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智能机器人的发展趋势:从特斯拉人形机器人看智能化投资机遇

智能机器人的发展趋势:从特斯拉人形机器人看智能化投资机遇禾赛科技:高线数激光雷达领先企业。公司拥有成熟且丰富的机械式激光 雷达产品线(32/40/64/128 线)。其中 Pandar GT 与速腾聚创 RS-LiDARM1 均为 MEMS 半固态产品。从最大扫描范围来看,Pandar GT 可达 300 米(10%反射率),而 RS-LiDAR-M1 为 200 米;从可视角度来看,RSLiDAR-M1 的 FOV 为 120/25 度,超过 Pandar GT 的 60/20 度。速腾聚创:车规级 MEMS 激光雷达领导者。速腾聚创深耕 MEMS 微振镜 技术路线,其 RS-LiDARM1(MEMS)是全球首款车规级量产的 MEMS 激光雷达。 2018 年通过 IATF 16949 车规认证,2020 年批量出货北美, 并于 2021 年领先全行业,实现车规级量产交付。性能方面,M1 拥有 120°×25°的超广视场角以及最远 200m

人形机器人感知方案或如同自动驾驶,分为纯视觉感知激光雷达与两大路 线。纯视觉感知路线以机器视觉为核心,利用毫米波雷达 摄像头实现自动 驾驶,其优势为成本低且符合人眼逻辑,在数据积累达到一定规模后能够 超越激光雷达方案的表现,但在恶劣环境下,摄像头完成感知任务的难度 也会随之提升;激光雷达方案可以在现有技术条件下实现快速 3D 建模, 比较精准的还原路况信息,形成计算机可以快速识别、快速处理、快速应 对的方案,目前的痛点在于成本高昂、且对芯片算力需求大。

特斯拉或坚持纯视觉路线,其他厂商可能采用激光雷达方案。特斯拉凭借 自身的算法能力、数据储备等优势,采取基于摄像头的视觉方案;而国内 车企通常选择基于激光雷达的技术方案。因此在人形机器人方面,特斯拉 可能会坚持纯视觉路线,而在激光雷达产业链逐步成熟、成本逐渐降低的 情况下,未来其他厂商制造机器人时,激光雷达或会成为主流方案。

人形机器人有望继智能汽车成为 CIS 最新增长动力。根据 Frost&Sullivan, 2020 年至 2025 年,全球 CIS 出货量/全球车载 CIS 出货量的 CAGR 为 13%/19%;全球 CIS 销售额/全球车载 CIS 销售额的 CAGR 为 9%/21%, 车载 CIS 销售额提升较出货量快的原因为车载摄像头需应对复杂的环境, 因此标准更严苛,CIS 作为其核心部件,需要提升 HDR、LFM、低照等关 键技术以匹配车载摄像头高像素、高稳定性的趋势,因此车载 CIS 的单位价值较高。同样地,人形机器人摄像头需要高性能快速且精确地取得图像 信息,应对多变的工作环境,亦会使得此领域 CIS 价值量较高。

国内厂商发力高规格 CIS,人形机器人 CIS 有望实现国产化。国内 CIS 行 业起步较晚,以往主要从低端产品切入,而经过多年的追赶,与海外厂商 差距正在不断缩小。根据 ICV Tank,2021 年,国内厂商豪威科技(韦尔 股份子公司)车载 CIS 市场份额达 29%,全球排名第二,技术水平处于领 先地位,产品广泛受到整车厂与 Tier1 厂商认可。而国内其他厂商也正发 力车载 CIS,例如格科微产品已用于行车记录仪、360 度环视、后视、座 舱监控等;思特威产品在倒车摄像头后装市场获得广泛应用。由于国产 CIS 具备性价比、临近产业链与市场等优势,我们认为人形机器人是国产 CIS 的发展契机,推动国产厂商技术加速升级,占据更多市场份额。

豪威科技(韦尔股份子公司):国内 CIS 领先企业,有望凭借技术优势进 入人形机器人产业链。豪威科技图像传感器产品已经广泛的应用于消费电 子、安防、汽车、医疗、AR/VR 等领域,其中 CIS 产品型号覆盖了 8 万像 素至 6 400 万像素等各种规格。可实现摄像头更高速的自动对焦;降低功 耗并保障了图像质量;显著提升在无光和低光环境下的图像捕捉能力;能 捕捉高速移动物体,且不会产生空间失真。目前豪威科技已打入国内多家 自动驾驶产业链,未来或可凭借技术优势进军人形机器人产业链。

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中国成为激光雷达主要市场,国产厂商占据地理优势。据 Frost & Sullivan, 2021-2025 年全球激光雷达市场规模将以 CAGR 61%的增速增长,中国市场将占全球总市场的 31.8%。激光雷达市场快速扩张主要受车载等高端应 用领域拉升,由于车载环境感知的技术方案理论上可复用至人形机器人上, 因此,一旦人形机器人需求起量,将带动激光雷达需求进一步扩张,国内 厂商背靠市场,且上下游产业链完善,容易形成规模、成本优势。

国外激光雷达厂商仍占据车载较大份额,国内厂商正迎头赶上。国内激光 雷达厂商发展迅速,目前技术已相对成熟,也已进入国内车企产业链,如: 小鹏 P5 等使用大疆产品;小鹏 G9、上汽智己 L7、广汽埃安 LX Plus 等使 用速腾聚创产品;北汽极狐αS、长城铁甲龙等使用华为产品。从市场竞 争格局来看,据 Yole 统计,2021 年全球车载激光雷达领域,法雷奥以 28% 的份额市场占有率第一;速腾聚创、禾赛科技、华为、大疆等国内厂商合 计市场份额约为 26%,单厂商市场份额较低,国产替代空间巨大。

速腾聚创:车规级 MEMS 激光雷达领导者。速腾聚创深耕 MEMS 微振镜 技术路线,其 RS-LiDARM1(MEMS)是全球首款车规级量产的 MEMS 激光雷达。 2018 年通过 IATF 16949 车规认证,2020 年批量出货北美, 并于 2021 年领先全行业,实现车规级量产交付。性能方面,M1 拥有 120°×25°的超广视场角以及最远 200m 的测距能力,突破了 905nm 光源 MEMS 激光雷达测距极限,并且实现人眼安全的激光级别。

禾赛科技:高线数激光雷达领先企业。公司拥有成熟且丰富的机械式激光 雷达产品线(32/40/64/128 线)。其中 Pandar GT 与速腾聚创 RS-LiDARM1 均为 MEMS 半固态产品。从最大扫描范围来看,Pandar GT 可达 300 米(10%反射率),而 RS-LiDAR-M1 为 200 米;从可视角度来看,RSLiDAR-M1 的 FOV 为 120/25 度,超过 Pandar GT 的 60/20 度。

2.2、人形机器人算力要求较高,部分国产芯片厂商或可满足需求

人形机器人的控制芯片类似自动驾驶芯片。与智能驾驶相关的芯片主要分 为自动驾驶芯片(边缘端)和智能座舱芯片两大类,另外衍生的相关芯片 种类还有计算集群芯片(云端)。自动驾驶芯片具备智能和学习的特性,可 模仿人的大脑神经网络,符合人形机器人需求,故可作为人形机器人的大脑。人形机器人注重机体运动的高流畅以及人机交互的低延时,需要更强 大的算力支撑,才能使人形机器人更像人。

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目前自动驾驶芯片市场份额主要由海外玩家占据,包括英伟达、英特尔 Mobileye、高通等。国内外汽车自动驾驶进度上的差异,与国内外汽车 AI 芯片发展上有关。国外芯片产业发展时间长且产业链成熟,英伟达、高通、 英特尔等国际巨头先后展开汽车智能化相关领域芯片的布局。国内芯片产 业虽起步晚,但国内市场、政策提供了有利环境,AI 芯片迎来发展风口, 自动驾驶领域的 AI芯片公司有望迎风见长。

国内厂商的核心优势在于国内市场庞大,可占据地利条件。虽然国内芯片 在算力方面目前落后于英伟达等国际大厂,但随着时间推移,在技术水平 跟上以后,产业链、终端市场等地理优势将逐步显现,本土化服务能力将 成为国产企业核心竞争力,可持续关注国产 AI 计算芯片领先企业地平线。

地平线:推出首款可量产的百 TOPS 级大算力 AI 芯片,积极布局机器人 产业链。地平线车载芯片征程系列在汽车领域获得广泛认同,目前已获得 70 多个车型的前装定点。征程 5 针对高等级智能驾驶应用场景,单颗芯片 算力可达 128TOPS,于 2022 年先后斩获比亚迪、一汽红旗等重要定点。 此外,2022 年 6 月,地平线机器人推出国内首个软硬一体、开放易用的机 器人开发平台——Horizon Hobot Platform,囊括底层计算、开发工具、算 法案例在内的整套机器人开发服务,为机器人开发者、提升机器人开发效 率提供了全新的基础设施。当前公司旭日系列芯片在智能机器人、智能家 居等领域已实现规模化落地量产,应用在科沃斯、小度等产品上,未来公 司有望成为国产人形机器人芯片主流玩家。

2.3、人形机器人带来智能网联需求增长

人形机器人主要面对家庭和服务场景,5G 低延时、高速率、广连接等特 性将为其赋能。人形机器人为主人提供快速、精准的服务,在家用场景下 可连接所有智能家居产品,作为总开关,在人机交互时可以迅速搜索云资 料库,并提供相对应解决方案,因此需要强大度数据传输能力,并根据指 令完成相应执行动作。5G 带来的无线连接技术和云端技术,将对机器人智 能化带来更大灵活性。

人形机器人要有“人性”,传输速度要求远高于现有水平。智能手机方面, 目前 5G 最高下载速率能达到 1Gbps 左右,上行速率约为 100Mbps。车载 网络方面,目前汽车以太网可以支持 1 Gbps 左右的网络速度,然而当前 具有半自动驾驶功能的汽车的网络速度从 500Kbps 到 1Mbps 不等。想要 达到完全自动驾驶技术水平,预计需要网络速度 10~20Gbps。由于人形机 器人在环境感知、人机交互、甄别危险等方面有短时效大量数据传输需求, 因此初步判断人形机器人传输速率至少要达到 10 Gbps。

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2.3.1、海外基带芯片厂商主导,国产厂商处于蓄力阶段

全球基带芯片公司凤毛麟角,高通占据一半以上市场份额。由于基带芯片 技术壁垒高,需要技术长期累积,且需要和全球上百家通信运营商达成互 联互通测试,目前市场仍由海外大厂主导。根据 Strategy Analytics,2021 年全球基带芯片市场份额达 314 亿美元,其中,海外企业高通、联发科、 三星 LSI 三家占据 90%以上市场份额,国内商用基带芯片较为成熟的企业 有华为海思、紫光展锐和翱捷科技,整体市场国产化率较低,国产替代空 间广阔。5G 技术是人形机器人性能的关键所在,国产基带芯片厂商发展可期。由 于目前高通、联发科占据手机芯片大部分市场份额,国产厂商纷纷向其他 领域,如车载、可穿戴等方向布局,人形机器人为全新增量领域,且市场 前景良好,或可助力国产通信芯片厂商抢占市场。

翱捷科技:物联网基带新锐,有望实现人形机器人基带芯片国产化。公司 拥有 2G-5G 蜂窝基带芯片的研发设计能力,且有 WiFi、LoRa、蓝牙和全 球定位导航芯片等物联网芯片的产品布局,全面覆盖智能物联网市场各类 传输距离的应用场景;人工智能领域,公司拥有高速 SoC 芯片定制能力及 基于 AI 芯片架构和自研 ISP 实现智能 IPC 芯片流片。公司蜂窝基带芯片 下游客户广泛,与移远通信、日海智能、有方科技、高新兴、U-blox 等达 成合作,进入了国家电网、中兴通讯、小米、Hitachi、奇虎 360、TP-Link 等品牌企业供应链体系。作为国内基带芯片佼佼者,翱捷科技长期布局万 物互联场景,有望凭借技术积累、产业链布局,拓展人形机器人网联业务。

2.3.2、国内通信模组发展迅速,万物互联技术成熟

物联终端核心部件,负责接入网络与数据传输。通信模组是物联网智能终 端的核心部件,是智能终端与物联网之间的连接纽带,肩负着智能终端接 入网络的重要使命,在物联网产业架构中处于感知层和网络层中间,负责智能终端和网络层之间的数据传输,感知层采集的海量数据均需通过无线 通信模组汇聚到网络层,进而通过云端对设备进行有效控制,通信模组决 定了设备能否应对复杂的应用环境从而确保通信质量的稳定性和可靠性。 因此,通信模组在人形机器人应用中尤为重要。

智能模组助力实现人形机器人。根据美格智能,目前通信模组已演进为智 能模组,其具备通信模组特性,支持 2G-5G 的广域网接入。同时智能模组 自带 Android、HarmonyOS 等复杂的操作系统,具备开放安全的软件环境; 自带 CPU、GPU 算力,高度集成化,支持 GNSS、Wi-Fi 4/5/6、BT/BLE。 智能模组拥有丰富接口,可扩展复杂外设,例如:LCM/TP/Camera 等外 设需求,以及多路的 UART/IIC/SPI,方便用户串接各种 Sensor、NFC、 扫码头、指纹识别等外扩设备。相较于传统的 AP Modem 搭配方式,智 能模组的尺寸更小,价格更有优势。以 5G AIoT 为核心的智能化产业链智 慧升级越发加速,蜂窝模组 4.0/5.0 也即将面世,以智能模组 物联网定制 化解决方案,助力实现功能全面的人形机器人。

国内通信模组企业纷纷布局机器人领域。移远通信通过其 5G 模组,利用 “机器人 人工”相结合的方式提高巡检效率,通过配臵 4K/8K 超高清摄 像头,5G 电力巡检机器人可以将故障区域的高清画面实时传输至管理平台, 让工作人员身临其境地查看现场实景;美格智能通过其 5G 智能模组高算 力、低时延、高速率的传输优势,加上内臵高精准度定位导航系统和丰富 的接口,支持外接多路摄像头等多种传感技术,实现送餐机器人智能行驶, 可在设定范围内自由穿梭;高新兴于 2022 年 5 月将 50 台警用“巡逻机器 人 3.0 千巡 F2”正式交付盐南公安,千巡 F2 利用多种传感器构建全息跨 媒体跨时空融合感知,还具备了人车识别、行为检测、物体检测等二十多 种 AI算法,可实现排查通缉犯、寻找走失人员等功能。

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凭借成本优势和工程师红利,以及背靠国内外巨大市场,“东升西落”与国 产替代是必然趋势。物联网模组的标准化程度较高,产品技术优劣主要取 决于所用芯片,公司壁垒主要体现在场景覆盖与销售渠道。加之物联网行 业空间巨大且碎片化,不同细分场景复合增速 20%-40%,参与厂商较多, 竞争较激烈,在产品快速起量的过程中,企业通常会采取降价的处理以抢 占市场份额。 由于海外人工成本、研发和运营费用均较高,海外厂商无力 与国内厂商抗衡。从全球竞争格局来看,车载模组行业呈现出东升西落趋 势,未来国外厂商或进一步缩小市场份额,而国内厂商有望受益于全球化 扩张。因此未来在人形机器人模组市场上,中国厂商仍保持有明显优势。

目前中国厂商已占据通信模组 60%以上份额。据 Counterpoint ,2022 年 Q1 全球蜂窝物联网模组市场份额中,中国厂商合计占比达 60%以上,市 场份额前三的厂商分别为移远通信(38%)、广和通(9%)、日海智能 (6%)。随着中国厂商在物联网技术和精细化管理的积淀发展,以及背靠 中国消费市场,中国通信模组厂商收入规模快速增长,规模优势渐显,高 端产品不断拓展海外市场,与海外同行业巨头直接竞争,市场份额快速提 升。建议关注国内头部企业:移远通信、广和通。

移远通信:通信模组龙头,携手全球科技巨头打造高算力产品。公司产品 已广泛应用于智能车载设备、智能网关、工业相机、行业监控、机器人等 场景,最新产品 SG865W-WF,搭载高通 SoC 芯片 QCS8250,采用 7nm 工艺制程,综合算力高达 15TOPS。此外,公司 5G 通信模组已经成功与 英伟达 Jetson AGX Orin 平台完成联调。Jetson AGX Orin 是英伟达近期发 布的一款体积小、功能强的人工智能超级计算机,与移远通信的 5G 模组 调通可以轻松实现 5G 网络连接,将 5G 的超高速率、高可靠性、低延迟等 优势带入广泛的垂直市场。公司有望以技术、产业链、海外布局等优势, 抢占全球人形机器人通信模组市场份额。

广和通:物联网模组领先企业,聚焦高利润领域。公司目前业务结构与移 远通信相似,其营收完全来自物联网模组,但公司聚焦相对大颗粒高价值 领域,如消费电子、车联网、智能电网、安防监控等工业领域,这些垂直 领域价值量较高,加上广和通完全将生产制造外包,因此广和通虽然营收 规模较低,但毛、净利率较高。目前公司在车联网领域已形成完善的全球 化布局,技术、产业链实力突出,未来有望发力人形机器人通信模组。

2.3.3、人形机器人或继智能汽车成为连接器又一增长领域

高速连接器的主要作用就是实现电路不同或者电路连接。目前新能源车 朝智能化方向发展,智能驾驶体系不断叠进至 L3,由此不断增加传感 器的数量(摄像头、毫米波雷达和激光雷达等)以及停车辅助、车道偏 离预警、夜视辅助、自适应巡航、碰撞避免、盲点侦测、驾驶员疲劳探 测等功能需求扩充,促使 ADAS(高级辅助驾驶)配备更高带宽的传输网络。人形机器人同样需要更多更快的数据流量支撑,因此将带动高速 连接器的需求。

智能机器人的发展趋势:从特斯拉人形机器人看智能化投资机遇(5)

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