2023年度中小盘投资策略 汽车智能化强势崛起,汽车商业模式迎来彻底转变

  • 来源:开源证券
  • 发布时间:2022/12/02
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中小盘2023年度投资策略:智能汽车~格局之变与发展之机。2022年智能化强势崛起,诸多新品牌新车型闪亮登场,汽车行业迎来百年不遇发展良机。特斯拉诞生以来,电动汽车行业的三电系统、车身制造、供应链体系、渠道体系均脱胎换骨。以电子电气架构升级为基础的智能化变革让汽车不再是一个纯粹的硬件终端,成为了可以持续进化的智能终端。全球巨头纷纷切入共襄盛举,本土玩家亦在浪潮中崛起。我们基于技术难度壁垒和消费者感知度构建四象限智能化投资体系,各象限的各个环节均存在相应投资机会。配置与体验并重,汽车智能化行稳致远配置和体验并重,智能座舱、行泊一体等功能有望快速普及。当前时点来看,地缘政治扰动以及算法瓶颈下,整车...

1、百年格局孕育发展良机

2022 年汽车智能化强势崛起,诸多新品牌新车型闪亮登场,汽车行业迎来百年 不遇发展良机。回顾汽车百年历史,汽车时刻改变人们的生活,推动时代变革。1885 年卡尔·本茨发明第一台汽车,彼时汽车和马车一同在道路行驶,推动了工业时代 的大潮。今天,汽车已经走向了千家万户,而在特斯拉引领下,汽车再次与消费智 能化的演进路径交织,成为具有自主感知外界环境并作出决策的智能终端,并构建 人类全新的生活空间。而未来,智能汽车的能力进一步向机器人领域泛化,尽管完 全自动驾驶的实现仍需要时间,机器人也才刚刚开始蹒跚学步,但我们认为方向已 经十分明确,产业各方将不懈努力推动愿景实现,同时也将孕育历史级别的投资机 会。

1.1、智能化推动下汽车商业模式迎来彻底转变

站在当前时点回看特斯拉,马斯克推动全面革新让汽车产业脱胎换骨。在产品 端,特斯拉外形设计优雅,将电动车的续航里程大幅提升,同时通过优秀的零部件 配套和性能调教让整车具有无可比拟的加速性能和操控性;渠道端,特斯拉采用直 销模式,统一的价格,线上下单、线下提货带来良好的购买体验,同时让消费和整 车厂直接建立联系,可在购车、信息、售后养护维护上直接触达消费者需求,并通 过 OTA 升级持续解决用户痛点,形成闭环;在零部件端:特斯拉在三电技术上持续 升级,支撑整车性能,同时推行一体化压铸等模块化零部件生产模式实现降本增效; 此外智能化乃是特斯拉的杀手锏,FSD、影子模式等让自动驾驶迈向现实。

更重要的变革在于,智能化延长汽车生命周期,整车销售之后仍能持续“自我 进化”,实现软件收费,颠覆传统汽车商业模式。特斯拉的智能化功能独树一帜,在 电子电气架构层面,特斯拉推动软硬件分离和算力域集中化。在此基础之上,特斯 拉通过 OTA 实现软件的持续升级,汽车开启了持续进化的历程。在自动驾驶领域,特斯拉自研自动驾驶芯片降本增效,不断精进视觉算法引领自动驾驶行业,同时自 研 Dojo 超算平台实现更好的云端训练和算法迭代。特斯拉构建了闭环的软件、硬件、 数据标注、模型仿真、影子模式等闭环的运转模式。而硬件预埋、软件收费的商业 模式也让整个汽车行业摆脱制造业低利润的属性,吸引无数巨头争相入局。

1.2、全球龙头纷纷入局,产业发展迎来强劲动能

汽车巨头加大投入,全球科技先锋加盟。特斯拉的出现实际上重塑了整个汽车 产业链的格局,汽车的产业链和组织模式出现了根本性的变化,传统的二级供应商、 一级供应商的供应链格局逐步被打破。模块化生产让整车的集成度大大提升,造车 门槛大幅降低。全球科技巨头云集汽车行业,人才、资源、技术充分融合,有望酝 酿史诗级别的机会。汽车行业巨头如大众、奔驰、通用、丰田等亦将智能化能力作 为其重要的战略方向。

1.3、高端智能迎来井喷,本土品牌强势崛起

新能源发展如火如荼,本土品牌强势崛起。据乘联会数据,2020、2021 年我国 新能源汽车分别累计销售 111、299 万辆,2022 年 10 月单月销量超 67 万台,据乘联 会预计,2022 年全年乘用车将实现销量 650 万台,渗透率达到 28%。自主品牌汽车 渗透率迭创新高。据 wind 数据,自主品牌汽车渗透率自 2020 年以来开始不断创新 高,其中自主品牌轿车渗透率从 2021 年 1 月的 27%提升至 2022 年 9 月的 43%。

本土品牌在高端智能电动汽车领域逐步崭露头角。电动化成为大势所趋,传统 巨头车企在发动机、变速器等领域积累的深厚壁垒在电动车领域不复存在,本土厂 商迎来弯道超车机遇。在高端智能电动领域,除早期蔚来、小鹏、理想之外,零跑、 金康、哪吒等新兴新势力崭露头角,此外传统车企旗下的新势力、新能源品牌表现 优异,如长安深蓝、广汽埃安、极氪等品牌在近几个月持续交出满意答卷,而比亚 迪亦宣布其将推出品牌仰望,向着高端智能电动市场进军。2022 年年内发布智能电 动新车型超过过去几年之和。这一方面表明本土智能汽车行业迎来发展高潮,另一 方面在如此激烈竞争之下,本土汽车产品力、性价比将持续提升,走出国门攻城略 地指日可期。本土车型不断量产落地也将带动本土的产业链公司实现长足发展。

1.4、消费者感知度、技术难度和壁垒构成产业链投资四象限

汽车智能化板块已经形成包含电子电气架构、智能座舱、自动驾驶、一体化压 铸、电机电控等多个领域、多个产业链环节的内容。为了分析这一体系,我们从两 个维度建立分析框架。首先,从消费者感知的维度去考量,即该零部件带来的功能 是否能明显被消费者感知到,并且成为影响消费者是否购车的重要因素;其次,从 技术难度来看,板块是否构成很强的壁垒。以此我们将零部件板块分为四个象限:

(1)兵家必争之地:技术难度大壁垒高、消费者感知度高;无论整车厂还是零 部件厂商抑或科技巨头在此领域的突破,可抓住消费者心智,同时拥有较好的竞争 格局,进而获取最大的利润空间。该象限主要包含两个大的部分:其一为自动驾驶 域控制器和算法,这部分涉及核心的消费者数据,决定了自动驾驶算法和用户体验 能否形成反馈持续迭代;其二为车载应用,汽车作为具备多传感器大算力可交互并 且软硬分离的终端,有机会孕育专属于汽车上的超级应用,就像在智能手机拥有如 此丰富的应用生态可改变人们的生活一样,车载应用领域也将产生诸多机会,并有 望酝酿出类似于 BAT 一样的行业巨头;

(2)渗透率快速提升:该领域包含部分消费者感知度高,但技术壁垒相对有限 的环节。如智能座舱、音响、座椅、无线充电、大屏多屏等,也包括 HUD 和智能车 灯这些原本在二象限并有希望实现产品升级跻身一象限的环节。这个领域中的功能, 消费者可以直接触达,并有较强意愿为其买单,产品渗透率快速提升,行业增速快, 但由于技术壁垒有限,新入玩家较多,竞争相对激烈,最终拥有庞大规模、良好的 服务、优质供应链管理能力的公司有望胜出。该领域渗透率从个位数开始快速提升 的过程中是较好投资时点,包括 HUD、车载音响、国产座椅等环节都将孕育诸多优 质公司。

(3)竞争格局明确:该领域技术壁垒高,但消费者无法直接接触,只能通过一 些间接的方式感受到,如碳化硅、高精度定位、各类芯片、包括底盘线控等。以座 舱芯片为例,消费者并不能直观的感受到汽车到底配置了什么型号的产品,但实际 上它却能通过座舱中控的流畅性、软件和功能的丰富程度间接影响消费者的体验。 因此在这些领域,主机厂并不一定会亲自下场,零部件供应商可以提供优质产品并 且拥有稳定的供应链体系即可形成长久的合作关系。在这个领域,竞争格局相对清 晰,也能够孕育出行业龙头,在当前市场背景下,具备自主可控技术实力的本土公 司机会更佳。

(4)成本领先:技术壁垒低,消费者感知度不明显,但却能够显著降低整车成本,提升生产效率,起到“润物细无声”作用,包含一体化压铸、热管理、轻量化以及其他传统零部件等环节。当前电动车市场,三四线城市逐步成为渗透率提升的重要战场,要想进一步将智能电动车推向普及,降本必不可少。而包括一体化压铸在内的各类技术,通降低零部件数量,减少加工环节,压缩供应链长度,使得整个研发和生产的效率大幅提升,亦是产业发展必经之路。

综合而言,本轮汽车智能化浪潮为各个象限各个环节的公司都带来广阔的发展 空间,而在不同的历史阶段采用不同投资顺序有望获得更好的投资回报。先期市场 更多关注第一象限的“星辰大海”,在这一领域集结了全球最先进的技术和资源,但 在当前时点,地缘政治关系日趋紧张,领先技术可能会受到制约,市场从曾经追求 的盲目堆叠硬件配置走向理性,消费者和整机厂转而会关注一些能够感知得到且快 速落地的功能如座舱、行泊一体等功能,这些板块既不会受到太多外部限制,又拥有较好的需求,因此第二象限的投资机会在未来一段时间将会更加突出。

2、配置与体验并重,汽车智能化行稳致远

2.1、供需格局齐变,盲目硬件预埋冷却,驾乘体验成为重中之重

供需两方共催汽车智能化发展。汽车智能化通常由两股力量推动:一方面,软 件定义汽车的大背景下,整车的盈利核心有望从汽车销售转变为软件服务的订阅, 汽车更像是一个终端入口,整车厂以低廉价格将汽车销售给广阔的消费者群体,来 获取软件收费的通道,后续通过不断的低成本的 OTA 升级带来无与伦比的用户体验 和规模效应,形成赢者通吃的格局。为了实现这一效果,国内无数传统车厂和新势 力将硬件预埋推升到极致,来防止自己在这一场“军备竞赛”中落伍。另一方面, 消费者需求亦是拉动功能升级的重要力量,消费者愿意为未来有望上车的软件功能 提前支付硬件费用,也给了整车厂不断升级配置的动力。

高级别自动驾驶实现仍需假以时日,硬件预埋“军备竞赛”趋于缓和。站在当 前时点,两大因素均产生明显变化。从目前的 Robotaxi、头部新势力,甚至特斯拉 等公司自动驾驶功能推进的进度来看,实现完全自动驾驶仍需时间。当前汽车的硬 件在短短几年时间已经达到较高水平,旗舰车型普遍配置超高算力芯片和激光雷达 等高级的传感器。但在软件层面,能够实现的功能仍停留在 L2 级别,长时间无接管 的城市道路辅助驾驶功能仍未完全实现。软件持续升级,赢者通吃的节奏并没有如 预期中一样迅速到来,消费者也逐步发现“预支”的硬件费用并不能在短期内转化 成显著提升的用户体验,叠加新势力等车厂融资环境逐步收紧,算力大战趋于缓和。

体验和配置并重,智能座舱、行泊一体等功能受到重视。在此背景下,市场关 注点回归用户体验。智能座舱作为影响消费者体验首当其冲的环节,显得尤为重要。 这其中大屏化多屏化进一步推进,同时如多模交互、智能音响、座椅、香薰、情感 关怀等多种功能持续加速上车,持续营造良好的用户体验。自动驾驶层面,一方面, 高等级的硬件仍然会继续在高端车型上持续渗透,如英伟达的 Thor、高通的 Snapdragon ride flex 等舱驾一体的平台的探索仍在持续,另一方面,在更广阔的市场 中,如何利用现有平台甚至更优性价比的平台打造好 L2 级别类似行泊一体等自动驾 驶功能的体验,从而获得消费者的认可将成为整车厂工作的重心。

2.2、座舱智能化持续演进,产品线持续提升满足乘客需求

消费者对于智能座舱的接受度日益提升。据亿欧智库数据,除 55 岁以上客户之 外,其他年龄段的客户将座舱智能化作为购车参考因素的人群占比均超 50%。在 25-35 岁的购车人群中将智能座舱视为首要参考因素的用户占比达到 28.10%,将智 能座舱视为购车参考因素之一的用户占比达到 51.00%,合计接近 80%。而对座舱功 能的感兴趣程度排名来看,大屏/多屏联动、智能方向盘、细菌消毒系统、高级辅助 驾驶功能、车机互联等智能化的功能排名靠前。而造成用户对座舱不满意的因素排 名中,座舱智能化程度排名第一,有超过 62%的用户认为座舱产品的智能化功能有 待提高。

2.2.1、座舱域控作为座舱的大脑同步升级

域控制器是智能座舱的大脑,伴随座舱功能提升市场扩容。座舱功能日益丰富, 需要满足对仪表、车载中控、信息娱乐系统、流媒体后视镜、抬头显示系统、视觉 感知系统、语音交互系统等的驱动,同时需要满足语音交互、K 歌、游戏、乘客关 怀甚至人机共驾等需求,SOC 持续迭代。据 IHS Markit 统计,2021-2024 年座舱 SOC 的算力需求中,NPU 算力需求将分别达到 14/29/69/136TOPS,CPU 算力需求将达到 25/38/63/89kDMIPS。芯片的迭代带动了整个产业链的繁荣发展,配套软硬件公司都 将持续享受产业红利。与此同时,优秀的本土公司如芯驰科技、芯擎科技、瑞芯微、 晶晨股份、杰发科技等也开始崭露头角,有望凭借性价比切入市场并逐步站稳脚跟, 产业发展机会良多。

2.2.2、大屏化多屏化持续推进,屏幕尺寸、显示素质仍不断进步

车载中控彩屏基本普及,大屏化多屏化、显示素质提升是车载屏幕下一阶段发 展趋势。座舱内的屏幕仍是人机交互的核心通道,从新车渗透率观察,中控大屏目 前渗透率已经达到 97.9%,几乎得到普及。未来,屏幕将向着进一步大尺寸、多数量、 高显示素质方向演进,理想 L9、小鹏 G9、凯迪拉克 LyriQ、飞凡等车型均将自己的 屏幕进行显著升级以带来差异化体验。据 IHS Markit 统计,50 万像素以上屏幕在 2030 年市占率将达到 90%,车载屏幕仍拥有广阔的发展空间。

2.2.3、第三生活空间构筑座舱升级核心动能

随着汽车从行驶工具逐步向第三生活空间演变,座舱实现全面进化。随着消费 者需求层次的不断提升,汽车从出行工具逐步向第三生活空间演进。智能座舱也从 先期的只需要单一的向乘客传达驾驶信息逐步演进到结合视频、声学、光学、触觉、 嗅觉,并能够主动感知乘客状态并作出决策的智能体。伴随着这些需求的诞生,座 舱对于硬件、软件、智能化的需求将不断拓展。大屏多屏之外,影音需求推动下, 车载声学配置也随之升级,此外电子外后视镜、乘客关怀、智能表面、车内投影等 新兴模块不断涌现,智能座舱升级永不眠。

2.3、自动驾驶由追求纸面数据转变为效果和数据并重

2.3.1、芯片仍在快速迭代,但数据闭环、基于现有平台实现更好功能亦被重视

高端芯片算力倍增仍然持续,中央计算平台提上日程。2022 秋季 GTC 大会上 CEO 黄仁勋发布了英伟达下一代车载芯片平台 Thor,Thor 可实现最高 2000TOPS AI 算力及 2000TFLOPS 浮点算力。该平台将同步为整车自动驾驶和智能座舱的算力提 供支持,实现中央计算平台的构建,有望搭载于极氪车型首发,预计在 2025 年实现 量产。英伟达发布 Thor 不久,高通在其高通汽车投资者大会上介绍了超算级别的汽车 SoC——Snapdragon Ride Flex。该芯片集成 Kryo CPU、VPU、音频 DSP 等部分, 功能覆盖数字座舱、自动驾驶和网联等,在 AI 加速器的支持下最高算力可达 2000TOPS。

尽管高通在自动驾驶领域的实力仍不及英伟达,但其在座舱领域的地位 却不容小觑。巨头产品规划表明舱驾融合的中央计算平台架构将是未来汽车的确定 性发展趋势,早期英伟达和高通在汽车领域相对“平行”的产品线将走向“正面交 锋”,随之带来产品的迅速迭代和行业的快速变革演进,同时配套厂商的格局也有望 进一步走向集中化。

在如火如荼的芯片升级进程之外,市场也开始关注数据闭环体系以及算法迭代 能力的构建,以便在现有条件下最大程度提升算法能力和驾乘体验。以英伟达为例, 除去车载侧的 Orin 和 Thor 芯片,以及车载自动驾驶全栈平台 Hyperion 之外,公司 还搭建了完善的汽车云端软件解决方案,拥有用来训练和测试自动驾驶模型的 Data Factory,仿真测试平台 Drive Sim,以及地图,和完整的自动驾驶软件流程开发体系, 全面为车企赋能。此外包括毫末智行、百度、华为、以及其他造车新势力,都将数 据闭环平台的构建视为重点,以确保在芯片算力已经达到较高水平的情况下,算法 也能快速迭代达到预定目标进而实现较好的用户体验。

2.3.2、行泊一体加速渗透,L2级别市场有望崛起

L2 级别市场性价比高、无惧地缘政治影响、同时显著提升驾乘体验有望呈现优 异成长性。2022 年随着带有自动驾驶配套硬件车型的落地,零部件厂商、消费者对 自动驾驶功能本身认知越加清晰。L4 级别自动驾驶短期实现仍有难度,具有成本优 势且功能上已经可以让用户明确感知到差异化的 L2 及以下的辅助驾驶类功能被主 机厂所重视,渗透率有望快速提升。这其中自动泊车、行泊一体等功能显著受到消 费者青睐,同时具有低廉成本,有望在 2023 年进一步加速普及。近期大陆和福特从 Argo AI 撤资,转而加大对 L3、L2 级别辅助驾驶领域的投入,而更多原本计划冲击 全面自动驾驶的车企在发现难以在短期实现突破之后,也转而将更多的精力放在具 有高性价比、能够明显改善驾乘体验的 L2 级别类似行泊一体的功能上。行业归于理 性后,产业将进一步迈向良性发展。

车厂也考虑通过和多个芯片厂商合作推出覆盖高中低等级自动驾驶的不同算力 的芯片组合来实现产品的全覆盖。而不同等级的功能需求的变化带来不同芯片阵营 出货量的此消彼长。对应的配套厂商如软件服务、域控制器厂商也有望在不同的时 期呈现出差异化的成长弹性。

3、自主可控日趋急迫,本土供应链崛起正当时

3.1、华为入局——科技领军推动产业自主化

三次组织架构变革,华为汽车解决方案 BU 逐步走向成熟。华为切入汽车行业 较早,早在 2014 年即在车联网领域做了一些探索。2019 年华为智能驾驶解决方案 BU 正式成立,任命曾经负责华为日本运营商业务的王军为车 BU 总裁,BU 隶属于 ICT 管理委员会进行管理。在此期间,华为孵化出了智能驾驶产品部、智能座舱产 品部、智能网联产品部、智能电动产品部和智能车云产品部等多个部门。2020 年任 正非签发组织变动文件,将汽车解决方案 BU 划归消费者 BG,隶属消费者业务管理 委员会管理。2021 年,余承东被任命为车 BU 的 CEO,开始致力于将华为终端 BG 积累的 to C 经验应用到汽车解决方案中。

面向消费者和扁平化是华为汽车 BU 多次组织变革的目标。调整后的组织架构 下,智能汽车解决方案 BU 与 ICT 基础设施业务、终端 BG、云计算、数字能源和海 思并列成为华为最重要的直属部门,管理更加扁平化。同时智能汽车解决方案 BU 内部也进行架构梳理,将原先分散在各个产品线的研发部集中起来新设研发管理部, 形成大中台支撑各个部门。同时新增解决方案部,逐步统一销售、营销和产品规划 等功能。调整之后,华为统筹梳理了研发、销售、产品在内的核心部门,组织架构 更为清晰,有望实现高效协同。

华为作为 ICT 行业的科技巨头,拥有引领行业发展的技术能力。华为致力于构 建万物互联的智能世界,研发投入上常年位居全球前列,2021 年研发投入 1427 亿元 人民币,收入占比 22.4%,十年累计研发投入超 8450 亿元人民币。同时华为还是全 球最大的专利授权人之一,2021 年底华为在全球共持有超过 11 万件有效专利。在基 础研究方面不断加大投入力度。在无线通信领域,推进无线基础理论研究,探索 6G 产业发展,持续研究无线传输新型原创架构和新器件。研究编解码技术,提升分布 式存储吞吐性能。突破 AI 图像编解码技术,推动高清视频产业发展。攻克新型以太 技术,实现超大组网规模、超大单交换节点容量、超低延时的计算机网络。同时在 自动驾驶网络、AI 大模型、计算摄影、计算光学、基础软件、可信理论技术与工程 领域持续投入研究,形成强大技术底蕴。

技术上:华为凭借全球化的人才体系,在底层、尖端技术领域具有无可比拟的 优势,这些技术将助力公司在激光雷达、HUD、自动驾驶、网络架构等领域实现质 的飞跃。生态上:华为发力行业标准化,以自身的三大平台为核心助力行业生态构 建。全面服务:通过三大合作模式,为客户提供全面服务,赋能汽车行业。华为形成三种主机厂服务模式: 华为智选:致力于将华为手机的工业团队、软件团队、用户体验团队参与到造 车合作中,共同实现产品设计、品牌打造,并通过华为渠道赋能汽车销售。可看作 更多的将华为自身面向 C 端客户的能力赋能车企。该方案的合作产品主要有金康塞 力斯、问界的 M5、M7 车型。目前问界品牌销量领先,充分表明华为强大的体系化 能力能够有效把握消费者痛点助力车企产品打造和销量腾飞。

Huawei inside(HI):提供包含 MDC、智能座舱、智能驾驶、智能车云在内的 全栈智能汽车解决方案,目前华为在长安阿维塔、北汽极狐等品牌上采用该种模式 合作。该种方式中,华为更多处于被集成的角色,与车企联合研发助力车企造好车。零部件供应模式:提供华为 ARHUD、激光雷达、热管理、电驱等零部件。目 前华为已经上线了 30 多款零部件,该模式是华为最早切入智能汽车领域所从事的业 务形式,合作伙伴众多。

3.2、HUD——日益成为汽车标配,打开车载元宇宙大门

避免盲驾隐患,构建人机交互新桥梁。随着汽车智能化程度的提升,汽车成为 能够独立感知外部环境的智能体,汽车需要传达给驾驶员的信息日益丰富,传统仪 表盘已经难以满足多维度的人机交互需求。驾驶员的注意力优先专注于驾驶,频繁 转换视角关注仪表盘、中控、手机的信息会带来诸多盲驾隐患。由此 HUD 应运而生, 它将虚拟的图像和实景贴合,一方面可以让驾驶员和乘客无需转移视线,直观的感 受到行车状态、导航、辅助驾驶(如车道偏离预警)等信息,大幅提升安全性;另 一方面随着成像面积的不断扩大,HUD 能够进一步把生活娱乐的信息显示其中,实 现观影、地图 POI 推送等功能,给乘客以沉浸式的交互体验,成为链接虚拟和现实 世界的桥梁。

基于现有良好的产业发展态势 HUD 市场有望快速扩容。我们预计到 2025 年, 中国 HUD 总体渗透率将达 48%,其中 AR-HUD 渗透率将达到 19%,总体市场规模 将超过 260 亿元,并仍然保持 65%以上的行业增速。此外由于 AR-HUD 融合了畸变 矫正、AR 虚实贴合、以及未来的全息成像等技术,应用场景远不止 AR-HUD。投影、 全息技术可应用于侧窗投影、全息助手等领域,而将 ADAS 信息融合实景并向客户 显示的内容形式,不仅可以通过 HUD 在挡风玻璃上显示,也可以通过电子外后视镜、 透明 A 柱等方式呈现。AR-HUD 的技术泛化将带来更广阔的发展空间。

最大幅度扩大成像尺寸是目前抬头显示追求的核心目标。FOV(Field of View,视场 角)和 VID(Virtual Image Distance,虚像距离)扩大是提升当前 HUD 用户体验的 关键指标,提升 FOV 和 VID,让视角内可以容纳更多的信息,并给车载显示系统提 供更多的发挥空间。此外要想实现更好的 3D 贴合效果要求 HUD 拥有 3D 显示功能, 即虚拟图像可以根据现实情况实现灵活变焦,让远近实景和虚像完美贴合,给人以 身临其境的体验。

图像生成单元、光学部分、软件环节三大环节决定 AR-HUD 核心显示效果,每 个环节均具有广阔的升级空间。AR-HUD 的功能是将需要呈现给驾驶员的信息与 ADAS 回传的外部道路状况融合,由图像生成单元(PGU,Picture Generation Unit) 产生图像,通过光学部分的放大和转换投影到挡风玻璃上,经过挡风玻璃的反射进 入到人眼形成虚像。在 AR-HUD 中,三大环节尤为关键:(1)图像生成单元:相当 于显示器屏幕,是影响成像对比度、分辨率、亮度等显示效果的核心部分,目前以 TFT-LCD、DLP 技术为主,此外 LCOS、MEMS 激光甚至 MicroLED 等技术仍然不 断涌现;

(2)光学部分:该部分将 PGU 产生的图像经过转换、放大后投射到挡风玻 璃上,直接决定人眼看到虚像的成像尺寸、成像距离、3D 景深效果等,同时也是影 响整个模组体积的主要环节,目前以离轴三反(两片不同轴的反射镜将光反射两次 投影到挡风玻璃上)结构形式为主;(3)配套软件:是 AR-HUD 特有环节,将外部 信息进行坐标转换、畸变校正等并与实景贴合并呈现给乘客,随着 AR-HUD 包含的 信息越来越丰富,软件的重要性日益凸显,界面美观度等直接决定了产品客户体验。 自 HUD 诞生以来,开发者们对三大环节进行了不懈探索,随着近期行业进入快速 发展期,新兴技术不断应用于其中,每个环节沿着自己的路径升级迭代,投资机会 不断涌现。

市场充分激活,本土厂商强势崛起。HUD 市场早年被海外供应商垄断,日本精 机、大陆集团、日本电装等公司具有悠久历史,从事 W-HUD 开发配套多年,具有 深厚的行业积淀。而在 AR-HUD 时代,国内外玩家差距相对有限,随着目前 HUD 逐步走向平民化,诸多本土供应商受益产品在本土车型的渗透,份额实现了快速提 升。2020 年上半年中国 HUD 前装市场中,电装、日本精机、大陆集团合计占有 79% 的出货量市场份额,而 2021 年上半年,这一数字降低至 68%,未来本土厂商有望进 一步拉近和海外玩家的距离,带动整个产业链实现弯道超车。

目前本土厂商主要形成几大类别:(1)Tier1 公司如华阳集团、经纬恒润、怡利 电子等公司,广泛布局汽车电子,顺势切入 HUD 市场,拥有较强的技术积累和客户 基础,其中领先厂商已经获得诸多定点部分实现量产;(2)原本从事光学零部件的 公司如水晶光电、欧菲光等,凭借自身在光学领域的积累,从零部件配套走向整机 生产;(3)创业公司依托人才和资金基础切入行业,目前进展较快的有江苏泽景、 未来黑科技、锐思华创、疆程、一数科技、南京睿维视、瀚思通等。玩家中,华阳 集团、水晶光电、江苏泽景、未来黑科技、经纬恒润、疆程、南京睿维视等玩家已 经实现客户车型定点和量产,而欧菲光、锐思华创、一数科技、瀚思通等玩家亦具 有较强的潜力。整体而言创业公司具有较强的人才和资金背景,其中不乏获得产业 资本青睐的玩家,如疆程获得了京东方精电的投资,而江苏泽景则得到了一汽股权 投资、上汽旗下创投基金、北汽产投、北斗星通战投等产业资金的加持,未来发展 拭目以待。

HUD 是汽车人机交互新窗口,产业链玩家有望充分受益。现有的方案中,PGU 仍将是产业链中的重要环节。目前,PGU 已经逐步实现国产替代,在 TFT-LCD 领 域,除京瓷、JDI 之外本土的 PGU 供应商如京东方、天马的产品份额日益提升;LCOS 芯片领域,豪威科技等公司进展乐观,华为、华阳集团、水晶光电等厂商均在发力 突破 PGU 或整机生产;仅有 DLP 方案受制于专利壁垒仍仅可采用德州仪器产品。 而未来,光波导技术优势明显有望替代离轴三反光学模组成为主要的光学模块技术 方案,有关公司亦值得重点关注。

3.3、激光雷达——高等级自动驾驶必须,全产业链自主可控

激光雷达存在诸多架构形态,各种技术路线排列组合形成化学反应,产业高速 发展,产品百花齐放。当前自动驾驶趋势明确,激光雷达凭借自身测距远、分辨率 高、受环境干扰小等优势,已经成为摄像头、毫米波雷达等探测方式的重要补充, 是诸多主机厂迈向自动驾驶的必须品,产品从概念快速跨越至量产。作为汽车电子 行业的新生事物,无论技术路线,行业玩家均处于早期状态,产业孕育着众多机会 和无限可能。激光雷达通过发出激光并接收反射信号来实现对前方物体的探测,在 测距方式、激光波长、收发元器件、光束扫描等每个部分均存在多重技术方案,通 过不同的技术方案的组合,衍生出诸多产品形态,产业百花齐放,百家争鸣。

目前激光雷达多以扫描方式作为分类的方法,而诸多方案已经开始呈现逐步收敛的 态势。从车规、成本、性能综合考虑,中短期内长距离激光雷达将以转镜和 MEMS 路线为主,Flash 激光雷达用于近距离补盲,而远期 FMCW+OPA 或将成为终极方 案。 中短期:以当前量产产品以及配套定点来看,转镜产品已经一马当先率先上车。龙 头激光雷达厂商中,华为、图达通、禾赛科技、Luminar 等公司均有采用转镜方式的 激光雷达,目前已经获取众多定点。MEMS 由于微振镜扫描速度远高于转镜,同时 半导体工艺规模化生产下 MEMS 振镜具有较高的降本潜力,成为后起之秀。Flash 激光雷达由于易过车规、技术成熟、价格低廉,则适合作为补盲产品搭配远距离激 光雷达使用,目前大陆集团可自行生产 3D Flash 激光雷达 HF110,同时投资 MEMS 激光雷达厂商 Aeye 形成远近一体解决方案能力,而禾赛、速腾聚创等头部激光雷达 公司也分别在 2022 年底发布了其补盲雷达的技术解决方案。

远期:OPA+FMCW 的方式由于其采用整体芯片化的生产模式,收发、扫描甚至计算 模块都可集成至单个硅光芯片上,纯固态可以满足车规级要求,芯片化生产可以大 幅降低成本,同时在性能上将突破现有固态、半固态激光雷达的极限,在探测距离、 抗干扰、扫描帧率上有质的飞跃,甚至可以实现同时追踪百个目标等功能,产业学 术界共同发力下,我们认为或将成为激光雷达的终局。

需求端来看,激光雷达景气度高企,无疑是近年成长性最好的赛道之一。全球 激光雷达市场规模从 2021 年的 21 亿美金提升至 2027 年的 63 亿美元,2022-2027 年 CAGR22%;品类中归属于 ADAS 领域的市场规模从 0.04 亿提升至 20 亿美元, 2022-2027 年 CAGR73%;归属于 ADAS 和无人驾驶汽车领域的激光雷达市场规模 2027 年合计 26.98 亿美元。 供应链侧来看,本土企业势不可挡。国内消费者对于汽车智能化功能的接受程 度更高,本土智能汽车发展也如火如荼显著领先海外。据 Yole 统计 2018 年以来全 球范围官宣 ADAS 前装定点大约有 55 个,中国供应商占其中 50%,禾赛和速腾分别 占据本土厂商中的前两位。全球范围内,整个激光雷达赛道上中国厂商无疑将成为 主要势力,产业链都将迎来广阔机会。

产业链环节来看,激光雷达产业链包含激光发射器、接收器,光学元件,计算处理 单元,整机、外壳生产等环节,全产业链公司都有望充分受益,其中激光发射/接收 单元、光学元件部分有望孕育 A 股产业链公司的投资机会。 激光发射器:目前通常有三种形式:半导体边发射激光器(EEL)、半导体垂直腔面 发射激光器(VCSEL)、光纤激光器。通常 905nm 波长激光可选择半导体激光器。 这其中,EEL 激光器凭借其成熟的产品和供应链体系,极高的功率密度,成为目前 主流的激光器形式。

半导体激光器中 VCSEL 除功率密度较 EEL 低外在线宽、温漂 系数、光束形状等指标上均优于 EEL,未来有望逐步实现对 EEL 的替代。目前禾赛 科技和 Lumentum 合作已经在 AT128 转镜式远程雷达上搭载了 VCSEL 激光器。在 1550nm 波段,通常采用光纤激光器。目前市场上海外巨头欧司朗、Lumentum 等公 司凭借领先的产品性能占据主导地位,国内公司目前也逐渐赶上,领先的半导体激 光器厂商如长光华芯、纵慧芯光、源杰科技等亦有产品布局。光纤激光器厂商方面, 本土公司表现优异。海创光电、光库科技、拜安科技、昂纳科技等具备相关产品量 产能力,本土厂商大有可为。

激光接收器:接收元器件通常有三类,普通光电二极管、APD、SPAD。在 905nm 波段,SPAD 灵敏度高,价格低廉,产品路线已经日益成为玩家们首选,有望逐步替 代现今主流的 APD 方案。在 1550nm 波段,铟镓砷 SPAD 产品不成熟,厂商通常使 用 APD 作为探测器方案。探测器领域的老牌玩家包含滨松、安森美、索尼等,这些 公司在光学传感器领域具备深厚的积累,在设计、工艺上具有显著优势,预计在一 段时间内仍将保持领先地位。而国内公司目前也逐渐赶上,厂商如灵明光子、南京 芯视界、阜时科技等已经有成熟化的产品推出,并开始获取订单,国产崛起亦呈现 曙光。

光学元器件:在激光雷达中光学元件包含用于光束整形、分束进而形成所需要的光 斑的准直镜分束镜,以及用于光束转换改变光路的透镜、反射镜、转镜等,和用于 将激光雷达所发射波长以外的光过滤掉,以减少激光雷达受到的干扰,提升信噪比 的滤光片。目前,超窄带滤光片生产要求较高,全球高级精密光学解决方案龙头 Viavi 等产品性能优异,国内永新光学等公司亦有布局。激光光束整形、透镜、以及转镜 等光学元器件,目前国内有较为成熟的供应商供货全球激光雷达客户,企业如炬光 科技、舜宇光学、腾景科技、蓝特光学、福晶科技、天孚通信、水晶光电等均能提 供满足量产需求的产品。

3.4、高精度定位——卫惯一体,L2+的优选

自动驾驶渗透率有望快速提升,高精度定位迎来历史发展良机。高级别的自动 驾驶带来对高精度定位的需求,据智能网联汽车高精度卫星定位白皮书描述,自动 泊车对定位精度的要求为无遮挡情况下水平定位精度小于 0.5 米,部分遮挡水平下定 位精度小于 1 米;而在高速道路上,自动驾驶水平定位精度需要小于 0.3 米,速度定 位精度要小于 0.2m/s。未来随着高级别自动驾驶渗透率的提升,高精度定位也迎来 发展良机。

卫惯组合系统优势互补,有望成为 L3 级别以上自动驾驶主流定位方案。目前 自动驾驶获得定位的技术有三种:卫星定位(GNSS-RTK)、环境特征匹配、惯性定 位(IMU)。卫星定位绝对位置准确度很高,可提供厘米级定位,但依赖卫星信号, 容易受到干扰;环境特征匹配可获得周围环境的 3D 信息,但依赖高精度地图,传感 器容易被天气、光线影响,同时只能获取相对位置;惯性定位不受外界干扰,数据 更新频率高(100Hz 或更高),但存在累计误差。定位技术各有优劣,若将卫星定位 与惯性定位组合起来,优势互补,就能够实现准确又实时的位置更新,为决策层提 供精确可靠的连续的车辆位置、姿态信息,这种组合导航方案也被多家自动驾驶企 业采用,有望成为 L3 级别以上自动驾驶主流定位方案。

松耦合、紧耦合、深耦合定位效果依次增强,开发难度依次提升。根据惯导信号(INS) 和 GNSS 信号融合程度的不同,组合导航系统可分为松耦合、紧耦合、深耦合几个 类别。松耦合即 GNSS 与 INS 均独立工作各自提供导航参数的结果,用 GNSS 导航 结果修正惯导信号的误差,在没有 RTK 信号的时候模块以 IMU 测量的结果作为基 础推测当前的定位数据;紧耦合将 GNSS 模块输出的观测量与 INS 模块输出的惯性 测量结果做差,并利用差值来估算 INS 的测量累计误差,再将计算出来的误差补偿 反馈给 INS 模块,经过校正后的 INS 惯性测量结果再和 RTK 定位结合融合得到定位 数据,即 INS 和 GNSS 在观测量层面进行融合;

深耦合是在紧耦合的基础上,将 INS 模块的部分数据直接输入基带芯片,使得 INS 惯性数据成为 GNSS 解算的一部分, 可改善 GNSS 的动态灵敏度,动态精度和抗干扰性能。三类耦合方式差异显著,松 耦合优势在于简单可靠成本低,但在信号遮挡的环境下,稳定性和精确度将显著下 降;紧耦合在遮挡的环境下,仍然实现较好的定位效果,但结构复杂,需要自研 RTK 算法来实现较好的融合效果;深耦合具备更好的精度和稳定性,但需要在基带层面 融合,对技术的要求更高。

3.5、SiC——800V高压超充驱动需求快速成长

受益于新能源汽车、光伏、轨道交通等下游景气应用驱动,全球碳化硅功率器件市 场规模不断扩大,根据 Yole 预测,2021-2027 年全球碳化硅功率器件市场规模有望 从 10.90 亿美元增长到 62.97 亿美元,保持年均 34%的复合增速。其中,车规级市场 是碳化硅最主要的应用场景,市场空间有望从 2021 年 6.85 亿美元增长至 2027 年 49.86 亿美元,CAGR 为 39.2%,超过了整个 SiC 功率器件市场增速;车规级 SiC 器件占整个 SiC 器件市场的比例有望从 2021 年 62.84%提升至 2027 年 79.18%。车规级应用占据近 80% SiC 市场规模,是因为相对于工业级市场和消费级市场,车规 级市场对于 SiC 器件成本更不敏感,通过使用 SiC 器件节省的系统成本(减少电池 成本、被动元器件等)会超过使用 SiC 器件增加的成本。

新能源汽车是 SiC 功率器件的主要应用场景,在主驱逆变器、OBC、DC-DC 以及直 流充电桩模块中,SiC MOSFET 有望对 Si IGBT 加速替代。相比于 Si IGBT, SiCMOSFET 为主逆变器应用带来了更高的逆变器效率、更小的系统尺寸、更低的系统 成本和更长的行驶里程。车载充电器和 DC-DC 转换器都是电源应用,碳化硅为它们 提供更高的开关频率 FSW、更高的效率、双向操作、更小的无源元件、更小的系统 尺寸和更低的系统成本。SiC 主驱逆变器模块、车载充电器(OBC)、DC-DC 转换器 的单车价值量分别为 4000-5000 元,1500-2000 元,800-1000 元,对应功率分别为 150-250KW, 6.6-22KW, 2.5-3KW。而集成了车载充电机(OBC)和 DC/DC 变换器的 车载电源二合一产品单车价值量约为 2000-2500 元。

根据 Yole 数据,预计到 2027 年,SiC 车规级市场规模有望达到 49.8 亿美元,其中 主驱逆变器市场规模约为 44.1 亿美元,约占据整个车规级市场 88.6%份额。国内 SiC 产业链参与者有望充分受益于国内自主品牌车企与造车新势力崛起带来的新能源汽 车供应链国产替代红利,在高压超充时代获得更高市场份额。

编辑:JACK
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