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文档简介
1、摘要未来汽车将成为最大的智能终端,具备高度自动化、数字化、电气化的特征,搭载适配移动出行需求的高新性能,将成为 下一个互联网的入口,也将成为终端消费者的第一触点。汽车的产品与服务体系将共同组成一个新型的场景和商业模式, 成为一个新的生态系统,而自动驾驶、电气化和数字化将成为关键使能技术。电动车快速渗透,未来将有六大趋势:1)汽车将成为最大智能终端,成为万物互联重要节点;2)自动驾驶进入商业化落 地时点与高速渗透前夕;3)政策与成本双重推动下,电动车将逐步替代燃油车;4)汽车电子电气架构从分布式走向域集 中;5)产业链价值分布迎来变革,零部件/软件服务取得更高话语权;6)科技巨头和新势力入局,O
2、EM车厂迎来格局重 塑。从汽车电子硬件层面看,整车电子电气相关价值量将大幅提升。新能源车BOM成本中,现阶段汽车电子(含电控电驱) 合计占比20%,除电池以外最大,预计未来占比进一步提升。电子零部件中,最大市场在ECU/DCU(包括计算芯片在内 的计算单元)、功率半导体、其他电子元件,复合增速最快的是ECU/DCU(+8%)、功率半导体(+10%)、其他电子 元件(+9%)和集成/识别/验证(+15%)等,其他汽车电子包括MCU、模拟IC、存储、被动元件、PCB、面板等。从汽 车智能化的视角看,增量主要来自传感器(重点在摄像头和激光雷达),市场到2025年可达524亿美元,而计算平台(融 合了
3、软硬件)可达795亿美元;从汽车电动化的视角看,增量主要来自功率半导体,市场到2025年可达164亿美元。重点关注传感器和功率半导体产业链。1)感知层:摄像头、激光雷达等多传感器融合成为自动驾驶的核心驱动力。摄像 头将以高单价ADAS摄像头为主导,车载镜头方面舜宇光学、联创电子占有较高市场份额,车载CIS方面韦尔股份占有一 定市场份额,车载CCM则由Tier 1供应商主导;激光雷达方面,禾赛科技(拟上市)、镭神智能、速腾聚创有望跻身一线, 实现弯道超车;2)决策层:具备AI计算能力的主控芯片市场快速成长。车载AI芯片市场Mobileye、英伟达主导,华为、 高通、地平线等将成为有力竞争者;3)
4、执行层:电控系统升级刺激功率器件需求,化合物半导体加速落地,本土功率厂 商迎来进口替代机会。比亚迪半导体(拟上市)为国内最大IGBT供应商;中车时代电气4500V以上高压IGBT位列全球前 五;斯达半导体IGBT模块能力优秀,客户基础广泛;闻泰科技旗下安世半导体,收购自恩智浦,功率分立器件龙头,主 营车载功率器件。SiC器件还可关注三安光电、士兰微、华润微,材料环节建议关注:山东天岳、瀚天天成、天科合达、 东莞天域。目录一、改变:汽车行业未来十年的六大趋势二、增量:整车电子电气相关价值量大幅提升三、机遇:重点关注传感器和功率半导体产业链趋势一:汽车将成为最大智能终端,成为万物互联重要节点车联网
5、系统及软件传感器模块产品体系服务体系红外目标探测超声传感器激光雷达传感器系统远程雷达高精地图、互联和导 航功能娱乐信息系统车企及第三方服务平台操作系统应用软件车联网数据层内部数据运行车辆状况 驾乘操作车辆维修预警外部数据 道路状况 气象信息 停车场提示车企后端平台CRM系统电气动力总成电机驱动控制电池组计算单元计算机模块通信模块未来汽车将成为最大的智能终端,具备高度自动化、数字化、电气化的特征,搭载适配移动出行需求的 高新性能,成为下一个互联网的入口,也成为终端消费者的第一触点。汽车的产品与服务体系将共同组成一个新型的场景和商业模式,成为一个新的生态系统,而自动驾驶、电 气化和数字化将成为关键
6、使能技术。图表:智能车有望成为下一个互联网入口资料来源:艾瑞咨询,中信建投趋势二:自动驾驶进入商业化落地时点与高速渗透前夕自动驾驶的实现过程包括环境信息的感知、认知、应对。感知:主要依靠各类传感器(雷达、摄像头等)实现,采集车 身及环境信息;认知:使用计算平台对信息进行加工,将加工后的道路、行人、路标等信息反馈给驾驶员或电脑;应对: 驾驶员或电脑依据信息作出反应。自动驾驶进入商业化落地时点与高速渗透前夕。自动驾驶汽车可以减少人为干预对于驾驶的必要性,2020年L1及以上新车渗透率接近50%,L2渗透率达7%,未来将从目前的L2阶段发展至完全不需要驾驶员干预的L4及L5阶段。图表:各级别自动驾驶
7、比较自动驾驶 分级NHTSAL0L1L2L3L4SAEL0L1L2L3L4L5名称人工驾驶辅助驾驶部分自动驾驶条件自动驾驶高度自动驾驶完全自动驾驶定义由人类驾驶者全权 驾驶汽车车辆对方向盘和减速 中的一项操作系统提 供驾驶,人类驾驶员 负责其余的驾驶动作车辆对方向盘和减 速中的多项操作系 统提供驾驶,人类 驾驶员负责其余的 驾驶动作车辆完成绝大部分驾 驶操作,人类驾驶员 需保持注意力集中以 备不时之需由车辆完成所有 驾驶操作,人类 驾驶员无需保持 注意力,但限定 道路和环境条件由车辆完成所有 驾驶操作,人类 驾驶员无需保持 注意力驾驶操作人类驾驶员人类驾驶员和车辆车辆车辆车辆车辆周边监控人类驾
8、驶员人类驾驶员人类驾驶员车辆车辆车辆接管人类驾驶员人类驾驶员人类驾驶员人类驾驶员车辆车辆应用场景无限定场景所有场景自动驾驶系统前向碰撞预警后向自动紧急制动后向碰 撞预警后方交通穿行提醒车道保 持辅助前方交通 穿行提示交通标 志识别盲区监测倒车后视自适应巡 航ACC自动紧急 制动车道偏移预警全景影像交通拥堵辅助高速公路驾驶辅助疲劳驾驶预警半自动/自动泊车高速拥堵辅助高速驾驶代客泊车非结构性道路驾驶L4自动驾驶资料来源:NHTSA,SAE,中信建投备注:NHTSA指美国国家公路交通安全管理局,SAE指美国国家自动机工程师学会资料来源:英飞凌,Strategy Analytics 2019,中信建投
9、目前大部分车企已量产L2级别,短期内L4级别尚待落地图表:主要车厂动驾驶间表国外车厂20182019202020212022宝马自时L2L3、L4L4概念大众L2L3L4概念奥迪L2L3特斯拉L2L4概念国内车厂20182019202020212022百度L3方案L4方案滴滴L3L4概念长安L2L3上汽L2L3北汽L2L4概念理想L2L3概念蔚来L2L3L4概念小鹏L2L3L4概念全球:根据Strategy Analytics,2020年,全球L2及以上智能车渗透率7%,预计到2035年达到79%,其中L4在2030年出 现,L5在2035年出现。中国:根据高工智能产业研究院(GGAI)监测,
10、2018年乘用车新车中L1级别渗透率约14%,L2 约5%。预计中国市场比海外市场略早,到2025年,L3渗透率为20%,L4开始进入市场。各车厂的节奏:头部车企最早2018年已经发布L2级别自动驾驶汽车,截至2020年底,多数车型均可搭配L2级别自动驾 驶,部分车企实现了L3级别自动驾驶,部分车企选择跳过L3直奔L4,虽然L4概念车或L4自动驾驶系统较多,但目前尚 无真正意义上的L4级别自动驾驶汽车。图表:2015-2035年自动驾驶车型渗透率及预测图表:主流车厂自动驾驶车辆推出时间表资料来源:中信建投备注:推出时间指整车发布时间或计划 发布时间,不包含概念车2024年94美元/kWh203
11、0年62美元/kWh趋势三:政策与成本双重推动下,电动车将逐步替代燃油车锂离子电池单位成本逐年下降,助推电气化落地。2010年锂离子电池单价为1191美元/kWh,2010-2020年单位成 本基本保持每年10%-30%的下降趋势,至2020年,单位成本来到137美元/kWh,预计2024年单位成本下降至94美元 /kWh,2030年62美元/kWh。电池成本占整车成本约40%,单位成本下降带来整车经济性,助推电气化落地。各国拟定乘用车碳排放目标,电动车将逐步替代传统燃油车。主要大国对乘用车碳排放拟定了长期目标,中国目 标2025年乘用车碳排放降至93.4g/km;欧盟预计到2025年相比20
12、21年减少15%碳排放,到2030年减少37.5%。从 电动车碳排放量看,48V轻混相比传统燃油车碳排放减少15%,电动车减少30%,插电混动减少77%,纯电动车和燃 料电池电动车减少100%。政策推动下,轻混及以上电动车将显著受益,逐步替代传统燃油车。图表:锂离子电池单价呈现下降趋势图表:各国乘用车二氧化碳排放标准资料来源:BloombergNEF,中信建投资料来源:ICCT:Passenger vehicle fueleconomy 2020.06,英飞凌,中信建投资料来源: Infineon , IHS Markit , Automobile Group 2020.07,中信建投中信建投
13、备注:ICE-传统燃油车,MHEV-轻电动车,FHEV-电动车,PHEV-插电混动,BEV-纯电动车,FCV-燃料电池电动车目前xEV渗透尚处于较低水平,预计2030年将达60%资料来源: BloombergNEF , 罗 兰贝格,中信建投备注:电动车电池容量以60kWh 计算xEV渗透率仍很低,未来替代空间巨大。根据IHS Markit和Automobile Group,2019年,全球92% 新增汽车仍为传统燃油车,1%为轻混电动车(MHEV),7%为混动、插电混动和纯电动等,预计 到2030年xEV(各类电动车,包括轻混)渗透率将达到60%。2030年可能是电动车拐点,纯电单车成本将降至
14、燃油车水平。目前传统燃油车的单车动力系统成本 为5000美元(内燃机),混动车及以上的成本仍产显著高于燃油车,主要体现在电池组,随着锂电 池单位成本降低,单车动力系统成本将下降至5000美元以下,相比传统燃油车具备成本优势。图表:各类新能源车渗透率图表:2030年可能是电动车的拐点趋势四:电子电气架构从分布式走向域集中分布式(已实现)域集中(下一代 2021-2025)中央集中、带状化 未来(长期)独立软件平台,有限的硬件抽象层单一软件平台,完整的硬件抽象层80-100 ECUs多个CAN,LIN,以太 网,Flexray,MOST4-5个高性能DCUs多个传感器、执行器ECUs每个区域一个C
15、AN总线一个以太网主干高性能计算机集群多个传感器、执行器ECUs每个区域一个CAN总线1个以太网主干虚拟化功能由高性能计算机集群执行基于带状结构的传感器、执行器ECU(独立于域,可扩展)由高级网关处理高复杂度路由中央 网关分布式控制多节点通过中央网关进行互通专用域DCUs功能集成由高级网关处理DCU之间的路由DCUECU技术特性电动化和智能化发展推动电子电气架构重构。高级别自动驾驶需要更高的信号传输效率,更需要系统整合,一个功能 可能要用到很多传感器,以往ECU的模式会遇到瓶颈:以及ECU过多导致布线、升级扩展困难等问题。同时随着集成 电路技术的发展,车用主控芯片的运算能力、主频、核心数不断提
16、高,也使得分布式处理不再必要,推动汽车电子电 气架构的重构。(ECU:电子控制单元,DCU:域控制器)集中式架构可以减少ECU的数量和整车线束的长度,大幅降本增效。例如,若用一个集成中控、仪表、360环视及其 他影音娱乐功能的DCU替代多个来自不同供应商的传统ECU方案,最大可为车企带来将近38%的BOM成本节降,也 为后续OTA的软件管理提供便利。图表:电子电气架构从分布式走向域集中资料来源:罗兰贝格,中信建投附:博世电子电气架构技术路线图博世将整车电子电器架构发展分为6个阶段,车企与Tier 1根据自身技术规划、车型平台和内部能力等制定适合自己 的方案。大部分传统车企定义3-5个域,包括底
17、盘与动力总成、ADAS(高级驾驶辅助系统)与安全、影音娱乐、车 身和互联互通。目前来说,大多数厂商开始从模块化向功能集成阶段迈进,特斯拉在车身融合阶段。特斯拉model 3的电子电气架构 只有三大部分,分别是自动驾驶及娱乐控制模块、右车身控制器、左车身控制器。其中自动驾驶及娱乐控制模块对娱乐导航、autopilot、ADAS的任务进行统一的管理,右车身控制器BCM RH主要集成了自动泊车、热管理、扭矩控 制等功能,左车身控制模块主要负责灯光控制等。图表:博世电子电气(E/E)架构路线图资料来源:罗兰贝格,中信建投资料来源:特斯拉,中信建投趋势五:产业链价值分布迎来变革,零部件/软件服务取得更高
18、话语权资料来源:CSDN,中信建投演变趋势产 业 生 态 位现在汽车制造商出行服务商延伸固守传统手机:诺基亚、摩托罗拉未来汽车制造商衰退衰落手机:索尼、LG汽车代工商新兴手机:苹果、HMOV汽车产业链包括:零部件整车代工销售维修配套设施(充电桩等)-支持产业(软件和数据服务)。更多零部件厂商掌握话语权,电动车核心动力部分格局重塑。电动车核心动力部分被拆分,核心技术 技术也不再集中在车企手中,零部件厂商更有话语权,例如锂电池巨头就有宁德时代、松下、LG、比 亚迪等,电驱和电控系统有电装、大陆、日立、西门子、博世等。虽然反应不快,传统车厂业已开始 转型,例如比亚迪、丰田、宝马、本田等布局较早的车企
19、都已研发自己的三电系统。产业链价值变化:零部件增量,配套设施(充电桩建设)增量,支持产业(软件和数据服务)增量,整车代工价值比重下降。图表:产业链重心由传统内燃机变为电池、电机、电控系统图表:整车企业产业生态位变化趋势附:未来主机厂的定位将从汽车销售商转变为出行服务商新车二手车配件交 易废旧车 辆资产型 业务服务型 业务车队服 务汽车销售售后服务金融服务出行即服务汽车即平台私 家 车 出 售维修商出行服务基础设 施服务数据即 服务互联服 务销售平台使用自 有 品 牌多 品 牌按 需 用 车按 需 出 行日功企常能业折配保事升消出价件养故级费租支保行车销磨维配信赁付险车辆售损修件贷队修更复换停
20、充车 电车 辆 数 据用 户 数 据使 用 费特 许 权 使 用 费增 值 服 务零 售 价 服 务主机厂传统业务板块主机厂新业务板块“出行即服务”、“汽车即平台”将成为主机厂新的收入模式。随着消费者的全渠道交互需求快速增长, 催生出“金融服务”“出行即服务”、“汽车即平台”等新的收入模式。主机厂的定位将从单纯的汽车销 售商成为出行服务商,为用户提供按需出行、数据等众多增值服务。智能化的进程直接影响车企的盈利性与价值链定位。如果车企不关注软件与数据,则会丧失软件和数据的 服务带来的可持续利润(10倍于传统硬件的净利润),只能依靠制造和销售整车硬件获取低利润。图表:主机厂传统业务与新的收入模式资
21、料来源:德勤,中信建投电动化和智能化促进更多的outsource以及各环节协同合作感知层三大场景布局视 觉 Rada Lidar 地 图 决 策 层 执 行 层 高速城市泊车r博世大陆法雷奥安波福采埃孚百度华为东软睿驰华阳德赛西威车厂insource市场 outsource 变速箱 outsource 其他电动器件outsource 电动机 outsource 逆变器 其他(eheating等)电动化带来更强的外包趋势,很多原由车厂或T1独立完成的次级部件将外包,带来更大的机会。根据Borg Warner的预测,电动汽车市场超过70%的可参与空间将被外包。智能化和自动驾驶有非常长的技术链条,每
22、一个链条都做到领先是非常难的,因此一定是一个合作 共赢的过程。从主要自动驾驶Tier1的布局图来看,博世、大陆和法雷奥在国外Tier1中布局最全面, 华为是国内Tier1中布局最全面的,但仍未做到全面覆盖。产业链中,半导体供应商、传感器供应商、 算法/软件供应商、数据服务提供商/图商、车联网供应商、集成供应商将更高维度协同合作。图表:电动汽车超过70%的市场空间将被外包图表:全球Tier 1自动驾驶布局资料来源:Borg Warner,中信建投资料来源:Borg Warner,中信建投企业所需资源痛点传统OEM需要大量资源投入和工程资源储备,也需要 试错依靠传统的Tier1资源比较有限,需要引
23、入新科技公司等参与布局软件、算法等人才短期内跟不上节奏成本没法均摊EEA变化导致组织架构不清晰电子电器架构迭代慢新势力前期大量资源投入和工程资源储备到软件研 发电子电气等相关人才需求供应商资源前期自主研发效率不高整车经验不足,验证不充分Tier 1 和Tier 2 管控能力弱研发投入巨大,短期没收益Tier 1软硬分离,战略上需满足OEM 变化业务加大算法、软件研发人才储备芯片、基础软件供应商资源传统业务需要转型,以适合变化不再是大包大揽,OEM 主导全产业链的核心技术整合更多科技公司参与,加剧竞争部分原属于Tier 1 和Tier 2 的软件能力可能会被车企的 软件中心所吸收E/E变革将改变
24、原封闭性的OEM大包大揽的格局汽车电子电器架构变革将带来更多的行业参与者,推动产业链更加开放。汽车电子电气基础架构变革 对芯片的计算、通信能力以及软件的代码量、复杂度有更高要求,并非单一车企或Tier 1可以独立完成, 这也将带来供应商的洗牌和产业合作模式的改变。传统主机厂的软件工程师偏少,底层基础软件(BSW)基本是委外开发,从当前的趋势来看,后续主 机厂会逐步形成自己的软件团队,建立自主开发能力;同时,越来越多的科技公司会参与竞争,不再 是封闭性的OEM大包大揽的格局。图表:各类车厂所需资源与痛点资料来源:中信建投趋势六:科技巨头和新势力入局,OEM车厂迎来格局重塑资料来源:IDC,中信建
25、投35%22%11%8%6%16%诺基亚 三星 LG摩托罗拉 索尼爱立信 其他19%16%13%8%8%7%1%1%2%3%22%苹果 vivo 中兴三星华为OPPO小米联想LGTCL通讯其他传统OEM厂商没落2006年2019年90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%智能机占比功能机向智能手机的转变带来市场格局剧变,推断未来OEM车厂也将面临份额变化。手机从功能手 机向智能手机的转变表明,一些传统的OEM可能难以维持当前的市场规模。在iPhone推出之前的 2006年,诺基亚和摩托罗拉是最大的手机供应商,最终却面临出售的命运。目前新能源车处于2006年智能机的渗透率位置,未
26、来十年将迎格局重塑。以目前xEV(混动、插电 混动和纯电动合计)的渗透率7%的位置来看,处于2006年智能机的渗透率位置,随着未来渗透率 不断提升,特斯拉、苹果、华为、造车新势力等科技巨头和新进入者进入这个市场,未来十年将迎 来格局重塑。图表:2006年功能机市场格局和2019年智能机市场格局图表:15年间智能机渗透率的增长趋势EV渗透率所处的位置智能机出货功能机出货资料来源:IDC,中信建投特斯拉:智能车全球龙头,自研软硬件攻克自动驾驶资料来源:CleanTechnica,EV-Volumes,中信建投资料来源: BloombergNFE,中信建投特斯拉2012首发电动车,已成为智能车全球龙
27、头。特斯拉2012年发布第一款电动车Model S,2015年 Model X,2017年Model 3,2020年Model Y。目前,特斯拉已成为电动车龙头,其在2019年PEV市场份额 居第一,达16.6%,2020年特斯拉销售电动车49.92万辆,同比增长35.7%。特斯拉自研自动驾驶软硬件,传统OEM厂商将难以效仿。1)软件:升级FSD软件系统,将实现车辆零干预 驾驶。特斯拉2020年推送了最新版FSD Beta,于2021年投入使用;2)硬件:成本至上,外购传感器,自 研计算单元。特斯拉Model 3中部署汽车传感器和Autopilot ECU(电子控制器单元)。传感器使用摄像头、
28、 超声雷达、毫米波雷达,未使用激光雷达。Autopilot ECU将硬件从HW2.5升级至HW3.0,去除了英伟达的 SoC和GPU、英飞凌的MCU,集成了自研的SoC、两个GPU、两个神经网络处理器和一个锁步CPU。图表:2019年全球插电电动车(PEV)市场份额图表:特斯拉季度销量苹果:人才和专利已有积累,预计成为特斯拉最大竞争对手资料来源:Google,中信建投资料来源:车东西,中信建投2014年推出车载软件,此后布局“造车”,人才储备深厚。2014年,苹果在日内瓦车展发布Carplay车载软件之后, 便开始对汽车进行实质性的研究。此后,苹果从各大车企都挖角优秀人才,包括特斯拉、克莱斯勒
29、汽车、大众集团, 从英伟达、Waymo等公司聘用自动驾驶相关的人才,从三星公司挖走至少多名电池专家。苹果所吸纳的员工包括 传统主机厂、新造车公司、自动驾驶公司甚至动力电池企业,几乎是涵盖了智能电动汽车领域的所有项目。苹果已经在整车制造、自动驾驶、智能座舱方面积累了大量的专利技术。2019年,苹果在汽车领域一共获得30多 项专利,涉及自动驾驶、AR导航、车载VR、车内支付、生物识别、智能硬件、车外交互、虚拟后视镜等多个领域。 截止2020年12月,苹果在汽车领域又拿下了将近40个专利,在自动驾驶、智能座舱、智能车身、电动汽车、安全 保障方面都有涉猎。从器件角度看,苹果专利设计摄像头、生物探测处理
30、器、激光雷达、VCSEL、车身、安全气 囊、电池等。Digitimes预计苹果将于2024-2025年会推出Apple Car,我们预计苹果将成为特斯拉最大竞争对手。图表:Apple Carplay图表:苹果用于自动驾驶测试的雷克萨斯RX450h华为:“4+1”入手布局汽车基于ICT技术,成为面向智能网联汽车的,增量部件供应商资料来源:华为,中信建投华为从自身强项出发,最先从四个方面入手,具体做“4+1”:自动驾驶、智能网连、智能电驱、智 能座舱、云服务(给车厂用来训练,辅助研发)。华为宣布不造车,聚焦ICT,帮助车企造好车,对 标博世成为Tier 1,成为智能网联汽车的增量部件供应商。图表:
31、华为战略选择和解决方案务智能 驾驶智能 座舱智能网联智能电驱Octopus八爪鱼:基于华为 云的自动驾驶云服务(训练、 仿真、测试)OceanConnect: 车联网接 云服入服务高精地图云服务三电云服务V2X云服务MDC:智能驾驶平台激光雷达毫米波雷达4G/5G/V2X车载移动通信模块 及T-Box以太网关(中央及分布式)CDC智能座舱平台(基于麒麟芯片)mPower: 多形态电驱、 充电及电池管理系统VDC整车控制平台造车新势力:受益政策红利快速崛起,领头车企开始自研芯片资料来源:乘用车市场信息联席会,中信建投资料来源:乘用车市场信息联席 会,中信建投造车新势力受益于政策红利快速崛起,领头
32、车企开始自研智能驾驶计算芯片。造车新势力包括特斯拉、蔚来、理 想、小鹏、零跑、哪吒、威马、云度等。造车新势力大规模对外融资始于2015年,与国家新能源汽车补贴政策的 推进一致;2020年,随着产品放量,零部件成本下降,毛利率转正,如Q3蔚来毛利率提升至14.5%、理想19.8%, 距离特斯拉的27.7%仍有距离。从布局来看,特斯拉、零跑已发布自研的智能驾驶芯片,蔚来也在规划自研芯片。造车新势力处于爆发阶段,已有数家进入新能源车TOP10。根据EVsales数据,2020年1-11月全球销售新能源乘 用车254.43万辆,8家造车新势力销量为53.23万辆,占比21%。中国市场,根据乘联会数据,
33、1-11月新能源乘用 车累计销量96.46万辆,8家造车新势力销量为23.89万辆,占比25%。剔除特斯拉,国内7家造车新势力在全球和 国内份额分别为5.0%和13.3%。此外,国内纯电动和插电混动汽车市场,已有理想、蔚来和小鹏等造车新势力进 入TOP10,但从体量上看,主要份额仍属于传统车厂。图表:2020年1-12月国内造车新势力新能源车交付量图表:2020年1-11月国内纯电动和插电混动市场TOP 10厂商3.1%2.9%5.4%5.0%4.3%5.7%7.2%11.3%15.7%16.6%0%5% 10% 15% 20%上汽通用五菱 特斯拉(中国)比亚迪 广汽埃安 长城汽车 北汽新能源
34、 蔚来汽车 奇瑞新能源 上海汽车 小鹏汽车2.4%3.4%3.8%7.2%10.6%11.1%13.8%14.9%18.3%0%10%20%比亚迪理想 华晨宝马 上汽大众 上海汽车 一汽大众 吉利汽车 一汽丰田 广汽丰田纯电动插电混动传统车厂:2020-2022年陆续发布电动化平台图表:传统车厂电动化平台布局资料来源:BloombergNFE,中信建投备注:评分根据EV销售额/总销售额(或数量)计算资料来源:BloombergNFE,中信建投传统国际大厂的电动化进程显得较为缓慢,在路径 选择上也倾向于循序渐进(混动插电混动纯电 动),且依赖现有内燃机平台改装电动化。根据各家车厂时间表,2020
35、-2022年几乎主要的汽车 厂都已经或将要发布电动车平台。从电动化角度看, 比亚迪、奇瑞、北汽新能源、江铃等国内车厂进度 较快, 传统大厂如通用、上汽、本田等进度稍慢(这里有汽车销量基数大的原因)。图表:主要传统车厂商销量及电动化评分车企电动化平台投放 时间备注现代起亚 集团Hyundai-kia Ecco-Car Platform2016年属于现代起亚紧凑车平台,未来应该是独 立的电动车平台,蔚来起亚的Niro(A级 SUV)纯电和插混版也将在这个平台上 生产雷诺-日产-三菱联盟Nissan EVplatform电动车专属平台2010年2020年基于2002年推出的B0平台(小型和紧凑 型车
36、平台)打造的电动车专属平台,于 2009年投放正在合作研发,预计2020年前后投产, 届时将覆盖小至中型电动汽车戴姆勒 集团EVA(Electric- vehicle architeture for all modles)2020年基于MRA纵置后驱平台建立电动车专属 平台,分为EVA1和EVA2分别用于生产 轴距较短和较长的电动车大众集团MEB2021年电动车专属平台,电池成本有望降到100 欧元/kWh(785元/kWh)以下宝马集团FSAR(Flat Battery Storage Assembly)2022年宝马电动车专属平台,同时宝马将原有的 UKL和CLAR平台升级为FARR和CL
37、AR平 台覆盖前驱和后驱燃油和电动车的生产通用集团新一代电动车平台2021年计划通过第二代电动车平台降低每辆车的 成本超过30%,该平台车型续航里程将超 过300英里沃尔沃MEP(Modular Electrification Platform)未知电动车MEP平台很可能将基于CMA平台开发PSA基于EMP2和 CMP两个平台打 造电动车未知这两个平台与内燃机、混动和纯电动动力 系统兼容。EMP2是PF2平台的升级版, 主要覆盖C级以上车型;CMP平台与东风 汽车联手打造,主要覆盖C级以下车型时间行驶环境特定 地点特定区域任意 环境限定 区域任意 环境任意 速度低速中速Level 1-2Lev
38、el 2+Level 2+ADAS造车新势力传统车企是否需要L3?2020无人驾驶汽车2015出租车客车Level3?Level 4-5科技巨头自动驾驶无人驾驶厂商:直接布局L4/5,主攻工业/交运/物流资料来源:Yole,中信建投图表:互联网厂商相继布局L4及以上自动驾驶小结电动车快速渗透,未来将有六大趋势:1)汽车将成为最大智能终端,成为万物互联重要节点;2)自动驾驶进入商业化落地时点与高速渗透前夕;3)政策与成本双重推动下,电动车将逐步替代燃油车;4)汽车电子电气架构从分布式走向域集中;5)产业链价值分布迎来变革,零部件/软件服务取得更高话语权;6)科技巨头和新势力入局,OEM车厂迎来格
39、局重塑。目录23一、改变:汽车行业未来十年的六大趋势二、增量:整车电子电气相关价值量大幅提升三、机遇:重点关注传感器和功率半导体产业链资料来源:中国传动网,中信建投整体价值量变化:汽车电子将是复合增速最快的赛道之一9.0%7.0%15%25%发动机传动系统传统燃油车新能源车仅考虑硬件组成:将整车划分为电池、电控、汽车电子(除电控外)、车身、底盘、内外饰等,传统 燃油车汽车电子占比15%,现阶段的新能源车汽车电子+电控电驱合计占比20%,预计未来占比进一步 提升。考虑软件+汽车电子:最大市场在ECU/DCU(包括计算芯片在内的计算单元)、功率半导体、其他电 子元件,复合增速最快的是ECU/DCU
40、(+8%)、功率半导体(+10%)、其他电子元件(+9%)和集 成/识别/验证(+15%)等,其中其他汽车电子包括MCU、模拟IC、存储、被动元件、PCB、面板等。图表:传统燃油车与新能源汽车硬件成本构成图表:汽车软件和电子电气构架市场规模预测10%38.0%30015.0%25010%20010%15%14.0%6.5%15010015%505.0% 5.5%0车身 底盘 其他汽车电子内外饰电池电机电控车身底盘内外饰汽车电子其他203725921312930446320765050045040035020202025软件ECU/DCU功率电子CAGR85+9%81+10%63+5%156+8
41、%34+15%50+3%2030集成、识别、验证 传感器其他电子元件单位:十亿美元资料来源:麦肯锡,中信建投备注:功率电子不含电池,其他电子元件包括开关、显示、控制等电气化自动驾驶、电气化、数字化带来BOM成本大幅提升智能化数字化整体变化资料来源:罗兰贝格,中信建投图表:汽车新四化趋势下BOM成本变化(单位:美元)CAGR=28.5%CAGR=14.3%CAGR=5.7%CAGR=15.5%图表:智能汽车核心零部件感 知 层激光/毫米波/超声雷达(ASIC/MCU/DSP芯片)摄像头(图像处理单元)V2X通信芯片(直接通信与网络通信/安全芯片)精准定位/地图(GPS/北斗芯 片)决 策 层整车
42、控制器(VCU)执 行 层刹车和油门电子稳定系统横摆率传感器 角速度传感器 侧加速度传感器电助力转向扭矩传感器 车速传感器 电子控制单元减速器资料来源:汽车电子设计,中信建投电池智能车硬件架构变化带来电子元件重要性提升电机控制器(功率器件)电池管理系统(PMIC)IGBTSiC功率模块MOSFET计算平台域控制器(DCU)电子控制单元(ECU)27动力域驾驶辅助/自动驾驶域连接器(USB)传感器(CIS,激光雷达,超声/磁性/压力/雷达/电压/红外/触摸传感器)微控制器(嵌入式电源芯片、PSoC)微控制器、计算单元(ECU、DCU)存储芯片(NOR Flash、SRAM、DRAM、NAND等)
43、、模拟芯片(信号链、电源管理)功率半导体(MOSFET、IGBT及模块、驱动IC、LDO、PMIC、USB Type-C PD等) 连接器(Wi-Fi、BT、 BLE)应用实例HVAC车门控制 汽车泵 座椅调整仪表盘车载娱乐系统 触控系统车载充电器刹车装置 转向装置车身稳定装置减震装置发动机管理系统 动力传递系统 主逆变器辅助系统速度控制系统 紧急刹车系统 盲点探测系统 传感器融合低计算能力要求高智能车五大域对各类电子元器件有广泛的需求图表:智能汽车电子电气构架(五大域)中电子元器件的分布车身域智能座舱域底盘域资料来源:英飞凌,中信建投资料来源:英飞凌,Strategy Analytics,中
44、信建投备注:BOM包括了所有半导体,例如雷达包括了MCU从汽车智能化的视角看,增量主要来自传感器图像传感器(CIS)和激光雷达是最大的增量(未考虑计算平台)。从L1到L4/5,汽车电子价值量增量来 自:摄像头模组、雷达模组、激光雷达模组、传感器,L2开始雷达模组和传感器变化较大,L3开始 激光雷达出现,L4开始出现制动器。图表:汽车智能化视角,汽车半导体的BOM成本变化(单位:美元)资料来源:英飞凌,IHS Markit,Automotive Group,中信建投备注:1、非动力系统包括车身、底盘、安全混合娱乐系统等;2、电动车-功率包括Linear和AISC;3、电动车-其他包括光学、小信号
45、分立器件、存储等从汽车电动化的视角看,增量主要来自功率半导体功率半导体是最大的增量。汽车电子价值量变化来自:(1)传统燃油车部分:非动力系统不变,由于 纯电动车不需要发动机,动力系统价值量减少至0;(2)电动车部分:传感器、MCU和功率半导体 大幅提升,其中,功率半导体为最主要增量,更高的工作电压和更复杂的电力控制电路显著提升对 功率半导体(尤其是大电压、高功率)的需求。图表:汽车电气化视角,汽车半导体的BOM成本变化(单位:美元)资料来源:Omida,罗兰贝格,TSR,IC Insights,IDC,Strategy Analytics,中信建投预计功率、传感器、计算相关硬件有双位数复合增速
46、类型年份2018201920202021202220232024202520-25年CAGR功率IC57554756626670729.1%功率分立器件424235424853555911.3%功率功率模块11109141620233228.1%合计1101089111212613914816412.5%摄像头80101901001101151251409.2%激光雷达249132231426347.6%传感器其他传感器698911915619923327332121.9%合计15119421826933137944052419.1%计算计算平台1933569516227546879570.0
47、%MCU67646570758187947.6%模拟IC1241321421531641761892037.4%其他存储24192325272931347.8%PCB70757986941031121229.0%结合各家机构对汽车电子元件的预测,预计到2025年,车载功率半导体市场规模可达164亿美元,5 年复合增速12.5%;车载传感器市场规模可达524亿美元(摄像头140亿,激光雷达63亿,其他传感 器321亿),复合增速19.1%;计算平台市场规模可达795亿,复合增速70%。此外,MCU、模拟IC、 存储、PCB等也会有高个位数的成长。图表:汽车电子市场空间测算(单位:亿美元)小结从汽
48、车电子硬件层面看,整车电子电气相关价值量将大幅提升。传统燃油车汽车电子占比15%,新能源车BOM成本中,现阶段汽车电子(含电控电驱)合计占比 20%,除电池以外最大,预计未来占比进一步提升。电子零部件中,最大市场在ECU/DCU(包括计 算芯片在内的计算单元)、功率半导体、其他电子元件,复合增速最快的是ECU/DCU(+8%)、功 率半导体(+10%)、其他电子元件(+9%)和集成/识别/验证(+15%)等,其他汽车电子包括 MCU、模拟IC、存储、被动元件、PCB、面板等。从汽车智能化的视角看,增量主要来自传感器,重点一是摄像头,140亿美元+9.2%复合增速,二是 激光雷达,63亿美元+4
49、7.6%复合增速,其他传感器包括毫米波雷达、超声传感器、GPS/北斗定位 系统等,传感器市场到2025年可达524亿美元,而计算平台(融合了软硬件)可达795亿美元。从汽车电动化的视角看,除电池以外,增量主要来自功率半导体,重点是IGBT单管及模块、SiC器 件,市场到2025年可达164亿美元。此外,模拟IC、MCU、PCB等板块也有大个位数的复合增速。目录32一、改变:汽车行业未来十年的六大趋势二、增量:整车电子电气相关价值量大幅提升三、机遇:重点关注传感器和功率半导体产业链目录33三、机遇:重点关注传感器和功率半导体产业链感知层:摄像头、激光雷达等多传感器融合成为自动驾驶的核心驱动力决策
50、层:具备AI计算能力的主控芯片市场快速成长执行层:电控系统升级刺激功率器件需求,化合物半导体加速落地感知层是汽车的“眼睛”,是自动驾驶技术架构的关键环节感知分析决策执行决策算法 集成计算平台算法芯片ISP执行系统驱动 转向 制动互联高精地图V2X激光雷达(多线/固态)摄像头(单目/双目)毫米波雷达传统点云算法传统视觉算法深度学习点云算法深度学习视觉算法高清毫米波雷达传感器感知融合激光雷达+摄像头毫米波雷达+摄像头激光雷达+摄像头+毫米波雷达传统移动物体算法自动驾驶与ADAS分为感知层、决策层、执行层三层技术架构。感知层的作用为收集及预处理周围环境的 信息,决策层对收集的数据整合、分析与判断,执
51、行层根据判断结果做出实时反应。三层技术架构分别对应(1)我在哪里?即感知和定位;(2)我要去哪儿?即决策和规划;(3)我怎么去? 即控制和执行。感知层是汽车的“眼睛”,包括视觉、毫米波雷达、激光雷达等多种传感器遍布车身以保证驾驶安全。图表:自动驾驶关键技术架构资料来源:德赛西威,中信建投感知层包括视觉、激光雷达等多种方案,自动驾驶级别与传感器数量正相关图表:多传感器位置示意图资料来源:电子说,中信建投资料来源:各公司官网,中信建投厂商车型传感器总数前置摄像头其他摄像头激光雷达毫米波雷达超声波雷达特斯拉Medel 3221个三目60112谷歌第四代系统第五代系统21401共29个摄像头86(自己
52、研发)5(自己研发)6600蔚来ET733共11个摄像头1512小鹏G320140312奥迪A8 L321141个4线程512宝马5系 L21210038奔驰L221140412广汽Aion S20050312上汽荣威MARVEL X21060312威马EX6Plus20140312自动驾驶与ADAS感知层的主流传感技术 包括视觉、电磁波雷达(毫米波雷达和 激光雷达为主)及超声波雷达,这些传 感器遍布车身,实现360度无死角和远中 近扫描,保证驾驶安全。越高级别的自 动驾驶所需传感器数量越多。例如,L3级别的奥迪A8用到了5个摄像 头、1部激光雷达、1个远程毫米波雷达、 4个中程毫米波,12个
53、超声波雷达;L3级 别的蔚来ET7搭载了11个高清摄像头, 12个微波雷达、5个毫米波雷达、1个超 远距高精度激光雷达。图表:主要智能车传感器搭配方案多数车厂采用传感器融合的方案,互相补充满足不同场景车道保持辅助 自适应巡航系统 盲点监控停车辅助 远光灯自动控制 交通标志自动识别分布式/集中域EE架构车道保持辅助自 适应巡航系统盲 点监控停车辅助 远光灯自动控制交通标志自动识A别EB代客停车拥堵路段自动驾 高速公驶路自动驾 更多驶功能分布式/集中域EE架构超声波传感器雷达ADSA相机LiDAR可视相机热成像相机数据融合成本优势劣势功能激光雷达600-75000美元可以精准得到外部环境信息价格昂
54、贵,扫描速度慢周围环境3D建模红外传感器600-2000美元夜视效果极佳成本高,技术由国外垄断实现汽车的夜视功能毫米波雷达300-500美元不受天气影响,测量范围广、精度 高无法识别道路指示牌、行人等无法完成视觉识别较高的功能摄像头35-50美元成本较低,可以通过算法实现各项 恶劣条件下,难以测距,会导致失 功能败。测距时,对算法要求高能实现大部分ADAS功能,测距功 能对算法要求高超声波传感器15-20美元成本低探测距离短,应用局限大侧方超车提醒、倒车提醒受限于现在的技术,商 业化同时要考虑成本, 目前并没有哪一种技术 可以做到完美,能够满 足所有场景的要求。因 此多数车厂采用传感器 融合的
55、方案,互相补充, 实现复杂场景下的功能 冗余。资料来源:中信建投图表:车载传感器功能演变资料来源:Yole,中信建投图表:各类车载传感器对比资料来源:TSR,中信建投车载摄像头市场5年内有望超百亿,高单价ADAS摄像头主导根据TSR数据,未来15年后,车载摄像头市场规模将增长3.5倍。TSR预计车载摄像头市场空间将增 长到2024年的125亿美金,2035年的350亿美金,车载摄像头数量将从2019年的1.3亿颗增长到2035 年的3.1亿颗(包含多目),其中接近60%为高价值的感知摄像头。Yole预测,车载摄像头市场空间将从2018年的44亿美金增长到2024年的87亿美金,2025年后有望
56、超 百亿美金,其中45%为高价值的ADAS感知摄像头。车载摄像头将继续升规提价。目前高规格的ADAS感知摄像头的单价远高于普通环视摄像头,随着ADAS对于摄像头分辨率等规格要求的进一步提高,ADAS摄像头单价仍有增长空间。图表:车载摄像头出货量(M units)及市场空间(亿美金)预测车载摄像头上游关键器件为镜头和CMOS,中游为Tier 1供应商,下游为OEM车厂镜头组胶合材料CMOS晶圆模组ISP/图像信号 处理座舱内 驾驶员监控 姿势识别ADAS前向感知 夜视视觉360环视 电子后视镜 倒车辅助座舱内 行车记录仪独立集成系统集成OEM车载摄像头类型车载摄像头上游下游中游TIMobiley
57、e海思 索尼Aptina(安森美 收购) 豪威科技博世 大陆 法雷奥奥迪 大众 上汽法雷奥 松下电气 大陆VCM滤光片封装资料来源:新材料在线,Yole,中信建投图表:车载摄像头供应链资料来源:摄像头行业协会,TSR,安森美,豪威科技,中信建投车载镜头、传感器、摄像头模组市场空间及格局对比车载镜头车载CIS车载摄像头模组目前汽车CIS的市场约为18 亿美金,平均单价4-5美金, 单车用量11-15颗,未来整个 市场规模会增长到接近上百 亿美元。安森美在汽车CIS领域占主导地位, ADAS 份额超过80% ,其次为豪威科技、索尼等。51%30%5%5%9%安森美豪威科技索尼东芝其他目前车载镜头市
58、场约为10亿 美金,普通环视镜头平均单 价6-7美金,ADAS感知镜头 价格在10-20美金,需使用全 玻材质,壁垒更高,未来整 个市场规模约为百亿美元。舜宇光学目前为全球车载镜 头龙头,联创电子在ADAS镜 头也具有较高份额。34%18%14%12%22%SekonixFujifilm(欧菲光)舜宇光学 Kantatsu 其他目前车载摄像头模组(CCM) 单价约为20-30美金,ADAS摄 像头价格约为40-50美金,未 来市场空间在300亿美元以上。车载CCM市场由Tier 1占主导 地位,如松下、法雷奥、大陆 等,格局较为分散,手机CCM 厂商份额较小。20%11%10%9%9%8%8%
59、8%8%5% 4%松下 麦格纳 日立法雷奥 索尼 海拉富士通大陆 MCNEXGentex 其他资料来源:Yole,中信建投激光雷达在L3等级以上的自动驾驶将成为标配激光雷达在L3以上级别自动驾驶将成为标配。行业中对于激光雷达的必要性存在争议,我们认为L3以 上的自动驾驶中激光雷达将成为标配,因为L3以上自动驾驶是“车辆”而不是“人”来承担责任,需 要现有传感器的全面升级才能达到安全冗余的要求,激光雷达在精度、距离、抗干扰能力上具有其他传 感器组合无法替代的优势。除特斯拉外,主流车厂均推出了激光雷达的方案。包括奥迪、大众、奔驰等,其中戴姆勒、保时捷、宝 马等均投资了激光雷达公司,Mobileye
60、也为激光雷达留出了接口。自动驾驶等级越高,需要的传激光雷达数量越多。L3只需1台激光雷达,L4 2台,L5需要4台。强光照射的场景下摄像头“过饱和”无法检测出前方卡车激光雷达的使用可以避免事故的发生图表:激光雷达在L3以上自动驾驶的必要性摄像头数量超声波雷达毫米波雷达激光雷达Level 01-3个6个1-3个无Level 11-3个6个1-3个可选Level 23-7个8个1-3个可选Level 33-7个8个5-6个1个Level 43-7个8个5-6个2个Level 53-7个8个5-6个4个图表:各自动驾驶水平下激光雷达使用量资料来源:Yole,中信建投资料来源:TSR,中信建投未来五年
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