「行业深度」汽车电子产业梳理:中控显示摄像PCBFPC功率半导体
时间: 2024-08-23 22:21:46 | 作者: 压铸模具设计
对于特斯拉以及新能源类汽车进行了整体分析后,在电子应用侧,有以下几大方向:汽车对人接口(中控屏、壁柱)、对物接口(传感器、毫米波雷达、摄像头等等)、内部骨骼网络的电子化(PCB、FPC以及各类连接器)、产品以及元器件的高强度化(诸如各种IGBT以及Sic器件的启用)是特斯拉对电子产业链的主要拉动与影响。
国内相关产业链公司包括:在中控屏整装件(包括玻璃、触控、贴合、金属等)的环节推荐蓝思科技、从面板的成熟替代角度建议关注未来可能切入特斯拉供应链的国产面板企业京东方A、深天马A和TCL科技,车载摄像头环节关注通过安全辅助驾驶方案供应商切入特斯拉的镜头供应商联创电子,以及在车载CIS芯片设计和封测有所建树的韦尔股份(豪威)和晶方科技,PCB和FPC领域建议关注世运电路、沪电股份、博敏电子、东山精密和鹏鼎控股,车载功率半导体环节建议关注具备车规级IGBT芯片封装能力且与Infineon等国际SiC芯片供应商已有合作的斯达半导、即将登陆科创板的功率器件龙头华润微、通过收购成熟的安世半导体进入行业领域的闻泰科技、SiC器件制造商三安光电、以及前道材料与工艺处理相关的天通股份等
自2008年Roadster问世至今,特斯拉已经发布四款Model系列车型,2013年发布ModelS之后,交付量逐年增长,尤其是在2018年起售价3.5万美元的Model3上市之后,更是迎来了相当高速的成长态势,整体交付量从2017年的10.3万辆增长至2019年36.8万辆,年复合增长高达89%。
:特斯拉2008年发布的Roadster定位新能源超跑,起售价11万美元,该定价使得大部分消费者望而却步,当然,在使用这款高性能电动跑车成功为公司打响品牌知名度并完成纯电动系统的测试之后,特斯拉开始切入轿车和SUV市场,于2013年和2015年分别推出ModelS和ModelX,起售价分别为5.7万和8万美元。为了进一步进行市场下沉,2016年,公司使用与ModelS相同的制造技术开发出更为“大众化”的轿车—Model 3,起售价3.5万美元,仅是ModelS价格的60%。
:虽然与Model S相比,Model 3在续航里程、最高车速、百公里加速等各项关键性能参数方面均有不同程度的弱化,但却几乎不输市场上其他主流品牌的中高端新能源车(如奥迪E-tron、宝马X1和奔驰EQC等),而在价格这一块则具备较强的优势。
:对于具备产业革新的产品形态而言,经历几代产品的积淀属于情理之中的情况,大部分用户对颠覆性的产品不管在审美亦或是功能使用体验上总是要经历适应过程,特斯拉通过Roadster、ModelS和X,使得用户在审美以及对辅助驾驶、无人驾驶等概念的理解方面不断获得积累,当Model3上市时,之前积累的成效开始显现。
:同样的,对于上游供应商而言,特别是关键零部件的供应商,新的产品形态出现之后往往需要工艺学习和理解的过程,特别是对安全性能把控极为严格的汽车供应链而言,供应商的成长特别的重要,当供应商批量生产和交付能力足够成熟之后,方才能配合下游品牌厂商开始大规模出货。
目前,特斯拉在美国汽车市场中已经取得了较为优异的表现,据统计,2019年上半年,销量前十的新能源车型中,Model3、ModelX和ModelS分列一、二、五位,其中尤其是Model 3的销量,达到6.77万辆,而第三位的丰田普锐斯Prime的销量仅8605辆。而在2019年1月-11月美国中小型豪华车市场中,Model 3亦以21%的市场占有率占据榜首,进一步深挖美国市场以及开拓海外市场,是特斯拉未来成长的关键。
通过控制成本实现售价进一步下探:2020年1月3日,特斯拉宣布将国产Model 3的基础售价从35.58万元调降至29.91万元,逐步加强了Model3的产品竞争力,大幅度的提高了市场对2020年特斯拉出货量的预期。目前Model 3的零部件国产化率仍具备提升空间,而国产零部件渗透率的提升以及中国工厂开工后带来的人工费用成本的下行,意味着Model3以及即将出货的ModelY仍具备逐步降低售价的可能性,这是特斯拉未来出货量提升的必要前提之一。
产能全球布局,开拓海外市场。2019年,在美国的新能源车市场中,特斯拉的销量一骑绝尘,相反的,在中国市场,特斯拉的销售量占整体新能源电动车的销量比例还较低,根据中汽协的统计尚不到4%。因此,2020年之后,特斯拉的销售表现,将大幅依赖其在海外市场的表现,尤其是已经投产并且交付的中国本土市场。目前,特斯拉在全世界内拥有5座汽车工厂,其中一家工厂用来生产制造动力电池、Powerwall和Powerback,其余四家均是整车组装厂,分别位于美国加州、荷兰、德国和中国。全球化的产能布局,有望助力特斯拉打开美国以外的市场,迎来更好的成长。
特斯拉在中国区销售价进一步下行非常大程度上依赖于能否进一步控制零部件生产所带来的成本,而提升零部件的本土化率是极为关键的所在,特斯拉整车可以大致分为三电系统、汽车电子和车身底盘内外饰,车身底盘内外饰的参与者主要以传统车企的供应商为主,是目前特斯拉国产化供应链的大多分布在环节,对于国内的电子产业链而言,参与机会主要集中在三电系统和汽车电子,下文我们将分别讨论所有的环节中目前国内已参与的玩家以及潜在参与者。
特斯拉为降低自身制造成本,采用类似于智能终端的模块化设计方式与全新布线架构,以及在整车零件中电子件应用大比例的提升,使其供应链与智能终端供应链高度吻合,而其销售量的快速飞跃又带动了其他后进新能源车品牌的争相效仿,以上相互促进的正面因素使特斯拉成为与国内智能终端供应链在发展的共同诉求上得以匹配,而上海厂的建立,更是大幅推进并加速了这一匹配的本地化进程。
中控显示,作为最直接以及重要的人机交互端口,是车载电子的灵魂部件,同时也是特斯拉这类行业新势力企业在操控体验与效果等方面与其他传统车企差异化竞争的关键。起初,车载显示主要使用在于仪表盘和中控台的多个方面数据显示,随着整车厂在汽车内饰和人机交互等花钱的人可以直接感知的方面的关注度不断的提高,以及车联网和物联网的持续不断的发展,同时契合在电视、平板电脑、智能手机等市场相继增速放缓的情况下面板厂商寻求新的下游突破口的诉求,各类以车载显示为载体的功能不断被集成至汽车中,如将车窗按钮换成触控操作、增加后排娱乐系统等。
(1)大屏化:Model S搭载17寸中控屏,Model 3的中控屏在尺寸上虽略有减小,仅15寸,但由于采用横屏模式,在视觉感官上反而有所增大,整体而言,Model S引领了新能源车中控显示屏往大屏化发展的趋势,甚至连传统的豪华型轿车也开始在中控屏的尺寸上下功夫,目前已有多款车型的中控屏尺寸超过10寸,2018年北美CES上,拜腾更是推出了搭载48寸中控屏的M-Byte,中国产业信息的预测显示,全球7寸以上中控屏的出货量均有望迎来不同程度的持续增长。
(2)触控与实体按键之争可完全通过设计改良实现进化。汽车的中控区域一直是人机交互的核心地带,在传统汽车上这一交互功能往往由功能明确定义的按键组合来完成,在近年来推出的新兴汽车品牌中,以特斯拉为代表的选择则是以大尺寸触控屏上的软体显示来实现交互。
(3)玻璃盖板制程的快速渗透:较高的工艺技术方面的要求是核心价值保障。与塑料盖板相比,玻璃具备更好的透光性,能使得显示画面的效果更佳清晰和逼真,同时,拥有更好的触控手感,在解决了诸如安全性(撞击下不破碎)、防反光、防眩光和曲面设计等痛点之后,对于追求内饰美观度的高端车而言,玻璃显然是更优的选择。
在显示外观件领域,蓝思是值得重视。组件价值较大,工艺精湛,份额也相对其他供应商较多,而且与很多国内供应商做的是后期维修件与替换件不同,公司是特斯拉的前道预装一级核心供应商,这与公司领先于行业的工艺水平是悉悉相关的。
公司是全球消费电子功能视窗和外观部件(玻璃、蓝宝石、陶瓷等)领域的龙头,研发和生产能力也很强。在消费电子领域已与苹果、三星、华为、OPPO、vivo、小米等国内外一线核心品牌厂商形成稳定的合作伙伴关系,公司凭借通过长期服务大客户积累的总实力和口碑,成功切入到特斯拉等一线新能源车品牌厂商的供应链,主要供给产品囊括中控屏和两侧两个壁柱产品的整体组件。公司是特斯拉的全球核心一级供应商,公司不同园区的工厂已交付批量产品给特斯拉工厂超过一年,双方在多款畅销车型的汽车电子整部件开展了技术创新、工艺研究和批量生产合作。除了特斯拉外,蓝思还与众多高端新能源汽车厂商和国际传统厂商建立了长期、稳定的深度战略合作伙伴关系,未来将继续受益于新能源汽车行业的加快速度进行发展,智能汽车业务将保持加快速度进行发展的势头。随着国产Model3出货量的一直增长,国产Model Y的开售,以及特斯拉示范效应带来的其他汽车品牌厂商对智能防护玻璃等材料的导入,预计公司2019-2021年实现归母净利润25.94亿、38.99亿和47.12亿元。
车载显示与智能终端等领域类似,其实本质是模组类型的一体化交付,但A股的电子供应链中目前除了前盖玻璃上蓝思的一枝独秀,其他领域大多仍居于导入或后装逐期引入的阶段,而这一领域又以面板的生产与供应最为成熟,因此我们将在接下来的段落中重点对面板展开。现阶段车用面板出貨量中,以中控台应用数量最多,前视仪表盘则是具备庞大成长空间,两者均有尺寸逐渐提升的趋势。中控台用面板主流尺寸已由原本的6.5~7寸提升至8~10.1寸,部分高阶车种甚至导入14~17寸的大型面板。前视仪表盘用方面,单片12.3寸大型面板设计将逐步替代目前以多片3.5~4.3寸面板构成的設計,未來一台车上亦可能导入多片12.3寸面板,将整个前座显示整合在一起。
当前特斯拉中控屏的显示面板主要由台系面板厂商提供,但其实近几年国内诸多LCD面板企业在产品质量把控、大客户服务经验等方面已追上甚至超过台湾同行业者,而且受益于特斯拉上海工厂对部分零部件的本土化配套需求,诸如深天马A、京东方A和TCL华星光电等面板厂均有望迎来国产替代良机。对于上述几家国内一线面板厂而言,车载领域均已布局多年,布局最早、当下市场占有率也比较大的应属深天马,虽然特斯拉并未导入,但与海外的日产、宝马、大众,以及国内的许多汽车品牌厂商和代理商都有非常深入的供应关系。
触控、贴合和组装的供应主体是模组厂,技术路径相较于外观件玻璃与面板的制程都偏低端,而且受渠道端的影响较大,作为投资维度而言,确定性和影响都偏弱,而且在当前维度,模组厂与模切的交付与前道整装件和面板类企业的关联或者说绑定关系很大,价值量在上市公司下游市场占有率中的整体占比也比较小,现存A股电子供应链中目前也还未有直供特斯拉的相关标的(部分通过后装导入的因为份额更少,替代性不强)
先进驾驶辅助系统(Advanced Driver Assistant Systems, ADAS)主要利用安装在车上的各类传感器(摄像头、雷达、超音波传感器等)感应周围环境,收集数据从而进行物体的辨识、侦测和追踪,ADAS助益驾驶者预先察觉危险、增加汽车驾驶安全性和舒适性,从某一些程度上而言,ADAS是无人驾驶的前提之一。
目前,日本、德国等发达国家新增汽车ADAS的配置比率已相比来说较高,而中国等新兴市场的渗透率仍相比来说较低,据盖世汽车研究院测算,我国ADAS的渗透率仅在2%-5%。但目前,汽车内部有大量电子装置,汽车的娱乐和信息性慢慢地加强,在此情况下,驾驶者的注意力容易被分散,因此作为提升驾驶安全性的智能辅助功能系统,ADAS渗透率不断的提高是较为明确的趋势,据预测,我国ADAS市场上涨的速度有望超过40%,预计今年将达到788亿元。
ADAS实现辅助功能能分为三个步骤:感知、判断和执行,目前,用于判断环节的系统主要由Mobileye、英伟达等国际巨头垄断,且认证周期较长,国内的企业较难实现突破,而在用于感知和执行的各类传感器领域,国内企业则有望相对较早地实现切入。
在特斯拉ADAS涉及的各个领域中,摄像头是国内具备成熟、完整产业链,且最早实现突破的环节。当然,车载摄像头除了用于ADAS系统之外,还被用于倒车影像、360环视系统。与智能手机摄像头类似,车载摄像头主要由CIS芯片和镜头组成,不同的是,车载CIS芯片的像素与手机CIS芯片相比较低,而车载镜头—特别是用于ADAS系统的车载镜头—对于产品质量和稳定性要求较高,因此镜片材质一般使用相对不容易老化、高温适应能力相对较强的玻璃。
目前,车载是摄像头产品的第二大下游应用市场,而随着ADAS渗透率的不断提升,车载摄像头市场有望迎来进一步成长。据IHS预测,2020年全球车载摄像头出货量有望超过8000万颗,StrategyAnalytic对2020年车载摄像头的需求量预测则更为乐观,预计突破1.1亿颗
公司具备模造玻璃镜片和塑料镜片的生产制备能力,镜头和摄像模组产品已广泛应用于多个下游领域,且在各个领域持续突破了国内外核心客户,在车载镜头领域,公司已成为全球一线高级汽车辅助安全驾驶方案(ADAS)供应商Mobileye、英伟达和安波福的战略合作伙伴,从而实现特斯拉车载镜头的稳定供货。与车载影像传感器On-Semi亦建立了良好的研发合作关系,并与诸如法雷奥、麦格纳等汽车零部件供应商广泛合作。近两年,公司光学产品业务的收入稳定成长,2019年上半年该业务贡献营收4.66亿元,同比增长88.13%,未来,随着智能手机多摄以及车载摄像头的渗透率不断提升,公司光学产品业务有望继续成长,进而增厚公司整体业绩弹性。
出于对产品质量和稳定性的考量,车载镜头的镜片更多使用玻璃,这是车载镜头与手机镜头之间最大的差异,而玻璃镜片的传统加工方式以冷加工为主,这类加工方式对产品性能的一致性以及厂商的大批量生产交付能力提出了较为严苛的考验,因此在车载镜头领域的攻坚上,与国内其他倚仗智能手机发展而成长起来的镜头厂商相比,已具备模造玻璃镜片生产制备能力的联创电子显然是具备天然的先发优势的。
2018年,韦尔股份实现对北京豪威的收购,目前持有豪威87.5%的股份,豪威成立于1995年,目前已成长为全球范围内的先进数码成像解决方案供应商,产品已广泛应用于消费电子、汽车、医疗和安防等。公司车载摄像头业务的收入占比超过10%,客户囊括奔驰、宝马、大众等传统老牌车企以及特斯拉等新能源车新贵。
目前在全球CIS芯片市场中,豪威的市场占有率排在第三。而在车载CIS芯片方面,公司较早进入该领域,据Yole统计,2018年豪威在全球车载CIS芯片的市占率约22%,排名第二,仅次于On-Semi。
作为汽车图像传感器全球TOP2的行业巨头,豪威科技在携手韦尔股份之前便深度扎根于欧美汽车市场,具备广泛的客户基础,亚太地区是其销售覆盖相对薄弱的环节。与此同时,靠电子元器件分销与设计起家的韦尔股份则多年深耕于中国以及亚太电子产品供应链体系,拥有极为广泛的产业链资源。故而我们认为,韦尔与豪威的携手,不是单纯意义上的增加一个业务部门,更为重要的是,豪威这一全球领先的汽车CMOS厂商可借力韦尔深耕多年的亚太供应链,快速拓展亚太市场。此外,韦尔自己设计的功率器件、分立器件等半导体芯片也可望与豪威CMOS芯片形成协同,为客户提供综合性解决方案,从而实现1+12的良好局面。而凭借韦尔在汽车CMOS芯片领域多年耕耘形成的技术积累,未来有望实现对特斯拉等新能源车厂商的导入且持续提升份额。
晶方科技是国内WLP先进封测技术的领军企业之一,主要专注于传感器领域的先进封测业务。产品应用于消费电子、安防、生物识别、汽车电子等诸多领域。2019年1月,公司收购海外公司Anteryon,其完整的晶圆级光学组件制造量产能力和技术与公司现有的WLCSP封测形成良好的协同作用。
汽车领域,ADAS系统镜头数目的巨大需求量是推动公司封测产片出货量增长的主要动力之一。据HIS数据,随着ADAS渗透率提升,2020年全球汽车摄像头将达到8300万枚,复合增速20%。预计汽车电子、医疗健康、安防等其他应用将是未来5年市场成长新动能,作为主要下游封测厂商,晶方科技将优先受益。传感器封测市场中摄像头、指纹识别与3D传感仍占较大份额。目前,手机摄像头、指纹识别与3D传感渗透率增高,都加速图像传感器的发展,CIS芯片封装需求快速增长将会是公司未来值得期待的看点。
受景气度高涨影响,公司当前产能呈现供不应求的状态。2019年12月,晶方科技发布定增预案,拟募集资金不超过14亿,用于集成电路12英寸TSV及异质集成智能传感器模块项目,项目建成后将形成年产18万片的生产能力;达产后预计年增1.6亿净利润。随着募投项目落地,公司业绩将被显著增厚。从汽车市场来看,晶方科技早在三四年前便开始重点布局,当前各项认证及客户推广工作亦在稳步推进。不同于消费级、工业级元器件,车规级元件具备可靠性要求严、进入门槛高、验证周期长、订单稳定、利润率高的特征,一旦通过认证便会有长期稳定且盈利能力较高的订单流入。鉴于全球主要的摄像头芯片厂商如豪威、索尼、三星都与晶方科技有着长期且深度的合作,并且公司已在此领域耕耘多年,所以我们相信,快速成长的车载摄像市场必将成为晶方科技未来重要的业绩动力。
汽车电子化率稳步提升,带动车载PCB市场持续成长。PCB被广泛应用于汽车的多个系统中,如动力系统,照明系统,车载显示系统及ECM电子控制系统等,在不同的系统中,对PCB的层数、可靠性等要求并不一致,因此,对于车载PCB而言,量大价低的产品和高可靠性(高价值量)的产品需求并存,如在仪表盘、车用音响等系统中,较多使用层数较低的普通硬板,而在引擎室等高温环境中,则需要考虑所用PCB板的高温可靠性以及散热能力,在高频高速传输的场景中(如用于ADAS的毫米波雷达),则需要使用高频高速PCB板,整体而言,新能源乘用车的单车PCB用量约2~3平米(若考虑到安装时的边角料损耗,更是有望达到3~4平米),大巴等商用车的需求面积则更大。
未来,随着汽车电子化率的不断提升,新能源车的日益普及,以及高端板卡用量增加,车载PCB的市场有望迎来较好的成长契机,据Prismark预测,2020年,全球车载PCB的产值有望达到96亿美元。
FPC在电动汽车中的适用场景较多,包括动力电池系统、车载照明系统、车载显示系统等,与硬板类似,不同系统中使用的FPC性能要求亦不相同,但整体而言,汽车电子化率的提升将带动车载FPC市场的成长。
车载PCB&FPC需求多元化,不同技术实力的公司均有受益可能性。由于车载PCB在性能方面的诉求较为多元化,因此任何技术实力的PCB企业均具备参与可能性,而由于汽车领域对供应商认证壁垒较高、周期较长,已经具备客户储备或者现有汽车产品收入较高的PCB企业有望成为第一批受益行业成长的玩家,硬板方面,建议关注已经供货博世、捷普打入特斯拉供应链的世运电路、汽车板收入占比超过20%的沪电股份、积极布局车载高功率PCB板且汽车板收入占比超过10%的博敏电子。软板方面,则建议关注全球FPC龙头鹏鼎控股以及收购了苹果核心软板供应商MFlex的东山精密。
功率半导体的主要用途是改变电压和功率,从而提升电压和电流的稳定性,主要的应用场景包括家电、光伏风电和新能源车等。按器件控制特性分类,功率半导体可大致分为不可控型、半控型和全控型三类,其中不可控型主要为各类功率二极管,半控型主要包括晶闸管(SCR)和派生器件,全控性则包括BJT、GTO、功率MOSFET、IGBT等。随着电力电子变换器容量等级的不断增长,全控型器件(特别是MOSEFT和IGBT)的渗透率正不断的提高。
新能源车中对DC-AC逆变器、变压器、换流器等器件模块有较高需求,这些器件模块是IGBT、MOSFET和二极管的主要应用场景,因此,新能源车对功率半导体的需求较为旺盛。据英飞凌统计,纯电动车/混合动力汽车上单车功率半导体器件的价值量为265美元,是传统燃油汽车的15倍。随着新能源车销量的不断增长以及汽车电子化率的提升,车载功率半导体市场有望持续扩张。据Yole预测,新能源车(EV+HEV)的功率半导体器件市场有望从2018年的11.98亿美元增长至37.61亿美元,年复合增长21%
在电池密度无法有效大幅提升、电池容量提升遭遇瓶颈的情况下,如何节省行车时的耗能、有效提升电动车的续航能力成为新能源车品牌商迫切需要解决的难题,目前看,第三代化合物半导体(SiC)器件替代硅基器件是行之有效的应对方式。特斯拉是率先且目前唯一使用SiC器件的电动车厂商(汽车产业专家在拆解Model 3之后发现,Model3已经在其转换器装置设计上采用SiC基底),而这亦是特斯拉在电源、动力、操控等方面表现优于其他电动车品牌的根因,鉴于特斯拉在电动车领域的风向标地位以及SiC器件在提升电动车多项性能方面明确显著的助益,其余电动车品牌后续的跟进显然会变得更为积极,车载SiC器件市场有望迎来高成长,据Yole预测,全球SiC器件市场有望从2018年的4.2亿美元增长至2024年的19.3亿美元,年复合增长29%,其中,车载SiC器件市场有望从2018年的1.13亿美元增长至2024年的9.46亿美元,年复合增长42.5%。
目前功率半导体领域(特别是SiC器件)的参与者主要以Infineon、Cree、罗姆、意法半导体等国外半导体巨头为主,A股上市公司中,建议关注具备车规级IGBT芯片封装能力且与Infineon等国际SiC芯片供应商已有合作的斯达半导、即将登陆科创板的功率器件龙头华润微、通过收购成熟的安世半导体进入行业领域的闻泰科技、SiC器件制造商三安光电、以及前道材料与工艺处理相关的天通股份等。
特斯拉与国内电子产业链的相遇有望实现双赢的局面:对于特斯拉而言,借助国内成熟的电子产业链压缩零部件成本,进而进一步降低售价,是其打开国内电动汽车市场以此来实现销售量进一步成长的重要前提之一;对于国内的电子产业链而言,在智能终端成长动能逐渐趋缓的情况下,特斯拉销售量的快速飞跃又带动了其他后进新能源车品牌的争相效仿,有望成为国内智能终端供应链的重要车载端突破口。整体而言,对于已经切入特斯拉供应链的A股企业,受益是最为直接且明确的,其余在汽车电子领域已有布局或是技术实力已与国外同行齐平的企业,在特斯拉推进本土零部件供给率提升的情况下,亦具备较高的切入可能性。
关注智造科技(能源科技、农业科学技术、3D打印等),产业智能化。通过数据看产业!