电动，无人驾驶，车联网的三部曲驱动力.pdf

行业概况： 因为 三部曲驱动力，不同于主流研究机构，我们预估全球车用半导体市场于 2017-2025 年 复合成长率应至少有11 %13%，远超过全球半导体市场 4%6%的成长率。 相关报告 1.中芯预期 28 纳米产能过剩，核心事业亏损， 14 纳米风险生产不变 .， 2018.8.10 2.得视频者得天下：图像处理行业潜力无限 中国厂商有望加速超车 -.， 2018.8.6 3.台积首次病毒感染造成停机，影响如四级地震 -台积首次病毒感染造 .， 2018.8.5 4.谷歌首推终端人工智能张量处理器来抢夺市场 -谷歌首推 TPU 抢夺 .， 2018.8.1 5.从环球晶圆调研，看到小而美的 8”半导体产业链 -【国金半导体】 .， 2018.7.4 樊志远 分析师 SAC 执业编号： S1130518070003 (8621)61038318 fanzhiyuan gjzq 罗露 联系人 luolu gjzq 电动，无人驾驶，车联网的三部曲驱动力 投资建议 汽油引擎车转马达电动车 ， 人驾驶转 4/5 级无人驾驶车 ，及 非联网车转成高速车联网 ， 这三部曲驱动力 对 全球半 导体 ，电子，通信 产业未来二十年 将 产生巨大影响 。 从全球趋势来看， 马达电动车 带动了新型驱动系统及各项电子控制单元及功率器件，电源管理，控制芯片的需求。而L3-L5 级自动驾驶及无人驾驶的演进，将带动先进辅助驾驶， V2X 联网系统 (X:车 , 路 , 行人 , 互联网 )，雷达 /摄像 /传感器，人工智能 ECU 及芯片的需求 。 这些驱动力对全球及我国 半 导体 ，电子，通信 产业 的利好推动 ，加上 我 国在新能源电动车的龙头市场份额，我 们首次将 中国半导体产业 列入 增持 评级 ，且同时 维持电子及通信行业为买入评级。 中国及全球重点关注公司 中兴通讯（买入），欧菲科技（关注 ），安世 /闻泰（关注）， 华虹半导体（关注）， Waymo/谷歌（关注） 三大 行业趋势分析 电动，无人驾驶，车联网对半导体产业的三部曲驱动力 ： 我们不认同 主要市场研究机构 对全球车用半导体于 2015-2020 复合成长率约 8-9%的预估 , 我们认为全球车用半导体市场于 2017-2025 年复合成长率应 至少有 11-13%（ 2-3% CAGR 来自于全球车市成长， 7-9%来自于每车芯片数目增长， 3% CAGR 来自于平均单价提升） , 远超过全球半导体市场复合成长率的 4-6%, 约占 2025 年 全球半导体市场份额的 15%及于 2030年 超过 20%。 汽车电子 -站在时代的风口 ： 汽车智能化和电动化 提高 了 汽车电子的需求，紧凑型车中电子成本占比仅为 15%，而纯电动车中，汽车电子成本占比高达 65%。未来 5 年，汽车电子将保持快速增长态势，预测 2017年至 2022 年的复合年增长率为 11.5%。同时期新能源电动车电子的复合年增长率仍高达 42%。 预计 2021 年中国 ADAS 与自动驾驶市场规模将达到 426 亿元，年均增长率约为 67%。 十年最大物联网投资机遇车联网 ： 是未来，政策、技术、需求和资金共振，整体市场处于爆发前夜。 2020 年、 2025 年我国销售新车联网比率将分别达到 50%、 80%（ 2016 年仅 30%左右），将诞生万亿 TAM 市场。 V2X 技术是自动驾驶方案的重要技术基石， 5G 的普及将为 V2X 技术落地提供网络基础。 ICT 和 OEMs 巨头重金投入打造生态，未来将是生态圈 之间 的竞争。 风险提示 因为新能源动力电池，无人驾驶系统配合的激光毫米波雷达及人工智能解决方案，以太网络系统，及 5G V2X 车联网的布建价格昂贵及技术障碍，我 们不排除汽油引擎车转马达电动车 ， 人驾驶转 4/5 级无人驾驶车 ，及非联网车转成高速车联网的典范转移的速度在短期内低于市场预期，影响全球及中国大陆半 导体 ，电子，通信 产业 未来的发展 。 2018年 08月 13 日 创新技术与企业服务研究中心 半导体行业 首次 增持 ， 电子 /通信行业 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、非联网人驾汽油到联网无人驾驶电动车的典范转移 .5 三大行业整合趋势分析 .5 二、电动，无人驾驶，车联网对半导体产 业的三部曲驱动力 .8 1、三部曲驱动力 .10 2、汽车功率半导体器件迎来爆发式增长 .12 3、摄像头、传感器和雷达数倍需求的暴增 .16 4、大量的存储器来储存爆量的三维视频数据 .17 5、 Waymo/谷歌主导出租车 /公交 vs.英伟达引领乘用车 .18 6、以太网络及芯片的崛起 .23 三、汽车电子 -站在时代的风口 .25 1、无人驾驶电动车联网的电子 控制单元 ECU .28 2、智能驾驶传感器模块 -让汽车“耳聪目明” .29 3、高压连接器 .40 4、车载充电机 .41 5、 高压直流继电器 .43 6、 薄膜电容 .44 四、车联网是未来十年最大投资机遇，蓝海市场爆发前夕 .46 1、 政策、技术、需求和资金共振，车联网市场处于爆发前夜 .46 2、产业链掘金：车联网价值通往何方 .47 3、 从“网”的角度看车联网 .48 4、 从“车”的角度看车联网 .53 图表目录 图表 1： 2022 年全球汽车产量预测（万辆） .6 图表 2： 2022 年中国乘用车及商用车产量预测（百万辆） .7 图表 3：全球及中国新能源电动车， L3-5 自动驾驶车销量及占比 .8 图表 4：全球和中国车用 IC 市场占全球半导体和全球车用 IC 份额 .8 图表 5：全球车用半导体领导厂商 .9 图表 6：用于传统燃油汽车的平均芯片数目 .10 图表 7：用于新能 源电动车的平均芯片数目 .10 图表 8： 2012-2017 年中国企业芯片的历史平均价格（元 /颗） .10 图表 9：无人驾驶电動联网車子系统及节点设备数目及分类 . 11 图表 10：人驾汽油非联网 vs. 无人驾驶电动联网車 半导体价值含量比较表 . 11 图表 11：功率器件是半导体行业的重要分支 .12 图表 12：功率半导体主要作用 .12 图表 13：功率器件在汽车中的应用 .13 图表 14：不同功率半导体 器件的性能 .14 行业深度研究 - 3 - 敬请参阅最后一页特别声明 图表 15： 2017 年功率半导体器件细分占比 .14 图表 16： 2016-2023 年功率器件市场发展趋势 .14 图表 17： 2017 年功率半导体各公司占比 .15 图表 18： 2017 年中国市场 IGBT 各公司销售额 .15 图表 19： 2017 年中国市场 IGBT 各公司占比 .15 图表 20：全球功率器件厂商 2018年 Q2 各类产品交货期情况 .16 图表 21：车用摄像头及芯片需求预测 .17 图表 22：车用半导体市場分析 2015-2020 .18 图表 23：无人驾驶车的资料产生量 .18 图表 24：汽车工程学会 SAE 1-5 .19 图表 25：谷歌云端张 量处理器规格 .20 图表 26：英伟达无人驾驶车用芯片解决方案规格 .20 图表 27： Mobileye/英特尔无人驾驶芯片解决方案规格 .21 图表 28：地平线解决方案 .21 图表 29：芯片设计 -量产面临的风 险 .22 图表 30：地平线芯片参数 .22 图表 31：地平线核心竞争力 .22 图表 32：全球无人驾驶深度神经网络半导体厂商 .23 图表 33：车 载以太网络架构 .24 图表 34：车用网络类别比较 .25 图表 35：汽车电子主要类别 .25 图表 36：各类车型汽车电子占整车成本比例 .26 图表 37： 2011-2020 年全球汽车电子市场规模（亿美元） .26 图表 38： 2022 年中国汽车电子的市场规模预测（十亿元） .27 图表 39： 2022 年中国新能源车用电子零组件市场规模（十亿元） .27 图表 40： 2022 年四种应用类别在汽车电子中的应用 .28 图表 41： ECU的组成结构 .28 图表 42： ECU的主要配置位置 .29 图表 43：全球主要 ECU企业及配套情况 .29 图表 44： 2022 年单车自动驾驶电子部件价值量预测 .30 图表 45： 2018-2025 年全球主要主机厂自动驾驶发展 .31 图表 46： 2018-2025 年全球主要系统集成商自动驾驶发展 .32 图表 47：自动驾驶汽车传感器市场预测 .33 图表 48：自动驾驶可触及的市场规模 .33 图表 49： 2016-2021 年中国 ADAS 与自动驾驶系统市场规模（亿元） .34 图表 50： 2015-2030 年自动驾驶汽车中的传感器模块市场 .34 图表 51： 2021 年中国毫米波雷达市场规模预测（亿元） .35 图表 52：摄像头、毫米波雷达及激光雷达对比 .35 图表 53： 2015 年汽车雷达主要厂家市场占有率 .36 行业深度研究 - 4 - 敬请参阅最后一页特别声明 图表 54： 2021 年中国大陆乘用车市场 ADAS 摄像头装车量预测（万颗） .37 图表 55： Mobileye 与 intel 的整合自动驾驶解决方案 .38 图表 56：车用前置摄像头市场规模预测（百万） .39 图表 57： 2015 年汽车摄像头模组供应商及份额 .39 图表 58：无人驾驶汽车的“三重”测距雷达及其优劣势 .39 图表 59：新能源电动车连接器应用位置 .40 图表 60：新能源电动车连接器市场规模预测（亿元） .41 图表 61：新能源车 HV 电气系统及 CAN 网络连接图 .41 图表 62： 2020 年中国大陆车载充电机市场规模（亿元） .42 图表 63：部分车载充电机企业及配套情况 .42 图表 64：高压直流继电器在电动汽车中的应用 .43 图表 65： 2020 年中国新能源电动车用高压继电器市场规模预测（亿元） .44 图表 66：电容器在电动汽车驱动系统中的应用 .44 图表 67：使电容更精密、更稳定、更可靠 .45 图表 68： 2020 年新能源汽车薄膜电容市场规模预测（亿元） .45 图表 69：联网汽车年销量呈指数级增长（万辆） .46 图表 70： 2030 年车联网总规模突破万亿 .46 图表 71： 5G V2X业务场景对通信的要求 .47 图表 72：车联网业务全景图 .47 图表 73：电子车牌 2018 年 起步，到 2022 年推广完成 .48 图表 74： DSRC 与 LTE-V 各有优劣 .49 图表 75：路测单元（ RSU）结构图 .49 图表 76：路测单元（ RSU）内部构造 .49 图表 77： 5G 相比 4G 是一次全方位升级 .49 图表 78： 3GPP 制定 C-V2X研究时间线 .50 图表 79：亚太各国规划的车联网频段 .50 图表 80： 5G-V2X业务需要 70MHz以上带宽 .50 图表 81：高通模式下 5G 车联网专利费 （亿美元） .51 图表 82：爱立信模式下 5G 车联网专利费（亿美元） .51 图表 83： C-V2X产业链中网络设备中期占比可达 40%以上 .51 图表 84：边缘计算在边缘提供网络切片和数据分析来支持智能汽车 .52 图表 85：边缘计算商业模式，合纵连横优势互补提升用户体验 .52 图表 86： T-BOX市场规模逐渐爬升， 2020 年渗透率达到 30% .53 图表 87：车联网产业链玩家举例（全球龙头） .54 图表 88：当前主流车型传感器配置 .55 图表 89：集成化是车载处理器的趋势之一 .55 图表 90：特斯拉 OTA 技术领先其他车企一个世代 .57 图表 91： 百度 Apollo 试验车配置图 .57 图表 92：全球及中国大陆智能汽车产业链全景 .58 行业深度研究 - 5 - 敬请参阅最后一页特别声明 一、 非联网人驾汽油到联网无人驾驶电动车的典范转移 三大行业 整合 趋势分析 半导体产业的三部曲驱动力：电动，无人驾驶和车联网 ： 我 们不认同主要市场研究机构对全球车用半导体于 2015-2020 复合成长率约 8-9%的预估 , 我们认为全球车用半导体市场于 2017-2025 年复合成长率应至少有 11 -13%（ 2-3% CAGR 来自于全球车市成长， 7-9%来自於每车芯片数目增长， 3% CAGR 来自于平均单价提升） , 远超过全球半导体市场复合成长率的 4-6%, 约占 2025 年全球半导体市场份额的 15%及 于 2030 年超过 20%。 十大车用半导体厂商可 能易主 ： 虽然全球汽车半导体产业，目前由传统的整合元件制造商（ IDM）掌控，但未来很难说，主要是因为先进辅助或无人驾驶系统兴起，人工智能，摄像，传感，雷达芯片公司的出现。像英伟达图形 处理器 （ Xavier ， Pegasus 320 ），谷歌 张量 处理器 (Tensor Processing Unit)，英特尔 Altera/Mobileye 的 CPU/FPGA/AI 解决方案，地平线 L3/L4 自动驾驶 (Matrix 1.0 平台，征程 2.0 芯片 ), 高通，联发科，华为海思的 5G 无线通信平台及毫米波雷达，索尼，豪威的传感器，博通及瑞昱的以太网络芯片，这些公司目前都排不上十大车用半导体厂商。 无人驾驶 /电动 /联网车对半导体的需求爆增 10 倍： 纯电动相比传统汽车新增的半导体成本中，功率器件占新增成本的 3/4，主要是厂商将驱动系统中的低压 MOSFET 转到高毛利的中高压的 MOSFET， IGBT 及碳化硅 ; 无人驾驶对雷达，摄像头，传感器及芯片的 3 倍增幅 ; 千倍的 3D视频数据的上传及云端的存储 , 学习 , 推断； 因无人驾驶车设备及云端建制成本高昂 (US$150,000 Waymo 车 ), 额外成本必须由广大消费者共同分摊费用较有利， 乘坐共享 , 公交服务业 , 产品运送的后勤支援业无人驾驶应会领先乘用车市场，而 Waymo/谷歌将主导出租车公交 vs. 英伟达引领乘用车市场 ；自动泊车、车道偏离检测、无人驾驶的带宽需求，及车内电线费用和重量的不断增加。为了让增加数倍的电子控制单元 (ECU)能彼此间快速地沟通 , 数倍的以太网路节点和转换器芯片需求便随之而来。 汽车电子 -站在时代的风口： 汽车智能化和电动化提高了汽车电子的需求，紧凑型车中电子成本占比仅为 15%，而纯电动车中，汽车电子成本占比高达 65%，随着新能源汽车更加智能，汽车电子成本占比仍将持续提升。受益于中国汽车产业的快速增长，中国汽车电子产业增长迅猛， 市场规模随着汽车智能化的逐步渗透不断提升 ，未来 5 年，汽车电子将保持快速增长态势，预测 2017 年至 2022 年的复合年增长率为 11.5%。新能源电动车对电子的需求更加明显，预测 2017 年至 2022 年的复合年增长率仍高达 42%。预计未来自动驾驶汽车将高速增长，中国 2017 年 ADAS 与自动驾驶市场规模约为 59 亿元，预计 2021 年将达到 426 亿元，年均增长率约为 67%。 透过引进人才，自主研发及外延并购加速国产化进程： 目前汽车电子领域，欧、美、日大厂仍占据核心地位，市场集中度较高，国内厂商尚处在起步阶段，目前正在通过引进人才，自主研发及外延并购等多种方式发展汽车电子业务。中国新能源电动车快速发展，也带动了汽车电子部件的国产化进程，目前在 PCB、高压连接器、继电器、充电机、薄膜电容领域国内厂商优势明显，国内景旺电子，中航光电，法拉电子未来将显著受益。 十年最大物联网领域投资机遇 车联网：未来，政策、技术、需求和资金共振，整体市场处于爆发前夜。中国已从战略、技术路径和体系 建设三个层面出台政策。 2020 年、 2025 年我国销售新车联网比率将分别达到 50%、80%（ 2016 年仅 30%左右），将诞生万亿 TAM 市场。 V2X 技术是自动驾驶方案的重要技术基石， 5G 的普及将为 V2X 技术落地提供网络基础。 ICT和 OEMs 巨头重金投入打造生态，未来竞争将是生态圈和生态圈的竞争。 车联网的“网”与“车” : 时间线上，我们认为 V2X 四种场景落地的顺序是：人（ V2P）道路侧（ V2I）网络侧（ V2N）智能汽车，道路侧的行业深度研究 - 6 - 敬请参阅最后一页特别声明 智能化改造将率先受益。以电子车牌为例，当前电子车牌正处于从试点到普及的进程中，未来几年内将快速普及 ,2022 年电子车牌总市场将达到 542亿元。网络层面，目前 V2X 有 LTE-V2X 和 DSRC 两条技术路径，我国主导 C-V2X 联盟。 2019 年起步，网络端是中期车联网最大投资机会，主要包括路测单元 RSU、符合车联网网络标准的通信基站和边缘数据中心等。从“车”的角度看，现阶段 T-BOX/OBD 前后装是建设重点。 V2X 的出现将引爆 Telematics 发展，预计渗透率会在 5G 规模商用前后爆发，预期2020 年新能源汽车前后 装渗透率达到 100%，汽油车 30%。 过去 5 年，全球汽车产业迎来了发展良机，产量由 2012 年的 8213 万辆增长至2017 年的 9704 万辆，未来几年，随着新兴市场国家汽车需求的持续增长， 消费者换新能源电动车及 L3-L5 自动驾驶车需求的不断扩大 ，我们 预期全球汽车市场仍将持续稳定增长。 根据中国信息产网预估从 2018 到 2022 年，全球汽车销量年均复合增长率约为 3.2%，并 预计 2022 年，全球汽车销量将增加至 1.14亿 辆 。我们预估到 2025 年， 全球汽车销量将增加至 1.2 亿 辆 以上。 图表 1： 2022 年全球汽车产量预测（万辆） 来源：中国信息产网、国金证券研究所 而这 5 年，中国汽车产业快速发展，产量由 2012 年的 1930 万辆增长至 2017年的 2900 万辆，年复合增长率为 8.5%，已发展成为全球最大的汽车制造国和消费国， 2017 年约占全球产出量的 29.8%。 预计至 2022 年，中国汽车产量将增长至 3970 万辆，约占全球产量的 36.6%， 2017 年至 2022 年复合增长率为6.5%。 国金证券 创新技术 行业深度研究 - 7 - 敬请参阅最后一页特别声明 图表 2： 2022 年中国乘用车及商用车产量预测（百万辆） 来源：中国汽车工业协会、国金证券研究所 受益于中国大陆及全球政府政策支持及大力的销售补助， 国金新能源汽车张帅研究团队 预估 全球 及中国新能源电动车的销量将以每年 31-32%的复合成长率成长，并带动其相关半导体，电子，电池产业链，全球新能源电动车将于2025 年达到全球 11-14%汽车销量的市场份额，而 ABI 则预估至 2025 年， L3-L5 自动驾驶车将达到八百万销量，于 2025 年达到全球 6%汽车销量的市场份额。最后是中国汽车工程学会预估中国联网汽车于 2025 年将达 2800 万销量或占 我国销售新车联网比率 的 82%（ 2018 年仅 38%左右），除了互联网造车势力推动外，传统车厂也在大力推动汽车联网化 。举例而言， 上汽通用承诺公司2020 年生产的汽车将达到 100%联网；福特则多次公开表示计划 2019 年北美和中国新车达到 100%联网率， 2020 年全球新车 90%联网率。 法国 /英国宣布于 2040 年起全面禁止销售汽、柴油车 ; 荷兰 /挪威于 2025 年起禁止销售燃油汽车 ; 德国 /印度于 2030 年后禁止 法国宝狮 Peugeot 指出于 2019 2021 年拟发表 7 款油电混合车和 5 款电动车 德国 BMW 承诺于 2025 年前推出 25 款全新电动车和油电混合车 德国 Benz 规画于 2022 年以前所有车款都会提供电动车版本 福斯 VW 将销售 3mn EV 在 2025 年前 ;2025 年前推 50款 EV, 30 款油电混合车 美国 GM 于 2023 年前推 20 款 全电动车 日本 Toyota (Panasonic) 车销量在 2030 为电动 ; Honda 将 2/3 车款在 2030 转为电动 韩国 Hyundai/Kia 将于 2025 年会有 14 EV 车款 （ vs. 2 车款 in 2018） Volvo/中国吉利 : 2019 年生产车款全面配备电动引擎 ,仅贩售电动车及混合电动车 行业深度研究 - 8 - 敬请参阅最后一页特别声明 图表 3：全球及中国新能源电动车， L3-5 自动驾驶车销量及占比 来源： ABI， 国金 证券 研究 所 二、 电动 ，无人 驾驶 ，车联网对半导体产业的三部曲驱动力 未来半导体产业多样化的动能无虞 , 亿物联网遍地开花的长期成长趋势不变 , 但以份额而言 , 我们认为汽油引擎车转马达电动车 ，接着是 有人驾驶转 4/5 级无人驾驶车 ，最后是非联网车转成无线 /有线高速车联网，这三部曲驱动力 对 全球半 导体 ，电子，通信 产业未来二十 年将 产生重大影响 , 因此 我们不认同 IHS and Strategy Analytics 对全球车用半导体于 2015-2020 复合成长率约 8-9%的预估 , 我们认为全球车用半导体市场于 2017-2025 年复合成长率应 至少 有 11-13%, 远超过全球半导体市场在同时间的复合成长率的 4-6%, 约占全球半导体市场 (包括记忆体部分 ) 的份额在 2025 年达到 15% (2017s 10%)，并于 2030 年超过20%, 而中国车用半导体市场因中国及国际大厂主导全球马达电动车和车用电池 (依据国金新能源汽车张帅研究团队的预估约有 7 百万辆新能源车在 2025 年于中国生产和销售 , 并有 32%的复合成长率及占了 约 48%的全球份额 ) 在中国的生产和销售 , 我们预估于 2017-2025 年中国车用半导体市场的复合成长率应有15%, 约占全球车用半导体市场的份额在 2025 年达到 26% (2017s 21%)。 图表 4： 全球和中国车用 IC 市场占全球半导体和全球车用 IC 份额 来源 : IHS, Strategy Analytics, Statista, 国金 证券研究所 全球汽车半导体目前由整合元件制造商（ IDM）掌控，但未来很难说 收购了飞思卡尔半导体 (Freescale Semicond