车载摄像头行业研究报告:扬帆汽车智能化浪潮,部署迎来量速齐升

精选报告来源:【未来智库官网】。

(报告出品方/作者:中金公司)

报告综述:

车载摄像头被誉为“自动驾驶之眼”,主要通过镜头和图像传感器实现图像信息 的采集功能。近年来,摄像头已成为汽车视觉方案中最常见的智能化承载工具之 一。2016 年,特斯拉推出 Autopilot Hardware 2.0,在该套方案中配置了 8 个摄像 头传感器,成为了其汽车智能化方案中的重要硬件支撑,并对行业形成了一定的 示范效应。展望未来,我们判断汽车智能化浪潮将进一步推升车载摄像头的用量, 而集中化架构将带动产品价格下降、有利于实现更快速的推广。

我们判断车载摄像头用量有望受益于以下两点因素而超出市 场预期:

1)造车新势力打乱了传统车企的节奏,倒逼传统车厂在新车设计上进 行智能化革新,从而 ADAS 渗透率的增长超预期;

2)科技巨头入场造车,我们 预计首款车型将是主打“科技感”的高端车型,参考相似产品路线的特斯拉,其 Model 3 配备了 8 个摄像头,我们预计科技企业将把摄像头配置作为卖点之一, 在高端车的摄像头配置上不会少于 6 个,从而带动市场需求量超预期。

控制集中化架构驱动硬件简化,摄像头被重定义为“只采集、不计算”。传统摄 像头方案需实现图像采集&视觉处理两大功能,而在整车 E/E 架构下,ECU 由分 布式演变为集中式,算力向中央集成的同时,包括摄像头在内的传感器硬件得以 简化,摄像头将只负责“采集图像”。以特斯拉的三目前视摄像头方案为例,剥 离计算功能的摄像头成本有望降低约 60%。我们预计没有历史包袱的新势力有望 大量采用控制集中化的新架构,摄像头单价将随之下降,使之成为整车厂智能化 方案中“高性价比”的选择之一,普及速度有望超出市场预期。

CIS、镜头成为最核心部件,关注产业链国产化机遇。控制集中化的架构演进趋 势将使得摄像头的硬件构成变得更加简单(剥离计算元件),从而产业链价值分 布迎来重构。我们测算,无算法的摄像头方案中,图像传感器约占 52%的成本(占 比相比传统方案+30ppt)、镜头组约占 26%(占比+15ppt)、模组封装约占 20%。 在以上三个产业链环节中,部分国产厂商均崭露头角。展望未来,我们预计国内 新势力等下游市场崛起,以及国产厂商在精密制造、成本控制能力上的优势,将 助力车载摄像头产业链将迎来国产化机遇。

更多部署(量增):汽车智能化推动单车多摄需求

智能化、网联化带动 ADAS 渗透率提升

汽车界“智能机取代功能机”变革正在酝酿

汽车行业处在传统制造向科技制造转型的进程中,汽车逐渐由单纯的代步工具发展为集 娱乐、办公、消费于一体的“车轮上的互联空间”,汽车消费群体对智能化的需求被激发。 一场汽车界“智能机取代功能机”变革正在酝酿。

复盘智能手机黄金十年,我们认为智能汽车将走出与智能手机相似的迭代路径。2007 年 初代 iPhone 应用高分辨率屏幕与多点触控技术,创新了人机交互体验,按键交互成为历 史。2008-2010 年,苹果引入应用商店、前置摄像头,手机从单纯的通话工具升级为集通 信、娱乐的高端智能产品。以 2010 年 iPhone4 的推出为标志,智能手机时代拉开帷幕。

近年来,汽车同样以智能座舱为突破口,将液晶仪表盘、中控大屏取代机械仪表盘,创 新了人车交互体验。智能手机的主要功能正陆续在智能汽车上找到对应落地场景,车内 空间向“第三空间”发展。自动驾驶设想推动汽车智能化升级,智能汽车时代悄然而至。

ADAS 是汽车智能化的重要载体 ADAS 连接人工驾驶与全自动驾驶。ADAS(advanced driver assistance system,高级驾驶辅 助系统)模拟人体生理机制,收集车辆周围物体数据,判断是否存在潜在危险,并将结 果以预警、执行等方式反馈给驾驶员,以避免交通事故的发生。随着智能化、网联化进 程,ADAS 扮演的角色由“提示”向“协助”“接管”方向演进,在智能驾驶中重要性逐 渐增强。

“感知、决策、执行”三大系统模拟人体机制。1)感知层:依靠各类传感器对车辆周围物体进行识别、定位、追踪,从而获取车辆周围数据。其中,摄像头、雷达是感知层面 的重要传感器,前者获取物体特征信息(“是什么”),后者获取物体位置信息(“在哪里”); 2)决策层:输入数据,结合特定算法输出决策;3)执行层:将决策结果通过车内高速 通信网络落实在车辆行为上。

与智能驾驶进程同步,ADAS 亦站在了 L2 向 L3、L4 升级的档口。当前阶段,ADAS 可在 限制条件下操控车辆,但特殊情况下仍由人工控制,主要辅助应用包括 LKA、AEB、BSD、 ACC、APA 等。面向 L3、L4 阶段,TJA、HWA 等辅助应用的普及将使 ADAS 有能力在特殊 情况下控制驾驶。自动驾驶有赖于 ADAS 加持,智能化趋势有助于 ADAS 普及。

2015-2020 年,中国 ADAS 市场规模保持高速增长。根据中汽协测算,5 年来中国 ADAS 市场规模以 CAGR 约 50%的速度高速增长。同比增速持续回落,但依旧在 20%以上,我们 认为增长势头有望延续。

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从智能手机渗透率变迁,对标看 ADAS 渗透率未来发展,我们认为:

1)提升空间仍大。 根据汽车之家数据,2020 年除 AEB 渗透率超过 40%外,各主要 ADAS 系统渗透率仍未突 破 30%,如果将当前智能手机渗透率(近 80%,2019 年数据)作为未来 ADAS 渗透率达 到稳定状态时的基准,仍有接近 50%的提升空间。

2)未来五年将进入渗透率快速提升期。 2011 年,智能手机渗透率达到 30%,开启了五年的渗透率快速提升时期,2015 年渗透率 超过 70%。我们认为,智能汽车的迭代路径将与智能手机类似,ADAS 渗透率也将呈现与 智能手机渗透率相类似的快速提升。

三大驱动力,拉动 ADAS 渗透率 我们认为,三大驱动力将拉动 ADAS 渗透率快速提升:造车新势力的入场、传统车厂的 革新、以及商用车领域的政策推动。

造车新势力的入场:天然适配 ADAS ,或成新势力弯道超车机会 新能源汽车天然适配 ADAS,接受度较高。新能源汽车采用电气化架构,与 ADAS 天 然适配。且新能源车企大都是新晋车企,在架构设计之初就融合了 ADAS 系统。

ADAS 是“软件定义汽车”理念的重要应用,为新势力构筑与传统车企相匹敌的竞 争力。“软件定义汽车”理念中,软件重要性得以凸显。通过软件统一管理硬件,实 现汽车软硬件解耦。新功能可通过 OTA 技术(over-the-air,云端升级)升级软件, 再由软件带动硬件实现。ADAS 是这一理念的重要应用,通过 OTA 技术可实现 ADAS 功能的快速更新,在未来自动驾驶迭代过程中有望迅速把握市场需求方向,体现成 本优势。同时,每一次更新都创造了新的收入点,延长了汽车的价值周期。

借力 ADAS 弯道超车,更多新势力入场有望带动 ADAS 渗透率提升。借鉴智能手机 的发展经验,在时代更迭之际,会有大量新进入者。观察新能源市场,在特斯拉推 出 Model S 之后,蔚来、小鹏、理想等新势力迅速进入。我们认为,未来会有更多 标配 ADAS 的新势力入场, ADAS 渗透率有望继续提升。

传统车厂的革新:新势力介入,倒逼传统车企智能化改革 传统车企渗透率仍有较大提升空间。

以 L2 级乘用车为例,2020 年传统燃油车销量 占到了 93%,但是 ADAS 渗透率仅为 14%。传统车厂的机械架构无法通过电子技术 控制,难以对各类情况做出瞬时响应。欲实现电子化升级,传统汽车需要对原有架 构进行较大幅度的调整,成本高昂,导致 ADAS 在传统汽车中普及度较低。

车载摄像头行业研究报告:扬帆汽车智能化浪潮,部署迎来量速齐升

展望未来,我们认为造车新势力的介入将倒逼传统车厂在新车架构上进行革新, ADAS 渗透率有望加速提升。智能手机的时代更迭中,没能踏上智能化列车的品牌湮 灭在旧时代中——诺基亚、摩托罗拉市占率快速下滑。而完成智能化转身的三星, 如今仍占有较大份额。我们认为汽车市场智能化浪潮已势不可挡,造车新势力的竞 争压力日渐壮大,电子化升级尽管艰难,却是传统车厂必要的破局之道。

以大众汽车为例,2020 年大众调整五年计划,在电动出行、混合动力和数字化方面 最终规划投资 730 亿欧元。大众预计至 2029 年推出 75 款纯电汽车、60 款 PHEV 车 型。同时,公司积极推动汽车架构改革,2019 年底独立运营 Car.Software 部门,拥 抱“软件定义汽车”。ADAS 方面,大众自 2015 年便宣布在 2016 款全部车型上普及 ADAS 系统,辅助驾驶走在前列。

3)商用车领域:政策引领商用车 ADAS 渗透率跃升

商用车消费群体选购车辆时,更关注其作为生产工具的属性,如成本、耐久度等。 对安全预警、紧急制动等智能化功能需求较低,导致 ADAS 渗透率较低。而大部分 交通事故恰恰是由于商用车主忽视安全、违规驾驶等因素导致的。据盖世汽研预测, AEB、FCW、LDW 分别能够降低 50%、27%、11%事故的发生,ADAS 对于商用车显得 尤为重要。

近年来,政策端强制满足特定条件的商用车嵌入 AEB、LDW、LKA、FCW 等 ADAS 系 统以提高安全、便于监管,强制时间点多在 2021 年附近。我们认为未来几年商用车 ADAS 普及程度将有飞跃式上升。

行业标准、国家政策共同推动 ADAS 部署

行业标准:AEB 等主动安全系统纳入全球新车测试规程。NCAP(new car assessment program,新车测试项目)是测试机构对即将上市的新车所进行的一系列测试,以评估汽 车的安全程度,并依此评分。该测试不由政府主导,但受到车企和大众的广泛关注。目 前,各国 NCAP 均将 AEB 测试纳入新车评分体系。在部分国家,AEB 已成为五星评级的 必备条件。我们认为,未来在中国,AEB 等辅助驾驶系统也将成为高评级的必备项目。

美国:美国纳入主动安全的时间相对较早。2011 年 NHTSA 便将 LDW、FCW 等指标 纳入测试加分项。2014 年,IIHS 明确规定,FCW 或 AEB 是获得最高评级的必要条件。

欧盟:2014 年 Euro-NCAP 将 AEB 测试纳入评分体系,并不断增加测试场景,将行人、 骑行者等弱势道路使用者(Vulnerable road user,VRU),以及后向(back-over)、迎 面(head-on)、交叉路口等多种情形考虑在内。目前,没有 AEB 很难获得高星评级。

中国:2017 年 C-NCAP 发布《管理规则》,首次纳入 AEB 测试。2020 年在新发布的 新版规则中,新增了 AEB 二轮车、LKA 等指标,且主动安全的评分权重由 15%上升 至 25%,AEB 等辅助驾驶系统的重视程度不断提升。

国家政策:主要国家和地区政府已拟定时间表全面标配 AEB,中国落地多项政策强制商 用车搭载 ADAS 系统。梳理各国政策,我们发现日本与欧洲国家强制政策的覆盖范围已 经由商用车逐步扩大至乘用车领域,并已有明确的强制时间点。中国近年来密集出台大 量政策,旨在强制商用车搭载 ADAS 系统。同时,乘用车国家标准也已放入日程。

欧盟:2015 年强制重型商用车搭载 LDW、AEB。2019 年与日本等 40 国达成草案, 将于 2022 年起全部车型全面导入 AEB 系统。

日本:2014 年强制要求商用车搭载 AEB。2019 年与欧盟等 40 国达成草案,于 2020 年全面导入 AEB 系统,覆盖车型除一般车型外,还包括轻自动车。

中国:2016 年以来密集出台政策,逐步强制商用客车、商用货车搭载 LDW、FCW、 LKA、AEB 等多种 ADAS 系统,强制时间点多在 2021 年。

我们认为,我国也将沿着欧日发展路径,强制政策未来将覆盖全部车型,2021 年 ADAS 有望迎来高速发展,2025 年实现全面普及。目前,商用车市场 ADAS 普及度尚低,据佐 思汽研报告(2020 年)称,中国 L2 级乘用车销量份额超 15%,而 L2 级卡车尚处于量产 初期。随着政策强力推进下,商用车的蓝海市场将成为 ADAS 的增量机会。我们预计未来 政策推进到乘用车领域后,剩余未搭载主动安全系统的乘用车也能为 ADAS 带来部分增长。

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单车多摄像头是 ADAS 功能落地的必要条件

自动驾驶之眼:车载摄像头或成智能汽车的“产品卖点”。汽车传感器是 ADAS 感知层的核心部件,遍布车辆全身。一辆汽车所搭载的传感器数量 的多寡,直接决定了其智能化水平的高低。目前,普通家用轿车中约配有数十个传感器, 高档轿车中则多达 100 多个。汽车传感器可分为环境监测、车身感知两大类。在一辆汽 车所配置的传感器中,呈现出环境监测传感器量少价高,而车身感知传感器量多价廉的 特点。随着汽车自动驾驶级别的提升,单车搭载的传感器数量及价值增长迅速。

环境监测传感器中,车载摄像头是 ADAS 系统主要的视觉传感器,其“感知”的过程始 于镜头进行图像采集,而后摄像头内部的感光组件电路及控制组件会对图像进行处理, 并转化为有效的数字信号。 复盘手机多摄的发展趋势,我们预计未来汽车的摄像硬件也将不断进步,摄像头或将成 为汽车产品的“销售卖点”。2014 年华为 P9 与徕卡合作的双摄机型发布后便广受欢迎, iPhone 跟进后将手机多摄推为主流趋势。根据 IDC 数据,2019 年全球智能手机中采用三 摄方案的手机渗透率将达到 21%,而双摄渗透率升至 40%。对标到汽车市场,我们认为 随着汽车的智能化功能、娱乐属性等愈发受到重视,单车搭载的摄像头数量及其参数也 将成为重要卖点。

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ADAS 功能的丰富离不开多摄像头部署 汽车智能化驱动单车搭载的摄像头数量逐步提升。当前单车摄像头一般装配 1-2 个(1 个前视+1 个后视)。但从新趋势看,一套完整的 ADAS 系统一般应至少包括 6 个摄像头(1 个前视,1 个后视,4 个环视),而高端智能汽车的摄像头个数可达 8 个。

特斯拉 Model 3 搭载了 Autopilot 2.0 系统,为实现更优的图像识别性能,全车共搭 载了 8 个摄像头、1 个雷达和 12 个超声传感器,其中 8 个摄像头包括 3 个前视摄像 头(1 颗长焦、1 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。,实现在 250 米半径在汽车周围提供 360 度可视性。

安森美预测,自动驾驶所需摄像头数量将达到 9 个,其中前置与后置各 2 个,侧视 4 个,内置 1 个,用来实现辅助泊车、车道偏离预警、行人碰撞预警、疲劳驾驶预 警等功能。

Mobileye 在 CES 2020 上,展示了一套仅基于 12 个摄像头,而没有其他雷达、超声 波等传感器的自动驾驶方案,完成在耶路撒冷复杂的街道上约 20 分钟的自动驾驶。

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从多摄的驱动力来看,我们认为中期驱动力集中于供给侧,造车新势力的入场、有望带 动市场规模增长超预期;长期驱动力由“用脚投票”的终端消费需求牵引,本质上是由 智能化对摄像头的需求所决定的。

我们判断科技企业新势力的入局,将在中期带动需求超市场预期。

苹果、华为、阿里、百度等等科技巨头纷纷入局造车,我们认为科技企业的基因决 定了其汽车产品的特质将侧重在科技感。对标新能源车企中定位相近的特斯拉(以 “科技感”为标签)、蔚来(以“豪华品牌”为标签),我们判断科技企业也会优先 发布高端车型,而高端车在摄像头的配置上不会少于 6 个。相比于第三方机构 Yole 的预测(单车搭载摄像头数量将从 2018 年的 1.7 颗增加到 2023 年的 3 颗),我们认 为单车需求数量仍存在超预期的空间。

我们认为长期来看,多摄像头是汽车智能化进程中的必备要素。

从功能来看,多摄像头是丰富 ADAS 功能的必要基础设施:车载摄像头主要包括前 置摄像头、后视摄像头、环视摄像头、侧视摄像头和内视摄像头,不同位置摄像头 所支持的 ADAS 功能各异,对其技术要求也存在差异。

从长期需求看,多摄像头推动了全新驾驶体验,消费者会“用脚投票”。

1)可有效减轻驾驶员负担。全方位的车身视景系统可提供车辆 360°的视角,实现行车 记录、盲点监测、夜视、路标识别、车道偏离监控、自适应巡航、紧急制动、低速防撞 等功能。

2)监控车内人员状况、提升驾驶安全度。内视摄像头可实现驾驶员生命体征监控、乘客 检测等功能,更好的监控车内人员安全和注意力状况。

3)释放传统部件功能,催生车体设计空间。摄像头系统的发展甚至有望推动汽车制造商 取代传统的后视镜,重新设计汽车的轮廓。

更快推广(价降):控制集中化趋势重构产业链价值分布

特斯拉 VS 采孚方案对比:剥离计算功能将有效降低摄像头成本

传统摄像头方案需实现图像采集&视觉处理两大功能。对于整车厂而言,车载摄像头成 本主要由硬件采购(约占 80%)和模组封装(约占 20%)两部分构成。传统方案中,车 载摄像头的核心硬件应包括镜头组(由光学镜片、滤光片和保护膜等组成)、图像传感器、 图像信号处理器等单元。以 BMW X5 采用的采孚 S-Cam4 三目摄像头为例,该款摄像头基 于豪威的 CMOS 图像传感器实现图像采集功能,视觉处理功能则通过 Mobileye 的 EyeQ4 处理器实现;此外,摄像头主板上还配置了一个 32 位的 MCU 和 2 个存储器。

而特斯拉的摄像头方案剥离了计算功能、只做图像采集,成本相比传统方案下降 60%。 特斯拉 2016 年发布的 HW2.0 驾驶辅助硬件方案中,传感器环节使用了 8 个摄像头、12 个超声波传单器和 1 个毫米波雷达。特斯拉在 2020 年的 HW3.0 中(配置于 Model 3 车型 中)仍沿用了这一摄像头方案。HW 方案中,使用了一款类似于采孚 S-Cam4 的三目前视 摄像头,其三个摄像头模块均是基于 OnSemi 的 1.2Mp CMOS 传感器(2015 年发布),以 实现图像采集功能。但与采孚摄像头不同的是,特斯拉的三目摄像头只被定义为“采集 图像”,并未配置处理 SoC、MCU 等计算功能模块——图像处理功能则交给 Autopilot 控 制器完成。

根据 SystemPlus 数据,基于传统方案的采孚 S-Cam4 三目摄像头的总成本约为 165 美元, 而特斯拉的三目摄像头总成本约为 65 美元,相比传统方案减少了约 60%

特斯拉方案绝非个例,实质反映汽车 E/E 架构控制集中化趋势

我们认为,特斯拉的摄像头方案实质上反映的是传感器硬件简化、算力向中央集成的演 进趋势,而该趋势已成为汽车行业的共识:

博世 2017 年发布了其在整车 E/E(电子/电器)架构方面的战略图,将整车 E/E 架构 的发展分为了 6 个阶段,分别是:1)模块化阶段(一个功能一个 ECU 硬件);2) 功能集成阶段;3)中央域控制器阶段;4)跨域融合阶段;5)车载中央电脑;6) 车载云计算阶段。

类似的,宝马创建了分层的电子电器架构,其核心理念在于:商品化、标准化的 ECU (Electronic Control Unit,电子控制器单元)将从传感器、执行器等分布式单元中解 构、剥离,并根据需求进一步抽象、整合,融入中央计算平台。

特斯拉是集中式电子电器架构的践行者。Model3 的电子电器架构主要包括三个部分: 1)中央计算模块 CCM,运行 x86 Linux 系统,由信息娱乐系统、ADAS/ Autopilot 和 车内外通信三部分组成;2)左车身控制模块和 3)右车身控制模块则负责车身/舒 适性、底盘、总动、安全系统等功能

华为提出“计算+通信”的 CC 架构,将“总线+分散控制”的传统架构革新为“分布 式网络+域控制器” 的架构,实现软件可升级、硬件可更换、传感器可拓展。

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我们认为相比于分散控制的架构,控制集中化的优势主要在于以下方面:

更好的应对汽车电子化进程中 ECU 数量的爆发式增长。传统的汽车电子化通过 ECU 的累 加实现。早期的汽车架构中使用的ECU数量较少,1993年的奥迪A8中仅使用了份额ECU。 随着汽车电子化程度的不断进步,单车的 ECU 数量最高已超过 100 个。分散在不能功能 模块中的 ECU 由不同的供应商提供,其嵌入式软件和底层代码各异,会导致算力不能协 同、互相冗余的问题,整车厂也没有权限对 ECU 进行维护和更新。因此,为更好地协同 车间算力,面向汽车电子化趋势下 ECU 数量的增长,控制集中化势在必行。

控制集中化有利于硬件的高效使用和成本节约。算力向中央集成可降低不同功能模块之 间的 ECU 算力冗余,有利于计算类硬件得到更高效率的使用。此外,集中化还有助于降 低内部通信需求导致的线束成本和装配成本增加。从 OEM 厂商角度出发,控制集中化还 能使产业链中更多软件、算法的能力被涵盖于 OEM 环节,从而有利于提升 OEM 相对一 级供应商的议价能力。特斯拉 HW3.0 方案在核心处理器上采用了自研的 FSD SoC 替代英 伟达+英飞凌的方案,根据 SystemPlus,方案总成本从 HW2.5 的 795 美元下降到 635 美元。

使能 OTA 升级硬件性能。在集中化的电子电器架构下,OTA 不仅可以将软件升级发送到 信息娱乐单元,还可以直接将软件更新程序发送到相关的 ECU,从而实现安全、可靠地 功能升级。

综上,我们认为集中化的 E/E 架构在汽车电子化的浪潮之下已是大势所趋,而没有“历 史包袱”的新势力有望大量采用集中化新架构,从而推动传感器单元的硬件简化;而单 颗摄像头的价格将逐步下降,使之成为整车厂智能化方案中“高性价比”的卖点之一, 从而摄像头方案的普及速度有望超出市场预期。

架构集中化趋势下,车载摄像头产业链价值分布迎来重构

基于 SystemPlus 的数据,我们对传统代表方案采孚 S-Cam4 和新架构下的代表方案特斯拉 三目前视摄像头进行了成本拆解。由于控制功能的中央集成化,摄像头作为单一传感器 不再需要配备 MCU/处理 SoC/存储器等元件,成本绝对值大幅下降。但同时,图像传感 器、光学部件(镜头组)、模组封装等环节仍是摄像头实现采集功能的必备要素。根据我 们的测算,剥离了计算功能的摄像头中,镜头组、图像传感器在总成本中的占比分别提 升了 15ppt、30ppt,产业链上游光学器件及图像传感器的重要性提升。

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产业新方向:车内监控推动车内摄像头配置

车内监控:目前以 DMS 为主,少数厂商扩展至 OMS

随着自动驾驶级别的提升,主动 DMS 系统开始放量,但实际搭载率仍处于较低水平。DMS (Driver Monitor System,驾驶员监测系统)是指驾驶员行驶过程中,全天候监测驾驶员 的疲劳状态、危险驾驶行为的信息技术系统。在发现驾驶员出现疲劳、打哈欠、眯眼睛 等错误驾驶状态后,DMS 系统将会对此类行为进行及时地分析,并进行语音灯光提示, 起到警示驾驶员,纠正错误驾驶行为的作用。DMS 一般分为主动式 DMS 和被动式 DMS。 其中,被动式 DMS 基于方向盘转向和行驶轨迹特征来判断驾驶员状态。主动式 DMS 系 统一般基于摄像头和近红外技术,从眼睑闭合、眨眼、凝视方向、打哈欠和头部运动等, 检测驾驶员状态。

各大主机厂开始配备主动 DMS 系统,大部分 Tier1 已推出 DMS 完全解决方案。2006 年, 雷克萨斯 LS 460 首次配备主动 DMS 系统;2018 年开始,随着自动驾驶 L2 和 L3 级别的到 来,主动 DMS 系统开始放量,各大主机厂开始纷纷配套主动 DMS 系统。根据佐思汽研 数据显示,2019 年在中国主动 DMS 系统的乘用车新车安装量为 10170 套,同比增长 174%; 1Q20 安装量为 5137 套,同比增长 360%。

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DMS 系统现状:仍停留在预警阶段,且实际搭载率较低。由于成本、技术成熟度、消费 者接受度和量产计划等综合原因,DMS 目前的装机量很低,远没有自适应巡航控制系统 和倒车环境辅助系统等功能普及。根据高工智能汽车研究院测算,国内市场在售车型/款 的 DMS 系统配置比仅为 15.16%,实际搭载率更是低至 10%左右。其中,接近 90%的功能 方案为被动型 DMS。

DMS 系统发展趋势:和 ADAS 功能相结合,实现车内车外安全一体化。驾驶员在半自动 驾驶过程中往往会过度依赖 ADAS 的安全功能,从而会导致危险的驾驶行为,此时则需要 DMS 系统对驾驶员进行预警。同时,ADAS 可以通过 DMS 系统检测到的驾驶员状态进行 适时的自动化操作。ADAS 和 DMS 结合既可以确保检测到正确的驾驶员状态,也能对 ADAS 功能激活和失效进行阈值设置,实现了车内车外安全一体化。目前,ADAS 在 DMS 中渗 透率仍较低。根据 ICVTank 测算,2015 年,ADAS 在 DMS 中的渗透率仅为 4%;2025 年, ADAS 在 DMS 中的渗透率有望提升至 50%。

少数厂商扩展至 OMS。OMS(Occupancy Monitoring System,乘客监测系统)是 DMS 系 统的延伸。与 DMS 相比,OMS 系统可以实现提醒驾驶员检查后座、提醒乘客系安全带以 及检测儿童是否遗留在车内等功能。目前,仅有少数厂商成功推出 OMS 方案,如法雷奥 推出基于视觉技术的后排监控方案,Xperi 子公司 DTS 推出 OMS 方案 DTS AutoSense,公 司预计将于 2021 年投入使用。

法律法规是车内监控的主要驱动因素。疲劳驾驶和分心驾驶是造成交通事故以及致死事 故的重要原因,驾驶员驾驶状态不佳引发的交通安全问题逐渐受到各国政府关注。近年 来多个国家或地区陆续出台乘用车和商用车的 DMS 相关监管法规和行业标准,力图通过 行政手段有效减少交通事故发生率,同时也有力推动了 DMS 市场发展:欧洲方面,欧盟 新车安全评鉴协会(NCAP)在 2017 年 9 月发布了 2025 发展路线图,率先将 DMS 列为 初级安全系统,要求 2024 年起,新车必须配备 DMS;中国方面,交通运输部办公厅在 2018 年 8 月印发《关于推广应用智能视频监控报警技术的通知》,明确各地要对商用车 配备 DMS 进行鼓励和推广。通知要求新进入道路运输市场的“两客一危”车辆前装智能 视频监控报警装置,实现对驾驶员不安全驾驶行为的自动识别和实时报警。

内视摄像头:对视角和清晰度的要求更严格,单车用量最高可提升至 6 个

内视摄像头视角要求更严格,更注重清晰度。车载前视、环视、内视和后视摄像头因功能应用不同,在对相机的要求上存在差异。内 视摄像头需要识别驾驶员的手势和表情,因为手部动作范围比较广,所以对相机的角度 要求会更严格;表情识别或者虹膜识别则比较精细,范围小,更加注重相机的清晰度。

车内监控带来的车载摄像头增量需求为 1-6 个。当车内监控系统为 DMS 时,内视摄像头的需求为 1 个;当车内监控系统为 OMS 时,Eyeris 在 CES 2019 中的演示总共使用了五个摄像头:前风挡顶部的三个摄像头、一个面向驾驶 员、另一个位于车舱顶部中间位置。该系统可以从最多 6 个摄像头来进行乘员监控。综 上,车内监控带来的车载摄像头增量需求为 1-6 个。

高增长赛道,建议关注 CIS、光学部件环节国产替代机遇

车载摄像头市场规模测算

综合前文的假设,我们对国内的车载摄像头市场规模进行了测算。我们预计至 2025 年, 国内车载摄像头市场规模将达到 227 亿元,2020-25 年的市场规模 CAGR 为 30%。

车载摄像头行业研究报告:扬帆汽车智能化浪潮,部署迎来量速齐升

CMOS 芯片

CIS 芯片需求端新增亮点。图像传感器是车载摄像头模组的核心所在,我们预测在剥离计 算功能的方案下,图像传感器在镜头模组中的成本占比约 50%(见图表 30)。目前 CMOS 是主流的车载车载摄像头感光元件方案。相比于 CCD 感光元件,CMOS 的成像质量略逊 一筹,但成本低、更省电,因此在像素要求不高的车载摄像头领域广受青睐。 我们预计,受益于 ADAS 及自动驾驶的需求拉动,未来 5 年汽车 CIS 市场将保持 20%的年 均复合增速,市场规模有望从 2019 年 9 亿美元快速成长至 2023 的 19 亿美元,增速高于 其他 CIS 细分市场。而根据 Yole 数据,2018 年全球汽车搭载 2 颗及以上 CIS 的汽车渗透 率仅为 34%,2021 年该数值有望成长至 60%,单车搭载的摄像头颗数将快速提升。

CIS 制造产业链主要细分为设计、代工和封装测试三个环节,最后由模组厂采购组装,整 合入摄像头模组再出售给下游应用厂商。由于 CIS 芯片的像素层的设计工艺类似于模拟芯 片,对制造工艺的要求较高,所以索尼、三星等龙头企业均采用 IDM 模式,而豪威、格 科微等中国企业多采用 Fabless 模式。代工方面,台积电、华力微、中芯国际、力晶、海 力士等代工厂为全球 CIS 晶圆主要供应商;封测方面,目前全球 CIS 封测产能集中在中国 台湾,精材、胜丽、同欣电等厂商是主要 CIS 封测厂商,国内晶方科技、华天科技等也具 备 CIS 封测能力。

竞争格局方面,汽车 CIS 市场目前为安森美主导,2019 年全球市占率达到 62%,豪威紧 随其后,市占率为 29%。虽然索尼在全球 CIS 市场占据绝对领导地位,但由于汽车厂商对 CIS 的要求不同于手机,耐高温、防撞等可靠性指标是主要衡量标准,同时车厂的验证时 间也较长(3-5 年),我们认为索尼目前在汽车领域仍然落后于安森美和豪威。

车载摄像头行业研究报告:扬帆汽车智能化浪潮,部署迎来量速齐升

按技术来看:背照式(BSI)和堆栈背照式(Stacked-BSI)技术已成为主流,未来向多层 堆叠 BSI 和混合堆叠 BSI 发展。

光学部件

镜头组中的光学器件(主要包括镜片、滤光片、保护膜)对摄像头所生成的图像质量方 面起到了关键作用。镜头主要用于将图像聚焦到传感器上,为此,镜头需要具备照亮整 个摄像头传感器区域的能力,以免所生成的图像出现阴影或渐晕。

国产替代正当时。我们认为光学部件环节,国内的舜宇(镜片)、水晶光电(滤光片、保 护膜)、欧菲光(滤光片)、海泰(保护膜)等企业正在向海外龙头发起挑战,在国内新 势力崛起的背景下,有望乘“车载”之东风,引领光学部件环节的国产替代。

模组封装

车载摄像头模组的封装工艺难度高于手机,我们预计将保有较高的业务利润率。与手机 摄像头的功能诉求不同,车载摄像头首要需保障驾驶安全,对其在驾驶期间、不同工作 环境下的使用稳定性有较高的要求。相比其他领域,车载摄像头的产品安全标准更高, 生产技术要求更高,工艺难度大。相比于手机摄像头,车规级摄像头应满足耐高温、防 磁、抗震、长使用寿命等特性。

全球模组封装行业前三为松下、法雷奥和富士通,我们预期其市占率之和约为 40%。国 内的舜宇光学和欧菲科技等厂商在手机摄像头封装领域占有率较高,拥有一定的工艺积 累,近年来逐渐进入车载摄像头模组封装行业;在车载镜头端舜宇光学从 2004 年开始布 局车载镜头市场,2012 年开始做到了全球车载镜头出货量的第一并保持。

展望未来,我们认为模组封装产业有望向国内转移,国产厂商有望凭借出色的成本控制 能力和技术学习能力承接更多订单。

相关点企业分析(详见报告原文)

韦尔股份:厚积薄发抓住汽车智能化契机,豪威车载 CIS 份额有望进一步提升;

晶方科技(未覆盖):聚焦影像传感器领域,汽车电子产品小规模量产;

锐明技术(未覆盖):专注车载监控领域近二十年,全球领先的车载视频监控公司;

华天科技:昆山子公司深耕图像传感器封装,车用先进封装产线 1 月投产。

风险

ADAS 渗透率不及预期;摄像头降价幅度超预期。


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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