2021-01-17 15:07:59  智能网联
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智能网联汽车是指搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置,并融合现代通信与网络技术,实现车与X(人、车、路、云端等)智能信息交换、共享,具备复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能,可实现“安全、高效、舒适、节能”形式,并最终实现代替人来操作的新一代汽车。是汽车、信息、通信等多学科多技术深度融合的典型应用。智能网联汽车是智能汽车发展的战略方向,网联协同是智能驾驶发展的未来趋势

智能网联汽车=单车自动驾驶+网联式汽车,二者融为一体催生新产品、新模式、新生态

智能网联汽车技术体系涉及信息通信、交通、汽车等行业,以安全为支撑,对车、路、云端产生的信息流进行融合感知、计算、决策与信息下发。具体技术架构可划分为“三横两纵”。

政策+技术+产业链变革,催生智能网联车产业万亿级市场空间

政策及规划频发,催化智能网联汽车行业发展

《智能网联汽车技术路线图2.0》明确智能网联车分阶段发展目标与里程碑,规划十五年清晰发展路径,将有效促进智能网联车产品创新及技术落地,加速市场应用。据中汽协预测,2025年新车销量将达到3000万辆,届时PA、CA级智能网联车数量约为1500万辆,且将有1500万辆新车装配C-V2X终端

技术升级,5G技术提供网联化发展基础及必要条件

5G具有低时延、高可靠、高速率、广连接的特点,支撑智能网联车与周边环境设施实现无线通讯和信息交换,便于及时做出决策,满足自动驾驶苛刻的延时要求。5G技术的飞速发展以及配套基础设施的建设,为智能车联网发展提供基础。

产业链变革焕发新活力,迎来历史性发展机遇

传统汽车产业链为上下游链条模式,整体产业链长且各环节较为独立。上游为原材料、零部件厂商,中游整车厂进行整车制造,下游汽车经销商、汽车4S店、汽车金融公司等提供销售及售后服务

传统产业链参与厂商盈利模式单一,价值链受整车厂影响大,整体业绩周期波动大。整车厂作为产业链的核心,对上下游厂商影响较大。整车厂主要依靠向经销商销售取得收入与生产成本的价差作为盈利,盈利周期较长且单一,相应业绩波动较大

智能网联汽车发展使得汽车产业链产生变革性突破,新势力厂商注入发展新活力。智能网联车在传统汽车基础上通过ICT技术改造实现“自动化”、“网联化”技术升级。新势力、互联网车厂突破传统产业链壁垒,鲶鱼效应激发产业变革活力;软件定义汽车时代,产业链延伸出诸多新领域,ICT厂商有望进军Tier 1供应商环节。

智能网联汽车发展,焕发产业链新动能,重塑价值分配,拓展生态空间:

新势力车厂、互联网科技巨头、零部件创业公司积极融入,与传统厂商进行跨界合作,重塑价值分配;整车厂突破制造环节,延伸至上下游产业链,开创新的业态与市场。总体上,车企突破以自身为核心的生态体系,通过与传统制造端和外部服务端生态的合作,共同构建以用户需求为核心的新型生态体系,单车价值量实现跨越式提升

据智研咨询,中国智能网联车市场规模2019年约为1125亿元,未来4年CAGR约为20.62%,有望在2023年达到2371亿元。同时,根据IHS Markit数据,中国智能网联车2019年市场渗透率约为35.3%,随着自动驾驶及网联技术的升级,2025年市场渗透率将达到75.9%,中国有望成为全球最大智能网联车市场。

智研咨询进一步将智能网联车市场细分,并推测2020-2030年智能网联车10年产业总规模有望达到近2万亿元。其中“聪明的车”市场规模约为8350亿元,“智慧的路”市场规模约为2950亿元,“车路协同”市场规模约为7630亿元。

中国工信部于2020年3月发布《汽车驾驶自动化分级》推荐性国家标准报批公示,该标准规定了汽车驾驶自动化系统的分级原则和技术要求,将驾驶自动化分成0至5级,为智能网联汽车发展提供支撑

L3级别作为自动驾驶的分水岭,是实现向高级别自动驾驶突破的关键阶段。但现阶段受限于技术、成本、伦理道德、政策法规等因素,尤其是对安全事故责任认定法规不完全,L3级别自动驾驶量产存在一定阻碍。现阶段将以L2+级别自动驾驶及ADAS系统渗透率持续提升为主,逐渐过渡到高等级无人驾驶。总体上,自动驾驶技术迭代将分阶段逐步推进:

1.短期(2020-2025),有条件自动驾驶L2+、L3级别产品持续放量,渗透率持续提升。ADAS系统作为实现自动驾驶的重要支撑技术,亦是自动驾驶发展的必经之路,将先行放量;同时,以Robotaxi、特定场景无人驾驶的L4级别及以上自动驾驶技术将降维应用至L2+级别自动驾驶当中,以自主泊车及导航领航功能为主,支持实现量产。

2.中长期(2025-2035),高级别自动驾驶仍然是终极发展目标。随着技术的突破、安全等级的提升及法规的完善,L4/L5级别自动驾驶长期将逐渐落地。

自动驾驶产业链分为感知-决策-执行三个层面,感知是基础,决策是关键。感知层通过传感系统,代替人的视觉和听觉感知,采集并处理环境信息和车内信息,常用的传感器包括摄像机、激光雷达、毫米波雷达等;决策层利用芯片+算法制定控制策略,通过具有人工智能特性的控制系统,根据驾驶员意图、当前车速等状态及外部情况,规划驾驶指令、规划行驶路径;执行层根据反馈到底层模块的信息,执行驱动、制动和转向任务。

高级驾驶辅助系统(ADAS)通过传感器、处理单元以及控制单元以帮助驾驶者察觉可能发生的危险,是提高驾驶安全的主动安全技术,也是实现自动驾驶的过程性技术,短中期具备高成长性。其具体功能可分为信息辅助类、控制辅助类。

短期内,L2+ADAS系统将持续放量,ADAS系统渗透率持续提升具有确定性,产业链感知层优先受益。据北京恒州博智汽车研究中心预测,中国ADAS系统市场规模有望在2023年达到1206亿元,2020-2023年CAGR约为36.7%。

感知层传感器作为ADAS系统核心,市场渗透率亦将逐步提升。据智研咨询,自动驾驶传感器市场到2025年规模有望达到600亿,2020-2025年CAGR约21%,市场渗透率约为80%。

感知系统包括摄像头和雷达两类:1)摄像头,在获取图像数据后,通过图像识别技术,可以实现距离测量、目标识别等功能。 2)雷达,利用发射波和反射波之间的时间差、相位差等信息,获得目标物体的位置、移动速度等数据。从传感器配置上来看,自动驾驶级别越高,所需求的传感器数量越多。ADAS系统功能主要覆盖L0-L2级别自动驾驶,对摄像头、超声波雷达、毫米波雷达具有需求;L3及以上自动驾驶进一步需求激光雷达。

随着ADAS系统渗透率提升,车载摄像头市场规模将持续增长。据ICVTank及前瞻产业研究院,2025年全球车载摄像头市场规模预计达到270亿美元,2020-2025年CAGR约为15.7% ;中国市场规模约为230亿元,2020-2025年CAGR约为32.2%。

全球车载摄像头市场主要由国外松下、法奥雷、富士通等国际巨头占据,国产厂商市场份额较低。国内市场中,舜宇光学、欧菲光等国产厂商在车载摄像头镜头方面取得突破,参与车载摄像头产业链。

毫米波雷达是指利用长为 1~10mm,频率 30GHZ-300GHZ的毫米波,通过测量回波的时间差算出距离。具有体积小、质量轻和空间分辨率高等特点,且使用时不受恶劣天气影响,具有全天候全天时特性。

毫米波雷达由于技术和市场成熟,价格相对合理,规模化应用于ADAS,随着ADAS渗透率提升,毫米波雷达市场规模将持续扩张。据艾瑞咨询,中国车载毫米波雷达市场在2030年有望达到640亿元,2020-2030年CAGR约为32%,且77GHz毫米波雷达搭载率逐渐提升。

毫米波雷达关键技术被外商垄断,集中程度高,全球毫米波雷达市场主要由博世、大陆、海拉等国际巨头占据。中国高端汽车装载的毫米波雷达主要依赖于国外进口。近年,国内厂商近年在毫米波雷达方面取得突破,24GHz可实现批量供货,77GHz研发取得进展,存在国产替代趋势,其中德赛西威、华域汽车、保隆科技可实现毫米波雷达量产

超声波雷达利用超声波测算距离的雷达传感器装置,通过发射、接收40kHz、48kHz或58kHz频率的超声波,根据时间测算出障碍物距离,当距离过近时触发报警装置发出警报声以提醒司机。

超声波雷达主要包含UPA(安装在前后保险杠上)及APA(安装在汽车侧面)两类,一般汽车需要配备8个UPA及4个APA。据易车网,目前大部分车载超声波雷达为UPA,配备车款有6508款,占总数8239款的78.99%,渗透率较高。具备APA车款仅有622款,仅占总数8239款的7.55%,随着ADAS及自动驾驶渗透率提升,APA市场将逐渐打开

超声波雷达市场主要供应商有博世、法雷奥、日本村田、日本尼赛拉、台湾同致电子、深圳航盛电子、深圳豪恩等

激光雷达使用发射器发射激光束,并通过接收器对遇障碍物后返回的激光束进行探测。车规级激光雷达线束包括1线、4线、8线、16线、32线及64线,线束越高,反应速度、精确度越高,相应成本也更高昂。目前主要存在四类激光雷达,其中固态激光雷达是未来的应用趋势

激光雷达具有精度高、可靠度强、探测距离远等优势,能够提供更精确的3D环境探测数据,对高级别自动驾驶不可或缺。随着自动驾驶技术迭代及成本下降,激光雷达市场有望进一步打开。据国际知名调研机构Markets and Markets预测,全球激光雷达市场规模预计将从2019年的8.44亿美元增长到2024年的22.73亿美元,2019-2024年的CAGR约为21.9%。

车载激光雷达市场供应商主要集中于国外,包括Velodyne、Quanegy以及IBEO等。目前市场竞争活跃,芯片巨头英伟达、Mobileye进入激光雷达市场,国内主要参与厂商有禾赛科技、速腾聚创、北科天绘、镭神智能、华为、大疆(览沃)等。小鹏汽车已宣布在2021年推出的全新量产车型上使用激光雷达,供应商为大疆孵化的Livox览沃科技。目前市场竞争格局尚未形成,未来能够加速实现量产、降低激光雷达成本的企业,将具备竞争优势

多传感器融合方案是趋势,以保证自动驾驶安全及可靠性。不同传感器具有不同的感知特性,能够在各自适合的应用场景下实现特定功能,未来多传感器融合将是实现车辆环境感知的主流方式。不同传感器的测量数据通过信号处理、模式和图像识别、人工智能和信息理论等技术进行融合,保障行驶途中的安全性及技术冗余,实现基于全面环境信息融合的自动驾驶。

高精度定位能够为自动驾驶汽车提供车辆的空间坐标与当前场景下的相对位置坐标,以及位置相关信息,通常借助RTL、GNSS传感器等融合实现。由于传统传感器存在鲁棒性缺陷,采用高精度定位能够进一步提升定位精准度。

据IMT-2020(5G)推进组预测,中国V2X用户在2020年将超过4000万,按照30%的需求实现高精度定位能力,市场规模将达到1200亿元。未来随着高级别自动驾驶技术迭代,高精度定位渗透率将进一步提升

国内提供高精度定位技术厂商主要有华测导航、北斗星通、中海达等。高精度定位通常与高精度地图结合使用

据盖世汽车研究院预测,2025年国内高精地图市场规模将达到80亿元,2026年会出现快速增长,突破100亿元。

高精度地图行业具有较高的准入和技术壁垒,国产厂商具有明显优势。高精度地图的开发需要测绘资质,必须满足甲级电子导航地图测绘资质要求。同时,高精度地图测绘需要前期投入,成本高昂。除此之外,地图行业涉及国家机密,存在政策门槛。目前市场主要参与者为国内图商及互联网公司,包括四维图新、百度地图、高德地图等

汽车电子电气架构(E/E 架构)是指整车电子电气系统的总布置方案,即将汽车里的各类传感器、处理器、线束连接、电子电气分配系统和软硬件整合在一起,以实现整车的功能、运算、动力及能量的分配。自动驾驶系统由感知层、决策层和执行层构成,要求更高的算力和更多传感器件,以实现汽车的感知、决策以及信息交互

E/E架构的升级是智能网联汽车发展的关键,传统汽车架构升级遵循分布式架构-域集中架构-跨域融合-中央计算平台路径。传统汽车采用分布式的电子电气架构具有计算能力不足、通讯带宽不足、不便于软硬件升级等缺陷,无法满足现阶段汽车发展的需求。架构升级能够有效提升系统算力;使汽车软硬件解耦,OTA升级更加便利;有助于加快汽车开发流程,降低成本;减少线束总长度,减轻车重

车载AI芯片是实现自动驾驶决策控制环节的基础,也是实现自动驾驶大规模落地的前提

据商业新知数据,2025年中国AI芯片市场规模将达91亿美元,2030年有望达到177亿美元,2020-2030年CAGR约为22.8%。自动驾驶汽车数据处理量巨大,对汽车芯片要求极高,随着智能汽车E/E架构升级,域控制器/中央计算平台广泛使用,车载AI芯片市场规模将持续增长

全球主要的自动驾驶芯片厂商为高通、Mobileye(英伟达收购)、英伟达、特斯拉,国内市场参与者为地平线、华为、黑芝麻。基于高性能、低功耗的要求,自动驾驶芯片至少需要5nm、7nm制程,目前高通芯片制程水平领先,各大厂商也在持续推出更高等级自动驾驶芯片计划,芯片厂商格局未稳,国内厂商有望占据一席之地。

车载计算平台是由传统ECU逐步向智能高速处理器转变的新一代车载中央计算单元,包括芯片、模组、接口等硬件以及驱动程序、操作系统、基础应用程序等软件,能够保障智能网联汽车感知、决策、规划、控制的高速可靠运行。

车载计算平台方案包括基于GPU、FPGA、DSP、ASIC四种方式,现阶段采用GPU架构、GPU+FPGA异构化、ASIC架构的车企并行存在,但综合来看,车企更倾向于选择ASIC专用型芯片,以自身更好的软件算法同时满足高性能和低功耗的要求

主流AI芯片厂商基于自研车载芯片,推出车载计算平台,从主流参考指标功算比来看,目前特斯拉、黑芝麻、华为处于领先地位

车载操作系统是用户和车载硬件的接口,也是车载硬件和上层软件的接口。其按照应用程序的资源请求,分配资源,控制程序运行;改善人机界面,为上层软件提供支持;让车机系统的资源以及接收到数据、信号、音频、视频最大限度地发挥作用,提供各种形式的用户界面(UI),保障驾驶人员有一个安全高效的行驶环境。

传统的底层车载操作系统主要有QNX、Linux、Android以及WinCE,国际市场上,目前主要形成了以黑莓QNX为主、Linux次之的竞争格局,Android系统市场占有率保持上升趋势,WinCE系统逐渐退出车载操作系统市场。

车载操作系统是未来汽车构建完整生态体系的核心环节,且在安全性、稳定性方面具有较高要求,能够基于底层操作系统自建驾驶平台的车企,例如特斯拉、蔚来、小鹏等,具备更强竞争优势。互联网、ICT厂商基于强大的应用生态优势,有望在与传统车厂合作当中受益。

车联网(V2X)是实现车辆与周围的车、人、交通基础设施和网络等全方位连接和通信的新一代信息通信技术,能实现“人-车-路-云”协同。车联网通信具体包括车与车之间(V2V)、车与路之间(V2I)、车与人之间(V2P)、车与网络之间(V2N)等

V2X车联网通信技术主要包括:基于WiFi的专用短程通信IEEE 802.11p/DSRC技术、基于移动蜂窝通信系统的C-V2X技术。

车联网技术为驾驶安全、出行效率、高等级自动驾驶服务,并为智慧交通体系构建提供支撑。车联网能够弥补单车智能的不足,为自动驾驶提供辅助决策能力,并为车辆群体协同感知、决策提供条件,以提升驾驶安全性;能够降低车辆适应各种道路条件成本,加速自动驾驶落地;有利于构建智慧交通体系,促进汽车和交通服务的新模式新业态发展。

我国C-V2X产业链较完备,其中核心芯片、模组及终端产品的研发已经基本成熟,相关产品已具备商用基础;汽车厂商对车联网接收程度较高,并开始研发相关产品,推动新车联网功能,助力实现C-V2X汽车量产;跨行业测试验证稳步推进,安全认证技术已形成较好积累,初步具备支持大规模试验和产业化条件。

车联网产业发展需要汽车、交通、通信、IT与互联网产业跨行业协同推进,由于技术、法规、政策、商业模式等问题尚待解决,目前无法大规模进行推广。短期内,需要政策推动,加速车载终端OBU渗透率,提升路侧设备RSU及云控平台覆盖率,相关通信芯片、模组、车载终端、路侧设备、云控平台厂商优先受益;中长期,随着车联网技术的不断演进及成熟,网联覆盖区域扩大,产业链各环节将大规模受益,价值链向运营和应用转移

通信模组属于底层硬件环节,具有不可替代性,和车联网保持一一对应的关系。车载通信模组是汽车感知层和网络层连接的关键环节,所有车联网感知层终端产生的数据都需要通过无线通信模块汇聚至网络层,进而通过云端管理平台对汽车进行远程管控。

车联网发展推动车规级模组需求旺盛,LTE-V2X模组搭载率优先提升,5G-V2X模组迎来长期发展机遇。据智研咨询预测,全球车联网通信模组数量在2023年将达到15亿块,中国市场车联网通信模组数量将达到2.8百万块。按照800元/块均价进行车联网模组市场规模测算,2023年中国车规级模组市场规模将达到22.40亿。

现有车载模组由主流通信模组厂商提供,竞争格局可参考现有模组厂商竞争情况。在全球蜂窝通信模块市场,主要模块供应商包括Sierra、Gemalto、U-Blox、移远通信、芯讯通、广和通等。据Counter point,2020年Q2,全球蜂窝通信模组出货量第一名为移远通信,占比高达33.9%。总体上,中国模组厂商发展迅猛,对海外模组厂商形成赶超趋势。

车载单元OBU是车辆的中央通信单元,是车联网时代汽车与外界实现V2X通信的关键设备之一,与路侧设备RSU相联,进行数据的读取、接收、发送等,车载设备单元通常包括以下子系统:无线电通信子系统、定位系统、车载设备处理单元、天线等

目前国内主要C-V2X车载终端设备提供商主要有千方科技、万集科技、金溢科技、大唐电信等,且已参与智能网联示范区测试验证。上述厂商具备技术、市场资源积累,积极迎合技术迭代的需求,在车联网发展时期,有望迎来业务新增长点。经保守测算,车载单元OBU市场规模在2025年有望达到365亿元,2020-2025年间市场总规模约为1028亿元。

路侧单元(RSU)是部署在路侧的通信网关,具有多种形态(有线、无线),汇集路侧交通设施和道路交通参与者信息,上传至V2X平台,并将消息广播给道路交通参与者,是车联网业务不可缺少的锚点。

车联网发展推动C-V2X路侧单元覆盖率提升,主要由政府推动进行交通基础设施数字化升级。短期内主要由政府联合产业各方率先在示范区及高速公路进行智慧道路升级,小规模铺设路侧设备,待基建及技术成熟,进行规模化部署。

目前国内主要C-V2X车载路侧设备提供商主要有千方科技、万集科技、金溢科技、大唐电信等,与车载终端具有重合度,且已参与智能网联示范区测试验证。经保守测算,路侧单元RSU市场规模在2025年有望达到525.4亿元,2020-2025年间市场总规模约为1515.5亿元。

云控平台是车联网的核心环节,也是实现网联协同感知、网联协同决策与控制的关键基础技术。通过云控平台赋能,为车辆提供高精度、低时延、超视距增强安全感知的能力,将有效提升智能网联汽车的安全性与行驶能效,推进产业化落地。目前参与智能网联示范区测试的云控平台提供商主要有中兴通讯、大唐高鸿、启迪云控、华录易云等。

智能网联汽车发展路径整体遵循软硬件优先发展,软件算法逐步升级的方式,并结合V2X车联网技术实现高级别自动驾驶

重点关注:德赛西威,华测导航,四维图新,移远通信,广和通;建议关注:中海达和北斗星通

德赛西威:汽车电子领军企业

关注逻辑:公司是国内汽车电子领军者,已连续多年布局智能座舱、智能驾驶以及车联网领域,持续投入新技术及新产品研发,具备优质的产品结构与客户群体。公司智能座舱及智能驾驶新产品在多家核心客户众多车型中配套供货,包括比亚迪、奇瑞、长城、广汽等。公司L3级别自动驾驶域控制器产品IPU03正式量产,配套供货小鹏P7。随着自动驾驶技术迭代,ADAS系统及智能网联车渗透率持续提升,公司各项主营业务将明显受益,增长空间广阔。

财务表现:受益于自动驾驶景气度高企,公司营收及净利润增速触底反弹,2020年前三季度实现营收42.98亿元,同比增长21.22%;实现归母净利润3.18亿元,同比增长123.02%。

华测导航:高精度卫星导航定位核心公司

关注逻辑:公司聚焦于高精度卫星导航定位相关核心技术研发,具备多年行业经验及技术积累。北斗三号完成全球组网,卫星导航下游应用市场加速扩张;北斗与5G、物联网、车联网等领域深度融合,推动高精度定位产业进一步发展,公司作为产业领先企业之一,有望明显受益。公司发布定增预案,拟募集不超过8亿元资金,用于北斗高精度基础器件及终端装备产能建设项目、智能时空信息技术研发中心建设项目。产能建设项目达成后,公司产能提升将助力市场份额提升。同时,公司自研高精度定位芯片“璇玑”已实现投片并成功量产,未来有望成为新的业务增长点。

财务表现:公司营收持续增长,2020年前三季度实现营收8.41亿元,同比增长20.33%;实现归母净利润1.1亿元,同比增长56.26%。

四维图新:高精度地图领军企业

关注逻辑:公司深耕导航地图十余年,技术优势明显,通过打造“智能汽车大脑”战略,进一步聚焦于高精度地图、高精度定位、云服务平台、车规级芯片等核心业务,在智能网联汽车领域夯实领先优势,稳固行业领导者地位。智能网联汽车在政策、技术及产业链驱动下,迎来万亿级成长空间,行业增长确定。公司与上汽、宝马、腾讯、滴滴等整车厂及互联网科技巨头合作,拓展生态渠道,未来业务有望保持高增长。

财务表现:业绩短期承压,2020年三季度业绩环比改善,具有向好趋势。公司2020年前三季度实现营收15.3亿元,同比下降0.36%;实现归母净利润-1.95亿元,同比下降904.4%。

移远通信:物联网模组龙头

关注逻辑:公司专业从事物联网无线通信模组及解决方案的设计、生产、研发与销售服务,是全球第一大蜂窝物联网模组供应商。公司采取全球渠道布局,国内外认证较齐全,营销体系完善。公司依托规模生产获得低成本优势,推出高性价比产品,有利提升市场份额。随着物联网技术逐步成熟,各类物联网链接需求持续拓展,公司作为通信模组龙头将率先受益。在车联网领域,公司可基于高通芯片提供C-V2X通信模组,伴随智能网联渗透率提升,公司车规级模组将明显受益。

财务表现:公司营收高速增长,2020年前三季度实现营收42.08亿元,同比增长47.4%;实现归母净利润1.25亿元,同比增长33.84%。

广和通:消费电子模组龙头,加码布局车联网

关注逻辑:公司深耕物联网模组二十余年,在PC无线通信模组领域保持全球领先,与HP、Dell、Lenovo等客户绑定,建立稳定的供应关系,确保公司销售收入稳步增长。车联网方面,公司通过收购Sierra Wireless车载前装业务相关标的资产,快速切入国际车厂品牌,拓展业务领域,成为车联网模组供应商。在车联网渗透率持续提升背景下,公司有望启动新增长引擎。

财务表现:公司营收及净利润持续增长,2020年前三季度实现营收19.68亿元,同比增长48.01%;实现归母净利润2.24亿元,同比增长85.65%。

本文节选自民生证券《汽车智能网联化风起云涌,万亿市场蓄势待发》。


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