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电子行业深度研究把握信息和能源技术变革,

来源:热处理 时间:2022/11/8
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(报告出品方/作者:中泰证券,王芳、杨旭)

一、信息技术变革:汽车、VRAR成为下一代人机交互平台

终端需求变化决定电子行业发展趋势,持续技术创新提供成长动能。每一轮信息技术的变革都将带来产业技术路线的革命性变化和商业模式的突破性创新,并进而催生新的应用拉动整个电子产业的发展,历史上从军工、家电、大型PC、个人PC、功能手机到智能手机,都是由终端需求变化开始形成整个电子行业向上发展的趋势。且伴随终端设备及其延伸产品的持续技术创新,电子行业的成长驱动力层出不穷,每轮新的终端需求从兴起,到爆发,到快速发展,再到步入成熟期,往往能持续近10年之久。

当下时点多元化新需求兴起,推动人机交互平台变化。不同于以往由单一需求兴起引领的电子行业发展趋势,本轮信息技术变革由智慧物联网、汽车电动智能化、VR/AR虚拟现实融合发展等多种新需求和新技术共同推动。其中,电动化的发展为汽车创造了信息化的可能性,智能化、网联化、共享化则是逐步实现汽车的功能升级和模块整合,推动汽车从交通工具变成新的人机交互平台。而VR/AR借助虚拟现实融合技术,打造沉浸式的交互体验,将逐步替代手机成为新一代的便携式移动人机交互平台。未来,VR/AR也将与智能车融合,完成两类人机交互平台的协同发展。

渗透率是判断终端需求爆发拐点的关键指标。终端需求的兴起往往伴随着渗透率的提升,以智能手机为例:渗透率在10%以下为行业初期的技术积累与产品培育阶段,这一阶段往往对应多种技术路线,整个行业处于萌芽期,比如智能手机诞生之初就出现了塞班和安卓操作系统之争;渗透率超过10%之后,行业迎来拐点,爆款产品出现并开始风靡市场,行业进入快速发展阶段,从智能手机来看这一阶段的开启以苹果于年发布第一代iPhone手机为标志,此后各大厂商群雄争霸争夺蓝海市场;当渗透率达到50%以后,行业竞争格局趋于清晰,头部品牌逐渐建立起稳固的市场地位,占据行业内绝大部分份额,增量利润基本被头部品牌瓜分;当渗透率超过70%,行业开始迈入成熟期,需要靠不断的技术创新驱动行业成长,行业整体偏向周期波动。类比来看,电动智能车和VR、AR作为新的终端需求兴起,其发展历程也将遵循相似的演进路径,渗透率将成为判断行业需求爆发拐点的关键指标。

1.汽车:电动车引领消费新风尚,智能化、网联化发展强化人车交互属性

渗透率视角下,汽车电动化加速发展,智能化迎来风口,网联化仍处于发展初期。

1)电动化:预计-年中国和全球的电动车渗透率先后超过10%,行业进入爆发增长期,“三电系统”新增大量电子元器件需求。a)电池:整车中成本占比约38%,宁德时代稳居全球动力锂电龙头,比亚迪、欣旺达、国轩高科和亿纬锂能等国内厂商也已具备全球化竞争实力;b)电机电控:电机、电控在整车中成本占比分别为6.5%、5.5%,其中IGBT、DC/DC和薄膜电容分别占电控成本的44%、8%和6%。IGBT国产替代下弹性巨大,预计年全球新能源车用IGBT的市场规模相比年翻了17倍,而SiC器件有望在中高端车型逐渐接棒IGBT的高速成长;预计车用薄膜电容-年的全球市场规模CAGR达到56%。此外“三电系统”也带来了连接器、PCB以及其他被动元件的需求增长。

2)智能化:汽车智能化分为智能驾驶和智能座舱。智能驾驶:a)感知层中,车载摄像头竞争格局最清晰,成长确定性最强,预计-年CAGR达到20%;激光雷达弹性最大,预计-年的市场规模CAGR高达90%;超声波雷达技术成熟,市场渗透率较高,价格已下探到较低水平;毫米波雷达主要被博世、大陆、德尔福和电装等Tier1厂商主导,国内在部分上游领域已实现突破。b)决策层:算力提升和算法迭代是关键,全球主要玩家为英伟达、高通和Mobileye,合作车企数量和技术实力都处于领先地位,国内主要玩家包括华为、地平线和黑芝麻等。c)控制层:E/E架构逐渐从分布式走向集中式,并最终走向中央计算架构,国内厂商在缺货潮下顺势切入中低端车载MCU领域。智能座舱:车载信息娱乐系统、中控屏和液晶仪表的搭载率较高,预计-年的CAGR分别为14%、13%和13%;HUD逐渐从W-HUD向AR-HUD发展,预计-年全球HUD市场规模的CAGR为42%,其中全球AR-HUD市场规模的CAGR预计为62%。

3)网联化:通过V2X技术实现车与互联网(V2N)、车与车(V2V)、车与物(V2I)及车与人(V2P)之间的信息交互,实现单车智能向车路协同的综合智能网联汽车发展,相应带动传感器、通信射频芯片及数据存储芯片需求。目前网联化仍处于V2N(也称车联网)阶段,预计到年中国/全球的车联网市场规模约为1.0/1.5万亿元,-25年CAGR分别为37%/19%。

1.1电动化:电动车迎来10%渗透率拐点,“三电系统”拉动电子元器件需求

在全球“双碳”战略推动下,-年中国和全球先后迎来10%的渗透率拐点,汽车电动化加速发展。据中汽协预测,年我国汽车总销量将达到万辆,其中新能源汽车销量达到万辆,同比+%,新能源汽车渗透率从年的5%快速提升至13%,年成为中国电动汽车的元年。据EVTank和德勤预测,-年全球的汽车销量将从万辆微增至万辆,新能源汽车销量将从万辆增长至万辆,同比+42%,渗透率从7%提升至10%。因此,全球将在年迎来电动车快速发展的切换窗口。

本土整车品牌崛起,销量和市场竞争力与日俱增。在国家政策大力扶持和基础设施等产业链配套加快建设的背景下,国内涌现了诸如比亚迪、蔚来、小鹏、理想、哪吒、零跑、威马等本土新势力品牌车企。同时国内消费者对电动车的消费接受度高,庞大的国内汽车消费市场为自主整车品牌厂商创造了绝佳的生存土壤,推动自主整车品牌的销量和市场竞争力与日俱增。年前三季度,国内传统车企比亚迪/五菱销量分别达到33/31万辆,销量排名全球第二/第三,市占率分别为7.7%/7.2%;造车新势力蔚来销量约为6.7万辆,销量排名全球第十八,市占率约为1.6%。

“三电系统”是电动车的核心,在整车中的成本占比约为50%。“三电系统”包括电池、电驱和电控,三者在“三电系统”的成本占比分别为76%、13%和11%,对应在整车中的成本占比分别为38%、6.5%和5.5%。其中,电池是电动车的能量来源和成本核心;电机的主要作用是将动力电池的电能转化为驱动汽车前进的机械能;电控由逆变器、电源模块、中央控制模块、保护模块和散热系统信号检测模块等组成。

电动车时代供应链洗牌重塑,助力车用电子零部件国产替代。汽车供应链存在一定程度上的闭环,认证壁垒高,新玩家往往难以进入。参考历史上美日欧汽车产业链的发展历程,正是美日欧车企、Tier1与本土供应链厂商紧密配合,在产品开发早期就进行了深入的合作和磨合,才使得美日欧的汽车零部件厂商能够较快地开发出符合整车厂需求的产品,并在汽车产业的长期发展过程中形成了强者恒强的核心竞争力。在当前汽车电动智能化发展的大浪潮中,传统供应链体系将被打破重塑,而中国处于汽车电动智能化发展的中心位臵,本土供应链厂商将顺势崛起。以电动车核心的“三电系统”为例:1)电池方面,国内领先的电池厂商包括宁德时代、比亚迪、欣旺达、国轩高科和亿纬锂能等,宁德时代21H1年在国内的市占率超过50%,在全球的市占率约为31.8%,份额全球第一;2)电驱和电控方面,整车厂、传统Tier1供应商和第三方供应商角逐,国内依托自主整车品牌的布局和第三方厂商的积累,涌现了比亚迪、蔚然动力(蔚来)、蜂巢动力(长城)、威睿电动(吉利)等整车品牌旗下的厂商,以及方正电驱、汇川技术、卧龙电驱、上海电驱动等第三方厂商,而传统Tier1供应商主要是博世、大陆、法雷奥、西门子等海外巨头。随着自主整车品牌和国内“三电系统”供应商的崛起,自然也将带动上游车用电子零部件的国产替代。

伴随“三电系统”的搭载,汽车电动化带来大量电子元器件需求。电动车以电力系统作为动力来源,对于电力转换和功率变换具备更高的要求,相应地提升了对功率器件等电子元器件的需求,主要增量来自于电池管理模块和“三电系统”组成的电动动力总成部分。据德勤统计,相比于传统燃油车,纯电动车的电池管理模块增加的单车电子元器件价值量约为美元,而动力总成部分增加的单车电子元器件价值量高达美元,预计年纯电动车的电子元器件BOM成本将达到美元,是燃油车(美元)的4.5倍。

从电控成本拆分来看,IGBT、DC/DC和薄膜电容为主要成本构成。电控涉及的电子零部件包括IGBT功率开关、DC/DC变换器、电流传感器、波纹电容以及微控制器等,分别占电控总成本的44%、8%、11%、6%和11%。电机包括永磁同步电机和交流感应电机,以永磁电机为例,永磁体是电机的主要成本构成,占电机总成本的45%。

电控模块需要用到大量功率器件,预计年全球/中国新能源车功率半导体市场规模将分别达到/91亿美元,10年18倍空间。IGBT功率开关主要应用于主逆变器以及OBC(车载充电机)中,在主逆变器中将电池输出的直流电逆变为交流电驱动汽车,在OBC中将外部输入的交流电整流为直流电为新能源动力电池充电。DC/DC变换器主要负责将电池的高电压转换为其他汽车电子工作的低电压,需要用到高压MOSFET等功率器件。据StrategyAnalytics统计,功率器件在车用半导体中的占比从燃油车的21%大幅提升至纯电动车的55%,汽车电动化带来大量的功率器件新增需求。根据我们的测算,到年全球/中国新能源车用功率半导体的市场规模将分别达到77/41亿美元,相比年翻了近8倍;到年全球/中国新能源车用功率半导体的市场规模将分别达到/91亿美元,相比年翻了18倍以上。

IGBT为逆变器核心器件,国产替代下弹性巨大。随着汽车电动化的加速,车用IGBT的用量大幅提升,加上双电机渗透率提升抬高单车价值量,IGBT成为汽车电动化增量最大的电子元器件。根据我们的测算,到年全球/中国新能源车用IGBT的市场规模将分别达到/76亿美元,相比年的9/4亿美元翻了17/19倍。在本土整车品牌及汽车产业供应链崛起的大背景下,时代电气、比亚迪、士兰微、斯达半导、宏微科技等国内厂商逐渐切入车规级IGBT供应链,但目前全球车规级IGBT中国占比仍然较低,在汽车电动化加速扩空间+国产替代提份额的双重助力下,国内IGBT厂商将获得跨越式的增长。

SiCMOSFET相比IGBT具备更优异的的功率转换性能,成本、良率改善后有望逐步进入中高端车型。相比于Si基半导体材料,以GaN、SiC为代表的第三代半导体材料具备更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的热导率、更高的电子饱和速率及更高的抗辐射能力,更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件,SiC基MOSFET相比IGBT具备更高的电能转换效率和更小的体积。

目前国际主流SiC衬底尺寸为4英寸和6英寸,由于晶圆面积小,芯片裁切效率低,导致SiC衬底成本高昂,加上后续工艺中制造、封装良率低使得SiC器件成本一直居高不下。根据中科院数据,同一级别下,SiCMOSFET的价格比Si基IGBT高4倍。但鉴于SiCMOSFET的优异性能,特斯拉Model3、比亚迪汉EV四驱版等高端车型已开始率先采用SiCMOSFET器件。目前,从设计、制造、封测到终端应用全产业链都在积极布局SiC器件,随着技术迭代、工艺knowhow积累,推动良率提升、成本下行,SiC器件将进入更多中高端车型,从而打开SiC的应用市场。

汽车电动化亦带来连接器、PCB和被动元件等基础电子零部件的需求增长。1)连接器:预计年全球/中国的汽车连接器市场规模将达到/亿元,-年的CAGR分别达到14%/19%,国内主要厂商包括电连技术、瑞可达等。2)PCB:预计年全球/中国的车载PCB市场规模将达到/亿元,-年的CAGR分别达到18%/24%,国内主要公司包括世运电路、沪电股份、景旺电子、东山精密、胜宏科技等。3)薄膜电容:预计年全球/中国的车用薄膜电容市场规模将达到/62亿元,-年的CAGR分别达到56%/63%,国内主要厂商包括法拉电子和江海股份。4)MLCC:预计年全球/中国的车用MLCC市场规模将分别达到48/20亿元,-年的CAGR分别为17%/22%,国内主要厂商包括三环集团和风华高科。(报告来源:未来智库)

1.2智能化:L2向L3跨越窗口期,ADAS和智能座舱产业链百花齐放

政策驱动汽车智能化发展。年,我国发布的《中国制造》文件首次提及智能网联汽车,随后国家在智能网联汽车的技术标准、核心零部件自研、应用试点等各方面进行顶层规划,持续推动汽车智能化发展进程。年11月,交通运输部等五部门共同发布《智能网联汽车技术路线图2.0》,明确了我国智能网联汽车产业在不同时期的发展目标:到年L2、L3级新车销量占比达50%,C-V2X(蜂窝车联网)达50%;到年L2、L3级新车销量占比超过70%,L4级占比达20%,C-V2X新车装配基本普及。年5月,国家确定6个城市为智慧城市基础设施与智能网联汽车协同发展的第一批试点城市,标志着汽车智能化和网联化进入深度融合阶段。

从渗透率来看,年将是L2向L3跨越的窗口期,带动整个智能汽车产业链兴起。根据RolandBerger的预测,年欧洲L1/L2级功能车的渗透率达到66%/14%,年L1/L2/L3/L4L5级功能车的渗透率将分别达到46%/39%/14%/1%,考虑欧洲汽车智能化推进速度较快,我们适当调低高级别智能车的渗透率,并参考前文我国设定的渗透目标,在-年及-年区间进行适当线性外推。

根据我们的测算,目前L2级别的汽车渗透率已经迈入20-50%的快速发展阶段,L2级别的自动驾驶功能将逐渐成为中高端车型的标配。按照《汽车驾驶自动化分级》标准,从L3开始自动驾驶系统将替代驾驶员负责监控驾驶环境,成为真正意义上的智能车。年12月10日,奔驰L3级自动驾驶系统获得德国联邦交管局的上路许可,率先吹响了汽车智能化的冲锋号。我们预计L3级别的智能车在年将实现小范围落地,进一步推动汽车智能化发展,年将成为全球自动驾驶元年,针对汽车智能化的业务布局和产业投资也将加速推进,智能车将引领新一轮的产业发展浪潮。

汽车智能化包括智能驾驶、智能座舱和智能服务三大部分。智能驾驶的实现需要对汽车的周围环境进行感知、分析、判断并进行有效的处理和执行,以实现拟人化的动作执行,是汽车智能化的基石,涉及感知、决策和执行三大层次。智能座舱通过图像、语音、触控、手势等交互方式提高驾驶操控体验和乘车娱乐性,是人车交互的入口,由智能座舱内饰和座舱电子组成,其中座舱电子包括抬头显示(HUD)、全液晶仪表盘、中控屏、车载信息娱乐系统、流媒体后视镜、后排液晶显示和车联网模块等。智能服务将汽车与人及其社会生活相连接,是汽车智能化的延伸和扩大,包括后市场服务、出行服务、社交及生活服务等。

从智能驾驶来看,感知层一般采用多传感器融合方案,组合不同功能的传感器互为补充以实现冗余。感知层传感器主要包括车载摄像头、毫米波雷达、激光雷达、超声波雷达以及惯性导航设备(GNSSandIMU)。不同传感器在感知精度、感知范围、抗环境干扰及成本等方面各有优劣,由于当前自动驾驶厂商还无法通过深度学习算法完全弥补硬件在环境感知方面的缺陷,因此采用多传感器融合方案收集海量信息用于决策分析是目前提高感知精度和可信度的主流方案。

车载摄像头成长确定性最强,竞争格局最优。车载摄像头成本低,且可以通过算法配合实现大部分ADAS功能,成为感知层的重要传感器,目前市场上主要车型的平均搭载数量约为9颗。同时车载摄像头的市场集中度高,根据ICVTank数据,前四大镜头厂商占据近八成市场份额,加上ADAS镜头技术壁垒高,车企认证周期3-5年,新进入者面临极高的进入门槛,行业竞争格局优。其中,舜宇光学市占率30%以上,为全球车载镜头第一大供货商;联创电子为国内唯二具备强竞争力的车载镜头厂商,是特斯拉、蔚来ADAS镜头供应商,与Mobileye、Nvidia、华为战略合作。韦尔股份是国内车载镜头CIS传感器龙头供应商,且积极拓展海外市场持续提升全球市占率。

激光雷达在L2向L3跨越的窗口期加速上车,带动光学零部件厂商腾飞。激光雷达是目前精度最高的传感器,精度达到毫米波雷达的10倍,可以精准地得到外界的环境信息并进行3D建模,在对信息精度具备苛刻要求的高级别自动驾驶中具备不可替代的优势。但由于成本高昂,目前激光雷达在L1/L2级别车型中属于选配,随着L2向L3、L4跃迁,激光雷达的优势开始凸显,L3/L4/L5分别需要1/2/4台激光雷达;加上激光雷达的成本持续下行,激光雷达有望成为L3级别车型的标配,Yole预计年激光雷达的渗透率将达到11%。激光雷达系统包括光发射模块、光接收模块、扫描模块和信息处理模块,随着年迎来L2向L3跨越窗口期,此前获车企定点的激光雷达产品陆续上车,将带动整个激光雷达产业链兴起。目前国内主要的激光雷达方案商包括禾赛科技、速腾聚创和万集科技,光学元器件厂商包括永新光学、腾景科技、蓝特光学、福晶科技等,以及激光雷达发射模组厂商炬光科技和发射端芯片厂商长光华芯等。

激光雷达在所有感知层传感器中弹性最大,预计-年的市场规模年均复合增速达到90%。根据我们的测算,-年激光雷达的市场规模将从5亿元增长至亿元,CAGR高达90%;车载摄像头的市场规模将从亿元增长至亿元,CAGR达到20%。此外,超声波雷达技术成熟,市场渗透率较高,价格已下探到较低水平,国内已有奥迪威等厂商切入该市场,我们预计-年超声波雷达的市场规模年均复合增速约为10%;毫米波雷达市场主要被博世、大陆、德尔福和电装等Tier1厂商占据,国内企业在上游射频前端MMIC(单片微波集成电路)套片、高频PCB等环节已实现局部突破,我们预计-年毫米波雷达的市场规模年均复合增速约为14%。

从决策层来看,芯片算力提升和算法迭代是主旋律。随着自动驾驶级别的提高,芯片需要处理的环境复杂度和操作多样性抬高算力需求,L2级别的算力需求在10TOPS以下,到L3/L4/L5级别则提升至30-60//0TOPS。同时,决策规划分为路径规划、行为决策和运动规划三个层次,每个环节功能的实现都建立在对应的算法上,因此未来自动驾驶决策层的核心竞争力将取决于决策算法。

目前全球自动驾驶芯片主要玩家为英伟达、高通和Mobileye,合作车企数量和技术实力都处于领先地位,国内主要玩家包括华为、地平线和黑芝麻等。1)华为推出的MDC平台集成了8颗昇腾AI芯片,算力可达TOPS,最高支持L4级别自动驾驶,除了在北汽极狐阿尔法华为Hi版和小康赛力斯上应用外,与上汽、广汽、长安、吉利、江淮、一汽红旗、东风汽车等车企也展开了深度合作;2)地平线年最新推出的征程五代芯片,对标英伟达Orin、MobileyeEyeQ5,最高可支持L4自动驾驶等级,算力达到TOPS,征程系列芯片已搭载或即将搭载于长安UNI-T、奇瑞蚂蚁、上汽智己、传祺GS4Plus、岚图FREE、思皓QX、大通MAXUSMIFA等多款车型;3)黑芝麻年发布新一代A0pro,算力最高可达TOPS。

从控制层来看,关键在于命令执行的及时性和有效性,E/E(电子电气)架构逐渐从分布式走向集中式,并最终走向中央计算架构。随着汽车电动智能化的推进,分布式的ECU(电子控制单元)逐渐向域集中,由DCU(域控制器)集成多类ECU实现控制功能的集中,从而在减少整车线束连接长度并降低成本的同时,减少电子电气架构的空间、功耗和复杂性。进一步地,随着智能化程度加深对算力需求的大幅提升,传统E/E架构的网络带宽将难以适应巨量信息的传输,E/E架构将朝着中央计算架构演进,以实现更快速的信息传输和处理。

考虑E/E架构改变减少MCU用量和智能化提升MCU算力抬高ASP,车载MCU市场规模将保持稳定增长。汽车控制器的本质是MCU,而车规级MCU由于认证周期长、可靠性要求高,是国产替代最难突破的阵地。经测算,年全球/中国车载MCU市场规模将分别达到88/31亿美元,-年CAGR为7%/9%。目前国内厂商已经切入雨刷、车窗、遥控器、环境光控制、动态流水灯等与汽车安全性能相关性不大的中低端车规MCU,并有望在国产替代的趋势推动下持续扩大市场份额。

从智能座舱来看,车载信息娱乐系统(IVI)、中控屏和液晶仪表的搭载率较高,HUD(抬头显示)为未来重点发展方向,逐渐从W-HUD向AR-HUD发展。1)IVI:预计年全球/中国IVI的市场规模分别为/亿元,-年的CAGR达到14%/14%。2)中控屏:预计年全球/中国中控屏的市场规模分别为/亿元,-年CAGR达到13%/13%。3)液晶仪表:预计年全球/中国液晶仪表的市场规模分别为/亿元,-年的CAGR达到13%/13%。4)HUD:预计年全球/中国HUD的市场规模分别为/亿元,-年的CAGR为42%/42%。其中,年全球/中国W-HUD的市场规模分别为/64亿元,-年的CAGR为33%/33%;年全球/中国AR-HUD的市场规模分别为/61亿元,-年的CAGR为62%/63%。从国内已布局厂商来看,德赛西威是国内领先的车载信息娱乐系统供应商,HUD供应商包括华阳集团、水晶光电等,汽车屏则包括长信科技、隆利科技、伟时电子、莱宝高科、欧菲光等。

1.3网联化:打造智能服务,强化人车交互体验

V2X与单车智能是实现自动驾驶的两大路径。V2X与车载传感器(摄像头、激光雷达、毫米波雷达等)目标类似,是为了获取其他车辆、行人的运动状态,且不容易收到天气、障碍物以及距离等因素的影响。

V2X通信的主流技术包括DSRC和C-V2X。V2X现存有两大标准体系:DSRC和C-V2X。1)DSRC体系:通信标准是IEEE.11p和.x,由IEEE(美国电气电子工程师学会)基于WIFI制定,标准化流程开始于年。2)C-V2X体系:基于蜂窝移动通信系统的技术,包括LTE-V2X和5GNR-V2X(即4G\5G),其标准化时间较晚,但起技术优势更大,在可靠性、时延、传输速率等指标上均表现更优。此外,由于DSRC在组网时需要新建更大量的路侧单元RSU,部署成本较高;而C-V2X可以直接使用4G/5G网络,部署成本低。

中国推行C-V2X,美国态度开始转向C-V2X。整体看,DSRC起步较早,得到了欧美、日韩,以及主机厂、Tire1的支持。但是由于部署成本、技术指标的优势,C-V2X得到了中国、芯片厂、模组厂的大力推行。1)中国:大唐、华为等中国企业在年开始牵头在全球主流通信标准化组织3GPP中积极推动LTE-V2X标准化工作。年工信部正式发布~MHz(20MHz)车联网直连通信频率规划,表明中国政府全力支持基于蜂窝网络的LTE-V2X。2)美国:美国之前一直支持DSRC,但是近年态度开始有所转变,在年11月美国联邦通信委员会FCC最近针对5.9GHz的重新分配进行了投票,划定20MHz给C-V2X专用。3)欧洲:其最近发布的C-ITS(合作智能交通系统)倾向于DSRC。

年全球车联网市场规模有望达1.5万亿,-25年CAGR19%。年车联网渗透率中国/全球分别为49%/45%,对应市场规模分别为亿元、亿元。预计到年,车联网中国/全球渗透率分别达到76%/59%,对应市场规模为1.0/1.5万亿,-25年CAGR分别为37%/19%。

C-V2X拥趸包括高通、华为、美欧车企;DSCR则受车规半导体厂商、日本车企支持。V2X核心部件的产业链包括芯片公司、模组厂商、Tier1、车企,其中tier1基本两种标准均会做,而产业链中其他三类厂商则在路线上有倾向性。芯片环节,支持DSRC的多为以车规芯片为主营业务的厂商,包括NXP、Renesas、Cypress,而支持C-V2X的则为通信基带厂商高通、华为。而车企中,支持DSRC的多为日企,而C-V2X则是欧美企业以及中国企业。

V2X芯片组的核心为基带芯片,此外还需MCU、存储芯片、电源管理等。我们这里以NXP推出的V2X解决方案为例,其核心芯片包括基带芯片包括DSRC基带(NXP可提供SAF产品)和C-V2X基带,控制单元MCU,存储芯片(包括NANDFlash和DRAM),电源管理芯片,CAN控制芯片等。

2.AR/VR:VR加速渗透,AR想象空间巨大

ARVR有望成为新一代人机交互平台,上游供应链将充分受益。20年消费级头显爆发带来了VR行业C端市场拐点,预计未来五年快速放量,渗透率持续提升;AR技术日趋成熟,光波导+MicroLED方案取得突破,科技巨头纷纷布局,静待行业开花。AR/VR有望成为新一代的人机交互接口,光学、显示、传感器等VR/AR上游核心零部件将率先受益,具备确定性增长机遇。

2.1VR:游戏机渗透率拐点已至,产业链军备竞赛开启

VR产业开启新一轮景气周期,出货量快速爬升。年OculusRift产品问世开启了VR行业的民用元年,年市场热度达到高点,随后由于受限于商业模式的不清晰、软硬件和生态的不成熟,VR产业经历了-年行业的瓶颈期。年,5G商用元年开启,VR产业迎来又一轮快速发展。从VR全球出货量来看,年疫情冲击增加对VR产品的需求,Quest2的硬件升级与高性价成催化剂带动VR行业发展,加快VR对传统游戏机的渗透进程。根据VR陀螺统计,受益于OculusQuest系列销量的大幅提升,年全球VR头显出货量达到万台,较年的万台增长72%。另外根据Statistics预计,年全球VR设备出货量将达到万台,同比大增%,年全球VR设备出货量将达到万台,-年CAGR高达37%。

渗透率迎来拐点,VR成长确定性高。根据我们的测算,从游戏机渗透率来看,VR已经达到10%的渗透率拐点,21年VR在游戏机中渗透率为16%,成长确定性高,整个产业链快速发展已经具备一定的基础。

从终端品牌来看:Oculus全球第一,中国市场国产品牌潜力较大

1)全球市场Oculus稳居第一。年OculusRift产品问世开启了VR行业的民用元年,随后微软、索尼、HTC等各大厂商纷纷入场布局,如今纷纷实现了放量。根据Counterpoint发布的数据,Oculus由20年前三季度约30%的占有率飙升至21年Q1的75%,稳居第一,其爆款产品OculusQuest2截至年第一季度累计销量达万台,年单产品市占率达到35%。

2)中国市场Pico、大朋VR占据半壁江山。由于Oculus并未在中国发售,Pico、大朋VR两家国产厂商占据中国市场的“半壁江山”,根据IDC数据,年大朋VR连续两季度中国区市场份额第一,在PC头显、VR一体机、VR解决方案等各方面共同发力。年Q2、Q3,大朋VR分别以31%、32%的市场份额连续两季度蝉联第一,Q1、Q4则名列第二。

3)一体机为主流,PCVR、分体式VR定位不同功能。目前以Quest2为代表的一体机是消费级VR的主流形态;PCVR主打B端市场和高端玩家,21年上半年仅有惠普ReverbG2眼动追踪版和HTCVivePro2两款PCVR头显发布,售价0美元起;分体式VR定位于手机周边附件,主打观影、投屏和3DOF游戏功能。

VR硬件产业链主要由芯片、传感器、光学器件、其他结构件构成。前三项是决定VR设备性能、交互流畅性、沉浸体验的关键布局,其他结构件主要承接手机产业链相关业务优势,多为对应手机产业链的供应商。VR市场的崛起,也将带动光学镜头模组、电池、PCB、功能/结构件、代工等供应链厂商的成长。

成本拆分:芯片占比最高。目前主流的VR头显为例,其BOM成本约为美元(折合人民币元),其中芯片成本约元,占比最高达44%;摄像模组约元,占比17%;手柄约元,占比17%;包装组装件(外壳、头带等)元,占比13%;屏幕元,占比9%。

零部件拆分来看:受益渗透率持续提升,具备确定性增长机遇

1)光学:主流使用菲涅尔透镜方案,短焦方案正逐步兴起。菲涅尔方案达到°的视场角,技术成熟稳定且成本较低,代表产品有消费级VR主力Quest2、PicoNeo3等,但该方案也存在体积较大、不支持屈光度调节的问题;21年上半年arpara发布的两款VR,松下、和硕发布的机型采用了短焦方案,视场角均达到90°水平,同时支持屈光度调节,短焦方案的头显体积和重量较菲涅尔方案有明显的减小,特别是arpara发布了第一款6DOF短焦VR一体机,预计下半年开始将会有越来越多的一体机采用短焦方案。光学方面国内玩家包括舜宇光学、联创电子、水晶光电等。

2)显示:Fast-LCD为主流,未来方向为Micro-OLED,4K产能稳定,5K逐步装机。年京东方研发出VR专用屏Fast-LCD,并成功应用于华为VR2,OculusGo等产品,并凭借高响应速度,高清晰度,低成本的优势迅速成为当前VR显示的主流。4K分辨率的FAST-LDC屏幕目前产能稳定、成本较低,且刷新率能达到70Hz-90Hz,是当前VR头显的首选;5K分辨率开始逐步装机,21H1HTCVive和arpara旗下发布的各两款头显均达到了5K水平。显示器主要有京东方、深天马、蓝思科技等国内行业龙头。

3)芯片:国内产品有较大的的赶超空间。以高通骁龙为基础的XR2芯片是目前VR一体机的绝对主力芯片,统治了-0元级消费级VR一体机;中低端机使用传统手机SOC,性能满足要求,成本也比较低;目前国产芯片与国外存在较大差距,年电信天翼小V一体机使用了全志VR9芯片,但仅主打低端观影功能;DreamGlass4K则使用了瑞芯微Mali-TGPU,虽然在性能上与高通XR2尚有较大差距,但国产芯片已在VR/AR领域突围。虽然XR2芯片的性能较已有大幅提升,但在一体机上运行大型游戏,效果全开的话,仍然有些吃力,并且随着未来分辨率的提高、刷新率的提高,对渲染、运算、存储等处理要求还会不断增加,预计VR芯片算力提升会是大势所趋。而中长期来看,随着5G云计算的引入,有望减轻终端设备算力的要求,部分运算可在云端完成,这也为国产芯片提供了弯道超车的机会。

在VR芯片领域,国内有全志科技、瑞芯微成为一体机SoC的解决方案供应商;韦尔股份、晶方科技凭借多年在智能手机、车载摄像等领域的布局积累,业务拓展至VRCIS模组。

4)传感器:VR传感器涉及声音、图像、动作捕捉等。在传感器环节:国内主要标的为歌尔股份,歌尔股份从年开始布局VR市场,有深厚的传感器技术积累。

5)从组装环节来看:歌尔一家独大,行业具备高速增长潜力。

歌尔股份:深度绑定VR大客户,充分享受VR行业成长红利。歌尔已与VR行业龙头厂商达成长期深度合作,包括Facebook、索尼、HTC、Pico、华为、爱奇艺、三星等。目前,Facebook的Quest2由歌尔独家代工,歌尔代工的中高端VR头显出货量占全球总量一半以上,已经成为出货量最大的VR代工厂商。市占率前3的Facebook、索尼、Pico从第一代VR产品开始,一直与歌尔合作至今。多年的合作经验积累,使歌尔深入了解各厂商的VR设计理念、对子系统/功能的要求与发展方向,提前研发、改进适配的零组件、算法解决方案和系统集成方案。经过疫情催化、5G网络支持共同推动VR进入快速发展阶段,龙头厂商出货量提升,歌尔充分享受VR行业成长红利。

从未来增长驱动力来看:1)应用服务商纷纷入局推动硬件市场发展,如facebook收购Oculus,字节收购pico,丰富VR内容生态;2)消费者习惯培养成功,终端出货快速增长,拉动产业链投资热情,逐步突破各种关键技术,加速VR新品落地。

行业空间:预计年VR设备市场空间将达到亿美元,是年的8.2倍,CAGR高达34%,其中屏幕/芯片增速最快。目前主流VR设备的单价在-美元,高配版和商用VR头显的单价更高,我们假设取美元作为年VR设备的均价,根据产业链调研显示,芯片/屏幕/摄像头模组/手柄/包装组装件(包含外壳、头带、电池等)的asp约为/31/60/60/45美元,由于渲染、算力处理需求的提高,预计VR芯片的asp维持不变,年VR芯片的市场空间为92亿美元,-年CAGR为37%。

VR屏幕方面,我们预计今明两年出于性价比的考虑Fast-LCD仍是主流,由于分辨率的提升,asp维持不变,之后随着高对比度、高色域、低时延的OLED屏占比,每年asp约有3%的提升,年VR屏幕的市场空间为20亿美元,-年CAGR为40%。而摄像模组/手柄/包装组装机由于技术进步、规模效应asp每年约有5%的下降,年VR摄像模组/手柄/包装组装机市场空间分别为29/29/22亿美元,CAGR为30%。总体来看,我们预计年VR设备市场空间将达到亿美元,是年的8.2倍,CAGR高达34%。

2.2AR:市场规模具备想象力

AR目前主要有三种产品形态:头戴式、手持式、空间展示;在物理形态上,分为眼镜/头盔/手机,相比VR,AR拥有更广泛的应用。

AR产业因形态和价格尚未达到消费级的水平,仍在B端商业场景落地。年预计光波导镜片和MicroLED微显示屏幕良率和量产难题被突破,AR眼镜在功耗、体积、重量、视场角会有答复的改善和提升,AR眼镜将越来越接近普通眼镜的形态,根据StrategyAnalytics数据,年AR81%的出货量来自于B端。整体来看,AR产业进入C端市场尚待时日,需苹果等科技巨头的推动和业界共同努力。

AR产业链:与VR产业链相似度较高,主要区别在于感知交互与显示模组。

1)终端:由于一体式对芯片和电池要求高,当前难以做到轻量级,目前AR终端产品多为分体式。

2)芯片:高通芯片一家独大,国产芯片存在赶超空间。主流AR产品多使用高通XR1或XR芯片,影目科技INMOX首次使用紫光展锐T芯片,T是全球首款6nm制程5G芯片,采用8核心架构,包括四个A76核心、四个A55核心,同时集成四个Mali-G7GPU图形核心,具有四核ISP,能实现4K

60fps编解码能力、Hz高频率刷新,支持MP传感器。

3)显示:Micro-LED大势所趋。目前Micro-OLED屏幕与自由曲面和BirdBath光学方案搭配较多,因自由曲面和BirdBath光损较低,0P分辨率Micro-OLED成熟稳定,成为自由曲面和BirdBath黄金搭档;而光波导方案对亮度要求高,Micro-OLED在亮度上很难满足光波导方案需求,现阶段L-COS、DLP方案与光波导搭配较多。Micro-LED被认为是光波导显示的终极方案。

4)光学:升级路径明确,光波导为发展方向。与VR不同的是,AR眼镜需要透视(see-through),既要看到真实的外部世界,也要看到虚拟信息,所以成像系统不能挡在视线前方,这就需要多加一个或一组光学组合器(optical

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