ADAS与车联网

                                                                                                                             文章来源：国信证券、焉知无人驾驶  转自智能交通公众号

要理解目前的智能驾驶，离不开以下一个公式： 出行需求=总量*里程

左边，出行需求=人数*人均出行里程。

右边第一项，总量=公共交通工具+私人交通工具。

右边第二项，里程=时间*速度。

需求方面，随着国内城市化和现代商业化的发展，一方面提高了城市人口，一方面城市半径不断提升（主要城市半径>25km），居民的生活工作出行距离增加，等式左边的出行需求是快速增加的。

出行需求的增加必将要求总量和使用效率的提升。公共交通工具方面，公交和地铁等领域存在短板，2017年中国地铁运行线路总长度为3881.77公里，与美国仍有较大差距（重铁+轻铁，5799公里）。同时主要城市每万人拥有的公共出租汽车数量呈下降趋势。私人交通工具方面，截至9月底，全国机动车保有量达3.22亿辆，其中汽车保有量达 2.35亿辆，千人保有量达169辆，受限于道路和停车场等土地要素的短缺，城市保有量增长存在瓶颈。

国内居民的出行需求和供给方存在着缺口，这种缺口部分程度削弱了居民的出行品质，造成拥堵的路上交通和地铁。如何提高现有资源的使用效率是解决出行矛盾的关键。智能驾驶和共享出行就是谋求提升资源使用率的供给端革命（我们在18年12月发布了共享出行行业专题-《共享汽车，非成熟条件下的模式探讨》），本期报告旨在探讨智能驾驶行业的发展路径，从短期、中期和长期三个维度理解智能驾驶的实现模式。智能驾驶的终极目标就是无人驾驶，在无人驾驶的模式下，一方面劳动力成本节约，另一方面车联万物的模式下交通阻塞程度将大幅度降低，城市道路汽车运载量有望增加，出行效率有望大幅提升。

当前是无人驾驶的关键时点

随着汽车智能化、电子化的推进，无人驾驶已经是未来汽车发展的必然趋势。在没有人为干预的情况下，自动驾驶汽车可以通过传感器感知周围环境、规划行车路线并控制汽车安全抵达目的地，优点包括：1）降低人为操作失误所造成的交通事故及其导致的伤亡、成本；2）为社会弱势人群（老人、残疾人）提供安全、经济的出行方式；3）降低劳动成本，把节约时间用于工作或休息。4）减少交通阻塞，增加城市道路汽车运行量，提高出行效率。

政策逐年深化，2020 年是关键节点。2016 年被认为是无人驾驶的投资元年， 2017 年以来政府相关政策法规出台速度明显加快。根据我们的统计，2017 年发布的相关文件主要从相对宏观（汽车、人工智能）和相对微观（信息安全、V2X）的层面提出规划和制定标准，而 2018 年 1 月国家发改委印发《智能汽车创新发展战略》是站在智能汽车的宏观层面对产业内的细分领域提出规划，规划更专，规格更高；2018 年底工信部发布《车联网（智能网联汽车）产业发展行动计划》，强调通信和计算融合的智能汽车产业体系，在车联网层面上做出了中长期规划。我们认为，国内无人驾驶产业即将到达首个政策节点——2020 年：１）智能汽车创新发展战略中要求到 2020 年智能汽车新车占比达到 50%，中高级别智能汽车实现市场化应用；２）《车联网（智能网联汽车）产业发展行动计划》中要求车联网用户渗透率达到 30%以上。

5G商用临近，或为无人驾驶进展重要推手。车联网涉及到人和车，车和车，车和路之间的通讯，我国5G规模化商用在即，低延时、高密度、高可靠的通信网络为车联网打开突破口。2019年1月，工信部部长苗圩透露，今年会给一些地区发放5G临时牌照。此前，三大运营商也表示，5G在2019年进入预商用阶段，2020年开始规模商用，时点临近。2019年3月，博鳌亚洲论坛2019年年会上苗圩透露，他已经与交通运输部部长达成了重要的共识，就是在中国的公路上要加快推动数字化、智能化的改造。把道路的一些标识、道路的红绿灯以及道路的管理规则，都通过智能化的改造固化下来。

智能汽车主要是消费者驱动，渐进式发展。和新能源汽车有所不同的是，智能汽车更多的是在消费者主动选择下的发展，由于不同消费者的车辆价位和性能接受度差异，智能汽车上的辅助驾驶功能各异，目前主流的方法是根据智能汽车上可实现功能的差异对车辆进行智能化的分级定义，通常分为 4 级或者5 级。其中 L0-L5 是美国 SAE 的智能汽车阶段定义，L0-L4 是美国 NHTSA 的智能汽车阶段定义，DA-FA 是中国制造 2025 的智能汽车阶段定义。

根据 2016年美国汽车工程师学会（SAE）的分类，无人驾驶自动化的程度可以分为六个阶段，从 L1 到L5 进步的顺序依次体现在操作执行、环境监控、动态监视任务和行驶情景。

车企也基本遵循L0-L5级别的渐进研发节奏。可以看到的是，近年来传统车企和造车“新势力”们纷纷实现了高度自动驾驶级别车型的量产。1）主流外资传统车企方面，奥迪目前已经推出L4 级别概念车Elaine，L5级别概念车Aicon，L3级别的奥迪A8已量产；奔驰目前已经推出L5级别概念车Smart Vision EQ fortwo，L3 级别的奔驰 S 级已量产；宝马目前已经推出 L5 级别概念车iNEXT，L3 级别的宝马 5 系已量产；通用相对而言智能汽车研发进度稍逊一筹，目前 L3 级别的 CT6 已经量产。国际主流车企在 L5 级别车型方面的量产时间点相对一致，2021 年是L5 级别车型的量产关键时点。2）新兴造车势力方面，传统车企在不断积累智能网联汽车技术的同时,以新能源车为主攻方向的新兴造车势力正在以惊人的速度崛起, 截至2017年年底我国新创车企数量达314家之多，而在通过人才、资本等关卡后，2018年能看到有实质性进展的新势力为数不多。凭借蜂拥而至的互联网资金，对新技术和新供应商更加开阔的态度，造车新势力正式进入了短兵相接的局面， 致力于从极致视觉传达、先进互联网科技、前沿智能驾驶技术等领域全方位装备新车型，蔚来、威马、小鹏等汽车公司量产车型陆续亮相和上市。

全球相关企业在无人驾驶领域有两种布局方式：传统车企主张循序渐进，从辅助驾驶升级到自动驾驶，以 ABB 为代表，已经具备 L3 级别能力，并开始研发L4 级别。另一方面，IT 企业主张在技术上直接达到无人驾驶的程度，以谷歌和百度为代表。我们认为，产生这样的差异的原因在于传统车企具有较大的固定资产投入，并且需要持续的汽车销量获取利润维持公司的运营和研发投入，因此逐渐过渡有助于吸引消费者购买新车型和新功能，增加企业收入。而互联网企业属于轻资产，对无人驾驶的规划以提供出行服务而非销售汽车为主，因而可以将资源更多的投入技术开发。

ADAS——车内智能的开端

ADAS 的原理、构成和分类

ADAS 工作原理模仿人体的生理机制，主要分为感应、分析和执行三个方面。汽车的各类传感器（五官）收集关于周围环境不同种类的数据，如图像、距离等，进行标志、行人的辨识、侦测与追踪，并将信息传输到中央处理芯片（大脑），再结合导航仪地图数据，利用相关算法进行计算（思考），根据计算结果做出反馈，通过汽车部件（肢体）执行，完成汽车的驱动、制动或转向等功能。

ADAS 主要由三大系统构成：负责环境识别的环境感知系统，负责计算分析的中央决策系统，负责执行控制的底层控制系统。其中，负责感应的传感器主要包括摄像头、毫米波雷达、超声波雷达、夜视仪等；负责分析的主要是芯片和算法，算法是由 ADAS 向无人驾驶进步的突破口，核心是基于视觉的计算机图形识别技术；执行主要是由制动、转向等功能的硬件负责。

按照系统功能可以将 ADAS 分为主动安全系统和被动安全系统，被动安全系统又可以分为监测系统和预警系统。在 SAE 的阶段划分中，L0 发挥作用的主要为被动安全系统，它可以辅助或提前警告驾驶员完成操作任务，如夜视辅助（Night Vision）和车道偏离预警（Lane  Departure  Warning），但是无法取代驾驶员进行操作；从 L1 开始，主动安全系统介入并直接作用于制动或转向系统， 分担驾驶员的工作，如自动紧急制动（Automatic Emergency Braking）和自适应巡航（Adaptive Cruise Control）。在 L2 主动安全系统和被动安全系统相互协作，一起参与控制，驾驶员的工作变为监控周围环境。

渗透率：监测>预警>主动。根据 Yole Developpement 的报告，主动安全系统技术门槛高，普及时间更长，需要配备传感器数量较多，目前普及率仍处于较低水平；  预警系统的普及率目前正在爬坡期，到2020年会达到一个稳定的水平；监测系统已经充分进入市场，成为汽车必备功能之一。

全球范围内 ADAS 渗透率仍偏低，中国市场空间巨大。根据高盛全球投资研究部门研究，全球 ADAS 渗透率普遍不高，欧美日渗透率只有8%-12%，根据盖世汽车研究院测算，我国ADAS的渗透率在2%-5%区间，细分搭载率来看，应用范围最广的是盲区监测系统、AEB和其他预警系统（疲劳预警、前车防撞预警）。从行业成长周期判断，我国 ADAS 产业尚处于由幼稚期向成长期过渡的阶段，未来发展空间巨大。

市场空间：全球市场规模众说纷纭，测算国内千亿前装规模

全球 ADAS 市场规模众说纷纭，普遍认为 2020 年将超 300 亿美元。德勤预测 2020 年全球 ADAS 市场规模将达到 400 亿美元；智研咨询认为其市场规模将超 300 亿美元，2014-2020 年复合增长率将达到 32%；iSuppli 则认为 2016 年世界 ADAS 市场规模在 70 亿美元左右，到 2020 年将达到 300 亿美元；由Strategy Analytics估计口径，2015 年ADAS 全球销售额为87 亿美元，2020 年预计达到176 亿美元。

2020年中国前装ADAS市场规模将超千亿。由于中国汽车零部件后装市场较不成熟，缺少可靠数据且不确定性较大，所以我们选择估算国内前装ADAS市场规模。估算中国ADAS市场规模最重要的两个因素在于渗透率和产品价格。渗透率假设：首先，我们选取中投顾问对 2015 年国内 ADAS 渗透率计算的数据作为基础值。其中作为监测和预警功能的ADAS产品渗透率相对靠前，国内渗透率前三的ADAS产品分别为盲区监测（BSD）、疲劳预警（DMS）和自动紧急制动AEB。

然后，我们认为国外 ADAS 产品发展领先于中国市场，国内 ADAS 产品的增长路径可以参考有代表性的外国 ADAS 厂商（如 Mobileye）的历史增长率进行估计。根据 ADAS 的分类，我们认为主动安全系统相比于预警系统技术要求更高，普及时间较长，因此将ADAS 产品渗透率增长分为两档。产品价格假设：我们认为，随着未来 ADAS 产品渗透率增加，产品产量随之升高，规模效应凸显，会带来成本和价格的走低。因此，我们仍将 ADAS 产品分为预警系统和主动安全系统。根据渗透率和发展阶段的不同（预警系统更快普及），预警系统产品价格给予 10-15%的年降假设，主动安全系统产品价格给予 5%的年降假设。汽车产量假设：2015年中国汽车产量 2450 万辆，同比增长 3.3%；2016 年达到2812 万辆，同比增长14.8%；2017/2018年中国汽车产量增速分别为3.2%/4.2%。我们假设2019/2020/2021年中国汽车产量年增速分别 0%/3%/3%，2021年汽车产量预计 2950万辆。市场规模：除了以上三个假设外，我们仅考虑已经投入市场的 ADAS 产品，不考虑未来新产品的研发和使用。进而，我们按照“某产品市场规模=产品单价*产品渗  透率*汽车产量”模型对中国 ADAS 市场规模进行估算。根据我们的测算，2020 年中国 ADAS 市场空间将超 1000 亿元。渗透率增速是决定市场规模关键因素。在此基础上，若将所有 ADAS 产品渗透率增速下调10%，则2020年市场规模降至734亿元；若将所有ADAS 产品渗透率增速上调 10%，则2020年市场规模将达1455亿元。由于预计未来几年我国新车产量不会出现大幅增长，因此 ADAS 前装市场渗透率将成为关键因素，渗透率的提高带动产量，使生产企业达到规模经济，降低产品成本，而产品价格的降低反过来又会推动渗透率的提升。

产业链公司发展现状

产业链公司一览：ADAS 工作原理顺序为感应、分析和执行，因此 ADAS 产业链依次包括上游——传感器零部件和芯片算法，中游——传感器集成控制和执行系统，下游——一级供应商和整车制造商，后市场包括电商平台、4S 店和旗舰店等。传感器市场按照不同产品分类由不同公司所占据，摄像头生产商包括德尔福（Delphi）、松下和法雷奥等，毫米波雷达生产商包括博世、大陆和华域汽车等，激光雷达生产商包括Velodyne、Quanegy 和 IBEO 等；芯片市场由英特尔、英伟达和高通三大巨头垄断；算法方面，国际市场 Mobileye 一家独大， 国内出现众多初创公司，如 minieye、中科慧眼等；执行系统仍由传统汽车零部件生产商占据，包括博世、大陆、德尔福等。

车联网——通向无人驾驶高级阶段的核心技术

广义车联网包含车内、车际和车云网

车联网有广义和狭义之分，狭义车联网单指“Telematics”（车载移动互联网，又称车云网）。我们这里定义车联网为广义车联网，即车内、车际、车云三网融合。广义的车联网是最终实现无人驾驶的重要一环，一方面，车际网联合产业链前端的ADAS 实现车路协同；另一方面，车云网将数据上传至云平台进行清洗分析，开辟产业链后端广阔的汽车后服务市场。

· 车内网：是指通过应用 CAN 总线技术建立一个标准化的整车网络。

· 车际网（V2X）：是指基于DSRC技术和IEEE 802.11系列无线局域网协议的动态网络。这是促进车际互联的最核心技术。

    · 车云网（Telematics）：又称车载移动互联网，是指车载终端通过3G/4G等通信技术与互联网进行无线连接。

车内网与车云网产业化应用成熟，车际网尚处培育阶段。车内网和车云网分别对应CAN总线与OBD 盒子等产品在国内均有较为成熟的应用和市场规模。而以V2X芯片为核心产品的车际网，是推动车路协同，促进车际互联的关键，由于其技术壁垒最高，发展步伐最为缓慢。世界范围内的V2X产品均处开发阶段，未形成大规模生产，批量生产后可配套装载于智能汽车和道路信号灯、加油站等基础设施，市场前景广阔。

车际网是车联网之魂，其核心在于 V2X 技术

车际网是车联网之魂，其 V2X 技术是通向无人驾驶高级阶段的核心技术。我们认为，无人驾驶依照“ADAS 装配实现车内智能——LTE-V/DSRC 技术实现车际互联——车际互联的发展进一步推动车内智能设备的研发——车内智能对车际互联要求的上升”的发展路径，呈现螺旋上升趋势。目前我国智能驾驶发展还是以车内智能为主，车际互联发展较为缓慢，但随着V2X技术的完善，车路协同检测日渐成熟，车际互联在未来几年出现较快增长。

V2X 技术是车内智能和车际互联的转换器，是智能互联示范区最核心技术所在。我们认为 V2X 受益于智能互联示范区内基础设施建设和车内芯片装配，产业链地位将大幅提升。

V2X 实现的两种方式：V2X 的实现主要有DSRC 和LTE-V 两种方式。其中 DSRC是美国的V2V 通信标准，中国目前主导的通信技术是 LTE-V。V2X  技术的主要特点是：（1）网络拓扑不稳定；（2）外部环境干扰严重；（3）行车轨迹可预测；（4）以小数据包为主。由此发展出了两种研究方向，即专用短程通讯（DSRC）技术和基于蜂窝移网的（LTE-V2X）技术。

DSRC：基于恩智浦半导体和思科公司共同推进的车际通信技术 IEEE 802.11p（WiFi 技术标准 IEEE 802.11 针对汽车环境的延伸）。实现在特定小区域内对高速运动下的移动目标的识别和双向通信，目前广泛应用的电子停车收费系统 ETC 就是基于 DSRC 实现的。DSRC 在 2014 年 2 月被美国交通部确认为V2V 标准。

LTE-V：国内大唐电信和华为主导的 LTE-V 标准，LTE-V 是基于 LTE（4G）无线传输技术的车联网专用通信网。V2X 主要产品：具备 AP、LTE 和 Connectivity 等连接芯片的 V2X 模组。车辆上的模组装配可以实现 V2V（车辆和车辆之间的通信连接），要实现 V2I（车辆与基建之间的通信连接），需要在加油站、信号灯等基础设施上也装配模组。V2X小批量生产阶段，预计批量后成本可控制在1000元。根据清华大学系统工程研究所，目前在 V2X小批量的情况下，清华自己的产品（主机+显示器+ 天线+安装支架）市场价格控制在1万元以内，分拆成本来看，软件部分占比较大，硬件成本不超过2000元，批量后成本大约可控制在1000元左右。目前欧美市场部分项目1000-2000 美金，部分销售到国内售价约13800元。V2X 目前应用：V2X 模组是车际网的核心产品，一些主流汽车厂商已经宣布将会在未来的车型上安装V2X 模组，目前国外龙头芯片制造商如 NXP 等已实现V2X 模组的批量生产，随着美国的强制性标准实施，我们认为后续市场空间广阔。

车联网市场空间：预计到 2025 年市场规模接近万亿级别

车联网现在正处于发展第二阶段。车联网发展可以分为三大阶段，当前正处于第二阶段——智能网联汽车阶段。车联网的发展从最早期的车载信息开始，车辆具备基本的联网能力；在当前的智能网联阶段，通过 V2X 技术，车路开始协同；到了未来的智慧出行阶段，车路协同在智能交通和高级自动驾驶中广泛应用，不可或缺。

2020 年预计全球V2X 市场规模突破 6500 亿元。得益于政策和大行业的发展，车联网行业快速渗透，行业规模不断扩大。根据 Gartner 统计数据，预计 2020 年全球物联网连接数量将达 70 亿，高速领域占据物联网连接总数的10%，而车联网是目前高速场景中具有明确发展方向和市场的领域，将在高速领域发展初期占据大部分份额。根据华为预测，车联网是物联网高速领域内行业成熟度最高并且连接数量最多的领域，预计2020年，中国车联网连接数量将达到6000万规模。另外，根据中国联通数据显示，预计2020年，全球V2X市场将突破6500亿元，中国V2X用户将超过6000万，渗透率超过20%，市场规模超过2000亿。而位车联网整个产业链上的服务商、服务提供商、硬件商、通信运营商分别占有61%、12%、17%和 10%的市场份额。