汽车产业跨界变革,智能网联落地生

本文来自格隆汇专栏:国泰君安产业观察

汽车产业正在不断出圈,逐渐成为”智能新能源”跨界变革的平台,是继续看好的赛道。

摘要

全球经济衰退、新冠疫情蔓延影响了各个产业的正常运转,汽车作为中国的支柱产业表现出了较强的韧性,汽车销量在2020年4月结束了21个月的同比下跌,逆势的“V”形反转充分展现了中国市场的巨大潜力和刺激政策的积极效果。这一年,我们看到新能源补贴退坡政策放缓、动力电池产业链出海速度加快、光伏平价上网持续推动新能源转型、造车新势力陆续登陆纳斯达克、传统主机厂不断推出新能源车型、华为等高科技公司跨界进入汽车产业、百度无人驾驶出租车在多个城市试点、智能网联测试基地在全国铺开、碳中和目标为新能源发展指明方向等等,产业气象日新月异。

在政策层面,2020年2月,发改委等十一部委联合印发《智能汽车创新发展战略》,明确提出使智能汽车“成为新兴业态重要载体”,“成为汽车强国战略选择”;2020年11月,国务院办公厅印发《新能源汽车产业发展规划(2021-2035)》,坚持电动化、网联化、智能化的发展方向。在供给层面,传统主机厂、互联网公司、造车新势力纷纷在智能汽车赛道上积极布局,创新创业频发,传统企业的龙头公司也加入到汽车工业智能网联变革的浪潮中,共同推动产业发展。在需求层面,汽车不再是传统意义上的出行工具,开始具备更多的大消费属性,消费者群体中涌现出了新的购买特征。中国消费者对移动出行、自动驾驶、智能网联和新能源汽车的接受度在全球各大市场中遥遥领先,间接推动智能汽车的迭代升级。在技术层面,汽车出行与能源、互联网、大数据、人工智能、通信、电子等领域加快融合,汽车产业从一个相对独立的产业逐渐演变为各类变革技术的跨界融合平台,孕育着新的增长动能,助力中国汽车产业实现换道超车。在资本层面,市场中的投资金额和投资数量近两年呈下滑趋势,但科技出行、智能汽车等赛道仍然是资本关注的焦点,汽车交通也成为近年来中国孵化独角兽数量最多的行业之一。

展望2021年,我们对中国汽车产业转型发展的前景依旧乐观,汽车产业正在不断出圈,逐渐成为”智能新能源”跨界变革的平台,是我们继续看好的赛道。我们认为,行业变革的催化剂将来自国产替代的加速以及自主创新的涌现,中国构建“汽车强国”的战略目标正推动着产业加速变革。我们延续产业电动化、智能化、网联化并行发展的脉络,从智能动力、智能驾驶、智能网联3个维度,遴选12个细分赛道,深入挖掘产业的一级市场投资机会,建议关注:车规级IGBT赛道中技术积累较足的设计和模组公司、车规级MCU赛道中在工业/汽车领域技术积累较多的公司、线控制动赛道中已经打通EHB产业链的创新公司、燃料电池双极板赛道中具备新型金属板生产能力的创新公司、环境感知传感器赛道中率先商业化的初创公司、车载AI芯片及计算平台赛道中实现整车落地的头部公司、低速自动驾驶赛道中能够在矿山和物流场景中落地的科技公司、AGV/AMR赛道中能够实现多场景落地的公司、国产TSP赛道中与上下游深度合作的未上市公司、AR-HUD技术领先且产品落地的头部公司、高精地图和定位赛道中能够在细分领域突围的公司、OTA和域控制器赛道中研发经验较丰富且商业模式成熟的公司


一、智能新能源时代已然到来


1.1

汽车产业在2020年实现“V”形反转

汽车产业在2020年实现“V”形反转汽车产业是中国国民经济的支柱产业,制造端占整个工业增加值的7%左右,消费端占社会消费品零售总额的10%左右,与汽车相关产业的就业人数已超过社会就业总人数的1/6。汽车是所有工业部门中产业链最长的行业,对相关国家的产业和经济发展具有乘数带动效应,是供应链国际化程度最高的产业之一。尽管全球经济衰退、新冠疫情对于中国汽车工业带来不同程度的冲击,但中国汽车市场在2020年4月开始实现了同比正增长。快速的“V”形反转,充分展现了市场巨大的韧性和刺激政策的积极效果。目前,中国汽车千人保有量仍远低于发达国家平均水平,随着人均收入水平的提高、消费水平的升级以及新能源汽车的提升,我们对中国汽车产业的发展前景依旧非常乐观。

随着造车新势力企业的产能爬坡和投放加快,明星车型的销量屡创新高,消费者对不同企业新能源产品的接受程度提升,且有加速趋势。根据中汽中心数据,TOP15的市场份额从2016年的77.51%下降到2020年的59.46%,逐年下降趋势明显,说明中国的汽车市场格局正在发生变化,汽车行业的创新不断涌现。

整体而言,我国新能源汽车行业仍处于发展初期,发展 潜力巨大。根据《财政部 工业和信息化部 科技部 发展改革 委关于完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》(财建〔2020〕86号)要求,2021年新能源汽车补贴标准在2020年基础上退坡20%,退坡幅度较为平滑。随着国家和地方政策双轮驱动、强制性标准逐步完善、新能源汽车财政补贴继续延长,新能源汽车的发展浪潮有望得到持续。据中汽中心预测,2021年新能源乘用车市场预计增幅超过40%。随着充电基础设施建设、资本投入、国家与地方政策相结合的趋势越发明显,2025年新能源汽车新车销售量有望实现占汽车新车销售总量20%左右的规划目标

 图1 中国汽车销量实现“V”形反转(万辆)

资料来源:中国汽车工业协会,国泰君安证券研究

 图2 新能源汽车渗透率持续提升(万辆)

资料来源:中国汽车工业协会,国泰君安证券研究

 图3 2013-2020年中国新能源汽车补贴门槛逐年提高

资料来源:工信部,艾瑞咨询,国泰君安证券研究

1.2

电动化、智能化、网联化持续并行发展

汽车产业正在发生深刻的变革,其核心驱动力可以归纳为能源、互联和智能三大革命。能源革命,意味着电池、电机、电控正在成为新的核心技术,围绕“三电”技术正在出现与传统产业链条并行的全新产业链,这一产业链已经打通且正在不断强化。互联革命和智能革命,两者相辅相成、互为促进,汽车在核心技术、制造模式、使用模式、维护模式以及基础设施方便都在涌现新的产业生态。目前,汽车产业的价值链正在呈现“总量上升、重心后移”的基本特征与发展趋势。总量上升意味着汽车产业价值体量将整体上扬,比以前创造更大的商机和价值,这也为其他行业的参与者跨界进入汽车产业提供了成长空间;重心后移则是指汽车产业价值内涵向服务端,尤其是出行领域深度扩展,这是传统汽车企业很少关注的领域,由于汽车产业价值链外延而产生巨大的商业发展空间已经显现,从私人汽车共享出行到自动驾驶出租车,出行市场不断有新的业态涌现。在这一变革中,智能驾驶将显著提升汽车电子、软件算法等在汽车开发中的比重,最先进的计算机、通讯、算法等技术成果将被用于智能驾驶的开发。高等级的智能驾驶将使汽车公司从传统制造业公司转变为高科技公司,核心零部件的研发与车企逐渐分离,从而创造众多的转型与新增机会,高级辅助驾驶、自动驾驶、车联网、智能座舱和人机交互等的发展将大幅提升车主驾驶体验。

现阶段汽车产业创新中的70%来源于汽车电子产品,汽车电子产品在汽车价值中的比重也在逐渐增加。在汽车智能化发展过程中,发展重心将逐渐由单车智能转变为车路协同。目前,“渐进演化”(L2向更高级别发展)和“跳跃发展”(直接从L4级开始)的路线并行,L2+级车辆中ADAS(高级驾驶辅助系统)渗透率的提升以及L4级别在限定场景中的落地应用是产业关注的重点。

根据HIS Markit分析,目前全球市场中搭载车联网功能的新车占比约为45%,预计至2025年可达到接近60%的市场规模。中国的智能网联汽车市场将不断增长,至2025年接近2,000万辆,市场渗透率超过75%,高于全球市场的装配率水平。根据智研咨询预测,2020年汽车电子约占整车成本的34%,2030年该比例有望进一步提升至50%;2018年中国汽车电子市场规模为870亿美元(约6,000亿人民币),预计2020年有望增长至1,000亿美元(近7,000亿人民币),2025年中国汽车电子市场规模有望达到1,316亿美元(近9,000亿人民币)

 图4 三大革命驱动汽车产业深刻变革

资料来源:《汽车产业变革的特征、趋势与机遇》

 图5 1950-2030年汽车电子成本占比变化及预测

资料来源:智研咨询,国泰君安证券研究

1.3

资料来源:智研咨询,国泰君安证券研究

中国GDP增速从2012年起开始回落,增速进入从高速增长转为中高速增长的“新常态”。“新常态”特征在于经济结 构优化升级,从要素驱动、投资驱动转向创新驱动。汽车产业 作为智能新能源的主要载体,竞争格局正在发生巨变,造车新势力表现抢眼,传统主机厂正在面临变革,各类参与者正 在各自的领域构建自己的竞争优势,获得长期的成长性。

我们选用 DDM 模型进一步分析产业成长逻辑的变化, DDM 模型的主要原理是,价值是未来现金流的折现,分子端 主要关注行业内公司的盈利能力、现金流等,分母端主要关 注无风险利率、Beta、风险评价和风险偏好等。

从分子端来看,我们关注盈利能力以及现金流情况,其 中 ROE 可拆分为销售净利率、资产周转率和杠杆比例,与竞 争优势相关,而分红率 d 与产业周期、经营周期相关。随着 新能源汽车销量的迅速抬升,蔚来、小鹏等造车新势力头部 公司的 ROE 由负转正并逐渐增长,创新公司在大量融资、快 速落地新车型的同时,也不断在品牌优势、运营能力以及技 术壁垒等方面提升核心竞争力,盈利能力逐渐增强且有望超 预期。这也倒逼传统主机厂跟进创新,行业整体 ROE 有望出 现向上增长的拐点。另外,新能源汽车行业整体处于发展前 期,资本开支需求仍较大,分红率对估值的影响不明显。

从分母端来看,我们主要关注无风险利率、风险偏好和 风险评价的变动情况。首先,中国经济新常态特征凸显,无风 险利率缓慢下行且保持在较低位置。从海外通胀历史数据看, 消费类行业的景气度与利率长期下行相关性较高,消费类行 业在新格局下有望长期占据比较优势。目前,我国消费占 G DP 的比重尚不达全球平均水平,在需求侧改革推动下,未来 消费占 GDP 比重将持续上升。其次,中美贸易摩擦持续、疫 情不断冲击各国经济发展,使得市场的风险偏好在过去的一 段时间内持续在底部徘徊,随着国内“双循环”政策逐步推 进、美国政府换届完成、疫情防控常态化、疫苗进入广泛接种 阶段等外部风险的逐步落地,市场的风险偏好有望逐步抬升, 消费品中的可选消费有望获得更多的青睐。再次,随着政策 的持续支持以及相关技术的进步,智能新能源汽车行驶里程大幅提升、电池安全性逐步增强、充电桩在全国范围内铺开 建设、汽车制造成本快速下降、智能化功能不断迭代升级, 消费者关切的不确定性问题陆续得到解决,智能新能源汽车 的市场认可度不断提升,市场对行业增长的确定性趋于一 致。

综上所述,DDM 模型分子端变量数值增加、分母端变 量数值减少,等式的结果相应增加。我们认为,智能新能源 汽车作为重要的科技创新载体,同时也是消费类行业重要的 可选消费品,多重利好因素将会推动行业估值进一步抬升, 继而获得资本的持续关注,推动行业持续发展

 图6 从DDM模型看智能新能源估值提升

资料来源:国泰君安证券研究

表1  国内相关产业政策梳理

资料来源:各部委网站,国泰君安证券研究


二、多重动力助推国产替代落地开花


2.1

政策环境不断推动汽车行业转型

2.1.1

国家政策持续支持汽车产业向电动化、智能化、网联化变革

智能汽车的发展一直受到国家政策的持续大力扶植。2015年5月发布的《中国制造2025》明确提出对智能驾驶发展的要求。2020年2月,发改委等11部委发布的《智能汽车创新发展战略》明确提出,智能汽车“成为新兴业态重要载体”,“成为汽车强国战略选择”,重点突破新型电子电气信息架构、多类别传感器融合感知、新型智能终端、车载智能计算平台、车用无线通信网络、高精度时空服务和车用基础地图、云控基础平台等共性交叉技术。“十四五”规划中明确了新能源汽车的长期战略定位,新能源汽车的规模应用是我国实现2030年碳排放达到峰值、2060年实现碳中和的重要手段之一。《新能源汽车产业发展规划(2021—2035 年)》指出,坚持电动化、网联化、智能化发展方向。在国内政策的推动下,汽车行业的转型正在加速,其战略地位在国家创新和经济发展中举足轻重

2.1.2

全球电动化竞赛鞭策行业继续发力

 图7  欧洲新能源汽车销量增长迅速

资料来源:EEA,国泰君安证券研究

中国、欧洲和北美是全球新能源汽车的三大主战场。2019年,中国、欧洲和北美地区的电动车(纯电+插电混动)销量分别达106.7万辆、55.9万辆以及35.6万辆。2019年,欧洲市场新能源汽车的销售量占汽车销售总量的3%左右;进入2020年,欧洲新能源车的销量迅速增长至8%左右。新冠肺炎疫情暴发以来,新能源汽车是欧洲为数不多实现逆势增长的行业之一。欧洲新能源汽车销量的快速增长,一方面体现了消费者对新能源汽车的态度改变,一方面也体现了欧洲新能源政策转型的决心。

2019年,欧盟发布的《2019/631文件》规定,2025年、2030年新登记乘用车的二氧化碳排放在2021年(95g/km)的基础上分别减少15%、37.5%。这意味着,欧盟范围内全部新销售汽车的每公里二氧化碳排放不能超过95g,即新销售汽车行驶100公里的油耗不能超过3.24L。对汽车生产商而言,这是个巨大挑战,该文件倒逼车企推广新能源汽车

 图8  欧盟乘用车CO2排放量持续下降

资料来源:EEA,国泰君安证券研究

2.2

各类参与者争相涌入智能汽车赛道

汽车电动化是智能化和网联化的基石,智能化和网联化在电动化的基础上才能拓展更多内涵。2015-2019年,中国新能源汽车销量复合增长率达到36.36%,保持高速增长态势,但总体渗透率依然处于低点,存在巨大的增量空间。进入2020年,汽车产业虽受到疫情的严重影响,但仍在3月份实现了销量由降转增,并在4月份出现了同比正增长,结束了连续21个月的同比下降。与此同时,汽车行业PB逐渐走出低估值区间,目前已经进入上升通道。

智能汽车发展之初,传统汽车制造商一直是推动行业发展的中坚力量。传统的整车制造企业深耕行业多年,在车体制造方面积累了丰富的经验和产业链资源,具有明显的技术优势。长期的资本积累允许传统整车制造商进行长周期、重资本的研发投入,推进智能汽车模拟实验的顺利进行,从L2级逐步向更高等级进行研发。随着人工智能、云计算、大数据和通信互联等技术快速发展,部分互联网科技公司切入汽车产业并迅速成长,成为智能汽车发展的助推器,凭借在智能算法、芯片、高精度地图等环节的技术优势,直接研发更高等级的智能汽车。互联网科技公司凭借自身在人工智能和通信技术的优势,逐渐成为智能汽车行业主要推动力量。以百度、阿里巴巴、华为、腾讯为代表的互联网巨头在智能汽车业内已进行整体布局,蔚来、地平线、斑马等一批初创企业也分别根据自身技术特点实现核心零部件的研发,成为智能汽车行业的重要参与者和推动者。另外,其他行业的头部公司也积极布局汽车领域,如恒大集团、格力集团等传统行业龙头也均在智能汽车领域发力

 图9  中国汽车行业PB已经进入由下降转入上升通道

资料来源:Wind,国泰君安证券研究

 图10  多个行业企业跨界进入智能汽车领域

资料来源:国泰君安证券研究

2.3

汽车消费需求涌现诸多新特征

2.3.1

宏观经济增长和居民生活水平提高推动汽车消费高端化发展

 图11  城镇居民可支配收入不断增长

资料来源:国家统计局,国泰君安证券研究

过去十年间,由于中国经济快速增长,中国城镇居民人均可支配收入实现了较大增长。根据国家统计局数据,中国居民人均可支配收入2019年达到4.75万元,比2000年的1.1万元增长了332%。汽车作为大件可选消费品的典型代表,其销量增长的主要驱动力来自于居民可支配收入的增长。

 图12  中国年入30万元的家庭占比不断提升

资料来源:中国财富景气指数,国泰君安证券研究

一般而言,主流豪华车的平均售价在30万元以上。近年来,年收入超过30万元的家庭数量也出现较大提升,数量巨大的消费者群体进入了能够买得起豪华车的收入区间。中国财富景气指数调查显示,2009年家庭年收入超过30万元的比例仅为12%,该比例在2019年达到19%;预计到2028年,该比例有望达到23%。同时,在有限购政策的大城市或者发达地区,在拥车成本较高的情况下,中高收入人群更加倾向于买档次更高或者价格更高的汽车。另外,随着中国汽车金融业务的发展,购买豪华车的资金门槛实现了大幅度降低,消费者能够以较低的初始成本拥有豪华车,豪华车的消费群体实现了较大程度的扩容。上述因素叠加共同推动汽车消费向高端化发展。

2.3.2

“渗透+更新”需求叠加推动个人消费崛起

根据世界银行发布的数据,2019年中国千人拥车量为173辆,位列榜单第17名;美国千人拥车量达837辆,是中国的近5倍。与发达国家甚至许多发展中国家相比,中国的车辆普及率仍然较低。横向比较来看,千人保有量仍有较大的提升空间。现阶段的汽车产业处于增速换挡期,随着经济增速的放缓以及人均汽车保有量的提升,消费者新增需求放缓,表现为保有量、销量与经济增速保持中速增长,年销量将保持平稳,度过该段增速换挡期后,汽车保有量仍会继续增长。从人均GDP和汽车保留量的相关性也可以推断,经济水平的不断提高和消费升级将是推动汽车保有量增长的长期动力。

在乘用车消费市场不断发展、汽车普及度不断提高的情况下,中国乘用车消费中换购需求的占比也在不断上升。根据国家信息中心数据,2018年中国乘用车销量中接近30%的需求为换购需求,并且随着汽车保有量的继续增长,今后换购需求的占比仍将不断提升。另一方面,随着新能源汽车用车安全性、便利性的提升,新能源汽车的首购数量也将持续增加,2019年的新能源汽车渗透率为4.7%,目前各方正在全力推动2025年实现20%的目标

 图13  千人汽车保有量与人均GDP水平相关性较高

资料来源:中国报告网,国泰君安证券研究

 图14  中国汽车消费进入“渗透+更新”叠加时期

资料来源:巨量算数,国泰君安证券研究

从用户结构来看,2016至2019年,由于车型产品力不足、补贴套利等原因,国内电动车2C需求占比一直不高,平均约58%;考虑到部分2B车型上牌在个人名下,实际的2C需求更低。2020年上半年,由于优质供给大幅增加,中高端车型(Model 3、蔚来ES等)和中低端车型(五菱宏光mini等)全面发力,2C消费市场被激活,占比大幅提升至71%。

2.3.3

防疫需要、直播营销等因素促使消费者购车意愿提升

2020年,新冠肺炎疫情在全球蔓延且仍在持续,其持续时间和影响程度仍无法确定。这一认知使得消费者对购车观念发生了一定程度的转变。与共享出行和乘坐公共交通相比,使用私人交通工具变得更受欢迎。巨量算数调研显示,中国品牌的强购买意愿用户占比从疫情前(2020年1月)的47.9%上升至疫情后(2020年6月)的69.1%,合资品牌的强购买意愿用户占比也从45.7%提升至65.2%。车辆能够提供相对独立封闭的出行环境,更多用户从弱购买意愿转变为强购买意愿,这在一定程度上刺激了汽车消费。

 图15  疫情导致消费者购车意愿明显提升

资料来源:巨量算数,国泰君安证券研究

另外,汽车的营销模式也发生了较大变化,直播、短视频等新形式营销打破了传统4S店消费的汽车消费方式,拓展了汽车营销的渠道。各类汽车销售信息能够更快地触达消费者,短视频拥有大量的用户真实体验分享,也更容易传递产品核心功能价值。汽车直播的快速发展,使得线下多元场景实现了线上迁移,直播营销能够让品牌和经销商联动发力,实现从获客到最终订单的全链路服务,减少信息的传递环节,缩小信息不对称性,新的汽车消费形式已经成为大量汽车品牌常态化的营销选择。

2.4

智能汽车将成为各类科技的跨界融合平台

2.4.1

电子电器架构由分布式向集中式快速变革

传统汽车分布式架构缺点越来越明显,电子控制单元ECU数量从早期的20-30个发展到现阶段的100多个,线束长度可以超过4公里,它们的信息交换主要基于控制器局域网络CAN总线为主的通讯网络,这种通讯方式效率较低。此外,过多的ECU在算力和分布空间上有很大的浪费,同时极大地增加了线束设计、控制逻辑和网络通讯的难度,阻碍了汽车实现更复杂的功能。在当前汽车智能化、网联化的大背景下,E/E结构转向域控制和集中控制的趋势越来越明显,总线也需要往高带宽方向发展。博世、采埃孚、大陆等纷纷提出下一代网络架构,特斯拉在Model 3和Model Y中已经采用多域控制结构,未来将继续向中央计算平台演进。这样的升级不仅可以提高通讯效率,也为OTA升级技术的应用提供了硬件基础。

2.4.2

智能汽车需要承载更多的能源、通讯、电子设备

人工智能、传感器、计算机、通讯、电子等技术的发展直接或者间接地推动着智能驾驶技术的进步,智能驾驶领域也成为多产业融合发展的代表。近年来,电子器件成本不断下降,消费者倾向于选择安全性能更高、配备智能驾驶辅助功能的汽车。根据Strategy Analytics预测,ADAS功能在中国用车中的渗透率将从2019年不到20%提高至70%以上。

感知是智能驾驶系统的基础。以摄像头为基础的视觉感知技术,因为成本较低、获取信息丰富,有利于大规模在汽车上应用。同时,毫米波雷达、超声波雷达技术在汽车上也应用得越来越成熟。激光雷达、毫米波雷达、摄像头、红外夜视和组合导航设备,以及压力传感器、流量传感器、陀螺仪及加速度传感器等零部件的增加,无疑增加了车载芯片瞬时需要计算的数据量,推动车载AI芯片的发展

 图16 智能汽车涉及更多的电子设备

资料来源:国泰君安证券研究

 图17 汽车电子电器架构正在向集中化升级

资料来源:博世

2.4.3

5G商业化助推车联网落地

车联网(C-V2X,Cellular-VehicletoEverything)是人、车、路及互联网之间进行无线通讯和信息交换的蜂窝网络,根据通信对象的不同,车联网通讯可分为V2V(车对车)、V2I(车对基础设施)、V2P(车对人)和V2N(车对互联网)等。车联网是5G下游产值最高、确定性最强的应用场景之一。5G网络的高可靠、高带宽、低延时等特性,将补齐车联网、自动驾驶在通信网络层的技术缺口,提升车辆对环境的感知、决策、执行能力。从全球来看,车联网设施有望成为继高铁后我国交通领域的第二张名片。2020年是5G落地元年,基础设施将继续铺开建设,这将为车联网打开新的增长空间。

2.5

资本寒冬下智能汽车赛道投资热度不减

IT桔子数据显示,2017至2019年,全球范围内的投资数量已连续两年处于下滑状态,投资金额也出现了两位数的下跌,资本市场整体处于“寒冬期”。回归汽车产业,投资金额和投资数量近两年也呈下滑趋势,但科技出行、智能新能源等赛道仍然是资本关注的焦点。近两年自动驾驶行业全球投融资金额超400亿元,在汽车交通行业位居第二。

2019年,在全球一级市场中,1亿美元以上的融资事件共有893起。其中,汽车出行领域共51起,总融资额近200亿美元,仅次于泛科技和金融领域,平均单笔融资额更高达3.8亿美元。中国与美国是汽车出行领域投资的领航市场,汽车出行也成为近年来中国孵化独角兽数量最多的行业之一

 图18  中国独角兽企业重点行业分布(个)

资料来源:罗兰贝格,国泰君安证券研究

 图19  5G助力车联网加速落地

资料来源:华为


三、智能网联打开细分赛道发展空间


3.1

车规级IGBT国产替代步伐加速

3.1.1

车规级IGBT是新能源汽车的冠上明珠

汽车功率半导体主要包含功率IC、功率模组以及功率器件等。在新能源汽车渗透率逐步提升的背景下,功率半导体成为了价值量增速最高的汽车电子产品,这导致对IGBT(绝缘栅双极晶体管)、MOSFET(金氧半场效晶体管)、二极管等半导体器件的需求量大幅增加。根据Strategy Analytics公布的数据,传统汽车中单车半导体总价值约为338美元,其中功率半导体占比21%;混动汽车中单车半导体总价值约为710美元,其中功率半导体的占比达到49.8%;而纯电动汽车中单车导体总价值约为750美元,其中功率半导体占比高达55%,功率半导体的市场正在逐步打开。

IGBT是由BJT和MOSFET组成的复合全控型电压驱动式功率器件,能够根据工业装置中的信号指令来精准调控电路中的电压、电流、频率、相位等,主要用于高电压环境的电力驱动系统、电源系统和充电桩。其成本占新能源汽车整车成本的10%,占充电桩成本的20%,可谓是零部件的明珠。中国IGBT产业虽有部分企业具备规模化生产能力,但仍需要大量进口。得益于新能源车、风电和光伏等中国强势领域的持续发展,预计未来国内IGBT的复合增速将继续保持在20%以上,供不应求现象将延续

 图20  IGBT模块组合方式

资料来源:威柏电子

 图21  功率半导体在纯电动汽车中的占比较大

资料来源:Strategy Analytics,国泰君安证券研究

3.1.2

行业尚处于成长初期,国产替代步伐正在加速

从市场规模的角度来看,作为全球最大的功率半导体消费国,中国功率半导体市场将继续保持较高速度增长。 高工产研电动车研究所(GGII)数据显示,2019年中国IGBT市场规模达到155亿元,过去8年间一直保持增势。各细分市场IGBT处于供不应求的状态,未来仍具有广阔的增长空间。根据未来智库预测,2025年中国IGBT市场规模将达到522亿元,其中车规级IGBT的市场规模有望达到151.6亿元,对应CAGR为27%左右。

 图22  中国车规级IGBT百亿市场正在打开

资料来源:未来智库,国泰君安证券研究

从技术成熟度角度来看,国内IGBT各环节的技术(芯片设计、晶圆制造、模块封装)目前尚处于起步阶段,本土企业在研发与制造工艺上与世界先进水平差距较大。同时,IGBT是关键设备上的核心部件,供应切换具有非常高的风险,这也制约了中国IGBT技术的发展和产品的应用。世界先进水平已经达到7代,国内目前的水平在4代左右,存在一定差距。

从盈利能力角度来看,国内功率半导体企业和国外龙头企业仍然有明显的差距。国际龙头英飞凌2018年实现营业收入96.7亿美元,对应销售毛利率为37%左右,英飞凌PMM业务(IGBT所属)净利率高达25%。而国内最大的功率半导体企业士兰微2019年营业收入仅为4.5亿美元,销售毛利率不到20%。同时,国内大部分功率半导体企业的盈利能力也明显低于国外同行,仅有斯达半导、士兰微、扬杰科技的盈利能力接近国外竞争对手。而从产品类型来看,国外龙头企业产品线更加丰富,高价值量的产品收入占比也更高。

从竞争格局的角度来看,全球IGBT行业市场格局呈现出“头部厂商稳定,第二梯队逐步洗牌”的特点,固有的竞争格局正在发生变化,国产替代或已出现拐点。据NE时代统计,截至2019年底,中国新能源汽车行业IGBT市场中,英飞凌配套特斯拉、上汽、北汽等多家主机厂,全年配套62.8万套(市占率58.2%),市场地位领先。比亚迪以自采为主,配套19.4万套(市占率18.0%),市场份额紧随其后。除上述两家企业外,国内市场无市占率超6%的IGBT供应商,斯达半导和中车时代电气进入前十。整体来看TOP10格局情况,CR2为76.2%,CR10为90.9%,“双寡头”格局清晰且市场较为集中

 图23 比亚迪、斯达半导、中车时代突围中国车规级市场

资料来源:NE时代,国泰君安证券研究

 图24  国产替代产业链上下游业已打通

资料来源:国泰君安证券研究

综上所述,我们判断,国内IGBT行业尚处于成长初期,IGBT的国产替代步伐加快。随着国产化率的提升以及新能源汽车渗透率的提升,产业有望进入加速成长阶段。

我们认为,具备持续发展潜力的企业应具备以下特质:(1)相较于国外龙头企业,国产IGBT企业需要在同级产品上提供更低的价格和更好的服务。(2)IGBT是一个需要较长时间经验积累的产业,尽早布局模组和设计市场的公司具备先发优势,能够确保短中期的公司成长性,并且为进一步发展奠定基础。(3)由于IGBT各环节的制造工艺要求低于集成电路,因此高性价比的产品能够撬动国内市场,国产IGBT企业需要持续获得客户的认可并实现广泛拓展产品种类,以便获取更多的市场份额。考虑到与芯片相比,模组技术壁垒较低、国产芯片的导入大概率要通过国产模组再到芯片、下游应用的定制化设计需求强烈等方面因素,建议关注IGBT设计及模组领域经验积累较多且商业模式成熟的公司

3.1.3

建议关注技术积累较长的设计及模组企业

总体而言,IGBT制造难度大,具有极高的技术壁垒,目前市场主要被欧美日企垄断。与国外相比,国产IGBT产业链起步较晚,工艺水平仍有提升空间,供应链基础相对薄弱,技术代差明显。但也可以看到,国际龙头虽然毛利率水平高于国内厂商,但研发费用居高不下,为了维持盈利水平,因此对产品定价较高,这为国内龙头提供了后来居上的机会。2019年,国产替代实现突破,并迅速切入车规级IGBT市场,在供给、需求、政策和资本端的持续拉动下有望实现以低价换市场。国产替代的逻辑是未来一段时间内的主线,国内具备较长时间经验积累、拥有较深技术护城河的企业有望获得更多的市场份额。

 表2  国内主要的IGBT设计企业

资料来源:企名片,国泰君安证券研究

3.2

车规级MCU开启国产替代“芯”时代

3.2.1

MCU是智能汽车的核心组成

常用的车用半导体芯片主要分为控制类半导体、功率类半导体和传感器,微控制单元MCU一般是用于汽车控制的核心芯片。IC Insight数据显示,2019年车规级MCU销售额占MCU总销售额的39%,预计车规级MCU的需求和用量也将进一步提升。对于智能汽车来讲,车规级MCU的应用范围将更为广泛,无论是简单的驾车操作,如发动机控制、雨刷器、车窗控制、电动座椅、空调等控制单元;还是复杂且智能的车载功能,比如车身动力、行车控制、信息娱乐、辅助驾驶等,每一个功能的实现都需要复杂的芯片组和稳定的算法作为支撑。根据iSuppli报告,一辆汽车内的半导体器件数量中,MCU芯片约占30%,平均每辆汽车大约需要70颗MCU,而一辆新能源汽车大约需要300颗。

MCU作为汽车智能大脑,扮演核心的“思考、运算、控制”功能,随着汽车的电子电器架构向集中式演进,MCU不仅需要继续承担色彩信息、空间信息等高维数据的采集、转换和传送功能,还需要承担智能决策控制的核心角色,随着自动驾驶等级的逐步提高,MCU市场有望加速增长

3.2.2

智能汽车渗透率提高推动国产替代

 图25  汽车MCU分布广泛

资料来源:电子迷

MCU的应用市场可以分成汽车电子、消费电子、工业控制等多个应用市场和场景。在全球市场上,汽车电子是占比最大的版块。根据IC Insight数据,2019年全球MCU整体市场规模为164亿美元;2020年MCU全球市场规模接近200亿美元,国外前八大MCU厂商占据全球约88%的市场份额;预计2022年MCU全球市场规模有望接近240亿美元。MCU应用主要集中在汽车电子、工控、计算机网络和消费电子等领域,2019年市场占比分别为33%、25%、23%和10%。

 图26  MCU产品示意图

资料来源:MIKROE

 图27  全球市场和中国市场的MCU应用领域对比

资料来源:IHS,ASPENCORE,国泰君安证券研究

中国制造业的扎实基础为MCU企业创造了广阔的市场空间和优越的成长环境。2019年,国内MCU市场已达256亿元,同比增长达14%。其中,消费电子的MCU市场占比最大,汽车电子排在第二位,占比16.2%。参照全球MCU市场格局,国内车规级MCU的发展广阔且占比有望进一步提升。据IC Insights预测,车规级MCU芯片销售额将在2020年接近65亿美元,随后在2021-2023年器件涨幅逐步提高,2023年销售额将达到81亿美元。

 图28  2015-2022年全球MCU市场稳定增长

资料来源:IC Insights,国泰君安证券研究

 表3 国内涉足车规级MCU领域的主要公司

资料来源:企名片,国泰君安证券研究

从技术成熟度角度来看,国内MCU企业面临较高的技术门槛和严格的国际标准,仍很难突破技术壁垒,所以技术成熟度较低。目前产品多聚焦于8位/16位,32位高端产品仍有较大的鸿沟要跨过,车规级产品仅有部分企业实现量产,相比国际巨头在技术上仍有一定的技术代差。

从行业竞争情况来看,车规级芯片被国外芯片厂商垄断多年,主要是NXP、英飞凌、TI等国际一流电子厂商。国内企业仅有比亚迪、兆易创新、芯旺微电子等企业能够突破车规级标准并正在逐步提升量产。此外,国内车规级MCU行业的产业生态并未构建完整,国内企业的竞争力并不够强,短时间较难取得市场主导权,仍处于跟跑阶段

 图29  2015-2022年中国MCU市场预计呈加速增长趋势

资料来源:电子工程专辑,国泰君安证券研究

综上所述,我们判断,车规级MCU行业仍处于导入期末期向成长期过渡的阶段,国产替代市场空间广阔。

3.2.3

建议关注在工业、汽车领域积累较多的未上市公司

自我国大力倡导发展半导体行业之后,本土的车规级MCU企业也取得了技术突破,加以中美贸易趋势的影响,本土企业正在逐步抢夺国内的汽车电子车规级MCU市场。本土企业正在跳出8位MCU、低端产品和解决方案的困境,积极研发32位MCU,进军中端产品和发展通用性芯片及解决方案。比如,比亚迪半导体在2018年成功推出第一代8位车规级MCU芯片,2019年推出第一代32位车规级MCU芯片,批量装载在比亚迪全系列车型上,车规级MCU装车已经突破500万颗,MCU累计出货超20亿颗,实现了国产MCU在市场上的重大突破。芯旺微电子用自主KungFu内核的稳定表现,成功通过严格车规级标准,进而打破了国外巨头多年的垄断,其车规级MCU已经在车身控制和汽车照明系统领域全面开始量产,针对智能座舱的大量项目也正在研发。凭借十多年汽车电子市场行业经验和出色的市场表现,KungFu MCU已成功应用于包括上汽大众、通用、长安、吉利、东风、铁将军在内的多家知名车企。

国内汽车电子和车规MCU的竞争主要体现为海外龙头企业和国内本土企业的竞争。一方面,海外龙头企业已经长期保持垄断地位,其与车企保持合作关系,拥有自己的IP,占据了海内外市场绝大多数的市场份额,但国内的同业却大多数IP不全。第二,汽车电子技术壁垒很高,对于国内本土企业来讲,不仅需要高额投入研发,从而达到车规级要求,同时还需要整合上下游资源,打通产业链,从而占据市场份额。国外的企业因为各细分行业的渗透时间较长,能够针对客户的使用场景、系统、软件算法等进行开发,能够不断地降低开发成本。所以,目前国内的竞争依然较为激烈。

我们认为,生态系统的建设应是当下国产MCU企业突围的焦点。在打造生态系统中,从只做“硬件”转向“硬件+软件”。从海外厂商的发展历程可以看出,头部企业构建的MCU产品系列有成百上千种,可为客户提供所有产品全系列的选择。这也为国产MCU揭示了突破的方向——构建多维度的产业生态体系,将互联网思维纳入产业生态中,通过建设平台化MCU产品服务为客户提供更多选择,争取让其选择一家厂商就能满足所有需求,缩短产业链并降低生产成本,最终实现突围。随着智能汽车在国内的落地开花,能够更好发挥本土企业优势并提供可靠、定制化产品的公司有望获得更大的市场份额,重塑竞争格局。建议关注比亚迪半导体、芯旺微电子、Chipways、极海半导体、航顺芯片等公司的一级市场投资机会

 图30 海外龙头企业已占据中国MCU主要市场

资料来源:盖世汽车

3.3

电动化普及推动线控制动渗透加速

3.3.1

One-Box将成为线控制动的主要技术

线控制动的工作原理是将脚踏板的信号转换为电信号传输至液压泵的电机(或轮毂处的制动器),最终控制汽车制动。与传统的液压/气压制动相比,线控制动可大幅提高制动效率,同时能更好地匹配整车智能化。制动技术的发展历程是:真空泵→电子真空泵→电子液压制动→电子机械制动,中长期趋势是机械式线控制动系统EMB替代液压式线控制动系统EHB。EMB量产仍需解决诸多问题,如刹车力不足、工作环境温度高、热稳定性差等,预计5-10年内仍将以EHB替代传统液压制动系统为主。

 图31  博世第二代ibooster结构示意图

资料来源:博世

EHB产品分为集成式的One-Box方案与分立式的Two-Box方案,其主要区别为ESP是否与EHB模块集成在一起。Two-Box方案采用分立式的设计,无需将ESP集成在EHB中,量产难度小于One-Box方案,以博世iBooster为代表。One-Box方案将ESP集成在EHB中,需要以成熟的ESP量产经验为基础,在性能、成本等方面更具优势,博世、大陆、采埃孚等正在逐步加码One-Box产品,预计市场份额将进一步增加。国内龙头企业伯特利的One-Box产品预计2021年量产,或将加速此项技术的推广应用。

表4  EHB两种技术路线对比

资料来源:佐思汽车研究,国泰君安证券研究

3.3.2

智能汽车发展打开国产替代广阔空间

从市场规模来看,随着新能源汽车的普及,线控制动系统的渗透率也将持续提升。近期国内外厂商研制的One-Box线控制动系统纷纷进入小规模量产阶段,由于集成度更高的One-Box方案在性能、价格上均优于Two-Box方案,将顺应汽车集成化的发展趋势,预计会成为未来主流,逐渐进入商业化落地及变现阶段。2019年新能源车EHB渗透率在17%左右,显著高于2019年EHB燃油车2%左右的渗透率。根据中汽协预测,EHB在新能源车渗透率将保持高速增长,EHB乘用车(燃油车+新能源车)市场规模将从2019年的9亿元上升至2025年的185.5亿元,其中燃油车市场规模为139亿元,新能源汽车市场规模为46亿元。

 图32  EHB市场规模及渗透率将实现快速增长

资料来源:智研咨询,国泰君安证券研究

从竞争者数量来看,One-Box方案集成ESC功能,要求必须有ESC的研发基础,而国内量产ESC的只有伯特利和万向钱潮等少数企业。因此,国内拿森电子、同驭汽车、英创汇智只发布了伺服电机及减速装置的产品(Two-Box),目前只有伯特利、格陆博发布了One-Box方案的线控制动产品。由于线控制动尚未广泛落地,在国内燃油车与新能源车的渗透率很低,市场尚未出现垄断迹象。

从技术成熟度来看,国际上主要的汽车零部件供应商博世、大陆、采埃孚已经量产了One-Box产品,逐步进入商业化前夕,如博世推出的iBooster升级方案IPB,已经获得了来自比亚迪与通用的订单;伯特利发布WCBS,与博世、大陆等国际巨头同步布局国内市场,同台竞争,并已少量配套于江铃汽车。由于目前国产的One-Box产品与国外产商性能接近,而价格上有20%以上的优势,尽管目前国内主机厂仍在使用国际零部件供应商推出的产品,但未来国内供应商有望在线控领域弯道超车,实现国产替代。

综上所述,我们判断,整个线控制动产业处于导入期末期,具备高速发展的条件,有望进入快速发展期

3.3.3

建议关注已经打通One-Box产业链的公司

线控制动中长期趋势是机械式线控制动系统替代液压式线控制动系统。但是目前机械式线控制动系统技术难度很大,商业化普及还尚需时日,短期内将以液压式线控制动系统替代传统液压制动系统为主。

目前,Two-Box方案中外资供应商占据主要市场份额,博世iBooster量产时间较早,为目前EHB主流产品。国产Two-Box方案后来居上,伯特利投产时间和国外巨头接近,性能指标相近。未来,预计性价比更优的One-Box将为主流方案,国内的技术持续突破,上市公司伯特利深耕制动领域数十载,卡位优势明显,其One-box产品量产在即。初创企业拿森电子、英创汇智、同驭汽车等公司陆续发布EHB线控制动产品,少量配套国内自主品牌新能源车型,“一超多强”的竞争格局初显。我们认为,由于EHB的应用场景刚刚打开,成长潜力较大,国产替代的机会明显,建议关注初创企业的量产进程

 图33  产业链上下游已打通

资料来源:国泰君安证券研究

3.4

工艺推进下的燃料电池双极板未来可期

3.4.1

氢燃料电池双极板赛道前景可期

随着氢能源产业的逐步推进、绿色环境友好政策的推行以及能源矛盾的日益突出,以高效能、低污染、轻结构为强大优势的氢燃料电池新能源汽车成为各国所聚焦的关键领域。双极板作为氢燃料电池中的关键零部件,早些年主要由国外企业垄断。近年来,随着国产双极板生产技术的不断发展,双极板国产替代被提上日程。

根据北极星氢能网,对于燃料电池双极板而言,其重量占PEMFC电池的80%左右,而成本约占24%,是制约氢燃料电池产业化的瓶颈之一,直接影响着电池寿命、性能、体积、成本、质量等方面。燃料电池双极板要求具备较好的导电性、导热性、一定的强度、气体致密性、耐酸耐碱耐腐蚀性,与电解质相容无污染,同时易于加工、成本低廉,以满足燃料电池的发展。燃料电池常采用的双极板包括石墨碳板、金属双极板、复合双极板三大类,石墨双极板是目前国内PEMFC最常用的双极板。然而对于整车工艺而言,更适配汽车结构的金属板具备更为广泛的发展前景,也是目前行业内研发的焦点。

根据北极星氢能网,燃料电池系统和储氢系统占据整车成本的65%,而燃料电池电堆动力核心占据整个电池系统成本的50%以上,因此以燃料电池电堆占据整车成本32.5%预测,若2030年全球氢能源汽车产量为1,200万辆,由于技术发展及规模效应,假定成本降低50%(以丰田宣布在2020年11月推出的氢燃料电池汽车Mirai售价52万元人民币为例),氢燃料电池电堆市场规模将超越万亿,具备极其庞大的产业价值。而双极板成本占据氢燃料电池成本的24%,有望达到超越千亿的全球产值

2.1.1

双极板产业即将进入快速发展期

从市场规模来看,随着氢燃料电池技术的逐步发展、氢能源汽车渗透率的持续提升,氢燃料电池逐渐进入商业化落地及变现阶段,氢燃料电池动力系统的重要组成部件双极板也将迅速打开市场,国内也拥有近百亿级别的市场。高工产研氢电研究所(GGII)调研数据显示,2019年中国氢燃料电池双极板市场规模仅为2.85亿元。由此可见,未来十年双极板产业将迎来井喷式的市场发展,具备广阔的市场前景。

从竞争者数量来看,在国际市场上,目前欧美及日本的石墨、金属双极板整体较强,美、英复合材料双极板处于世界先进水平。国内石墨双极板较成熟,个别厂商生产的石墨双极板部分性能已达国际先进水平,如上海弘枫、上海弘竣、淄博联强等企业。金属和复合材料双极板在我国研究起步较晚,技术尚不成熟,竞争较小且未来的前景广阔,仍有较大的提升空间

从技术成熟度来看,石墨双极板国内工艺已趋于成熟,但是与国外大部分厂商可以直接采用压铸成型或膨胀石墨成型的生产方式相比,国内生产商大多采用人工石墨机械加工的方式实现,生产技术还有待提高。如若继续采用机械加工的方式,石墨双极板的成本费用实难降低,不易实现大批量生产。金属双极板生产技术包括冲压、清洗、焊接、涂层涂覆等,能够完整定制化生产的企业较少,大部分企业主要以提供部分生产服务为主,成熟度较低。复合双极板对工艺要求最高,相应技术成熟度也最低,目前仍在研发及少量生产阶段,未能实现大规模商业化。

综上所述,燃料电池双极板产业处于用户认可阶段,整个双极板产业处于导入期,工艺有待进一步完善。

表5  国内外EHB主要生产企业

资料来源:各公司官网,国泰君安证券研究

 表6 国内主要的双极板生产厂家

资料来源:企名片,国泰君安证券研究

 图34  标准PEMFC电池成本比例图

资料来源:燃料电池发动机工程技术研究中心,国泰君安证券研究

资料来源:燃料电池发动机工程技术研究中心,国泰君安证券研究

3.4.3

建议关注掌握工艺优势的金属双极板头部企业

目前,双极板主要上游为石墨(石墨双极板)、铝、镍、钛及不锈钢等金属(金属双极板)、导电胶及高分子树脂(复合双极板)等。根据加拿大公司Ballard提供的双极板成本占比,可以得到双极板原材料成本占比:金属板约为45%,石墨板约为37.5%。成本变动带来的影响小于等于工艺发展的影响,为技术主导型产业。

石墨双极板目前占据主导市场份额,短期内这种形势不会改变。石墨双极板竞争激烈,厂商云集,但进入壁垒不高,初创公司应考虑改进工艺,降低石墨化成本及周期,或突破开模生产壁垒实现规模化生产来抢占赛道。金属双极板和汽车的匹配性较高,受到行业的高度关注,部分企业已经量产能够达到氢燃料汽车使用寿命要求的双极板。未来,优化性能的金属板明显比石墨板更适应于汽车使用场景,市场前景广阔。若想占据金属双极板的市场先机,则需要在金属表面改性工艺上取得优势,优化金属板使用性能,同时降低成本并实现规模化生产。

我们观察到,金属双极板的研发进展较快,参与者众多,部分企业开始从双极板向膜电极产品渗透,通过产品组合进一步打开市场空间。建议关注上海治臻、骥翀氢能、上海佑戈、氢璞创能、爱德曼等公司的一级市场投资机会。

 图36 双极版产业链

资料来源:国泰君安证券研究

 图37  2019年双极板市场规模占比及变动

资料来源:GGII,国泰君安证券研究

3.5

核心环境感知传感器实现突破

车载高精度传感器是智能汽车产业发展核心竞争力的体现,多传感器融合能够有效地支持冗余设计,扬长避短并达到提升驾驶安全可靠的目的。摄像头、毫米波雷达、激光雷达被称为“感知三剑客”,也是技术创新最多、资本关注度最高的传感器。一般来说,L3以上级别对于自动泊车、拥堵路况和高速自动行驶要求高,需要配置众多激光雷达,并且单车配套摄像头和毫米波雷达;而L3及以下级别配置合适数量的摄像头、毫米波雷达和超声波雷达即可。现阶段,赛道内创新创业频发,孕育着较多的一级市场投资机会。

 图38 智能汽车传感器布局示意图

资料来源:NE时代

2.1.1

车载摄像头国产替代步伐加速

现阶段,中国正处于自动驾驶第二阶段高级驾驶辅助ADAS快速发展阶段,而车载摄像头是ADAS和实现高阶自动驾驶的核心传感器。ADAS的主要工作原理是通过安装在车体上的智能感知设备收集车辆外部环境信息,识别周围环境中的静止和运动物体并进行距离测算,通过听觉、触觉和视觉等方式提醒驾驶员即将发生的情况。实现ADAS功能所需的传感器种类繁多,需要多种传感器共同构成感知系统以便实现较高等级的自动驾驶。摄像头作为传感器的核心,可识别大多数物体并支持提供大部分ADAS功能,其成本低用途广、技术成熟。随着前装ADAS渗透率的进一步提升,摄像头的市场空间有望被进一步打开,是发展确定性较强的传感器之一。

摄像头可识别各种物体如行人、交通信号灯等,并提供大部分ADAS的功能,其成本低、用途广、技术成熟,且在细节分辨和行人分辨上具有毫米波雷达无法比拟的优势。根据盖世汽车统计,基于摄像头信号的360环视、LDW(车道保持辅助)和DDW(驾驶员状态监测)等ADAS功能的渗透率均排名靠前。车载摄像头的主要组成包括镜头、CMOS图像传感器、DSP数字处理芯片等,整体部件通过模组组装而成,类型包括单目、双目、多目、广角、夜视摄像头等。车载摄像头解决方案是各厂商将摄像头与大算力芯片及算法相结合,针对ADAS和自动驾驶所推出的较为成熟的产品。芯片多以GPU+FPGA方案为主,算法以直接感知为发展方向

 图39  车载摄像头结构示意图

资料来源:新材料在线

随着ADAS逐步普及,智能汽车如果要实现多种功能,需要在车辆上配置6-8个摄像头。据IHS统计,2015-2020年全球车载摄像头市场规模的CAGR为16%,预计2022年将达到174亿美元。根据盖世研究院的数据,2019年国内车载摄像头出货量为3,350万枚,CAGR约26%,预计2022年国内摄像头年出货量达7,097万枚,增长空间很大。根据高工智能汽车预测,2020年后视摄像头渗透率有望达到50%,前视摄像头渗透率有望达到30%,中国车载摄像头市场规模预计到2022年有望达到99亿元,5年CAGR超过32%。

 图40  国内车载摄像头市场蓬勃发展(单位:亿元)

资料来源:高工智能汽车,国泰君安证券研究

上游镜头组和CMOS是摄像头的核心部件,约占总成本的1/3。在镜头组全球市场中,舜宇光学占据最大的市场份额。CMOS的生产制造技术含量高,全球市场主要被外资企业占据,CR5占比接近90%。国内在CMOS图像传感器以及镜头封装距离国外仍然有较大差距,但差距正逐步缩小。目前,国内CMOS产商包括格科微电子、比亚迪微电子、思比科微电子、锐芯微电子等传统厂商及十余家初创企业。

下游产品集中度较高,初创公司纷纷推出车载摄像头解决方案。车载镜头必须满足车规级需求,对防震、稳定性、持续聚焦特性、热补偿性、杂光强光抗干扰性等都有较高的要求,因此其模组组装工艺复杂、技术堡垒较高。据中国产业信息网,当前全球车载摄像头行业CR3为41%,全球前十企业占据了96%的市场份额,集中度较高。国内公司目前已经取得很多突破,在毫米波雷达产品方面实现量产,并且逐渐进入车载摄像头模组封装行业,车载模组也已取得全球知名Tier1大厂认证,有望在车载摄像头产业链占据更大份额。另外,初创公司正在推出车载摄像头解决方案,供应商的核心技术在于视觉算法或视觉处理芯片。Mobileye是全球车载摄像头解决方案龙头,兼具视觉算法和芯片设计技术。目前,国内相关初创企业有MINIEYE、地平线、中科慧眼、天瞳威视、苏州智华、纵目科技、前向启创、创来科技、Maxieye等

 图41  车载摄像头产业链上下游完整

资料来源:新材料在线

3.5.2

毫米波雷达正向77/79GHz演进

毫米波雷达利用发射出的毫米波回波来探测障碍物的距离、速度和角度,毫米波的波束呈现锥状,探测角度大,是L2阶段应用最为广泛的雷达传感器。毫米波雷达多运用FMCW技术进行障碍物体距离探测,通过天线向外发射毫米波,接收目标反射信号,经计算后快速准确地获取汽车车身与其他物体直接的相对距离、速度、角度、运动方向等,再交回车辆的中央处理单元(ECU)进行智能处理和决策。

目前常用的毫米波雷达有24、77和79GHz三类,24/79GHz主要检测中短距离(<=100m左右),77GHz主要是长距离检测(>=200m)。目前,国内24GHz已经量产使用,装机规模较大;77GHz因国外的长期禁运管制,起步较晚,规模较小且集中度较低,大规模国产化替代需要持续推进;79GHz尚未大规模量产,国内外尚处于同一起跑线。

根据Yole Développement预测,2025年全球车载雷达市场将达到86亿美元,年复合年增长率达15.6%。2020年后,77GHz车载雷达产品将逐渐取代24GHz产品成为主流,到2025年占据90%以上份额。在中国市场,按照15%的新车装配毫米波雷达、每车装配2颗来计算,预计2020年毫米波雷达需求量近900万颗。根据立木信息咨询数据,国内毫米波雷达出货量由2014年的56.8万颗增长至2019年的517万颗,CAGR=55.54%。其中,77GHz毫米波雷达装配率同比增长了69.3%

表7  国内车载摄像头解决方案主要公司正在努力追赶

资料来源:企名科技,国泰君安证券研究

 图42  FMCW毫米波雷达是主流的技术路线

资料来源:电子发烧友

 图43  中国毫米波雷达市场高速增长

资料来源:中商产业研究院,国泰君安证券研究

 图44  毫米波雷达下游应用场景广泛

资料来源:新材料在线

从毫米波雷达的产业布局来看:系统目前被海外的巨头控制,例如大陆(Continental)、博世(Bosch)、海拉(Hella)、德尔福(Delphi)、奥托立夫(Autoliv)等。核心元器件也主要被英飞凌(Infineon)、德州仪器(TI)、意法半导体(ST)、亚德诺半导体(ADI)等垄断。零部件中,MMIC芯片和天线PCB板是毫米波雷达的硬件核心,主要被国外厂商垄断。24GHz毫米波雷达的产品体系已经相对成熟,供应链也相对稳定;外商没有放开77GHz雷达芯片的供应,国内开发受到限制。

目前,中国市场中高端汽车装配的毫米波雷达传感器全部依赖国外进口,市场被美、日、德企业垄断,价格昂贵,并采取了技术封锁。国内第一批做毫米波雷达的创业企业大多成立于2014-2016年,团队往往是科研背景、军工背景或供应商跳槽创业背景。在24GHz雷达方面,国内少数企业研发已有成果;国内有少数企业能落地77GHz毫米波雷达产品,产业化进程有待加速;79GHz的产品尚在研发过程中。相关创业公司数量逐渐增长,现存20余家较大的非上市公司,如加特兰、行易道、岸达科技、隼眼科技、森思泰克等,部分厂商实现了核心技术的突破。我们认为,77GHz赛道中的领跑者值得关注,相关产品的国产替代空间广阔

表8  国内主要的毫米波雷达设计企业不断推陈出新

资料来源:公司官网,国泰君安证券研究

3.5.3

激光雷达向固态化、低成本发展

激光雷达是一种综合的光探测与测量系统,按照分辨率可以分8线、16线、32线、64线、128线激光雷达,按照工作原理可以分为机械雷达、Flash雷达、MEMS雷达、OPA雷达等。普通雷达传感器可用于汽车的自适应巡航控制或者前车碰撞预警等场景,但精度有限,受环境影响大。激光雷达探测精度高、性能优越,是满足高等级智能驾驶要求的核心传感器。

激光雷达的优缺点都较为突出,需要与其他传感器配合使用。激光雷达能够生成周边物体高清3D图像且数据量较小,便于快速决策,其探测距离较长,最远达300m。但是,激光雷达在雨雪、雾霾等天气中精度下降,难以分辨交通标志的含义和红绿灯颜色。另外,由于激光雷达接收的是光信号,容易受太阳光、其他车辆的激光雷达等光线影响

混合固态及固态激光雷达是业内主要发展方向,目前的发展主要有三种技术路线:FLASH、MEMS、OPA。由于微震技术成熟且短时间内可以进行相对低成本的量产,目前以MEMS技术路线为主流,代表厂商有Luminar、Innoviz、Velodyne、禾赛科技、速腾聚创等;OPA将是未来最为理想的解决方案,代表厂商有Quanergy等。

随着ADAS渗透率提升和自动驾驶逐步落地,作为核心硬件的激光雷达应用空间广阔,市场规模迅速攀升。固态激光雷达技术已经成熟,MEMS技术路线为主流,车规级产品逐步落地。Yole预计,2020年全球激光雷达出货量约34万个,2025年全球激光雷达出货量约470万个,2030年全球激光雷达出货量约2,390万个。从销售额来看,预计2020年全球激光雷达销售额约12.95亿美元,2025年全球激光雷达销售额约61.9亿美元,2030年全球激光雷达销售额约139.32亿美元。其中,固态激光雷达的销售额占比将会从2025年的4.78%增加到2030年的37.25%,销量占比将会从2025年的11.83%增加到2030年的52.6%。广证恒生预测,2025年中国车载激光雷达的市场规模超过70亿元人民币,CAGR=45.5%,市场增长空间巨大。

此外,车企扎堆在2021年展示激光雷达相关技术,宝马、未来、小鹏、长城、北汽等均发布了相关计划;华为也在2020年底宣布入局车规级激光雷达,这将对产业链的加速成熟产生重要的推动作用。

 图45  激光雷达产品种类丰富

资料来源:Quanergy

 图46  中国激光雷达市场规模不断增加(亿元)

资料来源:广证恒生,国泰君安证券研究

表9  MEMS雷达有望率先落地

资料来源:国泰君安证券研究

表10  国内主要的激光雷达设计企业正在追赶

资料来源:各公司官网,企名片,国泰君安证券研究

我们认为,行业整体将会向“低成本化”、“固态化”的方向发展,各种技术路线将在一段时间内共存。激光雷达的核心技术主要掌握在Velodyne、Ilbeo、Quanergy三家企业中,国内激光雷达企业超30家,其中速腾聚创、禾赛光电、览沃科技、北科天绘、镭神智能等技术较为领先,建议持续关注其技术研发动态和产品落地情况。

2.1.1

国产MEMS传感器正在崛起

在传感器阵营中,MEMS传感器应用最广。MEMS(Micro Electro Mechanical System,微电子机械系统)是按功能要求在芯片上把集成微电路和微机械集成于一体的系统。MEMS基于光刻、腐蚀等传统半导体技术,融入超精密机械加工,并结合力学、化学、光学等学科知识和技术基础,使得一个毫米或微米级的MEMS具备精确而完整的机械、化学、光学等特性结构。目前,MEMS产品主要分为MEMS传感器和执行器,其中传感器是用于探测和检测物理、化学、生物等现象和信号的器件,而执行器是用于实现机械运动、力和扭矩等行为的器件。

 图47  MEMS传感器种类繁多

资料来源:CCID

 图48  全球MEMS市场规模增速加快

资料来源:Yole,赛迪顾问,国泰君安证券研究

表11  MEMS各类产品相关非上市公司发展迅速

资料来源:赛迪顾问、国泰君安证券研究

据赛迪顾问预测,全球MEMS市场将在2016至2021年间保持11.6%的年复合平均增长率,2021年市场规模达223亿美元。根据赛迪顾问和Yole Development的统计数据,全球MEMS市场规模市场增速将从2016-2018年的10%以下增长到2021年的15%以上,增速逐渐加快。到2022年,中国MEMS市场规模将超过1,000亿元人民币。中国MEMS市场规模较大,规模增速加快,发展前景广阔。

MEMS传感器产业受益于国家政策的利好,加上国内MEMS需求由于消费电子、物联网等产业的发展而迅速增长,产业正逐步被国内资本市场重视,发展背景良好。产业链方面,与国外相比起步较晚,工艺水平仍有提升空间,供应链基础相对薄弱。国际龙头虽然毛利率水平高于国内厂商,但产品定价较高,国内厂商有本土优势。随着国产技术逐步提高,性价比逐步提高,这为国内龙头提供了后来居上的机会。2019年中国MEMS市场厂商前十名为博通、博世、意法半导体、德州仪器、QORVO、惠普、楼氏、恩智浦、歌尔和TDK,其中美国公司占比达到54%,中国企业歌尔挤入前十。

我们认为,相较于发达国家企业,本土优势主要体现于下游物联网的应用、模式创新以及对多元化市场需求的把握上。近几年来,随着指纹、图像、声音传感器应用落地,建议关注创立较长时间、产品更成熟的企业,如美泰电子、迈瑞微、深迪半导体、昆山双桥传感器、明皜传感、青鸟元芯、中科汉天下、无锡好达等的一级市场投资机会

3.6

车载AI芯片及计算平台加速国产替代

3.6.1

国家政策持续支持汽车产业向电动化、智能化、网联化变革

车载芯片作为汽车机械及电子设备的“大脑”,在车身电子设备的成本中一直占据较大比例。随着智能驾驶技术的飞速发展,基于CPU的车载芯片已经无法满足人工智能高性能并行运算的需求,所以能运行人工智能算法的AI芯片应运而生并蓬勃发展。当前主流的AI芯片主要分为三类:GPU、FPGA和ASIC。其中,GPU、FPGA均是前期较为成熟的芯片架构,属于通用型芯片;ASIC属于为AI特定场景定制的芯片。同时,为了提升市场占有率,AI芯片厂纷纷提供可编译的“硬件+软件”车载计算平台,为车企提供一套完整的解决方案。目前,最典型的产品如英伟达的DRIVEPX系列及后续的Xavier、Pegasus、Orin等。

在软件定义汽车的趋势下,主控芯片和计算平台成为汽车智能化发展核心。汽车智能计算平台作为汽车的“大脑”,一端衔接芯片、传感器、通信模块、底盘控制电子、车身控制电子等传统汽车电子核心环节,另一端衔接网络通信、数据融合、计算处理、决策规划等汽车电子新兴领域。无论是交通工具层面的升级,还是移动服务终端层面的演进,汽车智能计算平台都起到至关重要的作用。目前,计算平台和主控芯片成为打造新型智能汽车电子产业的重中之重

 图49  英伟达ORIN芯片问世

资料来源:英伟达

 图50  车载计算平台组成

资料来源:国泰君安证券研究

3.6.2

车载AI芯片及车载计算平台处于市场导入期

从市场规模角度分析,根据赛迪顾问数据,2019年全球车载AI芯片市场规模约为17.5亿美元,2020年规模接近25.2亿美元,预计2022年将达到52亿美元,2017至2022年的复合年均增长率超过40%。同时,车载AI芯片在国内的市场规模也将呈现逐年递增态势,预计将从2017年的6.4亿人民币增长至2022年的39亿人民币。DIGITIMES数据显示,2013年车载计算平台(含车载AI计算平台)的市场规模仅为13亿美元,2018为32亿美元。根据IHS预测,车载计算平台的市场规模将迎来快速增长,2020年车载计算平台的市场规模将达到40亿美元,且仍有较大的增长空间。

从技术成熟度角度分析,目前市场上所有的车载AI芯片及计算平台仅能满足L4级自动驾驶汽车要求,均无法满足L5级自动驾驶汽车的要求,仍存在较大的技术突破空间。主要表现在:(1)算力不足,L5级自动驾驶汽车要求算力至少为1,000TOPS,NIVIDIA的车载计算平台目前算力只有320TOPS,华为的MDC车载计算平台目前只有352TOPS;(2)耗能过多,AI芯片功耗和成本的矛盾始终难以解决,高功耗的车载AI芯片还会带来散热困难的问题;(3)安全要求高,车载AI芯片必须满足ASIL-D车规级规范,技术门槛很高。车规级AI芯片在安全性、可靠性和稳定性上都有最高的要求,芯片从设计到车上测试验证、真正实现量产一般需要至少4-5年

 图51  中国车载AI芯片市场规模(亿人民币)

资料来源:赛迪顾问,国泰君安证券研究

 图52  全球车载计算平台(亿美元)

资料来源:DIGITIMES,HIS,国泰君安证券研究

从竞争者数量角度分析,因为车载AI芯片和计算平台的技术门槛高,所以竞争者数量较少,以英特尔、英伟达、恩智浦、Mobileye为代表,国内外主要参与者在15家左右,尚未形成激烈的竞争格局。

从落地应用来看,目前自动驾驶尚处于L2部分自动驾驶向L3有条件自动驾驶发展的阶段,车载AI芯片和车载计算平台尚未大规模普及。未来,随着传感器、车载处理器等产品的进一步完善,将会有更多的L2-L3级车型出现,而L4级自动驾驶预计将会率先在封闭园区中的商用车平台上实现应用落地。

综上所述,我们判断,我国车载AI芯片及计算平台产业处于导入期。其中,车载AI芯片的开发者数量更多且有多款车规级产品,较车载计算平台更成熟

2.1.1

建议关注国产替代率先落地的公司

消费级芯片厂、传统汽车芯片厂以及整车企业纷纷在车载AI芯片产业积极布局,推动该产业迅速发展。消费级芯片厂商有较强的AI芯片研发能力,但他们缺乏车规级芯片的生产经验以及完整的上下游产业链,通过并购传统汽车芯片厂或者推出自己的车载计算平台直接与整车厂合作,从而达到进军车载芯片市场的目的。

如专注于消费级芯片的英特尔收购生产FPGA的阿尔特拉(Altera),又收购了制造视觉处理器的Mobileye;恩智浦合并了飞思卡尔半导体;英飞凌收购了微控制器方面领先的赛普拉斯。阵营之间兼并收购及联盟合作频发,汽车芯片行业一直在不断整合

我们认为,由于车规级芯片开发周期长、设计难度大,属于长跑创新,一旦建立起领先优势,龙头厂商将具有较高的竞争壁垒。以英特尔、英伟达、恩智浦、Mobileye为代表的国外企业,技术实力强大、资金雄厚,在积极研发、保持技术优势的同时,通过收购大力补齐技术短板,积极与零部件供应商、整车厂开展合作。此外,特斯拉等整车厂正在自主研发专用解决方案FSD。以华为、中兴、地平线、恒润、中电科普华、东软等为代表的国内企业也在不断加大投入,积极推动产品研发和生态建设,目前已经推出华为MDC、地平线Matrix等产品

 图53  车载AI芯片产业链

资料来源:中国软件评测中心

 图54  汽车半导体全球市场份额

资料来源:Gartner,国泰君安证券研究

表12  主流企业车载AI芯片及计算平台

资料来源:各公司官网,国泰君安证券研究

表13  自动驾驶商业落地应用分析

资料来源:国泰君安证券研究

建议持续关注华为、地平线、寒武纪、飞步科技、黑芝麻、深鉴科技等公司的研发进展和产品落地。另外,元戎启行、宸曜科技等提供解决方案的公司具备资产较轻、落地场景明确的特点,同样具备持续关注价值。

3.7

低速自动驾驶在多个限定场景落地开花

2.1.1

低速自动驾驶落地开花

“自动驾驶”一直是汽车工业不断探索和应用的方向,按照国际自动机工程师学会(SAE)提出的《标准道路机动车驾驶自动化系统分类与定义》,自动驾驶技术从智能程度由低到高被分为6个层级。其中,L1-L2汽车仅为驾驶员提供辅助驾驶功能。L3汽车可以在限定路段进行自动驾驶,但驾驶员也需要时刻警戒,并在发生突发状况时接管驾驶。L4与L5汽车是真正意义上的自动驾驶(后文中自动驾驶特指L4级别以上的自动驾驶),驾驶员无需时刻警戒,汽车本身可以对突发状况进行处理。其区别在于,L4汽车只能在限定场景和路段实现自动驾驶,L5则是理论上最智能的无人汽车。

从商业落地情况来看,整个领域也呈现了冰火两重天的景象。一端是高级辅助驾驶(ADAS)渗透率的不断提升,L1-L2级别的汽车已经实现量产,可以为驾驶员提供自动刹车、发出警报、调控车速等辅助驾驶功能,L3级别以下的汽车也将在2020年陆续面世。另一端是L4级别以上的自动驾驶技术难以真正落地,尤其是一度受到热捧的载人自动驾驶技术在2019年陷入寒冬。自动驾驶公司2019年已经走过了一个从VC轮到PE轮的阶段,投资者要求一个能够盈利的商业模式,倒逼场内的参与者探索能够落地的应用场景

 图55  自动驾驶场景分析

资料来源:麦肯锡

相较而言,自动驾驶在限定场景下的应用技术门槛更低,商业化进程更快。一般而言,低速自动驾驶车要达到L4水平,并在有限制的营运范围,速度最高每小时40公里,巡航速度16-24公里,可以共享道路行驶权。目前,低速自动驾驶里的赛道选手都在寻找能够满足市场需求的场景——物流、港口、矿区、机场、园区等限定场景,逐渐应用自动驾驶技术。

3.7.2

低速自动驾驶处于商业化早期

从行业规模和市场增速的角度来看,中商产业研究院发布的《2018-2023年中国无人驾驶汽车行业市场前景调查及投融资战略研究》报告显示,2016年全球自动驾驶汽车规模约为40亿美元,市场发展空间巨大。到2021年,预计全球自动驾驶汽车市场规模将达70.3亿美元;到2025年,可以催生出一个2,000亿至1.9万亿美元的市场;至2035年,全球自动驾驶汽车销量将达到1,180万辆,2025-2035年间年复合增长率为48.35%,届时中国将占据全球市场24%的份额,有望成为最大的自动驾驶市场。

 图56  中国低速自动驾驶汽车市场规模预测(台)

资料来源:佐思产研,国泰君安证券研究

从市场需求来看,低速自动驾驶在矿区、港口、园区、物流等多个场景中均有较大的替代空间,能够解放劳动力,并解决效率不足、隐私泄露等问题,其发展前景受到期待。以物流行业为例,目前的人工配送成本还较高,需要整个无人配送行业上下游进行对接配套。国家邮政局数据显示,2019年中国快递业务总量累计达到635.2亿件,连续六年位居世界第一。根据中国物流与采购联合会预测,中国即时配送行业在未来数年将持续保持30%的增速,2020年市场规模将突破2,000亿元。快递企业迫切需要降低人工成本并提高整体物流效率,而智能化物流解决方案正是降低人工成本及提升整体物流效率的有效方式。

从竞争者的角度来看,低速自动驾驶(物流)参与者主要分为提供整体解决方案的企业、提供算法/芯片等通用解决方案的企业以及物流等应用端企业,主要参与者接近20家,尚未形成激烈的竞争格局。

从技术成熟度角度,目前全球自动驾驶技术主要处于L2和L3阶段,自动驾驶技术仍在路测和局部的商业化实验中,Gartner界定L4级自动驾驶技术位于幻觉破灭期、L5级自动驾驶技术位于期望膨胀期。

从利润率的角度来看,尚未有相关企业凭借自动驾驶业务实现商业化盈利。

综上所述,我们判断,低速自动驾驶产业处于导入期末期、商业化前夜,未来相关企业之间的竞争重点将逐渐由技术研发转向商业化落地

3.7.3

建议关注率先在限定场景落地的公司

低速自动驾驶是自动驾驶的细分场景可以分为载人自动驾驶、载货自动驾驶和无人作业车,载人自动驾驶所涉各方面要求严苛,短期落地性不强,大部分仍在路测阶段。被普遍看好的、比较典型的蓝海市场主要聚焦在载货自动驾驶和无人作业车等场景,如无人驾驶物流车、无人驾驶外卖车、无人驾驶货运、无人矿山等,也就是在低速、封闭、限定区域这几个词排列组合的范围内。

低速自动驾驶在矿山、物流行业的商业落地较其他行业更快,这已经成为业内的普遍共识。由Skype两位联合创始

人创建的Starship Technologies是物流配送企业的代表之一,Starship送货机器人以平均4英里/时(6.4千米/时)的速度行驶,一次可以运送20英镑(9公斤左右)物品。2018年以来,Starship在测试环境下已经行驶了5,000英里,沿途遇到超过40万人。在线外卖平台JustEat、德国快递公

司Hermes、德国零售商Metro、以及伦敦初创外卖公司Pronto都已经开始试用Starship的服务。

我们认为,近2-3年内,一些技术成熟、产业链完整、落地场景明晰、产品迭代快速、售后响应和升级迅速的国内企业有望获得更多的市场份额以及资本追逐。建议重点关注物流配送、无人矿山等行业的低速自动驾驶机会,该细分赛道的参与者主要包括提供整体解决方案的企业、提供算法/AI芯片等通用解决方案的企业和电商物流企业,上述赛道的自动驾驶落地将会持续加速

 图57  自动驾驶产业链

资料来源:Wind,国泰君安证券研究

 表14  低速自动驾驶(物流)主要企业

资料来源:公司官网,国泰君安证券研究

 图1 “六稳”及“六保”

资料来源:公司官网,国泰君安证券研究

4.1

移动机器人走向柔性智能

3.8.1

 移动机器人助力产业升级

随着产业升级步伐的加快,智能设备在越来越多的领域为传统产业持续赋能,尤其是以移动机器人为代表的高端装备,以实现工业产业全方位自动化、数字化、高效化的目标。传统的移动机器人主要用于移载,AGV(Automated Guided Vehicle)即自动移动车式机器人,是具备装备磁性、光学等自动导引装置并能沿规定路径行驶,具有安全保护以及各种移载功能的运输车辆,一般以电池为动力。目前,AGV在自动化工厂与智能物流仓储行业已经有比较广泛的应用,越来越成为整个工业化流程或运输过程中必不可少的设备。

随着智能机器人技术的迭代升级,移动机器人开始具备更多的智能特点,AMR(Autonomous Mobile Robots)即自主移动机器人,是近些年来人工智能技术与导航技术深度融合的新一代产物,具有更高的智能性与自主性,可以通过将应用环境的地图导入设备实现智能导航。因此,高度智慧化的移动式机器人AMR可以满足更多的应用场景。从AGV到AMR,移动式机器人产品升级与种类拓展的速度加快,反映出市场对于移动式机器人的需求越来越大、要求越来越高、应用场景越来越广泛

图58  中国的工业机器人密度依然较低(台/万人)

资料来源:IFR,国泰君安证券研究

移动机器人通常具有不同的导航方式,可以划分为:直接坐标导航、电磁导航、磁带导航、光学导航、激光导航、惯性导航、图像识别导航和GPS导航等,而在工业企业应用最为广泛的导航方式主要是电磁导航、磁带导航和激光导航。其中,电磁导航较为传统,目前仍被许多系统采用;磁带导航技术与电磁导航技术相近,不同之处在于采用路面上铁磁带替代地面下埋设金属线;激光导航是目前技术最为高端的移动机器人导航技术,技术壁垒较高,市场份额仅为4%,未来有望进一步扩大。用户可以根据工艺流程、工作环境以及产品需求,选择不同的导航方式。

 图59  各种导航方式移动机器人的市场份额分布

资料来源:前瞻产业研究院,国泰君安证券研究

2.1.1

产业持续保持高速增长

我国连续多年都是全世界最大的AGV消费市场,根据中国移动机器人产业联盟和新战略机器人产业研究所联合发布的《中国移动机器人(AGV)产业发展研究报告》,我国AGV销量2013-2016年的年复合增长率达38.64%,2018年中国AGV销量已达到2.96万台,2019年度中国移动机器人市场规模达到61.75亿元(含工业类AMR),较2018年增长幅度为45.2%,其中营收超亿元的企业达到18家。2019年AGV机器人所有品类产品新增33,400台,较2018年增长12.8%。

从下游应用的角度来看,作为工业升级转型重要的环节之一,全方位多场景应用移动机器人,使其融入现代化新型工业体系是全社会达成的共识,世界各国纷纷明确发展规划,如德国工业4.0、中国制造2025等。同时,随着移动机器人技术与生产体系的成熟,越来越多细分领域尝试应用移动机器人,移动机器人在许多新的领域出现并逐渐磨合。近年来,移动机器人发展迅猛,社会对移动机器人产业普遍看好。2019年,服务领域AGV销量增速为151.25%,特殊应用AGV领域同比增长21.62%,制造及仓储AGV领域销量同比增长15.2%。2020年,新冠疫情的爆发加速了移动机器人行业的发展,尽管宏观局势面临经济下行的风险,但移动机器人赛道热度不减,吸引着众多资本的目光。2020年上半年中国移动机器人市场销量为1.7万台左右,同比略有增长,主要的增量贡献来自于服务领域的应用需求拉动,而制造领域需求受疫情的不利影响较大。可以看出,服务领域移动机器人应用布局目前尚在开端,销量增速喜人,未来随着移动机器人在餐饮、医疗等行业的爆发,该行业会迎来新一波增长效应。

从技术成熟度的角度来看,随着制造及仓储领域的新竞争者逐渐增多,同质化竞争开始出现,产品价格降幅收窄,技术性能正在逐步满足客户需求,产品技术趋于成熟,利润趋于平均。技术进步推动产品的创新变革,新产品与老产品之间从替代到互补,再走向共融。

从竞争者数量来看,国内移动机器人厂商有数百家,但是真正具有技术竞争力以及市场地位的厂商只有寥寥数家,未来随着头部厂商地位进一步巩固,厂商数量将有所减少。虽然该领域市场规模目前仍保持较大的增长幅度,但从产业周期的角度来看,该领域向成熟期迈进的速度正在逐步加快。AGV机器人核心技术包括传感器技术、导航技术、伺服驱动技术和系统集成技术等,其中我国自主导航技术发展迅速。经过多年的发展,AGV机器人目前已经比较成熟,正在不断突破技术壁垒,向高端产品迈进。以新松机器人为代表的一批国内工业机器人厂商的毛利率维持在30%左右,可见AGV机器人的发展空间庞大,发展势头迅猛。

从行业利润率的角度来看,与其他种类工业机器人不同,由于中国AGV应用市场打开较晚,外资品牌没有耗费过多精力挖掘中国市场,给了国产AGV抢占先机的机会,国产AGV占据了国内约90%的市场份额。国外品牌AGV价格普遍比国内品牌价格高出50%以上,因此国内AGV机器人的高性价比成为其重要的竞争优势。但近年来国产AGV价格战争严重,部分企业为了抢占市场恶意降价,行业整体利润不断缩水,使得AGV整体市场遭到一定扰乱。

展望未来,在中国制造2025、智慧物流等各项政策的影响下,我国移动机器人行业市场规模将持续保持迅猛增长趋势。智研咨询预计,到2026年,移动机器人市场规模将达到156.67亿元,2014-2026年平均复合增长率29.57%。目前,我国移动机器人密度仍远低于日韩等制造业发达的国家,移动机器人的市场潜力依旧十分巨大。综合判断,我国移动机器人市场目前处于快速成长期,仍有较大的发展空间。

相关技术迅速革新,国家政策持续利好,大量资本持续涌入相关赛道,移动机器人产业驱动力充足,有广阔的发展空间。在人口出生率大幅下降的背景下,未来工业领域对于移动机器人的需求加剧,同时新冠疫情对于以人力为主导厂商的打击也加快了移动机器人深入布局的步伐。技术路线方面,从AGV到AMR,智能化、柔性化的发展趋势明朗

 图60  2014-2026年中国移动机器人规模及市场预测(亿元)

资料来源:智研咨询,国泰君安证券研究

3.8.3

 建议关注多场景落地的初创公司

移动机器人属于工业机器人的一种,具有与其他工业机器人相同的产业链结构。上游为机器人零部件制造商,这一部分是产业链的核心,在机器人产品中占据绝大多数成本。中游为机器人制造与系统集成企业。下游则包括汽车、3C电子、物流等应用行业。

 图61  工业机器人产业链

资料来源:机器人网

零部件的竞争格局各有不同。(1)国内的RV减速器市场被日本纳博特斯科垄断,国产化率尚不足5%。国内的减速器厂商成立时间都比较短,体量不大。近年来,国内厂商逐步实现了一定技术突破,国产RV减速器与国外产品性能差距不断缩小。(2)伺服系统主要被国外品牌垄断,其中日系品牌占比近50%。国产品牌与日系、欧美系品牌存在着一定的差距,主要体现为大功率产品缺乏、小型化不够、信号接插件不稳定、缺乏高精度的编码器,这些也是国内伺服系统未来要攻克的主要方向。(3)国内工业机器人生产厂家的控制器具有价格优势。根据2019年数据,KUKA、ABB控制器价格分别为5.8、6.8万元左右,而固高只需6千元左右;国产控制器性价比高,可抢占对机器人精度要求不高、通用型机器人的市场。(4)移动机器人导航模块主要是激光雷达与视觉系统,目前国内正在兴起一批优质的导航模块企业,独立研发了一批具有代表性的优质产品,国产替代步伐加速。

同时,产业链上下游之间出现了竞合状态。除了传统式严格遵守产业链上下游划分的如“系统集成”、“机器人本体制造”、“零部件生产”的商业模式,目前一些厂商也在采取向产业链上下游兼进的策略,比如“机器人本体+零部件”、“机器人本体+系统集成”,甚至是全产业链覆盖的模式,以打通产业链上下游实现成本降低与竞争能力的跃进。另一方面,深耕行业的企业越来越多,而客户需要的却是更加综合的解决方案,单个公司是很难完成需求,因此催生出了同业合作的状态。例如,国自机器人与极智嘉、马路创新与海柔创新及坤厚自动化等的合作可以实现产品互补,更好地为客户赋能。

目前国内仓储物流与工业制造领域移动机器人竞争激烈,中低端产品进入门槛较低,价格战现象严重。生态各方之间的合作频发,正在从“零和博弈”进入“正和博弈”。高端产品以及应用于医疗、餐饮等领域的服务型移动机器人赛道竞争较小,存在一定的技术壁垒。我们认为,具备较强研发实力和实现多场景落地的公司有望在竞争中获胜,建议关注海康机器人、Geek+、快仓智能、固高科技、华晓精密、嘉腾机器人、灵动科技等的一级市场投资机会

3.9

5G商用落地助力车联网TSP浴火重生

2.1.1

TSP的业务边界实现扩展

TSP(Telematics Service Provider)是指汽车远程服务提供商,位于车联网产业链的核心位置。整车厂商、内容服务提供商、电信运营商、互联网应用服务提供商将软硬件应用、互联网服务、通信业务等内容输入到汽车远程服务提供商,然后TSP负责对各类应用服务进行整合、管理并呈现给车主,作为“车—人”的桥梁直接面向车主提供服务。

随着智能网联的迅猛发展,尤其是5G技术的普及,车联网对汽车远程服务的要求早已不仅仅局限在传统服务中。TSP行业的业务核心不再是为车主提供传统的信息娱乐服务,而是要在与车企密切合作、拓展前装市场的同时,更紧密地与智能驾驶、云计算、互联网和运营商等行业龙头企业进行合作来获取最多样化的、拥有高新技术的增值服务和内容,为车主提供更为智能的、应用场景更为丰富的远程服务,增强企业的核心竞争力。在这个万物互联的智能时代下,TSP的业务范围发生了变化,从传统的信息服务和娱乐服务,拓展到为整车厂提供车联网服务及其智能网联汽车整体解决方案,包括但不限于汽车安全信息服务、大数据车险服务、高精度地图导航服务、远程诊断及保养提醒服务、路线及行程管理服务、影音娱乐及社交等车载服务,该类服务或将会成为未来车联网行业核心价值所在。

在产业生态中,车企扮演领导角色。大量车企开始意识到,底层网联平台的搭建以及用户数据的连接是可以提升企业整体能力的,所以提升车辆的功能性、智能性并满足车主的多元化需求成为了与时俱进的目标。而TSP恰恰正是服务的“载体”,它直接在各个应用场景中面向用户,并且以用户体验为核心,直接为用户提供各类车载服务。所以,车企与TSP深度合作,并在多样化场景中为用户提供人性化车联网服务,成为搭建车联网生态的主要驱动力

表16  仓储AGV/AMR主要参与者

资料来源:高工机器人,国泰君安证券研究

表17  产线AGV/AMR主要参与者

资料来源:高工机器人,国泰君安证券研究

 图62  TSP提供的产品内涵逐渐丰富(案例)

资料来源:上海博泰

3.9.2

国产TSP行业正处于快速发展期

从市场规模及渗透率角度来看,全球车载信息系统市场空间稳步增长。根据伟世通官网数据,2018年全球车载信息娱乐系统行业规模为196亿美元,2023年有望达到242亿美元。随着智能座舱产品市场渗透率的提升,TSP的前装市场渗透率呈现快速上升趋势并远超其他产品,成为最具有发展驱动力的产品。根据汽车之家分析,TSP的新车前装渗透率在2017年达到了71.3%,在2020年达到了90.2%,预计在2025年将达到98%。

根据Gartner的统计数据,预计2020年全球物联网连接数量将达70亿,高速领域占据物联网连接总数的10%,而车联网是目前高速场景中具有明确发展方向和市场的领域,将在高速领域发展初期占据大部分份额。根据华为预测,车联网是物联网高速领域内行业成熟度最高并且连接数量最多的领域,预计2020年中国车联网连接数量将达到6,000万的规模。随着TSP的产品成熟度、智能新技术以及用户体验的逐渐提升,将会带动TSP渗透率逐步提升。根据中国联通数据,2020年车联网渗透率为24%左右

 图63  2018-2023年全球TSP行业规模(亿美元)

资料来源:伟世通,国泰君安证券研究

从技术成熟度角度来看,已经在国产品牌车企上运行的主流车载操作系统主要有以下两类:一是基于开源代码开发的安卓系统;二是基于Linux开发的AliOS系统。目前,中国车载操作系统并没有较为成熟的市场化产品,可控较差;更多的自动驾驶和智能座舱研究集中在整体功能展示、系统堆叠阶段,其软件系统也与芯片硬件、顶层算法耦合稍差。面向智能网联汽车技术和产业发展需要,中国亟需建立安全、可控的智能网联汽车车载操作系统。同时,5G的商用在为车联网和TSP的发展提供支持的同时,也提出了新的技术要求和挑战。

从经营规模和利润水平角度来看,国内TSP企业和国外龙头企业仍然有明显的差距。2019年,国际龙头哈曼的营业收入达到了213亿元,日本爱信精机达到了103.7亿元,而国内市占率排名靠前的德赛西威、华阳集团、索菱股份、路畅科技的营收分别是45.1亿、18.4亿、10.8亿和7.2亿元,距本行业的国际龙头企业还有很大差距。

从行业竞争者角度来看,全球TSP行业的市场化水平较高,主要供应商包括哈曼、阿尔派、博世、三菱电机等。而国内的TSP厂商起步较晚,过去在后装市场占据很大份额,想要大幅度提升前装市场的渗透率仍需努力。但随着技术不断积累,部分国内厂商也逐渐渗透到前装市场,如德赛西威、索菱等。其中,德赛西威在国内是TSP领域的市场龙头,2015至2018年公司市占率由20.1%提升至31.7%,研发费用投入也逐渐增长,为公司的后续进一步发展打下基础;对比上述的全球TSP企业,公司还有较大的成长潜力。近年来,全球TSP行业呈现出“行业龙头地位稳固,自主品牌寻求突围”的特点,尤其是国内初创TSP企业在不断寻求突围机会。2019年,德赛西威和华阳集团在车载娱乐信息系统行业的市占率在分别达到32%和12%,但营收均在50亿以下,初创企业依然有较大的动力争夺长尾市场。

综上所述,我们判断国产TSP行业处于快速发展期。随着车联网服务渗透率的提升,国产TSP行业将继续加速成长

2.1.1

建议关注上下游深度合作的公司

车联网产业链覆盖行业广泛,上游主要是各类硬件、元器件设备制造商,将生产的元器件提供给终端设备制造商与汽车生产商。中游主要是汽车生产商、软件开发商与终端设备制造商,终端设备包括车载终端设备、交通基础设备、网络通信设备。终端设备制造商是中游关键环节,连接汽车生产商、系统集成商与TSP。下游包括系统集成商、内容服务提供商、移动通信运营商和TSP。车联万物是大势所趋,ICT企业(信息、通信和技术企业)、互联网巨头、整车厂及运营商等各方共同的主导作用和产业的融合发展趋势将推动车联网产业规模化的落地。

表64  车联网产业链上中下游覆盖广泛

资料来源:赛迪顾问

 表5 我国部分半导体材料的最先进技术节点

资料来源:公司官网,企名科技,国泰君安证券研究

TSP处于车联网产业链下游的核心位置,能够整合各方资源,既可以直接面向客户服务收取费用,也可以与政府机关、广告商、保险公司、物流公司等开展一系列的商业合作,拓展B2B业务从而分配利润。TSP上接互联网应用/服务提供商、电信运营商、内容/服务提供商,以获取互联网应用服务资源、各类内容服务资源和通信资源,并对内容、应用进行整合,基于TSP建设经验来帮助整车厂和合作伙伴开展TSP平台的总体架构设计和建设,从而与汽车制造企业共同为车主和客户提供更好的车联网服务。

具有较强竞争力的公司大体分为两类,分别是互联网及科技龙头企业、有机会与互联网龙头企业合作的初创TSP企业,他们的核心竞争力不仅在于技术的支持,还有用户的引流效应和规模效应。第一类的代表是字节、腾讯、百度和华为等公司,腾讯、百度的车机操作系统可以在应用层调用已有的车辆服务接口,形成集智能导航、语音交互、云服务等功能的“车载APP”,从而直接面向用户提供高质量车载服务,字节、华为等公司也已经部署相关产品;第二类的代表是博泰、斑马等初创企业。比如,斑马网络与阿里合作获得AliOS的技术支持,从而可以基于Android系统进行深度优化,实现对车机操作系统内核、硬件驱动、系统服务等底层内容的重构。上述企业如果可以实现操作系统的突破,将有可能占据很大一部分的车联网服务市场。

我们认为,具备投资价值的公司应具备如下的特质:能够积极与头部车企、互联网巨头、云计算合作;不仅能够提供汽车数据和制作,而且能够通过互联网运营模式提供增值服务。建议关注上海博泰、中兴交路、飞驰镁物、钛马信息、斑马网络、梧桐车联、星云互联等公司的一级市场投资机会

3.10

抬头显示有望点亮人机交互新模式

3.10.1

HUD助力解决驾驶安全痛点

抬头数字显示仪(HeadsUpDisplay),简称HUD,通过控制处理单元将仪表盘、中控数据以及时速、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、不转头就能看到时速、导航等重要的驾驶信息,从而避免安全隐患,其与ADAS的融合未来有希望成为自动驾驶中的重要技术组成部分

 图65  HUD示意图

资料来源:德州仪器官网

按照显示屏和设计形式的不同,HUD可分为CHUD(Combiner HUD)、WHUD(Windshield HUD)以及AR-HUD(Augmented Reality HUD)。

 图66  HUD的FoV演进

资料来源:前瞻产业研究院

驾驶员使用HUD,可以减少视线转移的时间、视线转移带来的眼睛瞳孔变化、眼睛聚集点的变化,使驾驶员的视线和注意力更少地偏离道路,提升行车安全性。具体优点可分为三点:(1)HUD信息显示位置比传统的组合仪表位置高,在位置上可减少视线转移时间。驾驶员查看车辆信息时,通过HUD只需低下头5-10°;而看组合仪表的话,则需低20-25°;(2)HUD可避免视线转移光线变化带来的眼睛瞳孔变化;(3)HUD在距离上可缩小眼睛聚焦点变化范围。驾驶员从组合仪表上查看驾驶信息时,眼睛的聚集点会由远到近再到远。未来的ARHUD将允许10度或更高的FoV,从而能够显示更多信息

3.10.2

渗透率提升打开市场空间

从市场规模角度分析,根据Visteon数据,2018年全球HUD出货量约为500万套。考虑到2018年全球乘用车销量约7,400万,则当前HUD在全球乘用车市场渗透率约为6.7%,而HUD单套均价为180美元左右,2018年市场规模约为9亿美元。随着5G逐步落地、投影显示技术逐渐完善,产品成本逐渐降低,主机厂纷纷推出搭载HUD产品的新车型,渗透率加速提升,市场机构普遍预测2025年市场空间可达百亿。

从技术成熟度的角度分析,CHUD产品形态有天然劣势,无法适应显示技术的发展及投影区域的增大,因此市场逐步处于萎靡状态;随着技术的日渐成熟和成本的逐步下降,WHUD正在成为主流配置;AR-HUD是增强现实抬头显示技术,可以在驾驶员视线区域内合理叠加显示一些驾驶信息,并结合于实际交通路况当中,显示的范围更大、距离更远,而且更为复杂。随着智能化的发展,需要和ADAS系统深度整合的AR-HUD有望成为未来的主要技术形态。随着奔驰S级(W223)的上市,AR-HUD已经逐步从公司宣传视频中走向量产。

从竞争者数量角度分析,目前HUD市场的参与者主要包括日本精机、德国大陆、日本电装、伟世通、德国博世等国外巨头,国内公司数量及规模相对偏小。

从成本的角度分析,现阶段HUD产品选配价格普遍较高,豪华品牌车型HUD选配价格介于6,000-19,000元之间(揽胜极光选配价格最低为6,000元,奥迪品牌价格最高18,700元)。随着HUD成本的下降,中低端车型的HUD使用量和渗透率将会进一步提升。

综上所述,我们判断,当前HUD行业处于导入期,随着新技术的进一步落地,国产替代发展空间较大

 图9 SiC和GaN应用场景具有差异化

资料来源:公司官网,国泰君安证券研究

3.10.3

建议持续关注技术雄厚的公司

HUD基本硬件架构主要包括信息采集单元、控制单元和投影单元。其中,HUD信息采集单元负责采集信息;控制单元用于接收采集单元采集的信息,并将信息处理后输出;投影和显示单元负责生成屏幕图像,然后利用投影设备将图像通过反射/折射镜投影至驾驶员视线前方的屏幕(即挡风玻璃)上。投影设备包括光源和光机,其中光机组成依据不同投影方式来划分,如DLP、TFT。

图67  HUD产业链全景图

资料来源:佐思产研

全球和中国的HUD市场都呈现高度集中的态势。2019年第一季度,中国乘用车HUD市场份额前四大供应商分别是日本电装株式会社(58%)、日本精机(19%)、美国伟世通(19%)、德国大陆(3%),这四家的市场份额达到99%,几乎垄断了中国乘用车HUD市场。国际龙头企业在产品技术优化上持续处于领先地位,研发投入大、产品竞争力较强,在激烈的市场竞争中暂时占据优势。

当前HUD产品成熟度不够,成本略高,前装车厂对其需求仍然处于尝试和观望阶段。由于产品仍在打磨,投影、散热、占用空间、用户视觉舒适度有待提高,因此后装市场消费者需求度也不高。创新是打开新局面的关键,未来随着AR-HUD的进一步成熟,HUD有希望拓宽需求,获得市场的青睐。供给端方面,由于研发HUD的机会成本高于其他零部件,这导致国外巨头供应商不愿意在此领域投入过多技术力量。HUD过去主要搭载在国外品牌的豪华车型,例如宝马、奔驰、雷克萨斯等,目前部分国内主机厂也逐渐引进前装HUD,例如蔚来、北汽新能源、吉利几何等。随着技术的成熟、渗透率的上升和成本的进一步下降,HUD未来有希望进一步推广到各种价位的车型

 图68  2019年第一季度HUD市场主要供应商份额

资料来源:佐思产研,国泰君安证券研究

国内HUD供应商包括华阳集团、水晶光电、京东方等大型上市公司以及泽景电子、未来黑科技、点石创新、乐驾车萝卜、京龙睿信、衍视科技、疆程技术、途行者、晶途科技等初创型企业。目前来看,第一梯队包括华阳和泽景电子。华阳集团布局HUD业务较早,并且持续进行研发投入,产品覆盖面广,综合实力最强。泽景电子是国内HUD发展规模最大的初创企业,并与舜宇光学合作,技术实力雄厚。第二梯队包括未来黑科技、点石创新、京龙睿信等企业,这些公司目前已经有相应的前装或者后装HUD产品上市,未来有希望借助技术基础扩大市场份额。初创企业中关注度较高的是未来黑科技公司,其在国内行业中处于相对领先的地位,在Pre-B轮后有希望进一步拓宽市场空间,形成企业内部资金流良性循环。我们认为,AR-HUD将从中高端车型向所有车型加速渗透,普及率将进一步提升,建议关注相关产品的装机进程

3.11

高精地图与高精定位奠定智能网联基石

3.11.1

高精度地图与定位是高阶自动驾驶基础

高精度地图是精度更高、数据维度更多的电子地图,能够为车辆感知提供超视距的路况、道路中的车道线、交通标志和环境信息,帮助自动驾驶汽车实现车道级规划决策,以地图匹配方式实现高精度局部定位,降低自动驾驶对昂贵传感器的依赖。高精度地图主要实现三个功能:环境感知辅助、地理围栏判定和车道级路径规划。

图69  高精度地图包含动态要素及静态要素

资料来源:《高精度道路导航地图的进展与思考》

根据场景以及定位性能需求的不同,自动驾驶行业有多种高精度定位方法。其中,使用最广泛的定位方法是融合GNSS/RTK&IMU。GNSS/RTK定位精度高,IMU更新频率高,将其结合起来实现优势互补,可提高定位精度,实现低延迟、高精度、高频率的实时定位。通常而言,该系统由有车内和车外两部分组成,包含4G/5G模块、RTK接收机和IMU等

3.11.2

产业静待商业化落地

随着相关车型问世,2020-2025年将是全球范围L3+级别自动驾驶汽车推向市场的关键时期。高精度地图将不仅限用于自动驾驶,还可以运用于智慧城市、智慧旅游、公安、房地产、交通运输、新零售等众多领域,外延端市场容量巨大。

根据高盛对全球高精度地图市场的统计与预测,全球高精度地图产业2030年有望突破200亿美元。据盖世汽车研究院预测,到2025年,中国自动驾驶车辆将达到367万台,高精度地图将达到近80亿元。融合高精度定位服务,2020年中国V2X用户将超4,000万,若按30%需求实现高精度定位能力,市场规模就将达到1,200亿元。按照政策目标,2025年高精地图渗透率预计达到25%,市场成熟后渗透率预计超过50%。

 图70  多模块协作完成高精度定位

资料来源:中海达官网

 图71  高精度地图全球市场规模不断增长

资料来源:高盛,国泰君安证券研究

从市场规模来看,自动驾驶逐步落地,高精度地图渗透率将持续提升,未来逐渐进入商业化落地及变现阶段。从竞争者数量来看,目前有22家公司获得了牌照,并有未获得牌照的初创企业参与竞争,市场尚未出现垄断迹象。从技术成熟度来看,主要的图商已经完成了主要城市的原始积累工作,逐步进入商业化前夕。

综合来看,整个高精度地图产业处于导入期末期,具备高速发展的条件,有望进入快速发展期

3.11.3

建议关注细分领域突围的初创公司

 图72  高精度地图与定位融合架构

资料来源:DeepMotion,国泰君安证券研究

高精度地图的测绘过程的完整闭环包括制图、用图更新三个紧耦合的过程,以保证数据的高频流动和更新。制图包括外业采集和内业制作,用图包括高精定位、环境感知和路径规划,更新包括变化检测和交叉验证,其中较为关键的环节是高精度地图的采集和更新。

头部图商自身资金实力较强,并且能提供的技术水平和服务质量较高,且对价格相对不敏感。若能够抢先拿到订单并完成落地,有利于降低地图成本,继而可以利用已搭载高精度地图和行车记录仪的汽车来动态更新数据,提升地图质量的同时降低成本和价格,吸引新订单,形成强者恒强的格局。

初创公司面临着成本、资源的压力,无法复刻头部图商的成长路线,需要在某一细分领域内构建护城河。比如:宽凳科技的核心技术是摄像头+AI+算法,采用算法来替代激光雷达的测距功能,解决了激光雷达多传感器融合误差问题,成为国内仅有的同时具备AI与高精度地图结合能力的企业;千寻位置FindAUTO达到车规级量产能力,其定位精度可达2-30cm,可靠度达100%,首次定位时间仅为3s,能够为主机厂提供一揽子解决方案;精位科技发布的国产首颗自主可控UWB定位芯片及模组填补了国内空白,实现了进口替代,在多项指标上超过国外同类产品。

我们认为,自动驾驶的高精度地图及定位服务并不是一家图商或者几家公司就能完成的大命题,需要行业内的各大玩家抱团一起来推动向前发展,高精度地图最终可能形成通用的“一张图”,不同测绘公司之间的数据壁垒终将打通,但商业模式需要探索。建议关注宽凳科技、晶众地图、千寻位置、北云科技、精位科技等公司的一级市场投资机会

 图14 全球SiC器件市场规模(亿美元)将快速增长

资料来源:公司官网,企名片,国泰君安证券研究

5.5

域控制器变革助力OTA迎接高光时刻

3.12.1

OTA助力软件定义汽车

OTA的全称为Over-The-Air technology(空中下载技术),即通过无线网络下载数据包,从而对系统进行升级的方式,主要是通过服务器、移动通信网络和终端等的网络连接,实现终端内存数据的更新,通过整车OTA高效解决一部分车辆存在的问题,在改善终端技术与功能的同时,还能增加更多功能,带给消费者多样的体验。

汽车的OTA升级主要分为SOTA和FOTA两类。SOTA(Software OTA)又称软件升级,是指那些离用户更近的应用程序(APP)、车载地图、人机交互界面等功能。FOTA(Firmware OTA)又称固件更新,用户可以通过特定的刷新程序进行FOTA升级,影响的是动力系统、电池管理系统等。

从OTA的典型流程来看,SOTA对整车的要求较低,一般一个稍微高级点的ECU接一个4G网卡就可以实现简单的应用升级,但影响范围有限,且升级的大多是娱乐系统。而FOTA的实现需要E/E架构的彻底变革,从分布式转向集中式,需要整车几乎所有的控制器,包括车身、动力和ADAS硬件,全部处于可升级状态。

2019年之前,汽车的OTA主要是SOTA,针对娱乐系统和网联模块进行更新;限于汽车电子电器架构,整车OTA推进速度很慢。但是2019以来速度明显加快,特斯拉率先实现了整车OTA,将汽车的电子架构从各自为战的分布式ECU变成了域控制器架构,其他车企相继推出了能够实现整车OTA的新车型。随着智能汽车渗透率的提升,未来整车OTA将成为新车型的标配,这也标志着“软件定义汽车”时代的到来

 图73  从分布式ECU过度到集中式DCU

资料来源:国泰君安证券研究

众多车企纷纷开始使用OTA技术,但目前可以做到整车OTA升级的企业为数不多,市场尚未出现垄断趋势。国内外独立技术供应商、Tier 1、造车新势力等陆续入场,随着车联网渗透率的持续提高、汽车OTA装配量及装配率逐年提升,FOTA的自研水平未来将逐步成为评价车企研发实力的重要指标。

OTA整体架构包含OTA云端、OTA终端、OTA设计对象三部分。OTA云端为OEM专属的云端服务器平台;OTA终端采用Tbox;网络架构按功能域划分,可以分为动力系统域、车身系统域、影音系统域、ADAS主动安全域,分为四个不同的功能安全等级

 图74  OTA整体架构分为三部分

资料来源:汽车ECU开发

根据ABI Research预测,到2022年,全球将会超过2亿辆汽车可通过汽车OTA升级方式更新软件(SOTA)。其中,至少2,200万辆汽车还能通过OTA升级更新固件,实现整车OTA(FOTA)。

在OTA升级的过程中,软件包一般都是由设备软件供应商提供,会通过特定渠道发布给OTA服务方。因此,传输过程中的安全、灵活和速度就成为OTA升级的关键要素,升级管道是OTA环节的核心。建议关注OTA赛道中提供升级管道和服务的艾拉比、科络达、红石阳光等公司

3.12.2

域控制器引领E/E架构从分布走向集中

 图75  域控制器电子电器架构的优势

资料来源:国泰君安证券研究

为够实现整车OTA,域控制器(DCU)成为关键的硬件环节。传统的ECU与传感器一般是一一对应的关系,而域控制器则需要接收区域内多个传感器的信号,综合处理之后再将指令传输给执行机构。DCU的出现使ECU标准化且数量大幅减少,并直接带来“降本”和“增效”。以自动驾驶域控制器为例,要具备多传感器融合、定位、路径规划、决策控制、无线通讯、高速通讯的能力。由于要完成大量运算,域控制器一般都要匹配一个核心运算力强的处理器,能够提供自动驾驶不同级别算力的支持。

由于技术壁垒较高,目前仅有少部分公司拥有研发、生产能力。在不同的域控制技术中,自动驾驶域控制器和座舱域控制器是未来国产替代发展的重点,同时也是未来多域控制器的研发基础,因此值得特别关注

 图76  智能座舱域控制器的市场规模预测

资料来源:前瞻产业研究院,国泰君安证券研究

从市场规模角度,智能座舱域控制器的量产难度较小、成本相对可控,全球范围内汽车5G网络的应用将加快推动智能座舱陆续面世,智能座舱域控制器市场规模增速较快。根据前瞻产业研究院数据,2019年全球智能座舱域控制器出货量为40万套,预计2025年全球出货量将达到1,300万套。但是,自动驾驶域控制器尚处于萌芽阶段,2019年全球自动驾驶域控制器市场规模仅为0.4亿美元;到2025年,全球自动驾驶域控制器需求量700万套计算,市场总规模约为20亿美元。

从技术成熟度角度,域控制器产业分为硬件和软件部分,其中硬件方面的主要技术核心在于芯片。目前,域控制器厂商主要是全球零部件巨头企业,如伟世通、大陆、博世、安波福等。国产域控制器产业链存在明显短板,高端芯片设计、生产制造能力有待提升,供应链基础相对薄弱,技术代差明显。因此,在芯片设计方面有较多经验、技术积累的企业,在产业内将获得较高的议价话语权。

 图77  自动驾驶ECU和域控制器的市场规模预测

资料来源:前瞻产业研究院,国泰君安证券研究

从竞争者数量来看,国外主要参与者有伟世通、大陆、TTTech、Aptiv等,而近两年国内企业也正在崛起,例如德赛西威、百度、东软、海高汽车、布谷鸟、环宇智行、知行科技等都在积极寻求着合作伙伴,逐渐从造车新势力渗透至传统汽车厂。

我们认为,产业正在处于成长期初期,整体正在处于加速追赶阶段。建议关注赫千科技、镁佳科技、布谷鸟科技、环宇智行等公司的一级市场投资机会

 表21  国内外主要OTA参与者

资料来源:企名片,国泰君安证券研究

表22  国内域控制器主要参与者

资料来源:企名片,国泰君安证券研究

图78 智能新能源产业投资图谱

资料来源:国泰君安证券研究

格隆汇声明:文中观点均来自原作者,不代表格隆汇观点及立场。特别提醒,投资决策需建立在独立思考之上,本文内容仅供参考,不作为实际操作建议,交易风险自担。

相关阅读

评论