一、智在5大系統
智慧化在汽車上的表現形式主要是汽車電子,汽車電子包括髮動機電子系統、底盤電子系統、車身電子電器、自動駕駛系統和資訊娛樂與網聯絡統等五大類。發動機電子系統包括管理 ECU、冷卻系統、點火系統等;底盤電子系統包括轉向系統、懸掛系統、制動系統等;自動駕駛系統包括雷達、攝像頭、晶片、演算法等;車身電子電器包括主要車身線束、照明系統、開關等;安全舒適系統包括座椅相關裝置、空調系統等;資訊娛樂與網聯絡統包括車聯網相關應用等。
汽車智慧化的電子電氣架構(E/E結構)可以劃分為五個階段:1、出現獨立ECU,功能根據 ECU 進行一定程度的分離,功能 ECU 一一對應;2、出現分域的概念,包括動力、底盤、車身等等域,同一個域的 ECU 被合併,域與的交流較少;3、透過控制閘道器跨功能連線加強域與域的聯絡,可以處理更加複雜的功能,比如自動駕駛;4、出現核心域控制器對功能進行整合,可以實現更復雜的功能;5、出現虛擬域,專屬硬體減少,應用乙太網加強通訊能力,汽車更像是一臺高效能電腦。目前大部分車企仍處於第三代E/E分散式體系到第四代的變化過程中,從分散式走向更集中。在第三代E/E體系中,功能在具有高度軟體到硬體(SW-to-HW)整合的 ECU 上。第四代 E/E 體系中出現核心域控制器,在整合多個功能的基礎上進行成本最佳化和更多功能的實現。
二、主要機會點分析
1、車載PCB。價值量提升6倍以上,車載PCB企業迎來利潤修復
中國已成為全球最大的PCB生產基地,產值增長最快。同時,中國已形成較為完善的PCB產業鏈,且擁有全球最大的汽車消費市場,智慧電動車發展勢頭迅猛,為車載PCB產業提供足夠大的縱深,國內PCB企業有望憑藉較強的工藝控制與成本控制能力、更貼近客戶靈活響應、產業鏈配套等優勢,受益於終端國產化帶來的供應鏈重塑機會。據佐思汽研統計,以特斯拉為例,其PCB總價值量超過2500元,是普通燃油車的6.25倍。測算得出21年全球汽車PCB市場規模約509億元,25年將超900億元,21-25ECAGR16%,增速遠超整體PCB市場。
在電動化、智慧化的促進下,PCB持續向高密度、高整合、高速高頻、高散熱、輕薄化等方向發展,多層板、剛撓結合板、HDI板、FPC板、高速高頻板等高階產品的需求日益上升,進一步推高單車價值量。開啟產業鏈看,覆銅板是PCB的核心原材料,約佔PCB總成本40%,而覆銅板的原材料主要包括銅箔、玻纖布及環氧樹脂樹脂。在這一輪週期中,PCB企業受上游大宗商品漲價影響較大,覆銅板企業多輪漲價,下半年以來銅價企穩,玻纖、環氧樹脂價格開始小幅回落,隨著上游原材料價格企穩和覆銅板產能的釋放,覆銅板價格有望回落,同時PCB企業逐漸將成本向下遊轉嫁,盈利能力迎來修復拐點。
汽車電子供應鏈壁壘高,通常需要經過汽車配件供應商和汽車終端製造商的雙重認證,認證週期往往歷時兩年以上,透過客戶認證並實現量產、與下游車企深入繫結的頭部PCB企業更為受益。
2、智慧座艙。價值量提升3-7倍,5年複合增速16%
汽車產品同質化趨勢顯著,行業高度成熟推動汽車市場由賣方市場向買方市場轉變,新能源汽車由政策驅動向市場驅動轉變。不斷提高的使用者需求驅動汽車從出行工具向 “第三生活空間”過渡,而智慧座艙是塑造“移動第三空間”的核心載體。人機互動技術升級、晶片與作業系統革新、5G等技術成熟,推動座艙從電子座艙到人機共駕,最後向第三生活空間演進。
智慧座艙 = 座艙SoC晶片 + 作業系統 + 中介軟體 + 應用 + HMI互動視窗----座艙SoC晶片:算力支撐人機互動升級,晶片構築“第三空間”底座----座艙域控制器:座艙SoC與底層系統間的“擺渡人”,Tier1廠商優勢穩固----座艙作業系統:扼汽車生態之喉,自主可控背景下國產廠商迎來機遇----座艙中介軟體:底層作業系統與上層應用程式之間的“通用語言”----應用UI設計開發:人機互動介面升級,HMI設計工具功不可沒---HMI互動視窗:液晶儀表、車載資訊娛樂系統已成標配,AR-HUD乘風而來
智慧座艙產品多元化,單車價值量提升 3-7 倍。傳統座艙產品以機械儀表和車載音影片播放器為主,整體單車配套價值在 2000 元以下,而智慧座艙產品豐富,融合觸控、智慧語音、視覺識別、智慧顯示等實現多模態互動,整體單車配套價值在 6700-13900 元,是傳統座艙的 3-7 倍。
2025年中國智慧座艙市場空間將達 1032億元。智慧座艙主要產品包括全液晶儀表、車載資訊娛樂系統、HUD、流媒體後視鏡等。2020 年中國智慧座艙市場空間為 497 億元,預計 2025 年市場空間可達 1032 億元,複合增速 16%。
2025 年中國全液晶儀表市場空間將達 301 億元。2020 年中國前裝全液晶儀表市場滲透率為 27.2%,預計 2025 年可達 55%;市場發展帶動成本費用下降,價值量從 2619 元降低至 2249 元,對應全液晶儀表市場空間為 301 億元,複合增速 16%。
2025 年中國車載資訊娛樂系統市場空間將達 488億元。2020年中國前裝車載資訊娛樂系統市場滲透率為 90.2%,預計 2025 年可達 99%,由於車載資訊娛樂系統滲透率處於較高水平,成本費用下降空間較小,隨著整合配置提高,預計價值量從 1800 元增加至 2027 元,對應車載資訊娛樂系統市場空間為 488 億元,複合增速 8%。
2025年中國流媒體後視鏡市場空間將達 47億元。2020年中國前裝流媒體後視鏡市場滲透率為 7.6%,預計 2025 年可達 30%,價值量從 747 元降低至 541 元,對應流媒體後視鏡市場空間為 47 億元,複合增速 33%。
從滲透空間看,①中控屏(包括車載資訊娛樂系統),是智慧座艙的主要硬體之一,目前汽車中控屏在新車中的滲透率已經達到80%,是智慧座艙硬體裝置中滲透率最高的裝置,預計到2025年其滲透率將達到100%。②流媒體中央後視鏡,滲透率為7%,預計到2025年兩者的滲透率均會提升至30%;③抬頭顯示系統HUD,滲透率為10%,預計到2025年其滲透率將提升至30%。④全液晶儀表,目前滲透率為30%,預計到2025年其滲透率將提升至70%。
3、自動駕駛。單車智慧先行,“眼睛”與“大腦”將率先放量
拆解單車高階自動駕駛方案(L2+及以上)硬體方案,處於BOM成本前三的硬體分別是:①L2+自動駕駛方案:自動駕駛晶片/域控制器、車載攝像頭、毫米波雷達及超聲波雷達②L3自動駕駛方案:鐳射雷達、車載攝像頭、自動駕駛晶片/域控制器③L4自動駕駛方案:自動駕駛晶片/域控制器、鐳射雷達、車載攝像頭
可見,自動駕駛核心價值量主要體現在“眼睛”和“大腦”上。
另外,車路協同方面,在現有單車智慧的基礎之上,透過車聯網將“人-車-路-雲”等交通參與要素有機地聯絡在一起,拓展和助力單車智慧自動駕駛在環境感知、計算決策和控制執行等方面的能力升級,加速自動駕駛應用成熟。單車智慧與車路協同不是相互替代的關係,後者是前者的重要補充。單車智慧在環境感知、計算決策和控制執行等多環節存在一定 技術瓶頸,在應用過程中會出現失效的問題,如單車智慧在目標預測、駕駛意圖“博弈”等方面仍存在困難。因此需要不斷加強單 車智慧的感知、決策和控制能力;同時,引入車路協同作為重要補充。單車智慧先行,車載感測器與計算平臺將率先放量。車路協同的前提是公路的智慧化改造和基礎設施投資完善,但主機廠與消費者 並不會將智慧化需求與程序遞延至車路協同成熟落地之時。單車智慧仍將快速滲透,堅定看好“感知層”車載感測器與“決策層” 車載計算平臺率先放量。
從滲透率和市場空間看,根據 IHS Markit 資料,L2 級及以上自動駕駛系統在中國乘用車市場的滲透率已經從 2018 年的 3.0%增長至 2019 年的 8.0%。預計到 2025 年,這一數字將攀升至 34.6%,年均複合增長 率預計達到 34.03%。L3 級別自動駕駛在中國乘用車市場的滲透率將從 2021 年的 0.4%增長至 2025 年的 3.5%; L4 級別的滲透率將從 2023 年的 0.01%增長至 2025 年的 1.2%。
(1)車載攝像頭市場
相較於傳統汽車,汽車智慧化主要圍繞智慧駕駛輔助系統、智慧座艙系統和車聯網系統等方面進行升級。作為智慧汽車中必不可少的感測器之一,車載攝像頭可分為成像類攝像頭和感知類攝像頭(ADAS 攝像頭)。
隨著駕駛自動化程度的提升,車載攝像頭畫素和探測距離也在不斷提升,從早期的 30 萬畫素的倒車影像,到特斯拉 120 萬畫素的自動駕駛鏡頭,再到蔚來ET7的 11顆800萬畫素ADAS鏡頭,探測距離已經實現了從十米級到數百米級的突破。
量方面,到L3自動駕駛級別,單車攝像頭搭載量平均能達到8顆以上,到L4、L5階段有望達到10顆甚至15顆以上,相比L1級別1顆的用量,車載攝像頭搭載量將顯著提升。價方面,隨著自動駕駛級別的提升,對車載攝像頭畫素、探測距離、可視角、可靠性的要求都在不斷提升,倒逼產業鏈中的鏡頭、CIS、模組等部件供應商迭代更新技術工藝,從而推升車用攝像頭的價值量。
根據中國汽車流通協會預測,2020-2025中國乘用車銷量CAGR為4.13%,2025-2035CAGR為2.92%,預計2025/2030年乘用車銷量分別為2448/2838萬臺。根據麥肯錫預測,2030年L0、L1、L2、L3、L4自動駕駛滲透率分別為12%、21%、57%、10%。考慮到我國《中國智慧汽車發 展路線圖2.0》指出2030年,搭載L2+和L3自動駕駛功能的新車銷量在2030年要達到70%,L4佔比要達到20%。我們預計2030年L0、L1、L2、L3、L4/L5自動駕駛滲透率分別0%、10%、57%、13%、20%。預計L1、L2、L3、L4/L5級自動駕駛汽車單車攝像頭數量分別為2、4、8、12個,預計前視/其他攝像頭ASP分別為500/200元。考慮到產業鏈日趨成熟後,ASP將不可避免的下降,我們假設前視/其他攝像頭分別 按-5%/-2%的速度降價,預計到2030年,國內攝像頭市場總規模有望達到380億元。考慮到2016-2020年全球乘用車產量/國內乘用車產量均位於2.8-3.1之間,給予3倍乘數,預計2030年全球攝像頭市場總規模達到1141億元,2021-2030年CAGR為17.5%。
車載攝像頭產業鏈:光學鏡頭+模組佔車載攝像頭BOM比重超過39%。
車載鏡頭主要的代表企業有舜宇光學科技、聯創電子、丘鈦微、永新光學、宇瞳光學。在智慧駕駛的快速滲透下,車載鏡頭行業技 術更新迭代速度加快,應用場景更加多樣化,各企業積極佈局車載攝像頭,加強市場開拓,進一步增強市場競爭力。
(2)鐳射雷達市場
感知、決策與控制是自動駕駛的三個核心環節,鐳射雷達從功能層面來看屬於感知層感測器, 其產品優勢尤其在高階智慧駕駛階段將會逐漸體現。鐳射雷達彌補攝像頭僅能收集2D資料缺陷,可提供周圍物體的精確距離測量,使機器能夠採集3D影象(收集2D資料後還原成3D場 景誤差較大,且對演算法和算力要求極高)。
鐳射雷達行業發展的催化短期維度主要受到需求拖動以及 供給革新。需求側來看,智慧化是主機廠產品效能做出差異化的核心,同時目前各主機廠在智慧化量產進度層 面落後於特斯拉,鐳射雷達能夠從硬體層面幫助主機廠短期實現追趕,提速智慧化進展。2020-2021 年期間眾 多傳統OEM 以及造車新勢力紛紛表示將在後續量產車型中搭載鐳射雷達;供給側來看,目前鐳射雷達行業仍 處於技術迭代的初期,以華為、大疆為代表的科技巨頭進軍鐳射雷達產業,推動技術革新;此外,全球鐳射雷 達公司陸續上市進入資本市場,產融結合助益研發投入。長期維度來看,由於高階自動駕駛中對於感測器的數 量和精度都有更高的要求,對鐳射雷達的需求將隨著自動駕駛的滲透率的增長而持續攀升。
短期來看,鐳射雷達主要受到供、需兩個維度的持續催化:第一,需求側來看,智慧化是主機廠產品效能做出差異化的核心,同時目前各主機廠在智慧化量產進度層 面落後於特斯拉,鐳射雷達能夠從硬體層面幫助主機廠實現追趕,提速智慧化進展。2020-2021 年期間眾多傳 統 OEM 以及造車新勢力紛紛表示將在後續量產車型中搭載鐳射雷達;第二,供給側來看,目前鐳射雷達行業仍處於技術迭代的初期,研發投入需求較大,以華為、大疆為代表 的科技巨頭進軍鐳射雷達產業,推動技術革新(效能提升,成本下降);此外,全球鐳射雷達公司陸續上市進 入資本市場,產融結合助益研發投入。
測算 2025/2030 年全球鐳射雷達市場空間將達到 129/195 億美元,2020-2025 年年均複合增 速為 49.21%,2025-2030 年年均複合增速為 8.63%。2025/2030 年我國鐳射雷達市場空間將達到 62.96/77.75 億美 元,2020-2025 年年均複合增速為 39.95%,2025-2030 年年均複合增速為 4.31%。2025-2030 年行業市場空間增 速放緩主要由於鐳射雷達成本顯著下降影響。若是從鐳射雷達出貨量維度來看,測算 2025/2030 年全球激 光雷達出貨量將達到 2183/7687 萬個,2020-2025 年年均複合增速為 92.63%,2025-2030 年年均複合增速為 28.63%。 2025/2030 年我國鐳射雷達出貨量將達到 1093/3354 萬個,2020-2025 年年均複合增速為 75.73%,2025-2030 年 年均複合增速為 25.15%。
基於不同場景拆分來看: ADAS 領域:2025/2030 年全球市場空間將達到 105/147 億美元,2020-2025 年年均複合增速為 59.33%, 2025-2030 年年均複合增速為 6.98%。2025/2030 年我國市場空間將達到 53/64 億美元,2020-2025 年年均複合增 速為 15.38%,2025-2030 年年均複合增速為 29.73%。 Robotaxi/Robotruck 領域:2025/2030 年全球市場空間將達到 24 和 48 億美元,2020-2025 年年均複合增速 為 43.36%,2025-2030 年年均複合增速為 3.99%。2025/2030 年我國市場空間將達到 10 和 13 億美元,2020-2025 年年均複合增速為 27.14%,2025-2030 年年均複合增速為 5.92%。
鐳射雷達的產業鏈上游主要為光學和電子元器件供應商,中游是以 Velodyne、Luminar 為代表的鐳射雷達 企業,下游客戶主要是整車廠(ADAS 場景)、出行服務商(Robotaxi/Robobus)和 Tier 1 企業等。
上游:鐳射雷達的結構包含鐳射發射、鐳射接收、掃描系統和資訊處理四大部分,其中應用了大量的光學 和電子元件。鐳射器方面,以 VCSEL 垂直共振腔表面放射鐳射器為代表的半導體鐳射器成為鐳射雷達應用中的 主流,主要供貨商有濱松、Lumentum、艾邁斯(ams)等。光束控制器方面,鐳射雷達廠商主要透過自主研發 或投資併購掌握 MEMS 轉鏡、振鏡技術,零部件提供商的代表企業則有 Opus,濱松,知微感測等。光電探測 器及接收器 IC 市場目前掌握在國外巨頭如 FirstSensor、安森美(OnSemiconductor)、濱鬆手中。
中游:由海外廠商 Velodyne,Luminar,Innoviz 為首的鐳射雷達製造廠從技術上配合自動駕駛主要的應用 場景,國內的禾賽科技、速騰聚創、鐳神智慧等初創企業成為新進參與者。除此之外,還有谷歌、華為、大疆 等科技企業獨立開發鐳射雷達技術。
下游:按應用場景劃分,鐳射雷達下游產業鏈主要分為 ADAS 輔助駕駛系統、無人駕駛 Robotaxi/Robobus、 服務機器人和車聯網。高階輔助駕駛的下游企業主要包括整車廠和 Tier 1;無人駕駛 Robotaxi/Robobus,主要包 含無人駕駛公司、人工智慧科技公司以及出行服務提供商,如國外的 Waymo、GM Cruise、Uber、Lyft 等,國 內的小馬智行、文遠知行、百度、商湯科技、滴滴等;服務機器人領域的下游企業包括機器人公司和消費服務 業企業,如國外的 Nuro、Deka Research、Canvas Build,國內的高仙、優必選、新石器、阿里巴巴、京東、美 團等,具體的應用場景有無人配送、無人清掃、無人倉儲等;車聯網方向的下游企業主要是車聯網方案提供商, 如百度、金溢科技、星雲互聯等。根據沙利文測算,2025 年高階輔助駕駛、無人駕駛、服務機器人和車聯網領 域分別佔鐳射雷達市場總規模的 34.64%、26.30%、5.26%和 33.81%。