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TMT行业系列报告2:高级别自动驾驶的核心网络部件时间敏感网络-221130(22页).pdf

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TMT行业系列报告2:高级别自动驾驶的核心网络部件时间敏感网络-221130(22页).pdf

1、 敬请阅读末页的重要说明 证券研究报告|行业深度报告 2022 年 11 月 30 日 推荐推荐(维持)(维持)系列报告系列报告 2 2:高级别自动驾驶的核心网络部件高级别自动驾驶的核心网络部件 TMT 及中小盘/中小市值 汽车智能化领域尤其是高级别自动驾驶对网络安全、确定性延迟以及信息无缝汽车智能化领域尤其是高级别自动驾驶对网络安全、确定性延迟以及信息无缝交互有着交互有着严苛的要求,严苛的要求,TSN 在车载领域的应用将会是大方向。在车载领域的应用将会是大方向。传统汽车网络已经完成历史使命,以太网逐步进入车载网络架构传统汽车网络已经完成历史使命,以太网逐步进入车载网络架构。传传统车载网络种类

2、繁多,随着汽车网络需求的变化而不断发展,当前市场上较为常见的车载网络主要是 CAN、LIN、FlexRay、MOST 和 LVDS 等。当前车载电子电器用量越来越多,传统网络布线方式已经难以满足暴增的数据传输需求。据安波福统计,一辆中等豪华车内约有 400 多个节点,线束重量超过 100 公斤,并且需要 200 多个工程师进行合力设计才能完成整车的网络架构设计。未来车内 ECU 数量继续增多将会超过设计极限。加上传统总线本身的带宽以及延迟的限制,已经难以满足未来智能化时代网络的需求,以太网凭借着跟高的性价比逐渐走入车载领域。TSN 将会是未来高级别自动驾驶的刚需。将会是未来高级别自动驾驶的刚需

3、。1)据北汇信息估算,一辆自动驾驶的汽车每小时产生的数据量有望高达 4TB,传统汽车网络架构已经难以满足自动驾驶时代汽车的数据传输需求;2)自动驾驶需要对不同雷达、传感器之间对路况的判断进行时间同步,否则将极大影响算法判断的准确度;2)自动驾驶系统对于网络堵塞、延迟等容忍度极低,设置充足的冗余网络也是汽车智能化时代中自动驾驶的必要要求。4)由于新一代智能汽车与互联网将会产生连接,因此必须考虑在网络攻击以及单点功能失效造成的流量过载等因素对于汽车行驶安全的威胁。TSN 网络所具备的特性可以很好的解决上述问题,因此我们认为未来车载领域有望大规模应用 TSN 技术。自动驾驶已经进入快速发展时期,自动

4、驾驶已经进入快速发展时期,TSN 市场有望迅速扩大,预计我国市场有望迅速扩大,预计我国 21-25年相关市场年相关市场 CAGR 高达高达 177.2%。当前汽车由传统的机械属性为主导转向软件定义汽车的趋势已基本明朗,随着汽车智能化技术以及智能网联等技术不断发展,智能汽车市场规模不断提升,吸引了大量资本布局,新兴企业不断涌现,传统车企也持续加码汽车智能化。我国早期便确立了 C-V2X 技术路线,并密集推出政策支持,车-路-云协同已初具雏形。根据我们预测,2021 年我国车载 TSN 市场规模约为 1293 万美元,2025 年有望增长至 6.7 亿美元,CAGR 高达 177.2%。车载车载

5、TSN 芯片研发周期较长,国外已有部分产品实现应用。芯片研发周期较长,国外已有部分产品实现应用。TSN 芯片研发周期长、研发难度大,进入车载领域也有着较长的验证周期,具有较高的进入壁垒。国外厂商中 Marvell、NXP、博通已推出自身产品并逐步投向市场,我国上市公司中,三旺通信加速布局 TSN 方向,22 年发布端对端的整体方案,与紫金山实验室共同推进 TSN 的应用。我国企业中,东土科技于 2022 年 9月中旬中国首颗自主设计的 TSN 芯片KD6530,成为首款进入我国工信部工业互联网产业联盟公布“时间敏感网络(TSN)产业链名录计划”的 TSN芯片。我们认为未来随着科技领域的国产替代

6、进程加快,国产 TSN 领域的投资机会将逐步涌现 风险提示:风险提示:汽车销量不及预期、产业化进度不及预期、新技术替代风险等汽车销量不及预期、产业化进度不及预期、新技术替代风险等。行业规模行业规模 占比%股票家数(只)38 0.8 总市值(亿元)2567 0.3 流通市值(亿元)2226 0.3 行业指数行业指数%1m 6m 12m 绝对表现-1.7 13.8-6.1 相对表现-10.4 17.6 14.5 资料来源:公司数据、招商证券 相关相关报告报告 1、中小盘策略&新股梳理指数区间震荡,新股申购关注长盈通2022-11-28 2、中小盘策略&新股梳理指数小幅上涨,新股申购关注卡莱特202

7、2-11-21 3、中小市值行业 2023 年度投资策略 做 好 布 局,迎 接 曙 光 2022-11-14 董瑞斌董瑞斌 S02 余俊余俊 S02 李哲瀚李哲瀚 S02 -40-30-20-1001020Dec/21Mar/22Jul/22Nov/22(%)中小市值沪深300时间敏感网络时间敏感网络 敬请阅读末页的重要说明 2 行业深度报告 正文正文目录目录 一、一、传统汽车网络完成历史使命传统汽车网络完成历史使命.5 1、车载网络发展历史:CAN 为主导,多协议共存.5(1)CAN:目前使用最为广泛的车载总线.6(2)LI

8、N:局部连接网络.7(3)FlexRay:成本较高难以大规模使用.8(4)MOST:鲁棒性较差.9(5)LVDS:MOST 技术的潜在替代产品,但拓展性受限.9 2、汽车电子设备增加对网络提出更高要求,以太网逐渐步入车载领域.10 二、二、TSN 为高级别自动驾驶的刚需为高级别自动驾驶的刚需.12 1、TSN 为新一代网络技术,具有确定性时延以及多协议传输能力.12 2、车载网络架构变革,域控制器架构兴起.12(1)传统汽车网络架构能实现的功能有限.12(2)汽车智能化时代开启,引入车载 TSN 已成刚需.13 三、三、自动驾驶迈入发展快车道,自动驾驶迈入发展快车道,TSN 需求有望大幅增长需

9、求有望大幅增长.14 1、智能汽车生态圈正在逐步构建.14 2、政策扶持力度大,产业化有望加速.15 3、L3 车型逐步量产,TSN 落地应用或将加速.16 4、我国车载 TSN 市场空间 CAGR 预计高达 177.2%.17 四、四、车载车载 TSN 芯片研发周期较长,目前已有产品问世芯片研发周期较长,目前已有产品问世.18 1、Marvell 88Q5050.18 2、NXP SJA1105TEL.19 3、博通 BCM53162.20 4、东土科技 KD65xx 系列.20 五、五、建议关注标的建议关注标的.20 1、三旺通信(688618.SH).20 2、东土科技(300353.S

10、H).21 图表图表目录目录 图 1 在数量越来越多的传感器和 ECU 之间需要更快的数据速率和更宽的带宽.5 YUaXpWrX9YpXnObRdNbRnPoOmOnPkPpOoMfQmMpOaQrRwPMYoPqPwMrNrO 敬请阅读末页的重要说明 3 行业深度报告 图 2 车载总线发展时间线.6 图 3 车载网络演进.6 图 4 CAN 网络的基本结构.6 图 5 CAN 标准帧结构.7 图 6 CAN-FD 标准帧结构(数据长度最大为 16 bytes).7 图 7 CAN-FD 标准帧结构(数据长度为 2064 bytes).7 图 8 LIN 网络基本结构.8 图 9 FlexRa

11、y 总线结构.8 图 10 MOST 系统采用环形拓扑结构.9 图 11 LVDS 信号传输图.9 图 12 汽车节点的传统点对点通信方式.10 图 13 汽车总线技术演化驱动力.10 图 14 车载网络带宽与成本对比.10 图 15 各类汽车总线未来节点装载数量预测.10 图 16 车载以太网应用趋势.10 图 17 车载以太网仅需使用一根双绞线.11 图 18 主流 OEM 以太网应用情况.11 图 19 TSN、AVB 与传统以太网.12 图 20 传统车载网络架构.13 图 21 智能驾驶系统设计的传感器多且数据量大.14 图 22 车载网络架构逐渐向域控制器转型.14 图 23 近年

12、来智能网联汽车的产业布局.15 图 24 2020、2021 年自动驾驶技术发展大事件梳理.15 图 25 中国智慧公路行业市场规模(亿元).16 图 26 2020-2025 中国汽车总销量预测.17 图 27 2020-2025 中国不同自动驾驶等级汽车渗透率.17 图 28 Marvell 88Q5050 的内部框架图.18 图 29 英伟达旗舰自动驾驶平台 Pegasus.19 图 30 SJA1105TEL 内部框架图.19 图 31 BCM53162 内部框架图.20 表 1:SAE 车载网络分类.5 敬请阅读末页的重要说明 4 行业深度报告 表 2:FlexRay 与其他.8 表

13、 3:我国自动驾驶车-路-云相关政策.16 表 4:部分上市具备 L3 级别自动驾驶的汽车.16 表 5:我国 TSN 市场空间测算表.17 敬请阅读末页的重要说明 5 行业深度报告 一、一、传传统汽车网络完成历史使命统汽车网络完成历史使命 1、车载网络发展历史:车载网络发展历史:CAN 为主导,多协议共存为主导,多协议共存 传统车载网络传统车载网络种类繁多,随着汽车网络需求的变化而不断发展。种类繁多,随着汽车网络需求的变化而不断发展。车载总线在 20 世纪 80 年代初初具雏形,最多曾有高达 40 多种总线类型,美国汽车工程师学会(SAE)根据汽车上网络系统的性能将各类车载总线分为 A、B、

14、C、D、E 五大类。经过长期的实际应用检验,目前市场上较为常见的车载网络主要是 CAN、LIN、FlexRay、MOST 和 LVDS等,除 LVDS 外,其他都是专门为汽车行业设计的通信网络。表表 1:SAE 车载网络分类车载网络分类 网络分类网络分类 传输速率传输速率 应用范围应用范围 主流协议主流协议 A 类 20 kbit/s 刮水器、后视镜以及其他智能传感器 LIN、TTP/A B 类 20-125 kbit/s 车灯、车窗等信号多、实时性要求较低的控制单元 低速 CAN C 类 0.125-25 Mbit/s 发动机、ABS 等实时性要求高的控制单元 FlexRay、TTP/C、高

15、速 CAN D 类 25-150 Mbit/s 导航、多媒体系统 IDB-1394、MOST E 类 10 Mbit/s 气囊等面向乘车人员的被动安全系统 Byteflight 资料来源:汽车与电子软件、招商证券 未来趋势:以太网作为各个系统通信的中央枢纽,各个系统依赖各种专用总线。未来趋势:以太网作为各个系统通信的中央枢纽,各个系统依赖各种专用总线。Tektronix 预计在未来几年中每辆汽车中都会看到超过 100 个 ECU,联网的车内网络每天会承载几 TB 数据,预计汽车将继续采用 CAN、CAN-FD、LIN、FlexRay、SENT 和 MOST;但是,当前顶端数据是 FlexRay

16、 的 10Mbps 及 MOST 的 150Mbps。当然,想“走得更快”总是说易行难,业界普遍采用 CAN 总线要求进行大规模重新设计,才能提供必要的速度、安全性和向下兼容能力。图图 1 在数量越来越多的传感器和在数量越来越多的传感器和 ECU 之间需要更快的数据速率和更宽的带宽之间需要更快的数据速率和更宽的带宽 资料来源:Tektronix、招商证券 敬请阅读末页的重要说明 6 行业深度报告 图图 2 车载总线发展时间线车载总线发展时间线 图图 3 车载网络演进车载网络演进 资料来源:紫金山实验室、招商证券 资料来源:裕太微电子、招商证券(1)CAN:目前使用最为广泛的车载总线:目前使用最

17、为广泛的车载总线 CAN 全称全称控制器局域网(控制器局域网(Controller Area Network),最早由博世提出。,最早由博世提出。CAN 是一种总线型、串行通信、广播式网络,节点间通过双绞线连接。CAN 不仅能简化车辆各电子控制单元的设计和安装,相对于其他总线技术减轻布线的重量和降低了对空间的要求。CAN 总线的工作步骤包括:1)当一个节点要向其它节点发送数据时,该节点的CPU 将要发送的数据和自己的标识符传送给本节点的CAN芯片,并处于准备状态;2)当它收到总线分配时,转为发送报文状态。CAN 芯片将数据根据协议组织成一定的报文格式发出;3)网上的其它节点处于接收状态。每个处

18、于接收状态的节点对接收到的报文进行检测,判断这些报文是否是发给自己的,以确定是否接收它。图图 4 CAN 网络的基本结构网络的基本结构 资料来源:汽车电子与软件、招商证券 传统车载 CAN 总线最高支持 500 kbit/s 的传输速率,每帧只能承载 8bytes 的数据,已经难以满足汽车智能化时代的网络需求,因此 2011 年博世发布 CAN-FD(CAN With Flexible Data-Rate)方案对原有的 CAN 网络进行升级。CAN-FD继承了传统 CAN 总线的主要特性,使用改动较小的物理层,双线串行通信协议,基于非破坏性仲裁技术,分布式实时控制,可靠的错误处理和检测机制,在

19、此基础上对带宽和数据长度进行优化。CAN-FD 的帧报文具有数据场波特CAN(Controller Area Network)LIN(Local Interconnect Network)500K-2M100 ports1000BASE-X100BASE-T11000BASE-T12.5/5/10G BASE-T110G 敬请阅读末页的重要说明 11 行业深度报告 车载以太网具有大带宽、低时延等优势,是满足自动驾驶算力和数据传输需求的核心技术。车载以太网具有大带宽、低时延等优势,是满足自动驾驶算力和数据传输需求的核心技术。车载以太网是一种用以太网连接车内电子单元的新型局域网技术,与传统以太网使

20、用 4 对非屏蔽双绞线电缆不同,车载以太网在单对非屏蔽双绞线上可实现 100Mbit/s,甚至 1Gbit/s 的传输速率,同时还满足汽车行业对高可靠性、低电磁辐射、低功耗、带宽分配、低延迟以及同步实时性等方面的要求。图图 17 车载以太网仅需使用一根双绞线车载以太网仅需使用一根双绞线 资料来源:Teledyne LeCroy,Inc.、招商证券 自自宝马开始推进车载以太网以来,各大车厂快速跟进。宝马开始推进车载以太网以来,各大车厂快速跟进。宝马于 2008 年2013 年就陆续开始了车载以太网技术的局部网络应用,如基于 DoIP 协议的 OBD 诊断、使用 IP 协议的摄像头等。2015 年

21、开始在其全系车型(7 系、5 系、3 系和 i 系电动车)中部署车载以太网,并将娱乐、安全以及通信系统整合,构建了车载以太网子系统。预计未来以太网渗透率有望加速提升。图图 18 主流主流 OEM 以太网应用情况以太网应用情况 资料来源:怿星科技、招商证券 敬请阅读末页的重要说明 12 行业深度报告 二、二、TSN 为高级别自动驾驶的刚需为高级别自动驾驶的刚需 1、TSN 为新一代网络技术,具有确定性时延以及多协议传输能力为新一代网络技术,具有确定性时延以及多协议传输能力 时间敏感网络时间敏感网络(Time Sensitive Networking,TSN),是基于标准以太网架构演进的新一代网络

22、技术是基于标准以太网架构演进的新一代网络技术,它,它以传统以太以传统以太网为网络基础,通过时钟同步、数据调度、网络配置等机制,提供确定性数据传输能力的数据链路层协议规范。网为网络基础,通过时钟同步、数据调度、网络配置等机制,提供确定性数据传输能力的数据链路层协议规范。与传统以太网相比,TSN 能够微秒级确定性服务,降低整个通信网络复杂度,实现信息技术(IT)与运营技术(OT)融合,其具有精准的时钟同步能力,确定性流量调度能力,以及智能开放的运维管理架构,可以保证多种业务流量的共网高质量传输,兼具性能及成本优势,是未来网络的发展趋势。图图 19 TSN、AVB 与传统以太网与传统以太网 资料来源

23、:北汇信息、招商证券 TSN 的出现的出现主要解决主要解决了五了五大问题大问题 1)流量传输不确定性:)流量传输不确定性:传统以太网采用“尽力而为”的传输方式,导致其在传输数据的延时波动较大,且具有极高的不确定性,与商业互联网领域对网络拥堵的态度不同,汽车自动驾驶一旦出现严重网络问题则有可能导致致命后果,因此车载应用领域对网络卡顿、延时容忍度极低,TSN 的出现为解决上述领域的应用问题提供了可行的解决方案。2)时间同步:)时间同步:具有精准的时钟同步能力在对时间敏感的领域有广阔的应用空间。3)通信协议不统一:)通信协议不统一:在网络架构中通常不同的设备会使用不同的通信协议,而不同的通信协议之间

24、难以实现直接的互联互通,TSN 旨在提升以太网的性能,使其更具备确定性、鲁棒性、可靠性,通过 IEEE802 网络保证数据包的延迟、抖动、丢包,实现不同设备产生的数据流量的统一承载,实现自动驾驶中各类传感器数据的交互。4)网络的动态配置网络的动态配置:大多数网络的配置需要在网络停止运行期间进行,这对于工业控制等应用来说难以实现。TSN 通过 IEEE 802.1Qcc 引入集中网络控制器(centr alized network configuration,CNC)和集中用户控制器(centralized user configuration,CUC)来实现网络的动态配置,在网络运行时灵活地配

25、置新的设备和数据流。5)安全安全:TSN 利用 IEEE 802.1Qci 对输入交换机的数据进行筛选和管控,对不符合规范的数据帧进行阻拦,能及时隔断外来入侵数据,实时保护网络的安全,也能与其他安全协议协同使用,进一步提升网络的安全性能。2、车载网络架构变革,域控制器架构兴起车载网络架构变革,域控制器架构兴起(1)传统汽车网络架构能实现的功能有限)传统汽车网络架构能实现的功能有限 汽车智能化大势所趋,网络架构升级已迫在眉睫。汽车智能化大势所趋,网络架构升级已迫在眉睫。近年来随着信息技术的不断进步和发展,智能交通、车联网、自动 敬请阅读末页的重要说明 13 行业深度报告 驾驶等先进技术逐渐映入人

26、们眼帘。汽车中的车载电子系统的作用越来越重要。例如现在广受关注的系统需要进行大量的数据传输和处理。ADAS 系统通过各种各样安装在汽车上的传感器,不断分析车内外的驾驶环境,在汽车行驶时收集数据并对其进行分析,从而实现车辆的紧急制动,避免驾驶中发生意外碰撞、偏离车道等情况,也能够实现辅助倒车、自适应巡航和驾驶员疲劳探测等功能。这些功能对车载网络数据传输的质量有着严格的要求。在传统网络架构中,车内ECU透过内联网及中央网关连接来在不同子网间传输数据,虽然也具有ECU以及中央网关等部件,但功能较单一,主要作为信息传送、数据转换的通道,并未设计成适合数据处理的结构。图图 20 传统车载网络架构传统车载

27、网络架构 资料来源:紫金山实验室、招商证券 传统的车载网络技术有 CAN 总线、LIN、FlexRay、MOST 等。CAN 总线主要用于汽车的刹车、引擎和悬挂等系统;LIN 用于灯光、车门和遥控等系统;FlexRay 主要负责引擎控制、ABS、悬挂等;而 MOST 是车载多媒体的首选协议。随着汽车电子的发展,这些车载网络所存在的不兼容、带宽小、高延迟和抖动等缺点逐渐突显。(2)汽车智能化时代开启,引入车载)汽车智能化时代开启,引入车载 TSN 已成刚需已成刚需 汽车朝着自动驾驶的方向发展,大量精密的传感器被融合进系统之中,产生了新应用场景 如 GPS 坐标和当前道路状况及发动机的控制器进行信

28、息交互、大灯的亮度可随周围环境的变化而变化以节约能源等。日益增加的高带宽、低时延、可跨域通信和安全性的网络需求使得传统车载网络架构已难以满足汽车智能化时代的网络需求,主要体现在:1)数据传输量的急剧上升。数据传输量的急剧上升。随着新兴的车载需求不断提升尤其是自动驾驶技术的不断进步,车载数据传输量将会出现指数级上升。据北汇信息估算,一辆自动驾驶的汽车每小时产生的数据量有望高达 4TB,传统汽车网络架构已经难以满足自动驾驶时代汽车的数据传输需求。2)时效性要求的提高以及时间同步需求的上升。时效性要求的提高以及时间同步需求的上升。自动驾驶系统对于数据由简单的传输已经升级成为需要实时高效的处理,这对车

29、载网络架构提出了新的要求。除此之外,为保证数据处理的准确性,自动驾驶对于数据之间的时间同步也有较高要求,传统汽车网络无法满足此类需求。3)高度自动驾驶下的安全性保障。高度自动驾驶下的安全性保障。自动驾驶系统对于网络堵塞、延迟等容忍度极低(一旦出现问题对于乘客来说大概率是致命性后果),因此从安全性的角度出发,设置充足的冗余网络也是汽车智能化时代中自动驾驶的必要要求。传统车载网络对时延不保证,也不具备设置冗余的结构。4)网络安全保障。网络安全保障。由于新一代智能汽车与互联网将会产生连接,因此必须考虑在网络攻击以及单点功能失效造成的流量过载等因素对于汽车行驶安全的威胁。敬请阅读末页的重要说明 14

30、行业深度报告 图图 21 智能驾驶系统设计的传感器多且数据量大智能驾驶系统设计的传感器多且数据量大 资料来源:Semiconductor Engineering,招商证券 我们认为我们认为 TSN 将会是上述问题的最佳解决方案。将会是上述问题的最佳解决方案。智能驾驶领域的发展不断引领车载网络架构不断发生变革,当前整车厂的设计方案通常倾向于将车辆按照不同的功能划分不同的域,整合域中部分功能相近 ECU 的功能在域控制器下来管理,形成 Domain Architecture,例如:ADAS、车载娱乐、车身控制、动力传动等域,而 TSN 网络则是对这种设计架构提供了有力保障,设想其将具备高速 IP

31、网络连接、智能自动驾驶员辅助/制动系统、信息娱乐门户、简化的内部线束及更轻的总重量。图图 22 车载网络架构逐渐向域控制器转型车载网络架构逐渐向域控制器转型 资料来源:紫金山实验室、招商证券 目前支持 TSN 的车载设备已经开始逐步面市,例如 Marvell 公司所推出的 88Q5050 车载以太网交换芯片,是一款端口、高安全性车载千兆以太网交换芯片,能够对输入端口的 AVB 流进行监管和限流。博通也推出了 BCM5316x 系列交换芯片,主要的目标市场就是无人车、无人机、机器人和 L3 级别的无人驾驶。三、三、自动驾驶自动驾驶迈入发展快车道迈入发展快车道,TSN 需求有望大幅增长需求有望大幅

32、增长 1、智能汽车生态圈正在逐步构建智能汽车生态圈正在逐步构建 资本加大投入各类玩家加速入场资本加大投入各类玩家加速入场,汽车新业态构建新型生态圈。,汽车新业态构建新型生态圈。当前汽车由传统的机械属性为主导转向软件定义汽车的趋势已基本明朗,汽车本身经历着类似于手机由“功能机”向“智能机”转化的过程,从简单的交通工具逐渐向智能移动设备转变。随着汽车智能化技术以及智能网联等技术不断发展,智能汽车市场规模不断提升,吸引了大量资本布局,新兴企业不断涌现,传统车企也持续加码汽车智能化,加速 L2 自动驾驶技术的量产落地并着手布局 L3 甚至L4 等更高级别的自动驾驶,自动驾驶科技企业经历了前期的技术研发

33、期,2021 年通过与主机厂、应用场景方的战略合作,搭建技术、量产、平台三位一体合作战略,加速自动驾驶技术更迭与场景应用落地,产业融合开始提速,智能汽车生态圈逐步完善。敬请阅读末页的重要说明 15 行业深度报告 图图 23 近年来智能网联汽车的产业布局近年来智能网联汽车的产业布局 资料来源:亿欧智库、招商证券 自动驾驶软硬件自动驾驶软硬件技术逐渐成熟技术逐渐成熟,产品落地进展提速。产品落地进展提速。2020 年自动驾驶软件技术不断实现突破,例如长安汽车于 2020年 3 月 10 日成功研发我国首个具备量产能力的 L3 级自动驾驶技术-交通拥堵自动驾驶 TJP、华为在 10 月 30 日正式发

34、布布全栈智能汽车解决方案品牌“HI”;2021 年自动驾驶的核心硬件技术取得重大突破,多家企业发布车载雷达、芯片等硬件产品,同时多个场景自动驾驶技术取得突破,Robobus、自主泊车、无人配送自动驾驶产品化提速极大的推进了自动驾驶汽车的复杂场景技术落地。图图 24 2020、2021 年自动驾驶技术发展大事件梳理年自动驾驶技术发展大事件梳理 资料来源:亿欧智库、招商证券 2、政策扶持力度大,政策扶持力度大,产业化有望加速产业化有望加速 我国自动驾驶相关政策密集出台,从车、路、云三个层面给予大力支持我国自动驾驶相关政策密集出台,从车、路、云三个层面给予大力支持。我国围绕着 5G、新基建、智慧道路

35、、智能网联等方向持续布局,加速推进示范区与先导区建设,坚持大力推进 C-V2X 技术路线,通过在多应用场景下通过与企业合作的方式,全面推进车路协同与单车智能技术,为自动驾驶商业化落进程提速。2018 年工信部发布车联网产业发展行动计划,明确了车联网产业的重要定位,未来将会持续加大政策的支持力度,随后各大部委密集出台支持政策,在车、路、云三个方面均给予了大力支持。敬请阅读末页的重要说明 16 行业深度报告 表表 3:我国我国自动驾驶自动驾驶车车-路路-云云相关政策相关政策 日期日期 政策名称政策名称 路端:2021.1 关于加快推进新型城市基础设施建设的指导意见 2021.2 国家综合立体交通网

36、规划纲要 2021.7 智能网联汽车道路测试与示范应用管理规范(试行)2021.12 机动车登记规定(将智能网联汽车道路测试、示范应用纳入管理规范)云端:2021.3 国家车联网产业标准体系建设指南(智能交通相关)2021.7 5G 应用“扬帆”行动计划(2021-2023 年)车端:2021.2 汽车驾驶自动化分级 2021.8 关于加强智能网联汽车生产企业及产品准入管理的意见 资料来源:亿欧智库、招商证券 智慧公路市场已初具规模,政策加持下行业空间不断增长。智慧公路市场已初具规模,政策加持下行业空间不断增长。由于我国布局车路云协同的自动驾驶路线较早,并有着明确规模,因此我国该市场已经具备一

37、定的规模,根据亿欧智库以及中国工信部数据,2015 年我国智慧公路市场空间约为 324 亿元,2020 年增长到 641 亿元,CAGR 接近 15%。我们认为,随着技术的进步以及政策的扶持,我国相关产业市场有望加速扩大,产业化落地有望继续加速。图图 25 中国智慧公路行业市场规模(亿元)中国智慧公路行业市场规模(亿元)资料来源:亿欧智库、招商证券 3、L3 车型逐步量产,车型逐步量产,TSN 落地应用或将加速落地应用或将加速 目前包括特斯拉、蔚来、小鹏等新能源整车厂以及 BBA 等传统汽车制造商均发布了 L3 车型量产计划或已经推出了在售量产车型,预计未来将有更多厂商跟进。自动驾驶水平的提高

38、必然对网络的确定性低延迟、通信协议统一、以及安全性等方面提出更高的要求,大大的刺激了 TSN 的需求。表表 4:部分上市具备部分上市具备 L3 级别自动驾驶的汽车级别自动驾驶的汽车 品牌品牌 车型车型 特斯拉 Model 3、Model S、Model X 0%5%10%15%20%005006007002001820192020市场规模yoy 敬请阅读末页的重要说明 17 行业深度报告 小鹏 P7 蔚来 ET5、ET7、ES7 奔驰 S 级(海外版)、EQS(海外版)奥迪 A8(海外版)零跑 S01、C-MORE 宝马 iNEXT 大众 ID.RO

39、OMZZ(L4)资料来源:各公司官网、无敌电动网、招商证券 4、我国车载我国车载 TSN 市场空间市场空间 CAGR 预计高达预计高达 177.2%根据亿欧数据预测,2022-2025 我国汽车销量分别达到 2750/2833/2917/3005 万辆,其中 L2 以上自动驾驶渗透率有望分别达到 25%/30%/34%/37%,2023-2025 年 L3 自动驾驶渗透率为 1%/3%/5%。图图 26 2020-2025 中国汽车总销量预测中国汽车总销量预测 图图 27 2020-2025 中国不同自动驾驶等级汽车渗透率中国不同自动驾驶等级汽车渗透率 资料来源:亿欧智库、招商证券 资料来源:

40、亿欧智库、招商证券 核心假设:核心假设:1)考虑到车载以太网以及 TSN 仍处于发展初期,因此我们假设 2021-2025 年 L2 中 TSN 的渗透率为2%/5%/10%/18%/25%。2)考虑到 L3 自动驾驶的 EEA 结构多采用更先进的域控制结构以及对 TSN 所具备的同一网络数据传输、确定性延迟以及网络安全等功能具有更加迫切的需求,因此假设 L3 及以上自动驾驶汽车中的 TSN 渗透率分别为10%/20%/40%/60%/70%。3)根据草根调研得知当前 TSN 单车价值量约为 120 美元,未来随着 TSN 应用范围扩大规模效应有望释放从而降低成本,但考虑到自动驾驶技术的进步以

41、及人类在驾驶中干预的逐渐减少,我们认为 TSN 的单车使用量将会逐渐提升,因此假设 TSN 的单车价值量每年增长约 10%。表表 5:我国我国 TSN 市场空间测算表市场空间测算表 年份年份 汽车销量汽车销量(万辆(万辆)L2L2 自动驾驶自动驾驶渗透率渗透率 L2 TSNL2 TSN 渗透率渗透率 L3 及以上自动及以上自动驾驶渗透率驾驶渗透率 L3 及以上及以上 TSN渗透率渗透率 TSN 单车价值量单车价值量(美元)(美元)市场空间预计市场空间预计(万美元)(万美元)2021 2628 18%2.0%0.5%10%120 1293 2022E 2750 25%5.0%0.7%20%132

42、 5046 22002300240025002600270028002900300032022E2023E2024E2025E0%20%40%60%80%100%120%202020212022E2023E2024E2025EL0L1L2L3以及以上 敬请阅读末页的重要说明 18 行业深度报告 2023E 2833 30%10%1%40%145 13967 2024E 2917 34%18%3%60%160 36964 2025E 3005 37%25%5%70%175 67049 资料来源:亿欧智库、草根调研、招商证券测算 四、四、车载车载 TSN 芯片研发周期较长,目

43、前已有产品问世芯片研发周期较长,目前已有产品问世 1、Marvell 88Q5050 该产品最高运行工作温度上限为105度,拥有4个固定端口,4个可设置端口,最高支持千兆以太网,尺寸14mm*20mm,主要被用在英伟达自动驾驶旗舰 Pegasus 上。图图 28 Marvell 88Q5050 的内部框架图的内部框架图 资料来源:佐思汽车研究、招商证券 敬请阅读末页的重要说明 19 行业深度报告 图图 29 英伟达旗舰自动驾驶平台英伟达旗舰自动驾驶平台 Pegasus 资料来源:英伟达、佐思汽车研究、招商证券 2、NXP SJA1105TEL 该产品最高运行工作温度上限为 105 度,支持 5

44、 口,价格与功耗相对较低低,尺寸也处于较小的水平,达到12mm*12mm,然而用在自动驾驶领域的话则需要多颗 SJA1105TEL 同时使用,例如 NXP 针对无人驾驶推出的开发平台 BlueBox 使用了 3 颗该款芯片。图图 30 SJA1105TEL 内部框架图内部框架图 资料来源:佐思汽车研究、招商证券 敬请阅读末页的重要说明 20 行业深度报告 3、博通博通 BCM53162 该产品支持的带宽最高可达万比特以太网 10GbE,并拥有最为丰富的接口,但是功耗与价格相对较高,尺寸也较大。为 19mm*19mm,最高运行工作温度上限为 85 度。图图 31 BCM53162 内部框架图内部

45、框架图 资料来源:佐思汽车研究、招商证券 4、东土科技东土科技 KD65xx 系列系列 经过三年的研发,公司于近日推出了国内首颗 TSN 芯片-KD65xx 系列;相关性能参数:支持 32G 交换容量,12 个 SGMII(SERDES)接口、2 个 10G Base-KR/10G Base-R 接口;支持 IEEE802.1Qbv、802.1AS 等 TSN 系列标准,内置高性能双核 ARC HS48FS CPU;外挂容量为 2GB,最大数据速率为 1.6G;可实现-40105的宽温,功能安全 IEC61508 的 SIL2 等级。目前,该芯片通过了中国信息通信研究院等单位的测试,TSN 功

46、能满足 802.1Qbv 等系列网络标准。五、五、建议建议关注关注标的标的 1、三旺通信(三旺通信(688618.SH)高度重视科技研发创新投入,高度重视科技研发创新投入,TSN 等新技术布局成效显现。等新技术布局成效显现。三旺通信高度重视科研,积极布局工业无线、TSN 等新技术。以 TSN 技术为例,TSN 技术不仅会使交换机溢价 20%-25%,且会带来其他相关工业通信产品的更新升级空间。全球 TSN 市场预计将从 2021 年的 1.34 亿美元增长到 2026 年的 11.88 亿美元,CAGR 高达 54.7%。目前公司TSN 产品已在煤炭、轨道交通等领域实现了早期合作,积累先发优势

47、,有望在 TSN 推动的设备更新换代潮中收益。2021 年公司完成年公司完成 TSN 与与 Hass 平台开发,预计从今年开始陆陆续续有订单落地。平台开发,预计从今年开始陆陆续续有订单落地。TSN 为工业组网与汽车车身局域网的主流技术方向,第三方预测未来增长 50%,目前各大工控厂商系数入局,汽车厂商逐步入局。Hass 平台为公司业务模式的重大突破,会从产品型过度到解决方案型,单体价值量可扩大 10 倍。今年预计在工业领域会率先突破,后 敬请阅读末页的重要说明 21 行业深度报告 续可关注公司业务进展。2、东土科技(东土科技(300353.SH)发布我国首款发布我国首款 TSN 芯片,引领芯片

48、,引领 TSN 国产化进程。国产化进程。TSN 未来在工业、汽车等领域应用趋势明显,世界半导体大厂已经积极投入到了 TSN 芯片的研发中,恩智浦(NXP)、亚德诺半导体等世界半导体大厂都推出了自身的 TSN 芯片解决方案。在国产方面,东土科技推出了中国首款 TSN 时间敏感网络芯片并获准商用,在未来有望打破 TSN 芯片领域欧美垄断的市场格局,对于我国的 TSN 国产化具有重要意义。敬请阅读末页的重要说明 22 行业深度报告 分析师分析师承诺承诺 负责本研究报告的每一位证券分析师,在此申明,本报告清晰、准确地反映了分析师本人的研究观点。本人薪酬的任何部分过去不曾与、现在不与,未来也将不会与本报

49、告中的具体推荐或观点直接或间接相关。董瑞斌董瑞斌,本科就读于中国科技大学,博士毕业于中国科学院上海技术物理研究所,曾在国泰君安研究所、海通证券研究所从事电子行业、中小盘研究。2013 年中小盘新财富最佳分析师第二名,2015 年电子行业新财富最佳分析师第五名。于 2016 年加盟招商证券研发中心,从事中小盘研究,获得 2016 年中小盘新财富最佳分析师第 5 名,2017 年第 2 名。余俊:余俊:招商证券通信行业首席分析师,东南大学微电子学硕士,7 年民航空管通信导航方向技术及管理经验,民航局通信导航专家库成员。曾分别获得 2020 及 2019 年 wind“金牌分析师”第一和第三名,20

50、20 年 21世纪“金牌分析师”第三名,2020 及 2019 年新浪金麒麟“新锐分析师”第一名和“最佳分析师”第五名;2017 年金牛奖第一名,新财富第四名,保险资管最佳分析师第二重要团队成员;2016 年新财富第三,水晶球第二重要团队成员。李哲瀚:李哲瀚:招商证券通信行业分析师,中国科学技术大学理学学士,香港大学金融硕士,2022 年初加入招商证券通信余俊团队,专注于泛物联网板块等相关领域研究;曾任职于中国银河国际,3.5 年港股 TMT 行业研究经历。评级评级说明说明 报告中所涉及的投资评级采用相对评级体系,基于报告发布日后 6-12 个月内公司股价(或行业指数)相对同期当地市场基准指数

51、的市场表现预期。其中,A 股市场以沪深 300 指数为基准;香港市场以恒生指数为基准;美国市场以标普 500 指数为基准。具体标准如下:股票股票评级评级 强烈推荐:预期公司股价涨幅超越基准指数 20%以上 增持:预期公司股价涨幅超越基准指数 5-20%之间 中性:预期公司股价变动幅度相对基准指数介于 5%之间 减持:预期公司股价表现弱于基准指数 5%以上 行业评级行业评级 推荐:行业基本面向好,预期行业指数超越基准指数 中性:行业基本面稳定,预期行业指数跟随基准指数 回避:行业基本面转弱,预期行业指数弱于基准指数 重要重要声明声明 本报告由招商证券股份有限公司(以下简称“本公司”)编制。本公司

52、具有中国证监会许可的证券投资咨询业务资格。本报告基于合法取得的信息,但本公司对这些信息的准确性和完整性不作任何保证。本报告所包含的分析基于各种假设,不同假设可能导致分析结果出现重大不同。报告中的内容和意见仅供参考,并不构成对所述证券买卖的出价,在任何情况下,本报告中的信息或所表述的意见并不构成对任何人的投资建议。除法律或规则规定必须承担的责任外,本公司及其雇员不对使用本报告及其内容所引发的任何直接或间接损失负任何责任。本公司或关联机构可能会持有报告中所提到的公司所发行的证券头寸并进行交易,还可能为这些公司提供或争取提供投资银行业务服务。客户应当考虑到本公司可能存在可能影响本报告客观性的利益冲突。本报告版权归本公司所有。本公司保留所有权利。未经本公司事先书面许可,任何机构和个人均不得以任何形式翻版、复制、引用或转载,否则,本公司将保留随时追究其法律责任的权利。

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