随着科技的飞速发展,自动驾驶技术已经成为汽车行业乃至整个交通领域的一大革命。它不仅预示着未来交通模式的转变,更代表着人类生活方式的重大演进。自动驾驶技术的发展,涉及众多领域的协同创新,包括但不限于人工智能、传感器技术、车联网、大数据、云计算等。总体而言,自动驾驶的行业的主要由汽车制造商、自动驾驶技术供应商、软件与人工智能公司、网络与通信供应商、法律法规认证、出行服务提供商、研究与学术机构、投资与金融支持机构等八类主体组成。
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汽车制造商
汽车制造商提供带有自动驾驶能力的整车产品, 根据其历史与技术路线,可以分为两类。
- 传统汽车制造商,包括宝马、通用汽车、丰田、福特等传统的汽车制造商,这些公司通常负责车辆的整机设计和生产,并在传统整机的基础上整合自动驾驶技术,使之具备一定程度的自动驾驶能力,例如 L2 级别。
- 新兴电动车制造商,典型代表是特斯拉,国内企业如比亚迪、蔚来、小鹏汽车等公司,大多成立于新世纪,这些公司通常在创立之初就以新能源和自动驾驶位基本的技术路线,这类型公司具有更强的互联网基因,可以更快地采用和开发自动驾驶技术。
- 自动驾驶技术供应商
自动技术供应商提供车辆在自动驾驶过程中的感知和决策技术和服务。
- 激光雷达、雷达、摄头供应商:这些公司提供自动驾驶所需的传感器硬件,如Velodyne、Luminar、Ouster。激光雷达与摄像头犹如自动驾驶汽车的手脚,可感知外部环境,作为车内决策系统的输入。
- 自动驾驶技术公司:Waymo、百度Apollo、Motional等公司专注于开发自动驾驶软件、算法和系统集成。此类公司通过向汽车制造商和出行服务供应商提供自动驾驶解决方案实现营收。waymo 凭借谷歌在人工智能、数据分析、地图技术等方面的丰富经验,以及自身积累积累了数百万英里的实际道路驾驶数据,这提高了其在能人工智、自动驾驶领域的安全性与可靠性。相比于Waymo,百度的阿波罗更注重平台的发展,其关注点是自动驾驶生态的建设。阿波罗是百度创建的自动驾驶平台,提供整套完整的软件、硬件、和云数据服务,供开发者和汽车制造商使用。Vivo更专注于自身技术的发展,而阿波罗则采取更开放与合作的方式允许其他公司基于其平台进行开发。
- 半导体公司:随着汽车的电动化智能化和网联化,越来越多的半导体用于车载系统,主要包括用于自动驾驶计算的cpu、gpu、npu,还有IGBT常用于车机控制系统如。典型的半导体公司包括英伟达、Mobileye(英特尔旗下)等,这些公司提供用于自动驾驶的芯片和计算平台。在我国拥有自主研发能力的IGBT公司有比亚迪半导体、中车株洲、时代电器、华宏半导体等公司,在国际上,英飞凌提供广泛的汽车级 GBT产品,其IGBT的产品市占率全球第一,此外,意法半导体提供的IGBT产品多用于逆变器、车载充电器、DC换流器等。
- 软件和人工智能公司
- 人工智能和机器学习算法开发者:这些公司开发用于处理和分析自动驾驶数据的核心算法。这类公司提供数据标记、数据分析、数据管理、模型训练和仿真测试等服务,作为自动驾驶解决方案开发公司的数据分析算法的供应商,提供优质算法给到自动驾驶解决方案公司,由他们对算法进行集成整合,并在整车上部署和测试,此种类型公司有力地支撑自动驾驶技术的快速发展。有代表性的公司有百度智能云、海天瑞声、亮道智能等等。
- 仿真与测试软件公司:这类公司利用经过标记的数据,提供高精度的虚拟环境与仿真软件,帮助自动驾驶企业在安全、高效、成本可控的情况下进行自动驾驶技术的研发与测试。具体的做法是通过高清地图和三维建模技术,营造出接近真实场景的路况、天气与照明场景,提供各种车载传感器的仿真,模拟各种交通参与体的行为和彼此间的互动(交通流与智能体仿真),最终实现对自动驾驶算法的验证,实现感知、决策、控制等全栈算法的闭环测试。总结说来,仿真与测试包含如下新的动作:场景模拟、传感器仿真、交通流与智能体模拟、算法测试与验证、云平台仿真等。Cognata、Ansys、西门子等均是自动驾驶仿真与测试的主要参与者。
- 网络与通信
- 5G网络供应商:自动驾驶的实现除了依赖于汽车本身利用传感器、雷达等装置感知外部环境,在今后的迭代中,也必将涉及到汽车与公路、汽车之间以及汽车与调度平台、云平台等远端系统的连接。这样的连接具有海量接入、对时延要求高等特点,这就需要通信基础设施提出了较高的要求。3GPP定义的5G网络,正好满足自动驾驶所需要的超低时延、超大带宽、海量接入、超高可靠等特点。因此通信服务运营商,如中国移动、中国电信等公司,在自动驾驶领域也扮演者关键的角色。此例如华为、爱立信和诺基亚等通信设备供应商也将会推出更适用于自动驾驶场景的无线接入、边缘计算等产品。
- 云服务提供商:自动驾驶所依赖的数据训练、数据清洗、数据管理以及算法的训练、模型的训练等都依赖于海量的计算资源,自动驾驶算法公司为了降低资本投入,通常使用公有云而非自建私有云的形式来这样的计算资源,在自动驾驶领域,云计算公司也扮演着与运营商类似的基础设施供应商的作用,在美国或者在欧洲,以亚马逊的AWS、微软的azure和谷歌云为主,在中国市场,云计算的主要参与者是阿里、腾讯、华为等公司。
- 法规与认证
- 政府和监管机构:政府机构主要承担两类作用,标准制定、市场准入规定以及创新引导。美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)、中国工信部等,制定自动驾驶相关法规和安全标准,确保自动驾驶汽车在设计、生产和测试过程中符合一定的安全要求。这些标准包括如何检测障碍物、应对技术失灵等紧急情况,以及确保联网系统的网络安全。此外,政府部门通过政策引导和资金支持,鼓励企业进行自动驾驶技术等研发和商用,政府可能采用“监管沙盒”机制,允许企业在一定范围内进行创新测试。政府会简化审批流程,在自动驾驶发展的早期阶段,降低市场准入门槛,引入更多市场主体参与相关的研发,共同探索健康的商业模式。在促进市场准入、技术创新和产业发展的同时,也需要做好安全管理,明确自动驾驶场景下的出现事故时的责任归属,监管机构有权获取自动驾驶公司在测试和事故时的数据,以便进行事故调查和安全评估,这将有助于提升技术的透明度以及用户对于自动驾驶的信任度。
- 测试与认证机构:测试与认证机构为自动驾驶技术上了一道双保险,它们在自动驾驶正式商用前,对其进行全方位的测试,并对通过测试的公司进行认证,它们在确保自动驾驶的安全性、可靠性与合规性方面发挥着重要的作用。测试机构的主要工作时制定测试方法、模拟与实地测试、数据检测与分析以及发布测试报告,对于通过标准测试的公司发放测试许可证。
- 出行服务提供商
- 自动驾驶出租车(Robo-taxi)公司:MarketsandMarkets的报告显示,2023年自动驾驶出租车(Robotaxi)的市场规模为4亿美元,预计到2030年将达到457亿美元,年均增长率为91.8%。另外有其他研究机构给出过预测,虽然市场规模金额不等,但是Robotaxi的是一个百亿美元的市场已经得到广泛认可。业内主流公司如Waymo One、Cruise、AutoX、文远知行等,致力于通过自动驾驶技术提供出行服务。
- 共享出行平台:与Robotaxi带有的技术属性不同,Uber、Lyft、滴滴等共享出行平台公司已经在提供广泛的出行服务,它们也在研究如何将自动驾驶技术融入现有的共享出行服务中以降低其运营成本。这些平台公司作为自动驾驶技术以及Robotaxi最重要和最直接的使用者,对自动驾驶技术的大规模商用至关重要。
- 研发与学术机构
- 大学与研究机构:高校与科研机构在自动驾驶发展过程中主要起到基础研究、人才培养等作用。与产业公司不同的是,高校的研究者跟专注于基础理论的研究,例如探索新算法、新材料和新传感器技术等。人工智能领域的关键技术,如深度学习、计算机视觉、传感器融合的等领域的突破,大都来自于学术研究。大学与研究机构广泛的学术研究培养了众多技术人才,这些人在离开高校或者研究机构之后进入产业界,为自动驾驶产业提供了大量高素质人才,也有利于技术的商业化。
- 联合研发实验室:高校与研究机构除了专注于基础理论的研究,也常于产业联合研发,以产学研的模式运作,形成资源共享,利于科研成果的转化,缩短从理论到市场应用的时间。
- 投资与金融支持
- 风险投资公司:自动驾驶公司有两条主要的发展路径,其一是在大型的车企或者科技企业中成立自动驾驶团队,这些团队带着开拓新市场的使命成立,自成立之初就有较深厚的资本背景,典型的例子是Waymo,2009年在谷歌内部成立孵化,2016年独立运作,成为Alphabet旗下的子公司。其二是技术专家带队直接成立的自动驾驶技术公司,从零开始独立运作,典型代表是小马智行、文远知行等公司。由于自动驾驶天然带有资本密集型、技术密集型和高风险的特点,公司在运作过程中需要大量的资金、技术人才,并且极有可能在不太成熟的行业阶段阵亡,这就需要一些长期资本和风险投资的加持,承受自动驾驶行业发展的高风险以换取高额的回报。因此可以说风险投资公司为自动驾驶领域的发展提供了宝贵的动能。值得注意的是,不仅仅是传统的风险投资公司参与到竞争激烈自动驾驶领域,例如Sequoia Capital(红杉资本)对特斯拉和 Nuro的投资,还有传统的车企甚至互联网公司也在积极参与对于自动驾驶领域的投资,例如雷诺-日产-三菱联盟的风险投资基金对文远知行的投资。
- 企业并购:除了投资自动驾驶领域公司,财力雄厚的企业也倾向于并购成熟技术能力强的自动驾驶初创公司来快速构建或者强化自身的自动驾驶能力,例如苹果在2019年斥资2亿美元收购自动驾驶明星公司、成立于斯坦福AI实验室的Drive.ai,不仅获得了自动驾驶技术,也吸纳整个团队;丰田在2021年以5.5亿美元收购Lyft的自动驾驶部门Level 5;在中国则有潍柴动力在2019年以6.6亿元人民币收购清智科技55%的股份,成为其大股东,这帮助潍柴动力在ADAS领域获得更强的竞争力。
- 保险公司:针对自动驾驶场景下新的责任归属,众多自动驾驶公司、保险公司都在推出适应自动驾驶的保险业务,这也将作为自动驾驶技术的辅助商业模式,帮助用户在事故时更好地定责与赔付。特斯拉正在探索将保险预期自动驾驶功能捆版,利用驾驶过程中记录的车载数据来评估风险,提供基于驾驶行为的保险。State Farm正在开发新的保险产品,旨在为自动驾驶汽车提供覆盖,包括对车辆制造商和软件供应商的责任保险。
自动驾驶是一种具有广泛应用市场的产品和技术,自20世纪初以谷歌为代表的公司开始现代自动驾驶的研究,到今天在前沿的人工智能技术,特别是深度学习和计算机视觉技术的加持下,自动驾驶技术的商业化速度不可为不快。在2004年8月,Waymo的Robotaxi业务的出行量已达到单周10万人次。自动驾驶的市场规模预计到2030年可达百亿美元级别,这给众多自动驾驶领域的公司、科学家和工程师无限遐想,都希望在这场科技竞赛中脱颖而出。会有很多公司这场科技竞赛中倒下,也会有更多的公司在这场竞赛中诞生和崛起。