您的浏览器禁用了JavaScript(一种计算机语言,用以实现您与网页的交互),请解除该禁用,或者联系我们。[财通证券]:智能驾驶研究框架(三):特斯拉专题 - 发现报告
当前位置:首页/行业研究/报告详情/

智能驾驶研究框架(三):特斯拉专题

交运设备2024-02-23杨烨财通证券G***
智能驾驶研究框架(三):特斯拉专题

智能驾驶研究框架(三)特斯拉专题证券研究报告分析师 杨 烨S A C证书编号:S 0 1 6 0 5 2 2 0 5 0 0 0 1联系人 王妍丹发布日期:2024年2月23日 2智能驾驶研究框架:(三)特斯拉专题◆特斯拉的自动驾驶之路分为三个阶段,目前已经进入全面自研阶段,从底层硬件到上层软件做到全面自研。特斯拉为智能驾驶行业带来的技术革新主要包括:①影子模式,为特斯拉现实数据获取打基础。②HydraNet,重构自动驾驶目标检测网络结构,提升算法效率。③BEV+Transformer,通过BEV升维采集后的2D图像,形成车辆自身坐标系。④占用网络,在BEV基础上补充了物体高度识别和未经标注的障碍物识别。⑤端到端,基于深度神经网络,更接近真实人类驾驶。◆特斯拉FSD目前仅在北美开放,选购率在地区间差异较大。✓目前特斯拉在北美地区已开放FSD并提供订阅&买断两种付费模式,其他地区仅限于付费预装。因此FSD的选购率在地区之间差距较大。✓计算中心方面,2023年7月特斯拉DOJO正式量产,根据特斯拉算力发展规划,DOJO将在2024年10月达到100EFlops的超级算力。◆投资建议:建议关注德赛西威、均胜电子、中科创达、经纬恒润、光庭信息、华阳集团等在汽车智能化中具有优势地位且软件能力领先的公司。◆风险提示:汽车智能化渗透率提升速度低于预期的风险;政策法规的支持不及预期的风险;芯片等原材料短缺风险;宏观经济形势下行的风险等。 目录一、特斯拉:产品框架二、特斯拉自动驾驶之路三、软硬服务内外兼修四、投资建议五、风险提示 41.1 特斯拉:成立20年,主要车型包括四款◆特斯拉2003年成立,目前主流车型包括高端车Model S、Model X,经济乘用车Model3、Model Y四款车型。✓此外还有皮卡Cybertruck、跑车Roadster、卡车Semi等车型在售。✓根据Rho Motion,2023年全球纯电动车销量950万辆;特斯拉2023年全球交付量为181万辆,约占全球销量19%。✓截至2023年底,特斯拉全球员工超过14万人。图表1 特斯拉历史沿革数据来源:博达智库,长贝咨询,金融界,特斯拉官网,Motor1,TrendForce,财通证券研究所图表2 四款车型 51.2 特斯拉的主要业务结构◆特斯拉有汽车和能源(包括储能)两个部门,主要业务包括:①汽车销售:特斯拉乘用车及卡车等车型销售。②汽车租赁:特斯拉在北美、欧洲、亚洲等地提供租赁服务。③汽车监管信贷:业务运营中赚取的碳积分的销售。④储能:主要包括Powerwall、Megapack储能产品,以及Solar Energy事业部的太阳能屋顶。⑤服务及其他收入:主要包括付费超级充电桩、汽车维修和保险等业务。图表3 特斯拉业务布局数据来源:特斯拉官网,Wind,财通证券研究所图表4 特斯拉业务收入占比(2023年)汽车销售, 81%汽车监管信贷, 2%汽车租赁, 2%储能, 6%服务及其他收入, 9% 61.2 特斯拉的主要业务结构及毛利率◆特斯拉近年成长主要源于汽车销售,2020年特斯拉中国工厂启动制造,有效提升特斯拉汽车销量毛利率。◆公司其他业务收入及毛利率成长较平稳。图表5 特斯拉各业务收入情况(2019-2023年)数据来源:Wind,财通证券研究所图表6 特斯拉各业务毛利率情况(2019-2023年)200262456672785911162521181815202839602223386183010020030040050060070080090020192020202120222023汽车销售(亿美元)汽车租赁(亿美元)汽车监管信贷(亿美元)储能(亿美元)服务及其他收入(亿美元)20%25%29%26%17%47%47%40%39%40%100%100%12%1%-5%7%19%-24%-16%-3%4%6%-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%20192020202120222023汽车销售毛利率汽车租赁毛利率汽车监管信贷毛利率储能服务及其他收入毛利率 71.3 马斯克的其他公司:SpaceX提供第一性原理,Twitter掌握发声渠道1.PayPal(贝宝):1999年马斯克创办X.com网络银行,后与Confnity合并并更名为PayPal,他持有该公司约10%的股份。2.SpaceX(太空探索技术公司):2002年马斯克创办,太空探索技术公司是一家私人航天公司,致力于实现太空旅行的商业化。马斯克持有该公司约一半的股份,是太空探索技术公司的最大股东。3.Tesla(特斯拉):2004年马斯克加入特斯拉,担任董事长和产品设计师,也是马斯克最重要的绿色能源项目之一。马斯克持有该公司约20%的股份,是特斯拉最大的股东。4.Twitter(推特):作为一位活跃的社交媒体用户,马斯克也是推特的用户之一。他持有推特约10%的股份,是该公司的最大股东之一。5.Square(方块集团):这是另一家由马斯克投资的公司,方块集团是一家移动支付公司,致力于为个人和小型企业提供便捷的支付解决方案。马斯克持有该公司约10%的股份,是方块集团的最大股东之一。(主要为消费者提供配合智能手机使用的读卡器,让消费者可以在任何地方进行付款和收款。)◆除了以上列举的公司,马斯克还投资了其他许多公司和项目,包括SolarCity、LinkedIn和Zip2等。数据来源:爱企查,财通证券研究所 目录一、特斯拉:产品框架二、特斯拉自动驾驶之路三、软硬服务内外兼修四、投资建议五、风险提示 92.1 特斯拉的自动驾驶分为三个阶段◆迄今为止特斯拉自动驾驶的发展分为三个阶段,从特斯拉HW硬件迭代可见一斑:①2013-2016:基础建设期,这一阶段特斯拉使用mobileye的前装智能驾驶产品。②2016-2019:自研过渡期,特斯拉核心处理器使用英伟达产品,传感器配置已完善。③2019-至今:全面自研期,从底层硬件到上层软件做到全面自研。数据来源:搜狐汽车E电园,中国能源报,BLOGTESLA,42号车库,财通证券研究所图表8 特斯拉智能驾驶硬件迭代项目HW1.0HW2.0HW2.5HW3.0HW4.0时间2014.92016.12017.82019.32023.3前置摄像头1个3个3个侧面摄像头02个4个侧面后置摄像头02个2个后置摄像头001个毫米波雷达Radar*1(160米)Radar*1(170m)Phoenix高精度雷达*1超声波雷达Lidar*12(5m)Lidar*12(8m)0核心处理器Mobileye EyeQ3*1Nvidia Parker SoC*1Nvidia PascalGPU*1英飞凌TriCoreMCU*1Nvidia Parker SoC*2Nvidia PascalGPU*1英飞凌TriCoreMCU*1FSD 芯片*2FSD芯片2.0 *2基础建设期(2013-2016)•2013年,马斯克宣布开发辅助驾驶系统,即Autopilot•2014年,Hardware 1.0上车•2015年10月,Autopilot完整功能正式开启•2016年7月,Mobileye宣布和Tesla终止合作自研过渡期(2016-2019)•2016年初,特斯拉在内部启动计算平台FSD(Full Self-Driving Computer)的研发•2016年10月,特斯拉推出Hardware2.0,传感器配置完善•2017年4月,特斯拉推出Hardware 2.5全面自研期(2019-至今)•2019年4月,特斯拉推出Hardware 3.0•2019年4月,特斯拉举办第一次自动驾驶投资者日,披露了其FSD芯片、影子模式等•2022年10月,特斯拉披露其Occupancy Network图表7 特斯拉智能驾驶大事件 102.1.1 基础建设期:2013-2016年◆推出Autopilot,软硬件产品均与Mobileye紧密合作 。✓2013年8月,马斯克宣布特斯拉要为Model S开发辅助驾驶系统,即Autopilot。✓2014 年 10 月,特斯拉发布第一代硬件 Hardware 1.0以及初代Autopilot,软硬件均由 Mobileye 提供,自动驾驶芯片采用 Mobileye 的 EyeQ3。✓2016年5月,一辆 Model S(2015 年款)在使用 Autopilot 状态下,拦腰撞向了一辆垂直方向开来的白色挂车,事故导致了一人死亡。特斯拉的Autopilot陷入舆论风波。随后同年7月,Mobileye宣布终止和特斯拉的合作。图表10 特斯拉2016年5月车祸解析图数据来源:汽车之心,电动知士,车东西,财通证券研究所图表9 AUTOPILOT 1.0 112.1.2 自研过渡期:2016-2019年◆完成自研Autopilot,推出FSD,计算硬件由英伟达提供。✓2016年初,特斯拉在内部启动计算平台 FSD(Full Self-Driving Computer)的研发,FSD芯片研发由传奇芯片架构师Jim Keller负责。✓2016年10月,特斯拉推出 Hardware2.0,硬件切换至英伟达,同时完善了传感器配置。✓2017年3月,特斯拉推送Autopilot8.1,自研算法能力追平Mobileye,从此开启了其自研算法1-N的超越。同年6月,有车主发现特斯拉正通过摄像头收集路况以改进Autopilot(即影子模式)。✓2017年4月,特斯拉推出 Hardware 2.5.图表11 特斯拉Autopilot软件副总裁宣布AP更新至8.1数据来源:亿欧网,汽车之心,36氪,财通证券研究所图表12 特斯拉AP2.0 122.1.3 全面自研期:2019年-至今◆特斯拉中央计算自HW3.0启全面自研。✓2019年4月,特斯拉推出Hardware 3.0,自研芯片FSD芯片亮相。✓2020年8月,马斯克宣布全新训练服务器Dojo正在开发,同年特斯拉引入BEV+Transformer架构。✓2022年10月,特斯拉披露其 Occupancy Network。✓2023年3月,HW4.0低调上车,FSD芯片升级至2.0。✓2024年1月,特斯拉FSD v12(FSD v12.1.2)开始正式向用户推送,将城市街道驾驶堆栈升级为端到端神经网络。图表14 HW4.0系统11个摄像头布置示意图图表13 特斯拉自研FSD中央计算数据来源:亿欧网,汽车之心,36氪,财通证券研究所 132.2.1 特斯拉数据获取:1)影子模式◆影子模式是特斯拉真实驾驶数据获取的核心。✓2019年4月,特斯拉发布“影子模式”。✓特斯拉车在行驶过程中(所有状态下),传感器会持续对决策算法进行验证——系统的算法在“影子模式”下做持续模拟决策,并且把决策与驾驶员的行为进行对比,一旦两者不一致,该场景便被判定为“极端工况”,进而触发数据回传(大幅缩小计算中心存储需求)。图表15 特斯拉发布影子模式数据来源:特斯拉,车东西,财通证券研究所 142.2.2 特斯拉数据获取:2)数据闭环及自动标注◆特斯拉的数据闭环:通过影子模式搜集数据,经过清洗、标注(自动标注+人工标注),与仿真数据共同构建训练集。训练集也用于车载模型的训练,完成之后更新到车上;以此往复,完成数据流的闭环。✓2020年起,特斯拉开始研发数据自动标注系统。✓在车辆行驶过程中,摄像头收集的路面信息,打包上传到服务器的离线神经网络大模型,由大模型进行预测性标注,再反馈给车端各个传感器,当预测的标注结果在 8 个传感器均呈现一致时,则这一标注成功。图表17 自动驾驶模型训练以数据为中心图表16 特斯拉模型训练流程数据来源:特斯拉,深蓝学院,财通证券研究所 152.3.1 特斯拉算法引领行业:1)多任务学习神经网络架构HydraNet◆背景:传统自动驾驶目标检测采用通用网络结构,当时业内自动驾驶视觉神经网络只有一个head,在同时完成多项任务方面(如车道线检测,人物检测与追踪,信号灯检测等等视觉