(报告出品方/作者:国金证券,樊志远、邓小路、刘妍雪)
1、汽车电动化及智能化推动汽车半导体快速增长
1.1、预测年汽车半导体市场将达亿美元
汽车智能化及电动化将显著带动车用半导体的需求,英特尔CEO帕特·盖尔辛格(PatGelsinger)曾预测,到年,芯片将占高端汽车物料清单(BOM)的20%以上,比年的4%增长5倍。虽然年全球汽车销量只同比增长了5%(万辆),但年全球汽车半导体同比增长高达27.3%。根据ICInsights数据,年全球汽车芯片的出货量达到亿颗,创出历史新高,同比增长30%,高于年全球芯片出货总量22%的增幅。与年全球新能源车销量的大幅增长及智能化的提升密不可分。年全球新能源乘用汽车销量达到万辆,同比增长.6%。
集微咨询(JWInsights)预测,年到年,全球汽车半导体市场规模将以10%的CAGR增长,年全球汽车半导体将达到.2亿美元的市场规模。
预测年汽车半导体市场将达亿美元。一台传统燃油车芯片搭载量约为颗,高端智能电动车需求芯片高达颗以上。虽然未来全球汽车销量增长将放缓,车厂也将通过软件优化来减少硬件配置,但是由于对电动化、自动驾驶和更高能效的强烈需求,全球汽车芯片市场规模将依然有望实现快速增长。Gartner预计,到年将达到亿美元的市场规模,年这一数字为亿美元。
1.2、汽车芯片,国产替代,大有可为
汽车电动化和智能化相关芯片增速最快。ADAS应用对于半导体的拉动最为显著,到年相关收入预计将比年增长亿美元。汽车电动化的部分是半导体的第二大增长动力,到年相关收入预计将比年增长亿美元。
汽车半导体国产替代,大有可为。目前全球汽车半导体市场欧美日企业优势明显,占据绝大部分市场份额,年,英飞凌是第一大汽车半导体公司,市场份额13%,第二大是恩智浦,市占率12%,前五家公司合计市占率48.5%。
汽车芯片市场集中度较高。年,汽车Sensors方面,博世位居首位,占比21.4%,英飞凌排名第二,市占率14.1%,CR5市占率63.7%;汽车MCU方面,Renesas排名第一,市占率28.8%,恩智浦第二,市占率24.9%,CR5市占率90.5%,市场集中度较高;汽车功率器件方面,英飞凌排名第一,市占率31.7%,意法半导体第二,市占率16.2%,CR5市占率72.7%,市场集中度较高。
在汽车芯片领域,中国企业正在抓紧布局,利用缺货涨价机遇,逐步切入车用半导体,目前突破较快的是功率半导体IGBT,年新能源车IGBT自给率约达到40%左右。其他汽车芯片领域都在突破中,如MCU、隔离芯片、存储芯片等,行业需求增长确定+国产替代,具有较好的机会。
2、应用多点开花,IGBT、SiC迎来发展良机
2.1预测全球IGBT市场规模~年CAGR达13%
年全球IGBT市场规模达66.5亿美元,~年CAGR达14%。中国市场约占全球市场的40%。
新能源行业(电动汽车、风光储等)的快速发展,工控及家电行业的稳健增长,对IGBT需求旺盛,根据我们估算,我们预计年全球IGBT市场规模达亿元、~年CAGR为16%,中国IGBT市场规模达亿元、~年CAGR达21%。年全球IGBT市场规模达亿元、~年CAGR达13%,中国IGBT市场规模达亿元、~年CAGR达15%。其中新能源车、光伏储能贡献了最大增量。
2.2新能源车:IGBT最大增量市场,年自给率有望达到40%
新能源车市场是IGBT的最大增量,预计年全球新能源车IGBT市场规模达亿元、~年CAGR达48%,年全球新能源车IGBT市场规模达亿元,~年CAGR达31%。
IGBT主要应用在新能源车的电机控制系统、热管理系统、车载充电机,此外,IGBT也广泛应用在PTC加热器、水泵、油泵、空调压缩机等辅逆变器中,完成小功率DC-AC转换。
我们估算单车IGBT价值量维持元。1)IGBT一般占新能源车BOM成本的5%。根据StrategyAnalytics,48V轻混车功率半导体单车价值量为90美元,纯电动车功率半导体单车价值量达美元(折合人民币元)。2)一般A00乘用车IGBT单车价值量为元,A级电动车IGBT单车价值量为元,~年新能源车中A00车占比为20%~25%,我们估算新能源车IGBT单车价值量为元。3)目前部分高端车型采用四驱系统(如理想one),四驱系统采用两个电控模块,我们估算四驱车型IGBT单车价值量达元,预计未来伴随四驱车型渗透率持续提升,IGBT单车价值量持续提升,我们假设年四驱车型渗透率达15%,对应年新能源车IGBT单车价值量达元,四年CAGR为4%,考虑正常年份下IGBT采购年降的影响,预计新能源车IGBT单车价值量维持在元。
年全球新能源车销量达万辆,对应IGBT市场规模达亿元,中国新能源车销量达万辆,对应IGBT市场规模达60亿元,考虑汽车电子价格正常年降、伴随A级车占比、四驱车占比提升,预计新能源车IGBT单车价值量维持在元,假设、年全球新能源车销量达万辆(渗透率25%)、万辆(渗透率50%),对应IGBT市场规模达亿元、亿元,~年CAGR达48%、~年CAGR达31%;假设、年中国新能源车销量达万辆(渗透率40%)、1万辆(渗透率60%),对应IGBT市场规模达亿元、亿元,~年CAGR达54%、~年CAGR达29%。
2.3光伏储能:IGBT第二增量市场,国产替代刚刚开始
预计年全球光伏储能IGBT市场规模达亿元、~年CAGR达30%,年全球光伏储能IGBT市场规模达亿元,~年CAGR达25%。
光伏的功率半导体单MW价值量为~欧元,储能功率半导体单MW价值量为~0欧元,估算IGBT的单价为0欧元/MW(折合万元/GW)。根据固德威、锦浪科技的招股说明书,IGBT占原材料采购成本的11%~12%,原材料成本占营业成本的93%~94%,过去三年毛利率平均值为35%,我们推算IGBT价值量占逆变器市场规模的7%。
我们预计、年光伏储能逆变器出货量达、1GW,市场规模达、亿元,对应全球光伏储能IGBT市场规模达、亿元,~年CAGR达30%、~年CAGR达25%,行业增量主要来源于三个方面:1)新增需求:受益于全球光伏新增装机量高速增长,预计、年光伏逆变器新增需求为GW、GW;2)替换需求:逆变器中IGBT、电容等电子元器件受内部环境、器件温度和电流谐波的影响,使用寿命往往低于电站运营周期(尤其是早期逆变器产品),存在存量市场的替换需求,预计、年光伏逆变器替换需求分别为22、50GW;3)储能需求:储能是实现可再生能源高占比的必经之路,随着储能渗透率提升,预计、年储能逆变器渗透率为30%、60%,新增需求分别为、GW。
2.4SiC:优势突出,预计未来六年CAGR超34%,国内企业奋起直追
SiCMOSFETS优势突出,更适合高压领域。相对于Si基材料,SiCMOSFETS具有低导通损耗、低开关损耗、高开关频率、高功率密度等优点,更适合制作高温、高频、抗辐射及大功率器件,适用于新能源车、风电光伏等高压领域,在V高压平台的电动汽车可以充分体现快充、节能的优势。
根据Yole,年全球SiC功率器件市场规模达11亿美元,年达63亿美元、六年CAGR达34%,其中汽车领域SiC市场增速最快,预计年达50亿美元、六年CAGR达39%。
SiC行业壁垒更高,竞争格局更优,国内企业积极布局。1)SIC行业研发周期长、制造难度高、资金投入高。①产业链涵盖衬底→外延→设计→制造→封装,其中衬底、外延、制造、封装占晶片加工成本的50%、25%、20%、5%,其中SiC单晶生长过程几乎是黑箱操作、难以观测、难度极高。②英飞凌年开始进行碳化硅材料布局,直至近两年方开始大规模建厂扩产,年2月英飞凌宣布将投资20亿欧元扩充第三代半导体产能,预计项目达产贡献增量收入达20亿欧元。2)SiC衬底、外延片集中度最高,Wolfspeed市占率达50%,罗姆、II-VI市占率达35%,三家公司长晶炉均为自己设计。SiC功率器件的主要玩家包括意法半导体、英飞凌、Wolfspeed、罗姆、安森美、三菱,年CR3达76%。3)国内企业纷纷布局SiC领域,比亚迪年是国内唯一实现SiC模块在电机驱动控制器中大批量装车。年时代电气投资4.6亿元将现有4英寸SiC芯片年1万片产能提升至6英寸SiC芯片年2.5万片。年斯达半导募资5亿元拟投产年产6万片的6寸SiC芯片,截至年9月斯达半导已获得3.4亿车规级SiCMOSFET模块订单。年H1士兰微SiC功率半导体中试线已成功通线,预计于年三季度投产。
2.5供给端:缺货涨价潮助力国产替代加速
行业国产率较低,年仅12%
从全球IGBT竞争格局来看,行业较为集中,根据Yole,年行业CR3达50%,英飞凌是行业绝对龙头、市占率达27%。分产品类型来看:
行业国产化率较低,年仅12%。根据Yole,从产量来看,年国内自给率为10%、年国内自给率仅12%,行业自给率缓慢提升。考虑海外产品规格更高、预计从市场规模口径来看国产化率更低。
展望年,供需失衡贯穿全年。1)5月英飞凌公告财年二季报,公司积压订单达亿欧元(年公司收入为亿欧元,预计年收入为~亿欧元),且80%需求集中于12个月交付,2月英飞凌向经销商向经销商发布通知函、表示年供需失衡贯穿全年,或酝酿新一轮产品提价。2)5月安森美内部人士称年、年车用IGBT订单已满且不再接单。3)1月逆变器龙头企业锦浪科技预计年四季度前芯片供给难有大改善。4)海外厂商扩产普遍谨慎,主要的增量贡献是英飞凌投资16亿欧元在奥地利菲拉赫12寸产能,于年8月投产,预计通过4~5年产能爬坡后贡献增量收入20亿欧元,增量有限。
2.6中国企业快速成长,盈利能力逐步提升
中国功率半导体行业呈现快速发展的趋势,尤其是盈利能力提升显著。A股功率半导体行业年营收为亿元,同增26%,归母净利润为81亿元,同增79%,年四季度营收为亿元,同增20%,归母净利润为28亿元,同增78%。
中国功率半导体行业盈利能力呈现持续上升的趋势,年功率半导体行业毛利率为34%,同比年增加+2.3pct,净利率为19%,同比年增加+5.5pct,下游新能源市场的旺盛需求拉升行业景气度,年Q1毛利率为35%,同比+2.1pct,净利率为18%,同比+2.8pct。
得益于缺货涨价潮,IGBT行业国产化率快速提升。1)年英飞凌功率半导体业务收入同增20%,国内上市公司斯达半导体IGBT收入同增75%,士兰微IGBT业务收入实现翻倍增长,比亚迪半导功率半导体收入同增%,中车时代功率半导体收入同增33%2)我们估算、年国内上市公司IGBT收入达31、57亿元,同增59%、88%,国产化率为17%、25%,提升5pct、8pct。
海外龙头毛利率更高且稳定性更强,受价格周期影响国内部分企业盈利能力波动性较大。从净利率、毛利率来看,受益于功率半导体行业缺货涨价潮,近两年各企业盈利能力明显提升。海外龙头英飞凌、安森美毛利率较高且较为稳定,年英飞凌、安森美毛利率达39%、40%,国内斯达半导毛利率达36%、且呈现稳步提升,新洁能、士兰微毛利率波动性较大,宏微科技毛利率显著低于同业,但周期性明显。国内企业费率更低,净利率明显优于海外企业,受益于毛利率提升、规模效应,斯达半导净利率持续提升、年达23%,新洁能、士兰微净利率波动性较大。(报告来源:未来智库)
3、新能源市场需求旺盛,薄膜电容国产替代机遇佳
3.1、全球薄膜电容-年CAGR=13%
年薄膜电容市场规模约为32亿美元,占全球电容市场份额10%。年全球薄膜电容市场规模约为32亿美元,预计至年将增长至52亿美元,-年CAGR达13%。年薄膜电容占全球电容市场份额约10%,预计伴随高频、高压市场需求的快速增长,薄膜电容在工业领域将延续替代电解电容的趋势。
3.2、新能源车用薄膜电容-年CAGR=38%
全球新能源汽车市场处于高速成长期,年中国占据超五成份额。根据EV-Volumes数据,年全球电动汽车(BEV和PHEV)销量达到万辆,同比增长%,电动汽车全球渗透率达到8.3%,中国年新能源汽车销量为.6万辆,同比增长%,渗透率达13%,占据全球超五成的新能源汽车市场份额。年1-5月,中国新能源车累计销量.3万辆,同比增长.2%。
疫情不改电车市场长期增长趋势,预计至年全球销量将达万辆。年国内疫情反复导致汽车供应链受阻,多家供应商和车厂为配合防疫政策而停工,同时在交付延迟和出行受限影响下,短期内新能源汽车产销将承压,但地方政府刺激政策会有积极拉动。中长期来看,电车渗透率提升趋势将延续,根据EVTank预测,年全球新能源汽车销量将有望达到万辆,-年CAGR达24%,中国仍将是全球最大市场。
薄膜电容支撑高效逆变器技术。新能源汽车电机控制技术的关键在于逆变器技术,高效的逆变器技术需要高可靠性的直流支撑电容作为支持,薄膜电容凭借其耐高压、高可靠性等优异性能逐步取代该场景下电解电容的应用。
新能源汽车领域薄膜电容价值量为元/辆,由此结合全球及中国新能源汽车出货量历史及预测数据,我们预计-年,全球新能源汽车领域薄膜电容整体市场规模将分别达到45亿元、60亿元、80亿元,中国新能源汽车领域薄膜电容整体市场规模分别达到23亿元、30亿元38亿元,全球及中国该部分市场规模CAGR将分别达到38%、35%。
3.3、光伏风电:CAGR=16%,中国占全球四成市场份额
在太阳能发电机组中光伏逆变器是光伏系统中的核心部件之一,需要满足不同的功能要求,不仅要求保证DC/AC的转换,还需要保证输出电能的质量。随着终端客户和设计人员对这些设备的效率和可靠性要求的提高,光伏逆变器朝着更简单的拓扑结构,更少的元件,更高模块化的方向发展。薄膜电容以其优异稳定的性能和长期可靠的寿命在光伏逆变器中得到广泛的应用。
光伏市场方面,中国是全球第一大光伏市场,25年新增装机量将达GW。受益光伏产业链成本持续下降,各国光伏度电成本与火电度电成本价差持续收窄,年全球新增光伏装机量达到GW,且中国作为全球第一大光伏市场,占全球总新增装机量比例约30%。中国光伏新增装机量在经历了三年同比下降后,于年恢复正增长,年全年新增装机量达到万千瓦,根据中国光伏行业协会预测,年全球、中国光伏新增装机量在乐观情况下有望达到GW、GW。
4月20日,国家能源局发布年1-3月份全国电力工业统计数据。截至3月底,全国发电装机容量约24.0亿千瓦,同比增长7.8%。其中,风电装机容量约3.4亿千瓦,同比增长17.4%;太阳能发电装机容量约3.2亿千瓦,同比增长22.9%。1-3月,太阳能发电新增装机13.21GW,与去年同比增长.8%;1-3月,风电新增装机7.9GW,同比增长超过50%。
风电市场方面,年中国占全球风电新增装机量比例达51%,-年中国年均风电新增装机规模将在50GW以上。根据GWEC数据,年全球风电新增装机量达到历史峰值94GW,预计未来三年全球年新增装机量将维持在80-90GW,其中将由中国贡献五成以上份额。中国市场方面,年中国风电新增装机量为47.6GW,较年的历史峰值小幅下降,根据《风能北京宣言》预测,-年中国年均风电新增装机规模将保持在50GW以上规模。
光伏、风电领域薄膜电容产值分别约为0.65万元/MW、0.45万元/MW,由此结合全球及中国光伏、风电新增装机需求和每年10%、5%的折旧换代需求,我们预计-年全球光伏及风电领域薄膜电容整体市场规模将分别达到26亿元、31亿元、36亿元,中国光伏及风电领域薄膜电容整体市场规模分别达到10亿元、11亿元、13亿元,-年全球及中国对应市场规模CAGR为16%、17%。
3.4、日系厂商领先,中国厂商高端领域市占率提升明显
长期以来,薄膜电容的高端市场尚由日美厂商主导,中国厂商在中低端市场具备一定成本优势。薄膜电容根据终端电压类型可分为高压、中低压、低压三大类,其中的高压大容量薄膜电容为高端产品,即应用于新能源、工控等高压、高频场景的高技术壁垒产品,核心技术由日系、欧美厂商掌握,代表企业包括日本松下、基美、日本尼吉康等,近年以法拉电子为代表的中国厂商开始切入高端市场;而中低端产品主要应用于照明、家电等传统领域,进入壁垒低、附加值低,市场竞争激烈,日美龙头已逐步退出该市场,中国厂商在该市场具备一定成本优势。
全球市场份额方面,年,全球薄膜电容市场CR5达40%,其中松下、基美、法拉电子、尼吉康、TDK-EPCOS分别占比9%、8%、8%、8%、7%。总体而言,全球薄膜电容市场以日美为主导,以法拉电子为代表的中国厂商市场渗透初见成效,未来将受益本土电子产业发展、实现市场份额扩张。
以法拉电子为代表的中国厂商已完成高端产品技术追赶,开始实现市场渗透。法拉电子从年开始将薄膜电容发展中心由照明、家电等传统市场转向新能源汽车、工控等高端新兴市场,并实现新能源领域业务的快速起量;江海股份于年与KEMET合资成立南通海美电子有限公司,将薄膜电容产品线拓展至车用领域。年法拉电子薄膜电容器市场占有率约为18.17%,江海股份薄膜电容器市场占有率约为1.9%。
基膜技术是薄膜电容制造的核心工艺,本土厂商向上游基膜材料延伸。薄膜电容器的发展趋势是小型化、耐高温、高耐压、低ESR、低ESL、高可靠性等,近年来,将金属薄膜的蒸镀膜设计成带有保险安全(保险丝)的构造逐步成为主流。蒸镀技术下诱电体的厚度越薄,则会出现耐压能力下降、可靠性降低的现象,提高蒸镀效果,需要对蒸镀模式、蒸镀金属材料、蒸镀条件等进行优化,并对蒸镀金属和电镀联接持续改善。法拉电子、江海股份均已外采镀膜机切入上游基膜材料领域,目前法拉电子、江海股份金属化膜年产能分别达到吨、1吨,逐步实现提高供应链自主可控性、降低成本。
4、汽车智能化加速,ADAS硬件需求大幅增长
4.1、预测年全球超过30%汽车具备L3-L5自动驾驶功能
根据TheBostonConsultingGroup预估从到年,全球汽车/电动车销量加总年均复合增长率约为1%,并预计年,全球车市销量将增加至1.09亿辆,但汽油、柴油车将被各种形态的电动新能源车来取代。虽然在未来10年,全球车市的销量复合增长率CAGR可能只有1-2个点,但随着消费者从汽油车转换成新能源电动车及从人驾车转换成SAEL3-L5自动驾驶车需求的不断扩大,智能驾驶用智能硬件产品迎来发展良机。
4.2、智能驾驶:年车载摄像头、激光雷达高速增长
年中国L2级智能驾驶渗透率突破20%,智能车渗透率加速。根据工信部数据,年国内L2级智能网联乘用车渗透率为15%,年国内L2级智能网联乘用车渗透率达20%,汽车智能化渗透率加速。根据IDC,年Q1国内L2级智能驾驶乘用车渗透率达23.2%,展望未来,伴随更多玩家入场,汽车智能化军备赛日趋白热化。我们认为未来汽车智能化渗透率有望高度拟合智能手机渗透率S曲线,实现快速增长。
摄像头、激光雷达、高频高速连接器都是智能辅助驾驶必不可少的硬件,一般L2级别智能辅助驾驶搭载5~8颗摄像头,L3级别智能辅助驾驶搭载搭载8~16颗摄像头及1~3颗激光雷达,L4、L5级别自动驾驶ADAS系统尚在研发阶段,一般需要搭载13颗以上摄像头及4~6颗激光雷达。
高频高速连接器主要应用于摄像头、激光雷达、毫米波雷达、传感器、广播天线、GPS、蓝牙、Wi-Fi、信息娱乐系统、导航与驾驶辅助系统等。
4.3、车载摄像头:预计年市场同增13%
根据TSR,年全球车载摄像头出货量达1.65亿颗、过去十年CAGR达30%,单车搭载摄像头数量达2.1颗。目前市面上主流智能车型普遍搭载摄像头数量在5~8颗。预计伴随智能汽车渗透率逐步提升,未来车载摄像头数量快速增长。
后视渗透率最高,前视、环视、舱内渗透率较低。1)按位置来划分,年全球汽车前视搭载0.6颗、环视搭载0.6颗、后视搭载0.85颗、舱内搭载0.01。2)参考市面上主流车型,一般智能车前视搭载摄像头3颗、环视搭载4颗、后视搭载1颗。对应估算前视渗透率达22%、环视渗透率达16%、后视渗透率达85%,舱内渗透率达1.8%。
受年Q1高基数影响、年全球汽车需求疲软影响,年1~4月车载镜头行业同减1%,预计H2需求有望回暖。考虑舜宇光学科技是全球车载镜头龙头、市占率超30%,我们可以通过舜宇光学科技车载镜头出货量增速来窥测行业增速,年1~4月舜宇光学科技车载镜头出货量达0.25亿颗、同减1%,优于全球汽车销量降幅(10%)。
受俄乌战争、通胀影响,我们下调年车载镜头需求、预计同增13%,得益于缺芯改善、智能化加速,预计、年车载镜头增速达34%。1)我们预计~年全球L2级自动辅助驾驶渗透率为27%、36%、50%、60%,L3级自动辅助驾驶渗透率为0.2%、0.5%、1%、2%。假设年L2级自动辅助驾驶单车搭载摄像头6颗,对应L1及以下单车搭载摄像头为1.4颗,假设L3即自动辅助驾驶单车搭载摄像头8颗,未来每年单车搭载摄像头同增5%。对应年单车搭载摄像头数量为5.5颗,假设全球汽车销量为0.8亿部,对应年全球车载摄像头销量为4.4亿颗。2)参考舜宇光学科技车载镜头单价(38元),考虑前视占比提升、规格升级,预计~年单价同增3%、5%、5%。3)对应年全球车载摄像头镜头市场为亿元~年CAGR达31%。考虑镜头价格约占摄像头价格的1/3,对应年全球摄像头市场为亿元。
安森美及韦尔的豪威主导全球车载摄像头芯片市场:不同于智能手机摄像头芯片市场是由索尼及三星主导,美国OnSemi安森美是车载摄像头芯片龙头,约有60%全球份额,年,安森美收购CypressCMOS部门,年收购高性能图像传感器供应商TruesenseImaging和AptinaImaging两家公司,并不断强化其图像传感器的设计技术优势,目前是少数几家摄像头芯片公司能够提供全方位(SAEL1-L5)自驾系统所需要各种不同的摄像头芯片;韦尔豪威OmniVision紧追在后,约有20-25%份额,市场高度集中。(报告来源:未来智库)
4.4、激光雷达:需求迎来爆发式增长
根据我们汇总,年末和年共有十余款搭载激光雷达的车型上市,包括小鹏G9、小鹏P5、蔚来ET7、蔚来ES7、理想L9等车型,多数车型售价普遍高于40万,车载前装激光雷达价格普遍超5千元,此前华为宣布未来激光雷达成本将降至千元级别,我们认为未来伴随激光雷达价格下沉,行业渗透率有望快速提升。
年5月初Innoviz宣布获得某整车厂(全球市占率超10%)40亿美元激光雷达订单,新协议将从年开始、为期8年。目前Innoviz合作订单达66亿美元。
需求端:Yole预计年ADAS激光雷达市场达23亿美元,~年CAGR达%。根据年9月Yole最新数据,年全球汽车与工业激光雷达市场达18亿美元,其中ADAS激光雷达约为2亿元、占比仅为2%。预计年全球汽车与工业激光雷达市场达57亿美元、CAGR为21%,其中ADAS激光雷达市场达23亿美元、CAGR为%、占比达41%,行业增速远远领先人驾驶、智能基础设施、物流、公路监控等领域。
供给端:1)全球范围内激光雷达玩家包括法雷奥、Luminar、电装、大陆、Innoviz,以及国内的华为、大疆、禾赛科技、速腾聚创、万集科技等企业。年法雷奥、速腾聚创市占率达28%、10%,领先行业。2)从技术路线上来看,激光雷达按照光束操纵方式可分为机械式、半固态及固态式。机械式目前最为成熟、产量最高,主要应用于无人驾驶,但使用寿命限制难过车规要求;MEMS微振镜、转镜、棱镜等半固态式激光雷达陆续通过车规,并已少量前装量产,近年内或形成放量;长期来看FLASH、OPA的固态式方案均可能成为主导路线。年在全球汽车与工业激光雷达市场中机械式占比达66%、MEMS占比达17%、Flash占比达10%。2)从技术路线上来划分,Velodyne、禾赛科技主要为机械式产品,但是机械式产品由于寿命受限难以进入前装市场。Luminar、速腾聚创、Innoviz、大疆、华为等企业积极布局半固态/固态激光雷达。
光学系统是激光雷达重要组成部分。根据激光雷达不同扫描类型,对于光学系统设计要求也不尽相同。以MEMS为例,发射光学系统的主要任务是减小发射光束的发散角,使其光束质量更好,主要设计难点是MEMS扫描振镜的镜面面积较小,限制光束的直径,直接影响准直光束的发散角。接收光学系统主要任务是在保证口径的前提下接收更大视场范围内的回波光束,主要设计难点是光电探测器面积有限,会限制接收光学系统相对孔径和视场。总体而言,激光雷达镜头是车载镜头中最难的部分,需要具备大通光孔径、高亮度、宽视场角、高对比度、低信噪比等特点,同时在机械方面具有体积小巧、防尘防水、抗震等特点,对光学设计、加工工艺提出相当高要求。
4.5、车载连接器:智能化+电动化驱动成长,国产化率快速攀升
汽车连接器包括低压连接器、高压连接器、高速连接器。根据我们估算年中国汽车连接器市场中低压连接器市场规模为亿元、高压连接器市场规模为27亿元、高速连接器市场规模为18亿元。
低压连接器通常用于传统燃油车的车灯、车窗升降电机等,工作电压一般低于20V。单车价值量为元,年中国汽车销量为0.25亿部,对应低压连接器市场规模为亿元。
高速连接器连接智能化。高速连接器分为FAKRA射频连接器、Mini-FAKRA连接器、HSD(High-SpeedData)连接器和以太网连接器,主要应用于摄像头、激光雷达、毫米波雷达、传感器、广播天线、GPS、蓝牙、Wi-Fi、信息娱乐系统、导航与驾驶辅助系统等。年中国L2及以上智能驾驶渗透率达12%,高速连接器单车价值量为~元,考虑目前智能车智能化程度较低,按元单车价值量估算,对应高速连接器市场规模为18亿元。
高压连接器连接电动化。高压连接器主要应用于新能源汽车的电池、PDU(高压配电盒)、OBC(车载充电机)、DC/DC、空调、PTC加热、直/交流充电接口等,一般根据场景不同需要提供60V-V甚至更高的电压等级传输,以及提供10A-A甚至更高的电流等级传输。高压连接器单车价值量为~0元,按均价测算,年中国汽车销量为0.25亿部,新能源车销量为万台,对应高压连接器市场规模为27亿元。
中国高压连接器、高速连接器保持快速增长。1)根据伴随成本下降、续航提升、基础设施完善,我们认为新能源车从政策导向转向需求导向,智能化更是各家车企的硬件军备赛。一般渗透率超过10%之后行业进入加速渗透的甜蜜期,我们认为未来新能源车、自动辅助驾驶渗透率有望高度拟合智能手机渗透率S型曲线。2)根据中汽协预计年中国汽车销量为0.28亿台、新能源车销量为万台,假设低压连接器、高压连接器年降3%、5%,预计年低压连接器市场为亿元,高压连接器为90亿元、同增34%。3)假设年我国L2级乘用车新车市场渗透率达27%,假设高速连接器单车价值量为元,年以后年增3%,对应2高速连接器市场达41亿元、同增29%。4)我们假设年中国新能源车、L2以上的智能驾驶渗透率达45%、60%,年中国汽车销量为0.3亿部。预计年中国高压连接器、高速连接器市场达、亿元。
国内企业研发速度更佳、服务能力更佳、综合成本更低,叠加国内整车品牌崛起,汽车连接器国产化率快速提升。我们估算,年国内低压连接器国产化率为5%,高压连接器国产化率为30%,高速连接器国产化率为10%。长期来看,我们认为国内企业产品性能优质、研发速度更佳、服务能力更佳、综合成本更低,未来有望获取更多市场份额。此外,得益于整车厂竞争格局变化,绑定优质客户的连接器企业获得成长机遇。
5、VR/AR:元宇宙硬件载体,迎来发展新机遇
5.1、元宇宙硬件载体,21年VR头显销量突破千万台
VR/AR设备是元宇宙的硬件载体。互联网至今已经历了PC互联网、移动互联网两大阶段,而Metaverse元宇宙被认为是互联网的下一代形态,旨在构建一个持久的虚拟共享空间,同时保持对现实世界的感知。全真互联网时代,即元宇宙时代将以3D内容为主要信息形式、以VR/AR设备为核心硬件终端。在VR/AR、5G通讯技术、云计算、AI、区块链等支撑性技术加持下,元宇宙产业将持续发展壮大,VR/AR作为元宇宙的核心硬件终端,将为相关电子产业链环节创造增量空间。
VR、AR存在技术原理上的区别,MR强调虚拟与真实世界的实时交互。技术原理使VR(VirtualReality,虚拟现实)与AR(AugmentedReality,增强现实)相区别,VR通过计算机绘制虚拟图像,显示方面强调画面逼真、高清晰度,AR则要求计算机基于对现实世界的理解绘制虚拟图像,显示方面强调与现实交互。共性方面,VR和AR均服务于用户的虚拟体验,在图像渲染、网络传输、内容制作、感知交互等底层技术方面存在共性。
MR(MixedReality,混合现实)将真实实体与虚拟信息进行实时混合、互动,是AR技术的升级形式,XR(ExtendedReality,扩展现实)指所有由计算机技术和可穿戴设备产生的真实与虚拟结合的环境和人机交互,包括VR、AR、MR等所有实现形式,最终效果为令用户混淆虚实。
VR加速2C端游戏领域渗透,当前AR主要面向2B应用。VR/AR市场增长方面,目前VR头显的功能定位集中于作为电视、游戏机等传统文娱平台的产品演进形态,伴随高性价比OculusQuest2产品价格下探至美元的消费级水平,VR头显开启2C端渗透。而受限于主流AR头显产品在成本价格、沉浸度、佩戴舒适度等方面尚未达到消费级水平,AR头显暂未有爆款消费级应用出现,目前落地场景集中在汽车、医疗、军工、教育等2B端市场,应用方案大多作为一种工具以解决客户痛点并提高效率。
根据VR陀螺研究院统计数据,年VR、AR头显出货量分别达到0万台、57万台,分别同比增长66%、43%。未来,VR/AR应用将走向社交、元宇宙,成为下一代通用技术设备。根据IDC数据,年全球VR/AR市场规模约为亿美元,同比增长78.5%。根据ABI、TrendForce、SuperData预测,年VR市场规模将达到0亿美元。
5.2、OculusQuest2、Hololens2分别主导VR、AR头显市场
VR头显:OculusQuest2主导市场,21年新品实现视觉效果优化。
OculusQuest2累计销量超过万台,Steam平台份额增至47.9%。(1)根据VR陀螺统计数据,年OculusQuest2销量达万台,截至年5月其累计销量已超过万台。(2)年5月份SteamVR分布情况:Oculus(66.39%)、Valve(15.79%)、HTC(10.62%)、WindowsMR系列(4.58%)、Pico(0.67%)、Pimax(0.3%)。
Oculus年停售PCVR,Quest产品迭代重视显示效果升级。
(1)Rift系列PCVR:由Rift迭代至RiftS,显示方面,屏幕由OLED更换为LCD,单眼像素提升至之前的1.4倍,同时为避免提升对硬件的依赖,刷新率降低至80Hz。感知交互方面,RiftS开始支持5摄Inside-out追踪、头手双6DOF。但年Meta宣布停售Rift产品,标志其开始聚焦一体机产品(通过OculusLink和AirLink,Quest系列同样可与PC相连)。
(2)Quest系列一体机:年9月上市的高性价比OculusQuest2以美元的价格达到VR头显消费级水平,同时实现分辨率、刷新率、芯片算力等关键性能指标的提升。整体而言,OculusQuest新品迭代聚焦显示效果的升级:Quest2单眼分辨率为2*,材质为LCD(次像素采用标准RGB排列),相较Quest单眼*1,材质为OLED(次像素采用PenTile排列,近距离观看时不如标准RGB排列的细腻),屏幕PPI和实际显示效果均有所提升,LCD屏幕的应用使Quest2清晰度更高、功耗更低,但同时带来屏幕拖影等劣势。同时,Quest2搭载高通骁龙XR2芯片,实现最高支持分辨率、屏幕刷新率的升级。
一体机是VR设备主流形态,PCVR主打高端游戏玩家市场。(1)VR一体机:以年Oculus发布第一代6DOFVR一体机Quest为起点,独立算力、独立显示、独立内容平台的VR一体机开始成为VR设备主流形态,年有PicoNeo3、爱奇艺奇遇3、NoloSonic、HTCViveFocus3等一体机新品发布。结合上文的Steam平台VR头显设备份额数据,OculusQuest2串流用户已占据SteamVR用户近半数份额,预计未来一体机仍将主导VR头显市场,并有望挤占PCVR份额。(2)PCVR:PCVR以高算力优势坐拥高质量运行的游戏内容,主打高端和重度游戏玩家市场,年原有产品系列继续更新迭代,惠普ReverbG2推出眼动追踪版本、HTC更新VivePro2,年索尼也将发布基于PS5的第二代PSVR2产品。
硅基OLED、Pancake等优化视觉效果的新一代技术开始上机。(1)以PicoNeo3为例,定价-0元的VR头显已普遍实现4K分辨率、90Hz刷新率、头手6DOF规格。(2)VivePro2、ViveFocus3搭载FAST-LCD屏幕实现双眼5K分辨率,引入了HTC的定制双堆叠镜头设计,支持°视场角,不会出现边缘失真或模糊,并支持IPD调节,高配置也使HTC新品定价较高。其中ViveFocus3主要面向2B端市场,内置的ViveBusiness应用商店内均为商用软件。(3)以arpara5KVR一体机为例,其搭载MicroOLED屏幕实现5K像素,使用Pancake光学方案实现头显轻薄化,能够实现视觉效果优化的新一代显示、光学技术开始上机。
AR头显:微软Hololens2主导市场,苹果持续布局MR生态
由于AR头显聚焦的商用市场更注重硬软件整合效益,故主导商业系统、软件及平台的厂商更优势。微软Hololens2已成为AR头显主流产品:(1)技术规格方面,HoloLens2采用骁龙计算平台,能够提供2-3小时的电池续航,提供手部追踪、眼部追踪、语音命令、空间映射、混合现实捕捉、6DoF追踪等功能,从而实现通过渲染高清全息影像,在真实世界之上叠加数字影像。(2)应用方面,HoloLens2适用于制造业、创新零售业、医疗健康、军事等多领域。微软于年H1获得高达亿美元的HoloLens2订单,将向美军提供至少12万套军规级HoloLens2。美国陆军表示,已与微软签订了订单合同,授权军规级HoloLens2从快速原型开发阶段转向量产和快速实战测试阶段。
消费电子“重新定义者”苹果持续布局MR生态。苹果于近年频频公布MR产品相关专利,涉及光波导、眼动追踪、头戴设备设计、下游应用等多领域,技术积累丰富。同时持续布局软、硬件版图,硬件方面,年收购AR初创公司Metaio,年、年先后收购AR初创公司Vrvana、AR眼镜镜片公司Akonia;于年开始陆续收购面部识别、动作捕捉、全息光波导等VRAR相关核心技术公司。软件方面,年收购Metaio旗下ARSDK等软件技术,后推出ARKit开发平台并不断更新,年就在苹果APPStore上线超0款AR应用。作为智能手机、TWS耳机领域的“重新定义者”,苹果入局有望领导VR/AR设备明晰市场定位、带动产业完成快速渗透。
5.3、光学显示、感知交互等环节技术革新,为国内电子厂商带来增量
5.3.1、光学显示:Pancake、光波导方案上机,MicroLED待量产
五大VR视觉性能指标均存在一定优化空间,需依赖光学透镜、显示屏技术的精进来解决。影响VR头显视觉上沉浸体验感的指标主要包括视场角、焦距、分辨率、帧间时延、帧内时延五大指标,其中,视场角决定视野范围,自动变焦技术能减少成像不清晰与眼疲劳体验,分辨率不足会导致纱窗效应,帧间时延决定画面连续度,帧内时延决定画面是否拖影。
VR显示屏方面,Fast-LCD是主流,硅基OLED或MicroLED是趋势。目前Fast-LCD凭借性价比优势已成为主流显示屏技术,具体而言,相较上一代AMOLED技术,Fast-LCD在分辨率、刷新率等主要性能指标上均具有优势,且单机成本显著低于AMOLED,目前实现双眼4K像素较成熟的方案大多采用Fast-LCD显示屏。
硅基OLED(OLEDoS)或MicroLED将成为下一代VR头显显示屏技术,二者在主要性能指标上均较Fast-LCD有显著改善,但受限制造工艺尚不成熟,目前成本较高。年的arpara5KVR一体机新品,通过搭配两块1.03英寸的单眼2*2分辨率的硅基OLED屏幕,实现双眼5K分辨率。
AR近眼显示方案与VR存在差异,由图像源器件和显示光学器件两部分组成。图像源器件负责产生图像并将图像投射到显示光学器件中,显示光学器件负责将图像反射到用户眼镜中。显示光学器件的不同是区分AR光学环节的关键部分,显示光学器件包括棱镜、自由曲面、Birdbath、光波导等,目前呈现由自由曲面、Birdbath向光波导演进的趋势。由于光波导镜片光学效率很低,因而需要搭配LCOS、DLP、MicroLED这些高亮度的图像源器件,自由曲面、Birdbath光学方案可搭配OLED屏幕。根据Yole预测,DLP、LCOS将在未来5年占据60-80%的AR显示器件份额,待MicroLED技术成熟后再逐渐被替代。
AR显示光学器件方面,Birdbath适配2C端AR市场。Birdbath光学设计使显示源光线分别经过分光镜、凹面合成器反射,从而将光线导向眼睛。Birdbath因设计难度低、成本低成为消费级AR的首选,年有RokidAir、NrealAir、TCLNXTWEARG采用Birdbath光学方案.自由曲面光学设计使光线直接射至凹面合成器从而反射回眼内,自由曲面显示效果、光效性能优异,但量产难以保证较高精度而导致真实世界扭曲和水波纹样畸变。
光波导技术因其轻薄、对外界光线的高穿透特性,将成为下一代主流光学方案。光波导的传输原理是在不同折射率的介质分界面上,电磁波的全反射现象使光波局限在波导及其周围有限区域内传播,波导使AR眼镜的光学环节可以移到额头顶部或侧面,降低对外界光线的阻挡。
光波导总体上可以分为几何光波导(GeometricWaveguide)和衍射光波导(DiffractiveWaveguide)两种,二者工作原理不同。几何光波导运用传统几何光学设计理念,通过阵列反射镜堆叠实现图像的输出和动眼框的扩大,衍射光波导又包括利用光刻技术制造的表面浮雕光栅波导(SurfaceReliefGrating)和基于全息干涉技术制造的全息体光栅波导(VolumetricHolographicGrating)。
几何光波导技术制造工艺繁冗,可量产性和良率均较差,衍射光波导在设计和成产上更具灵活性,其中又以表面浮雕光栅波导最具成熟量产条件,已上市的流AR眼镜产品HoloLens2、MagicLeapOne均采用该技术。同时,年小米、OPPO、Snap、Rokid、影目等多家厂商的AR眼镜新品采用光波导方案。
5.3.2、感知交互:Inside-out、头手6DOF成标配,眼球追踪是技术热点
VR头显的感知交互技术主要包括空间定位、交互两大类,空间定位用以确定设备位置和运动轨迹,交互用以识别用户动作并形成输入。
空间定位方面,Inside-out凭借无需外设的便携性成为主流。Outside-in工作原理为通过外置设备发出扫描光线°覆盖用户活动范围,头显捕捉光线并将感知光线的时间间隔转化为角度/坐标,从而计算用户位置。Inside-out工作原理为利用头显摄像头检测外部环境,并配合惯性传感器、使用视觉算法(SLAM)计算用户的空间位置数据。
Inside-out相较Outside-in存在精度和追踪范围上的劣势,但因Inside-out无需外置设备的便捷性更加适配娱乐应用,已成为约90%VR头显选择的主流空间定位方案。
交互方面,语音、手势交互是主流技术,眼球追踪技术是大厂布局热点。VR设备的交互方式可以分为手柄、语音、手势、眼动和脑机五大类,其中手柄交互是目前VR头显设备均在使用的技术,另外分别有约75%、25%的VR设备支持语音、手势交互,眼球追踪是大厂正在大力布局的热点技术,而脑机交互仍处于实验室阶段。
(1)手势交互:手柄6DOF交互功能有视觉、超声波、电磁波等方案,OculusQuest2采用的基于计算机视觉的手柄6DOF追踪方案是利用VR头显上的摄像头实现的,随后PicoNeo3、爱奇艺奇遇3、HTCVIVEFocus3等均相继采用该方案。
(2)眼球追踪技术:眼球追踪技术可以主要分为侵入式和摄像头式两类,侵入式需要VR用户佩戴类似于隐形眼镜的设备以判断眼球移动,该方法准确度较高,但缺点在于会影响用户的用眼体验;摄像头式的工作原理是通过红外线和摄像头不断采样来分析眼球移动,准确度低于侵入式。目前眼球交互仍然存在精确度低与体验感不佳的问题,但大厂布局眼球追踪技术旨在实现其衍生作用,一方面,注视点渲染可降低GPU压力和渲染延迟,提升帧率,降低眩晕感;另一方面,帮助实现动态调节瞳距或焦距,提升清晰度同时缓解眼疲劳。(报告来源:未来智库)
6、PCB:盈利修复逐渐凸显,板块投资性价比较高
6.1、产业链进入需求负反馈阶段,PCB盈利开启修复
从年报和一季报情况来看,PCB产业链上游基础加工原材料包括铜箔、玻纤布和树脂,以铜箔为代表的A股上市公司为例,年一季度由于大宗商品涨价趋势继续在高位上涨,铜箔厂的盈利增速和毛利率仍然保持在高位,但我们观察到增幅已经明显收窄,可见上游价格上涨已经开始失速。中游覆铜板在一季度中明显盈利承压,利润同比已经大幅收窄,可见需求负反馈已经传导至覆铜板这一环节;中下游PCB环节,毛利率和净利率虽然还未修复至去年同期的水平,但环比已有改善,可见PCB行业的盈利修复逻辑已经开始显现。
基于上述我们对PCB产业链的业绩情况梳理,我们观察到当前整个PCB产业链从下往上看,中下游(PCB企业)盈利开始修复、中游(CCL)利润受挤压、上游(铜箔等)增速放缓,很明显整个产业链的边际变化方向已经从“供给驱动的上游向下游传导价格”过渡到“需求驱动的下游向上游反馈弱化效应”,即从原先的需求能够支撑下游接受上游涨价的状态(此时供给是核心变量),过渡到需求弱化程度已经使得下游无法接受中上游涨价而迫使中上游压缩利润来保证出货的状态(此时需求是核心变量)。
PCB作为电子产品的基础原材料,其景气度与电子终端产品的出货情况息息相关。我们从手机、PC、汽车这三类主要终端的出货量情况可以看到,这三大应用终端的出货情况在年第一季度出现显著弱化,并且从4~5月产业链砍单、疫情导致停工停产的情况看,二季度下游需求疲弱仍在继续,使得产业链进入负反馈,即下游需求疲弱倒闭上游原材料降价以满足稼动率,因此我们看到上游以铜价为代表的大宗商品价格已经开始松动。在这样的阶段,我们认为PCB作为布局分散的中下游行业,当前需求端的压力仍然大于成本改善的动力,但随着负反馈程度加深,PCB基于分散布局的特点能够保证需求压力相对较小且成本改善效应将逐渐突出,从而盈利修复将带领整个板块释放利润。
综合需求和供给端情况来看,我们认为对于PCB产业链来说,需求仍然还处于承压状态下,但原材料价格已经看到些许松动迹象,对于PCB这个中下游环节来说,当前正处于从“需求弱化程度大于成本改善效应”的阶段向“需求弱化放缓而成本改善突出”阶段演进的过程中,未来基本面改善可期;而中上游的覆铜板和原材料相应正逐级演绎“需求倒逼降价”,目前该进程落脚到覆铜板产业环节,后续会逐步向上继续传导,等到上游原材料价格开始大幅度松动时,中下游成本改善效应将会显著体现。就目前观察到4月已发生的情况和产业链各大厂商对未来的预期,我们判断真正进入中下游成本大幅改善阶段的时间点或许要等到第二季度末或第三季度初。
6.2、PCB基本面优于电子行业,投资性价比较高
从基本面的角度,PCB行业22Q1的营收、归母净利、扣非归母净利润的平均同比增速分为为14%、22%、31%(行业营收、归母净利和扣非归母净利同比增速的平均值,按照整体法计算。),而申万电子行业22Q1的营收、归母净利、扣非归母净利润的平均同比增速为-1%、-10%、-10%,整体来看PCB行业业绩增速优于电子行业平均水平。从基本面增速排名来看,PCB行业中的个股公司基本面排名也相对靠前,同样可见PCB板块基本面相对电子行业更优。
(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)
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