隨著高通收購NXP,Intel推出多款車規處理器,聯發科的跟進,汽車電子無疑成為半導體廠商挖掘的下一座金礦,但全球的汽車電子產業變化如何?中國在當中又充當什么地位?我們來詳細看一下。
電氣化、智能化為汽車電子提供新的增長點
隨著消費者對車輛需求的增加、網絡在車輛中的應用、安全需求增加、機械和電子系統之間的轉換、動力總成性能的提升,汽車電子產業規模不斷擴大。2014年中國汽車電子市場總規模達到 3844 億元,過去 5 年 CAGR 達到 21%;汽車電子產品占整車成本的比重不斷提高,由上世紀 80 年代末的 5%上升到目前的 25%,在中高檔轎車中已經超過 30%,預計高檔轎車中電子產品的價值含量將很快達到 50%。
中國汽車電子市場規模(億元)
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汽車電子的分類
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汽車電子整車成本占比
但我們也要明白一個現狀,現在的汽車電子市場基本是歐美日的天下,我國汽車電子市場本土企業多集中于中低端市場,且多集中在后裝市場,且規模企業較少。
跨國企業主導中高端市場, 20%的外資企業市場份額接近 70%。 而本土企業 2400 余家,而收入規模 10 億元以上的不足 20 家。本土企業在國內自主品牌整車中的配套率提高,并開始向中檔汽車滲透,如高強度車燈整流控制器、車載終端、安全氣囊燈已經切入中檔汽車配套體系。
而為了推動中國汽車電子產業的發展,國家出臺了一系列的政策。
國家促進汽車電子發展政策匯總
汽車電子國產化現狀分析
雖然高端市場被歐美日占領,但不能否認的是近年來,中國的汽車電子產業也取得了長足進步。在某些領域還取得了突破,現在傳統動力控制系統國產化程度較高,增長點較少。 目前,除汽車壓力傳感器、流量傳感器等關鍵件依然依賴進口外,動力控制系統基本已經完成國產化或已經部分國產化。 當前,傳統汽車動力系統普及率高,增長點少。
發動機電控單元系統
動力控制類汽車電子分類及國產化進程
這里尤其值得提一下的就是我國BMS產業的發展。
受益于電動車的高速成長, BMS 產業 2020 年規模可達 75 億元。 2015年新能源汽車產量為 33 萬輛,滲透率達到 1.35%,進入高速成長期。按照 BMS單價乘用車 0.3萬元、客車 1萬元、專用車 0.5 萬元計算, 2015年新能源汽車 BMS 市場產值約為 18.6 億元。
假設 2020 年乘用車、客車、專用車銷量為 2800 萬輛、 50 萬輛、 150 萬輛,滲透率分別達到 5%、50%、 10%, 2020 年 BMS 市場規模將達到 75 億元,CAGR 達到 32%。
我國BMS的市場規模
另外需要提一下的就是自動變速箱,中國將迎來新機遇。
我們知道,汽車底盤控制系統應用較多,類似車道保持、電控懸架等應用不斷出現,但是普及時間長,未來市場增長緩慢。
底盤控制系統分類及國產化進程
但是自主自動變速器配套率低, 是未來產業化的重點。
目前,自動擋車型的銷量已經過半,但是乘用車自主自動變速器的年配套量不足 5%。 此外,由于一些核心零部件軸承和油封的開發上的不足,自動變速器仍然與進口和合資變速箱在質量穩定性和可靠性上存在差距。
自動變速器產業被高度重視,《汽車產業調整振興規劃》明確重點支持研發商用車 AMT,六檔以上手動和自動變速器( AT),雙離合器式自動變速器( DCT)和無級變速器( CVT)等關鍵技術。
國外廠商變速器技術路線
自動變速箱迎來技術升級機遇, 6AT、 CVT、 DCT 為我國市場主要增長點。 不論是傳統的手動變速器還是快速發展的自動變速器,在未來五年都面臨技術升級的機遇。
(1) AT 產品進入自主創新階段, 6AT 將成主流。 在傳統的齒輪變速器領域, 6AT 已經迅速替代 4AT 成為市場主流,先進的 8/9AT 已經出現,未來將成為高端車型的標準配置。
?。?)DCT 產品進入產業化初期。 多家自主車企規劃過自主 DCT,其中,上汽、比亞迪、廣汽和江淮的自主 DCT 車型已經上市銷售, 長安和吉利的 DCT 將在今年實現量產。 此外, DCT 與 MT 產業基礎相近,更容易實現產業化。
?。?)CVT 產品進入產業化起步階段。 CVT 變速器已經擁有自主技術。 奇瑞、容大 CVT 已經實現量產。
?。?)AMT 在商用車市場實現產業化。 AMT 換擋邏輯不清晰,頓挫感強,駕駛體驗比較差,已經開始逐漸被乘用車市場淘汰,目前在商用車市場已經實現產業化。
自動變速器技術發展歷程
智能汽車推動,ADAS、車載系統、TPMS 高速成長
隨著汽車智能化的發展,汽車對主動安全、通訊與導航、視覺技術、識別技術、信息娛樂、舒適環保方面的要求都有所提升。 安全控制、車載電子類應用的需求將大大提升。
智能車聯時代的汽車電子技術
ADAS、 車載信息系統,胎壓檢測系統( TPMS) 進入高速成長期。 從汽車電子產品的生命周期來看, ADAS、車載信息系統、胎壓監測系統將進入成長期。
?。?)汽車智能化一條路徑是單車的智能化, ADAS 是實現的基礎。 隨著ADAS 銷售規模的擴大, ADAS 產品也將進入本地化生產階段。
?。?)汽車智能化的另一條路徑是車與車、車與路、車與網、車與人的互聯互通,即所謂的車聯網,主要通過車載信息系統來實現。 移動互聯網的發展和互聯網企業的整合,產業將進入爆發期。
?。?)在今年頒布的《乘用車輪胎氣壓監測系統的性能要求和試驗方法》中, 胎壓監測系統將成為未來新車出廠的國家強制性裝備。
汽車電子各細分市場生命周期
把握技術升級下的國產化機遇
在汽車變革的大環境中,中國能可以從多方面入手提高技術水平,首先就是BMS。
國內車企對 BMS 的技術要求將提升,市場迎來巨大的機遇和挑戰。 目前國外盛行的 BMS 產品多采用主動式均衡功能設計,全球主流電動車大都采用主動均衡模式,但該產品價格較高。
而國內基本采用被動式均衡功能和不帶均衡功能的 BMS 產品,價格低、功能簡單。未來隨著電動汽車的規?;a,國內車企對于電池管理系統的技術要求必然會隨之提升,電池管理系統( BMS)市場發展面臨巨大機遇和挑戰。
BMS 系統的層次和對應采用車型
而現在,我國的BMS市場由本土廠商主導。
我國生產的純電動乘用車所采用的 BMS 供應商呈現四大類型:專業的 BMS 廠商、主機廠、電池廠商,以及綜合型汽車零部件企業。其中,主機廠生產的 BMS 裝機量約占總量的 28%電池廠生產的 BMS 裝機量份額約為 12%,專業的 BMS 廠商約占據 60%的份額。從 BMS 供應商的性質來看,外企占比約 10%,本土企業占比約 90%,本土廠商占據主導地位。
2015 年中國純動乘用車 BMS 市場份額
但是我們也明白到,BMS 核心技術門檻較高,專業廠家具備數據積累優勢。 BMS 最核心的三大功能為電芯監控、荷電狀態( SOC)估算和單體電池均衡。
SOC和電池均衡技術技術難度較高,需要積累大量的 BMS 運行數據,而專業 BMS 廠家具備優勢。 專業的代表企業有均勝電子、惠州億能、安徽力高、深圳科列技術、深圳國新動力、杭州節能動力等。 主機廠主要配套自己的新能源汽車, 代表企業有比亞迪、 康迪、 長安新能源等。電池廠代表企業有 CATL、沃特瑪、普萊德、欣旺達等。
另外,自動變速箱也是國產化和產能增長中的機會。
隨著國內對 DCT 變速器、 CVT 變速器需求的增加,自動變速器生產企業的產能將在未來幾年持續增加。根據 IHS 動力系統的估計,到 2020 年,約有 30 個規模較大的自動變速器項目將在中國投產或產能升級。 據統計,國內 DCT、 CVT、 AT 總量將由 2014 年的 376 萬臺擴張至 2020 年的 1111 萬臺。
全國自動變速器制造商分布及產能規劃( 2014→2020)
另外,在汽車智能化和無人駕駛花的推動下,毫米波雷達、芯片算法、智能終端、 TSP 是新的看點。
首先是ADAS 進入國產化生產階段,五年市場規模達 180 億元。 隨著 ADAS銷售規模的擴大, ADAS 產品也將進入本地化生產階段。根據 SBD 的估計, 2014 年中國 ADAS 市場規模為 5.4 億歐元(約 40 億人民幣),到2021 年,這一市場規模達到 25 億歐元(約 180 億元人民幣), CAGR達到 24%。
而ADAS所需用到激光雷達成本高、超聲波雷達門檻低,毫米波雷達有望快速實現國產化。
現在ADAS 中的雷達主要分為激光雷達、超聲波雷達和毫米波雷達三種。 激光雷達由于成本高昂、尚未商業化,超聲波雷達技術門檻低、供應商眾多,而毫米波雷達成本在兩者之間,雖然技術主要掌握在 TRW、博世、大陸等公司手中,但是有望最先實現國產化。
毫米波雷達的技術比較成熟,價格也并非遙不可及。接下來兩年會有大批毫米波雷達產品上市,價格將快速下降,因此將推動毫米波雷達在防撞和測距中的大規模應用。
國內算法類公司具備較強的研發實力,關注潛在的龍頭企業。 目前國內的算法公司主要有專門的算法公司以及 Tie1 供應商和整車企業。前者在視覺領域已經有了多年的積累,在算法方面具有較強的競爭力,已經能基本實現 ADAS 的功能,在車輛識別率等關鍵指標上與 Mobileye 差距不大。
毫米波雷達的國產化進程
國內主要的ADAS算法公司
車聯網也會是關注的重點。
動互聯網的普及使得手機模式成為實現車聯網功能的一種重要方式?;ヂ摼W企業擁有豐富的互聯網資源、強大的基礎支持,以產業鏈整合者的姿態出現。
據 SBD 估計, 中國的車聯網終端將由 2013 年不到 100 萬套增長至2018 年的 1000 萬套,增長近 10 倍。手機-車機模式將快速普及到中低端車型。
而據 statista 的預測, 15 年車聯網市場規模為 50.4 億美元(約 330億元人民幣),預計到 2020 年市場規模達到 338.2 億美元(約 2200億元人民幣)。中國車聯網的滲透率由 16 年的 4.8%上升為 2020 年的 18.1%;車聯網用戶到 2020 年達到 4410 萬。產業鏈整體保持高 速增長。
中國車聯網市場規模
我們也應該看到,在這個領域,前裝市場仍為主體、后裝市場更易爆發,關注擁有核心技術的潛在龍頭。
1)在前裝市場,由于車廠控制了汽車這一硬件入口,具有很高的進入門檻,且受車廠限制多。而后裝市場憑借其低成本、易裝配的優勢,移動互聯網的發展趨勢帶來的潛在的海量通過手機-車機的模式使用車聯網服務。
2) 當前后裝車載終端產品功能和服務的差異化程度較低,創新產品較少。智能車載終端除了具備車輛檢測、駕駛習慣跟蹤等基本功能以外, 必須具備一系列能增加用戶粘性的特色功能以及創新性應用才能從眾多產品中脫穎而出。
中國車聯網前、后裝終端規模(萬臺)
而在TSP 平臺方面,后裝市場入口開放、更易切入。
?。?1)車聯網運營商直接向消費者提供服務,分配利潤,扮演數據入口的角色, 在產業鏈中處于核心地位,潛在利潤空間巨大。
?。?2) 后裝市場,切入難度相對較低,入口開放。 本地化門檻高,關注線上線下資源豐富的企業。
車聯網服務規模
再者,電控系統軟件的發展面臨時間窗口機會。
電控系統軟件是汽車電控系統的核心。 汽車的電子控制系統一般由傳感器、 控制單元和執行元件三大部分組成。
1)傳感器將外部運行信號、汽車的狀態信號、駕駛員操作信號等轉換成電信號,并將其送入電控單元。
2) 電控單元對輸入的信號進行處理,并產生相應的控制信號。
3) 執行元件接收電控單元輸出的控制信號,并輸出相應的物理量控制汽車
電控系統的解剖
新技術使得汽車基礎軟件迎來發展的時間窗口機會。 在整車平臺化、零部件通用化和功能電子化的趨勢下,汽車基礎軟件在汽車電子系統中的作用突顯。新技術對傳統技術的影響使得國內汽車電子基礎軟件的發展。
汽車電控技術系統的演變
國內汽車電控系統軟件規模近 100億元,亟需為行業服務的專業化企業。
1) 按照基礎軟件占每個電控系統成本平均 5%計算,自主品牌乘用車中的電控系統軟件規模接近 10 億元。如果擴展到商用車和合資車,國內電控系統軟件規??蛇_到 100 億元。
2)當前產業鏈中,在采用國外零部件、基礎軟件和芯片時, 自主軟件廠商剛起步、自主芯片缺乏。自主需求得不到有效滿足,需要為行業服務的專業化企業。
我國汽車電控系統軟件企業
雖然中國汽車電子在這幾年取得了大幅度進展,但我們也需要明白到,在高端領域,基本上是國外廠商的天下,尤其是在芯片領域,這對于中國廠商來說,幾乎是一個難以企及的禁區。不過近年來在全志等廠商的努力下,中國前裝級別芯片也出現了不錯的突破口,展望未來,中國汽車電子會獲得更大的飛躍。
國際汽車產業鏈的代表企業
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