随着电动汽车从 MEV 到 BEV 的不断发展,以及智能化的持续渗透,电 动汽车内的单车电子成本占整车成本百分比不断上升。智能化方面,据 盖世汽车研究院,2021 年我国 L2 级别 ADAS 新车搭载上险量为 395.62 万辆,同比增加 77.65%,L2+级别 ADAS 新车搭载上险量为 169.45 万 辆,自动驾驶级别不断提升。电动化方面,据 IDC,2022 年全球电动车 渗透率将接近 20%,出货量达到 522.5 万辆,2025 年有望达到 1299 万 辆,2021-2025 年 CAGR 为 38%。根据 IHS 的数据,2000 年汽车电子成 本占比为 18%,预计到 2030 年将上涨到 45%,单车电子价值不断上升。
连接器是电子系统设备之间用于电信号或光信号交换的电子部件,汽车 是仅次于通信的连接器第二大应用领域。汽车连接器的市场规模仅次于 通信市场,是连接器的第二大下游应用领域。连接器在汽车中的应用主 要包括动力系统、安全系统、车载设备等,连接器类型包括圆形连接器、 FCP 连接器、I/O 连接器等。
按照连接器在汽车中应用场景的不同,可以将汽车上的连接器分为高压、 低压、高速连接器。三类连接器在汽车中的应用各有侧重点,随着汽车 电动化、智能化、网联化以及共享化的发展,高压、高速连接器的单车 价值量显著提升。以下我们将重点讨论高压及高速连接器在汽车“四化” 发展中迎来的机遇。
新能源汽车向高压平台升级,缓解“里程焦虑”问题。短期来看,高压平 台能够解决电动车充电慢的问题,缓解“里程焦虑”,长期来看,高压平 台能够提升车的整体性能。大功率电驱效率的提升,降低了热损耗,同 时线径变小能够有效节约铜线成本,节省空间、实现轻量化的需求。以 奥迪 PPE 800V 高压平台为例,与 e-tron 400V 电压平台相比,该平台电 机系统尺寸减小 30%,减重 20% ,能耗损失降低 50% ,对续航里程的 贡献增加 10%。
车端升级 800V 平台,需要对电气系统零部件进行重新验证和选型。电 动车平台的升级对高电流、高电压下的连接组件的耐高压、绝缘、电磁 兼容性、热管理要求逐渐提升。新能源汽车连接器的耐热性、耐压性以 及在载流能力、EMC 等尤其重要,随着高压平台的升级,传统的低压连 接器将被高压连接器所替代,连接器的单车价值量显著提升。据我们的 调研,普通汽车低压连接器的单车价值量约为 800 元左右,而高压连接 器的单车价值量将达到 1500 元,伴随着价值量的显著提升以及新能源 汽车渗透率的增加,市场规模将迎来爆发式增长。
汽车智能化、网联化加速渗透,打开高速连接器增量空间。2020 年 11 月,我国发布《智能网联汽车技术路线》,路线 年实现 HA 级智能网联汽车进入市场、实现限定区域和特定场景的商业 化。2030 年实现 HA 级别智能网联汽车在高速公路广泛应用,在部分城 市道路规模化应用。汽车智能化和网联化的发展将大量的使用高速连接 器。以 ADAS 为例,摄像头捕捉到的信息通过 FAKRA 高速连接器将数 据传输到线束上,线束另一端连接 HFM 连接器,再由 HSD 连接器传输 到主机,最终通过 HSD 连接器将数据传输到显示屏上。整个过程使用到 的连接器包括 FAKRA、HFM 以及 HSD。同时随着传感器数量的增加以 及汽车电子电气架构的集中化,对于数据传输速率的要求则更高,传统 的 6GHz FAKRA 连接器无法满足新需求,Mini-FAKRA 由于其高传输速 率以及体积小的优势,未来将逐步替代 FAKRA。
汽车连接器市场规模广阔,预计 2024 年可达 572 亿元。我们对我国汽 车连接器市场规模进行了测算,通过对于新能源汽车渗透率以及智能驾 驶渗透率的判断。我们预计 2022 年我国汽车连接器的市场规模将达到 378 亿元,2025 年市场规模为 670 亿元,2022-2024 年 CAGR 为 22.04%, 而全球汽车连接器的市场规模将在 2025 年达到 1610 元。
国内厂商占有率较低,国产替代仍有较大空间。汽车连接器由于产品周 期长、技术壁垒高、验证周期长等特点,市场份额多由国外厂商占据。 排名前几位的分别为泰科、矢崎、罗森伯格等,国内厂商市场占有率较 低。近些年,国内厂商在连接器领域的进展迅速,产生了瑞可达、中航 光电、电联技术等一批优秀企业。比如瑞克达、中航光电的高压连接器 技术指标已经达到全球一线水准,瑞可达已经导入特斯拉、蔚来等优秀 车企供应链;电联技术高速连接器产品已经进入吉利、长城、比亚迪等 车企,产品涵盖 FAKRA、HSD、HDCamera 连接器等产品。国内汽车电 动化、智能化的快速发展将带动国内连接器企业的快速发展。
电动化驱动汽车线束高压化的技术升级路径,带来单车价值量提升。汽 车线束为汽车各个系统运行提供电气连接,是车辆的“神经网络”。相比 于传统燃油车,以电池为主要能源的新能源汽车推动了线束大线径、高 压化的发展路径以满足高压大电流传输的需求,带动单车价值量向上。 新能源汽车主要减少了发动机线束,增加了高压线束。以德系 A 级轿车 为例,纯电动汽车的高压线 元,而燃油车所用发 动机线 元,大大提高了纯电动车的单车线束价值。根据 EV WIRE 数据,传统汽车线 元不等, 而新能源汽车线 元左右,其中高压线 元。未来自动驾驶和娱乐等功能的丰富将是汽车线束需 求增长的重要驱动力,整车装载的各类摄像头、传感器、显示屏等电子 器件需要大量线束传递电能及信号。根据安波福预估,与 L2 级自动驾 驶系统的线束长度相比,未经优化的 L3 级线束长度将提升一倍多。
线 年全球及中国有望分别达到 2742、1083 亿元。 我们预计 2025 年全球及我国新能源汽车渗透率将分别达到 40%、25% 左右,传统燃油车及新能源汽车单车线 元左右,最终测算出全球及我国汽车线 年全球及我国 汽车线束的市场规模将分别达到 2742、1083 亿元,2022-2025 年 CAGR 分别为 5.3%、9.8%。
线束市场海外厂商占主导地位,市场集中度高,呈现寡头垄断格局。全 球汽车品牌通常实行高标准、严要求的供应商管理,进入壁垒较高,供 应商体系较为封闭、合作相对稳定。全球汽车线束市场主要由日本的矢 崎、住友电气,韩国的裕罗、京信,德国莱尼,爱尔兰安波福等线束龙 头厂商主导。市场呈现寡头垄断格局,少数外资及合资汽车线束企业占 据大部分市场份额,CR3 和 CR5 分别为 70.9%和 81.65%。
汽车线束企业大多与整车厂保持稳定合作。由于下游汽车整车厂定制化 需求强,所以对长期为其供货配套的供应商存在一定的粘性,存在较高 的进入壁垒。日系和韩系车企的供应链相对封闭,日系车企主要由日本 的矢崎、住友、藤仓供货,而韩系车企则由韩国的京信、裕罗等供应。 德系、美系车企供应链相对开放,汽车线束供应商主要有矢崎、莱尼、 安波福、沪光等。 自主车企为国产线束厂商崛起提供了新的契机。近年来,汽车厂商出于 成本控制的考虑,汽车零部件本土化采购趋势加强,相对于合资车企, 自主车企则多由本土厂商供货,自主车企的崛起为国产线束厂商提供了 重大机遇。目前自主车企市占率大概在 40%,新能源汽车处于放量增长 期,智能驾驶浪潮强势来袭,国内线束厂商加速渗透、推动市占率提升, 主要有沪光股份、上海金亭、天海集团等。
随着智能座舱以及智能驾驶的渗透率不断提升,单车 PCB 使用量相应 增加。随着智能驾驶渗透率的进一步提升,汽车 PCB 将迎来更广阔的市 场空间。智能座舱对传统座舱进行了全方位的升级,是车载信息娱乐系 统、流媒体后视镜、视觉感知系统、语音交互系统、智能座椅以及后排 显示屏等电子设备组成的一套完整系统。在车载显示方面,显示屏块数 增加、大尺寸趋势已经形成,而显示背光模组需要使用大量 PCB,推动 汽车 PCB 市场进一步上行。当前 ADAS 方案的主流传感器选择为摄像 头+雷达,无论是摄像头还是雷达,PCB 板均为其基本组成部件,摄像 头以及雷达使用量的增多大大提升了 PCB 在整车成本中的占比。据佐思 汽研估算,特斯拉Model3的 ADAS 传感器的 PCB 价值量在 536-1364 元之间,占整车 PCB 价值总量的 21.4%-54.6%。
4-8 层板仍为汽车 PCB 主要用板,HDI 和 FPC 占比提升。对比 2018 年 与 2020 年汽车 PCB 板结构不难发现,虽占比出现下滑,多层板(2 层 以上)依然为汽车的主流 PCB 板,从 2018 年占比 51%下降到 2020 年 的 45%。而与之相对应的则是 HDI 和 FPC 的占比逐渐提升,其中 HDI 占比由 2018 年的 7.5%提升至 2020 年的 11.5%,FPC 则由 12%提升至 15%。随着汽车电子化的发展以及内部空间的限制,对于 PCB 板的要求 越发提高,我们预计 HDI 与 FPC 的比例在未来将进一步提升。
汽车电子化推动硬板加速升级。PCB 硬板广泛应用于汽车胎压检测系统、 电池监控模块、车体充电端口、逆变器控制、车载 ABS 系统、汽车空调 系统、导航系统、汽车照面系统等。传统汽车硬板以普通多层板,双面 板居多,随着整车电子部件搭载量的提升,以及部分部件如整车控制系 统高度集成化等特点,对车用板布线密度、散热能力、可靠性等提出更 高要求,车用板向多层化、高密度化、轻薄化、高频化(毫米波雷达、 激光雷达用)等方向升级。 1)车身控制安全系统:高频信号传输,需要采用高频材料; 2)动力引擎控制:需要采用高电压、大电流、厚铜加工技术; 3)照明:采用 LED 车灯,需要采用金属基板散热; 4)车载通讯及车内装饰:从多层板转向高密度互联板。
新能源汽车软板渗透迅速。相较于传统线束而言,FPC 具有安全、轻量、 工艺灵活、自动化生产等方面的优势,能够满足动力电池高能量密度和 低成本的需求。FPC 软板可以看成是动力电池 BMS 的神经系统,与其 他电子元器件主要起以下作用:监控动力电池电芯的电压和温度;连接 数据采集和传输并自带过流保护功能;保护动力电池电芯,异常短路自 动断开;延长动力电池使用寿命等。
从 ICE(内燃车)到 MEV(轻度混合动力汽车),再从 MEV 到 BEV (电池电动汽车),单辆电动车内部的功率器件数量不断增加,再加上配 套设备充电桩所含有的功率器件数量,单车驱动的功率器件规模大幅增 长。 功率半导体在电动车内具体用于车载充电系统 OBC、电池管理 BMS、水冷系统、高压负载、高压转低压 DCDC、主驱动等。以车载充电系统 OBC 为例,典型 OBC 由多个级联级组成,即输入整流、功率因数校正 (PFC)、DC-DC 转换、隔离、输出整流和输出滤波,需要使用超过 16 个 功率器件,涉及到超结 MOSFET、整流器、门极驱动器、650V 高频 IGBT 等 11 种功率器件。
充电基础设施是电动车必不可少的配套设施,其内部也含有较大数量的 功率器件。以典型的直流充电桩为例,三相交流 380V 输入电压经过两 路维也纳 AC/DC 电路并联后,得到 800V 直流母线电压,然后经过两路 全桥 LLC DC/DC 电路,输出 250V 到 950V(或 750V)高压给电动汽车 充电使用,整个拓扑电路内含有超过 48 个功率器件。 充电基础设施的充电效率越高,则对充电功率要求越高,继而需要的功 率器件也越多。根据英飞凌的数据,随着 DC 充电系统的功率的增大, 充电时间不断减小,但每个 DC 充电系统所含的功率器件价值处于上升 趋势。20kW 充电系统所含功率器件主要为 Si 基,价值 40 美元;150kW 充电系统所含功率器件也主要为 Si 基,价值 300 美元,价值增大了 75 倍;而 350kW 充电系统所含功率器件变为 SiC 基,价值 3500 美元,价 值相较于 20kW 充电系统增大了 87.5 倍。因此整个电动车系统所需的功 率器件不仅包含电动车本身所拥有的的,也包含充电桩内所必需的,因 此电动汽车的发展所带动的功率器件市场,超过我们单纯依据电动车内 功率器件价值量所算出的增量市场。
连接器及线束作为汽车中的神经系统,在汽车智能化、电动化、网联化、 共享化的浪潮中,价值量显著增加。国产连接器及线束公司近年来业绩 增长迅速,目前汽车的智能化、电动化进程仍处于快速增长阶段,渗透 率位于较低水平,国内连接器及线束相关公司也有望迎来长期发展。
随着汽车电动化的推进,单车功率半导体用量将持续提升,国内功率企 业迎来发展新机遇。对于电动车来说,动力电池电压及平均功率亦显著 提升,拉动 IGBT 模块以及 MOSFET 等产品的用量及价值量亦显著上 升。我们看好目前在汽车 MOSFET 及 IGBT 产品中拥有深度布局,并且 持续拓展第三代半导体产品品类的国产功率企业。
新能源车持续渗透,汽车板需求放量同时产品结构有望迎来升级,国内 汽车 PCB 企业及上游覆铜板企业有望深度受益。智能化/电动化趋势下, 单车 PCB 价值量提升且催生对高阶 HDI/高频雷达板等高端品需求。单 车软板 FPC 用量有望超过 100 条,其中电池管理系统软板需求迅速起 量,国内企业积极加强与电池厂的合作,未来将深度受益。
消费电子制造公司围绕汽车智能化、电动化和网联化其实,积极拓展汽 车 Tier1/Tier 1.5 等业务,苹果产业链平台型制造公司在智能车领域将 大有作为。在苹果供应链深耕多年的电子制造企业优势显著:(1)拥有 优秀的精密加工能力,适应智能车产业链要求有较大富余;(2)苹果产 品要求高,供应链产品稳定和可靠性已经通过苹果检验的公司,向车规 级产品延伸也会更快,且诸如立讯精密/环旭电子/鹏鼎控股/东山精密等 平台型公司多款产品早已通过车规认证;(3)果链企业在供应链管控、 成本管控、交付能力、解决问题能力、灵活性等显著优于传统汽车供应 链、新崛起的新能源供应链、安卓供应链;基于以上三大优势,我们认 为苹果产业链制造公司将在智能车蓝海市场中拿下更多增量空间。
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