2023年汽车智能座舱行业专题报告:智能座舱风起,上行周期来临

  • 来源:方正证券
  • 发布时间:2023/11/15
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汽车智能座舱行业专题报告:智能座舱风起,上行周期来临。核心观点:汽车电动化已经进入下半场,智能化发展方兴未艾。终端消费者倾向于科技感知强的智能化产品,叠加国家智能车网联车战略支持,带动汽车智能化加速落地。智能座舱作为科技感最强的消费单元,增长空间持续打开。抬头显示渗透率快速提升,AR-HUD+LCOS/MEMSLBP技术为未来趋势。当前HUD装配率较低,仅为20%左右。但HUD市场增长迅猛,每年能以10%左右的速度增长。随着消费者对HUD的关注度进一步上升,以及整车厂商逐步将HUD作为标配提供,HUD的渗透率有望继续快速提高。预计26年渗透率达到55%,市场规模达到302亿元,投资潜力可期。液...

1、智能座舱供需双升,未来市场加速扩容

智能座舱:移动生活空间

汽车座舱经历了三个发展阶段:机械式座舱,电子式座舱,智能式座舱:机械式座舱:机械式座舱是汽车座舱技术的早期阶段,座舱的控制和仪表主要依赖于物理机械控制元件,直接与车辆的 机械系统相连。座舱内的信息显示通常基于机械指针和刻度盘,用于显示车速、转速、油压、水温等基本车辆参数。其 缺乏灵活性和可定制性,控制元件通常只能执行特定功能,无法提供高级功能或个性化体验。 电子式座舱:电子式座舱引入了电子元件和数字控制,以替代许多机械控制元件。这一阶段的座舱使用数字按钮、触摸 屏、控制杆和电子开关等控制元件以执行操作。电子式座舱相比于机械式座舱显著提高了互动性和个性化程度,还可以 集成到车辆的娱乐、导航和通信系统中,提供更全面的用户体验。

智能式座舱:智能式座舱代表了汽车座舱技术的最新发展阶段,引入了高级计算机技术、人工智能和连接性功能。这一 阶段的座舱采用触摸屏、语音识别、手势控制等先进的用户界面,驾驶者可以通过多种方式来控制车辆的各种功能。并 且通过与智能手机和云服务连接,学习驾驶者的喜好和习惯,提供个性化建议和服务。 智能式座舱的优势在于其高度的智能化和互联性。驾驶者可以使用语音命令、手势控制或触摸屏进行各种操作,并且提 供了如自动驾驶辅助、实时交通导航等更多功能。除了驾驶外,娱乐系统也被配置在汽车座舱中,K歌、游戏等功能逐步 搭载在智能座舱中。智能化座舱开始成为消费者日常生活的一个延伸,一个可移动的生活空间。

智能座舱:增速领先全球,发展空间广阔

智能座舱市场发展迅速、规模巨大。我国2022年智能座舱市场规模约为739亿元,2025年预计整体市场规模达到1030亿元, 5年复合增长率预计达到12.7%。而全球预计复合增长率为10.4%,我国智能座舱市场复合增长速高于全球水平,增长潜力 较大。 不同价位装配率水平差距较大,有较大提升空间。由于车型换代较快、国产新势力加入等因素,我国市场10-75万的中低 端-中高端车型智能座舱装配率较高,均超过50%;10万以下车型由于成本限制,智能座舱装配率较低;75万以上的高端 车型换代速度较慢,验证时间较长,许多车型智能化程度较低。未来随着智能座舱成本进一步的降低、旧款车型开始换 代,我国智能座舱装配率还有很大的提升空间。

智能座舱:消费者购车关键要素

智能座舱成为中国消费者购车关键要素。电动车通过电机提供的强大扭矩,加速表现显著优于同价位燃油汽车,且在道 路限速下不受极速相对较低影响,缩小了同价位汽车之间的性能差距。此外,各不同品牌和车型的续航里程差异逐渐减 小,因此消费者开始更加关注安全驾驶功能、辅助驾驶功能、座舱舒适性和娱乐性。 88%的中国用户在购车时将智能座舱配置纳入考量中,同时有超过47%的用户对智能座舱内的增值功能有付费意愿。这样 的结果得益于中国高度竞争的新能源市场,传统汽车厂商与以“蔚小理”为代表的新势力厂商在激烈竞争下不断推陈出 新,实现了新能源汽车领域的高度创新,助力中国电动化进程处于领先位置;同时也推进中国消费者对于智能座舱的期 待值和支付意愿,从需求端推动智能座舱渗透率的增长。

2、抬头显示快速渗透,AR - HUD未来趋势

HUD:提升驾驶安全性,渗透率不断提高

汽车HUD是抬头显示,也被称车辆平视显示系统。汽车HUD以车辆驾驶员为中心,用盲操作方式将重要的行车信息(如时 速、导航等)投影到驾驶员前面的风挡玻璃上,让驾驶员尽量做到不低头、不转头就能看到时速、导航等重要的驾驶信 息。HUD的基本结构包括投影单元、主控PCB板、LED光源、投影显示、反射镜等。其中投影单元为核心部件,用于投影成 像,约占总价值量的五成。

抬头显示市场规模潜力可期,渗透率不断提升。23年1-7月HUD累计装车量达到192.7万辆,相比22年同期同比增长29.16%; 渗透率增长至17.5%,远超22年全年渗透率。当前HUD渗透率仍处于较低水平,随着消费者对HUD的关注度进一步上升,以 及整车厂商逐步将HUD作为标配提供,HUD的渗透率有望继续快速提高。预计26年渗透率达到55%,市场规模达到302亿元, 投资潜力可期。

HUD:W-HUD成本优势明显,AR-HUD显示效果更佳

目前成熟HUD系统有C-HUD、W-HUD、AR-HUD三种。C-HUD系统最早在1988年由通用汽车应用,其成本较低,但成像效果较 差,且在碰撞时存在一定安全风险,因此目前采用车型较少;W-HUD为当前行业主流,相比C-HUD大大提高了图像清晰度 与对比度;AR-HUD结合了虚拟和现实图像,性能更优秀、屏幕更大、交互性更强、宽视角且VID可超过7.5m。同时AR-HUD 具备感知实时融合道路景象的功能,适合融入ADAS信息和高级导航信息,更加适应智能座舱与自动驾驶的发展,其主要 功能随着智能化的进程,将从驾驶辅助转向生活娱乐方面,在L5时代将重点转向生活娱乐功能。但AR-HUD除了需要较强 的计算能力外,还需要解决光源模组、软件算法等问题,成本较高,因此较多应用于高端车型,占今年1-7月装车量的 7.1%。

HUD:AR-HUD + LCOS/MEMS LBP为未来发展方向

LCOS、MEMS LBP成像效果优异,成本优势明显。当前主流的TFT技术因技术本身限制和用户感知程度不高,会被长距离、 大视场角的DLP、LCOS、MEMS LBP技术代替。但当前DLP核心芯片被外资垄断,成本较高。而LCOS、MEMS LBP芯片可实现 国产化,成本有望大幅降低,实现大量配置。

AR-HUD技术逐步成熟,价格快速下探。相较于W-HUD,AR-HUD性能好且更加符合智能化汽车发展,伴随AR-HUD相关技术发 展与高阶自动驾驶融合落地,未来内容将会朝向多元化生活娱乐发展。当前随着本土企业快速崛起、产业链逐步成熟稳 定,AR-HUD快速下探至20万元市场。目前已有大众ID4、深蓝SL03、领克03等车型搭载AR-HUD。未来随着AR-HUD成本的进 一步降低,显示效果更好、信息承载量更大的AR-HUD必将取代W-HUD,成为主流配置,大规模应用未来可期。

3、液晶仪表数字升级,国产替代空间广阔

汽车仪表:处于不断发展中

机械式仪表(1910-1950年):机械式仪表是汽车最早期的仪表系统,主要由物理机械零件构成,如指针、刻度盘和机械 齿轮。这些仪表通常包括速度计、转速计、油压计、水温计等。这种仪表系统在设计上相对简单,且较为可靠,但它们 有一些局限性,如不易进行个性化设计、无法提供复杂的信息、易受机械磨损影响等。

电子式仪表(1951-2000年):引入了数字显示屏和电子控制单元,以替代传统的机械零件。电子式仪表可以提供更多的 信息和功能,如数字速度、车辆状态、导航指示、油耗数据等。然而,这种仪表也存在一些缺点,如可见性受阳光照射 影响、显示屏容易受划伤、电子元件故障可能影响仪表的功能。

液晶仪表(2001年—至今):液晶仪表使用液晶显示屏来提供高分辨率的图像和更多的信息显示选项,可以提供不同的 界面,如驾驶模式、导航、媒体信息等。它们还可以显示丰富的动画效果,提高了用户体验。由于液晶技术的进步,这 些仪表通常在不同光照条件下都能提供清晰可读的信息。

液晶仪表:定义及分类

汽车仪表是汽车嵌入式控制系统复杂的电子控制单元,为驾驶者提供诸如车况信息、故障诊断、报警信息和导航信息显 示等功能。根据中华人民共和国汽车行业标准《汽车用液晶仪表》(征求意见稿),汽车液晶仪表至少由一块显示屏构 成、通过信息显示和报警等方式向驾驶者综合反映车辆状况的仪表总成,包括全液晶仪表和组合液晶仪表: 1)汽车全液晶仪表:不具有物理指针、主要通过液晶屏向驾驶员显示数字、符号等信息的液晶仪表总成。 2)汽车组合液晶仪表:同时装载传统指针仪表盘、液晶屏及其他显示的仪表总成。

目前全液晶仪表为行业发展趋势。今年1-4月中国市场(不含进出口)乘用车搭载交付量为305.25万辆,前装搭载率首次 突破50%,达到53.95%。其中,10英寸及以上液晶仪表搭载交付量达到236.66万辆,占比达到77.53%。

4、电子后视加速上车,用户习惯仍需培养

CMS:实现合规化,上车蓄势待发

CMS(Camera Monitor System)行业称为电子后视镜,是用摄像头+监视器的组合来取代传统的光学后视镜,显示模式为外 部摄像头采集图像,处理后显示在舱内显示屏内,同时可以集成类似盲区预警、障碍物提示等功能。

2022年12月29日,GB 15084-2022发布,该标准扫除了CMS上车的法律障碍,于2023年7月1日实施。GB 15084《机动车辆 间接视野装置 性能和安装要求》根据我国汽车产业的发展,对传统无边框内视镜、自由曲面后视镜及摄像机监视器系统 技术进行了修订,技术要求及测试方法与国际接轨。国家标准的发布进一步加速了CMS的上车进度,为厂商配置CMS确定 了方向。

CMS:系统组成

CMS主要由以下三种部件组成: 1)高清摄像头:为CMS系统的核心组件之一。通常包括一至多个摄像头,安装在车辆的后部或侧部,以捕捉车辆周围的 实时图像。这些摄像头可以包括广角、鱼眼或红外摄像头,具体取决于系统的设计和功能。并且摄像头经过涂层处理, 在恶劣天气下依旧能保证驾驶员获得良好的实时路况成像。 2)高清显示屏: CMS电子后视镜系统通常配备高分辨率的显示屏,用于显示来自摄像头的实时图像。这个显示屏通常安 装在车辆内部,以替代传统的后视镜。通过在仪表板和左右车门之间各设置高清显示屏,在雨天、雾天等恶劣天气条件 下,驾驶员不再受车窗对视野的影响。该界面具有可调整图像显示、切换、调节侧后视镜显示区域等功能 。 3)系统控制器:控制器与显示屏集成为一体,通过CAN与其他控制单元通讯。实现汽车各控制单元之间信息共享,协同 完成系统功能。

CMS:单车价值较高,市场前景广阔

当前CMS单车价值约4500元,市场规模CAGR约为55%。对电子后视镜各部件拆分分析成本,摄像头模组价格约为1000-2000 元,控制器价格约为1000-2000元,两个200万像素的显示器模块价格约为2000元。若以摄像头模组平均1000元、控制器 平均1500元进行估算,则平均电子外后视镜单车价值量为4500元,总体现阶段成本较高。未来随着材料进步、产量增加, 成本有望进一步实现降低,进一步推进渗透率增长。预计2026年渗透率达到28%,2022-2026年CAGR为55%。

已有多家上市公司宣布在主机厂定点。超过30家A股上市公司涉及电子外后视镜业务,意味着搭载电子外后视镜方案的车 型未来将相继向市场投放。当前电子后视镜较多应用于商用车,乘用车应用较少。商用车的电子后视镜和乘用车后视镜 从软件、硬件甚至AI算法等各个维度均具备很高的通用性,商用车的电子后视镜产品可以经过技术改进和迭代后应用到 乘用车市场。

报告节选:

编辑:火腿肠
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