电子行业深度研究:智能驾驶方兴未艾车载光学长坡厚雪.pdf
- 1 - 敬请参阅最后一页特别声明 市场数据 (人民币) 市场优化平均市盈率 18.90 国金电子指数 8012 沪深 300 指数 4946 上证指数 3516 深证成指 14799 中小板综指 13671 相关报告 1. 舜宇光学公司深度报告: 手机光学规格 持续升级,车载光学打造新黄金十年 , 2021.7.19 2. 宇瞳光学公司深度: 安防镜头龙头,消 费级监控打造第二成长曲线 , 2021.8.5 樊志远 分析师 SAC 执业编号: S1130518070003 (8621)61038318 fanzhiyuan 刘妍雪 分析师 SAC 执业编号: S1130520090004 liuyanxue 邓小路 分析师 SAC 执业编号: S1130520080003 dengxiaolu 智能驾驶方兴未艾,车载光学长坡厚雪 行业观点 车载镜头:自动驾驶之眼,长坡厚雪优质赛道。 高成长: 2017 年特斯拉推出 model 3、搭载 L2 级自动 辅助 驾驶、 8 颗 摄像头, 考虑整车厂从车型规划到投产的周期在 3 年以上,我 们认为 2021 年 L2 级自动 辅助 驾驶渗透率快速放量,预计未来自动 辅助 驾驶渗 透率曲线将高度拟合智能手机渗透率 S 曲线,实现快速增长。 2020 年 全球车载摄像头出货量达 1.65 亿颗,单车搭载摄像头数量达 2.1 颗。预 计 2025 年单车摄像头数量达 8 颗,全球车载摄像头出货量达 8 亿颗, 市场规模达 336亿元, CAGR达 37%。 高壁垒: 光学镜头是高壁垒行业,模具设计制造、镜片设计制造难度极 高,设计需要严谨的公式更需要想象力,制造需要掌握大量 know-how 方可保障良率。车载镜头壁垒更高,多为全玻镜头或玻塑混合镜头,非 球面玻璃镜片优势突出,具备模造镜片产能的 公司更具优势。 好格局: 车载镜头市场格局呈现出“一超多强”局面, 2020 年舜宇 光 学 出货量超 5600 万颗、市占率达 34%,第二到第八名均为外资企业、 市占率达 38%。在规格、壁垒更高的 ADAS 镜头中,舜宇光学市占率 超 50%。国内的联创电子、宇瞳光学均积极布局车载镜头领域,尽管目 前市占率较低,我们认为未来伴随国内造车新势力崛起,国内二线车载 镜头企业大有可为。 我们预计 2025 年车载摄像头模组市场规模超 1600 亿元,目前车载摄 像头模组主要由海外 Tier 1、 Tier 2 主导,我们认为伴随造车新势力崛 起、模组规格升级,未来车载镜头厂有望获取部分模组份额。 激光雷达:预计 2025 年市场 规模 超 500 亿元,光学系统是其重要组成部 分。 1)我们认为激光雷达、摄像头各有所长,都是高级别自动驾驶中不可 或缺的传感器,目前激光雷达行业尚处于导入期,预计 2025 年车载激光雷 达市场规模达 530 亿元。 2)光学系统是激光雷达重要组成部分,具体产品 涵盖镜头、透镜、棱镜、转镜等光学零部件。 HUD &智能大灯:助推智能化升级, 预计 2025 年市场 规模 超 600 亿元,目 前全球整机市场主要由外资主导,我们认为未来 光学企业在零部件、整机大 有可为。 投资建议 行业策略 : 我们看好在智能驾驶浪潮下,车载摄像头、激光雷达、 HUD、智 能大灯行业蓬勃发展,看好兼具高成长、高壁垒、好格局的车载镜头行业投 资机会。 推荐组合 :我们 继续 推荐 舜宇光学科技 (车载镜头龙头,积极布局车载模 组、激光雷达、 HUD、智能大灯业务) 、 宇瞳光学 (安防镜头龙头积极布局 车载 镜头领域 , 目前已有后装产品出货 ) 、 联创电子 (车载镜头先发优势明 显,特斯拉 、 蔚来 车载镜头 供应商 ) 、 水晶光电 ( AR-HUD 产品成功量产、 供应红旗高端车型 )。 风险提示 : 自动驾驶渗透率不及预期,激光雷达与摄像头互相替代, HUD、智 能大灯渗透率不及预期的风险。 6754 7197 7640 8083 8526 8969 9412 20 08 17 20 11 17 21 02 17 21 05 17 国金行业 沪深 300 2021年 08月 15 日 创新技术与企业服务研究中心 电子 行业研究 买入 ( 维持评级 ) ) 行业深度研究 证券研究报告 行业深度研究 - 2 - 敬请参阅最后一页特别声明 内容目录 一、车载镜头:自动驾驶之眼,长坡厚雪优质赛道 .5 1. 高成长:预计 2025 年车载镜头市场超 330 亿元、 CAGR达 37% .5 2. 高壁垒:光学镜头是高壁垒行业,车规级产品壁垒更高 .9 3. 好格局:车载镜头一超多强,国内二线企业未来可期 .14 4. 车载模组:预计 2025 年市场超 1600 亿元,镜头企业有望顺利切入 .15 二、激光雷达:助力 ADAS, 2025年市场超 500亿元 .16 1. 激光雷达助力自动驾驶,半固态式有望快速放量 .16 2. 预计 2025 年车载激光雷达市场规模超 500 亿元、 CAGR超 80% .20 3. 激光雷达行业尚处于导入期,行业格局未定 .21 4. 光学系统在激光雷达中扮演重要角色 .22 三、 HUD&智能大灯:助推智能化升级, 2025年市场超 600亿元 .22 1. HUD:自动辅助驾驶的绝妙搭配,预计 2025年市场规模达 240亿元 .22 2. 智能车灯:推动汽车智能化升级,预计 2025 年市场规模超 400 亿元 .26 四、投资建议 .30 1. 舜宇光学科技:光学行业龙头,多元布局车载产品 .30 2. 联创电子:聚焦光学业务,车载光学快速成长 .30 3. 宇瞳光学:安防镜头龙头,车载镜头进入后装市场 .31 4. 水晶光电: 多元布局光学光电子领域, AR-HUD成功量产上车 .31 5. 蓝特光学:光学业务多点开花,车载镜片加速放量 .32 6. 永新光学:光学精密制造稀缺标的,车载镜头静待放量 .32 五、风险提示 .32 图表目录 图表 1:不同级别自动驾驶定义、功能、搭载摄像头数量 .6 图表 2:主流车型搭载摄像头数量 .6 图表 3: 车载摄像头类型 .7 图表 4: 不同位臵车载摄像头功能 .7 图表 5: 特斯拉三目摄像头方案 .7 图表 6:预计 2021 年全球 L2级自动辅助驾驶渗透率快速攀升 .8 图表 7:全球车载摄像头出货量快速增长 .8 图表 8:预计 2025 年单车搭载摄像头数量达 8 颗 .9 图表 9:手机单机摄像 头数量变化趋势 .9 图表 10:汽车单车搭载摄像头数量变化趋势 .9 图表 11:光学镜头结构 .10 图表 12:镜头组装流程 .10 图表 13:光学系统像差类型 .10 图表 14:塑料镜片生产流程 . 11 行业深度研究 - 3 - 敬请参阅最后一页特别声明 图表 15:球面玻璃镜片制造工艺 .12 图表 16:模造玻璃制程 .12 图表 17:玻璃模造流程相较传统研磨法大大减短工序,提升生产效率 .13 图表 18:车载镜头需过多重信赖性试验 .13 图表 19:非球面镜片可帮助 消除像差 .14 图表 20: 2020 年车载摄像头镜头市场格局 .14 图表 21: 2020 年车载感知类摄像头镜头市场格局 .14 图表 22:上市公司车载镜头业务对比 .15 图表 23:车载摄像头结构拆分 .15 图表 24:手机摄像头成本构成 .16 图表 25:车载摄像头模组市场格局 .16 图表 26:搭载激光雷达的车型一览 .16 图表 27:机械式、半固态式、固态式激光雷达特点 .17 图表 28:机械式激光雷达结构 .18 图表 29:谷歌无人驾驶车 .18 图表 30: MEMS微振镜方案激光雷达结构 .18 图表 31:转镜式激光雷达结构 .18 图表 32: 2021 年造车新势力发布三款搭载激光雷达的新车 .19 图表 33: OPA激光雷达原理 .19 图表 34: FLASH激光雷达原理 .19 图表 35: ToF 激光雷达原理 .20 图表 36: FMCW激光雷达原理 .20 图表 37: 2020-2025 年全球激光雷达在无人驾驶领域的市场规模 CAGR 为 80.9% .21 图表 38: 2020-2025 年全球激光雷达在 ADAS 领域的市场规模 CAGR 为 83.7% .21 图表 39:主流激光雷达公司梳理 .21 图表 40:激光雷达结构 .22 图表 41: C-HUD 示意图 .23 图表 42: W-HUD 示意图 .23 图表 43: AR-HUD示意图 .23 图表 44: AR-HUD视场角更大,能 在更短距离内实现跨车道显示 .23 图表 45: C-HUD、 W-HUD、 AR-HUD方案对比 .24 图表 46: C-HUD 示意图 .24 图表 47: W-HUD 示意图 .24 图表 48: HUD主流技术路线对比 .24 图表 49:自由曲面凹面反射镜原理 .25 图表 50: AR-HUD自由曲面反射镜 .25 图表 51: 2016-2020 年 HUD 平均价格变化(美元) .26 行业深度研究 - 4 - 敬请参阅最后一页特别声明 图表 52: HUD渗透率展望 .26 图表 53: 2016 年全球 HUD 市场格局 .26 图表 54: 2021 年 H1 国内 市场 W-HUD 竞争格局 .26 图表 55:汽车车灯主流类型比较 .27 图表 56: AFS效果图 .28 图表 57: ADB效果图 .28 图表 58:智能大灯可投射路面标志 .28 图表 59:智能大灯可为行人投射斑 马线 .28 图表 60:我国智能大灯市场以 AFS为主 .29 图表 61:全球智能大灯市场规模 .29 图表 62: 2020 年全球车灯市场格局 .30 图表 63: 2019 年国内车灯市场格局 .30 行业深度研究 - 5 - 敬请参阅最后一页特别声明 一、车载镜头:自动驾驶之眼,长坡厚雪优质赛道 1. 高成长:预计 2025年车 载镜头市场超 330亿元、 CAGR达 37% 车载摄像头是自动驾驶中必不可少的传感器。 自动驾驶系统通常可分为感 知层、决策层、执行层。感知层所用到的传感器包括摄像头、激光雷达、 毫米波雷达、超声波雷达等视觉传感器,以及速度和加速度传感器等。相 较于其他传感器、摄像头障碍识别能力强,是自动驾驶中必不可少的传感 器。 车载摄像头的分类: 1)按照用途不同,摄像头可分为成像类摄像头、感知 类摄像头( ADAS 摄像头)。成像摄像头用于被动安全,并将所拍摄的图像 存储或发送给用户。 ADAS 摄像头用于主动安全,需要准确捕捉图像。 2) 根据位臵不同,车载摄像头可分为前视摄像头、侧视摄像头、环视摄像头、 后视摄像头及舱内摄像头。前视摄像头用以实现多种 ADAS 功能(防撞 预警、车道偏离预警等),任务繁重、规格最高,前视可分为单目、双目、 三目摄像头,单目摄像头发展较早,目前技术发展较为成熟,量产成本较 低,但是受限于单个摄像头固定焦段限制,难以兼顾大视场角(广角)和 远探测距离(长焦)。双目、多目摄像头在一定程度上克服了单摄像头的局 限,以特斯拉三目摄像头为例,三颗摄像头包括主视野摄像头(覆盖大部 分交通场景,最大监测距离 150 米)、广角摄像头(视场 角达 150,能够 拍摄到交通信号灯、行驶路径上的障碍物和距离较近的物体,非常适用于 城市街道、低速缓行的交通场景)、长焦摄像头(能够清晰地拍摄到远距离 物体,适用于高速行驶的交通场景。最大监测距离 250米)。侧视摄像头 用以监测侧前方或侧后方场景,实现盲点监测。环视摄像头采用广角镜头, 在车四周装配后获取车身 360图像并拼接,实现全景泊车,若加入算法 可实现道路线感知。后视摄像头采用广角镜头,用以倒车辅助。舱内摄像 头用以监测驾驶员状态,实现疲劳提醒功能。 高级别自动驾驶推动摄像头量价齐升 。自动驾驶可分为 L0L5 六个级别, 目前主流自动驾驶级别在 L2L3 阶段之间, L2主要功能涵盖倒车监控、全 景泊车辅助、盲点检测、自适应巡航、前方碰撞预警、智能车速控制、车 道偏离告警、行人检测系统、交通信号及标志牌识别,一般搭载 313 颗 摄像头。 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。 3)传统后视摄像头仅需获取偏静态图像,而 ADAS 摄 像头需要在车辆高速运动中捕捉清晰物体影像,因此 ADAS 摄像头普遍规 格更高、单价更高。此外伴随自动驾驶算力提升,将需要更高分辨率的车 载摄像头产品。 行业深度研究 - 6 - 敬请参阅最后一页特别声明 图表 1:不同级别自动驾驶定义、功能、搭载摄像头数量 来源:国金证券研究所 注: 表示必须配臵, 表示可选配臵 图表 2:主流车型搭载摄像头数量 主流车型 型号 自动 辅助 驾驶级别 摄像头总数量 前视 环视 其他 蔚来 ET7 L3 11( 800 万) 4 4 后视 *3 ES8 L2 8 三目 *1 4 后视 *1 ES6 L2 8 三目 *1 4 后视 *1 EC6 L2 8 三目 *1 4 后视 *1 小鹏 G3 L2 5 1 4 P7 L2 13 单目 *1+三目 *1 4 侧向感知 *5 特斯拉 ModelY L2 8 3 2 后视 *3 Model3 L2 8 3 2 后视 *3 比亚迪 唐系列 L2 5 1 4 汉系列 L2 5 1 4 理想 ONE L2 6 1 4 信息收集 *1 北汽极狐 阿尔法 S 华为 HI版 L2 13 1 4 辅助驾驶 *8 极氪 001 L2 15 1 6 辅助驾驶 *6 内臵 *2 宝马 宝马 7 系 L2 8 三目 *1 4 后视 *1 奔驰 10 代 E L2 5 1 2 后视 *2 奥迪 A8 L2 8 2 2 360 度系统 *4 沃尔沃 XC60 L2 4 1 2 后视 *1 雷克萨斯 LS L2 8 双目 *1 6 来源:各公司官网,国金证券研究所 行业深度研究 - 7 - 敬请参阅最后一页特别声明 图表 3: 车载摄像头类型 类别 功能 材料 个数 描述 前视 单目 /双目 /三目 感知类 全玻璃 1-4 安装在前挡风玻璃上,前车防撞预警( FCW)、车道偏离预警( LDW)、交通标志识别( TSR)、行人碰撞预警( PCW) 环视 广角 成像类 玻塑混合 4-8 用于全景泊车( SVP),在车四周安装进行全景识别,加入算 法可以实现道路感知 后视 广角或鱼眼 成像类 玻塑混合 1-4 安装在后尾箱,用于泊车辅助( PW) 侧视 普通视角 感知类 全玻璃 2 安装在后视镜下方部位,用于盲点监测( BSD) 内臵 广角 成像类 玻塑混合 1 安装在车内后视镜处,用于疲劳提醒等 来源: AI 车库,国金证券研究所 图表 4: 不同位臵车载摄像头功能 图表 5: 特斯拉三目摄像头方案 来源: 公司官网, 国金证券研究所 来源: 公司官网, 国金证券研究所 2017 年是自动 辅助 驾驶元年,预计 2021 年 L2 级自动 辅助 驾驶渗透率快 速 放量 。 1)特斯拉是电动车 &自动 辅助 驾驶的领军者, 2012 年特斯拉推 出世界首款电动轿车 model S,搭载 L2级别自动 辅助 驾驶 系统 ,配备 8 颗 摄像头,定价 5 万美元,但是由于定价过高、产能限制、配套基础设施不 足等原因,此时的电动车注定是一款小众产品。 2017 年特斯拉推出革命性 产品 入门款电动车 model 3,搭载 L2 级别自动 辅助 驾驶 系统 ,配备 8 颗摄像头,定价 3.5 万美元,该产品的推出也助力特斯拉市占率达 8%。此 后得益于上海工厂投产、规模效应降本,截至 2021年 8 月, model 3 定价 已降至 24 万人民币。 2)我们认为在特斯拉的 “鲶鱼效应 ”下,其他新能源 车厂、传统车厂也势必 将 快速跟进自动 辅助 驾驶系统及其相关搭载硬件。 考虑整车厂从车型规划到投产的周期在 3 年以上,我们 认为 2021 年 L2 级 自动 辅助 驾驶渗透率快速 提升 。预计未来自动 辅助 驾驶渗透率曲线将高度 拟合智能手机渗透率 S曲线,实现快速增长。 行业深度研究 - 8 - 敬请参阅最后一页特别声明 图表 6:预计 2021 年全球 L2 级自动 辅助 驾驶渗透率快速攀升 来源: IDC, yole,国金证券研究所 预计 2025 年单车搭载摄像头数量达 8颗,车载摄像头市场规模超 1600 亿 元,车载镜头市场规模超 330 亿元, CAGR 超 37%。 1)根据 TSR, 2020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。 2) 根据后文测算,我们 预计 2025 年单车摄 像头数量达 8 颗,车载摄像头出货量达 8 亿颗, CAGR达 37%,参考舜宇 车载镜头单价( 42 元),保守假设未来价格不变,预计 2025 年车载镜头市 场规模达 336亿元。考虑车载模组价格一般为车载镜头的 5 倍,预计 2025 年车载摄像头模组市场规模达 1684亿元。 图表 7:全球车载摄像头出货量快速增长 来源: TSR,国金证券研究所 测算方法一:参考 L2 渗透速度,预计 2025年单车平均搭载摄像 头 数 量达 8 颗。 1)我们参考智能手机渗透速度, 2010 年智能手机渗透率 从 19%提升至 2015年的 74%。预计 L2渗透率从 2020 年的 18%提升 至 2025年的 75%。 2)我们假设 2017年 L2及以上单车搭载摄像头数 量为 3 颗、此后每年单车搭载摄像头数量以 15%的速度增长、 2025年 单车搭载摄像头数量达 9 颗, 目前部分新势力单车搭载数量达 13 颗 。 我们假设 2017 年 L1 及以下单车搭载摄像头数量为 1 颗、此后每年单 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 影像类摄像头(亿颗) 影像 +感知类摄像头(亿颗) 感知类摄像头(亿颗) 单车摄像头搭载量(颗)(右) 行业深度研究 - 9 - 敬请参阅最后一页特别声明 车搭载摄像头数量以 20%的速度增长 、 2025 年单车 搭载摄像头数量达 4 颗 。 预计 2025年单车搭载摄像头数量达 8 颗。 图表 8:预计 2025 年单车搭载摄像头数量达 8 颗 2017 2018 2019 2020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 全球 L2 及以上渗透率 15% 15% 17% 18% 25% 40% 55% 70% 75% 全球 L1 及以下渗透率 85% 85% 83% 82% 75% 60% 45% 30% 25% L2 及以上单车摄像头数量 3.0 3.45 3.97 4.56 5.25 6.03 6.94 7.98 9.18 L1 及以下单车摄像头数量 1.0 1.20 1.44 1.73 2.07 2.49 2.99 3.58 4.30 单车搭载摄像头数量(预测值) 1.3 1.5 1.9 2.2 2.9 3.9 5.2 6.7 8.0 单车搭载摄像头数量(实际值) 1.2 1.5 1.9 2.1 来源: yole,国金证券研究所 测算方法二:参考手机多摄渗透速度,预计 2025 年单车平均搭载摄 像头数量达 8 颗。 1)华为 2016 年发布其第一款搭载双摄的手机 P9, 2019年全球智能手机单机搭载镜头数量达 3 颗,换言之,整个智 能机行业只需要 3 年左右的时间硬件参数就可以比肩行业领军者。 2) 各家造车新势力是自动驾驶的领军者,搭载摄像头数量超 8 颗, 2021 年 4 月极狐与华为携手打造的极狐阿尔法 S发布,搭载摄像头达 13颗。 3)我们预计在未来 5 年内,单车平均搭载的摄像头数量达 8 颗。 图表 9:手机单机摄像头数量变化趋势 图表 10: 汽车 单车搭载摄像头数量变化趋势 来源: IDC,国金证券研究所 来源: TSR,国金证券研究所 2. 高壁垒:光学镜头是高壁垒行业,车规级产品壁垒更高 镜头是由多片镜片组立而成,即 将隔片与镜片按次序装入镜筒,隔片与镜 筒的侧壁通过点胶固定,用胶水或压环固定最后一枚镜片,完成镜头的组 装。光学镜头是极其精密的器件,光学镜片的设计和生产、镜头组的光学 设计和组装难度较高,生产企业需要具备长期的技术积累和人才储备。 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 2015 2016 2017 2018 2019 2020 单机搭载摄像头数量 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2019 2020 2021E 2025E 单车搭载摄像头数量 行业深度研究 - 10 - 敬请参阅最后一页特别声明 图表 11:光学镜头结构 图表 12:镜头组装流程 来源: EUSPEN, 国金证券研究所 来源:摄像头观察 , 国金证券研究所 光学设计具有 “艺术性 ”,优秀设计师是光学企业的灵魂。 1)光学设计是 利用不同类型透镜的光学特性,根据光学原理,使用专用光学软件,结合 光学设计师个人知识与经验,进行光学系统设计工作,通过对像差、像质、 照度等迭代优化设计,得到满足要求的光学系统。 2)光学设计的难点在 于消除像差。像差分为几何像差与色散像差,主要的几种像差类型包括球 差、慧差、像散、场曲、畸变以及轴向色差和横向色差。光学设计即通过 组合不同形状、不同数量的透镜来尽可能消除像差,设计过程需要不断调 整参数、多次验证迭代、以获得像差最小的方案。 3)设计环节需要设计 师多年经验积累,很多环节并无公式可取,需要充分发挥 想象力,设计过 程具有 “艺术性 ”。设计师需要对光学成像理论理解深刻,可以在没有先例 的情况下根据需求进行优化,这依靠多年经验培养的直觉。一个复杂的镜 头有上百个变量和大量约束条件,优秀设计师能够快速根据设计需求和优 化过程调整约束条件。同时设计师需要对加工误差和装配误差非常熟悉, 需要尽可能将公差合理分配以降低单片透镜承担的压力,这对于需要保证 良率的公司生产尤为关键。因此优秀光学人才需要长时间培养,舜宇 光学 、 大立光等头部光学公司在多年发展中培养积累了一批优秀的光学人才,是 公司优秀产品力的保证。 图表 13:光学系统像差类型 来源: Jeol,国金证券研究所 镜头组装对结构设计和精度要求高。 镜头组装环节存在多项技术难点:镜 片间由隔片、压环连接存在组装偏移风险;加工精度较差或厚度较大,易 产生光学系统杂散光影响成像品质;或因各部件的公差或组装技术不良, 产生镜片偏心或歪斜等问题,进而影响镜头的光学性能。上述组装流程看 似简单,生产过程中还需严格管控部件精度、配合精度、组装偏心、内部 行业深度研究 - 11 - 敬请参阅最后一页特别声明 应力、镜片间隙等方面。并且,在生产过程中很多环节为非标过程,依靠 的是劳工的经验,劳工的熟练与否直接影响产品的良率,而良率是企业竞 争力的关键。因此,生产工人直接决定了产品质量的可靠性和稳定性,而 不同厂商的生产线不尽相同,挖人效 果不如公司自己培养人才,但是人才 培养通常需要耗费大量的时间,这也是镜头企业需要长期积累的原因。 镜片生产过程对模具、设备、工艺精度提出高要求,为镜头行业的核心壁 垒之一。 塑料镜片主要采用注塑成型工艺 , 壁垒在于模具、设备 。 1) 注塑成型是指 通过螺丝杆将塑料搅入注射机加热料筒中塑化 达到流动状态,螺杆在旋 转过程中逐步后退,而塑料则向前积聚,当螺杆停止转动,由注塑活塞通 过螺杆注射到闭合模具的模腔中形成制品的成形过程。 2) 制造过程中需要 掌握大量凭借长年摸索形成的 know-how 方可控制好质量和良率,对工艺 精细度要求极 高。在注塑成型环节中,超 120高温易导致模板变形、使得 镜片两曲面光轴偏芯量与面精度过大,因此对模具的精度和可靠性要求甚 高。 注塑成型设备能够熔融、塑化聚合物,使其注入模具,它需要精准 地控制每一个工艺参数,例如注射温度、注射量、注射速率、型腔压力等 等,注塑设备的精度决定了塑件的成型精度。注塑成型时,每一个机械动 作都必须准确无误(例如两块模具安装板移动时的平行度),而且设备上所 有的零部件都要求高度的稳定性。 图表 14:塑料镜片生产流程 来源:摄像头观察 ,国金证券研究所 球面玻璃镜片采用传统研磨工艺生产 ,难以大规模量产 。 相较塑料镜片, 玻璃镜片的生产工艺流程更为复杂,对精密制造提出更高要求。传统玻璃 镜片生产工艺流程包括切割、研磨、抛光、镀膜、胶合、涂墨等工序,工 序繁多。研磨环节对精度要求高,需要经验丰富的技术工人研磨,导致花 费时间较多、生产效率较低、难以大规模量产。镀膜环节技术壁垒较高、 附加值也相应较高,在镜片上镀上抗反射膜可将光线透过率提升至 98%以 上。 行业深度研究 - 12 - 敬请参阅最后一页特别声明 图表 15: 球面玻璃镜片制造工艺 来源: NARLabs,国金证券研究所 模造玻璃更有利于大规模生产,壁垒在于模具。 1) 玻璃模造 (非球面玻璃) 是利用玻璃会随着温度升高而降低粘滞性的特性,将玻璃预形体臵于模具 内,在真空或充填氮气环境下升温使玻璃变形至与模仁相同形状后冷却取 出。此方法实现了高精密度玻璃镜片的可复制性制造,减小人工依赖,大 大提升了生产效率,更利于标准化大规模生产。 2) 模具的设计和加工是此 方法的关键,其需要通过纳米级微压技术实现极高的模具精度,以确保镜 片间偏 芯 较小;并且需要在高温、高压条件下保持模具刚性,对模具材料 和设计要求高,可通过对 模具模仁表面进行镀膜处理来提升其表面机械强 度。模造过程需要通过三种热源:模具的热传导、氮气的热对流、红外热 源的辐射,因此需要严格控制环境参数修正玻璃材料的热膨胀系数。 图表 16:模造玻璃制程 来源:知网,国金证券研究所 行业深度研究 - 13 - 敬请参阅最后一页特别声明 图表 17:玻璃模造流程相较传统研磨法大大减短工序,提升生产效率 来源:知网,国金证券研究所 车规级产品壁垒更高,模造玻璃镜片优势突出。 1) 因为需要长时间暴露于 恶劣环境下(强光照、沙尘、雨水、泥泞等),车载镜头的性能要求极高, 其需要满足一系列信赖性实验要求:高低温冲击实验、耐腐蚀实验、耐振 动试验、 IPX9K 防水等级要求、耐盐雾实验、耐擦拭实验、紫外线照射试 验等,因此对于车载镜头的结构设计和原材料选择具有更高要求。 2) 玻璃 镜片相较塑料镜片具有高耐热性、不易变形、高透光率、高折射率特点, 成像效果更好、热差影响小,更符合车载镜头所处的恶劣工作环境和高性 能要求 。 车载镜头为全玻璃镜头或玻塑混合镜头 , 一般前视镜头、高像素 镜头会采取更多玻璃镜片。 3) 由于球面 玻璃镜头具有天生像差,通常需要 多个凹凸不平的镜片进行分组组合来进行矫正,不仅使镜头体积、重量增 加,也降低了透光率。非球面玻璃镜片通过对圆锥常数和非球面系数进行 调整,可自由设计光线和光路,对球面像差进行校正,从而提高成像质量, 并且 1 片非球面玻璃镜片可以达到 2-3 片球面玻璃镜片的效果,显著减小 球面玻璃镜片间的空隙、降低镜片组整体体积。目前上市公司中舜宇光学 科技、联创电子、宇瞳光学、蓝特光学、永新光学均具备模造镜片产能。 图表 18:车载镜头需过多重信赖性试验 车载镜头信赖性实验 高低温冲击实验 使用温度范围为 -40 85 ,保证镜头在极限温度下不产生变形、导致图像失真 耐腐蚀实验 外臵摄像头容易遭腐蚀液体侵袭,实验保证镜头不易遭到腐蚀 耐振动试验 镜头作为刚性材料,需要在汽车振动时保证完好、不破裂 IPX9K 防水等级要求 需经过 80 高压水枪喷射试验,确保镜头前端不会进水 耐盐雾实验 海边等环境空气中盐雾成分较大,需确保镜头不会被腐蚀 耐擦拭实验 镜头容易被溅起的小石头刮花表面,需通过实验确保镜头不易被刮花 紫外线照射试验 紫外光容易将塑胶或玻璃黄化,需确保镜头在紫外光照射后性能和功能正常 来源:公司公告,国金证券研究所 行业深度研究 - 14 - 敬请参阅最后一页特别声明 图表 19:非球面镜片可帮助消除像差 来源:住田光学官网,国金证券研究所 3. 好格局:车载镜头一超多强,国内二线企业未来可期 车载摄像头镜头市场格局呈现出 “一超多强 ”局面,舜宇光学是绝对领军者。 1) 2020 年舜宇光学出货量位居第一,市场占有率超 30%,日本麦克赛尔、 日本电产三协、日本富士胶片、韩国世高光位居二至五位。得益于本国汽 车工业发达、日本企业占比较高 , 份额前八厂商中,日本厂商占据 5 席。 2) 在规格、壁垒更高的 ADAS 镜头中,舜宇光学一骑绝尘,市占率超 50%。 3)车载镜头具有较高的技术壁垒,产品通常需要配合传感器芯片进行参数 调整,经过 1-2 年研发周期后交货给 Tier1 组装,并经过车厂上路验证 1-2 年通过后方可供货,认证周期 3-5 年,客户粘性较强,头部企业先发优势 稳固。 图表 20: 2020年车载摄像头镜头市场格局 图表 21: 2020年车载感知类摄像头镜头市场格局 来源:公司公告,国金证券研究所 来源:公司公告,国金证券研究所 除舜宇光学科技 以外 ,国内的联创电子、宇瞳光学均积极布局车载镜头领 域,但目前市占率较低,我们认为未来伴随国内造车新势力崛起,国内二 线企业在车载镜头领域大有可为。 舜宇光学科技: 公司自 2004 年起进入车载镜头领域, 2018 年量产 800 万像素车载镜头。公司是车载镜头龙头的绝对龙头, 2020 年车载 镜头业务营收为 24亿元,车载镜头出货量为 0.56 亿颗。 联创电子: 公司自 2015 年进入车载镜头领域, 2016 年与特斯拉合作, 为其舱内镜头独家供应商, 2020年与蔚来开始合作、并中标 ET7 全部 7 颗 800 万像素 ADAS 车载镜头模组。 2020 年公司车载镜头出货量为 77 万颗、营收为 0.24 亿元, 2021 年公司前五大客户车载镜头及模组 订单为 1.5 亿元,预计 2022 年公司车载项目快速起量。目前公司具备 200KK/月模造镜片产能。 舜宇光学 , 32% 麦克赛尔 , 8% 富士胶片 , 5% 电产三协 , 5% 世高光 , 5% 三力士 , 5% 京瓷 , 4% 理光 , 3% 其他 , 32% 舜宇光学 , 51% 富士胶片 , 12% 京瓷 , 5% LCE, 5% 理光 , 4% 麦克赛尔 , 4% 松下 , 3% 其他 , 16% 行业深度研究 - 15 - 敬请参阅最后一页特别声明 宇瞳光学: 公司是安防镜头龙头,积极布局车载镜头,目前已有后装 产品出货,公司具备 100KK/月模造玻璃镜片产能,且与海康、华为安 防部门合作多年,三年后有望顺利导入前装市场。 图表 22:上市公司车载镜头业务对比 舜宇光学科技 联创电子 宇瞳光学 车载镜头收入(亿元) 24 0.24 0.02 车载镜头销量(百万颗) 56 0.8 0.2 单价(元 /颗) 42 31 10 毛利率 42.8%* 43.4% - 产品应用 前视、环视、后视、舱内 前视、环视、舱内 后视、行车记录仪 客户 宝马、奔驰、奥迪、 Mobileye、法雷 奥、博世、大陆、德尔福、特斯拉、百 度、麦格纳、大疆等 特斯拉、蔚来、 Mobileye、英伟 达、法雷奥、麦格纳、大陆等 后装客户 产能 6kk/月,年底 7.5kk/月 1kk/年以上 - 来源:公司公告,国金证券研究所 备注:舜宇光学科技未披露车载镜头业务毛利率,毛利率选用公司镜头毛利率 4. 车载模组:预计 2025 年市场超 1600 亿元,镜头企业有望顺利切入 车载摄像头产业链包括核心硬件、模组封装与系统集成、软件算法与解决 方案。参考智能手机产业,光学模组的成本构成中 CIS 芯片成本占比为 50%,镜头成本占比为 20%。 我们预计 2025 年车载摄像头模组市场规模 超 1600亿元。 目前车载摄像头模组主要由 Tier 1、 Tier 2 组装,主要企业为加拿大麦格纳、 日本松下、法国法雷奥、德国博世、采埃孚天合、大陆镜头等企业,行业 格局分散。我们认为伴随造车新势力崛起,传统整车厂和 Tier 1 的关系或 将逐步模糊,同时,伴随摄像头像素提升,模组组装难度升级,预计未来 车载镜头厂有望获取 部分模组份额。 图表 23:车载摄像头结构拆分 来源: TriEye,国金证券研究所 行业深度研究 - 16 - 敬请参阅最后一页特别声明 图表 24:手机摄像头成本构成 图表 25:车载摄像头模组市场格局 来源:公司公告,国金证券研究所 来源:公司公告,国金证券研究所 二、激光雷达:助力 ADAS, 2025 年市场超 500 亿元 1. 激光雷达助力自动驾驶,半固态式有望快速放量 对于未来的自动驾驶视觉方案,目前市场中有两个立场鲜明的派系 纯 视觉派和激光雷达派。 纯视觉方案: 纯视觉方案仅仅依靠摄像头拍摄的画面,传输到系统进 行分析,从而计算出周围的车辆、道路等信息。纯视觉方案优势在于 摄像头能够完整识别物体外观,高分辨率高帧率的成像技术能够使感 知环境信息更加丰富,并且摄像头价格较激光雷达更便宜、有利于整 车获得价格优势;但是由于图像传感器是一种被动式传感器、其本身 并不发光,成像质量受环境亮度影响大、易受恶劣环境影响。同时纯 视觉方案需要强大的算法 和算力去处理庞大的数据量。目前纯视觉方 案的拥护者主要是特斯拉,特斯拉通过海量的车主驾驶数据进行神经 网络训练,从而覆盖更多工况与场景,不断完善算法,目前方案较为 成熟。 激光雷达方案: 激光雷达方案是以激光雷达为主导,配合毫米波雷达、 超声波传感器、摄像头来完成自动驾驶,其中激光雷达会通过发射激 光束来测量视场中物体轮廓边沿与设备间的相对距离,从而准确捕捉 这些轮廓信息组成点云,并绘制出 3D环境地图再传输到系统进行分析 并下达车辆行驶指令。激光雷达的优势在于监测距离更长、精度更高、 响应速度更灵敏,并且不受环境光影响。但是 激光雷达在面对雨雪等 极端天气时发出的光束会受到影响,从而影响三维地图的构造,因此 这就必须依赖其他传感器的共同协助。并且,激光雷达设臵于车辆外 部,一旦损坏、维修费用高昂,同时激光雷达目前本身价格较高、普 遍高于 3000 元。目前,包括蔚来、小鹏、北汽等车厂均开始采用激光 雷达方案。 我们认为,纯视觉方案需要车厂掌握海量用户数据、并自己建立软件开发 部门,算法开发难度极高,未来仅少数厂商可掌握纯视觉方案。而大部分 车厂将采用激光雷达方案,此方案能够实现较快落地,并可通过多传感器 配臵实现安全冗余。尤其在短期内,纯视觉方案基 于深度学习的算法尚未 达到全路况覆盖情况下、安全性仍存疑,激光雷达方案安全性更高。伴随 2021 年小鹏 P5、蔚来 ET7、极狐阿尔法 S、本田 Legend 等多款搭载激 光雷达的新车发布,激光雷达需求快速增长。 图表 26:搭载激光雷达的车型一览 企业 车型 上市或规划时间 供应商 激光雷达 数量 配臵 奥迪 奥迪 A8 2017 Valeo( scala) 1 1 个 4 线激光雷达 图像传感器 , 50% 镜头 , 20% 音圈马达 , 6% 其他材料 , 12% 制造成本 , 12% 麦格纳 , 11% 松下 , 9% 法雷奥 , 7% 博世 , 6% 采埃孚 , 6% 大陆 , 5% 其他 , 56% 行业深度研究 - 17 - 敬请参阅最后一页特别声明 奔驰 S 级 2021 Valeo( scala) 1 一个 Scala 第二代激光雷达 本田 Legend 2021 Valeo( scala) 5 激光雷达数量高达 5 个 北汽