2019年中国汽车传感器行业概览.pdf

1 报告编码19RI0615 头豹研究院 | 汽车系列行业概览 400-072-5588 2019 年 中国汽车传感器行业概览 邮箱：csleadleo 张继靓 汽车系列行业概览2019 年中国汽车发动机行业概览 汽车系列行业概览2019 年中国汽车安全气囊行业概 览 汽车系列行业概览2019 年中国汽车油箱行业概览 相关热点报告 分析师 汽车研究团队 行业走势图 汽车传感器是汽车计算机系统的输入装置，在汽车 使用时，分布于车身的传感器会进行车身状态信息 的采集，包括温度、车速、压力、位置、转速、加速 度和振动等各种信息，并将采集到的信息转换为电 信号，进而将其传输到汽车的中央控制单元中。汽 车传感器用于提高汽车的安全性、 可靠性和舒适性。 汽车传感器可分为两类，分别是车身传感器和自动 驾驶传感器。伴随着中国经济的快速发展，中国汽 车工业制造水平持续提升，中国汽车工业市场规模 不断扩大。 汽车传感器在汽车电子控制系统中发挥着重要的作用， 面对快速增长的汽车传感器需求。各国汽车传感器生产 商重视汽车传感器的理论研究、技术试验和产业化。在 智能制造的背景下，未来，汽车传感器的智能化将成为 重要趋势。 智能汽车是汽车与物联网、人工智能技术融合的产物。 自动驾驶传感器是智能汽车的硬件基础，是实现智能驾 驶不可或缺的重要零部件。智能汽车的发展催生自动驾 驶传感器的需求增长。 汽车销量的增加使得汽车传感器的需求量增加。此外， 单辆汽车所需的传感器数量逐渐增多。伴随着汽车性能 的提高和中国对汽车标准的要求提高，单辆汽车所需的 传感器数量愈发增加，推动中国汽车传感器的市场容量 不断增大，促进中国传感器进入快速发展期。 热点二：智能汽车的快速发展 热点一：汽车市场潜力大 热点三：汽车传感器智能化趋势 报告摘要 2 报告编号19RI0615 目录 1 方法论 . 5 1.1 研究方法 . 5 1.2 名词解释 . 6 2 中国汽车传感器行业市场综述 . 8 2.1 中国汽车传感器行业定义及分类 . 8 2.2 中国汽车传感器行业发展历程 . 10 2.3 中国汽车传感器行业产业链 . 11 2.3.1 上游分析 . 12 2.3.2 下游分析 . 13 2.4 中国汽车传感器行业市场现状 . 14 2.5 中国汽车传感器行业市场规模 . 15 3 中国汽车传感器行业驱动因素 . 16 3.1 市场潜力大 . 16 3.2 智能汽车的快速发展 . 17 4 中国汽车传感器行业制约因素 . 18 4.1 核心技术不足 . 18 4.2 汽车市场短期需求低迷 . 19 5 中国汽车传感器行业政策分析 . 20 6 中国汽车传感器行业市场趋势 . 21 6.1 向 MEMS 传感器的方向发展 . 21 6.2 汽车传感器智能化趋势 . 23 3 报告编号19RI0615 6.3 汽车传感器融合化发展 . 24 7 中国汽车传感器行业竞争格局分析 . 25 7.1 中国汽车传感器行业竞争格局概述 . 25 7.2 中国汽车传感器行业典型企业分析 . 26 7.2.1 上海禾赛光电科技有限公司 . 26 7.2.2 深圳安培龙科技股份有限公司 . 27 7.2.3 上海硕大电子科技有限公司 . 29 4 报告编号19RI0615 图表目录 图 2-1 车身传感器及分布 . 8 图 2-2 中国汽车传感器行业发展历程 . 10 图 2-3 中国汽车传感器行业产业链 . 11 图 2-4 中端汽车中安装传感器的数量 . 13 图 2-5 中国汽车传感器供应商（不完全统计） . 14 图 2-6 中国汽车传感器行业市场规模，2014-2023 年预测 . 15 图 3-1 汽车销量增加促进汽车传感器发展 . 16 图 3-2 更高级别的自动化水平 . 17 图 3-3 智能驾驶渗透率提高 . 18 图 4-1 中国乘用车销量，2014-2018 年 . 19 图 4-2 中国居民交通和通信消费支出，2014-2018 年 . 20 图 5-1 中国汽车传感器行业政策分析 . 21 图 6-1 MEMS 传感器的发展方向 . 22 图 6-2 中国汽车传感器智能化趋势 . 23 图 6-3 中国汽车传感器的融合化发展 . 24 图 7-1 上海禾赛光电科技有限公司主要产品 . 26 图 7-2 深圳安培龙科技股份有限公司主要产品 . 28 图 7-3 上海硕大电子主要产品 . 29 5 报告编号19RI0615 1 方法论 1.1 研究方法 头豹研究院布局中国市场， 深入研究 10 大行业， 54 个垂直行业的市场变化， 已经积累 了近 50 万行业研究样本，完成近 10,000 多个独立的研究咨询项目。 头豹研究院依托中国活跃的经济环境，从汽车、人工智能、新能源等领域着手，研 究内容覆盖整个行业的发展周期，伴随着行业中企业的创立，发展，扩张，到企业 走向上市及上市后的成熟期， 研究院的各行业研究员探索和评估行业中多变的产业 模式，企业的商业模式和运营模式，以专业的视野解读行业的沿革。 头豹研究院融合传统与新型的研究方法， 采用自主研发的算法， 结合行业交叉的大 数据， 以多元化的调研方法， 挖掘定量数据背后的逻辑， 分析定性内容背后的观点， 客观和真实地阐述行业的现状， 前瞻性地预测行业未来的发展趋势， 在研究院的每 一份研究报告中，完整地呈现行业的过去，现在和未来。 研究院密切关注行业发展最新动向，报告内容及数据会随着行业发展、技术革新、 竞争格局变化、政策法规颁布、市场调研深入，保持不断更新与优化。 头豹研究院秉承匠心研究， 砥砺前行的宗旨， 从战略的角度分析行业， 从执行的层 面阅读行业，为每一个行业的报告阅读者提供值得品鉴的研究报告。 头豹研究院本次研究于 2019 年 8 月完成。 6 报告编号19RI0615 1.2 名词解释 ADAS： Advanced Driver Assistance Systems， 高级驾驶辅助系统， 是利用安装于车 上的各式各样的传感器，在第一时间收集车内外环境数据，进行静、动态物体辨识、侦 测与追踪等技术上的处理， 从而使驾驶者在最短的时间内察觉可能发生的危险， 以引起 注意和提高安全性的主动安全技术。 MEMS：Micro Electro Mechanical System，微机电系统，集微传感器、微执行器、 微机械结构、微电源、微能源、信号处理和控制电路、高性能电子集成器件、接口、通 信等于一体的微型智能器件。 微机电系统内部结构通常在微米甚至纳米级， 又称微电子 机械系统、微系统、微机械等。 单目摄像头：通过摄像头拍摄的平面图像来感知和判断周边环境，识别车辆、路标、行 人等固定物体和移动物体， 是目前汽车摄像头的主流解决方案， 其依靠复杂算法进行测 距，准确度低。 双目摄像头：通过模仿人眼的功能实现对物体距离和大小的感知，进而感知周边环境， 可通过视差和立体匹配计算精准测距。 三目摄像头： 通过三个摄像头覆盖不同范围的场景， 解决了摄像头无法切换焦距的问题， 相比于单目摄像头和双目摄像头， 其拥有更好的视野广度和精度。 三目摄像头由于计算 量大，对芯片的数据处理能力要求高，目前成本相对较高。 CMOS：Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体， 制造大规模集成电路芯片所采用的一种技术或利用此技术制造出的芯片，CMOS 传感 器是利用 CMOS 工艺进行加工制造的固态图像传感器，可实现视觉信息的读取转换和 视觉功能的扩展，并提供直观、真实、多层次、多内容的可视图像信息，广泛应用于手 机、数码相机、汽车、安防及医疗等领域。 7 报告编号19RI0615 ECU：Electronic Control Unit，电子控制单元，汽车的工作过程均是在 ECU 的控制 下进行的。 大规模集成电路：在一个新片集合 100 个及以上电子元件的集成电路。 CPU：Central Processing Unit，中央处理器，是计算机系统的核心，是处理信息和程 序运行的最终执行单元。 DSP：Digital Signal Processor，是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量 信息的器件。 ABS： Antilock Brake System，制动防抱死系统，作用是在汽车制动时，自动控制制动 器制动力的大小，使车轮不被抱死，处在边滚边滑（滑移率在 20%左右）的状态，用以保 证车轮与地面的附着力在最大值。 8 报告编号19RI0615 2 中国汽车传感器行业市场综述 2.1 中国汽车传感器行业定义及分类 汽车传感器是汽车计算机系统的输入装置， 在汽车使用时， 分布于车身的传感器会进行 车身状态信息的采集，包括温度、车速、压力、位置、转速、加速度和振动等各种信息，并 将采集到的信息转换为电信号， 进而将其传输到汽车的中央控制单元中。 汽车传感器用于提 高汽车的安全性、可靠性和舒适性，可分为两类，分别是车身传感器和自动驾驶传感器： （1）车身感知传感器：用于获取汽车车身信息，如胎压、油压、车速等，是维持汽车 正常、 稳定和安全行驶必备的基础传感器。 车身感知传感器分布于汽车的各个子系统中， 包 括动力系统、传动系统、底盘及安全系统及车身舒适性系统等子系统，具体分析如下（见图 2-1） ： 动力系统： 在动力系统中， 汽车传感器用于测量汽车的速度、 压力、 温度、 气体浓度、 流量等信息； 传动系统：在传动系统中，汽车传感器用于测量汽车的变速器温度、液压油箱温度、 冷却液温度、齿轮位路、轮速、电子踏板、方向盘转角等信息； 底盘及安全系统：在底盘及安全系统中，汽车传感器用于测量车身高度、加速度、偏 航率、安全气囊碰撞加速度计、座椅压力等信息； 车身舒适系统： 在车身舒适系统中， 汽车传感器用于测量日照、 雨量、 雨刷电机位路、 车窗升降电机位路、车门位路等信息。 图 2-1 车身传感器及分布 9 报告编号19RI0615 来源：头豹研究院编辑整理 （2）自动驾驶传感器：自动驾驶传感器是智能汽车重要的检测装置，通过将感受到的 被测量信息按特定规则转化为电信号或其他形式的信息输出，以协助智能汽车实现智能驾 驶。按照传感器的功能分类，自动驾驶传感器可分为视觉传感器、听觉传感器、雷达传感器 和定位传感器： 视觉传感器， 即车载摄像头， 工作原理是把物体通过镜片产生光学图像投射在 CMOS 光电传感器上，经由模数转换器转变为数字信号，再由 DSP 将信号处理成特定格式的图像 在显示屏上显示。 自动驾驶汽车安装的车载摄像头以单目摄像头、 双目摄像头和三目摄像头 为主； 听觉传感器指超声波雷达， 工作原理是通过测算由超声波发射装置发射超声波和接收 器接收发送过来的超声波的时间差计算距离。 超声波雷达的优点在于成本低， 在短距离探测 上具有优势，探测范围在 0.1-3.0 米之间； 雷达传感器包括激光雷达和毫米波雷达。激光雷达：是一种光探测和测量系统， 是实 现自动驾驶汽车导航、 定位、 避开障碍物等功能的核心传感部件， 工作原理是发射和接收激 光束， 通过分析激光遇到目标对象后的折返时间， 计算车与目标对象的相对距离。 在技术参 数上，市场上普遍使用 8 线、16 线和 32 线激光雷达。不同线数激光雷达的区别在于，伴 10 报告编号19RI0615 随着激光雷达线束的增多，其测量精度逐渐提高；毫米波雷达：工作原理是利用波长 1 至 10nm， 频率 24GHZ 至 300GHZ 的毫米波， 通过返回波形和发出波形的频率计算障碍物的 距离。毫米波雷达的优点在于可穿透尘雾、雨雪等，可适应雨天、雪天等环境，探测性能稳 定。与超声波雷达相比，毫米波雷达具备体积小等优点； 定位传感器， 指高精定位传感器， 作用是实现车辆的精确定位， 为汽车运动测量提供 基础的数据，是实现路径规划和车联网等功能的基础和前提。 2.2 中国汽车传感器行业发展历程 发达国家在汽车传感器领域的研究起步早， 经过长期的发展过程， 技术上趋于成熟。 与 发达国家相比，中国汽车传感器的研究和应用起步晚，从诞生至今可分为三个阶段（见图 2-2） ： 图 2-2 中国汽车传感器行业发展历程 来源：头豹研究院编辑整理 （1）起步阶段（1950 年-1985 年） ： 1950 年，中国政府成立电信工业管理局，旨在解决军队通信问题，这奠定了中国传感 器行业发展的基础。1950 年 10 月，全国第一次工业会议提出筹建电子管、交换机、无线 电元件生产等传感器零部件生产厂家的动议被批准， 中国开始进行传感器生产制造。 自 1950 11 报告编号19RI0615 年至 1985 年，由于经济、政治等原因，中国传感器行业发展缓慢，在关键零部件和产业化 方面仍处于起步阶段。 （2）成长阶段（1986 年-2014 年） ： 1986 年，中国政府开始实施“七五”计划， “七五”计划将传感器技术列入国家重点攻 关项目，自此，中国传感器的发展开始出现实质性进步。在生产基地建设方面，中国创建敏 感元器件和传感器生产基地。此后，中国科技重点攻关项目取得重大成果，形成了 51 个品 种、86 个规格的传感器产品，传感器技术取得进步，产品进入规模化生产阶段。1995 年， 中联汽车电子有限公司和德国罗伯特博世有限公司在中国成立合资公司联合汽车电子有限 公司，标志着汽车传感器领域合资建厂的开端。 （3）快速发展阶段（2015 年至今） ： 汽车传感器产业链和生产基地的完善为其快速发展奠定良好的基础。 中国汽车传感器行 业已经具备一定的生产能力和生产规模。 此阶段， 中国自主汽车公司快速发展， 这些公司在 选用传感器方案时， 在内饰等其他非核心汽车传感器上偏向于使用合资厂生产的或国产的汽 车传感器， 这一现象增强了中国汽车传感器厂商生产制造和技术创新的信心， 促进了中国汽 车传感器行业向技术要求更高的动力总成和汽车底盘传感器领域发展。 2.3 中国汽车传感器行业产业链 中国汽车传感器的产业链可以分为三部分（见图 2-3） 。其中，产业链上游涉及汽车传 感器原材料及零部件供应商。 产业链中游的参与者为汽车传感器的制造商， 是汽车传感器技 术的所有者，负责传感器的研发、生产、销售和维修。汽车传感器的下游涉及汽车主机厂。 图 2-3 中国汽车传感器行业产业链 12 报告编号19RI0615 来源：头豹研究院编辑整理 2.3.1 上游分析 汽车传感器是一种电子控制器，其生产材料包括外壳材料、开关接头、信号采集器、电 路板、 芯片等。 相应的生产材料由于供需结构差异、 市场竞争格局不同以及产业链分支复杂 等原因显示出不同的市场情况，具体情况如下： （1）外壳材料指用于生产汽车传感器的塑料、陶瓷、有机材料等材料。中国作为工业 性大国， 对这些经过化工生产和金属冶炼流程提取的材料， 已实现大规模生产。 相关行业内 竞争者众多，对中游汽车传感器议价能力弱。 （2） 开关接头是用于传感器开关部位的电气产品。 此类组件技术含量低， 生产者众多， 在生产者运营方式上， 有大量的家庭式作坊可生产此类产品。 行业内价格战现象严重， 开关 接头供应商议价能力弱。 （3）芯片是汽车传感器的核心部件，也是技术含量最高的部件之一。芯片在上游原材 料中成本占比最高，超过 60%。芯片由国外厂家提供，目前，中国生产芯片的厂家竞争力 弱。 芯片技术由美国、 日本等发达国家掌握。 汽车传感器内置的芯片由汽车传感器的生产厂 家掌握。 （4）电路板使汽车传感器的电路迷你化、对于传感器的批量生产和电路优化起重要作 用。21 世纪初，传统劳动密集型的电路板行业由美国、日本等发达国家转移至中国。伴随 13 报告编号19RI0615 着电路板行业产业链的完善，在中国电子消费品市场的推动下，中国电路板行业快速发展， 在深圳和长三角等地已形成产业规模。 芯片、 电路板等汽车传感器的核心零部件由于技术含量高、 市场上竞争者数量少， 芯片 和电路板供应商议价能力较强。 2.3.2 下游分析 汽车传感器的下游参与者是汽车主机厂。 汽车传感器安装在动力总成、 底盘系统等汽车 关键部位。 一辆中端汽车装配有 60-100 个传感器， 其中在动力总成系统中， 装配 40-60 个， 车身系统中装配 10-20 个，底盘系统中装配 10-20 个（见图 2-4） 。由于汽车的行驶环境 复杂， 气候条件多样， 因此要求传感器具有强大的适应能力， 能够在零下 50C零上 150C 的环境中正常工作， 此外， 汽车传感器还需要经受汽车行驶过程中的震动， 来自发动机和其 他部件的酸、碱性物质的腐蚀。在这样苛刻的条件下，汽车主机厂对汽车传感器的性能、稳 定性和耐久性提出较高要求。 图 2-4 中端汽车中安装传感器的数量 来源：中国汽车工业协会，头豹研究院编辑整理 据在行业内拥有 13 年工作经验的宝马（中国）服务有限公司高级采购经理介绍，汽车 传感器供应商在成为正式的车型供应商时进入壁垒高（见图 2-5） 。汽车传感器供应商提供 的传感器是定制化的。 汽车传感器方案是由汽车主机厂和汽车传感器的供应商共同商讨， 方 14 报告编号19RI0615 案的确定需要经过 45 轮商议， 在第一轮商议时， 参与的供应商为 45 家， 到最后一轮商 议时汽车主机厂会最终确定 1-2 家供应商参与方案的制定。由此可见，成为汽车主机厂的 供应商需经过多轮筛选过程，历时长，竞争激烈。 汽车主机厂对传感器供应商的议价能力强。 汽车传感器领域竞争激烈， 汽车主机厂可选 择的供应商数量众多（见图 2-5） 。此外，汽车主机厂的订单量大，一款车型确定汽车传感 器方案后不会再进行修改。 图 2-5 中国汽车传感器供应商（不完全统计） 来源：头豹研究院编辑整理 2.4 中国汽车传感器行业市场现状 发展历史短暂的中国汽车车身传感器厂商在进入市场时主要面临如下困境： （1） 产品稳 定性和性能尚未接受实际应用的实验和验证。 实现量产的车身传感器厂商在垄断的市场中处 于劣势地位， 面对汽车供应商对于产品的高要求， 车身传感器厂商缺乏实际应用的经验和相 关数据证明产品的性能； （2） 单一的传感器器件与车身相应系统的配合度亟待验证。 ABS 等 电子稳定性控制单元由博世等国外汽车零部件供应商提供， 这些零部件供应商在车身传感器 与软件配合度方面优势明显， 可提供配套化服务。 相比之下， 中国车身传感器供应商所提供 15 报告编号19RI0615 的零部件与电子稳定性控制单元的适配度存在不确定性。 2.5 中国汽车传感器行业市场规模 伴随着中国经济的快速发展， 中国汽车工业制造水平持续提升， 中国汽车工业市场规模 不断扩大，在 2014 年至 2018 年期间，中国汽车传感器行业市场规模由 2014 年的 106.9 亿元人民币上升至 2018 年的 171.1 亿元人民币，年复合增长率为 12.5%（见图 2-6） 。面 对市场潜力巨大的汽车传感器行业， 中国汽车传感器厂商的制造能力持续提升。 在智能汽车 快速发展的背景下， 中国汽车传感器厂商有望弯道超车， 在自动驾驶传感器领域占据优势地 位。 未来五年， 中国汽车传感器行业将保持快速增长的趋势， 并于 2023 年突破 340 亿元人 民币。 图 2-6 中国汽车传感器行业市场规模，2014-2023 年预测 来源：头豹研究院编辑整理 未来，中国汽车传感器行业的市场规模不断增长的原因主要有两点： （1）汽车传感器是汽车的关键基础性零部件，伴随着汽车销量的上升，汽车传感器 的需求量随之上升； （2）智能汽车的快速发展催生自动驾驶传感器的快速发展，未来，智能汽车的渗透 16 报告编号19RI0615 率不断提高，自动驾驶传感器的需求量将呈现快速增长的趋势。 3 中国汽车传感器行业驱动因素 3.1 市场潜力大 汽车整机厂对汽车传感器的需求不断增加使中国汽车传感器行业市场发展潜力巨大， 主 要体现在以下两个方面： （1） 汽车销量呈逐年上升趋势 （见图 3-1） 。 2014 年， 中国汽车销量为 2,372.5 万辆， 2018 年这一数据增长至 2,781.9 万辆， 年复合增长率为 4.1%。 汽车传感器是汽车的关键零 部件， 汽车销量的增加带动汽车传感器的需求量上升。 汽车工业是国民经济的重要支柱， 伴 随着中国国民生产总值的提升，汽车工业处于快速发展中。此外，2018 年，中国汽车保有 量为 2.4 亿辆中国汽车的千人保有量约为 170 辆，远低于世界发达国家的 500 至 800 辆， 未来，汽车的销量仍有增长空间。 图 3-1 汽车销量增加促进汽车传感器发展 来源：头豹研究院编辑整理 （2）单辆汽车所需的传感器数量逐渐增多。伴随着汽车性能的提高和中国对汽车标准 的要求提高， 单辆汽车所需的传感器数量愈发增加， 这推动了中国汽车传感器的市场容量不 17 报告编号19RI0615 断增大，促进中国传感器进入快速发展期。 3.2 智能汽车的快速发展 智能汽车是汽车与物联网、 人工智能技术融合的产物。 自动驾驶传感器是智能汽车的硬 件基础， 是实现智能驾驶不可或缺的重要零部件。 智能汽车的发展催生自动驾驶传感器的需 求增长。这主要体现在两个方面： （1）伴随着高级别智能驾驶辅助功能的发展，单辆汽车上安装的自动驾驶传感器数量 提高。 根据美国高度公路管理局 （NHTSA） 和美国汽车工程协会发布的自动驾驶分类标准， 可将自动驾驶分为 6 个级别，分别对应着无自动化、驾驶辅助、部分自动化、有条件自动 化、 高度自动化和完全自动化。 更高级别自动化水平的实现理论上需要更多的精密硬件设施 的辅助。自动驾驶的级别越高，需要自动驾驶传感器的数量越多（见图 3-2） 。在科技进步 和自动驾驶级别的发展下，每辆汽车对传感器的需求量相应提高。 图 3-2 更高级别的自动化水平 来源：头豹研究院编辑整理 （2）智能驾驶的渗透率提高使安装自动驾驶传感器的汽车数量呈现上升趋势，这种趋 势使自动驾驶传感器需求量变大。2017 年，中国工业和信息化部、国家发展改革委联合科 技部印发的 汽车产业中长期发展规划 指出， 到 2020 年， 安装 L1 级别驾驶辅助的汽车、 L2 级别部分自动驾驶、L3 级别有条件驾驶的新车渗透率超过 50%，到 2025 年，L2 级别 18 报告编号19RI0615 部分自动驾驶和 L3 级别有条件驾驶的新车渗透率超过 25%， 自动驾驶汽车渗透率超过 80% （见图 3-3） 。在政策的支持下，智能驾驶辅助功能装机率的提高将带动自动驾驶传感器的 需求激增，进而推动汽车传感器的发展。 图 3-3 智能驾驶渗透率提高 来源：头豹研究院编辑整理 4 中国