处理, 确保机器人在实时交互场景中的快速响应。在多媒体处理方面,旭日 5 支持 HEVC (H.265)和 JPEG 硬件编解码,大幅提升视频压缩效率和兼容性,进一步优化数 据传输和存储性能。

伯努利 BPU 架构深度赋能,旭日芯片性能强势进阶。BPU 架构从机器人场景需 求出发,在设计过程中实现了算法、计算架构和编译器的联合优化。通过这种软 硬协同设计,旭日 3 芯片在功耗几乎不变的情况下,AI 性能显著提升数倍。旭日 5 芯片则凭借其贝叶斯架构,进一步优化了对复杂模型的支持,如 Transformer、 BEV 和 Occupancy 等最新算法。此外,旭日 5 芯片的典型功耗仅为 3 瓦,在有限 的时间和计算资源下,能够高效支持多路传感器信号输入与融合,为高精度定位 感知和避障提供强大的视觉感知能力。这种高效的计算能力和低功耗设计,使其 在复杂机器人终端计算中,能够快速实现最优决策和任务执行。

公司旭日产品商业成功显著。旭日乃针对智能机器人的高性能通用底层计算芯片, 凭借其卓越的性能和广泛的适用性,已经在多个机器人及智能家电应用场景中实 现了大规模量产应用。这些场景包括扫地机器人、割草机器人、陪伴机器人以及 教育机器人等。在智能家电领域,公司已成获得科沃斯、小度、美的等头部产业 的广泛认可。

3.1.2 RDK 套件:高性能模块化,打造可靠的机器人开发平台

RDK 套件:软硬端云全栈开发,构建多层次机器人开发平台。从解决算力挑战的 底层计算方案,到提升开发效率的系统软件和应用软件,再到直接面向落地的开 发平台,地瓜机器人为开发者提供软硬一体、端云协同的全栈开发赋能。目前公司开发者套件主要包括 RDK X3、RDK X5、RDK Ultra 系列。其中,RDK X3 系列开 发者套件包括:RDK X3、RDK X3 Module 两款产品,均搭载旭日 3 智能计算芯片, 具有 5TOPs 端侧推理算力,兼容树莓派 4B、CM4 接口。RDK X5 机器人开发者套件 搭载旭日 5 智能计算芯片,可提供 10 TOPs 的算力,是一款面向智能计算与机器 人应用的全能开发套件。RDK Ultra 机器人开发者套件,则具有 96TOPs 端侧推理 算力与 8 核 ARM A55 处理能力。目前,公司已实现 5-100TOPS 区间的 RDK 产品覆 盖,未来计划进一步发展 100+TOPS 产品以对人形机器人等下游产品形成有效支 持。

RDK S100:地瓜机器人面向具身智能的算力新突破。RDK S100 是地瓜机器人面 向具身智能和机器人场景推出的高性能、大算力模组。RDK S100 采用了全新的 BPU Nash 架构。在性能配置上,它具备 80/128TOPS 的灵活配置选项,通过对能 效密度的优化,能够很好地满足多场景的需求。从算法支持层面来看,该架构支 持超过 160+ONNX 标准算子,涵盖了 CNN 和 Transformer 等主流算法,并且实现 了 100%的硬件加速,极大地提升了运算效率。在硬件单元方面,RDK S100 新增 了多线程 VPU 单元,支持 FP16 和 FP32 浮点计算,这一举措显著提升了 Layernorm、 Softmax 等敏感算子的精度和性能。此外,通过改进的三级缓存和高带宽 DDR,RDK S100 成功突破了内存瓶颈,进一步保障了整体性能的高效发挥。整体来看, RDK S100 可以满足人形机器人、仿生机器人等具身智能应用场景对感知精度和泛 化能力的高阶需求。

DRK 产品已实现多元产品布局+广泛合作生态。地瓜机器人 DRK 产品凭借其先进 的技术与兼容性,在下游市场展现出强大的拓展力,衍生出丰富多样的产品形态。 目前,地瓜机器人 DRK 产品下游主要包括四足机器人、轮足机器人、机械臂等产 品;公司已与恒之未来、AI GUIDED、古月居、微雪电子、大象机器人、小 R 科技 等品牌和公司建立合作关系。

3.2 机器人下游多应用领域拓展,技术复用有望切入具身智能大脑端

3.2.1 扫地机器人:把握龙头合作机遇,公司持续受益于智能家居发展

2023 年中国扫地机器人市场规模达 137 亿,同比+10%。随着消费者生活水平的 提升以及对家庭清洁需求的增长,扫地机器人行业展现出巨大的发展潜力。近年 来,中国扫地机器人的市场规模持续扩大,呈现出稳定的增长态势。在 2023 年, 中国扫地机器人的市场规模达到 137 亿元人民币,同比+10%。在同一时期,扫地 机器人的销售量也有所提升,共计销售 458 万台,同比+4%。扫地机器人市场规 模及销量未来预计稳定增长。

公司与扫地机器人龙头合作密切。从市场份额的集中程度来剖析,中国扫地机器 人线上和线下市场的集中度都处于较高水平。2023 年,在线上市场中,CR10 所 占据的市场份额超过 95%;而线下市场,CR10 的集中度更是逼近 100%。通过这些 数据不难发现,当下中国扫地机器人行业的竞争格局已逐渐趋向于稳定状态。科 沃斯、石头等处于行业领先地位的品牌,凭借自身的优势,成功斩获了相当可观 的市场份额。地瓜机器人目前直接为扫地机器人龙头科沃斯供货。此外,公司旭 日产品还供应小度、美的等头部企业的智能家居产品。

3.2.2 四足机器人:行业初兴,公司产品有望共赴高增

中国四足机器人行业初兴,市场规模及销量有望持续高增。四足机器人是一种模 仿四足动物行走方式的机器人,设计上通常包含四个独立的腿部,以提供强大的 稳定性和灵活性。这些机器人能够通过协调的腿部运动来实现平衡行走,并适应 各种复杂地形。目前,中国四足机器人行业正处于发展初期,市场潜力巨大。数 据显示,中国四足机器人行业市场规模呈现出快速上涨态势,2023 年中国四足机 器人行业市场规模约为 4.7 亿元,预计到 2025 年将上涨至 8.5 亿元。此外,中 国四足机器人行业销量也快速上涨,预计 2025 年销量将达到 2.3 万台。

内资引领格局,公司 RDK 产品有望持续赋能四足机器人。目前,在全球范围内, 四足机器人行业依旧处于技术探索与商业化尝试的初期阶段,距离实现大规模的 市场应用还有一定的距离。2023 年全球四足机器人市场主要由内资厂商主导,宇 树科技、蔚蓝智能、云深处科技等内资厂商通过不断推出新产品和服务,积极拓 展市场份额。其中,宇树科技凭借其在技术创新和市场开拓等方面的优势,占据国内约 7 成的份额。地瓜机器人的 RDK 套件已实现四足机器人上机。未来,公司 凭本土化优势有望成四足机器人核心芯片供应商。

3.2.3 人形机器人:稀缺凸显,公司有望切入机器人大脑芯片赛道

机器人产业化在即,2029 年中国市场规模有望达 750 亿元。随着产业技术突破、 行业巨头推动、公众关注度提升以及 AI 技术的深度整合等多方面因素的共同作 用,人形机器人概念爆火,相关产业投资规模持续增加。2024 年中国人形机器人 市场规模已达到约 27.6 亿元,预计在 2029 年升至 750 亿元,期间 CAGR 高达 93.6%。全球人形机器人销量规模则预计从 2025 年的年产万台升至 2027 年的百 万台规模。

公司智驾大算力产品有望切入人形机器人大脑领域,打开远期成长空间。按功能 划分,人形机器人结构可大致分为传感器(Sensors)、大脑(Brain)、线性执行 器(Linear Actuator)、旋转执行器(Rotary Actuator)、电池(Battery)等。 其中,传感器主要负责捕获环境信号,并传输至大脑;大脑,即控制系统,通过 感知和动作生成软件处理信息,并发出动作执行请求;最后,执行器将指令转化 为实际的运动(旋转或线性)。公司在车端大算力芯片积累的经验有望复用至具 身智能端,打开远期成长空间。

脑部约占人形机器人价值量的 4%。以特斯拉的 Optimus Gen2 为例,按部件划分, 人形机器人价值量占比前三的零部件分别是传感器、丝杠、电机;大小脑芯片和 摄像头价值量占比靠后,约为 4%。按部位划分,人形机器人价值量占比前三的部 位分别是腿、肩、手,占比分别约为 27%、14%、17%;头部价值量占比靠后,约 为 4%。

公司是国内为数不多具备人形机器人脑部解决方案量产潜力的企业。地瓜机器人 是市场上为数不多的涉足机器人脑部解决方案的国内企业。2025 年,地瓜机器人 发布 RDK S100,凭借前瞻性的类人大小脑架构设计,打通机器人“感知-决策-控 制”的行动闭环,有望成为推动具身机器人最快量产的技术路径之一。


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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