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文档简介
1、正文目录 HYPERLINK l _TOC_250030 从消费电子历史,看智能汽车未来发展趋势 6 HYPERLINK l _TOC_250029 消费电子十年回顾:智能手机成长为最大单品,推动行业黄金十年 6 HYPERLINK l _TOC_250028 趋势 1:手机品牌“剩者为王”,汽车未来或整合为 5-6 个头部玩家 7 HYPERLINK l _TOC_250027 趋势 2:从手机的经验看,汽车未来长期大的商业机会来自软件服务。 9 HYPERLINK l _TOC_250026 趋势 3:我们眼中的智能汽车的商业模式:谁能成为中国的特斯拉? 10趋势 4:硬件军备竞赛是改变行
2、业格局的最好方法,相关公司有望先受益 10 HYPERLINK l _TOC_250025 投资顺序:从硬件升级到软件服务 11 HYPERLINK l _TOC_250024 汽车半导体:关注计算芯片和功率半导体的国产化机会 13 HYPERLINK l _TOC_250023 车载算力芯片的星辰大海:从 ADAS 到高级别自动驾驶 15 HYPERLINK l _TOC_250022 功率半导体:受益于汽车电动化趋势,碳化硅有望加速渗透 16 HYPERLINK l _TOC_250021 车用视觉传感器:L4 单机价值量较 L2 有望成长 8 倍 18 HYPERLINK l _TOC_
3、250020 车载摄像头:自动驾驶之眼,汽车智能化推动行业快速成长 19 HYPERLINK l _TOC_250019 车载激光雷达:高等级自动驾驶传感器中的“C”位担当 20 HYPERLINK l _TOC_250018 毫米波雷达:自动驾驶加速渗透率提升,国内产业链迎发展机遇 23 HYPERLINK l _TOC_250017 智能驾驶算法及出行服务:软件服务将成为厂商盈利模式的重点 25 HYPERLINK l _TOC_250016 高精度地图:智能驾驶关键环节 25 HYPERLINK l _TOC_250015 智能驾驶算法:商业化有望逐步推进 26 HYPERLINK l
4、_TOC_250014 出行服务:2030 年规模有望达 2 万亿美元,Robo-taxi 模式仍在探索中 28 HYPERLINK l _TOC_250013 车载信息娱乐系统:步入智能座舱时代 31 HYPERLINK l _TOC_250012 车载以太网和车联网:智能汽车“互联互通”的信息高速公路 34 HYPERLINK l _TOC_250011 车载以太网:自动驾驶驱动车载以太网渗透率提升 34 HYPERLINK l _TOC_250010 车联网 V2X:无人驾驶之路,V2X 蓄势待发 36建议关注公司 39重点推荐公司概览 39 HYPERLINK l _TOC_25000
5、9 小米集团(1810 HK, 买入,目标价:34.00 港币) 39 HYPERLINK l _TOC_250008 韦尔股份(603501 CH, 买入,目标价:348.16 元) 41 HYPERLINK l _TOC_250007 汽车电子产业链公司梳理 42 HYPERLINK l _TOC_250006 新能源整车:特斯拉、蔚来、小鹏、理想、比亚迪、苹果、华为 42 HYPERLINK l _TOC_250005 自动驾驶算法:Waymo,Cruise,AutoX、Apollo、小马智行、文远知行 46 HYPERLINK l _TOC_250004 车用视觉传感器:舜宇光学科技、
6、禾赛科技 49 HYPERLINK l _TOC_250003 计算芯片:地平线、黑芝麻、芯驰 50 HYPERLINK l _TOC_250002 智能座舱系统:中科创达、德赛西威、华阳集团、四维图新、虹软科技 52 HYPERLINK l _TOC_250001 车内以太网与车联网:移远通信、广和通、裕太车通 55 HYPERLINK l _TOC_250000 风险提示 56图表目录图表 1: 消费电子产品的形态演变,推动主要科技公司市值提升 6图表 2: 智能手机和汽车的业态正在趋同 7图表 3: 全球智能手机出货量出货量及同比增速 7图表 4: 2019 年全球智能手机市场份额 7图
7、表 5: 2019 年全球汽车品牌市场份额 7图表 6: 2019 年全球汽车品牌销量 8图表 7: 经过竞争与整合,行业最终或只剩下 5-6 家主流厂商,与手机厂商目前格局一致 8图表 8: 过去十年,移动互联网平台崛起让互联网公司的市值大幅度增长 9图表 9: 苹果构建了“软件+硬件”生态系统,2015 年以后服务收入占比持续提升 9图表 10: 智能手机的商业模式 10图表 11: 我们认为智能汽车未来的商业模式 10图表 12: iPhone 功能升级之路 10图表 13: 智能汽车的 ADAS 相关传感器数量随自动驾驶级别不断提升 11图表 14: 汽车电子市场规模测算 11图表 1
8、5: 从 4G 经验看 5G 未来十年的投资顺序 12图表 16: 智能汽车产业链 12图表 17: 智能汽车主要半导体分布情况 13图表 18: 全球汽车半导体市场拆分(2020A,按应用) 13图表 19: 全球汽车半导体市场份额(2020A) 13图表 20: 全球汽车半导体市场规模预测及市场结构预测 14图表 21: 智能化、网联化、电动化趋势带动车用半导体成长 14图表 22: 蔚来 ET7 ADAM 超算平台搭载 4 颗英伟达 Orin 计算芯片配合多达 33 个传感器实现 L4 级别自动驾驶 15图表 23: SAE(美国汽车工程师学会)自动驾驶分级定义及算力需求预测 15图表
9、24: 市场主流 ADAS 及自动驾驶算力芯片 16图表 25: 新能源汽车主要功率半导体分布及价值量情况 16图表 26: 主要功率分立器件所处的功率及频率区间 17图表 27: SiC 相比 Si 可节省约 73%的损耗 17图表 28: 自动驾驶相关视觉功能一览 18图表 29: 全球智能驾驶相关传感器的单车价值量 18图表 30: 自动驾驶中三种常见传感器特性对比 19图表 31: 目前市面上主流车载摄像头方案及主要功能介绍 19图表 32: 车载摄像头成本拆分及相应市场份额情况 20图表 33: 蔚来 ET7 中激光雷达搭载情况及方案 20图表 34: 小鹏 P5 中激光雷达搭载情况
10、及方案 20图表 35: 激光雷达三种技术路径对比 21图表 36: 不同激光雷达单线束价格对比 21图表 37: 激光雷达整机厂商及产品布局 22图表 38: 激光雷达上游产业链主要公司统计 22图表 39: 不同频段毫米波雷达性能对比及 2018 年市场份额统计 23图表 40: 国内毫米波雷达产业链 24图表 41: 毫米波雷达硬件成本构成(2019 年) 24图表 42: CMOS 为毫米波雷达下一代技术平台 24图表 43: 高精度地图的地位 25图表 44: 高精度地图与传统地图对比 25图表 45: 高精度地图的地图匹配功能 26图表 46: 高精度地图市场规模预测 26图表 4
11、7: 自动驾驶涉及环节 26图表 48: 智能驾驶涉及算法 27图表 49: 前装市场开发节奏 27图表 50: 前装市场产业链 27图表 51: 智能驾驶算法厂商 28图表 52: 中国新型出行服务市场各环节参与方 28图表 53: 智能出行(自动驾驶)场景用例 29图表 54: 不同出行方式的差异 29图表 55: 中国智能出行模式渗透率 30图表 56: 全球汽车行业收入规模及细分占比 30图表 57: 出行服务 MaaS 相关公司 31图表 58: 车载信息娱乐系统功能 31图表 59: 汽车座舱发展阶段 32图表 60: 车载信息娱乐系统竞争格局 32图表 61: IVI 系统 33
12、图表 62: 车载信息娱乐系统市场空间 33图表 63: 车载信息娱乐系统 IVIS 相关公司 33图表 64: 车载以太网在各项指标上优于其他汽车网络技术,更好的适应汽车新四化发展需求 34图表 65: 自动驾驶对于数据吞吐速率和带宽要求显著提升 34图表 66: 车载以太网网络架构示意图 35图表 67: 车载以太网上游市场规模测算假设条件 35图表 68: 车载以太网上游网关和交换机市场规模预测 35图表 69: 车载以太网上游产业链相关公司梳理 36图表 70: 车联网 V2X 实现群体智能和车路协同 36图表 71: 自动驾驶技术实现比较单车智能 VS 车路协同 36图表 72: V
13、2X 推动自动驾驶进入快车道 37图表 73: V2X 与 5G 结合,催化车联网行业进一步升级 37图表 74: 3/4/5G 车规级通信模组分布情况 38图表 75: 车规级通信模组市场规模 38图表 76: 车联网产业链主要公司统计 38图表 77: 重点公司一览表 39图表 78: 小米智能 39图表 79: 汽车是小米生态系统战略的重要组成部分 39图表 80: SOTP 估值 40图表 81: 同业估值比较 40图表 82: 豪威汽车 CIS 产品概览 41图表 83: Tesla model 3 42图表 84: Model3 成为 2020 年全球销量最好的车型 42图表 85
14、: 蔚来 ES8 43图表 86: NIO life 相关产品 43图表 87: 小鹏 P5 43图表 88: 小鹏 P7 43图表 89: 理想 ONE 44图表 90: 理想 ONE 电池组 44图表 91: 唐 DM-i 44图表 92: e 平台 44图表 93: 极狐阿尔法 S 45图表 94: 赛力斯 SF5 45图表 95: 苹果主要硬件产品 45图表 96: 苹果服务产品 45图表 97: 车联网产业链主要公司统计 46图表 98: Waymo 轿车硬件配置情况 46图表 99: Waymo 卡车硬件配置情况 46图表 100: Cruise Origin 概念车型 47图表
15、101: Cruise 路线规划 47图表 102: AutoX 与各界企业达成合作 47图表 103: 百度 Apollo 发展历程 48图表 104: 小马智行硬件整合方案 48图表 105: 小马智行无人驾驶感知系统 48图表 106: 文远知行发展历程 49图表 107: 2018 年全球车载摄像头市场规模 49图表 108: 舜宇汽车镜头出货量 49图表 109: 禾赛 Pandar40 与 Velodyne 产品效果对比 50图表 110: 禾赛科技 Pandar123 机械激光雷达产品 50图表 111: 地平线最新一代 AI 芯片 MAPS 与主流芯片性能对比 51图表 112
16、: 黑芝麻端到端全栈式感知方案 51图表 113: 芯驰科技 2021 年上海车展新发布产品 52图表 114: 中科创达智能网联汽车产品线 52图表 115: 德赛西威产品线 53图表 116: 华阳集团汽车电子产品线 53图表 117: 四维图新发展历程 54图表 118: 移远通信车载模组产品优势 55图表 119: 广和通车规级模组应用 55从消费电子历史,看智能汽车未来发展趋势消费电子十年回顾:智能手机成长为最大单品,推动行业黄金十年智能手机成长为最大的消费电子单品,推动过去十年科技公司股价提升。回顾过去十年,伴随着全球 数字化趋势的逐渐明晰以及硬件计算能力的上升,消费电子市场迎来了
17、以智能手机为核心的创新周期。截止 2019 年底,全球智能手机市场规模约 4,580 亿美元,成为当下消费电子市场中的最大单品。在2011-2020 年间,主要科技公司的市值均获得数倍成长,其中,苹果市值成长 316 倍,亚马逊成长90 倍,过去十年成为消费电子的黄金十年。集中主机AI/大数据云计算(ABC)分散PC互联网移动互联网新能源(碳中和)市值(美元百万元)9,000,0008,000,0007,000,0006,000,0005,000,0004,000,0003,000,0002,000,0001,000,0000图表1: 消费电子产品的形态演变,推动主要科技公司市值提升1993-
18、121994-081995-041995-121996-081997-041997-121998-081999-041999-122000-082001-042001-122002-082003-042003-122004-082005-042005-122006-082007-042007-122008-082009-042009-122010-082011-042011-122012-082013-042013-122014-082015-042015-122016-082017-042017-122018-082019-042019-122020-082021-04IBM微软英特尔谷歌苹
19、果英伟达亚马逊资料来源:Wind,消费电子下一个重要形态是智能汽车:消费电子是典型的科技驱动型行业,在摩尔定律以及库梅定律的驱动下,随着芯片算力不断提升以及成本功耗的不断下降,行业业态不断重塑,产品迭代与创新持续进行。随着技术的进一步发展,以及实现碳中和的目标下,我们认为,在 2020-2030 的十年间,智能汽车领域将是消费电子下一重要战场。以 Apple、华为、小米、OPPO 为代表的硬件公司正积极布局智能汽车行业,并对传统厂商进行冲击。图表2: 智能手机和汽车的业态正在趋同资料来源:趋势 1:手机品牌“剩者为王”,汽车未来或整合为 5-6 个头部玩家通过十年的整合,手机最终仅剩 5-6
20、家主要厂商。过去十年,智能手机经历了图 3 的三个阶段,并最终整合为三星、苹果、小米、Oppo、vivo 等 5-6 家左右的头部厂商,行业头部公司逐渐稳固。根据 2019 年 IDC 数据,头部六家手机公司占据了全球 79%的手机出货量市场份额。汽车销量增速逐渐超过手机出货量2020年汽车行业产值元 VS.手机图表3: 全球智能手机出货量出货量及同比增速1,6001,4001,2001,0008006004002000全球智能手机出货量全球汽车出货量手机增速汽车增速(百万辆/台)约10倍90%60,00080%70%50,00060%50%40,00040%30%30,00020%20,00
21、010%0%10,000-10%-20%02010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020(万亿美元)手机汽车4G/5G交接的调整期功能性、差异化主导触屏技术与互联网手机趋势资料来源:IDC,崔东数看车市,图表4: 2019 年全球智能手机市场份额图表5: 2019 年全球汽车品牌市场份额2%11%22%SamsungHuawei2%2%37%丰田大众2%3%Apple2%2% 福特本田日产3%Xiaomi2%现代2%雪佛兰8%OPPOvivo3%3%铃木起亚梅赛德斯-奔驰雷诺18%Transsion3%10%宝马奥迪8%Lenovo
22、4%马自达吉普9%14%LG Electronicsrealme5%5%6%6%7%标致其他资料来源:IDC,资料来源:IDC,汽车行业的目前格局分散,但我们认为长期可能也将整合。目前汽车品牌格局较手机分散,最大的厂商的份额仅 10%。2019 年,超过年销售量 500 万辆(6%市场)的公司只有丰田、福特、大众三家。随着汽车工业向信息化浪潮的背景下转变,以及特斯拉等新能源汽车厂商的冲击下,我们认为汽车品牌在远期的未 来也有可能发生整合,但由于迭代速度慢于手机,整合的速度也将相对较长。图表6: 2019 年全球汽车品牌销量(万辆)1,000900800700600500400300200100
23、0丰大福本日现田众特田产代雪铃起梅佛木亚赛兰德-斯奔驰雷宝奥马吉标诺马迪自普致达资料来源:EV sales,图表7: 经过竞争与整合,行业最终或只剩下 5-6 家主流厂商,与手机厂商目前格局一致资料来源:Wind,预测趋势 2:从手机的经验看,汽车未来长期大的商业机会来自软件服务。手机成为互联网的载体,互联网公司的市值大幅度增长。过去十年,手机移动网络的蓬勃发展,推动了功能机到智能机的换机潮,催生了移动支付、移动视频媒体,移动社交、网上购物、直播、手游等各式各样的应用层出不穷,使腾讯、阿里、搜狐、脸书等一系列互联网科技公司迎来又一轮繁荣,也诞生了美团、头条、滴滴等新兴力量。图表8: 过去十年,
24、移动互联网平台崛起让互联网公司的市值大幅度增长(USD bn)4,0003,0002,000主要互联网行业企业总市值互联网企业市值显著上升1,000抖音等短视频崛起今日头条系抢夺市场短视频动力持续2014-2015改变社交 微信、QQ等移动社交APP2015-2017改变游戏与购物 王者荣耀等手机游戏淘宝等电商APP4G和智能手机的普及,深刻改变了人们的社交、购物、视频、游戏等方式APP使用时长(亿分钟)2017-2018AI加入;改变展示自我的方式2019互联网红利见顶2,5002,0001,5001,0005002014-112015-012015-032015-052015-072015
25、-092015-112016-012016-032016-052016-072016-092016-112017-012017-032017-052017-072017-092017-112018-012018-032018-052018-072018-092018-112019-012019-032019-052019-072019-092019-112020-012020-030资料来源:Wind,微信QQ抖音短视频王者荣耀快手搜狗输入法微博今日头条爱奇艺淘宝腾讯视频苹果公司是过去十年最大的赢家,2015 年后积极向软件和服务公司转型。2015 年前,苹果主要为手机销售推动,盈利随着 iP
26、hone 在全球的热卖逐渐升高。2015 年后,智能手机陷入停滞,苹果逐渐从硬件公司转型向软件和服务公司,再次推动下,其市值不断提升。图表9: 苹果构建了“软件+硬件”生态系统,2015 年以后服务收入占比持续提升资料来源:Wind,趋势 3:我们眼中的智能汽车的商业模式:谁能成为中国的特斯拉?Tesla 是全价值链垂直整合,苹果只在高端垂直整合,第三方厂商长期面临更大压力。我们看到,Tesla 在整个新能源车的产业链中占据更多的环节,从车身设计、MCU、电机控制器、电控制动、电池 BMS、自动驾驶算法、整车制造都有特斯拉的身影。对比苹果智能手机,苹果只在核心的高端环节形成自研,如手机设计、处
27、理器芯片、IOS 系统两个环节,制造环节委托给供应链生产,走轻资产的的商业模式。图表10: 智能手机的商业模式图表11: 我们认为智能汽车未来的商业模式资料来源:公司官网,资料来源:公司官网,趋势 4:硬件军备竞赛是改变行业格局的最好方法,相关公司有望先受益 历代 iPhone 的功能升级推动产业蓬勃发展。苹果手机作为智能手机行业的标杆,其每一次的硬件及软件升级总能引领智能手机市场潮流,从而带动相关产业链公司的飞速发展。iPhone 4S Siri,iCloudiPhone 5STouch IDiPhone 6S 3D TouchiPhone 8iPhone X无线充电,Face ID,AR全
28、面屏iPhone 11双摄, 无线充电图表12: iPhone 功能升级之路20112010201220132014201520162017201820192020iPhone 12新天线系统,磁吸无线充电技术iPhone XS DSDS,A12仿生芯片iPhone 7取消耳机孔,后置双摄iPhone 6 Apple Pay, NFCiPhone 4iPhone 5Retina 显示屏, Lightning 接口,前置 Face Time4G-LTE市值(百万美元)900,000800,000700,000600,000500,000400,000300,000FY10- FY20CAGR7%
29、瑞声20%歌尔45%立讯1.5%鸿海200,000100,000-201020112012201320142015201620172018201920202021资料来源:公司官网,Wind, 智能汽车硬件的规格提升明显加快,为 OTA 升级打下基础。传统汽车在激光雷达、毫米波雷达方面几乎没有配置,行业摄像头的渗透率不足 2 个。但新推出的新能源汽车的配置,在传感器和算力方面,较之前快速增长。我们认为厂商尽管目前在自动驾驶方面仍存在一些不足,但硬件的先行升级为后续 OTA 升级,提供了可能。图表13: 智能汽车的 ADAS 相关传感器数量随自动驾驶级别不断提升预估传感器数量Ultrasonic
30、:10Radar SRR/LRR: 8LiDAR: 5Cameras: 14Ultrasonic:10 Radar SRR/LRR: 8LiDAR: 5Cameras: 14Level IVLevel VUltrasonic:8Radar SRR/LRR: 6Level II 201220152021203020402050LiDAR: 1Cameras: 8Level III车型RadarUltrasonicCameras蔚来ET751211小鹏P751214新能源汽车理想1125特斯拉Model Y1128Ultrasonic:8比亚迪汉3125Radar SRR/LRR: 1LiDAR:
31、 1广汽埃安5124资料来源:公司官网,投资顺序:从硬件升级到软件服务汽车电子行业未来十年规模有望快速增长:在汽车的四化的推动下,我们预计全球汽车电子十年后的市场规模有望从 2020 年的 2,805 亿美元,增长至 2030 年的 8,908 亿美元,复合增速达 12.2%。我们分别假设安全系统/动力电子/其他传统汽车电子/智能座舱和车载通信市场/软件与服务/车用传感器/汽车半导体复合增长达 8.5%/12.0%/6.5%/22.6%/23.4%/19.6%/11.2%。汽车半导体13%车用传感器10%智能座舱与车载通信市场(22.6%)汽车半导体14%其他传统汽车电子(6.5%)动力电子1
32、8%动力电子(12.0%)安全系统11%动力电子19%安全系统8%2030年市场规模8,009亿美元(CAGR)安全系统(8.5%)2,805亿美元图表14: 汽车电子市场规模测算2020年市场规模2020-2030年全球市场规模变化全球汽车电子市场规模智能驾驶渗透率(百万美元)50,000 100,000 150,000 200,000 250,0000软件与服务17%汽车半导体(11.2%)车用传感器(19.6%)其他传统汽车电子24%软件与服务(23.4%)车用传感器5%软件与服务6%智能座舱与车载通信市场 5%其他传统汽车电子40%100%80%60%40%20%0%1,000,000
33、900,000800,000700,000600,000500,000400,000300,000200,000100,000-(百万美元)安全系统动力电子其他传统汽车电子智能座舱与车载通信市场软件与服务车用传感器汽车半导体Level ICameras: 4传统汽车宝马X51126Ultrasonic:4奥迪A6L184Radar SRR/LRR: Cameras: 1120182020E2022E2024E2026E2028E2030E2020E2022E2024E2026E2028E2030EL0 L1 L2 L3 L4 L5资料来源:Wind,预测从智能手机看智能汽车十年的投资顺序:从智
34、能手机的投资顺序,我们认为,智能汽车的投资也将遵循先硬件后软件的模式,而最终能够获得最大成功的公司,可能是软硬结合较为成功的公司。腾讯控股 (700 HK) 阿里巴巴 (BABA US)京东 (JD US)百度 (BIDU US)移动互联网应用中国移动(941 HK)中国电信(728 HK)中国通信(763 HK)电信服务华为 (未上市)苹果 (AAPL US)中兴通讯 (763 HK)小米 (1810 HK)手机终端华为 (未上市)爱立信 (ERIC US)诺基亚 (NOK US)中兴通讯 (763 HK)设备商投资收益顺序4G4G图表15: 从 4G 经验看 5G 未来十年的投资顺序设备商
35、爱立信, 54%20132014爱立信手机运营商高通, 62%中国移动, 72%20152016苹果应用互联网企业周期经验600%腾讯(RHS), 1450%1600%1400% 腾讯(RHS), 1283%500%苹果, 520%1200%400%1000% 苹果, 494%300%800%600%高通, 83%200%400%100%200%爱立信, 12%0%0%-200% 中国移动, 10%-100%-400%20122017201820192020中国移动高通腾讯(RHS)4G资料来源:IDC,投资机会:我们看好车用半导体、汽车传感器、座舱电子、车联网以及相关软硬件算法和服务能在未来
36、十年有黄金的发展机会。图表16: 智能汽车产业链资料来源:汽车半导体:关注计算芯片和功率半导体的国产化机会车用半导体是汽车零部件的重要组成部分,整车价值量有望大幅提升。根据英飞凌及 Gartner 数据,传统燃油车单车半导体价值量约为 475 美元,广泛应用于汽车车身控制(占比 18%)、ADAS(17%)、影音娱乐(14%)、底盘(12%)、动力系统(12%)等领域。我们认为汽车半导体产业链有望迎来变革,整车价值量有望大幅提升,一方面汽车电动化带动功率半导体含量提升,另一方面智能化趋势有望带动车载传感器、AI 芯片及存储器用量大幅提升,我们预测至 2030 年,单车半导体价值量有望升至 20
37、30 年的 1,213 美元,是2020 年的 2.5 倍。整车热管理系统车载充电系统车身&安全IGBTMCUSiC MOSFET信息娱乐系统电池管理系统电控系统ADAS照明系统夜视DMS存储器模拟/电源管理SoC处理器无线连接芯片MCUPM2.5传感器位置速度角度传感器惯性传感器生物识别温度压力传感器MCUMCUIPMMCULED光源摄像头传感器360度全景模拟ICSiC MOSFET激光雷达电流电压传感器IGBTMOSFETMCU驱动ICMCUAFE ICMCU车载AI芯片IGBT图表17: 智能汽车主要半导体分布情况资料来源:比亚迪官网,安森美年报演示材料,英飞凌年报演示材料,Gartn
38、er,竞争格局:日欧企业主导,英飞凌为全球车用龙头。根据 Gartner 数据,2020 年全球汽车 半导体龙头为英飞凌,市场份额为 11%,NXP 与瑞萨分列二、三位,市场份额分别为 10%/8%,此外意法半导体、德州仪器、博世等厂商也具备较强竞争力。展望下一个 10 年,我们认为 在汽车算力与处理数据量提升的背景下,计算芯片与存储厂商的市场份额有望快速提升,同时我们也看好在进口替代趋势下,国产汽车半导体公司的份额提升机遇。图表18: 全球汽车半导体市场拆分(2020A,按应用)图表19: 全球汽车半导体市场份额(2020A)动力系统12%安全系统10%仪表盘7%镁光3% DENSO3%英特
39、尔3%其他41%底盘12%车载娱乐系统14%电动车系统10%ADAS 17%车身控制18%安森美4%博世4%意法半导体6%德州仪器7%瑞萨8%NXP 10%英飞凌11%资料来源:Gartner,资料来源:Gartner,全球汽车半导体至 2030 年市场规模有望突破千亿美元。根据 Gartner 数据,2020 年全球汽车半导体市场规模为 387 亿美元,受新冠疫情冲击下全球汽车销量下滑影响市场规模同比下滑 5.6%,仅占当前全球半导体市场规模的 8.8%。根据 Gartner 数据及我们预测,在“电动化、智能化、网联化”的大趋势下,我们预测单车价值量有望升至 1,213 美元,在全球汽车总销
40、量为 9,200 万的假设下,我们预计 2030 年全球汽车半导体市场规模有望达到 1,123 亿美元,市场规模十年年均复合增长率为 11.2%,有望成为继智能手机后下一个千亿级别市场。图表20: 全球汽车半导体市场规模预测及市场结构预测2020-2030全球汽车半导体市场规模预测元)(全球汽车半导体市场规模增长率(百万美 120,000100,00080,00060,00040,00020,000022020-2030汽车半导体细分市场规模变化201920202021E2022E2023E2024E2025E2026E2027E2028E2029E2030E%) 35302520151050
41、(5)(10)32030年全球汽车半导体市场规模模拟7%MCU 17%其他芯片12020年全球汽车半导体市场规模30%387亿美元功率半导体 18%车用处理器9%(CAGR)功率半导体(14.1%)车用处理器(19.8%)其他芯片(8.6%)存储器(21.3%) MCU(5.5%)非光学传感器(7.7%)模拟(7.3%)MCU 10%存储器15%非光学传感器模拟1123亿美元5%光学传感其他芯片17%车用处理功率半导体 23%存储器6%非光学传感器10%光学传感器3%光学传感器(15.8%)05,00010,00015,000(百万美元)7%器4%20,00025,00030,000器19%执
42、行层动力、制动、 转向、变速等系统电动化资料来源:Gartner,iHS,预测决策层ECU、MCU、VCU等感知层摄像头、雷达、IMU/GPS、V2X等智能化网联化传感器芯片:CIS、MEMS、激光器等计算芯片:AI SoC、MCU等存储器:DRAM、NAND等功率半导体:IGBT、MOSFET、SiC MOS等图表21: 智能化、网联化、电动化趋势带动车用半导体成长资料来源:车载算力芯片的星辰大海:从 ADAS 到高级别自动驾驶车载自动驾驶计算芯片是为高级辅助驾驶(ADAS)和自动驾驶提供算力的核心芯片。进入自动驾驶时代,控制器需要接受、分析、处理的信号大量且复杂,原有的一个功能对应一个EC
43、U 的分布式计算架构或者单一分模块的域控制器已经无法适应需求,同时,摄像头、毫米波雷达、激光雷达等传感器采集的海量数据受限于时延及可靠性无法在云端进行计算,车载自动驾驶计算芯片成为自动驾驶控制核心。图表22: 蔚来 ET7 ADAM 超算平台搭载 4 颗英伟达 Orin 计算芯片配合多达 33 个传感器实现 L4 级别自动驾驶资料来源:蔚来官网,随着自动驾驶等级增加,自动驾驶计算芯片算力需求不断增长。根据华为、IDC、SAE 的预测,实现L2 级别及以下自动驾驶需要算力不超过10TOPS(Tera Operations Per Second,每秒一万亿次计算),L3 算力需求为 30-60TO
44、PS,L4 算力需求超过 100TOPS,L5 算力需求超过 1000TOPS,算力将不断提升。图表23: SAE(美国汽车工程师学会)自动驾驶分级定义及算力需求预测功能区域SAE 分级名称驾驶主体感知接管控制干预实现功能道路环境监控算力需求L0完全人类驾驶人人人-全部全部0L1机器辅助驾驶人和系统人人部分部分部分100TopsL5完全自动驾驶系统系统系统系统全部全部1000Tops资料来源:IDC 数据库,SAE 官网,单芯片性能不断突破,先进制程支撑算力和功耗表现提升。我们预测未来支持 L4 及以上的算力芯片,如同手机 SoC 和 PC CPU 一样,将大范围应用 7nm 以及以下制程工艺
45、实现超 100TOPS 甚至超 1000TOPS 单芯片算力,同时维持较低功耗水平。先进制程的应用将推高芯片成本,但单位算力成本降显著下降。图表24: 市场主流 ADAS 及自动驾驶算力芯片厂商芯片名称量产时间算力(Tops)功耗(W)适用等级(SAE)工艺制程MobileyeEyeQ320140.2562.5L240nmEyeQ420182.53L328nmEyeQ520202410L4-L57nmEyeQ62023E12840L4-L57nm英伟达Xavier20203030L2-L512nmOrin2022E20045L2-L57nmAltan2025E1000-L5-特斯拉FSD201
46、97236L314nm地平线征程 3202052.5L1-L216nm征程 52021E9615L3-L4-征程 62023E400-L4-L57nm黑芝麻华山一号20205.81.45L216nm华山二号2021E40-1008L316nm资料来源:各公司官网、功率半导体:受益于汽车电动化趋势,碳化硅有望加速渗透汽车电动化趋势有望带动 2030 年全球车用功率半导体市场规模升至 262 亿美元。功率半导体广泛应用于电力电子系统中,通过改变电路中的电压、电流、频率及导通状态等物理特性从而实现对电能的管理,功率半导体通常可以分为功率分立器件(如 IGBT、 MOSFET、SBD 等)与功率 IC
47、(如 LDO、OVP、ESD 等)两类。在传统的燃油车中功率半导体主要用于车载影音系统、车载空调、LED 驱动及车辆启动等系统中,价值量相对有限;而在纯电动车中,根据英飞凌 2020 年报统计,整车半导体含量比普通燃油车增加 438美元,其中功率半导体为 330 美元,是占比最高的部分。图表25: 新能源汽车主要功率半导体分布及价值量情况资料来源:安森美年报演示材料,英飞凌年报演示材料,IGBT 仍是主流方案,特斯拉推动 SiC 加速渗透。考虑到目前新能源汽车的功率范围(通常在 60KW-180KW),IGBT 仍是目前电动车主逆变器的主流方案,也是目前新能源汽车功率半导体价值量最大的部分。且
48、由于 IGBT 在芯片及封装技术的成熟度、成本与产能端的优势,我们认为在相当长的时间内 IGBT 仍将是新能源汽车电控系统主逆变器的主要方案,但另一方面,随着特斯拉在 Model3/Y 等车型上相对激进的率先应用,SiC MOSFET 方案正在加速渗透。图表26: 主要功率分立器件所处的功率及频率区间图表27: SiC 相比 Si 可节省约 73%的损耗10MW1MW(功率)IGBT模块SiC 模块高频、高压120相比于Si-IGBT,SiC- MOSFET整体损耗可降低73%10080损耗(W)100kW6010kWSiC MOSFET 401kW100WIGBT单管MOSFETGaN HE
49、MT200Si-IGBTSIC-MOSFET10Hz1kHz1MHz(频率)导电损耗 关闭开关损耗 打开开关损耗资料来源:英飞凌年报演示材料,预测资料来源:ROHM,预测展望下一个 10 年,我们建议投资人从市场空间成长及国产化两条主线把握投资机遇。从市场空间来看,我们看好功率半导体作为汽车电动化趋势下最直接受益者的投资机会;同时我们看好未来汽车的形态将逐步趋近于移动的“数据中心”,单车算力及数据处理能力有望大幅提升,看好车用 AI SoC 及存储器的成长机会。此外作为汽车智能化趋势下的重要组成部分,我们看好车用传感器的成长机会,其中 CIS 作为车载摄像头核心部件市场规模有望迎来高速成长。从
50、国产化来看,我们更加看好 CIS、IGBT、MCU、AI SoC 及模拟芯片等细分赛道。一方面,目前国内已经涌现出如韦尔、寒武纪、比亚迪半导体、斯达等一批优秀的汽车半导体厂商,在细分领域初具竞争力;另一方面,我们看好在国产造车新势力的崛起下,国产供应链配套带动份额及技术提升的投资机会,建议关注投资人持续关注国产半导体厂商在主要车厂的份额提升情况。车用视觉传感器:L4 单机价值量较 L2 有望成长 8 倍智能驾驶相关车用传感器增长有望加速:汽车传感器是汽车计算机系统的输入装置,它把汽车运行中各种工况信息,如车速、各种介质的温度、发动机运转工况等,并按一定规律转换成可用输入信号的器件或装置。受类
51、ADAS 及智能驾驶相关功能的需求推动,车用视觉传感器市场规模成长较快。图表28: 自动驾驶相关视觉功能一览资料来源:舜宇光学官网,L4 级别智能驾驶相关传感器单机价值量较 L2 成长 8 倍:根据 Yole development 的预测,单车的 L4 级别的自动价值将较 L2 的 405 美元成长 8 倍至 3,430 美元。主要的增量如下:车载摄像头:单车价值量从 L2 的 200 美元增加为 L4 的 580 美元,个数将从 L2 的 4颗成长为 L4 级别的 14 颗,包含前视、环视等功能。激光雷达:单车价值量从 L2 的 0 美元增加为 L4 的 1700 美元。个数将从 L2 的
52、 0 颗成长为 L4 级别的 5 颗。单价上随着技术的成熟,激光雷达的价格会从 L3 的 555 美元逐渐回落到 L4 的 340 美元。毫米波雷达:单车的价值量从 L2 的 87 美元增加为 L4 的 490 美元,个数将从 L2 的 1颗成长为 L4 级别的 8 颗。图表29: 全球智能驾驶相关传感器的单车价值量资料来源:Yole Development,车载摄像头:自动驾驶之眼,汽车智能化推动行业快速成长车载摄像头是自动驾驶汽车采集信息、分析图像的重要途经,和算法结合从而实现车道偏离预警(LDW)、汽车碰撞预警(FCW)等功能,是高级自动驾驶辅助系统 ADAS 中的感知层的重要解决方案之
53、一。我们认为,摄像头方案作为目前最具成本优势、供应链最成熟的解决方案,有望在 L3 以下级别自动假设中占据重要地位,而汽车市场也有望成为继智能手机后另一个驱动摄像头市场增长的重要动力。图表30: 自动驾驶中三种常见传感器特性对比资料来源:Ofweek,预测智能化趋势带动单车摄像头数量快速提升。根据 ADAS 不同的功能需要以及安装位置,车载摄像头包括前视、环视、后视、侧视以及内置五类摄像头,可分别实现乘车侦察,环视,盲区监测,辅助泊车,疲劳驾驶监测等功能。从目前市面上的主流方案来看:1)特斯拉 Model 3 有 8 个环绕车身并能够覆盖 360的摄像头,包括 3 个前视摄像头(1 颗长焦、1
54、 颗广角、1 颗中距)、2 个侧方前视摄像头、2 个侧方后视摄像头和 1 个后视摄像头;2)Mobileye 的自动驾驶系统 Mobileye Drive 则配置 13 个摄像头,能够提供完全端到端自动驾驶功能。从主要汽车厂商的方案来看,新势力在单车摄像头数量上显得更为激进,蔚来 ES6 共搭载 8 颗车载摄像头,小鹏 P7 则搭载多达 13 颗车载摄像头,相比之下大众推出的ID.3 仅搭载 2 颗车载摄像头。图表31: 目前市面上主流车载摄像头方案及主要功能介绍 特斯拉方案 Mobileye Drive后置侧视摄像头盲区监测环视后置摄像头辅助泊车车道偏离预警前置侧视摄像头盲区监测环视前置摄像
55、头(广角/长焦/中距)乘车侦查夜视13台相机3个远程LiDAR6个短距离激光雷达6个雷达安装位置摄像头摄像头个数ADAS功能实现具体功能描述前视单目/双目14车道偏离预警LDW、前向碰撞预警FCW、行人碰 安装在车内后视镜上或者前挡风玻璃上较高的撞预警PCW、车道保持辅助LKA、交通标志识别 位置以获得较好测距功能TSR、行车记录仪,夜视镜头后视广角13倒车影像、全景泊车SVP安装在后尾箱上,在汽车倒挡时将车尾影像显示在驾驶舱内环视广角安装在车身周围的超广角摄像头,以采集车辆48全景泊车SVP四周影像,利用图像拼接技术组合成周边全景图,助泊车开启“上帝视角”侧视广角2盲点监测BSD、全景泊车S
56、VP、交通标志识别安装在后视镜下方,将后视镜盲点区域显示在TSR驾驶舱内内置广角12驾驶员检测系统DM、安全录像安装在车内后视镜处,以检测驾驶员是否疲劳驾驶以及危险驾驶等资料来源:特斯拉,Mobileye,安森美,豪威官网,投资机会:关注国产供应链。我们认为,通过多年的产业积累,国内在摄像头模组产业的成熟度已经较高,主要供应链厂商有望从车载摄像头行业增长中率先受益,建议关注韦尔股份等产业链公司的投资机会。硬件零件:占总成本75%模组封装:占总成本75% 光学镜头 图像传感器 串行器 连接器 图像信号处理器图表32: 车载摄像头成本拆分及相应市场份额情况车载摄像头成本全球车载摄像头模组市场份额(
57、2018)全球车载摄像头镜头市场份额(2019)全球车载摄像头CIS市场份额(2019)PCB及其他 25%镜头25%COMS图像传感器 30%模组封装20%Mcnex 8%其他25%索尼8%松下20%麦格纳9%大陆法雷奥富士通 11%Fujifilm 12%其他22%关东辰美14%舜宇光学34%Sekonix18%Sony6%其他3%OmniVis ion 29%安森美62%9%10%资料来源:安森美,舜宇光学官网,Gartner,车载激光雷达:高等级自动驾驶传感器中的“C”位担当作为自动驾驶三大传感器之一的车载激光雷达由于具备更高的空间分辨率、更强的抗环境光干扰性以及直接 3D 成像等特征
58、成为高等级自动驾驶的必备传感器,从谷歌的第一代无人驾驶汽车(本田普锐斯)到其最新一代(捷豹 I-Pace)无不出现激光雷达的身影,且单车使用量也从最初的 1 颗(车顶位置,360环视)增加至 5 颗(车顶位置 1 颗,前后车牌以及后视镜两侧各 1 颗)。图表33: 蔚来 ET7 中激光雷达搭载情况及方案图表34: 小鹏 P5 中激光雷达搭载情况及方案资料来源:佐思汽研,资料来源:佐思汽研,我们认为前装量产是车载激光雷达实现规模化商用的关键,这使得可靠性与成本的优先级领先性能成为车企在进行激光雷达技术路线选择的重要考量。机械式激光雷达尽管在性能上更为突出,但高昂的价格(Velodyne Puck
59、 VLP-16 零售价约为 3800 美元,BOM 成本大约为 1000 美元)难以达到车规量产的要求。对于纯固态的方案,尽管芯片化的设计提升了集成度,同时有望借助半导体工艺大幅降低成本,但短期面临较多工艺难点以至于其可靠性以及良率尚未能达到车规要求。相比于以上两种方案,混合固态方案的特征介于两者之间,在综合可靠性、成本以及探测性能的背景下,成为当前车企的最优选择。图表35: 激光雷达三种技术路径对比技术方案技术优点及缺点代表性公司及产品典型产品价格机械式优点:360扫描,供应链链成熟;缺点:成本与线束成正比,组装难度大Velodyne( Puck VLP-16、HDL-32) 、禾赛科技 P
60、uck VLP-16(零售价 3800 美元)(Pandar40、Pandar64)混合固态(转镜方案)优点:便于集成和小型化,成本优势;缺点:MEMS微振镜对周围环境要求较高,通过车规验证难Valeo (Scala 2)、华为激光雷达混合固态(MEMS 方案) 优点:成本优势,环境适应度高;缺点:体积较 MEMS振镜方案大Innoviz(InnovizTwo)5001000 美元纯固态(OPA 方案)优点:集成度高,成本遵循摩尔定律;缺点:技术难度大,商业化慢,尚处于研发阶段Quanergy、Analog Photonics纯固态(Flash 方案)优点:可在短时间内记录整个场景,响应度高;
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