汽车智能座舱发展现状及未来趋势(汽车智能座舱上市公司)

(报告监制/作者:国泰君安、苏、舒迪)
1.智能座舱发展迅速,感知和交互成为重点。1.1.随着汽车智能化的快速发展,驾驶舱有望快速发展,汽车产品的定位将逐渐改变,智能化将加速。目前,汽车产业发展的驱动力正在从供给侧产品驱动向消费需求驱动转变。消费者对汽车的定义将从“出行工具”演变为“第三空间”,车辆需要更主动地了解客户的需求。汽车智能化的趋势是大势所趋。从智能化发展路线来看,智能驾驶舱和智能驾驶是两个主要的演进方向。
1.2.驾驶舱智能进化:显示和交互是重点。驾驶舱已经进化到继机械和电子之后的第三生活空间。汽车驾驶舱经历了机械化、电子化(传统驾驶舱)阶段。传统驾驶舱系统主要由简单的硬件组成,仪表、音响、电动座椅等车身电子共同构成了传统汽车驾驶舱的硬件系统。至于智能驾驶舱,随着其功能的完善,其硬件系统会变得更加复杂。智能驾驶舱是汽车智能化和网联化道路上的关键人机界面,未来将成为高级驾驶体验的智能移动空间,满足用户的个性化需求。智能驾驶舱是由车载信息娱乐系统、流式后视镜、视觉感知系统、语音交互系统、智能座椅、后排显示屏等电子设备组成的完整系统。是对传统驾驶舱的全方位升级。硬件方面,将传统的机械仪表升级为数字液晶仪表,为行车信息提供了非常科技的画面显示。增加了流媒体后视镜、HUD和后显示屏,为消费者提供完善的导航信息、周边环境信息和娱乐信息。同时,语音识别、人脸识别、触控、手势识别、虹膜识别等人机交互技术进一步融入其中。1.2.1.车载信息娱乐系统(IVI)是对汽车驾驶舱内外的环境信息进行采集和处理,利用通信、显示、音频处理等模块实现无线通信、导航、信息呈现、多媒体等功能的综合性产品。它是汽车驾驶舱内动力和能量差异的重要体现。在《车载信息娱乐系统框架介绍及发展概述》中,车载信息娱乐系统主要由三个模块组成,即娱乐系统主机、T-Box模块和驾驶员信息仪表。这三个模块的硬件结构和未来发展将在下面描述。1.娱乐系统主机是车载信息娱乐系统的核心模块。硬件主要包括主控SoC、电源管理芯片(PMIC)、音频管理芯片(DSPTuner)、存储器和MCU等。主SoC是整个系统的运行中心。主控SoC包括信息处理、显示、音频转换等核心功能模块。它承担着系统的主要运行任务,是整个系统中复杂度和价值最高的部分。内嵌程序的MCU主要功能是实现CAN通信和系统状态监控,特别是在车辆刚启动时,MCU负责快速与整车建立通信,并将状态信息反馈到CAN总线。PMIC模块负责电源检测和管理,并根据车辆状态(关闭/运行)管理和分配电源。同时,PMIC还应抑制极端情况下电源电流和电压的波动,以保证元件的稳定性。在音频模块中,数字音频处理器(DSP)用于修改音频信号,增强实际声音效果,增强乘客的听觉体验。随着智能座舱的发展,娱乐系统主机的组成将越来越复杂,相关硬件将在功率上多元化,计算能力将不断提高。
1.2.2.流媒体后视镜流媒体后视镜可以有效减少视觉盲区。流媒体后视镜主要是利用车辆上的左、右、后摄像头在后视镜上显示车辆的侧面和后方场景,采用图像代替传统的物理镜。与物理镜相比,其优势主要体现在三个方面:一是视角比物理镜大;二是视线不受后排乘客影响;第三,可以有效减少车后盲区,大大提高驾驶安全性。一般来说,流媒体后视镜的硬件组件主要包括主控制器(MCU或SoC)、电源模块、显示屏、光敏传感器等。1.2.3.视觉感知/语音交互系统视觉和语音识别有望在未来快速发展。据亿欧智库介绍,人车交互主要包括六种形式:物理操控、语音交互、触摸控制、生物识别、视觉交互、手把手交互。在上述六种交互方式中,物理操控和触摸控制属于传统的交互方式,视觉和听觉的智能化带来的视觉、语音、生物识别和手势属于新兴的交互方式,在未来的智能座舱时代将会得到快速的发展和渗透。摄像机是视觉感知技术的核心部件。视觉主要是利用摄像头获取图像等信息,然后检测行驶过程中车辆、行人、交通标志的信息,以及驾驶舱内驾驶员和乘客的生物信息。车载语音交互的核心传感部件是麦克风。车载语音交互是指驾驶员发出语音信息后,提取指令,调用相应的应用服务。核心传感部件是麦克风。视觉和语音识别需要强大的算法和计算能力。在智能座舱中,计算机视觉和听觉需要深度学习等技术,结合高计算能力的AI芯片,才能及时高效地处理图像和音频信息,提高转换效率和用户体验。因此,智能驾驶舱要想实现高精度的视觉感知和语音交互,需要在硬件和软件上进一步升级。
2.芯片:十亿美元市场,芯片行业受益最大。2021年,全球智能驾驶舱市场规模将超过400亿美元,国内市场将引领全球。据IHS预测,2021年全球智能驾驶舱市场规模将超过400亿美元,2030年市场监管规模将达到681亿美元。国内,智能驾驶舱市场增速领先全球。2030年,全球智能驾驶舱占比将从2021年的20%左右上升至37%,市场规模将达到1600亿人民币。随着中国智能驾驶舱市场的快速发展,国内芯片供应链厂商将充分受益于行业的高增长和国产化浪潮,未来有望加速增长。
2.1.芯片是核心智能硬件,国内设计企业的芯片在遇到好的机遇,或者已经从智能驾驶舱的发展中获益显著时,就是智能驾驶舱的核心硬件。智能驾驶舱有四个关键技术框架,即硬件层、软件层、支撑层和服务层。硬件层包括传感器、存储器、计算、通信、仿真、存储芯片等基本硬件设备。随着智能驾驶舱普及率的提高,市场空间被打开,芯片作为核心硬件,很可能出现量价齐升。2019年全球汽车半导体市场空间超过400亿美元,智能驾驶舱信息娱乐系统价值高。预计到2040年,全球半导体市场有望从2019年的420亿美元增长到2000亿美元,CAGR约为8%。在汽车电动化、智能化的大背景下,全球汽车半导体市场持续增长。其中车载信息娱乐系统的价值是汽车半导体中最高的。2020年,车载信息娱乐系统的半导体市场将超过110亿美元。
随着汽车智能化的趋势,汽车半导体中逻辑、存储器和光学芯片的比例增加。随着智能驾驶舱的不断推进,作为智能驾驶舱“触觉”和“大脑”的汽车光学、逻辑和存储芯片的市场增速有望引领汽车半导体行业,未来汽车半导体的结构占比将显著提升。逻辑芯片结构在汽车中的占比有望从2019年的12%上升到2025年的15%,存储芯片结构占比有望从2019年的8%上升到2025年的12%,光半导体占比有望在2025年上升到10%以上,相关产业链有望迎来爆发。在智能化浪潮下,汽车芯片供应链可能重构,核心原因有两个:一是随着国内汽车企业的崛起和座舱的智能化演进,软硬件解耦趋势明显,原有的Tier 1格局有望被打破,国内座舱Tier 1市场份额可能大幅提升,并可能改变核心芯片供应格局;第二,汽车芯片供应链本身可能会从传统的垂直格局向网络格局转变。随着汽车功能的日益复杂,简单的系统集成已经难以满足智能汽车时代的需求。未来车企可能开始重视硬件系统和供应链的定义,对核心芯片采取横向管理策略,加强管控,最终可能导致核心芯片供应链格局加速演进。国内芯片厂商凭借本土和配套优势,有望提升份额。国内汽车芯片企业的竞争优势主要有三点:一是配套能力好,可以与国内汽车企业和Tier 1共同开发生态系统,打造生态优势;第二,从供应链安全的角度来看,核芯的国产化需求在不断提升。从长期供应链安全角度,国内车企和Tier 1有望率先拥抱国产芯片,防范断供风险;第三,国产芯片往往性价比更高。面对三大动力公司带来的高硬件成本,尤其是电池,以及行业内激烈的价格竞争,国内车企可能会选择性价比更高、技术相对成熟的国产芯片来降低硬件成本。基于以上原因,我们认为未来国内汽车芯片公司可能会大量进入厂商供应链,实现批量出货。获得先发优势的国产芯片公司有望长期受益。综上所述,随着国内汽车企业渗透率的不断提高(目前国内整体市场份额超过40%,纯电动市场份额更高),以及国内ic设计制造能力的不断成熟,未来智能驾驶舱国产芯片渗透率将快速提升。同时,由于车辆法规验证门槛较高,行业先发优势被显著放大。率先进入整车法规级供应链、产品扩展性强的国内企业,未来有望延续竞争优势,获得长期增长机会。
2.2.1.对计算能力的需求持续提升,市场空间快速增长。2.2.1.1 .对计算能力的需求持续增长,复盘的历史是从分离到融合。由于功能改进,驾驶舱芯片的计算能力需求不断增加。驾驶舱功能的复杂程度与主控芯片(通常安装在车载信息娱乐系统中)的计算能力有很高的相关性。据Zosi汽车研究所介绍,在汽车驾驶舱电子化发展阶段,驾驶舱产品往往配备无屏车载信息娱乐系统,通常只有收音机和播放功能。这种型号的芯片选择通常是恩智浦TEF6638系列,其中包含专门处理无线电和音频数据的DSP。进入2010年后,在驾驶舱智能化的萌芽阶段,车辆中控面板开始快速渗透。当时,具有高计算能力和蓝牙、WiFi、多媒体播放和显示功能的NXP I. MX6/8系列等SoC芯片出货量增长迅速。在座舱智能化的浪潮下,对计算能力的需求不断释放,座舱芯片的复杂度显著提高。短期内,驾驶舱将由多个SoC芯片组成,分别负责不同模块的计算任务。作为人车交互的直接接触,智能驾驶舱的功能将进一步进化。随着流媒体后视镜和HUD功能的渗透以及显示分辨率的提高,将对芯片的计算能力提出更高的要求,这将推动计算芯片从简单的MCU向更高计算能力的SoC演进。因此,在短期内,智能驾驶舱可能会配备多个SoC芯片,用于负责不同功能模块的计算任务。
从长远来看,E/E架构将从分布式向集中式演进,最终在驾驶舱内形成单一的SoC方案。随着E/E架构从分布式向集中式的演进,汽车硬件固有的匹配方式被打破。主要体现在ECU(电子控制单元)的数量将大幅减少,DCU(域控制器)将成为各功能模块的控制中心(负责驾驶舱内所有模块的计算),形成域集中式架构。因此,在驾驶舱领域,未来驾驶舱DCU中的SoC芯片将负责HUD、流媒体、中央多媒体等所有模块的运行,最终形成单一的SoC方案。软件安全性有望提高,驾驶舱DCU将迅速渗透。驾驶舱域控制器经常在操作系统上加载新的虚拟机来控制多个系统。在过去,大量虚拟模拟器的增加会显著增加系统出错概率,降低驾驶安全性,因此驾驶舱控制器的普及率在很长一段时间内仍然较低。但目前随着软件的不断成熟和新型ARM架构的应用,软件安全性有望得到显著提升,驾驶舱域控制器将开始快速渗透。根据前瞻产业研究院和ICVTank的数据,2020年,智能驾驶舱域控制器全球出货量仅为80万台,而2025年,这一出货量有望超过1200万台,渗透率明显加快。
驾驶舱计算平台整合后,智能感知将带来专业的计算能力需求。随着座舱计算平台的集成,对智能传感功能的需求将不断增加。为了增加深度学习的效率,包括GPU、FPGA、ASIC甚至类脑芯片在内的AI芯片将成为驾驶舱感知的主要计算单元。考虑到主控SoC的计算能力,我们预计单个高性能AI传感芯片更有可能作为智能座舱中的协处理器,实现座舱中的视觉感知和语音识别。综上所述,未来的座舱计算/控制系统将由MCU、主控SoC和AI传感模块组成。MCU作为功能芯片,负责控制各个功能模块(车窗升降,座椅调节等。).主控SoC作为应用处理器(AP)/域控制器,将用于车载信息娱乐、流媒体等系统的计算,其计算能力将逐渐接近手机SoC。此外,作为协处理器(CP),AI感知模块主要用于视觉和语音交互,其计算能力需求增速将超过主控SoC。从更长远来看,随着高计算SoC芯片的发展,主控SoC和AI芯片将继续融合。2.2.1.2 .先进的芯片加速渗透,打开全球市场空间,建立新的力量,并提供增值服务。计算能力的竞争就要开始了。2020年,蔚来公布整车BOM成本并承诺硬件综合净利润率不高于1%,特斯拉整车价格持续下降,造车新势力崛起将改变整个汽车行业的盈利模式。未来,将进一步加强对车载软件和服务的重视。作为车载软件和服务的重要支撑,具有高计算能力的智能座舱芯片将加速其渗透。
随着手机芯片的发展,计算能力的提升带动了处理器的价值。在过去的15年里,手机经历了从功能性到智能化的转变,计算芯片的价值在这个阶段大幅提升。通过对比1000元售价的red mi 10X(2020年上市)和Bird D660 (2005年上市)的BOM成本,我们发现运算芯片的价值从6美元左右增加到了43美元。此外,计算芯片占手机BOM总成本的比重也从7%左右上升到20%以上。因此,鉴于标准手机的智能化发展,我们认为汽车驾驶舱SoC的价值在未来也将显著增加。座舱SoC值的提升已经初具规模。通过对蔚来HYCAN 007 BOM的分析,我们发现搭载高计算SoC的数字座舱域控制器成本为4939元,仅占总成本的2%左右,未来还有很大的提升空间。根据国际电商的数据,高通2016年发布的第二代驾驶舱芯片820A的价值约为40美元,而新发布的8155高端芯片的价值已经超过200美元,价值的上升趋势已经初见端倪。随着价值的快速增长,驾驶舱和自动驾驶SoC的总市场空间将在2025年超过80美元。随着域控制器的快速集成和渗透,座舱SoC的市场空间将快速增长。据搜狐汽车研究室和IHS预测,2025年驾驶舱和自动驾驶SoC的总市场规模将超过80亿美元。2.2.2.全球市场争奇斗艳,国内厂商在2.2.2.1实现了突破。格局不断变化,消费电子厂商抢占优势。智能座舱时代,芯片供应格局加速。2015年以前,车载信息娱乐系统的计算和控制芯片主要是MCU和低计算能力SoC,供应商主要有瑞萨、恩智浦、TI等。2015年后,受益于座舱计算能力需求的不断提升,高通、英伟达、三星、英特尔等原有消费芯片厂商开始进入智能座舱供应链,供应格局发生了巨大变化。
从目前的供应结构来看,传统厂商的驾驶舱芯片目前主要覆盖中低端市场。高通、三星等消费电子厂商凭借性能和迭代优势,在中端芯片市场发展迅速,市场份额有望继续提升。对于中低端座舱SoC,恩智浦等传统整车规格厂商的份额更高。据Joss NXP I. MX6芯片介绍,其在低端座舱SoC中占比较高,主要客户包括日产、丰田、福特等低端车型。对于中高端驾驶舱SoC,高通、英特尔、英伟达和三星等消费电子制造商的份额继续增长。传统的汽车芯片供应商,如恩智浦,出于研发的考虑,不太愿意升级他们的制造工艺和计算能力。d成本。以高通和三星为代表的消费电子产品制造商可以分享高研发成本;依靠手机和其他下游出货量大的产品来降低成本。他们在工艺升级方面有更高的热情,在开发高计算产品方面有显著的技术优势,因此他们在中高端驾驶舱SoC的份额增长很快。高通芯片综合性能领先市场。高通的cockpit SoC芯片集成了GPU、CPU、AI等模块和全面的联网能力,在智能化发展之初就获得了先发优势。目前已成功供应给雷克萨斯、理想、小鹏等国内新势力,并进入大众、本田、路虎等海外客户的供应链。在其第四代座舱平台SoC中,采用了最先进的5 nm工艺。在计算能力不断升级的同时,支持的显示器和摄像头数量也在增加,预计未来领先优势还会继续。英伟达在AI领域有技术优势。基于GPU的AI能力是英伟达一直以来的优势。而英伟达的发展方向集中在自动驾驶芯片上,在智能驾驶舱SoC的份额较低,主要供应奔驰和蔚来。英特尔SoC芯片渗透率稳步提升。虽然在性能上不如其他消费电子厂商,但凭借服务优势(开源ACRN虚拟机)和供应链稳定性(芯片供应确定性高的IDM机型)成功进入克莱斯勒、GMC、WEY、Harver、奇瑞等机型,渗透率近年来呈现稳定增长趋势。2.2.2.2 .认证逐渐突破,国产芯片厂商有了很好的机会。国内芯片厂商的部分驾驶舱SoC产品通过了整车法规级别的认证,实现了从0到1。在软件和服务定义汽车的背景下,芯片已经成为汽车厂商的重要竞争支撑,尤其是对用户驾驶和乘坐体验影响显著的智能驾驶舱芯片。因此,驾驶舱芯片的计算能力、支撑软件开发的效率、运行的稳定性将成为车企和Tier 1最关心的因素。经过多年的发展,国内汽车驾驶舱芯片制造商如全志科技、瑞芯微、杰发科技等。依靠国产化优势和技术的不断突破,部分芯片产品实现了从0到1。经过多年的发展,杰发科技在技术和客户方面不断突破。自2013年成立以来,公司专注于汽车电子芯片,包括驾驶舱IVI SoC、电源芯片、MCU、TPMS胎压监测芯片等到2020年,驾驶舱IVI SoC芯片已经预装并被行业主流Tier1使用,累计出货量超过7000万套。目前客户群体主要包括通用、大众、SAIC、一汽、长安、吉利、东风、奇瑞等主机厂,以及德赛、华阳、航盛、北斗智联、FCE、伟世通等Tier1。最新的SoC芯片AC8015将于2021年量产,可用于基于Hypervisor的智能座舱、IVI系统等座舱产品。未来有望快速渗透。全志科技前装汽车应用市场出货量超过百万辆,T系列车法规认证顺利通过。从2014年开始,全志科技开始布局车规芯片,已经经历了7年的技术积累。据该公司的投资者ex
目前,数字座舱平台处理器T7已通过车规认证,可实现双屏显示,支持8路高清摄像头输入,满足导航、360环视、ADAS、DMS等功能需求,可适配Android、Linux、QNX等车载操作系统。瑞威逐渐从消费电子切入汽车电子。经过多年的发展,公司已经建立了一支专门从事SoC芯片设计的研发团队。自2001年成立以来,公司相关产品已成功应用于平板电脑、电子阅读器、电子书等消费电子应用领域。未来有望切入汽车电子领域。目前,公司研发的汽车多媒体RK3358M芯片已通过车辆法规认证(AEC-Q100)。2020年以来,公司投入大量资源研发高性能、8 nm先进工艺的RK3588芯片。2021年上半年,核心芯片已经设计完成并飞起,未来随着车辆法规的验证,有望广泛应用于计算水平较高的智能驾驶舱。品牌公司、座舱SoC设计公司、Tier 1可能形成铁三角关系,有助于提高国内SoC设计厂商的份额。目前,随着传统垂直供应链逐渐被打破,驾驶舱SoC作为核心硬件之一,未来将受到车企的高度重视。企业、一级和品牌车企未来有望形成铁三角格局,新进入者有望迎接机遇,进入核心车型供应链。全志、杰发科技、瑞芯微等公司有望凭借驾驶舱芯片行业的快速增长和国内厂商的本土竞争优势,在国内供应链中占据先机,获得长期增长机会。2.3.存储类:显著受益于智能化,存储需求持续增长。客舱智能化是机载存储增长的主要驱动力。车载存储主要应用于车载信息娱乐系统(ADAS)、车载通信系统和仪表板四个领域,其中三个应用领域位于驾驶舱领域,占存储需求的80%以上。因此,智能座舱的发展将对机载存储器的需求产生显著的拉动作用。根据搜狐汽车研究室的数据,全球汽车存储IC市场预计将从2020年的近40亿美元增长到2025年的83亿美元。2.3.1.计算能力升级打开车载DRAM市场空间。车载DRAM存储器将显著受益于智能驾驶舱带来的计算能力需求的增加。就车身而言:1)车载信息娱乐系统:目前主流的DRAM用量只有1-2 GB(千兆字节)。随着驾驶舱液晶屏画质和尺寸的升级,以及后座多屏娱乐系统的快速渗透,对内存容量和数据读取速度(带宽)的要求将显著提高,DRAM容量将转移到4-64 GB,规格将逐步升级到LPDDR4或更高的LPDDR5。目前特斯拉已经采用LPDDR4。
2)车载通信系统:目前主流方案是多芯片封装(MCP)方案,搭载LPDRAM。未来随着V2X的必要性越来越大,内存带宽会越来越大,规格也会从LPDDR2逐渐引入LPDDR4/LPDDR5。3) Dashboard:目前DRAM的量只有2/4 GB。随着HUD等高级显示功能的渗透,未来DRAM的量有望增加。从格局来看,ISSI国内车载DRAM企业份额位居世界第二。目前三星在全球DRAM市场占有率最高,达到40%以上。海力士和梦龙分列二三位,份额分别为29.6%和23.1%。就汽车DRAM市场而言,国内厂商有梦龙、ISSI、三星等。排名靠前,份额分别为45%、15%、10.8%,CR3在70%左右。国内厂商的竞争优势有望加强,未来将继续增长。ISSI作为车载DRAM的第二梯队领导者,已经将2 GB到8GB的LPDDR4纳入其产品系列。未来有望受益于行业的高增长和当地的配套优势,从而实现份额和盈利能力的持续提升。此外,赵一创新4GB DDR4内存产品“GDQ2BFAA”系列成功量产,主要用于电视、机顶盒、平板电脑、智能家居、车载影音系统等领域。未来可能受益于车载DRAM市场的快速增长,带动公司DRAM业务快速发展。2.3.2.功能的多样化会刺激NOR Flash的需求,以实现驾驶舱信息娱乐系统的快速启动,需要配备大容量的NOR Flash。NOR Flash的一大特点是可以快速读取数据。随着HUD的快速普及和驾驶舱屏幕数量的不断增加,如果这些屏幕等显示系统能够在汽车启动时快速显示信息,就需要使用大存储容量的NOR Flash来快速读取和读取各种数据。因此,随着驾驶舱智能化的不断提升,NOR闪存容量的需求也将大幅增加,从而带动单车价值向上。在汽车智能化趋势的推动下,全球NOR Flash市场空间将稳步增长,预计2026年将达到42亿美元。根据CINNO的数据,NOR Flash车载应用的比例约为30%。未来在汽车电子、物联网、5G通信等下游应用的带动下,NOR Flash的市场空间将回归增长,预计从2021年的27亿美元增长到2026年的42亿美元,五年内CAGR约为9%。
国际巨头逐渐退出,国内厂商赵一的创新排名逐渐提升。早在2010年,三星就开始逐步推出NOR Flash市场。2016年,美光开始逐步淘汰中低产能NOR闪存生产线,2017年将月产2万片的8英寸NOR闪存生产线转为毛利更高的3D NAND,月产1.2万片的12英寸生产线逐步退出。2017年,赛普拉斯出售美国NOR晶圆厂,逐步退出低端市场,专注于高利润的汽车电子和工业NOR闪存产品。据CINNO预测,2020年,四大NOR闪存制造商华邦、王鸿、赵一创新和赛普拉斯将占据全球74%以上的市场份额。国内制造商赵一创新在全球排名第三,2020年的份额为15.6%。其中,据前瞻产业研究院介绍,王鸿采用55 nm工艺,并在不断升级,技术领先。Mega-innovation工艺逐步切换到55 nm,产品竞争力逐步提升。随着高利润汽车电子的发展,赵一创新NOR Flash业务有望继续增长。目前,赵一创新GD25 SPI NOR Flash已通过AEC-Q100认证,是国内首款全国产闪存产品。根据技术参数,GD25 SPI NOR Flash容量覆盖2 MB-2 GB,工作温度范围覆盖-40~85/-40~105/-40 ~125。未来有望借助国内供应链的崛起和自身的配套优势,获得市场份额,实现快速增长。
3.车载展示:增量空间打开,产业链各环节充分受益。3.1.三大升级趋势很明显。随着机载物理按键的简化,机载显示器进一步成为智能驾驶舱的主流配置,作为人机交互的主界面,是智能创新的重点。我们认为驾驶舱内显示器包括以下三大升级趋势:(1)显示器数量/面积增加:机载显示器逐渐向大尺寸、多屏发展,进一步驱动显示面板、触摸显示模块、触摸显示模块。(2)多屏显示:车辆上的大屏幕显示进一步催生了集成的需求。未来,汽车前排将不再被多个显示屏分隔,而是一个屏幕从驾驶员渗透到副驾驶。目前驾驶舱多屏渗透加速。高端机型引领异形多屏潮流,低端机型也积极引入多屏设计。(3)显示技术的升级:液晶是目前车载面板的主流。在“高清曲面”的趋势下,有机发光二极管、迷你LED等新兴显示技术有望进一步渗透到汽车中。3.1.1.方向一:大屏多屏。驾驶舱对显示屏的需求持续增加。汽车大屏显示屏趋势明确,10寸以上大屏车出货量份额持续增加。根据Omida和Head Leopard Research Institute的数据,10英寸以上大屏显示器的出货量份额从2018Q2的9.1%飙升至2020Q3的52.9%。目前威马EX5中控采用12.8寸触摸屏;蔚来ES6触摸屏达到11.3英寸;小鹏P7中控液晶屏尺寸高达14.96英寸。根据MOMOUX的HMI研究团队对仪表和中控尺寸的统计,虽然2018年以来国内传统车厂约50%的仪表和62%的中控屏幕都分布在10英寸以下;但新动力车型中,尺寸大于12英寸的中号仪表盘占56%,尺寸大于15英寸的中控屏占45%。目前,除了中控面板外,液晶仪表盘、副驾驶显示、后排显示、后视镜显示、a柱显示等在驾驶舱内进一步渗透,驾驶舱内的显示器数量持续增加。一方面,多屏可以显示更多的信息,增加显示的灵活性和丰富性,而后置显示屏的升级进一步提升了乘客的出行体验。根据何塞汽车研究院的数据,2016年,菲尼迪率先发布了8.0英寸上屏7.0英寸下屏的中控方案。2017年路虎发布的揽胜星脉配备了上下两块10寸中控屏,更具科技感。此后,国外豪华品牌如奥迪,新上市的新势力品牌如李ONE、哪吒U、HYCAN 007等。也纷纷积极效仿,相继推出双中控屏甚至三中控屏的解决方案。从各种显示产品的渗透率来看,后置多媒体显示屏和流媒体后视镜持续渗透,多屏趋势明确。从中国市场来看,中控显示屏组装率超过80%,全液晶仪表屏组装率上升最快。后视镜和中控显示屏组装率大幅提升。全液晶仪表盘,2019年组装率将达到15%,预计2025年将达到60%。此外,流媒体后视镜、后液晶显示屏等产品也在逐步普及。虽然2020年渗透率都在15.0%以内,但是到2025年流媒体后视镜和后液晶显示屏的市场渗透率将分别提高到26.0%和7.0%。3.1.2.方向二:多形态联屏,整合需求加速渗透。大屏幕车载显示催生集成需求。未来汽车前排不再是多显示器分离,而是一个屏幕贯穿从驾驶员到副驾驶,多个联合屏幕实现加速渗透。目前汽车显示屏的趋势是双屏甚至三屏。屏幕跨度
同时,目前车载中控面板和液晶仪表盘之间有一些内容交互。例如,中控面板显示的导航路线、音乐和电话信息可以在LCD仪表上交互显示。在联屏方案中,各联屏共用一块玻璃盖板,几乎无缝连接,在视觉上营造出屏幕一体的科技感,大大弱化了显示器之间的物理分割感,让驾驶者更容易完成触摸操作和获取信息。高端机型引领异形多屏潮流,低端机型也积极引入多屏的设计。以奔驰在2021年4月上海车展推出的纯电动豪华轿车EQS为例,据CSDN介绍,EQS驾驶舱应用了宽度超过141cm、贯穿整个中控台的异形三屏设计。荷赛汽车研究院数据显示,2020Q1,中国搭载联屏方案的乘用车销量近7万辆,同比增长6.1%;组装率达到2.4%,比去年同期提高1.1个百分点。从车型来看,主要集中在40-50万元的高端车型,2019年开始向低端车型渗透。3.1.3.方向三:高清曲面,催生车载显示新技术。开放升级LCD是目前车载面板的主流。在“高清曲面”的趋势下,有机发光二极管、迷你LED等新兴显示技术有望进一步渗透到汽车中。目前液晶面板由于成本低,技术成熟度高,仍然是市场的主流。但由于汽车驾驶舱内的车载信息显示、在线娱乐等功能对信息显示的清晰度要求更高,未来科技感和操作的便利性也会增加,车载显示屏将逐渐从平面的矩形屏幕向大型曲面屏幕转变。随着技术的成熟,具有更高显示性能的有机发光二极管和迷你LED有望进一步渗透。车载显示行业处于渗透的初级阶段。在增量空间广阔,技术迭代速度比消费电子慢的背景下,我们认为车载液晶仍有广阔的需求空间。由于汽车的更新换代周期更长,技术成熟度更高,预计LCD的更新换代速度将慢于手机等消费电子产品。考虑到目前有机发光二极管和Mini-LED成本和技术成熟度的问题,预计大范围普及仍需很长时间。有机发光二极管已在个别车辆上使用,但未来能否大规模推广,仍取决于能否攻克使用寿命和温度范围方面的技术难题。实际上有机发光二极管已经应用在透明a柱等小屏幕上,2020年上市的车型也逐渐在大屏幕上应用了有机发光二极管。例如,奔驰S级车型配备了12.8英寸的有机发光二极管弧形中控屏幕。而车载显示屏对工作环境温度范围等稳定性和可靠性指标的要求明显高于消费电子产品。一般要求车载显示面板的工作寿命在常温下超过5万小时,而常用的有机发光二极管屏幕的工作寿命通常只有3万小时。目前三星等企业正在投入技术难关。有机发光二极管是否会成为未来汽车新的主流技术还有待观察。Mini LED在汽车显示屏的技术潜力高于有机发光二极管,Mini LED的背光方案将率先渗透,有望发展成为新一代主流车载显示技术。与Mini LED RGB直显和Micro LED技术相比,Mini LED背光产品在技术成熟度和成本上更具优势,已率先进入大规模商用模式。与主要竞争对手有机发光二极管相比,其能耗比有机发光二极管产品低20%~30%,温度范围更广,使用寿命更长,不存在烧屏的危险,因此在汽车显示屏方面的技术优势更加明显。3.2.对车辆显示器的需求已经激增
其中,显示面板企业(BOE、深天马等。)采购上游芯片、偏光片、背光模组生产LCM显示模组,再接触显示模组企业(如长信科技等。)组装盖板玻璃(自备或外购)、触摸层(自备或外购)、显示层(外购面板厂)。然后通过Tier1(需要双认证)出货给整厂,或者直接给整厂供货。3.2.2.显示面板:大屏多屏趋势下,需求明确,内地企业份额持续增加,带动车载显示面板需求。2017年,国产品牌新车中10寸以上中控面板的组装率仅为27%,到2020年已经上升到63%。同时,据Omida预测,2020年全球汽车显示器出货量将达到1.27亿台,预计2021年将跃升至1.48亿台,2025年将达到2.07亿台,2030年将达到2.39亿台,出货量将比2020年翻一番。考虑到单个芯片的面积更大,预计该值将有更大程度的增加。
此外,面板厂商还可以通过两种方式直接向车载系统厂商供货。一种方法是将开放式单元交付给车载系统制造商认证的模块组装制造商(LCM),后者将开放式单元组装成显示模块,然后交给汽车系统制造商。其次,面板厂自己组装模块,然后直接出货给汽车系统厂商(目前以第二种为主)。在车载显示面板领域,内地企业拥有强大的话语权,深圳天马份额全球第一。BOE等内地企业的份额也在持续增加,为整车显示供应链的本地化奠定了坚实的基础。在车载显示器领域,日本JDI公司一直是最大的车载TFT-LCD显示面板供应商。近年来,中国大陆面板厂商产能持续攀升,技术逐渐成熟,相继加大在车载显示器领域的投入,车载显示器份额快速增长。目前,深天马的市场份额已从2018年的12.4%提升至2019年的14.4%,到2020年,公司市场份额将达到16.2%,位居全球第一。同时,BOE的份额将在2020年达到10.5%,排名世界第五。
3.2.3.背光模组:车辆需求释放优化赛道,新显示技术催生新需求。背光模组是液晶面板的核心部件,车载显示总面积持续扩大,将进一步刺激背光需求。背光模组作为显示面板的背光源组件,为液晶显示器提供足够的亮度和均匀分布的光源,使其能够正常显示图像。液晶显示器是一种不发光的显示设备,需要依靠背光模组投射光源来实现显示功能。背光模组直接影响LCD的亮度、均匀性、色阶、画质、视角等重要参数。背光模组的上游是光学薄膜材料、FPC和LED、塑料颗粒、金属冲压材料等原材料。其中,高端光学薄膜材料由于技术要求高,主要集中在日本、韩国和美国的部分厂商。像导光板这种塑料颗粒的生产厂家主要是日本住友、日本住友和三菱集团。车载显示技术的需求不同于智能手机等消费电子产品。在很长一段时间内,LCD仍然是车载显示器的主流,有机发光二极管作为替代品还需要很长时间才能完全渗透。对应目前的液晶面板尺寸,背光模组可分为中小尺寸和大尺寸。中小尺寸背光模组主要用于智能手机、平板电脑、车载显示器等领域,大尺寸背光模组主要用于液晶电视、显示器等领域。目前,有机发光二极管屏幕广泛应用于智能手机、平板电脑、个人电脑和其他消费电子产品。由于有机发光二极管的自发光特性,不再需要背光模块。产能过剩、供过于求导致消费电子领域中小尺寸背光模组厂商日益弱势,陷入利润减少、市场被侵占的境地。但在车载领域,对车载显示屏工作环境温度范围等稳定性和可靠性指标的要求明显高于消费电子产品。虽然有机发光二极管屏幕逐渐渗透到高端车载小屏,如透明a柱、后视镜等,但非高端车辆的车载大屏在相当长一段时间内仍将是液晶屏的主战场。车载显示器的快速发展带动了高端背光显示模组的市场需求。新技术迷你LED背光液晶面板将成为汽车背光模块的新兴解决方案。Mini LED显示屏是指显示单元尺寸为100-200 m的LED显示屏,采用大量的Mini LED芯片,通过精细的区域调光,可以全面提升LCD的显示质量。它具有无缝拼接、广色域、低功耗、长寿命的优点,以及更好的可靠性和更高的分辨率。作为传统液晶屏的改进,Mini LED背光具有更高的屏幕对比度、更低的功耗、更高的亮度和更广的色域。与有机发光二极管屏相比,由于亮度和对比度的提升,Mini LED背光屏没有明显的画质劣势,延续了液晶屏长寿命的优势。未来汽车领域可能会出现Mini LED和有机发光二极管并行互补的格局。迷你背光模组的价值更大,未来空间广阔,或将形成巨大的市场。根据Trend Force的研究,从2021年12.9英寸iPad Pro的Mini LED显示屏的成本构成来看,现阶段Mini LED背光模组的成本占显示屏成本的60%以上;据Display Search的数据显示,在传统的液晶屏中,背光模组的成本仅占29%左右。并且Mini LED屏的整体成本高于传统LCD屏,背光模组的成本占比更高,这样Mini LED背光模组的价值和市场规模会远高于传统LCD屏。从整体背光市场来看,领先的背光显示模组有中国台湾地区的伊瑞光电和仲强光电、美北亚、韩国的E-LITECOM等。近年来,由于液晶产能逐步向中国大陆转移,mainland China背光显示模组产业发展迅速,许多进入
内地背光模组企业已成功进入国内外品牌新能源汽车供应链,未来有望快速增长。车用背光领域的背光模组主要参与者有:日本公司美贝亚、日本公民、魏徵控股(总部位于中国香港)、大陆永盛光电科技、BOE光电、威视电子、龙力科技等从下游来看,以深天马等为代表的内地面板企业在车载显示领域的份额持续扩大,有望进一步带动mainland China车载背光模组的发展。3.2.4.盖板玻璃:屏幕组合推动大尺寸3D新趋势,行业壁垒持续上升。盖板玻璃是车载显示器的核心保护部件。随着汽车显示器需求的增加,玻璃盖的市场增长空间将进一步打开。显示屏从外到内包括外玻璃层、触摸传感器层和显示屏层。外层玻璃层(玻璃盖)主要保护内层屏幕。作为车内显示屏保护盖板的材料,需要面对车载环境的复杂和严苛。(1)大型化:车载显示器“大屏幕共屏”趋势带动汽车盖板玻璃向大型化发展。据荷西汽车研究院介绍,目前,汽车双屏甚至三屏逐渐成为新的发展趋势。仪表和中控的双屏共用一个玻璃罩,几乎无缝衔接,让驾驶者更容易完成触摸操作和获取信息,同时也增强了科技感。(2)3D:车载显示有望逐渐向“曲面”发展。现有的生产型号配备了3D曲面盖板玻璃,这将是关键的新趋势。目前汽车的玻璃罩基本都是2D平板,现有少数量产车型采用大弧度3D玻璃罩(如2020年广汽新能源AION LX配备V型双12.3大屏,2021年全新凯迪拉克凯雷德配备曲面有机发光二极管显示屏)。以凯迪拉克的显示屏为例。它由三块独立的屏幕组成,利用AGC的两块车载曲面盖板玻璃集成为一个38英寸的大尺寸显示屏。考虑到3D曲面屏幕更符合人体工程学,可以实现更好的显示效果和更好的触觉反馈,再加上基于有机发光二极管、Mini/Micro LED的3D柔性显示技术的进一步成熟,用于3D车辆的曲面玻璃罩将成为新的发展趋势。据CNA介绍,鸿海还积极进军3D车辆用曲面玻璃盖板,通过各种热成型技术和自身的模具设计能力锁定主要代工车厂,并正在与欧洲一级汽车零配件制造商合作,有机会先切入欧洲整车厂的供应链。
目前,消费电子盖板玻璃的生产厂家都在积极布局车载业务。作为盖板玻璃的龙头,国内企业长信科技和兰斯科技在产能和3D玻璃技术积累方面优势显著,未来将深度受益于汽车盖板玻璃的需求。目前,兰斯科技、伯恩光学等公司在消费电子盖板玻璃领域的话语权很高。根据国际电子商务和Leadleo Research的数据,2019年兰斯科技玻璃罩市场份额达到35%,并积极布局和建设长沙二园的车载玻璃和大尺寸电源板建设项目(主要产品包括汽车仪表盘、中控、娱乐信息系统触摸屏、B柱等车载玻璃产品)。与2D和2.5D玻璃相比,3D玻璃生产工艺增加了热弯或冷磨工艺,热弯或冷磨形成的3D玻璃曲面要进行抛光、印刷和镀膜,提高了加工精度和难度,延长了工时。凭借技术积累和产能优势,公司未来有望深度受益。长信科技基于自有触摸显示模组业务,自主研发车用3D盖板玻璃,产能多为自用,与自有触摸显示模组形成优秀的产业链配套布局。公司客户覆盖日系、欧系、美系、德系、国内自主品牌车商等。尤其是搭载3D曲面车罩的车屏模组业务,在国际国内汽车客户供应链体系中发挥着重要作用。取得了3D车辆曲面盖板、彩色显示屏等多项技术成果,获得多个3D车辆项目定点,累计达成框架协议金额达数十亿元。
4.汽车PCB:量价齐升趋势确定。在自行车智能化程度越来越高的趋势下,国内企业的领先布局有望量价齐升。自行车的智能化程度进一步提高。以智能驾驶舱为例,大屏幕车载影音娱乐/导航设备的单车承载能力和功能复杂度进一步提高,对作为基础部件的PCB的需求也随之增加。一般来说,与传统燃油车相比,新能源车包括电池模块板、电控板等。除了汽车电子板,所以自行车用的PCB量更大,价值更高。根据工业信息网的数据,普通汽车的PCB用量约为1-1.5平方米,豪华车约为2.5-3平方米,新能源汽车在5-8平方米之间。多层板是目前汽车PCB的主流。用于汽车电子的PCB,其工作温度必须符合-40~ 85,一般PCB采用FR-4(阻燃材料等级,主要为玻璃布基板),厚度为1.0 ~ 1.6 mm,据中国工业信息网统计,汽车PCB中单双板、四层板、六层板和八层以上板的比例分别为26.93%、25.70%、17.37%和3.49%,约占HDI、FPC、IC板分别占9.56%、14.57%和2.38%,合计约占27%。目前多层板是汽车PCB的主流。
随着汽车架构向领域控制的转变,车载娱乐/导航设备的功能复杂度增加,高密度HDI板的需求和比例预计将进一步增加。随着电动汽车架构从分布式向集中式发展,汽车硬件固有的匹配模式被打破,ECU的数量会明显减少。DCU(域控制器)将成为各功能模块的控制中心(负责驾驶舱内的所有),负责计算和调度,最终形成域集中式架构。智能驾驶舱DCU将中控台、仪表盘、HUD、流媒体后视镜和车联网模块集成为一个完整的解决方案,需要更高的PCB技术和设计、更高的布线密度和更窄的线宽和线间距,并有望进一步推动高密度HDI板的需求。同时BMS、车载摄像头、车载显示器、信息娱乐系统等。新能源汽车的普及进一步拉动了FPC对自行车的消费需求。PCB行业研究院数据显示,2018年,汽车用柔性FPC板市场规模约为53亿元,预计到2022年,汽车用FPC板市场规模将增长至70亿元。汽车PCB整体市场份额分散,大陆企业布局领先。总体来看,汽车PCB的CR5和CR10分别约为37%和58%,整体市场结构相对分散。排名前三的公司都是日本公司(CMK、奇胜诺克、田野),总份额约为24%。彭静(中国台湾省)排名第四,份额约为6.5%。美国的TTM排名第五,占6.3%。大陆王静电子约占3.3%,沪电股份约占2.8%,伊顿电子约占2.5%,世运电路约占2.1%。以世运电路为例,该公司将汽车PCB视为重点领域,是特斯拉在全球的主要PCB供应商。已经批量供应特斯拉主力车型,为后续公司切入新能源汽车市场开了个好头。随着新订单价格上涨和原材料价格企稳,预计汽车PCB企业盈利能力将加快提升。
5.座舱光学:交互升级趋势,核心部件需求增加5.1。驾驶舱摄像头:受益于车载摄像头的快速普及,进一步增加对传感器/光学元件的需求等。新兴的交互方法将推动对传感器组件的需求。在智能座舱中,人机交互将从传统的按键、触摸等手段向语音、手势交互等新方式快速发展。与传统人机交互相比,这些新的人机交互方式需要更多的传感元件。因此,在驾驶舱智能进化的过程中,传感器的种类和数量预计会出现爆炸式增长。据IHS预测,2030年单车传感器(主要包括摄像头和毫米波雷达)数量有望超过10个。
驾驶舱中的摄像头在安全、交互和娱乐方面有着重要的应用。车载摄像头广泛应用于车辆的安全和娱乐方面。近年来,汽车品牌开始在驾驶舱内安装摄像头。在智能座舱发展的浪潮下,2025年摄像头普及率有望超过25%。与后视摄像头和前视摄像头相比,2019年驾驶舱的摄像头普及率在10%以下。在驾驶舱智能化的浪潮下,基于机器视觉的手势交互、安防监控、娱乐等功能将快速渗透,驾驶舱内的摄像头数量将快速增加。相机中CIS传感器的价值占比很高,2023年市场空间有望超过30亿美元,2018-2023年CAGR为30%。对消费级相机的价值进行拆分,可以发现CIS传感器和模组封装占比最高,CIS传感器占比52%,模组封装占比20%左右。我们认为这种价值趋势也将在汽车相机中得以保持。
车载摄像头对稳定性和安全性要求严格,技术和认证壁垒高。车载摄像头的要求主要包括三个方面:一是汽车图像传感器的动态范围在120 dB-140 dB之间较高,而消费电子的动态范围较低,约为70 dB二、汽车传感器对工作温度范围要求较高,通常为-40-105;第三,汽车图像传感器需要解决信号灯闪烁和伪像导致成像质量差的问题。因此,作为相机光学性能和稳定性的核心决定因素,车载CIS芯片往往具有较高的技术和认证壁垒。目前在车载CIS传感器领域,安赛美优势明显,份额超过50%。FrostSullivan的数据显示,2020年CIS出货量前三分别为索尼,(39.1%)、三星(23.8%)和Howie (11.3%),前三者占比74.2%。而在车载CIS传感器领域,On Mei的份额为60%,豪威科技为20%,CIS芯片龙头公司索尼不到5%。
国际厂商发力布局,汽车CIS芯片竞争加剧。针对汽车领域高动态范围的挑战和LED闪烁的问题,安塞尔美推出Hayabusa平台,采用超级曝光技术,拓宽动态范围,解决LED闪烁问题,在车载CIS领域获得先发优势。近年来,国际厂商三星、索尼也开始重视车辆CIS的布局。三星于2018年启动ISOCELL Auto品牌,拓展汽车CIS市场,并已推出ISO CELL Auto 4AC产品,获得AEC-Q100 2级认证。随着巨头索尼对车载CIS的重视,正在不断完成客户导入,产品已经进入全球领先汽车公司丰田、日产、现代的供应链。国内厂商豪、格科威、史迪威也开始发力参与车载CIS芯片的竞争。豪威、Stevie、格克威等国内厂商有望进入核心汽车厂商的供应链。主要有两个原因:一是技术的不断突破。传感器的动态范围和抗闪烁能力不断被突破。豪利用其独特的双转换增益(DCG)来提高其动态范围和抗闪烁能力。阿斯特在安防CIS中也积极发挥夜视技术积累的良好作用。此外,格可威还转向Fab-Lite模式,以提高公司的研发能力;d .效率和容量稳定性;第二,汽车的CIS市场增长很快,供应链还没有完全固化。国内工厂有机会进入全球核心供应链。目前,豪威的车载CIS传感器产品线已经非常丰富,像素范围从0.4到8.3 MP,像素大小从2到6微米,可广泛应用于驾驶舱、自动驾驶仪等领域。随着全球汽车智能化的不断提升,以及国内技术实力的不断增强,豪威、史蒂威、格克威等厂商的份额有望大幅提升,实现业绩的快速增长。从自动驾驶、智能驾驶舱加速渗透,驾驶自行车摄像头增多,车载镜头、模组封装市场加速。从汽车摄像头整体市场来看,模组封装市场将从2020年的15.32亿美元增长到2025年的32.23亿美元。镜头市场将从2020年的8.58亿美元增长到2025年。 年的 18.05 亿美元。DMS(舱内驾驶员监控)和 OMS(舱内乘客监控)渗透速度明显提速。 为了进一步提升人车交互体验,座舱内视觉 DMS(舱内驾驶员监控)和 OMS(舱内乘客监控)持续在新车中持续渗透。根据高工智能汽车研究 院监测数据显示,2020 年国内市场新车(合资+自主品牌)搭载视觉 DMS 上险量为 13.65 万辆,而 2019 年同期数据不到 1 万辆。其中,约 50%的 搭载量与整车 ADAS 功能存在交互。而高工智能汽车研究院预计,未来 三年将是国内新车视觉 DMS 前装搭载量产的第一个高峰期,尤其涉及 自动辅助驾驶人机交互;预计未来五年乘用车前装视觉 DMS 搭载量将 突破 2000 万辆,市场规模将超过 50 亿元。而 OMS(舱内乘客监控)也 是新增量空间。座舱摄像头(汽车内视摄像头)是 DMS 和 OMS 系统的 核心。汽车内人机交互功能体现在内置车载摄像头实现的人脸识别、疲劳检测、手势识别、注意力监测及驾驶行为分析等方面。在智能驾驶舱逐渐兴起的市场环境下,具备深层交互能力的车载摄像头 市场需求将进一步提高。对于智能驾驶舱内的摄像头而言,其主要作用 为疲劳提醒、车内人员监控,提高安全驾驶行为等,具备深层交互能力 的车载摄像头(例如 3D TOF 红外摄像头)市场需求将进一步提高。目 前 DMS 摄像头各大厂商更倾向于 3D TOF 红外摄像头,将之置于驾驶 员前方,以凯迪拉克 Super Cruise 为例,放置在方向盘中央;部分车企 会整合在内后视镜中,比如说特斯拉、蔚来;沃尔沃、长城等安放在 A 柱上;宝马则集成在仪表盘上。
造车新势力颠覆原有汽车供应链模式,以舜宇光学等为代表企业有望凭 借自身在车载镜头领域的话语权,加快模组封装业务的规模。在原有的 汽车供应链模式下,镜头厂商向 Tier1 汽车电子安全厂商供应镜头,由 Tier1 厂商封装成车载模组供应终端车企。而随着造车新势力的出现,汽 车电子的供应链格局逐步发生改变,新能源车厂商支持镜头厂商直接向 其供应车载模组,镜头厂商车载模组业务发展速度有望进一步加速。从当前竞争格局来看:国内企业车载镜头份额领先,具有较强话语权。目前国内企业舜宇光学 在车载镜头市场占据龙头地位,份额约为 34%,韩国世高光、日本关东 辰美和日本富士则分别占比 18%、14%、12%的市场份额。同时国内企 业联创电子也持续在车载领域取得突破,其车载镜头产品于 2016 年进 入特斯拉供应链,并在 2018 年通过 Mobileye 认证。除此之外,联合光 电、宇瞳光学等企业也逐步切入车载镜头领域,未来有望凭借技术积累 进一步实现规模扩张。从车载摄像头模组市场来看,日韩厂商仍然是主导企业,国内企业舜宇 光学与联创电子在车载摄像头模组领域产品线进一步完善,未来将深度 受益于座舱摄像头渗透。根据中国产业信息网,在车载摄像头模组封装 市场,松下市场份额约 20%,法雷奥、富士通份额分别为 11%和 10%。(1)国内企业舜宇光学车载模组业务已成为车载模组 Tier 2 厂商,其模 组出货量在 2019 年便超过了 4000 万颗,并且车载模组产品线十分完善,包括:舱内乘客检测模组、舱内驾驶员检测模组、用于前视感知的单目、 双目和红外夜视模组、用于外摄显像的 E-mirror、倒车后视、行车记录 和环视模组等。对于座舱内摄像头,舜宇光学开发了通过内视镜头来实 现图像的捕捉,还可以在车内实现手势识别以及非接触式实现车内设备 的控制。(2)联创电子已具备 1M-8M 车载镜头与模组的能力,在 2020 年 11 月其进一步与蔚来汽车在 8M ADAS 模组正式定点。未来国内企业将深 度于座舱内部乘客/驾驶员检测摄像头模组的进一步渗透。造车新势力颠覆原有汽车供应链模式,以舜宇光学等为代表企业有望凭 借自身在车载镜头领域的话语权,加快模组封装业务的规模。在原有的 汽车供应链模式下,镜头厂商向 Tier1 汽车电子安全厂商供应镜头,由 Tier1 厂商封装成车载模组供应终端车企。而随着造车新势力的出现,汽 车电子的供应链格局逐步发生改变,新能源车厂商支持镜头厂商直接向 其供应车载模组,镜头厂商车载模组业务发展速度有望进一步加速。
5.2. HUD:快速渗透,国内厂商领先布局5.2.1. HUD 渗透空间广阔,AR-HUD 是发展主流HUD 即抬头显示或平视显示,主要原理是通过投影的方式将汽车仪表参 数、导航信息等投射至视野正前方的透视镜上,使驾驶员保持平视状态 时能够看见仪表参数和外界参照物,从而保证行车安全。HUD 目前渗透率低于 10%,预计 2021 年后将快速提升,空间广阔。根 据 ICVTank、前瞻产业研究院和亿欧智库数据,2020 年 HUD 渗透率预 计为 8.7%,预计到 2025 年将提升至 30%左右。国内 HUD 的市场规模 在 2020 年为 26.2 亿元,预计到 2025 年将达到 100.8 亿元,2020-2025 的 CAGR 达到 30.9%。汽车 HUD 供应链可以分为整机集成商和零部件企业,未来均将受益于 HUD 产品持续渗透。从 2020 年中国自主及合资品牌汽车搭载 HUD 的 品牌份额情况来看,日本精机、德国大陆、日本电装三大企业占据接近 80%的市场份额,龙头份额相对集中,但是国内企业江苏泽景、华阳集 团等份额约为 3.6%和 2.4%。同时一些例如华为、点石创新、未来黑科 技等新势力厂商也积极推进。未来随着国内 HUD 产品的进一步渗透, 其产品需求以及市场份额有望进一步提升。而零部件企业则涵盖 PGU 供应商、光学部件供应商、PCB 企业、成像芯片企业等等。(将在 5.2.2 节进行展开)
随着自动驾驶技术的发展,AR HUD 是未来发展主流,预计其未来出货 量占比将进一步提升。根据大陆数据,HUD 出货量预计从 2020 年的 500 万台左右,提升到2025年的1500万台,2020-2025年 CAGR高达24.5%, 到 2030 年预计将接近 3500 万台左右。同时随着自动驾驶技术的发展以 及 AR HUD 技术的成熟,AR HUD(含高级 AR HUD)合计出货量预计 到 2025 年将达到 500 万台,2020-2025 年 CAGR 高达 80%,出货量占比 提升到 33%。5.2.2. PGU 及光学产品为核心组件,国内企业一体化布局优势显著从拆解来看,HUD 主要包括成像部分、投影部分以及 PCB 板等电子器 件三大部分。(1)成像部分价值量占比约为 50%,主要包含成像芯片、LED 光源, 投影显示 PGU。(2)投影部分价值量占比约为 20%,主要包括光学镜面,分为自由曲 面镜面和光波导两大类。(3)PCB 板等电子器件占比约 20%。(4)特制前挡玻璃等非电子器件占比约为 10%。在以 AR-HUD 为主流的抬头显示新技术逐步起量的背景下,我们认为: 成像部分 PGU 开发能力以及投影部分光学设计能力是核心要素。在以 上两大领域中技术布局领先的企业有望深度受益。第一,对于成像部件 PGU(图像生成单元),TFT-LCD 方案是主流; DLP、MEMS 激光扫描虽然短期受制于高成本渗透率较低,但是凭借更 好的显示效果,未来将进一步实现替代。PGU 具有 4 大技术路线,分别 为 TFT-LCD、DLP、MEMS 激光扫描、LCOS 方案(比较小众)。基于 TFT-LCD 的 PGU 是当前主流技术,日本企业高度垄断,大 陆企业京东方/深天马积极布局:该技术较为成熟、成本较低,但是 显示效果弱于 DLP 和 MEMS 激光技术。从市场份额来看,由于 HUD 整机市场主要被日本企业主导(电装、松下、日本精机三家在 HUD 的市场占有率达到 60%左右),因此在供应链优势下,日本企业也 在基于 TFT-LCD 技术的 PGU 领域占据主导地位(日本 JDI 和京瓷 市占率达到 80%以上)。大陆京东方/深天马等积极布局,有望逐步 突破。基于 DLP 的 PGU 未来有望成为 AR-HUD 的首选,受制于高成本 其目前主要在豪车中落地,TI 垄断市场,水晶光电有所布局:DLP 具有更高的亮度和对比度,能源效率更高,可靠性更高,但是需要 定制精度要求高的反射非球面镜,导致整体成本较高。目前德州仪 器是DLP方案在 AR-HUD中应用的关键推广者。从实际落地来看, 奔驰新 S 级车型 AR HUD 中采用了 DLP 技术,而林肯大陆和领航 员中的 W-HUD 设备也使用了 DLP。目前德州仪器独霸市场,大陆 企业广景视睿、水晶光电也有所布局。MEMS 激光投影成像技术可实现超高分辨率且结构简单,但是成本 较高并且发热量大,有望应用在 L3 以上自动驾驶汽车中,日本企 业技术布局较为领先。根据佐思汽研,MEMS 激光 HUD 将图像直 接生成在挡风玻璃上,而不是 PGU 里。因此在对比度和亮度方面 具备极强的优势,MEMS 激光可以做到 4K级的分辨率(若采用 DLP 或 TFT 要做到 4K 分辨率,需要极其高昂的成本)。而在光机引擎 方面,采用 MEMS 扫描的光机引擎体积非常小,远低于 DLP 或 TFT-LCD。但是 MEMS 激光技术最大缺点是过高的成本以及所用到 的激光二极管发热量大,温控能力较差。目前日本企业布局最为积 极,包括矢崎、ALPS 阿尔派、松下、瑞萨、理光、先锋、电装都有不少激光 HUD 专利和相关产品。而目前 MEMS 激光投影方案 PGU 厂家包括 Micro-vision、上海丰宝电子、浙江视境传感。第二,AR-HUD 投影部分的核心在于光路设计,全息光波导优势明显将 成为未来主流。目前 AR-HUD 光路设计中有两级镜面反射和全息光波导 两大方案。传统的两级镜面反射技术需要大体积非球面反射镜,导致整体 HUD 体积过大(20 升+),同时非球面反射镜越大则容差越难控制,成本 也越高。全息光波导技术仅在挡风玻璃上安装全息膜即可实现投影,结构简 单体积更小(大约 2~4 升)。根据布谷鸟科技,全息光波导技术和 成像技术无关,无论是 TFT-LCD 方案还是 DLP 方案都可以采用。 目前,已有不少头部厂商都展开了该技术的预研工作。
大陆企业水晶光电和舜宇光学在 HUD 产品领域积极布局。水晶光电 HUD 领域产品主要包括 PGU(DLP 技术路径显示模组)、W-HUD 以 及 AR-HUD,通过国内高端汽车品牌的产品认证。而舜宇光学具备 HUD 一体化能力,与主要客户取得合作,目前已经完 成了全息 AR HUD 方案配套的核心光学引擎的研发。其作为 HUD 光学 方案解决商,产品覆盖 PGU、投影镜头、自由曲面镜、平面镜、微透镜 阵列和准直镜等等。目前,公司已从全球领先客户获得量产订单;成功 向第一家将 HUD 与 DLP 技术结合使用的制造商林肯公司供应产品;向 国内新能源汽车和领先的独立品牌汽车提供产品供应。公司完成了汽车 增强现实抬头显示(AR-HUD)核心模块的开发,并已送样给客户。同时国内企业光峰科技凭借其在激光显示领域的积累,也有望持续加深 在在 AR HUD 领域的产品布局。
6. 座舱声学:语音交互渗透,车载声学组件技术迈向 升级+需求持续释放国内前装车载语音交互渗透率快速提升,功能不断完善。作为智能座舱 的重要组成部分,车载语音交互功能渗透率一直在稳步提升。根据高工 智能汽车研究院称,我国前装车载语音交互功能的渗透率从 2019 年 的 49.82%上升至 2020 年的 63.25%,其中自主品牌渗透率要高于合资品 牌。此外,车载语音交互功能也在不断完善,交互方式从早期的机械式 语音交互到自然语音交互,再到最终的主动对话式语音交互,技术及生 态方面都在持续快速升级。
为提升识别精度,单车麦克风数量将显著提升。对于车内语音交互而言, 单麦克风方案难以克服行车噪声、扬声器回声、乘客交谈等因素导致的 语音识别准确性降低问题,导致语音识别准确度较低。为解决该问题, 多麦克风方案被提出,主要用来消除回声、降噪并完成人声分离,在该 方案的不断渗透下,座舱内的麦克风数量有望快速提升。根据 IHS 称,2025 年单车麦克风数量有望从 2020 年的 2.2 个增长至 4 个,多麦 克风阵列的渗透率亦有望超过 57%。车载语音行业快速增长,国内麦克风制造商有望受益。根据 ICVTank 预 测,2019 年中国前装车载语音市场(包括软件和硬件)市场规模约为15亿人民币,2022年这一规模将达到28亿人民币,3年 CAGR接近24%。 车载麦克风作为车载语音系统的重要硬件单元,在整体用量及 ASP 的显 著提升拉动下,行业将迎来快速增长,国内麦克风制造商如瑞声、歌尔 等有望充分受益。
MEMS 麦克风稳定性较强,被广泛运用于汽车等智能终端。传统的麦克 风多数是采用音频信号输入 ECM 麦克风,虽然价格低廉但存在噪声问 题。MEMS(Micro-Electro-Mechanical System, 微机电系统)用微米级 的等效物替代了传统的机械和电子设备,使得 MEMS 麦克风在芯片上 集成数模转换器,形成数字输出,因而去除了易产生噪音的模拟信号。 稳定性强、失真小的 MEMS 麦克风被广泛应用于智能手机、平板电脑、 助听器和汽车等终端产品中。据 Yole Development 预测,2022 年 MEMS 麦克风年出货量将超过 80 亿个,相比 ECM 市场份额迅速扩大。 根据 ICVtank 数据显示,2020 年 MEMS 麦克风市场规模达到 13.56 亿 美元,预计 2023 年全球 MEMS 麦克风市场规模将达到 16 亿美元。汽车座舱对声学空间的需求将成为拉动 MEMS 麦克风巨大增量市场。 目前消费电子是 MEMS 麦克风的主要应用领域,市场空间占比超过 90%。而根据 Yole Development 数据,单部手机 MEMS 麦克风数量从 2010 年 2 颗增加到了 2017 年最多安装 5 颗,每辆汽车则将根据实际需 求采用超过 8 个 MEMS 麦克风。汽车座舱是未来拉动 MEMS 麦克风出 货量的核心驱动力,随着智能座舱的普及与升级,对 MEMS 麦克风的需 求或将迎来高速增长。与 MEMS 麦克风替代传统 ECM 麦克风的趋势相似,MEMS 扬声器如 今亦在进入车载扬声器市场。车载扬声器是汽车内部实现声音重放的物 理器件。汽车噪音的多样性、汽车环境的有限性及行驶过程的动态性, 决定了车载扬声器设计、布局的复杂性。与 MEMS 麦克风替代传统 ECM 麦克风的趋势相似,MEMS 扬声器如今亦在进入车载扬声器市场。(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)精选报告来源:【未来智库官网】。「链接」

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