一文了解汽车的电动化及智能化的具体内容

耗尽温柔 2021-05-17 14:44:33

感知系统:自动驾驶推进感知系统升级,推荐车载摄像头及毫米波雷达


汽车的电动化及智能化使得汽车可以提供愈加丰富的辅助驾驶功能,而愈加丰富的功能模块则意味着其需要更多的电子硬件支持。自动驾驶级别的提升需要汽车对外界环境信息具有更强的采集能力。因而,自动驾驶级别的提升将拉动单车对车载摄像头、毫米波超声波、超声波雷达及激光雷达等硬件的需求,进而带动相关市场的规模。


车载摄像头:单车配备数量上升促使行业规模增长


车载摄像头应用广泛,驻车影像、并线辅助、车道偏离预警系统及疲劳提醒等功能模块均需要车载摄像头的支持。不同功能模块对应着不同安装部位的摄像头,同时,各部位的摄像头由于其所需要实现的功能不同而采用不同的类型。当前,车载摄像头应用于驻车影像系统、ACC自适应巡航、并线辅助及车道偏离预警系统等多个功能模块。


我们观察了在中国销售的33946款乘用车车型的车辆配置信息,进而分析了各个功能模块的标配率情况,可以看到驻车影像系统的标配率随时间逐渐攀升,但近年来增速较慢,2020年车型标配率已经达到68.97%。驻车影像系统可以分为360全景摄像及后方影像两类。在驻车影像系统标配率缓慢提升的同时,标配为360全景摄像的占比在逐年提升。由于后方影像仅需要1个广角摄像头而360全景摄像通常需要4-8个广角摄像头,标配为360全景摄像的占比的提升进一步提高了驻车影像系统对广角摄像头的需求量。


碰撞报警/主动刹车、ACC自适应巡航、并线辅助、车道偏离及疲劳提醒这些功能模块的标配率均呈现逐年上升的趋势,其2020年标配率分别为29.42%、21.82%、17.66%、25.08%及25.25%。这些功能模块相对驻车影像系统而言仍然具有很大的市场增量空间,随着这些功能模块的进一步渗透,单车所需的摄像头数量将会进一步提升。根据各个功能模块与摄像头的对应关系,我们将每个车型的功能模块标配情况转化成为该车型标配情况需要安装的摄像头数量。

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通过我们所构建的汽车数据库,我们可以高频地跟踪中国汽车整车厂的摄像头使用量。根据我们的测算,2020年全球摄像头的出货量为1.77亿颗,同比增加43.90%;其2016到2020年的CAGR为27.97%。中期预判,车载摄像头的CAGR有望保持在相似水平。


毫米波雷达:标配率上升及单车配备数量增长共振


毫米波雷达穿透能力强,被广泛应用于车载距离探测。


毫米波雷达发射毫米波波段的电磁波,利用障碍物反射波的时间差确定障碍物距离,利用反射波的频率偏移确定相对速度。与红外、激光、摄像头等传感器相比,毫米波穿透雾、烟、灰尘的能力强,具有全天候(大雨天除外)全天时的特点。其局限性在于无法进行物体颜色识别;视场角较小,一般需要多个雷达组合使用;行人的反射波较弱,难以识别。毫米波雷达广泛应用于车载距离探测,如自适应巡航、碰撞预警、盲区探测等。

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超声波雷达:单车配备数量上升促使行业规模增长


超声波雷达的工作原理是通过超声波发射装置向外发出超声波,到通过接收器接收到发送过来超声波时的时间差来测算距离。目前,常用探头的工作频率有40kHz、48kHz和58kHz三种。一般来说,频率越高,灵敏度越高,但水平与垂直方向的探测角度就越小,故一般采用40kHz的探头。超声波雷达防水、防尘,即使有少量的泥沙遮挡也不影响。探测范围在0.1-3米之间,而且精度较高,因此非常适合应用于泊车。后倒车雷达标配率较高,2020年已经达到78.68%,因而当前标配率上升速度较慢;前倒车雷达在2014到2017年期间发展速度较快而之后便保持较为稳定的标配率;车侧预警的标配率仍较低,2020年仅为11.20%,但该功能模块的标配率自2018年以来呈现快速增长的趋势。


在各年发布的车型中,单车需要的超声波雷达数量的分布情况,我们可以发现使用超声波雷达的车型占比呈现一定的上升趋势但上升速度较慢,但使用超声波雷达的车型的雷达使用数量呈现上升趋势。2020年,使用超声波雷达的车型占比为78.91%;其中,标配用量为4、8及12个的车型占比分别为43.47%、26.15%及9.29%。


我们对中国整车厂各月使用的超声波雷达的数量的测算,我们可以发现中国整车厂对超声波雷达的使用量在2016年到2019年呈现平稳上升的趋势但上升速度较慢;忽略由于春节叠加疫情影像的2020年2月,我们可以发现2020年起,超声波雷达的月度使用量的增长速度有显著提升。根据我们测算,超声波2020年全球出货量为3.39亿副,同比增长30.89%。虽然2016-2019年超声波雷达的全球出货量没有明显增长的趋势,但我们认为随着智能驾驶级别的提高将会拉动倒车预警系统,尤其是车侧预警及前倒车雷达的渗透。未来单车所需的超声波雷达数量将会向8个乃至12个转移,进而拉动超声波雷达的需求。


红外探测器:在中高端车型初步渗透


红外探测器用于汽车的夜视系统,夜视系统可帮助驾驶员减少因夜间视线不良导致发生交通事故的风险。非制冷红外探测器的工作原理是利用红外辐射的热效应,由红外吸收材料将红外辐射能转换成热能,引起敏感元件温度上升。敏感元件的物理参数随之发生变化,再通过所设计的转换机制转换为电信号或可见光信号,以实现对物体的探测。


我们发现其标配率出现先上升后下降的趋势,2020年仅为0.32%。目前单车红外夜视仪价值量约8000元,其中红外探测器价值量约4000元,我们认为其价值较高导致其目前标配率仍然较低。我们可以发现80万以上的车型所占比例逐渐向40-80万乃至20-40万的车型转移,这说明了夜视系统在中高端车型已经初步渗透。我们认为随着汽车安全和ADAS的关注度提升,以及红外探测器价格的降低,未来红外探测器市场规模有望扩增。


智能座舱:人车交互带动智能座舱渗透,推荐HUD及手机无线充电


智能座舱推动人车交互,硬件渗透率快速提升。智能座舱是由不同的座舱电子组合成完整的体系,可实现语音控制、手势操作等智能化的人车交互方式,未来有可能将人工智能、AR、ADAS、VR等技术融入其中。智能座舱硬件主要分为中控屏(包括车载信息娱乐系统)、流媒体中央后视镜、抬头显示系统HUD、全液晶仪表等四大部分,同时搭载语音控制系统等。近年来,随着人车交互需求逐渐增加,智能座舱渗透率得到快速提升。

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车载屏幕:单车配备数量增长,中控屏大屏化


车辆上最常见的屏幕包括了中控屏及液晶仪表盘,部分车型配备了一至两块后排屏幕用于车载娱乐系统。近些年来,车辆也开始配备了流媒体中央后视镜,该设备就是将通过车载摄像头采集到的车辆周边的环境信息实时、无损地呈现给驾驶者,从而实现超广的可视视野、有效消除视野盲区的效果。因而,单车配备的屏幕数量有0-5块不等的情况。


我们可以看到中控屏幕出现较早,随着逐年标配率的提升,2020年标配率已经提升至较高水平(78.70%)。此外,在标配率提升的同时,屏幕类型也由普通液晶屏向触摸式液晶屏变化,进而贡献了单车使用屏幕价值的增量。由中控屏尺寸我们也可以发现,屏幕有大屏化发展的趋势。10-12.3寸的屏幕逐渐替代10寸以下的屏幕,在2020年占比已经达到39.20%且占比仍在进一步提升。我们可以发现二者均从2016年开始出现且标配率逐年提升。其中,液晶仪表盘标配率提升速度较快,2020年已经达到28.61%;流媒体中央后视镜发展较为缓慢,2020年标配率仅为1.54%。对于后排液晶屏而言,其标配呈现先逐渐渗透后逐渐减少的趋势,结合后排液晶屏为标配的车型的价格情况,我们认为后排液晶屏的热度降低且向中高端车型转移。


我们可以发现在无屏幕的车型占比逐年下降的同时,单车使用屏幕数正由一块向多块发展。2020年,单车标配1块及2块屏幕的车型占比分别为50.25%及27.30%。


根据对中国整车厂月度屏幕使用量的测算,我们发现2017年相对2016年有明显增长,2017-2019年平稳波动。在不考虑2020年2月这一特殊时点的情况下,2020年相对2019年呈现快速增长的态势。我们测算2020年全球车载屏幕出货7.60千万块,同比增长36.45%。


HUD:车辆标配率逐年上升


抬头显示简称HUD,又被叫做平行显示系统,是指以驾驶员为中心的多功能仪表盘。它的作用是把时速、导航等重要的行车信息,投影到驾驶员前面的风挡玻璃上,让驾驶员尽量做到不低头、不转头就能看到重要的驾驶信息,从而减少驾驶事故发生的可能性。


我们可以发现该模块标配率呈现稳定上升的趋势,2020年达到5.93%。从我们对中国整车厂对HUD设备的月度使用量的测算来看,HUD设备的使用从2017年下半年开始呈现爆发式的增长。从全球出货量来看,我们测算其2020出货量为251.20万套,同比增长51.06%;其从2016-2020年的CAGR为123.87%。考虑到HUD整体较为快速的增长势头,中期看,随着标配的渗透率超过5%,增速可能稍微放缓,我们判断行业的增速有望保持在50%左右的水平。


手机无线充电:车辆标配率逐年上升


随着移动设备无线充电技术的成熟和应用,目前越来越多的汽车也提供无线充电配置,省去了使用线充的麻烦,是一项与时俱进的便利性配置。


我们可以发现该模块标配率自2017年以来呈现快速上升的趋势,2020年达到14.33%。从我们对中国整车厂对手机无线充电设备的月度使用量的测算来看,手机无线充电设备的使用从2016年下半年开始呈现稳定快速增长,从2020年初开始呈现爆发式增长。从全球出货量来看,我们测算其2020出货量为815.43万套,同比增长143.79%;其2016-2020年的CAGR为99.87%。中期看,考虑到标配的渗透率快速达到14.33%的水平,我们判断行业的增速可能小幅趋缓,估计中期的行业增速会保持在70%左右的水平。


供给端智能化持续,未来可期


智能驾驶在过去十年不断升级,智能座舱理念也在占领用户心智,这拉动了相关零部件的渗透,带动了赛道的发展。面向2022年的首发车型,我们梳理了部分具有一定热度的车型的零部件配备情况,可以发现无论是传统车厂,还是造车新势力等,均在深化汽车智能化程度。智能化必将会继续渗透并可能提速,这将带动各个零部件赛道的发展。考虑到渗透情况并结合2018-2020年同比增速,我们预测感知系统中车载摄像头、毫米波雷达中期出货量同比增速区间中位数可达20%、30%;HUD、手机无线充电设备中短期出货量同比增速区间中位数可达50%、69%。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。)

来源:未来智库报告出品方/作者:中信证券,张若海、徐涛、尹欣驰

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