科技行业先锋系列报告63：特斯拉全自动驾驶FSD系-20200319-中信证券-22页 (2).pdf

科技先锋系列科技先锋系列报告报告63特斯拉特斯拉：全自动驾驶：全自动驾驶FSD系统系统许英博许英博 首席科技产业分析师首席科技产业分析师陈俊陈俊云云 前前瞻研究高级分析师瞻研究高级分析师中信证券研究部中信证券研究部 前瞻研究前瞻研究2020年年03月月19日日资料来源：2019年特斯拉“自动驾驶日”发布会现场PPT 1 1特斯拉特斯拉FSD系统：产品迭代系统：产品迭代硬件系统Model S/X安装日期Model 3安装日期AP 1.02014.09AP 2.02016.102017.07AP 2.52017.82017.07FSD 3.02019.032019.04FSD 4.0预计2021.Q3预计2021.Q3特斯拉特斯拉FSD系统（系统（Full Self-Driving）迭代）迭代周期为周期为2年，马斯克预计年，马斯克预计2021年年Q3将推出将推出FSD4.0特斯拉自动驾驶布局特斯拉自动驾驶布局历程历程201320142016.072016.10特斯拉FSD（AP HW3.0）问世20172019特斯拉AP HW2.5问世特斯拉Autopilot项目启动特斯拉停止与Mobileye合作特斯拉AP HW1.0问世特斯拉与英伟达合作推出AP HW 2.0资料来源：特斯拉官网，中信证券研究部，注：2019年公司自动驾驶系统名称由AP更改为FSD mRrNmOyQyQaQcM6MnPmMtRnNkPrRtQeRrQwP7NqRqPNZoMqMxNsRxO2 2资料来源：特斯拉官网，Teslabros，中信证券研究部。注：2019年公司自动驾驶系统名称由AP更改为FSD经过三代产品迭代经过三代产品迭代，FSDFSD系统功能不断增加，系统功能不断增加，以以保障保障驾驶者及乘客的安全驾驶者及乘客的安全特斯拉特斯拉FSD系统系统：产品迭代产品迭代FSD/AP系统系统AP HW1.0AP HW2.0AP HW2.5FSD/AP HW3.0推出使用时间2014.09-2016-102016.10-2017.082017.08-2019.042019-presentGPS和高分辨率数字地图系统具备具备具备具备道路中心驾驶巡航系统具备具备具备具备交通感应巡航控制系统具备具备具备具备防撞提醒紧急避碰及各种警告紧急避碰及各种警告紧急避碰及各种警告紧急避碰及各种警告行车对象识别区分半挂车、汽车、摩托及人区分半挂车、汽车、摩托及人区分半挂车、汽车、摩托及人增加了垃圾桶、车道标志和增加了垃圾桶、车道标志和交通标志的识别功能交通标志的识别功能辅助变道指示/信号灯变道指示/信号灯变道指示/信号灯变道指示/信号灯变道自动泊车自动泊车与车位自动平行检测自动泊车与车位自动平行检测自动泊车与车位自动平行检测自动泊车与车位自动平行检测束头灯自动高/低光束头灯自动高/低光束头灯自动高/低光束头灯自动高/低光束头灯避开有车辆车道功能具备具备具备具备感应能力增强感应增强感应增强感应增强感应AP导航具备具备AP导航导航具备AP导航具备AP导航行车记录仪具备具备具备自拍摄像头具备具备具备信号灯及Stop Sign识别及反馈具备具备召唤功能具备具备 3 3AP HW1.0AP HW2.0AP HW2.5AP HW3.0前置摄像头1均为一个三目摄像头（包括长焦、中焦、广角）前侧摄像头0222后侧摄像头0222后置摄像头1111车内摄像头000仅仅Model 3配制配制毫米波雷达（前置）11（增强版）1（增强版）1（增强版）超声波雷达12121212四四代产品感知系统传感器个数的变化代产品感知系统传感器个数的变化特斯拉特斯拉FSD系统：感知系统以摄像头为主系统：感知系统以摄像头为主资料来源：Teslabros，特斯拉官网，中信证券研究部四代产品感知系统四代产品感知系统传感器探测距离的变化传感器探测距离的变化AP HW1.0AP HW2.0AP HW2.5AP HW3.0前置摄像头NAHW2.0-3.0探测距离一致：长焦为250m，中焦为150m，广角为60m前侧摄像头080m80m80m后侧摄像头0100m100m100m后置摄像头倒车用50m50m50m毫米波雷达（前置）毫米波雷达（前置）160m160m170m170m超声波雷达超声波雷达5m5m8m8m 4 4资料来源：Motortrend，中信证券研究部三目摄像头安装于挡风玻璃后三目摄像头安装于挡风玻璃后资料来源：太平洋汽车网，中信证券研究部侧方后视摄像头侧方后视摄像头安装安装于前轮翼于前轮翼子板上子板上资料来源：OK特斯拉网，中信证券研究部侧方前视摄像头安装于车辆两侧侧方前视摄像头安装于车辆两侧B B柱上柱上资料来源：太平洋汽车网，中信证券研究部后视摄像头安装在汽车的尾部后视摄像头安装在汽车的尾部特斯拉特斯拉FSD系统：感知系统以摄像头为主系统：感知系统以摄像头为主 5 5资料来源：特斯拉官网，中信证券研究部前置毫米波前置毫米波雷达的作用：探测前方较远距离的障碍物，用于大雾、雨雪天等情况雷达的作用：探测前方较远距离的障碍物，用于大雾、雨雪天等情况特斯拉特斯拉FSD系统：感知系统：感知系统之毫米波雷达、超声波雷达系统之毫米波雷达、超声波雷达资料来源：特斯拉官网，中国物联网，中信证券研究部超声波雷达作用超声波雷达作用1：探测附近车辆，降低碰撞风险：探测附近车辆，降低碰撞风险超声波雷达作用超声波雷达作用2：实现辅助泊车功能：实现辅助泊车功能 6 6自动自动驾驶不同感知方案的对比：摄像头感知方案价格便宜，但对算法要求高驾驶不同感知方案的对比：摄像头感知方案价格便宜，但对算法要求高自动驾驶自动驾驶：传感器方案对比传感器方案对比资料来源：智车科技，中信证券研究部成本成本优势优势劣势劣势功能功能激光雷达600-75000美元可以精准得到外部环境信息成本高，大雾、雨雪天气效果差，无法获得外界图像周围环境3D建模红外传感器600-2000美元夜视效果极佳成本高，技术由国外垄断实现汽车的夜视功能毫米波雷达300-500美元不受天气影响，测量范围广、精度高无法识别道路指示牌、行人等无法完成视觉识别较高的功能摄像头35-50美元成本较低，成本较低，可以通过算法实现各项功能恶劣条件下，难以测距，会导致失效。测距时，测距时，对算法要求较高对算法要求较高能实现大部分ADAS功能，测距功能对算法要求高超声波传感器15-20美元成本低探测距离短，应用局限大侧方超车提醒、倒车提醒不同传感器方案对比不同传感器方案对比 7 7自动自动驾驶不同感知方案的对比：摄像头感知方案价格便宜，但对算法要求高驾驶不同感知方案的对比：摄像头感知方案价格便宜，但对算法要求高自动驾驶自动驾驶：传感器方案对比传感器方案对比资料来源：方象知产研究院，中信证券研究部VelodyneValeoOusteribeo谷歌谷歌Waymo产品型号HDL-64HDL-32VLP-16SCALA 1OS-1LuxHoneycomb产品类别机械类激光雷达机械类激光雷达N/A机械类激光雷达N/A激光束激光束（个）（个）64线程线程32线程线程16线程线程4线程线程64线程线程4-8线程线程N/A范围（米）100-12080-100100100-200100120-200N/A功率（W）601287N/A7-10N/A精度2cm2cm3cmN/A3cm4cmN/A价格价格（美元）（美元）750003000080006001200010000-200007500代表应用代表应用企业企业百度、沃尔沃百度、沃尔沃XC90、丰田普、丰田普锐斯锐斯诺基亚、微软、诺基亚、微软、腾讯、百度腾讯、百度百度、通用百度、通用Cruise奥迪奥迪A8N/AN/A谷歌谷歌Waymo不同激光雷达价格及性能对比不同激光雷达价格及性能对比 8 8自动自动驾驶不同感知方案对比：采用激光雷达方案的厂商较少驾驶不同感知方案对比：采用激光雷达方案的厂商较少自动驾驶自动驾驶：传感器方案对比传感器方案对比资料来源：各公司官网，中信证券研究部厂商车型传感器总数前置摄像头其他摄像头激光雷达激光雷达毫米波雷达超声波雷达特斯拉Model 3221个三目60112谷歌谷歌第四代系统第四代系统21186（自己研发）（自己研发）60第五代系统第五代系统40共29个摄像头5（自己研发）（自己研发）60蔚来ES 823140512小鹏G320140312奥迪奥迪A8 L321141个个4线程线程512宝马5系 L21210038奔驰L221140412广汽Aion S20050312上汽荣威MARVEL X21060312威马EX6 Plus20140312 9 91.0版本：版本：1颗颗英伟达英伟达Tegra+1颗颗 Mobileye Q3资料来源：汽车之家2.52.5版本：版本：2 2颗颗英伟达英伟达TegraTegra ParkerParker芯片芯片2.02.0版本：版本：1 1颗英伟达颗英伟达TegraTegra ParkerParker芯片芯片3.03.0版本：版本：2 2颗自研的颗自研的FSDFSD芯片芯片特斯拉特斯拉FSD系统：数据处理单元系统系统：数据处理单元系统 1010特斯拉特斯拉FSD系统：自研芯片历程系统：自研芯片历程FSD芯片从设计、到芯片从设计、到测试再到量产共历经测试再到量产共历经18个月个月资料来源：特斯拉公告，中信证券研究部2017.82017.122018.042018.07Model S和Model X生产线安装FSD芯片2018.122019.03FSD芯片测试完成测试并改进芯片第一次试验芯片并成功获得量产合格2016年7月，由于安全事故，特斯拉停止与Mobileye合作，车辆采用英伟达自动驾驶芯片。主要原因为：一方面不满于Mobileye进程缓慢，另一方面不满于Mobileye利用特斯拉车主驾驶数据来改善芯片算法；2017年12月，马斯克向外界透露特斯拉正在研发自动驾驶芯片，主要原因为英伟达自动驾驶芯片解决方案主要依靠GPU，功耗较大；芯片装车并测试成功Model 3生产线安装FSD芯片2019.04 1111特斯拉特斯拉FSD系统：系统：3.0版本数据处理单元主板版本数据处理单元主板电源接口和其他输入/输出接口32GB东芝闪存芯片，用于承载操作系统和深度学习模型镁光 512MB LPDD R4内存控制器 主板主板采用采用完整的双系统冗余完整的双系统冗余：确保在某个功能区发生损坏时，依旧可以正常工作；采用双芯片的目的：采用双芯片的目的：为了图像处理的安全性及准确性，而非增强计算性能，另一块芯片功能为安全冗余、相互对照；视频输出接口资料来源：CleanTechnica，中信证券研究部 1212特斯拉特斯拉FSD系统系统：3.0版本数据处理单元优势版本数据处理单元优势资料来源：WikiChip、第一电动网，中信证券研究部FSD系统中的数据传输及处理系统中的数据传输及处理流程流程：从摄像头信号采集到：从摄像头信号采集到NPU数据处理数据处理摄像头采集摄像头采集图像信号图像信号图像处理器图像处理器ISPLPDDR 4运运行内存行内存图像信息存图像信息存储于储于SRAMNPU/GPU/CPU传输速度：25 亿像素/秒处理速度：处理速度：10 亿像素亿像素/秒秒缓存宽带：缓存宽带：2TB/秒秒总带宽68GB/秒完全无人驾驶完全无人驾驶的缓存宽带需的缓存宽带需1TB/秒秒达到达到了最快的消了最快的消费级视频传输费级视频传输DP1.4标准标准传输速度远远大于8颗摄像头采集的数据量内存总带宽可能是未来限制自动驾驶的瓶颈特斯拉特斯拉FSD系统的优势主要体现在高速图像处理、系统的优势主要体现在高速图像处理、NPU、SRAM三三个方面个方面高速的图像处理性能高速的图像处理性能：图像处理器SIP已达到了最快的消费级视频传输DP1.4标准；团队自研设计的团队自研设计的NPU（神经网络加速器），主要用于图像处理，在集成芯片中空间占比最大，所承担的工作量也最大；SRAM 容量容量：达2TB/秒，远超市场上同类芯片。SRAM主要作用为缓存效果，用于存放NPU的计算结果。据特斯拉芯片总工程师Pete Bannon透露，实现L5级别无人驾驶其缓存宽带大于1TB秒；以上可以看出：特斯拉以上可以看出：特斯拉采用的是预装硬件系统，采用的是预装硬件系统，之后通过之后通过OTA更新方式更新方式获得越来越多的高级功能获得越来越多的高级功能硬件性能硬件性能硬件性能与行业的对比 1313特斯拉自研芯片特斯拉自研芯片：与市场主流芯片：与市场主流芯片大小对比大小对比资料来源：CleanTcehnicaFSD芯片与市场上主流芯片的大小对比芯片与市场上主流芯片的大小对比2015年7月，英特尔推出的i7-6700K CPU处理器，面积176mm2，14nm工艺；2018年1月，英伟达推出的Driven Xavier自动驾驶芯片，面积为350mm2，16nm工艺；2019年4月，特斯拉推出的FSD自动驾驶芯片，260mm2，14nm工艺；2019年8月，英伟达推出的RTX2080 Ti显卡芯片，面积754mm2，12nm工艺；1414FSDFSD芯片实际为一款以芯片实际为一款以NPUNPU为核心的芯片为核心的芯片资料来源：THEVEGER，WikiChip特斯拉特斯拉FSDFSD芯片封装：芯片封装：20*13=260 20*13=260 mmmm2 2特斯拉特斯拉FSDFSD芯片外观：芯片外观：37.5*37.5=1046 mm37.5*37.5=1046 mm2 2特斯拉特斯拉FSDFSD芯片方格图：芯片方格图：NPUNPU空间占比最大空间占比最大特斯拉自研芯片：一款以特斯拉自研芯片：一款以NPU为核心的芯片为核心的芯片CPU：负责FSD系统中通用数据的处理通用数据的处理；GPU:负责FSD系统中的图像图像后处理工作后处理工作，比如：对外描绘出操作界面和图形；NPU：FSD系统中的深度学习和神经网络处理单元，主要处理图像数据处理图像数据；1515特斯拉、特斯拉、Mobileye、英伟达自动驾驶芯片对比、英伟达自动驾驶芯片对比Mobileye以以CPU、CVP为主为主特斯拉芯片以特斯拉芯片以NPU为主为主英伟达英伟达Xavier芯片以芯片以GPU、CPU为主为主特斯拉自研芯片特斯拉自研芯片：与市场主流：与市场主流芯片性能对比芯片性能对比特斯拉芯片：特斯拉芯片：主要由3个模块构成（CPU、GPU、NPU），以以NPU为主为主。由于特斯拉未采用雷达视觉方案，并未包含CVP模块；Mobileye EQ5：主要由4个模块构成（CPU、CVP、DLA、MA），以以CPU、CVP为主为主。其中CVP为Computer Vision Processor，为Mobileye的优势；英伟达英伟达Xavier芯片芯片：主要由4个模块构成（GPU、CPU、两个ASIC：DLA、PVA），以以GPU、CPU为为主。主。其中PVA为Programmable Vision Accelerator，与EyeQ5的CVP类似；CPU资料来源：WikiChip、Mobileye官网红色区域均为红色区域均为GPU 1616市场自动驾驶主流计算平台及芯片性能对比市场自动驾驶主流计算平台及芯片性能对比特斯拉自研芯片特斯拉自研芯片：与市场主流芯片性能对比：与市场主流芯片性能对比资料来源：特斯拉、Mobileye、英伟达、华为和地平线公司官网，中信证券研究部计算平台计算平台芯片芯片厂商厂商名称名称平台算力平台算力功耗功耗名称名称算力算力/TOPS功耗功耗/W单位功耗单位功耗可提供算力可提供算力晶体管数晶体管数制备工艺制备工艺特斯拉特斯拉FSD双芯片双芯片144TOPS72WFSD芯片芯片7272160亿亿14nmMobileyeEye Q42.53Eye Q42.530.83N/A28nmEye Q5125Eye Q51252.4N/A7nm FinFET英伟达Drive AGX Pegasus320 TOPS500WDrive AGX Xaive30301.090亿12nmDrive Orin芯片预计2022年量产Drive Orin200N/AN/A170亿7nm FinFET华为MDC 600双芯片352TOPS300W昇腾31016Tops82.0N/A12nm地平线Matrix40TOPS20WJourney 芯片4TOPS22.0N/A28nm我们认为：特斯拉我们认为：特斯拉FSDFSD系统优势主要集中在系统优势主要集中在ISPISP图像处理速度、图像处理速度、NPUNPU数据处理速度、数据处理速度、SRAMSRAM图像数据存储上图像数据存储上 1717资料来源：公司官网，中信证券研究部自动辅助导航驾驶，优化路线自动辅助导航驾驶，优化路线资料来源：公司官网，中信证券研究部智能召唤智能召唤资料来源：公司官网，中信证券研究部自动辅助转向自动辅助转向+资料来源：公司官网，中信证券研究部未来升级后可实现完全自动驾驶未来升级后可实现完全自动驾驶特斯拉特斯拉FSD系统：执行并系统：执行并未实现完全自动未实现完全自动驾驶功能，驾驶功能，仍仍需主动需主动监控监控 1818资料来源：Wind，TechWeb，TrueCars，特斯拉官网，中信证券研究部特斯拉不同车型美国售价（万美元）：特斯拉不同车型美国售价（万美元）：现阶段现阶段FSD价格为价格为7000美元，为特斯拉选配方案美元，为特斯拉选配方案特斯拉车辆价格及特斯拉车辆价格及FSD价格价格资料来源：智能汽车网站42号车库网，特斯拉官网，中信证券研究部特斯拉不同车型国内售价（万元）：现阶段特斯拉不同车型国内售价（万元）：现阶段FSD价格为价格为5.6万，为特斯拉选配方案万，为特斯拉选配方案0501001502019/22019/32019/42019/52019/62019/72019/82019/9 2019/10 2019/11 2019/12 2020/12020/22020/3Mode 3后驱长续航版（进口）Model 3（国产）Model S 100D（长续航版）Model X 100D（长续航版）00.20.40.60.80246810Feb-19Mar-19Apr-19May-19Jun-19Jul-19Aug-19Sep-19Oct-19Nov-19Dec-19Jan-20Feb-20Mar-20Model 3 Standard Range PlusModel S Long Range PlusModel X Long Range PlusFSD价格（右坐标）1919资料来源：各公司官网，中信证券研究部国内不同国内不同车型辅助驾驶选配价格（万元）车型辅助驾驶选配价格（万元）不同车型辅助驾驶选配价格不同车型辅助驾驶选配价格0123456特斯拉Model 3蔚来 ES6奔驰 E300L宝马3系奥迪 A4L威马 EX5小鹏 G3理想 one 感谢您的信任与支持！感谢您的信任与支持！THANKYOU许英博许英博（首席前瞻研究分析师首席前瞻研究分析师）执业证书编号：S1010510120041陈俊云陈俊云（前瞻研究高级分析师前瞻研究高级分析师）执业证书编号：S1010517080001 分析师声明分析师声明主要负责撰写本研究报告全部或部分内容的分析师在此声明：（i）本研究报告所表述的任何观点均精准地反映了上述每位分析师个人对标的证券和发行人的看法；（ii）该分析师所得报酬的任何组成部分无论是在过去、现在及将来均不会直接或间接地与研究报告所表述的具体建议或观点相联系。评级说明评级说明其他声明其他声明本研究报告由中信证券股份有限公司或其附属机构制作。中信证券股份有限公司及其全球的附属机构、分支机构及联营机构（仅就本研究报告免责条款而言，不含CLSA group of companies），统称为“中信证券”。法律主体声明法律主体声明本研究报告在中华人民共和国（香港、澳门、台湾除外）由中信证券股份有限公司（受中国证券监督管理委员会监管，经营证券业务许可证编号：Z20374000）分发。本研究报告由下列机构代表中信证券在相应地区分发：在中国香港由CLSA Limited分发；在中国台湾由CL Securities Taiwan Co.,Ltd.分发；在澳大利亚由CLSA Australia Pty Ltd.分发；在美国由CLSA group of companies（CLSA Americas,LLC（下称“CLSA Americas”）除外）分发；在新加坡由CLSA Singapore Pte Ltd.（公司注册编号：198703750W）分发；在欧盟与英国由CLSA Europe BV或 CLSA（UK）分发；在印度由CLSA India Private Limited分发（地址：孟买（400021）Nariman Point的Dalamal House 8层；电话号码：+91-22-66505050；传真号码：+91-22-22840271；公司识别号：U67120MH1994PLC083118；印度证券交易委员会注册编号：作为证券经纪商的INZ000001735，作为商人银行的INM000010619，作为研究分析商的INH000001113）；在印度尼西亚由PT CLSA Sekuritas Indonesia分发；在日本由CLSA Securities Japan Co.,Ltd.分发；在韩国由CLSA Securities Korea Ltd.分发；在马来西亚由CLSA Securities Malaysia Sdn Bhd分发；在菲律宾由CLSA Philippines Inc.（菲律宾证券交易所及证券投资者保护基金会员）分发；在泰国由CLSA Securities(Thailand)Limited分发。针对不同司法管辖区的声明针对不同司法管辖区的声明中国：中国：根据中国证券监督管理委员会核发的经营证券业务许可，中信证券股份有限公司的经营范围包括证券投资咨询业务。美国：美国：本研究报告由中信证券制作。本研究报告在美国由CLSA group of companies（CLSA Americas除外）仅向符合美国1934年证券交易法下15a-6规则定义且CLSA Americas提供服务的“主要美国机构投资者”分发。对身在美国的任何人士发送本研究报告将不被视为对本报告中所评论的证券进行交易的建议或对本报告中所载任何观点的背书。任何从中信证券与CLSA group of companies获得本研究报告的接收者如果希望在美国交易本报告中提及的任何证券应当联系CLSA Americas。新加坡：新加坡：本研究报告在新加坡由CLSA Singapore Pte Ltd.（资本市场经营许可持有人及受豁免的财务顾问），仅向新加坡证券及期货法s.4A（1）定义下的“机构投资者、认可投资者及专业投资者”分发。根据新加坡财务顾问法下财务顾问（修正）规例（2005）中关于机构投资者、认可投资者、专业投资者及海外投资者的第33、34及35 条的规定，财务顾问法第25、27及36条不适用于CLSA Singapore Pte Ltd.。如对本报告存有疑问，还请联系CLSA Singapore Pte Ltd.（电话：+65 6416 7888）。MCI(P)086/12/2019。加拿大：加拿大：本研究报告由中信证券制作。对身在加拿大的任何人士发送本研究报告将不被视为对本报告中所评论的证券进行交易的建议或对本报告中所载任何观点的背书。欧盟与英国：欧盟与英国：本研究报告在欧盟与英国归属于营销文件，其不是按照旨在提升研究报告独立性的法律要件而撰写，亦不受任何禁止在投资研究报告发布前进行交易的限制。本研究报告在欧盟与英国由CLSA（UK）或CLSA Europe BV发布。CLSA（UK）由（英国）金融行为管理局授权并接受其管理，CLSA Europe BV 由荷兰金融市场管理局授权并接受其管理，本研究报告针对由相应本地监管规定所界定的在投资方面具有专业经验的人士，且涉及到的任何投资活动仅针对此类人士。若您不具备投资的专业经验，请勿依赖本研究报告。对于由英国分析员编纂的研究资料，其由CLSA（UK）与CLSA Europe 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