(報告出品方/作者:國泰君安證券,吳曉飛,趙水平,管正月)
1. 重體驗+“軟”實力,汽車智慧化駛上高速車道
消費群體變遷和新盈利模式塑造的雙重推動下,汽車智慧化在加速發展,智慧化邊界也在不斷擴容。作為伴隨智慧手機崛起而長大的一代,90 後/00 後對汽車的智慧網聯化需求更加突出尤其是在某些體驗感很深的座艙&自動駕駛等領域,會成為影響購車決策的重要因素;同時汽車行業盈利模式正從製造端向軟體端延伸,盈利物件從新車銷售向存量市場全生命週期擴充套件,智慧化是實現新盈利模式的前提,也是最主要載體。在多重因素驅動下,汽車智慧化將迎來加速發展,智慧化的邊界逐步從精密控制走向提升駕駛體驗。
1.1. 汽車智慧化是體驗型消費和新盈利模式落地的重要載體
以 90 後為代表的年輕消費群體崛起,帶動了乘用車的消費屬性和體驗型需求不斷提升,而智慧化是其重要載體。作為伴隨著智慧手機崛起而長大的一代,90 後/00 後對汽車的智慧網聯化需求更加突出尤其是在某些體驗感很深的座艙&自動駕駛等領域,會成為影響購車決策的重要因素;同時他們在買車時更加看重外觀、配置而非質量、安全性,乘用車的消費屬性在不斷凸顯。在消費者的選擇偏好將推動汽車智慧化的加速發展。
90 後消費者佔比不斷提升,體現出了不同的消費特徵。90 後逐步成為購車的主力人群:2014 年 90 後消費人群佔比不足 20%,到 2020 年已經超過 40%。90 後在消費時體現出了明顯不同於 60/70 後的消費特徵,看重個性化和美觀度、看重智慧網聯化、品牌中性化。
看重外觀、看重配置、更加追求駕駛樂趣。90 後更加“顏控”,70/80 後在買車時更加看重質量和安全性,而 90/95 後則更加看重外觀和配置。同時對於 95 後而言,買車的用途中追求駕駛樂趣。
汽車行業盈利模式的改變也在推動汽車智慧化的快速前進。整車企業和零部件公司主要的盈利方式是製造業模式,主要群體為新購車人群,淨利潤=銷量*單車淨利;而以新造車勢力以及科技巨頭為代表的新進入者正在打造汽車行業新的盈利模式,把群體變為了整個乘用車的保有量市場以及新車市場,透過對乘用車整個生命週期的環節提供產品或者服務來盈利,產品和服務包括新車銷售、軟體服務以及各種配套服務等,而智慧化是新盈利模式落地的前提,也是最主要載體。
軟體市場規模在快速增長,成為整車和零部件企業的新的增長點。隨著汽車智慧化、網聯化水平的提升,單車程式碼數量高速增長,汽車軟體市場正高速增長,預計 2030 年全球汽車軟體市場規模達到 500 億美元;同時軟體和服務類業務具備更高的盈利能力,以蘋果和特斯拉為代表的科技巨頭在軟體業務上的收入和盈利貢獻在不斷提升,以蘋果為例,2021 年其軟體&服務毛利率超過 60%,毛利佔比達到 30%,特斯拉autopilot 的海外選裝包價格也達到 7000 美元。
盈利群體從新車銷量向保有量轉變。對於傳統車企而言,盈利的物件主要是每年新增的銷量,存量市場的後市場服務是經銷商的重要盈利來源;對於造車新勢力而言,透過付費 OTA 升級從存量市場獲得盈利正在逐步實現,以特斯拉為例,他在加速包、座椅加熱以及續航升級等領域已經實現了付費升級服務。
1.2. 汽車智慧化範疇不斷擴大,真正意義上的智慧汽車時代正在來臨
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髮動機管理 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。
汽車電子的發展本身是一個不斷迭代和完善的過程,其外延在不斷拓展,過去更多以精密控制為主,未來會更側重於空間體驗以及輔助駕駛。從初級階段的電子燃油噴射、電子點火等到後來的防抱死系統、電子穩定控制等,再到現在的胎壓監測、LED 大燈、線控技術、娛樂和通訊等,汽車電子的前半階段側重點是對車輛行駛的精密控制,控制的主體還是駕駛員本身;而在接下來的汽車電子的後半段,無論是輔助駕駛、智慧座艙還是智慧底盤,是在一定程度上降低駕駛難度、提升駕駛感受,側重點發生轉變。
1.3. 更高水準的智慧化的大前提:電子電氣架構的變革和軟硬體的解耦
更高水準的智慧化的大前提:電子電氣架構的變革和軟硬體的解耦。汽車智慧化從簡單走向複雜,從獨立走向協同,會涉及更多感知或者執行終端的協調、更高的算力和更標準化的系統語言,汽車電子電氣架構會加速從分散式走向集中式,控制器從 ECU 走向域控制再走向多域控制;同時整車廠要把軟體打造成新的盈利來源,需要改變過去零部件巨頭軟硬體一體化供應的模式,在其定義下打造新的應用生態,就需要實現軟硬體的解耦。
E/E結構變革可以分成五個階段,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
按照麥肯錫的定義,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,功能與 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,域與域的交流較少;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。
伴隨著集中化和軟硬體的分離,多域控制器架構中將出現控制器交流跨領域現象。電子電氣架構以一個控制單元來控制不同的領域,如資訊娛樂和車身控制。集中化將伴隨著硬體和軟體的分離,車輛系統被構建為一個分層架構,在作業系統(OS)和中介軟體層有清晰的抽象結構點。跨領域交流在資訊娛樂和駕駛輔助方向將變得常見,因為高效能、低安全本身性、延遲臨界性的領域更容易也更有利於轉變。
ECU、DCU、MDC 分別可以代表汽車控制器發展的三個階段:由電控單元 ECU 的數量急劇增多,到出現域控制器 DCU 的概念,再到分域控制的控制思路,汽車控制思路經歷了兩次大變革。
域控制器 DCU( Domain Control Unit)的邏輯是按照電子部件的功能將整車劃分為幾個域(動力總成,車輛安全,車身電子智慧座艙和智慧駕駛等),再採用有更加優秀處理能力核心處理器對每個域進行控制,達到取代目前分散式汽車電子電氣架構的目的。
域控制器使得整車功能整合度得到提高,軟體與硬體的設計有更多分離的可能性。單個 ECU 的作用被弱化,複雜的資料處理和控制功能被統一安排在核心處理器中,ECU 更多的是在執行 DCU 的命令。同時,感測器模組不再需要與具體某個 ECU 相對應,因而零部件得以進行標準化生產。
多域控制器 MDC(Multi Domain Controller)將是汽車電子電氣架構未來發展的趨勢。隨著汽車行業的發展,汽車控制器需要接收和分析處理的訊號變得更加複雜,數量也急劇增多。傳統的功能於 ECU 一一對應的模式,或是單一分模組的域控制器已經無法滿足需求了,而 MDC 平臺本身的可擴充套件性使其能夠對接的感測器型別與數目是不固定的。
MDC的邏輯是透過一塊 ECU來接入不同的感測器得到的資料,對其進行分析,最終發出控制的指令。與 DCU 不同的是,DCU 是單一模組的域控制器,其對接的感測器是按照功能進行劃分的,而 MDC 中一塊 ECU會接觸傳統意義下不同功能的感測器。
以特斯拉 Model 3為例,特斯拉已經從域控制器的階段直接進入多域控制器階段。Model 3 四大控制器 AICM(輔助駕駛及娛樂控制模組)、BCMRH(右車身控制器)、BCM LH(左車身控制器)以及 BCM FH(前車身控制器)控制著整輛車幾乎所有功能。
2)鐳射雷達主導方案:鐳射雷達(主導)+毫米波雷達+超聲波感測器+攝像頭,典型的代表是 Google Waymo。
除了控制器的特點外,Model 3 在電子電氣架構上還有以下特徵:1)打造自己的車載 linux 系統,80%以上軟體自己開發;2)控制器為線束模組化服務,車載線束總長度降至 1.5km;3)去保險絲化和去繼電器化。
2. 智慧駕駛:L2+級別 ADAS 迎來爆發增長
2.1. L2+級別 ADAS 將迎來高速增長
自動駕駛是一整套相互融合的系統,具體包括感知、決策和執行三個層面。感知層來感知周圍環境,進行識別和分析,包括攝像頭、毫米波雷達、鐳射雷達、超聲波雷達等;決策層負責規劃路徑和導航;而執行層負責汽車的加速、剎車以及轉向。
自動駕駛分級有差異,不同企業選擇了不同的發展路徑。根據系統參與程度的差異,自動駕駛可以劃分為 L0-L5 級,在 L0-L2 較低級別的智慧駕駛可以透過 ADAS 功能來實現。在自動駕駛的路徑下不同企業的選擇上有差異,傳統車企採用漸進的 EASY 模式,透過 ADAS 覆蓋低級別自動駕駛,逐漸提升自動駕駛等級,科技型企業一開始就選擇了 hard 模式,直接從 L4 甚至更高級別開始切入市場,搶佔行業話語權。
ADAS 全稱是高階駕駛輔助系統,它包括自動緊急剎車、自適應巡航、車道保持、盲區監測、自動泊車等功能。ADAS 是自動駕駛在中低級別時的重要實現方式,在感知和執行端能較好的滿足智慧駕駛要求,對於更高級別的自動駕駛而言,ADAS 在決策層還需要進一步的升級。
L2+級別的 ADAS 滲透率有望不斷提升。根據羅蘭貝格資料,2020 年中國的 ADAS 裝配主要以 L0 和 L1 級別為主,預計到 2025 年 L2+級別的ADAS 滲透率將達到 35%,L2+的功能像自適應巡航、自動泊車輔助等裝配率也會大幅提升。
裝配率提升帶動 ADAS 規模快速增長。全球 ADAS 市場正在快速增長,預計到 2020-2030 年全球 ADAS 規模將從 270 億美元增至 831 億美元;中國市場也處在加速增長中 2020-2025 年中國 ADAS 規模將從 270 億美元增至 844 億元增長至 2250 億元。從行業競爭格局看,國際零部件巨頭佔據了中國 ADAS 市場的大部分市場份額,2020 年博世、大陸和電裝的份額分為別 27%/22%/21%。
2.2. 感知層:攝像頭和雷達迎來高速增長
感知層的主要產品有光學攝像頭、毫米波雷達以及鐳射雷達等,整車企業和科技型巨頭在感知層面選擇了兩條不同的技術方向。
1)視覺主導方案:攝像頭(主導)+毫米波雷達+超聲波雷達+鐳射雷達,典型的代表是特斯拉,馬斯克堅持在其方案中不加入鐳射雷達。
2)鐳射雷達主導方案:鐳射雷達(主導)+毫米波雷達+超聲波感測器+攝像頭,典型的代表是 Google Waymo。
車載攝像頭主要有前視攝像頭、環視攝像頭、側視攝像頭、後視攝像頭和內建攝像頭等,根據 ADAS 的功能需求單車用量有差異,高階車超過8 個以上,而 2020 年中國車載攝像頭的單車搭載量不足 2。隨著 L2+級別的 ADAS 滲透率的不斷提升,攝像頭的單車用量將持續增長。
隨著 L2/L3 級別自動駕駛的車輛佔比不斷提升,車載攝像頭銷量有望加速增長,行業規模有望從 2020 年的 64 億元增長是 2025 年的 230 億元。
車載雷達包括超聲波雷達、毫米波雷達和鐳射雷達,在不同級別的自動駕駛中單車用量有差距,根據前瞻產業研究資料,2020 年中國汽車雷達市場規模為 270 億元,其中以超聲波雷達和毫米波雷達為主。
高級別自動駕駛裝配率不斷提升,帶動毫米波雷達、鐳射雷達用量持續增長,雷達行業市場規模有望持續增長。L2/L3/L4 級別的毫米波雷達數量分別超過 3/6/10 個,而且從 L3 級別開始,鐳射雷達的裝配率開始提升。在高級別自動駕駛帶動下,雷達市場規模將迎來高速增長,預計 2025年中國車載雷達市場規模超過 700 億元。
2.3. 決策層:關鍵環節是演算法和晶片
決策層是根據感知層得到的資訊透過計算最優路徑,幫助類駕駛員做出最優的駕駛決策。在 L1-L3 級別決策層更多起到的是輔助駕駛員的作用,主要功能有車道保持、車道偏離預警、自適應巡航等,而更高級別的自動駕駛中決策層會替駕駛員做出更多決策。
從構成上看,決策層主要有兩個環節,一個是演算法,包括感知層演算法和決策層演算法,另一個是晶片。感知層演算法主要是把雷達、攝像頭等感測器採集的資訊轉換成計算機能夠識別的語言,決策層演算法則是把感知層演算法的資訊轉換成決策指令。
目前演算法層面的參與者主要有三類,一是整車企業,包括寶馬、大眾、奧迪等傳統車企以及特斯拉等新能源車企,二是 Google、百度、因特爾等網際網路以及科技企業,三是 uber、滴滴等駕駛運營商。
在晶片層面,Mobileye 和英偉達佔據壟斷地位,高通在逐步佈局。在智慧駕駛晶片領域,Mobileye 和英偉達佔據了壟斷地位,其中 Mobileye 的主要客戶為 tier1 供應商,而英偉達的主要客戶包括部分整車廠以及 tier1供應商。高通則透過收購恩智浦切入汽車半導體,在自動駕駛晶片領域快速推進。
Mobileye 在 L2\L3 級別的自動駕駛晶片領域佔據支配地位,核心優勢在視覺處理。Mobileye2004 年推出第一代自動駕駛晶片 EyeQ1 到 2018 年推出第四代產品 EyeQ4,在 L2-L3 級別自動駕駛晶片市場佔據主要市場份額,2019 年 EyeQ 系列晶片出貨量約 1700 萬套,預計前裝市場 1500萬套,市場佔有率大約為 75-80%。
Mobileye 在 2017 年被英特爾收購,成為英特爾自動駕駛晶片產業鏈環節的重要環節。2017 年 3 月英特爾以 153 億美元收購 Mobileye,而在2015 年 6 月、2016 年 9 月英特爾分別收購了 FPGA 巨頭 Altera 以及視覺處理晶片公司 Movidius,結合英特爾自身的 CPU 處理器形成了自動駕駛的整體硬體解決方案。(報告來源:未來智庫)
英偉達在 L4 級別更具備優勢,適用於攝像頭、雷達等不同型別感測器的融合。英偉達從車載娛樂等處理起家切入到汽車晶片領域,2015 年初推出其第一代智慧駕駛晶片 DrivePX 系列,隨後不斷升級,最新一代產品 DriveXavier,可滿足 L3/L4 級別的自動駕駛計算需求。英偉達在自動駕駛晶片領域的特點是支援能像頭輸入、鐳射定位、雷達和超聲波感測器等多種感測器的融合,使其在更高級別的自動駕駛中更具備優勢。
2.4. 執行層:線控技術的不斷推進
在自動駕駛執行層,主要涉及到三塊,控制車速的油門、控制車輪的轉向系統以及控制制動的制動系統。這些系統在自動駕駛應用中的關鍵是實現解耦,便於決策層更快速、更準確的控制。
3. 座艙電子:消費者體驗的重要落地場景
相對低單品價格、低安全等級要求、強體驗感受,智慧座艙產品具有很強爆發性。座艙作為駕駛的空間主體,更容易從視覺和聽覺兩個維度與駕駛員形成智慧互動和駕駛感受,容易打造出差異化賣點;座艙的主要應用多聯屏、聲學系統、HUD 等單價相對較低,能相容中端車型因而具備廣泛的客戶群體;而座艙中除了車機外大部分產品的安全等級要求相對較低,開發週期相對短。綜合看來,智慧座艙的單品具備快速放量的基礎。
3.1. 供需雙重推動智慧座艙最佳化升級
在汽車電子的諸多應用中,智慧座艙將成為焦點。智慧座艙是從消費者應用場景出發構建的人機互動體系,從汽車座艙升級路徑來看,座艙產品正處於初級智慧時代,全液晶儀表開始逐步替代傳統儀表,少數車型新增 HUD 抬頭顯示、流媒體後視鏡等,人機互動方式多樣化,智慧化程度明顯提升。但現階段大部分座艙產品仍是分散式離散控制,即作業系統互相獨立,核心技術體現為模組化、整合化設計。
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。
供給端與需求端雙重推動,智慧座艙發展前景廣闊。智慧座艙產業鏈分為三大環節:上游零部件供應商-中游單個產品供應商-下游整合產品需求商。公司從汽車電子零部件供應商開始,經過多年業務拓展和新產品開發,成為汽車座艙電子供應商與系統整合服務商,處於產業鏈中下游。目前上游晶片、軟硬體等技術問題逐步得到解決,供給端質量提升,成本費用下降;汽車智慧網聯化程序加快,汽車電子產品需求大幅增加。在供給端與需求端的雙重推動下,公司智慧座艙產品市場空間廣闊。
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%。
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%。
3.2. 強化智慧化體驗,HUD 配置率先普及
HUD 抬頭顯示是一套將重要的行車資訊實時對映在車前擋風玻璃上的顯示系統,避免了駕駛員因低頭、轉移視線等帶來的行車安全隱患。HUD的基本結構主要包括資訊處理與影像顯示兩部分。資訊處理部分將各種行車資訊轉換成駕駛員可識別形式如影象、文字後輸出,影像顯示部分透過反射投影裝置將接收到的資訊對映在前擋風玻璃上,駕駛員即可直接在玻璃上獲取車輛相關資訊。
從 HUD 開始在汽車上應用到現在,共出現了三種產品形態:C-HUD(組合式抬頭顯示器)、W-HUD(風擋式抬頭顯示器)和 AR-HUD(增強現實式抬頭顯示器)。C-HUD 透過放置於儀表上方的透明樹脂玻璃反射出虛像,安裝便利,但成像區域小、顯示內容有限;W-HUD 使用前擋風玻璃來反射成像,可支援更大的成像區域和更遠的投影距離;AR-HUD 在W-HUD 的基礎上將導航和 ADAS 資訊與前方道路融合,使顯示資訊直接投射在使用者視野角度的道路上。
HUD 市場基本被國外巨頭壟斷,國內企業將持續發力。2016 年日本精機、德國大陸、日本電裝、美國偉世通、德國博世的全球 HUD 市場佔有率依次為 55%、18%、16%、3%、3%,共佔據 95%的市場份額;2020 年國外巨頭仍佔據中國 HUD 市場份額超 80%,幾乎壟斷中國市場。近幾年國內也出現眾多優秀的 HUD 供應商,前裝量產正加速追趕國外企業,比如華陽集團、澤景電子、未來黑科技、水晶光電、點石創新等。
經濟型車比重加大,HUD 市場空間巨大。HUD 過去成本高且研發難度大,近年來 HUD 技術逐漸成熟,市場空間不斷擴大。中國乘用車市場前裝 HUD滲透率逐年上升,由2015年的0.12%提升至2020年的2.87%。高工智慧汽車研究院資料顯示,2021 年 1-5 月國內新車前裝標配搭載HUD 上險量為 41.45 萬輛,同比增長 118.96%,在 W-HUD 上險量超過1 萬輛的車型中,經濟型車型有 8 款,佔比 91%,是 HUD 市場增量的貢獻主要來源。
2025 年中國乘用車前裝 HUD市場空間可達 197億元。隨著汽車智慧化變革的不斷深入,HUD 技術也得到快速發展,搭載 HUD 的車型迅速增加,前裝 HUD 滲透率逐年上升。預計 2025 年國內前裝滲透率達到 45%,W-HUD 和 AR-HUD 成為主流, HUD 市場空間有望達 197 億元,2021-2025 年複合增速 58%。
全景天窗結構簡單、視野好,全玻璃車頂成本有優勢。全景天窗,採用最新的玻璃模壓、包邊總成整合技術,使整片天窗玻璃面積有更大的發揮空間,並與汽車造型無縫銜接形成整車頂全景天窗面板。
3.3. 消費升級+智慧化,車載功放即將爆發
車載功放是聲學系統中將音訊輸入訊號進行選擇與預處理,透過功率放大晶片將音訊訊號放大,用來驅動揚聲器重放聲音的電子產品。公司車載功放主要為數字功放,數字功放相較於傳統模擬功放具有穩定性高、抗干擾能力強、失真小、噪音低、動態範圍大等特點。數字功放系統中內建 DSP 處理器,對整車聲場、相位、均衡及聲像等方面進行調整,可提升聲音輸出品質,配合公司自主研發的聲學訊號處理演算法,數字功放產品可實現更多的拓展功能。
消費升級+智慧化發展,車載功放迎來發展機遇。受成本等因素的影響,對於中低配置的車型,過去汽車製造廠商更多的選擇將音響系統的功率放大功能或簡易的音訊處理功能集成於主機內。隨著汽車消費升級,中高階及豪華車型銷量佔比增加,下游對整車音響系統的品質的要求不斷提升,車載功放在前裝市場的需求逐漸擴大。此外,在汽車智慧化升級趨勢下,搭載中控螢幕成為當下車型的設計潮流,將車載音響系統的功率放大功能從主機中獨立出來並搭載車載功放成為重要的發展趨勢。音質提升需求及汽車智慧化驅動的雙重動力,為車載獨立功放帶來較大的發展空間。
全球前裝車載功放市場參與者眾多,行業集中度較低。從全球來看,主要的參與者有三大類,一類是偉世通、德爾福等國際知名汽車零部件供應商,該類企業多為國際汽車零部件巨頭,在車載功放行業競爭地位較穩定;另一類是日本阿爾派株式會社、先鋒電子等起步於電子產品的企業,該類企業在日系汽車製造廠商的車載功放市場中具有較強的市場競爭力;第三類是具有汽車聲學業務佈局的電聲企業,如普瑞姆、艾思科集團等,該類企業可提供完整的汽車聲學解決方案,具備一定的競爭力。
國內前裝車載功放市場起步晚,本土供應商快速發展搶佔份額。由於缺乏電子產品方面的先發優勢和初期大規模的研發投入,國內廠商初期發展緩慢,近年來隨著國內企業整體業務規模的發展和電子技術水平的提升,加之部分企業透過併購、合資等方式進行資源整合,國內車載功放企業取得較快發展。目前國內前裝車載功放市場主要有兩類參與者,一類是以航盛電子、德賽西威等為代表的汽車電子企業,其專注於汽車電子產品,硬體軟體開發和電子產品體系較為成熟,在前裝車載功放領域具備較強的競爭力;另一類是以上聲電子為代表的具有汽車聲學業務佈局的電聲企業,其在現有的客戶體系內也擁有一定的競爭優勢。
2025年全球車載功放市場空間 431億元,中國車載功放市場空間達137億元。2020 年全球汽車銷量 7797 萬輛,中國汽車銷量 2531 萬輛,預計2025 年全球汽車銷量 9567 萬輛,中國汽車銷量 3039 萬輛。消費升級疊加智慧網聯化發展,車載功放量價提升明顯,預計 2025 年全球和中國車載功放滲透率達 25%,單車價值量為 1800 元,對應全球車載揚聲器市場空間為 430.51 億元,年複合增速 15%;對應中國車載揚聲器市場空間為 136.75 億元,年複合增速 14%。
4. 車身電子:天幕玻璃+ADB 大燈的加速滲透
車身電子的智慧化主要體現在高階智慧電動車拉動下,ADB 大燈、天幕玻璃等高階配置的滲透率不斷提升。車身電子更多的是功能屬性,輔助車身控制。而在電動車的高階智慧化的過程中,天幕玻璃、ADB 大燈等提升駕駛舒適性的品類被推出,能更高的提升消費者體驗。隨著中高階電動車電動車銷量的加速增長,這些品類的滲透率將加速提升。
4.1. 單車價值量+滲透率雙重驅動,天幕玻璃行業加速擴容
審美、功能升級等驅動下,汽車配置從最初的無天窗發展到現在逐漸興起的全景天窗,部分車型更是搭載全玻璃車頂,改善汽車的外形設計、開啟車內視野。
傳統天窗結構複雜,價格不低。天窗包含滑動及連線結構,涉及材料包括天窗玻璃、遮陽板、驅動電機、齒輪、滑動螺桿、滑軌、ECU 等,涉及玻璃、金屬、橡膠、半導體等。汽車玻璃廠商通常作為 TIER 2,先供應玻璃給天窗生產商偉巴斯特等,然後再成產出天窗供應給主機廠。根據偉巴斯特的報價,天窗系統根據車型、配置的差異,普通的小天窗系統約 2000 元左右,高配置的價格超過 6000 元。
全景天窗結構簡單、視野好,全玻璃車頂成本有優勢。全景天窗,採用最新的玻璃模壓、包邊總成整合技術,使整片天窗玻璃面積有更大的發揮空間,並與汽車造型無縫銜接形成整車頂全景天窗面板。
單片天幕玻璃從無功能加成到加隔熱鍍膜等之後,價格浮動範圍在 800-5000 元,平均價格在 1500-2000 元。和天窗系統相比,成本更低。
特斯拉引領,新勢力跟進,全玻璃車頂滲透有望加速。特斯拉是目前全球銷量爆款的電動車品牌,熱銷車型 MODEL 3 和 MODEL Y 都配備了全玻璃車頂,造型時尚,視覺衝擊強。2021 年 6 月上市的 MODEL Y,玻璃車頂面積達 1.4 平米。其他的新勢力、自主品牌等也紛紛跟上配置,蔚來 EC6 玻璃車頂面積突破 2 平米,行業配置率有望提升。天幕玻璃的應用,單車玻璃面積有望從 4 平米提升到 5 平米以上,單車用量增長 25%以上。
新能源車在天幕的配備率較高,多款新上市車型的賣點就包含全玻璃車頂,且集成了多種功能。在新勢力等帶動下,傳統車型也有望跟上行業趨勢,未來的配備率也有進一步提升的可能。預計到 2025 年,天幕玻璃市場空間有望達到 400 億。假設配備天幕的車型原先均配備天窗,僅考慮面積上,天幕至少是天窗面積兩倍,未來的增量市場也至少有 200 億元。
4.2. 從 LED 到 ADP 大燈,智慧車燈的不斷升級
車燈單品價值高,升級空間大,是汽車零部件領域裡的黃金賽道,受乘用車銷量增長、單車裝燈數提高、燈源升級以及車燈智慧化的驅動,行業景氣度趨勢向上,增長好於大部分零部件行業。車燈集照明、資訊交流、外觀美化等功能於一體,對汽車的實用、安全和外觀有重要影響。
功能細化、消費升級,單車裝燈數不斷增加。隨著車燈技術的不斷髮展,車燈功能不斷細化,日間行車燈、轉向輔助燈、轉向頭燈、遠光燈逐漸取代原本單一功能的普通前大燈。在消費升級的驅動下,為給消費者帶來更好的駕乘體驗,氛圍燈、車前 LOGO 等也進一步帶來單車車燈數的增加。
燈源升級大幅提升車燈價格。從車燈光源來看,經歷了油燈到LED六代演進,還有更先進的鐳射大燈,未來單車車燈價值將不斷提高。車燈作為是汽車銷售的賣點之一,消費者願意為之買單,隨著光源技術的提升,車企能透過車燈造型的變化,以及更智慧化的功能,提升車型的差異化競爭力。
和傳統光源相比,LED 車燈體積小,亮度高,能耗低,在一個車燈中可以排列多個光源,且每一個光源都可以獨立開啟或關閉,形成不同的光束樣式,有助於實現智慧化,是市場的主流方向。鐳射照明是汽車照明領域最前沿的技術,寶馬、奧迪等已經率先推出了搭載鐳射大燈的車型。由於一套鐳射大燈系統的總成本在一萬美元以上,是 LED 車燈的數倍,目前車型配備率不高。
價格上,LED 車燈是鹵素燈的 3 倍以上。結構上看,傳統鹵素燈中光源、塑膠件等佔比約 50%,LED 車燈中,增加了電子結構,整個電子模組佔比 30%以上,塑膠佔比降至 20%以下,LED 車燈模組線路驅動和控制模組更加複雜,以後隨著 ADAS、智慧駕駛等車身智慧化的升級,車燈在智慧化方面也會持續升級,電子結構的佔比有望持續提升。考慮到目前市場尚未完全實現 100%的 LED 化,且未來車燈功能仍有持續升級的空間,我們預計未來 3-5 年內 LED 車燈價格仍會高於鹵素車燈。(報告來源:未來智庫)
2017 年以前,LED 主要運用於內飾燈、日行燈及尾燈,然後逐漸在前照燈普及,滲透率相對低,車燈市場主流產品是鹵素燈和氙氣燈。鹵素燈主要裝配於中低端車型,氙氣燈則裝配中高階車型,LED 由於成本較高主要應用於高階車型。2016 年,鹵素燈裝配率最高,約佔 60%,LED 車燈滲透率僅 16%。隨著汽車照明技術朝著節能化、輕量化、電子化方向發展,LED 裝配率逐漸提升,鹵素燈相對下降。
小糸將世界首創的高功率,高能效 LED 前照燈商業化,並已安裝在各種車輛中。與鹵素大燈相比,他們不斷改善 LED 效能,減少 LED 數量,成功地將功耗降低了 50%,助力行業 LED 車燈,特別是在前照燈的加速滲透。
LED等新光源技術背景下,車燈智慧更易實現。智慧化帶動了車燈行業的發展,使得車燈承載了傳統照明以外更多的功能。車燈將作為照明系統的一部分來實現新功能。為了提高駕駛安全性,汽車行業已開發出 AFS、ADB,以及更加智慧化的訊號燈、貫通式後組合燈、車內氛圍燈等。
AFS(自適應前照燈系統),最初僅有縱向調整功能,透過感應前後軸的制動及加速動作,相應地縱向調節車燈,保持車燈光線的穩定。AFS 包括感測器、ECU、車燈控制系統和前照燈。工作時,包括角度感測器、速度感測器在內的感測器將訊號透過控制器區域網絡傳入 ECU 中處理資料,然後向車燈控制系統輸出前照燈轉角指令,使前照燈轉過相應的角度。配有 AFS 的乘用車現可實現七種模式的照明,包括鄉村道路模式、高速公路模式、城市道路模式、惡劣天氣模式、大燈隨動轉向、儀表盤故障指示、旅行模式。
ADB的主要功能是提升夜間會車安全性以及保護行人。ADB技術透過車載攝像頭採集影象並將影象訊號輸入,系統判斷前方來車的位置與距離後,將指令傳送到前車燈系統,將其轉換為在 LED 矩陣上開啟和關閉的動作,可在會車時自動調整燈光照射區域,避免對來車產生炫光。當車輛的前方出現行人時,可以透過 LED 矩陣的變換,在地面投射出虛擬的斑馬線。ADB 有矩陣式和畫素式,處於成本考慮,目前矩陣式ADB 更加普遍。主流 ADB(第三代)通常採用 LED 矩陣燈實現,由於單個 LED 可以獨立控制,因而可以形成各種形狀的光束,LED 的普及為 ADB 的發展奠定了基礎。
2019 年 8 月,小糸開發和批次生產了“BladeScan TM ADB”,透過葉片鏡的旋轉來開啟/關閉 LED 燈,保證了高解析度的光分佈,確保駕駛員視野開闊,同時避免眩光迎面而來的車輛或前面的車輛,有助於發現交叉行人早走,從而有助於夜間行車安全。此外,小糸正致力於開發下一代 ADB 系統,“雙檢視機器視覺”,支援司機透過感測器或攝像機實現高解析度照明分配和實時照明控制。
在智慧汽車時代,車燈在 LED、OLED、鐳射等新光源技術的推動下,矩陣式 LED、AFS、ADB、畫素級成像等智慧車燈技術層出不窮,推動汽車車燈向電子化、智慧化升級。
隨著成本的降低、效率的提高、亮度的提高和封裝尺寸的提高,2018 年以後,LED 開始加速普及。大部分的汽車製造商和一級零部件供應商都開發了基於 LED 的大燈系統,車型配備率也不斷提升。根據歐司朗2018Q4 財報資料,2018 年前燈市場 LED 佔比約 25%(產量角度),預計到 2023 年,前照燈 LED 化率有望超過 45%。
根據 Yole Development 測算,2018 年,全球汽車照明市場總額為 290 億美元(折算人民幣超千億元),受益於燈源升級,預計 2024 年將達到 388億美元,2018-2024 年複合年增長率為 4.9%。我們預測,2020 年,國內車燈市場 LED 化率約 30%,市場空間在 344 億元-489 億元區間,隨著LED 車燈的加速滲透,行業空間有望持續提升。
5. 底盤電子:自動駕駛的執行落地,關鍵在於解耦
底盤電子是自動駕駛執行端的最核心組成,其技術升級的關鍵在於機械解耦。自動駕駛的執行端主要涉及到的就是車輛在橫向和縱向移動上的實現,主要透過底盤電子中的制動、轉向和油門來實現。在傳統底盤中,制動、轉向和油門都是機械耦合的,即制動或者轉向的動力來源是駕駛員的機械力,透過液壓等方式把力放大而實現終端的控制行為。在自動駕駛的推進過程中,底盤電子的關鍵是實現機械力的解耦,用電機驅動來代替,提升控制的精度的同時也能更好的實現人和系統的結合。
5.1. 從傳統機械制動到線控制動,EHB 逐漸成為主流
制動行業正在經歷從傳統制動向線控制動演變,解決精密控制、真空源和能量回收等問題。在傳統制動系統中,制動的起點是制動踏板,制動踏板和制動系統之間是線性對應關係,制動過程的傳導是機械力的傳導(踏板壓力、液壓等),在控制的精確性和及時性以及與其它系統的協調性上有待改進;此外,隨著燃油效率的提升,發動機產生的真空源在減弱,同時純電動車在制動過程中產生的能量在傳動制動系統下較難回收,在這種背景下就誕生了線控制動系統 BBW,目前有兩種發展法向,電子液壓制動系統 EHB 和電子機械制動系統 EMB。
綜合考慮成本、安全性等問題,中期維度看整合式的電子液壓制動系統(EHB)可行性更高。雖然電子機械制動系統 EMB 能更好的實現踏板與剎車系統之間的解耦,但其成本高昂、短期內較難大規模應用,同時其產生的制動力有限、考慮到法規因素短期內很難獨立應用;而電子液壓制動系統(EHB)較好的實現了踏板和液壓制動系統之間的解耦,尤其是整合式液壓系統在解耦程度上做得更好,也更有利於能量回收,同時產品價效比也較高,在中期維度看是線控制動的更好選擇。
5.1.1. 電子液壓制動系統(EHB):“電”控“液”形態
電子液壓制動系統(EHB),“電”控“液”形態。電子液壓系統用電子踏板取代了傳統液壓踏板,用電機等電子元器件取代了傳統制動系統中的真空助力器等傳統機械零部件,保留了成熟度高的液壓制動部分。
電子液壓制動系統(EHB)由制動踏板單元、液壓驅動單元、制動執行單元和控制系統四部分組成。制動踏板單元作為制動訊號的接收單元,接受駕駛員的制動意圖、生成並傳遞資訊,給駕駛員制動反饋;液壓驅動單元取代傳統制動系統中的真空助力部分來驅動液壓,這裡有“電動機+減速機構”和“液壓泵+高壓蓄能器”兩組裝置;制動執行單元與傳動制動系統一樣;控制單元包括電控單元、液壓力控制單元以及各類感測器等。
在電子液壓制動系統的發展過程中產生了機電伺服助力系統和整合式液壓系統兩個方向。機電伺服助力系統以博世的 iBooster 為代表,採用的是機電伺服助力器+液壓制動+獨立存在的 ESC 模式,而整合式液壓系統則是以天合整合化制動系統(IBC)為代表,整合單元(整合了 ESC等功能)+液壓制動,整合化程度更高。
機電伺服助力系統以博世的 iBooster 為典型代表,2box+冗餘備份+獨立ESC。工作原理:當駕駛員踩電子踏板時,踏板位移感測器檢測生成訊號發給控制單元,控制單元藉助電機將資訊利用電機表達為制動主缸的制動液壓。該系統有兩重安全防護,一是車載電源動力不足時 iBooster則以節能模式工作,二是 iBooster 出現故障時,獨立存在的 ESC 將接管制動系統以純液壓模式制動。
整合式液壓系統以天合整合化制動系統(IBC)為代表,1box+無冗餘備份。與機電伺服助力系統相比,整合式液壓系統整合程度更高,它有一個整合單元取代了真空助力器體系以及 ESC 等獨立零部件。整合式液壓系統的核心元件為超高速無刷電機,除了助力功能,該電機還可以提供 esc、abs 等輔助制動功能。整合式液壓系統失效時,則有無助力的液壓模式接管。
5.1.2. 電子機械制動系統 EMB:“電”控“電”形態
電子機械制動系統 EMB 用輪轂電機取代液壓系統,實現“電”控“電”模式。電子機械制動系統是電控純機械制動,電子機械系統取代了傳統制動系統中的液壓系統(主缸、真空助力裝置以及液壓管路等),四輪的制動執行機構均由獨立電動機來驅動。
電子機械制動系統由車載電源、電子制動踏板、制動力分配單元、車載計算機網路和制動執行單元等部分組成,其中制動執行單元由驅動電機、加速增壓裝置、運動轉換裝置以及制動器等構成。電子制動踏板接收駕駛員踩踏板資訊,制動力分配單元制定制動方案以達到最短制動距離,然後以電訊號形式透過車載計算機通路傳遞到制動執行單元實現制動。
電子化械制動系統是以電訊號為傳導介質,比傳統制動系統的液壓或者氣壓介質在管路中的傳導方式具有更快的響應速度,縮短了駕駛員踩下制動踏板到制動執行器開始工作的時問間隔。
5.2. 轉向和油門也在經歷類似的線控升級
從 HPS 到 EHPS 再到 EPS,轉向的線控化在不斷推進。轉向的作用是透過調節方向盤來調整轉向輪,從而控制車輛的橫向移動。轉向產品在不斷升級和電子化:透過液壓來放大轉動方向盤的力產生了液壓助力轉向,HPS(液壓力來自於發動機)和 HPS(液壓力來自於電動泵);透過轉向電機取代液壓系統帶來了 EPS,使轉向控制更加精確。
隨著更高級別的自動駕駛的推進,線控轉向系統(SBW)也有望逐步落地。EPS 雖然用電機取代了液壓系統,但它並非真正意義上的線控,因為它還沒有實現方向盤和車輪之間的機械解耦。而隨著更高級別的自動駕駛(L4,L5 級別),真正的線控轉向產品也會逐步落地。
從機械油門到電子油門,油門領域也在實現線控化。傳統機械油門是當踩油門踏板時透過槓桿或者油門拉線直接控制發動機的節氣門開度來調節供油量,它的結構還是典型的機械連線方式;而到了電子油門,油門踏板集成了位置感測器,感測器將踏板位置訊號傳送給 ECU,ECU 經過計算後透過電機來調節節氣門開度。
5.3. 高階電動車強調駕駛舒適性,空氣懸架開始加速滲透
空氣懸架系統包括空氣壓縮機、蓄壓器、控制單元、前後橋車身高度感測器、3 個不同方向的車身加速度感測器以及 4 個空氣彈簧伸張加速度感測器等等。
空氣懸架系統的主要作用原理是用空氣壓縮機形成壓縮空氣,並將壓縮空氣送到彈簧及減振器的空氣室中,使得彈簧的彈性係數即彈簧的軟硬可調節。具體作用過程是感測器接受路況及距離訊號,電腦判斷車身高度變化情況,再控制空氣壓縮機和排氣閥門,使得彈簧長度得以改變從而改變車輛底盤離地間隙。
據 Research and Market 資料,2020 年全球空懸系統市場規模在 40 億美元左右,未來有望進一步擴大。另外,在 2019 年全球汽車空氣懸架系統市場規模約為 200 億元,未來隨著亞太地區的中國、印度以及東南亞國家的快速發展,全球汽車空氣懸架系統市場規模將不斷擴大,預計到 2025 年將達到 300 億元以上。
當前在全球市場中,歐美國家的空氣懸架滲透率較高,據中國商用汽車網,目前歐美重型載貨車市場空氣懸架滲透率可達到 80%,掛車市場空氣懸架滲透率可達到 40%。空懸市場份額高度集中,全球範圍內僅有大陸集團、特瑞堡威巴克以及被中鼎股份收購的 AMK 三家可以獨立完成電控空懸架的研發和生產。
目前國內對於空懸系統的滲透率較低,且主要是危化品車和客車。主要生產商除了中鼎股份外,還包括保隆科技(空氣彈簧)、天潤工業(專注商用車空懸系統)、上海科曼(主要聚焦於客車空懸系統)。國內空氣懸掛生產商近些年受益於新能源汽車蓬勃發展,在推行新能源汽車空懸標配化的趨勢下發展迅猛,前景廣闊。
6. 其他配套產業
智慧化帶動告訴聯結器需求,電動化帶動高壓聯結器需求。汽車聯結器系電子是系統裝置之間電流或訊號傳輸與交換的電子部件,主要用途為傳輸訊號或者分配電流。隨著汽車電子的發展,各控制單元之間的聯絡越來越緊密,用於訊號傳輸的聯結器的用量不斷增長;新能源車以電為主要能源,同時智慧汽車的精密控制也推動電控技術發展,對分配電流的聯結器的需求也在快速增長。在傳統燃油車上聯結器的數量在 500 個左右,而在新能源車上聯結器數量在 800-1000 個。
歐洲和日本公司佔據了傳統汽車聯結器市場的主要份額,隨著新能源車需求以及智慧化需求提升,中國企業有望逐步開啟國產替代。傳統汽車聯結器市場十分集中,top10 份額超過 85%,top3 份額超過 65%,主要市場被歐洲以及日本企業佔據。在智慧化和電動化的新需求下國內企業有望逐步切入汽車聯結器市場,開啟國產替代。
(本文僅供參考,不代表我們的任何投資建議。如需使用相關資訊,請參閱報告原文。)
精選報告來源:【未來智庫】。未來智庫 - 官方網站