智能芯片行业新技术前瞻专题系列(六)：智驾芯片行业的春天

SECURITIES司研究东兴证券股份有限公司证券研究报告智驾芯片行业的春天——新技术前瞻专题系列（六）东兴科技团队2024年11月11日分析师刘航执业证书编号：S1480522060001研究助理李科融执业证书编号：S1480124050020分析师刘蒙执业证书编号：S1480522090001分析师张永嘉执业证书编号：S1480523070001分析师石伟晶执业证书编号：S1480518080001语言学习平台Q1:智能驾驶芯片是什么？MCU及SoC是两种典型的计算芯片。MCU是指一种只包含单个CPU（中央处理器）作為处理器的传统电路设计。SoC指片上系统，即一种集成电路设计，将特定应用或功能所需的所有必要组件及子系统集成到单个微芯片，包括将CPU、GPU（图形处理器）、ASIC（专用集成电路）及其他组件集成到单个芯片。SoC凭借计算能力提升、数据传输效率提高、芯片使用量减少、软件升级更灵活等多项优势，已成为汽车芯片设计及应用的主流趋势。Q2：智驾SOC芯片的优点与挑战? SOC具有减少体积、减少成本、低功耗高性能、提升系统功能的优点；但面临了制造瓶颈、封装瓶颈、测试瓶颈等方便的挑战。Q3：智能芯片的技术趋势是怎样的? 去MCU需要一定时间，立即去除MCU可能会存在安全性不足、内存有限、软件移植风险、投资回报率低等问题。软硬件结合是智能驾驶的必由之路，地平线引领趋势-研发出高性能“BPU纳什”。SOC适应未来趋势，多厂商在向去MCU，单SOC等解决方案靠拢。Q4：智驾芯片行业市场空间、竞争格局是怎样的? 2023 年，自动驾驶乘用车全球渗透率达 69.8%，在中国则达74.7%。其中，L1 级、L2 级、L3 至L5 级车辆于2023 年的渗透率在全球分别达 38.8%、31.0%及0.01%，自动驾驶乘用车的全球销量预计到 2028 年将达68.8 百万辆，渗透率为 87.9%。2023年中国车规级SoC市场规模达267亿元，预计2028年达1020亿元。国产SoC市场主要参与者一共仅占7.6%的市场份额，自动驾驶芯片国产化前景广阔。Q5:智能驾驶SOC芯片的发展对哪个产业链环节、行业有益？生产环节，国内供应商有望脱颖而出。自动驾驶的算力需求会随着自动驾驶等级的提高而增加，上游SOC芯片将明显受益。L2级别需要2个TOPS的算力，L3需要24个TOPS的算力，L4为320TOPS，L5为4000+TOPS。而随着SOC的发展，SOC的算力将逐渐满足自动驾驶等级的算力要求，助力无人驾驶汽车行业发展。投资建议：随着智能驾驶行业规范与量产要求进一步明确，智驾芯片持续迭代升级，智驾芯片有望迎来快速发展期。我们看好智驾芯片领域的技术突破与快速渗透，受益标的：地平线机器人-W，黑芝麻智能，德赛西威，四维图新，国芯科技，联迪信息，汉鑫科技，万集科技，永新光学等。风险提示：下游需求放缓、技术导入不及预期、客户导入不及预期、贸易摩擦加剧。Q1智能驾驶芯片是什么？语言学习平台汽车芯片是现代汽车处理数据及控制车辆的重要组成部分，支持在自动驾驶系统、驾驶舱、底盘、动力总成及车身等方面的广泛应用。汽车芯片可以分为计算芯片、存储芯片、传感器芯片、通信芯片及功率芯片。计算芯片（对各种传感器收集的讯号进行处理并将驱动讯号发送至相应控制模块的芯片）是目前汽车行业的焦点。MCU及SoC是两种典型的计算芯片。MCU是指一种只包含单个CPU（中央处理器）作为处理器的传统电路设计。SoC指片上系统，即一种集成电路设计，将特定应用或功能所需的所有必要组件及子系统集成到单个微芯片，包括将CPU、GPU（图形处理器）、ASIC（专用集成电路）及其他组件集成到单个芯片，而并非像传统的电子设计般将单独组件安装在一个主板上。随着汽车行业向电动化及智能化推进，传统MCU面临无法有效应对的挑战，如复杂的电子电气架构及海量数据处理。SoC凭借计算能力提升、数据传输效率提高、芯片使用量减少、软件升级更灵活等多项优势，已成为汽车芯片设计及应用的主流趋势。图1:黑芝麻智能武当系列SoC芯片图2:黑芝麻智能华山系列SoC芯片资料来源：黑芝麻智能官网，东兴证券研究所资料来源：黑芝麻智能官网，东兴证券研究所语言学习平台SOC是系统级芯片控制逻辑模块、微处理器/微控制器CPU 内核模块、数字信号处理器DSP模块、嵌入的存储器模块、和外部进行通讯的接口模块、含有ADC /DAC 的模拟前端模块、电源提供和功耗管理模块的集合。对于一个无线SOC还有射频前端模块、用户定义逻辑(它可以由FPGA 或ASIC实现)以及微电子机械模块，更重要的是一个SOC芯片内嵌有基本软件(RDOS或COS以及其他应用软件)模块或可载入的用户软件等。资料来源：CSDN，钟毅等《芯片三维互连技术及异质集成研究进展》，东兴证券研究所图3：SOC的芯片的构成语言学习平台MCU（Micro Controller Unit微控制器单元）是一种集成电路，集成了CPU、内存、输入/输出接口以及各种外围设备。在汽车中，MCU负责控制和监控各种电子系统，以确保车辆的可靠性和安全性。MCU的主要应用领域包括引擎控制、变速箱控制、制动系统、车身电子、底盘控制、车载娱乐信息系统等。资料来源：EDA365电子论坛，东兴证券研究所图4：MCU芯片的构成CPUFLASHRAM串行通讯口定时器计数器输入输出接口时钟Q2智驾SoC芯片的优点与挑战?语言学习平台SoC芯片的优点➤ 减小体积：以印刷电路板组合数个不同功能的集成电路，体积较大；如果整合成一个 SoC 芯片，体积则被缩小。➤ 减少成本：需要封装测试多颗集成电路，成本较高；如果整合成一个 SoC 芯片，只需要封装测试一颗集成电路，成本较低。➤ 低功耗 、高性能：以印刷电路板组合数个不同功能的集成电路，电信号必须在印刷电路板上传送较长的距离才能进行运算，耗电量较高，运算速度较慢；如果整合成一个 SoC 芯片，电信号在同一个集成电路内传送较短的距离就能进行运算，耗电量较低，运算速度较快。➤ 提升系统功能：将不同功能的集成电路整合成一个 SoC 芯片，体积较小，可以整合更多的“功能单元”，形成功能更强大的芯片。资料来源：CSDN，东兴证券研究所图5：SoC芯片优势显著语言学习平台由于 SoC 芯片的设计与验证必须与半导体制造技术配合，再加上必须具备完整的混合信号、数字与类比、低频与高频、存储器等相关的智慧财产权（IP）产业互相配合，因此系统单晶片的设计仍然有许多困难极待克服，系统单晶片的设计瓶颈包括：➤ 制造瓶颈：不同功能单元的制程技术不同，要同时制作在硅芯片上非常困难，数字电路的整合比较容易，数字与模拟电路两者要整合在一起就比较困难。➤ 封装瓶颈：SoC 芯片功能强大，工作频率增加，必定会造成线路的信号产生杂讯互相干扰，必须使用覆晶封装、锡球封装、 晶圆级封装等技术加以克服。➤ 测试瓶颈：测试机器必须同时具备多种数字与模拟信号的测试功能，因此必须发展多功能单一机型的测试机器，同时测试不同功能的SoC 芯片。资料来源：CSDN，东兴证券研究所图6：SoC芯片面临的挑战Q3智驾芯片的技术趋势是怎样的？单SoC芯片方案尚未经过充分的市场验证，用内置的MCU核心去取代外