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智能座舱:行业成长空间广阔,产业链上、中、下游,相关公司介绍
老范说评 / 2022-03-30 10:49 发布
1. 需求:消费者对智能座舱的接受度不断提升
智能座舱时代来临。
早期驾驶座舱主要是由机械式表盘及简单的娱乐系统构成,包括车载收音机、磁带播放机等;随着液晶显示屏引入作为汽车中控后,叠加GPS的民用化,集成导航功能的早期电子座舱开始加快发展。
此后,随着汽车芯片、人机交互、汽车系统等软硬件技术水平快速迭代,汽车座舱开始全面进入智能化阶段,智能硬件持续拓展及升级,液晶仪表开始取代机械仪表,中控大屏、多屏逐渐成为标配,HUD加快推广,同时座舱娱乐系统不断丰富,导航、游戏、生活类等多个应用逐步搭载在车载系统上,逐渐从物理按键转向完全的触控以及语音交互,智能座舱开始延伸成为消费者的第三生活空间。
消费者对汽车的定位逐步从出行工具向第三空间进行演进。
根据马斯洛需求层次理论,随着经济水平、精神生活的不断提升,人们的需求结构呈现出从物质需求向精神需求过渡的趋势,从最初满足生理需求到追求安全舒适、情感和归属、尊重的需求,最终达到自我实现的需求。
对于汽车消费者来说,其消费需求同样经历着马斯洛需求层次的变化,从最初注重汽车安全、舒适,到追求社交、认同、个性化。
伴随着消费需求的变化,消费者对汽车的定位正逐步从出行工具向第三空间进行演进,智能座舱被赋予更强的交互属性。
智能手机培育消费者对触控大屏、移动应用、人机交互的使用偏好,并将其延伸至车载环境中。
近些年来随着智能手机价格下探,智能手机的渗透率不断提升,同时终端厂商在屏幕、光学、电池等硬件上持续推陈出新,其中在屏幕上呈现了从小屏到大屏、从 LCD 到 OLED 的趋势。
软件创新上,在 4G/5G 高速移动互联网以及移动网络提速降费的驱动下,催生了包括移动游戏、短视频、移动支付等多个娱乐及生活类热门应用。
智能手机软硬件的创新进一步培育了消费者对触控大屏、移动应用、人机交互的使用偏好,消费者对生活周边智能化的接受程度不断提升,逐渐将智能手机的使用习惯延伸至车载环境 中。
汽车终端厂商加快智能化配置,消费者对智能化的认识进一步强化。
近年来汽车终端厂商加快对汽车智能化的配置,特别是造车新势力为了打造差异化竞争抢夺市场份额,进一步丰富智能座舱的硬软件配置,大屏、多屏成为潮流,部分车型还配备了HUD。
3 月 9 日,理想汽车最新公布的 L9,采用了 5 屏交互模式,标配超大尺寸HUD,中控屏、副驾娱乐屏、后舱娱乐屏采用了三个15.7英寸车规级OLED屏,进一步提升了车内视听和娱乐的体验。
面对造车新势力的竞争,传统车企也同样加快了智能座舱的配置,上汽大众在2021年 3 月正式交付基于全新MEB新能源平台推出首款电动车产品 ID.4X,中控尺寸达到 12 英寸,高配车型前装AR HUD,同时全系配备光语系统、智慧车联系统,高配车型前装 L2 级驾驶辅助。
据 IHS 数据,2021年搭配智能座舱的新车在国内的渗透率为53.3%,预计2025年将提升至75.9%,高于全球市场的渗透率。随着终端厂商对智能座舱的加速布局,消费者对智能化的认识进一步得到强化。
随着消费者对汽车的定位逐步从出行工具向第三空间进行演进,同时叠加移动终端智能化、终端车厂加快智能座舱配置等对消费者的培育,消费者对智能座舱的认同度不断获得提升。
据 IHS 调研的数据显示,在国内消费者购车的关键因素中,座舱智能科技水平是仅次于安全配置的第二大关键因素,重要程度超过动力、价格、能耗等因素。
同时,中国用户对于座舱智能科技的关注度要高于美国、日本、英国等多个国家。
2. 供给:技术变革加快推广,政策推动行业发展
技术快速迭代加快智能化推广。
硬件层面来看,驾驶座舱的娱乐功能渐趋丰富,同时叠加一芯多屏的趋势下,座舱芯片的性能需要不断提升才能适应硬软件的发展。
近年在技术快速迭代下,座舱芯片的性能持续释放。HUD 方面,挡风玻璃成像重影问题的解决,以及 AR 等技术的进一步发展,HUD 逐渐从传统的 C-HUD 向 W-HUD、AR-HUD 演进,显示效果更加一体化、信息内容更加丰富,随着终端车厂加快 HUD 前装的推广,HUD 的渗透率不断提升。
软件层面来看,底层操作系统主要包括 QNX、Linux 以及由基于 Linux 内核开发的 Android 等,随着 Android 在移动终端的渗透率提升,其应用生态不断完善,同时由于兼容性较 好,逐渐在车载娱乐系统上进行推广。
由于 QNX 主要用于对稳定性要求更高的仪表盘,而 Linux 或 Android 主要用于娱乐系统,Hypervisor 虚拟化的能够将不同的操作系统运行在同一个主控芯片上,进一步提高资源的利用效率、降低成本。
政策推动智能汽车发展。
近年来国家不断提升对智能汽车的重视程度,通过下发一系列的政策文件促进行业发展。
其中,2020年 2 月,发改委等多个部门联合下发《智能汽车创新发展战略》,指出智能汽车已经成为全球汽车产业发展的战略方向,发展智能汽车对我国具有重要的战略意义,到 2025年,我国标准智能汽车的技术创新、产业生态、基础设施、法规标准、产品监督和网络安全体系基本形成。
2021年 8 月,交通部及科技部下发的《关于科技创新驱动加快建设交通强国的意见》指出,加快新能源与智能网联汽车等自主研发及产业化,促进自动驾驶等加快应用。
在供需两端推动下,国内市场空间有望超千亿元。
据 IHS 预测,到2030年,全球汽车智能座舱的市场规模将达到681亿美元,其中中国市场规模将超过1600亿元;中国智能座舱的市场份额将进一步上升至37%,成为全球主要的智能座舱消费市场。
3. 产业链:可分为上、中、下游三个环节
智能座舱产业链可分为上、中、下游三个环节。
上游主要是底层硬软件产品,包括芯片、操作系统、虚拟机、中间件、算法等;中游主要包括仪表、中控、HUD等零部件,通过与上游的硬软件整合集成到下游的终端车厂,最终形成完整的智能座舱。同时,基础设施参与整个流程,为各环节提供数据传输、运算存储等服务。
硬件来看,芯片:消费电子公司加大布局,国内厂商积极跟进。
近年在技术快速迭代下,座舱芯片的性能持续释放。目前智能座舱芯片的供应商主要有两类,一是传统汽车电子公司,包括 NXP、瑞萨、德州仪器等厂商,二是消费电子公司,英伟达、高通、英特尔等厂商近年持续加大汽车芯片领域的布局力度。
此外,国内芯片厂商如地平线、芯擎科技等厂商亦积极布局车载芯片,其中,据地平线创始人兼首席科学家余凯透露,目前,地平线征程芯片出货量已突破 100 万片,获得 40 多个车型的前装定点,生态合作伙伴已超过 100 家;芯擎科技自主设计的国内首款车规级 7 纳米智能座舱芯片龍鹰一号已经在2021年 10 月成功流片。
HUD:W-HUD、AR-HUD 渗透有望加快。
HUD 的推出能够将行车信息投影至树脂板或者前挡风玻璃上,有助于解决驾驶员在行车过程中低头查看仪表盘影响驾驶安全的痛点。
按成像的方式进行分类,HUD 主要分为 C-HUD、W-HUD、AR-HUD,与 C-HUD 相比,W-HUD、 AR-HUD 将信息投影至前挡风玻璃上,显示效果更加一体化、信息内容更加丰富,且在车辆碰撞后不易造成二次伤害。
随着挡风玻璃成像重影问题的解决,以及 AR 等技术的进一步发展,HUD 逐渐从传统的 C-HUD 向 W-HUD、AR-HUD 演进,Digitimes 预计至 2030 年前,W-HUD 仍将成为市场主流,同时 AR-HUD 随着终端厂商的导入,有望进一步放量。
软件来看,操作系统:汽车底层操作系统目前已经形成 QNX、Linux、Android 三大阵营, WinCE 市场份额或逐步降低。
其中 QNX 属于黑莓公司,安全性、稳定性极高,主要搭载在对稳定性要求高的汽车仪表盘上,但由于其需要授权费用,且系统不开源,多应用在较高端车型上。
Linux 在1991年正式发布,系统代码完全开源,能够实现定制开发,主要用于车载娱乐系统上。
Android 系基于 Linux 内核进行开发,随着 Android 在智能手机等移动终端渗透率提升,生态开发者逐渐增多,应用生态也趋于完善,同时由于兼容性较好,Android 也被广泛搭载着在车载娱乐系统。
据华经产业研究院数据,2019 年全球全球智能座舱操作系统中 QNX 的市场份额最高,达到 43%,Linux(含安卓)的市场份额为 35%。虽然 WinCE 市场份额仍占据了10%,但考虑到系统的开发者和应用较少,且微软计划终止技术服务,后续市场份额或将进一步降低。
终端车厂积极打造自身的定制系统。
海外整车厂如奔驰、宝马等以及国内的造车新势力如小鹏、蔚来等终端车厂在底层系统的基础上进行二次开发作为自身的车载系统。
车企开发自主车载系统主要有三种方式:
一是标准的定制化操作系统,从系统内核到应用程序层级进行重构,将硬件资源进行整合优化;
二是ROM方式,基于需求定制汽车服务及以上层级,下层则基于Android等系统自有架构;
三是超级APP方式,只在应用层调用系统已有接口实现相关功能,其余层级则完全沿用已有系统架构。
Hypervisor虚拟化:实现“一芯多屏”的基础。
Hypervisor是在基础物理服务器和操作系统之间的中间软件层,通过操作系统与硬件剥离的方法,能够支持不同的操作系统运行在同一个主控芯片上,进一步提高了资源的利用效率、降低了成本。目前常见的Hypervisor包括黑莓QNX Hypervisor、英特尔ACRN、OpenSynergy等
中间件:处于操作系统与应用软件之间,主要作用是对下屏蔽各类操作系统内核的差异,为上层应用开发者提供标准的运行与开发的环境。
目前常见的中间件包括AUTOSAR、ROS等。
4. 报告总结
在供需两侧的推动下,智能座舱行业成长空间广阔,据 IHS 预测,到2030年我国智能座舱市场空间有望突破1600亿元,成为全球主要的智能座舱消费市场。
产业链的相关公司:如中科创达、德赛西威、四维图新、华阳集团、华域汽车等。
表 6:重点公司盈利预测(截至 3 月 28 日)
5. 风险提示
宏观经济风险;需求释放不及预期;行业竞争加剧;技术推进不及预期等。
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