黑芝麻智能:定位智驾芯片供应商,卓越研发团队打造强劲产品力。
1)公司定位:Tier2 芯片供应商,提供车规级计算 SoC 及基于 SoC 的智能汽车解决方案。2)产品结构:公司具有两个车规级 SoC 系列——华山系列和武当系列,探索高算力和跨域新机遇,截至 2023 年 12 月 31 日,旗舰 A1000 系列 SoC 的总出货量超过 152,000 片。3)股权架构:单记章累计可控股权 21.90%,多方投资合作业务前景可期。4)人才结构:创始人及核心管理团队从业经验约 20 年,具备半导体+汽车复合型基因,多地设立研发及销售中心,核心研发团队强大。5)财务分析:公司营收增长迅猛,毛利率增势放缓,系 SoC 流片成本及定价策略影响,费用控制显着改善,但由于公司处于成长期,仍需加大研发+销售渠道等前期投资,利润端短期承压。
行业:产业链分工更具性价比,合作研发有望成为主流。1)空间:汽车“智能化”浪潮迭起,技术成本降低+消费者接受度提升+相关政策扶持,NOA 功能迎来量产“元年”,ADAS SoC 市场得以快速扩展,搭载率及价值量齐升。2)趋势:SoC 自研机遇与挑战并存,面临资金投入、回购周期和盈利模式三重考验,产业链分工更具性价比,合作研发有望成为主流。3)格局:海外厂商领跑车载 SoC 市场,本土芯片厂商加速追赶,黑芝麻切入各算力 SoC,高中低价格带全面布局。
核心竞争力:技术筑底,生态赋能,客户拓域。
技术:1)产品体系具备延续性,持续迭代升级 Roadmap。高算力 SoC A2000于 2022 年设计完成,预计在 2026 年批量生产;车规级跨域计算 SoC C1200 于2022 年设计完成,预计在 2025 年批量生产。2)核心 IP 自研,掌握主动权,公司是少数拥有自主研发车规级 IP 核的自动驾驶 SoC 供应商之一。3)掌握完整SoC 设计能力,具有大量自主知识产权。
生态:平台化设计和工具链配置将成为重要竞争力,软件生态决定芯片价值大小,帮助客户“用好芯片”。1)山海开发工具链,具备开放性和可拓展性,进一步缩短算法和模型开发周期,用于算法的迁移、量化和部署;2)瀚海-ASDSP 中间件按需调整、满足日趋复杂的底层硬件+传感器和上层应用灵活需求。
客户:公司的主要客户为汽车 OEM 及一级供应商,客户数量稳步增长,2023 年12 月 31 日客户群共 85 名,1)车端:2023 年后搭载公司芯片的车型逐步量产,量产车型包括领克 08、合创 V09、东风 eπ007 及首款纯电 SUV 等。2)路端:是国内少数可同时交付车、路双端感知和车路协同解决方案的供应商。
一、黑芝麻智能:智驾芯片供应商,卓越研发打造强劲产品力
1.1 发展历程:Tier2 芯片供应商,提供车规级 SoC 和相关解决方案
黑芝麻智能:定位 Tier2 芯片供应商,提供车规级计算 SoC 及基于 SoC 的智能汽车解决方案。公司是 SoC 二级供应商,具有华山系列和武当系列两款 SoC,为客户提供基于 SoC 的捆绑式解决方案及和基于算法的解决方案。根据弗若斯特沙利文,公司为 2023 年车规级高算力 SoC 出货量的全球第三大供应商,并于 2024 年 8 月 8 日在港交所主板挂牌上市。
1.2 业务结构:华山+武当系列双线并驱,探索高算力和跨域新机遇
产品:公司具有两个车规级 SoC 系列——华山系列和武当系列。
华山系列:高算力 SoC。专注于自动驾驶应用的华山系列高算力SoC 开始并将其商业化。
2022 年开始批量生产华山 A1000/A1000L SoC 并交付超过 25,000 片,截至 2023 年 12 月 31 日,旗舰 A1000 系列 SoC 的总出货量超过 152,000 片。
1) A1000:中国开发及推出的第一款具有自有 IP 核的高算力自动驾驶 SoC,是中国首款已取得 ASIL-B 及 AEC-Q100 2 级认证的 L2+及 L3 SoC;
2) A1000 Pro:在中国开发及推出的首款超过 100 TOPS 算力的自动驾驶 SoC,在 INT8 精度下提供的算力在中国同业中属最高。
3) A1000L:为 L2 及 L2+自动驾驶而设计,已取得 ASIL-B 及AEC-Q100 2 级认证,在 INT8 精度下提供 16 TOPS 算力。
武当系列:跨域 SoC。实现智能座舱及汽车网关在单一 SoC 上集成,从核心自动驾驶功能扩展至智能汽车等先进功能的更多样化及复杂需求,为智能汽车提供创新且具性价比的计算解决方案。公司于 2023 年 4 月宣布推出 C1200,根据招股说明书,在公司 2024年8月上市前成功完成C1200的流片,并开始向潜在客户提供原型。
解决方案:为客户提供基于 SoC 的捆绑式解决方案及和基于算法的解决方案。
公司不以独立硬件方式提供 SoC,而是将基于 SoC 的智能汽车解决方案集成了嵌入公司自主开发的 ISP 和 NPU 的 IP 核 SoC、中间件和工具链的算法和支持软件,提供从 IP、芯片、自动驾驶解决方案到车联网解决方案的全套服务,以满足广泛的客户需求。公司提供集成闭环自动驾驶解决方案组合 BEST Drive,包括支持 L1 及 L2 的 Drive Eye、支持 L2+自动驾驶的 DriverSensing、支持 L3 域控制的 Driver Brain 以及支持下一代中央计算的 Driver Turing。
收入结构:基于 SoC 的解决方案成为收入重要增长极。公司最初专注于销售基于算法的解决方案,以实现早期创收及建立客户关系;目前,产品及解决方案的销量增加及自有 SoC 于 2022 年底量产,推动基于 SoC 的解决方案收入占比加速提升,从 2021 年的 2.6%提升至 2023 年的 62.0%,成为公司收入的重要增长极。
单记章累计可控股权 21.68%,多方投资合作业务前景可期。单记章持股 7.75%,主要负责监督整体业务发展并制定相关管理及营运的目标策略,其他投资者同意合并并委托单记章全权酌情行使,单记章累计拥有并通过投票权委托协议可控制 21.68%,有效降低第一类代理成本。北极光资深独立投资者、海松资深独立投资者、上海极芯、小米、腾讯、吉利、上汽均参投公司,多方投资合作业务前景可期。公司对黑芝麻智能武汉和黑芝麻智能上海 100%控股,前者销售软件产品及提供相关服务,后者主要业务是图像识别、芯片设计及软件开发。
1.4 人才结构:核心研发团队强大,具备半导体+汽车复合型基因
创始人及核心管理团队从业经验约20年,具备半导体+汽车复合型基因。
1)半导体:公司创始人单记章拥有清华大学微电子学士及硕士学位,在半导体行业有 20 多年经验,曾在业界领先的豪威科技担任软件工程部副总裁,亦曾领导世界领先汽车 HDR 的开发,全球范围内拥有一百多项注册知识产权。2)汽车:联合创始人刘卫红有清华大学硕士及多伦多大学工商管理硕士学位,在汽车研发及制造方面经验逾 20 年;此前曾任博世亚太区底盘制动器部门总裁,负责战略、运营等内容。两位创始人的跨行业经验形成互补,辅助公司进行市场定位和产品策略制定。
多地设立研发及销售中心,核心研发团队强大。黑艺麻智能分别在武汉、硅谷、上海、成都、深圳、重庆、新加坡成立研发及销售中心,目前已有超过 1000 名员工,核心研发团队成员均拥有超过 15 年的工程经验,具备国内或海外的知名科技公司工作经验,如博世、豪威科技、高通及中兴。
1.5 财务分析:营收增长迅猛,盈利能力持续改善
收入端:公司营收增长迅猛,成长期仍需加大研发+销售渠道等前期投资。公司营业收入由 2021 年的 0.61 亿元增长至 2023 年的 3.12 亿元,CAGR 为 126.2%,公司处于高速扩张阶段,考虑规模因素情况下亏损收窄。2023 年实现净利润-48.55 亿元,系公司向投资者发行的金融工具公允价值减少;且公司业务处于发展期,前期研发、销售渠道投入较大。
毛利率端:毛利率增势放缓,系 SoC 流片成本及定价策略影响。整体来看,2021-2023 年毛利率分别为 36.1%/29.4%/24.7%。从结构上看,自动驾驶产品及解决方案毛利率较低,但收入占比由 2021 年的 56.6%上升至 88.5%,影响毛利率增速。分业务来看:
1)自动驾驶产品及解决方案,随着客户需求复杂化、解决方案组合变化以及公司自有 SOC 业务的量产交付,自动驾驶产品及解决方案的毛利率由 2021 年的 18.6%增加至 2022 年的 24.2%。但是2023 年自动驾驶产品及解决方案的毛利率降低至 21.4%,原因在于基于 SoC 业务的贡献比例增加,业务初期产生较高的半导体封装及测试服务成本,并且以优惠价格向吉利的车型提供 SoC,通过性价比优势换取更大客户群。
2)智能影像解决方案,2021-2022 年智能影像解决方案的毛利率保持稳定,分别为 59.0%/61.5%,2023 年减少至 50.1%,主因是嵌入专有算法的硬件产品收入贡占比增大,硬件比例抬高,毛利率降低。
费用率端:费用控制显着改善,坚定高研发投入战略。1)2021-2023年公司销售费用整体呈上升趋势,但销售费用率从 2021 年的 84.0%下降到 2023 年的 32.6%,波动原因在于销售员工支付以股份为基础的薪酬,2023 年加大线下销售及营销活动力度;2)管理费用率下降显着,从 2023 年的 184.6%下降至 2023 年的 102.1%,公司内控和降本能力提升;3)2021-2023 年研发费用率为 984.0%/461.8%/436.2%,公司持续扩大研发团队和支付知识产权许可费,研发费用稳步上升,2023年的一次性购买流片服务,使得 2023 年研发支出攀升至 13.63 亿元。
行业:合作式研发有望成主流,车载 SoC 与“智能化”共振
2.1 空间:智能化浪潮加速,车载 SoC 加速放量汽车“智能化”浪潮迭起,NOA 功能迎来量产“元年”。
1)海外方面,以北美与欧洲为代表的主机厂与智驾相关企业正积极布局出海业务,将推动ADAS 市场进入迸发期,根据亿欧智库,2023 年全球 ADAS 市场规模为 503亿美元,预计到 2030 年将达到 1215 亿美元,2022-2030 年期间年复增长率达 13.35%。2)国内方面,得益于本土汽车产业的技术沉淀与相关政策激励,随着我国 ADAS 渗透率不断提高及技术落地,市场规模有望增长,据智研瞻预测,2024-2030 年中国 ADAS 市场规模将从 2024 年 1918.77 亿元增长至2030 年 4662.27 亿元,期间年复增长率达 15.95%。3)NOA 推进方面,根据亿欧智库,2023-2025 年期间,高速 NOA 进入 1-10 快速渗透阶段,城区NOA 功能拉开量产落地序幕。
技术成本降低+消费者接受度提升+相关政策扶持,自动驾驶乘用车渗透率加速提升,带动自动驾驶乘用车销量攀升。1)乘用车(L1 级至 L5级):根据弗若斯特沙利文的资料,预计 2028 年自动驾驶乘用车的全球销量达 68.8 百万辆,渗透率为 87.9%;2028 年自动驾驶乘用车的中国销量达 27.2 百万辆,渗透率为 93.5%。2)商用车(L1 级至 L5 级):根据弗若斯特沙利文的资料,预计 2028 年自动驾驶商用车的全球销量达 13.8 百万辆,渗透率为 59.4%;2028 年自动驾驶商用车的中国销量达 3.5 百万辆,渗透率为 68.9%。
为适应集中式域控制器架构对数据的传输效率和算力的需求,SoC 成为必然选择。在分布式 ECU 架构阶段,MCU 是计算和控制的核心,内部集成有处理器、存储器、输入/输出接口和其他外设,常应用于控制任务简单、实时性较高的嵌入式系统;当结构转在集中式域控制器架构阶段时,传统 MCU 芯片难以支持大量异构数据的吞吐和快速处理数据,内部集成更多异构处理单元、结构设计更复杂、处理和计算能力更强的SoC 芯片成为域控制器主控芯片的必然选择。
ADAS SoC 市场得以快速扩展,搭载率及价值量齐升。全球及中国车规级 SoC 市场规模。ADAS SoC 市场得以快速扩展。根据弗若斯特沙利文的资料,全球 ADAS SoC 市场预计到 2028 年将达人民币 925 亿元,2023 年至 2028 年的复合年增长率为 27.5%;中国 ADAS 汽车销售市场正处于快速增长阶段,ADAS SoC 的市场规模预计到 2028 年将达人民币 496 亿元,2023 年至 2028 年的复合年增长率为 28.6%。
2.2 趋势:产业链分工更具性价比,合作研发有望成为主流
目前主流车企布局车载 SoC 的模式分为自研、合资、战略投资和战略合作四种。1)自研:车企采取 Fabless 模式 ,组建团队做芯片设计研发。2)合资:主机厂与芯片公司成立合资公司,进行优势互补。3)战略合作:主机厂提需求和架构,芯片厂 商完成设计和开发。4)战略投资:主机厂参股芯片公司,达成战略合作,形成更紧密的协作模式。
SoC 自研机遇与挑战并存,主机厂面临难度大、费用高、周期长等多重考研。为了满足定制化和差异化的需求,部分车企自研车载 SoC 芯片,实现独立定义芯片规格需求,有助于实现软硬件协同,提升整车产品的竞争力;并一定程度上提高对车载 SoC 芯片供应链的掌控度。相应公司也面临一定挑战。
1)资金投入大:据研究机构 Semiengingeering 统计,28nm 工艺要 5130 万美元的投入,16nm 需要 1 亿美元,7nm 需要 2.97 亿美元,5nm 需要 5.42 亿美元。目前应用在座舱或智驾的大算力 SoC芯片至少需要 7nm 工艺,投入较大。
2)回报周期长:芯片从研发到量产至少需要 3-5 年的时间。并且自动驾驶 SoC 的可靠性及稳定性,需要通过与汽车 OEM 的技术合作及一系列长期的产品验证来实现。
3)成本上难获得优势:如果车企的自家车型销量难以均摊芯片研发带来的成本,并且难以获得其它车企客户的订单,盈利模式具备较大不确定性。
由于自动驾驶系统的复杂度逐渐提升,考虑到自研 SoC 的时间和资金成本高企,且在不同产品线或品牌的同等自动驾驶等级的车型中使用少数技术平台,可以有效提高效率并避免高昂的转换成本汽车,OEM 厂与Tier 1 以及选定的 Tier 2 自动驾驶 SoC 供应商合作有望成为主流关系稳固。
本土优势凸显,国内自动驾驶 SoC 供应商有望“近水楼台先得月”。
国内供应商本土优势凸显。中国自动驾驶 SoC 市场增速较高,领先部署及应用高算力 SoC。出于相应客户及市场需求的及时性以及对供应链安全的考虑,中国汽车 OEM 正积极与当地自动驾驶 SoC 供应商合作,国内自动驾驶 SoC 供应商有望“近水楼台先得月”。
2.3 格局:本土芯片厂商加速追赶,黑芝麻高中低价格带全面布局
海外厂商领跑车载 SoC市场,本土芯片厂商加速追赶。海外的Mobileye、英伟达、特斯拉在 2023 年占据中国市场智驾域控芯片装机量超过 80%的份额,本土芯片厂商正在加速追赶。车载芯片对 AI 算力性能的要求提升,推动行业向先进制程、舱驾一体、高算力等方向发展,以更好的适应各个价位车型的芯片配置需求。
小算力 SoC 芯片:AI 算力通常在 2.5-20TOPS,产品形态主要为前视一体机/分布式的行泊控制器方案,以高性价比在市场上立足,辅助 L0~L2级别和部分高速 NOA,搭载车型的价格带区间为 10-15 万元。前视一体机占 ADAS 市场比重约 75%,小算力 SoC 市场空间仍具。其中,黑芝麻对应产品为 A1000L。
中算力 SoC 芯片:AI 算力通常在 20~80TOPS,支持轻量级行泊车一体域控制器方案,以实现高速 NOA、城市记忆 NOA 和记忆泊车功能,车型价格带为 15-25 万元。其中,黑芝麻对应产品为 A1000。
大算力 SoC 芯片:AI 算力在 100TOPS+,支持实现高阶行泊车一体域控制器和舱驾一体方案,主要实现城市 NOA、AVP 等 L2+级别的功能,搭载车型价格带为 25 万元以上,是实现 Transformer 等新算法的必需品。其中,黑芝麻对应产品为 A1000 Pro。
三、核心竞争力:技术筑底,生态赋能,客户拓域
3.1 技术:掌握自研车规级 IP 核,产品体系持续迭代
1)产品体系具备延续性,持续迭代升级 Roadmap。公司创新可持续,研发团队强势,研发能力卓越,形成大量自主知识产权。在高算力 SoC 和车规级跨域计算 SoC 上技术领先,产品迭代加速,预计下一代 SoC芯片预计 2025 年设计完成,2028 年批量生产。
高算力 SoC:率先开始批量生产具有高算力(50+ TOPS)的自动驾驶 SoC,其中 A2000 SoC 于 2022 年设计完成,预计在 2026 年批量生产。
车规级跨域计算 SoC:黑芝麻智能科技率先在国内推出具有车规级跨域计算 SoC——C1296 和 C1236,C1296 是行业首颗支持多域融合的芯片平台,实现从舱内到舱外的智能驾驶、智能座舱和数据交换功能;C1236 是本土首颗单芯片支持 NOA 的芯片平台,支持行泊一体、高速 NOA 和入门级城区 NOA。C1200 于 2022 年设计完成,预计在 2025 年批量生产。
黑芝麻智能 NeuralIQ ISP 架构 黑芝麻智能 NeuralIQ ISP 功能
2)核心 IP 自研,掌握主动权,公司是少数拥有自主研发车规级 IP 核的自动驾驶 SoC 供应商之一。出于供应链安全的考虑,核心 IP 自研更方便按照客户及市场的需求灵活调整,外采 IP 会面临迭代不方便和成本较高的问题。公司自研车规级 IP 核为驱动 SoC 提供支持,从而帮助全栈式自动驾驶能力的实现以满足客户广泛需求,在业内具有强有力的竞争优势。
看清:车规级图像讯号处理器(ISP)增强视觉效果。公司自研车规级图像处理核心,具有高速多模式及高质量图像处理能力,配有具性价比的多摄像头单处理器解决方案、多款汽车传感器用的高速多模式处理及高品质的图像处理,在雨夜、大雾、逆光等极端光线环境中仍能较好呈现。
看懂:具有深度神网络加速器的车规级 NPU 实现智能化。公司自研车规级低功耗神经网络加速器 DynamAI NN 引擎,NPU 通过低功耗和专有 ASIC 结构提升计算效率,其配有软硬件同化、多阵列及多精度支持以及强大的感知能力,便于更好地在各种环境条件下识别障碍物、交通标志及行人。第三代 DynamAI NN 采用创新架构,原生支持 Transformer,为高阶智驾端到端算法提供有力保障,提升客户开发便捷性并减少客户对 DDR 的投入成本。
3)技术实力:掌握完整 SoC 设计能力,具有大量自主知识产权。公司拥有经过验证的灵活研发框架,积极跟踪市场及技术趋势,制定长期研发蓝图,研发程序获得 ISO9001 认证;公司还具有广泛的知识产权组合,对于感应算法、压缩感知模型、优化 ISP 算法等技术申请专利,覆盖A2000、A1000 等科技产品,为研发成果提供保障。
3.2 生态:工具链赋能灵活性和扩展性,支撑客户快速量产落地
长期来看,自动驾驶系统软件将基于业务驱动进行开发,一方面满足即时需求,另一方面需要具备前瞻性,能够支持后续软硬件升级换代、兼容扩展,辅助终端客户自主增减适配新的场景。因此,平台化设计和工具链配置将成为重要竞争力,软件生态决定芯片价值大小,帮助客户“用好芯片”。
工具链:山海开发工具链,具备开放性和可拓展性,进一步缩短算法和模型开发周期,用于算法的迁移、量化和部署。公司 2021 年推出山海开发工具链,为算法开发人员开发基于 SoC 的软件提供支持,具有可扩展、高精准、完整灵活的特点,为客户的模型迁移、部署、整合工作提供支持。
可扩展:平台支持 Tensorflow,Pytorch,ONNX 等框架,并支持动态异构多核任务分配,提供适配芯片架构的算法编译器的自动优化,具备可扩展性;并支持客户自定义算子开发。
高精度:能够实现浮点模型的训练后量化及训练中量化,保障算法模型精度。
完整灵活易于落地:拥有 50 多种算法参考模型库及转换用例,降低客户的算法开发门槛;完善的工具链开发包及应用支持,能够助力客户快速移植模型和优化部署落地的一体化流程。
中间件:瀚海-ADSP,按需调整、满足日趋复杂的底层硬件+传感器和上层应用灵活需求。公司开发瀚海-ADSP 中间件,拥有全套开发工具包,具备开放性、快速部署、广泛兼容性特点,为客户部署 SoC 强大性能、提高其研发效率、降低开发门槛、加速量产提供便利。作为连接应用程序和操作系统的桥梁,屏蔽基础硬件、操作系统和通讯协议的异构性,为应用开发者提供统一的、标准的交互界面,让相同产品在不同车型上重复利用,并在不同 Tier1 的产品实现相互兼容,大幅减少开发成本,开发者快速、高效、灵活地开发自动驾驶软件。
开放性:自动驾驶系统的关键模块及其他基础软件组件被打包成开放 API,使用户能够快速、轻松地访问和使用华山系列 SoC 的处理能力。
兼容性:兼容多种车型和第三方自动驾驶系统,从而降低客户的开发和部署成本。
快速部署:从客户端减少客户开发工作量缩短应用程序的开发周期还可以帮助客户不断改进自动驾驶应用程序性能。
3.3 客户:积极发挥本土优势,与多家汽车 OEM 及一级供应商合作
客户数量稳步增长,与多家汽车 OEM 及一级供应商合作。客户群由截至 2021 年 12 月 31 日的 45 名增长至截至 2023 年 12 月 31 日的 85 名。截至招股说明书最后实际可行日期,公司已获得 16 家汽车 OEM 及一级供应商的 23 款车型意向订单;并且已与超过 49 名汽车 OEM 及一级供应商合作,如一汽集团、东风集团、江汽集团、合创、亿咖通科技、百度、博世、採埃孚及马瑞利等。
黑芝麻智能 2021-2023 年客户数 黑芝麻智能 2021-2023 年新客户数
黑芝麻智能 2021-2023 年客户留存率 黑芝麻智能 2021-2023 年净收入留存率
开发多元化客群,充分发挥本土优势。为了降低客户集中导致的下游客户采购量不及预期对公司业绩的影响,公司预期开发更多元化客户群。公司的主要客户为汽车 OEM 及一级供应商,为客户提供定制智能汽车SoC 或自动驾驶解决方案,在所需车型上进行前装,并根据特定客户需求调整。
黑芝麻智能客户
对接车端:2023 年后搭载公司芯片的车型逐步量产。A1000 正处于全面量产状态,支持 L3 及以下应用场景的 BEV 融合算法,是本土首个符合所有车规认证,且目前唯一能量产的单芯片支持行泊一体域控制器的芯片平台,也是目前国内量产车企最多的自动驾驶芯片。A1000 已获得一汽集团、东风集团、吉利集团、江汽集团等国内多家头部车企的 20多个车型定点,量产车型包括领克 08、合创 V09、东风 eπ007 及首款纯电 SUV 等。
对接路端:国内少数可同时交付车、路双端感知和车路协同解决方案的供应商。除了车端客户的开拓,黑芝麻智能携手车、路两端生态合作伙伴,目前已形成了围绕华山 A1000 芯片打造的智驾域控制器+车端感知算法、边缘计算单元+路侧感知算法、车路融合感知算法三大产品系列,形成车—路全栈能力,成为国内少数可同时交付车、路双端感知和车路协同解决方案的供应商之一。黑芝麻智能配合系统集成商可交付摄像机+激光雷达、摄像机+毫米波雷达、摄像机,高中低三套感知解决方案,覆盖全息路网、全息路口、全息高速三大场景。目前已在多个城市实现批量交付,得到了客户和系统集成商的一致认可。