汽车智能驾驶感知系统产业市场前瞻

汽车智能驾驶感知系统产业市场前瞻

汽车电子化推动硬板加速升级汽车电子化推动硬板加速升级。PCB硬板广泛应用于汽车胎压检测系统、电池监控模块、车体充电端口、逆变器控制、车载ABS系统、汽车空调系统、导航系统、汽车照面系统等。传统汽车硬板以普通多层板，双面板居多，随着整车电子部件搭载量的提升，以及部分部件如整车控制系统高度集成化等特点，对车用板布线密度、散热能力、可靠性等提出更高要求，车用板向多层化、高密度化、轻薄化、高频化（毫米波雷达、激光雷达用）等方向升级。1）车身控制安全系统：高频信号传输，需要采用高频材料；2）动力引擎控制：需要采用高电压、大电流、厚铜加工技术；3）照明：采用LED车灯，需要采用金属基板散热；4）车载通讯及车内装饰：从多层板转向高密度互联板。新能源汽车软板渗透迅速。相较于传统线束而言，FPC具有安全、轻量、工艺灵活、自动化生产等方面的优势，能够满足动力电池高能量密度和低成本的需求。FPC软板可以看成是动力电池BMS的神经系统，与其他电子元器件主要起以下作用：监控动力电池电芯的电压和温度；连接数据采集和传输并自带过流保护功能；保护动力电池电芯，异常短路自动断开；延长动力电池使用寿命等。从ICE（内燃车）到MEV（轻度混合动力汽车），再从MEV到BEV（电池电动汽车），单辆电动车内部的功率器件数量不断增加，再加上配套设备充电桩所含有的功率器件数量，单车驱动的功率器件规模大幅增长。功率半导体在电动车内具体用于车载充电系统OBC、电池管理BMS、水冷系统、高压负载、高压转低压DCDC、主驱动等。以车载充电系统OBC为例，典型OBC由多个级联级组成，即输入整流、功率因数校正（PFC）、DC-DC转换、隔离、输出整流和输出滤波，需要使用超过16个功率器件，涉及到超结MOSFET、整流器、门极驱动器、650V高频IGBT等11种功率器件。从ICE到BEV，功率半导体单车价值占比不断上升。根据IHSMarikit和strategyanalytics的统计数据，ICE（内燃车）内功率半导体价值17美元，占总成本的5．49%；MEV内功率半导体价值90美元，占总成本的16．95%；PMEV内功率半导体价值305美元，占总成本的38．85%；BEV内功率半导体价值350美元，占总成本的45．16%。从ICE到BEV，功率半导体价值增加了333美元，占比增加了39．67pct。充电基础设施是电动车必不可少的配套设施，其内部也含有较大数量的功率器件。以典型的直流充电桩为例，三相交流380V输入电压经过两路维也纳AC/DC电路并联后，得到800V直流母线电压，然后经过两路全桥LLCDC/DC电路，输出250V到950V（或750V）高压给电动汽车充电使用，整个拓扑电路内含有超过48个功率器件。充电基础设施的充电效率越高，则对充电功率要求越高，继而需要的功率器件也越多。根据英飞凌的数据，随着DC充电系统的功率的增大，充电时间不断减小，但每个DC充电系统所含的功率器件价值处于上升趋势。20kW充电系统所含功率器件主要为Si基，价值40美元；150kW充电系统所含功率器件也主要为Si基，价值300美元，价值增大了75倍；而350kW充电系统所含功率器件变为SiC基，价值3500美元，价值相较于20kW充电系统增大了87．5倍。因此整个电动车系统所需的功率器件不仅包含电动车本身所拥有的的，也包含充电桩内所必需的，因此电动汽车的发展所带动的功率器件市场，超过单纯依据电动车内功率器件价值量所算出的增量市场。汽车电子是安装在汽车上所有电子设备和电子元器件的总称，主要分为以发动机控制系统、底盘控制系统、车身控制系统等为主的车身电子控制系统和以安全舒适系统、娱乐通讯系统为主的车载电子装置。我国汽车行业智能化、电动化、网联化整体进程较快，推动汽车电子占整车成本比例提升。根据盖世汽车研究院数据，汽车电子在纯电动车型成本占比高达65%。随着新能源汽车快速发展，将拉动整车控制器、电机控制器、电池管理系统等相关汽车电子需求高增长。汽车电子发展现状随着电子信息技术的不断创新发展和人们对于驾驶的安全性、舒适性、娱乐性的追求，汽车电子技术在汽车的应用领域日益扩大。当前，汽车电子技术的应用仍然在不断深化，汽车智能化、网联化、信息化技术的发展使汽车电子在未来具备广阔的应用空间和市场空间。据统计，2017-2021年我国汽车电子行业市场规模呈稳定上升趋势，且增速均保持在10%以上。其中2017年我国汽车电子市场规模扩张速度最快，达到近19%。2021年我国汽车电子行业市场规模为8894亿元，同比增长10．01%，相较2017年市场规模增长了3494亿元。据预测，2022年全国汽车电子行业市场规模将达到9783亿元。在互联网、数字化、娱乐、节能、安全等发展趋势的驱动下，汽车电子化水平日益提高，汽车电子占整车制造成本比重不断提升。据统计，2020年汽车电子在整车制造成本中占比为34．32%，相较1990年占比增加了19个百分点。随着未来汽车电子的研发技术提升和优化升级，汽车电子相关设备和系统的价值将不断提升，预计2030年汽车电子占整车制造成本比重将达到近50%。从汽车电子行业的市场份额分布情况来看，中国汽车电子行业中主要细分产品竞争激烈，所占市场份额比重相差不大。其中，动力控制系统所占比重最大，占整体市场的28．7%；其次为底盘与安全控制系统，占整体市场的26．7%；车身电子和车载电子分别占整体市场的比重为22．8%、21．8%。随着汽车智能化和电动化推进加快，我国汽车电子应用范围逐渐扩大，汽车电子行业覆盖汽车用电子产品制造业的领域增多。从中国汽车电子相关设备及系统市场渗透率情况来看，目前后倒车雷达、中控屏幕、驻车影像系统、巡航系统的应用广泛，其市场渗透率分别达到86．3%、85．6%、78．5%、72．6%。除此之外其他汽车电子相关设备及系统的渗透率均在40%以下，如前倒车雷达、液晶仪表盘、碰撞预防系统、车道偏离预警的市场渗透率分别为37．5%、34．7%、33．8%、26．7%，虽然其渗透率相对较小，但随着汽车电子行业的发展升级，未来其市场提升空间广阔。汽车电子行业面临的机遇《汽车产业调整和振兴规划》及国家发改委发布的《汽车产业发展政策》，汽车零部件制造领域属于国家重点支持的领域之一；工信部等十二部委于2013年发布的《关于加快推进重点行业企业兼并重组的指导意见》明确支持汽车零部件骨干企业通过兼并重组扩大生产规模，与整车生产企业建立长期战略合作关系，实现专业化分工和协作化生产。在之后的数年间，陆续出台了《车联网（智能网联汽车）产业发展行动计划》《智能汽车创新发展战略》《国家车联网产业标准体系建设指南（车辆智能管理）》等法规，指明了汽车未来智能化、网联化和集成化的发展方向。目前，我国政府大力倡导依托汽车产业的发展，提升汽车零部件生产企业的自主创新能力，利用国内外资源，建立完善的汽车零部件工业体系，提升汽车零部件企业的国际竞争力。国家产业政策的大力扶持，为汽车零部件行业（特别是汽车电子行业）的自主创新和可持续发展创造了良好的政策环境。汽车驾驶的智能化和无人化将演变为颠覆汽车产业的重大变革，近年来世界各国纷纷出台政策支持汽车智能驾驶和无人驾驶的发展。以美国为例，从2009年的《美国创新战略》到2013年的SafetyPilot项目的顺利进行，再到2015年无人驾驶技术测试之城Mcity的对外开放，美国已经将智能驾驶和无人驾驶的发展作为国家战略摆在了极为重要的位置。在美国的带动下，英国、荷兰、加拿大、瑞士、日本等国家纷纷跟进，出台政策推动汽车驾驶的智能化和无人化。工信部于2015年12月发布的《车联网发展创新行动计划（2015-2020年）》提出推动车联网技术研发和标准制定，组织开展车联网试点、基于5G技术的车联网示范，把汽车驾驶的智能化相关要求更加细化。汽车驾驶的智能化和无人化需要依赖以汽车电子为载体的视频技术，传感技术的发展、汽车电子产品的更新换代和汽车电子技术的革新是实现汽车驾驶的智能化和无人化的重要前提，随着全球各国汽车智能驾驶、无人驾驶政策的逐步细化和行业技术进步的加快，汽车电子行业将迎来新的增长极。作为汽车制造业的上游行业，汽车零部件行业与汽车产量及更新换代周期密切相关。随着2008年全球金融危机的缓和，全球汽车产量稳步增长，2011年年产量突破8，000万辆，2015年起全球汽车年产量突破9，000万辆、达到9，068万辆。2018年、2019年虽然全球汽车产量均出现了同比下滑，但仍保持在年产9，000万辆以上的高水平。全球汽车工业的蓬勃发展和汽车产量的持续增长为上游汽车零部件行业的扩张奠定了良好的基础和发展空间。此外，近年来，下游汽车整车制造商的开发周期越来越短，全新车型的开发周期已由之前的4-5年缩短至1-3年，改进车型的改进周期也由原来的6-24个月缩短至4-15个月。整车车型更新换代速度的加快，带动了上游汽车零部件行业的开发和生产速度，进一步推动了汽车零部件行业市场需求的扩张。2005年，我国乘用车产量仅为397．11万辆，而到2017年，我国汽车产量达到2，471．83万辆，期间年均复合增长率达到16．46%。虽然2018年和2019年，我国汽车产销量连续两年出现同比下降的情况，但是自2015年以来，我国乘用车的年产销量均稳定在2，000万辆以上，总体市场规模巨大。我国的人均、户均汽车保有量与发达国家相比仍存在差距，随着国民经济发展水平的提高，居民收入进一步提高，同时脱贫攻坚取得了全面胜利、汽车消费群体将进一步下沉、消费基数将有望扩大，消费升级、拉动内需、促进国内大循环将进一步释放国内的汽车消费需求，为全行业带来新的机遇。相关政策引导汽车电子行业蓬勃发展2017年以来，国家层面关于汽车电子顶层设计政策密集出台，先后对车联网、智能汽车等基于汽车电子发展的新兴产业提出了行动计划或发展战略。2020年11月，《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》强调智能化、网联化和电动化成为汽车产业的发展潮流和趋势，加强智能网联汽车关键零部件及系统开发，引领汽车电子行业蓬勃发展。2022年5月，工信部发布《关于加强汽车产业链供应链畅通协调平台管理的通知》，进一步加强汽车芯片和上游原材料保供稳价，全力保障产业链供应链畅通稳定，为汽车电子行业发展提供保障。高性能芯片、人工智能、移动互联网、大数据等技术加速迭代演进，推动汽车电子行业纵深发展。车用AI芯片满足数据量呈指数级增长的智能驾驶相关运算，成为决定汽车智能化发展水平的战略性要素；5G技术逐步商业化，满足车路协同和车联网功能对高数据带宽和低延迟传输需求；人工智能技术助力汽车系统解决方案和软件算法开发。人工智能、云计算、5G等相关新型基础设施建设，有效保障智能网联相关汽车电子产业测试、应用和推广。汽车电子发展环境汽车电子是车体汽车电子控制装置和车载汽车电子控制装置的总称。汽车电子最重要的作用是提高汽车的安全性、舒适性、经济性和娱乐性，由传感器、微处理器MPU、执行器、数十甚至上百个电子元器件及其零部件组成的电控系统。按照对汽车行驶性能作用的影响划分，可以把汽车电子产品归纳为两类:一类是汽车电子控制装置，汽车电子控制装置要和车上机械系统进行配合使用，即所谓机电结合的汽车电子装置。它们包括发动机、底盘、车身电子控制，例如电子燃油喷射系统、防滑控制、电子控制自动变速器等。另一类是车载汽车电子装置，车载汽车电子装置是在汽车环境下能够独立使用的电子装置，它和汽车本身的性能并无直接关系。它们包括汽车信息系统（行车电脑）、导航系统、汽车音响及电视娱乐系统、车载通信系统、上网设备等。汽车电子产业链上游主要是汽车电子零部件及元器件，产业链上游的供应商较多，包括电子元件厂商、晶圆制造厂商、封装设计厂商等，主要负责提供汽车电子的零部件及元器件的生产。产业链中游主要由系统集成商构成，负责整合上游零部件及元器件，进行系统化功能的设计、生产与销售，包括车辆联网系统、车辆控制系统、辅助驾驶系统等。产业链下游主要是整车环节，以各类车企为主，在产业链中拥有较高的议价权。当前汽车电子本行业重点企业主要包括华阳集团、德赛西威、海康威视、吉利控股集团等。汽车产业作为国民经济支柱产业之一，在经济社会发展中占据非常重要的地位。而汽车电子作为汽车产业中的重要一环，为行业的持续发展和优化升级提供重要支撑。我国电子汽车行业起步时间相对较晚，随着新能源汽车、无人驾驶、车载信息系统技术日渐成熟，汽车电子技术的应用和创新极大地推动了汽车工业的进步与发展，成为国家重点发展和大力支持的产业。近年来，国家多个部门陆续出台了对汽车电子相关产业的支持鼓励政策，促进和引导了汽车电子产业的发展升级。其中，《十四五数字经济发展规划》中提出，要着力提升基础软硬件、核心电子元器件、关键基础材料和生产装备的供给水平，强化关键产品自给保障能力。提升产业链关键环节竞争力，完善5G、集成电路、新能源汽车、人工智能、工业互联网等重点产业供应链体系。到2022年2月，由国家工信部发布的《车联网网络安全和数据安全标准体系建设指南》指出，亟需加快建立健全车联网网络安全和数据安全保障体系，为车联网产业安全健康发展提供支撑；规范智能网联汽车关键智能设备和组件的安全防护与检测要求，包括汽车网关、电子控制单元、车用安全芯片、车载计算平台等安全标准。为更好地指导汽车电子行业高质量发展，全国各省市针对本省市情况出台了一系列汽车电子发展激励政策。其中河北省在2022年5月发布《河北省数字经济促进条例》，提出要加快发展电子信息制造业、软件和信息服务业，重点推动汽车电子及产品、软件产品及服务、人工智能及智能装备等新一代信息技术产业发展；推进智能网联汽车和智慧交通应用示范，提高智能运输和智能出行能力。辽宁省在2022年1月发布《辽宁省推进一圈一带两区区域协调发展三年行动方案》中提到，要做大做强汽车及零部件等优势产业，加快推动优势产业智能化，打造新一代汽车，做大做强新能源汽车全产业链，发展整车制造和动力电池产业；开发汽车电子等智能终端产品或零部件，打造大连2000亿级新一代信息技术产业集群。近年来我国经济不断发展，国民人均可支配收入稳步提升且购买力不断增强，改善生活质量方面的消费支出占比不断提升，为我国汽车行业的发展提供了坚实基础。根据国家统计局数据显示，2012-2021年中国汽车产销量整体呈同步上升趋势。其中，汽车产量在2017年达到峰值2902万辆，到2021年全国汽车产量为2653万辆，同比增长4．78%，香蕉2012年汽车年产量增长了725万辆。全国汽车销量也在2017年达到峰值2888万辆，到2021年全国汽车销量为2627万辆，同比增长3．79%，相较2012年汽车年销量增长了696万辆。汽车行业的稳定发展为汽车电子行业提供了广阔的发展空间和良好的发展前景。新能源汽车产销两旺，推动汽车电子行业发展近年来，以电动汽车为代表的新能源汽车发展势头强劲。根据汽车工业协会数据，2021年，新能源汽车产销分别为354．5和352万辆，同比均增长1．5倍；保有量为784万辆，2017-2021年均增速为50．45%。与此同时，在三电系统技术逐步成熟的背景下，新能源汽车产品续航和动力性能等方面趋于同质化竞争，汽车电子智能化水平将成为我国新能源车企突围并形成差异化优势的关键。部分车企如特斯拉、蔚来、小鹏等正在自研自制汽车电子芯片，并将业务活动从核心硬件延伸至链接用户更为密切的软件和操作系统上，以开展特定服务或提供其他数字内容。汽车电子发展趋势目前我国人均汽车保有量与发达国家比较仍存在较大差距，我国汽车消费市场仍具备广阔的发展空间。随着我国经济持续发展、国民人均可支配收入的持续增长，我国居民汽车消费意愿将继续提升，国内汽车行业市场规模将持续扩大。一方面，近年来我国电子信息技术的不断取得创新发展与突破，国家对汽车电子产业给予重视和支持，社会企业对汽车电子研发投入逐年增加，使我国汽车电子产业技术水平不断提升，为实现汽车电子的广泛应用提供了技术支撑与保障。另一方面，随着人们对驾驶的安全性、舒适性、娱乐性、节能性需求的增加，以汽车电子为核心设备系统的新能源电动汽车、智能驾驶等新兴产业步入了高速发展阶段，汽车电子技术作为汽车智能化、网联化、信息化的基础核心，将迎来广阔的需求空间。汽车电子供给端有保障，需求端呈增长，将共同推动我国汽车电子市场规模迅猛扩张，未来一段时期汽车电子将保持较高的增长率，汽车电子相关设备及系统的市场渗透率将不断提高。近几年来，汽车行业一直处于新四化变革以及整合的阶段，技术快速迭代，竞争者多样化，政策法规密集出台，新冠疫情、芯片短缺等问题对全球汽车行业造成巨大的冲击，促使行业加速整合，整车市场格局、产业链合作模式均在快速转变。随着用户对驾乘体验安全、舒适、高效方面的需求不断提高，整车系统性能的要求也变得越来越高，算力要求也越来越强，同时需要突破带宽瓶颈、保证功能的安全性以及实时性，为此智能汽车的电子电气架构正从分布式走向集中式。随着智能汽车的逐步升级演变，市场规模快速扩大，行业的技术壁垒快速提升，产业合作也将更加紧密。近年来汽车行业电动化、智能化趋势明显。随着智能座舱和自动驾驶技术持续发展，从高端到中低端、从新能源车到燃油车全面覆盖，市场渗透率提升，汽车电子占整车价值比重将持续提升。此外，一方面受汽车行业波动、汇率波动、上游原材料价格上升和供应短缺、新冠疫情的影响等，将推动汽车电子的成本上涨；另一方面由于汽车步入电动化、智能化发展以及消费者对安全、节能、环保等要求不断提高，在一定程度上汽车电子技术主导着汽车产业进步的方向，未来机车技术的竞争将越来越多表现为汽车电子技术的竞争，因而汽车电子企业近年来逐步加大了汽车电子业务的研发投入，大力推进产品技术的迭代升级以及新产品的研发，从而提升汽车电子设备及系统的价值与竞争力，最终也将推动汽车电子在整车价值中的占比持续提升。汽车电子行业面临的挑战近年来，我国劳动力成本不断上升，对汽车零部件企业生产成本带来了一定的压力，也一定程度上削弱了我国汽车零部件产品出口的价格优势。为降低劳动力成本上升带来的影响，行业内大型企业一方面通过提高市场占有率、提升规模经济效应来降低单位产品的劳动力成本；另一方面，通过生产线的自动化改造，降低单条生产线的用工数量，提高生产效率、降低生产成本。汽车零部件行业属于资金密集型行业，不论是厂房建设、设备购置、生产线的建设还是自动化改造，都需要投入大量的资金。但行业内绝大多数企业为民营企业，规模较小，资金实力普遍较弱，资金来源主要为企业留存收益的股东投入和银行融资，融资渠道单一，导致行业内大多数民营企业生产及研发投入不足，对与下游客户同步研发、产能配套的能力产生了较大制约，无法有效把握行业机遇来实现企业业绩的快速增长。由于近年来部分国家主动挑起的贸易摩擦、人为制造的贸易壁垒，以及2020年新冠肺炎疫情（COVID-19）的影响，使得芯片等下游整车生产所必须的原材料生产、运输、贸易受到了较大的冲击。部分主流车厂如美国福特汽车、通用汽车、本田汽车等出现了部分车型、部分产线停产的状况。下游整车生产由于宏观因素的影响，导致关键零部件无法满足生产所需而形成的产能闲置，将有可能冲击到上游汽车电子行业的正常经营。我国于2018年取消了专用车、新能源汽车外资股比限制，2020年取消了商用车外资股比限制，2022年将取消乘用车外资股比限制和合资企业不超过2家的限制，届时汽车外资投资将全面开放。随着国内汽车行业的全面开放，行业下游整车市场格局预计将发生一定的变