汽車(chē)電子產(chǎn)業(yè)研究：電動(dòng)化與智能化變革帶來(lái)的汽車(chē)電子投資機(jī)遇

1、汽車(chē)電子產(chǎn)業(yè)研究：電動(dòng)化與智能化變革帶來(lái)的汽車(chē)電子投資機(jī)遇1電動(dòng)化與智能化驅(qū)動(dòng)，汽車(chē)電子進(jìn)入創(chuàng)新成長(zhǎng)期1.1 政策與成本驅(qū)動(dòng)，加速全球汽車(chē)電動(dòng)化發(fā)展進(jìn)程全球碳中和與碳排政策影響，電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)加速發(fā)展。2016 年，巴黎協(xié) 定簽約國(guó)承諾制定碳排放減排目標(biāo)，在 2050-2100 年實(shí)現(xiàn)全球碳中和。2020 年，歐盟以立法形式明確到 2050 年歐洲實(shí)現(xiàn)碳中和。圍繞碳中 和目標(biāo)，全球主要國(guó)家地區(qū)在交通領(lǐng)域制定了明確的碳排發(fā)展規(guī)劃，歐洲采取 最為嚴(yán)格的汽車(chē)碳排政策，以 NEDC 標(biāo)準(zhǔn)（新歐洲循環(huán)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)）到 2030 年乘 用車(chē)碳排目標(biāo)達(dá)到 59 g/km。全球主要國(guó)家乘用車(chē)碳排政策與歐洲看齊，中國(guó)

2、 2025 年乘用車(chē)碳排目標(biāo)為 93.4g/km，美國(guó) 2026 年乘用車(chē)碳排目標(biāo) 108g/km， 日本 2030 年乘用車(chē)碳排目標(biāo) 73.5g/km。電動(dòng)車(chē)加速推廣有助于碳排目標(biāo)的最終實(shí)現(xiàn)。各類(lèi)型汽車(chē)車(chē)型中，ICE （傳統(tǒng)燃油車(chē)）碳排量為 120g/km，MHEV（輕度混動(dòng)電動(dòng)車(chē)）碳排量為 102g/km，F(xiàn)HEV（全混動(dòng)電動(dòng)車(chē)）碳排量為 84g/km，PHEV（插電混動(dòng)電動(dòng)車(chē)） 碳排量為 28g/km，BEV（純電動(dòng)汽車(chē)）碳排量 0g/km，輕混及以上電動(dòng)車(chē)全球 加速推廣將有助于全球碳中和與碳排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。鋰電池組成本持續(xù)下降，電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展將從依靠政策推動(dòng)轉(zhuǎn)換為成本優(yōu)勢(shì) 推動(dòng)。鋰電池組價(jià)

3、格在 2010 年超過(guò) 1100 美元/千瓦時(shí)，到 2020 年下降到 137 美元/千瓦時(shí)，十年時(shí)間降幅高達(dá) 89%。根據(jù) BloombergNEF 預(yù)測(cè)，到 2023 年 鋰電池組價(jià)格有望降至 100 美元/千瓦時(shí)，屆時(shí)電動(dòng)車(chē)成本價(jià)格與同類(lèi)別燃油 車(chē)相同，汽車(chē)市場(chǎng)將發(fā)生顛覆性變化，鋰電成本優(yōu)勢(shì)成為推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的 主要因素，電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)滲透率將加速擴(kuò)大。電動(dòng)汽車(chē)滲透率在 2027 年有望超過(guò) 50%。在碳中和碳排政策與電池組成本 下降驅(qū)動(dòng)下，電動(dòng)車(chē)滲透率有望快速提升。IHS Markit 預(yù)測(cè)，到 2023 年輕混 及以上電動(dòng)車(chē)滲透率有望超過(guò) 25%，到 2027 年輕混及以上電動(dòng)車(chē)滲透

4、率有望 超過(guò) 50%，MHEV（輕混電動(dòng)車(chē)）和 BEV（純電動(dòng)汽車(chē)）增速最快，F(xiàn)HEV（全混 動(dòng)電動(dòng)車(chē)）和 PHEV（插電混動(dòng)電動(dòng)車(chē)）增速略低。部分國(guó)家地區(qū)積極部署本 國(guó)乘用電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)滲透率目標(biāo)，挪威有望在 2025 年實(shí)現(xiàn)全面電動(dòng)化目標(biāo)。1.2 智能化變革，自動(dòng)駕駛將改變出行市場(chǎng)格局汽車(chē)智能化帶來(lái)出行成本降低，將激活汽車(chē)出行市場(chǎng)新需求。從交通出行 發(fā)展歷史來(lái)看，鐵路、輪船、汽車(chē)、飛機(jī)的創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)了全球經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)性變化， 叫車(chē)服務(wù)平臺(tái)（Uber、滴滴）已經(jīng)在初步改變汽車(chē)出行市場(chǎng)，自動(dòng)駕駛即將對(duì) 全球出行和經(jīng)濟(jì)社會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。自動(dòng)駕駛將汽車(chē)?yán)寐侍嵘?，可大?降低點(diǎn)到點(diǎn)出行成本，促使汽車(chē)消費(fèi)行

5、為的根本性轉(zhuǎn)變。對(duì)于非駕駛?cè)巳海?疾人、老人、青少年）和低消費(fèi)人群將有機(jī)會(huì)獲得廉價(jià)、便捷的汽車(chē)出行服 務(wù)。根據(jù) ARK 預(yù)計(jì)，汽車(chē)自動(dòng)駕駛帶動(dòng)出行里程數(shù)急劇增長(zhǎng)，到 2035 年全球 車(chē)輛行駛里程將增長(zhǎng) 3 倍，達(dá)到年出行 45 萬(wàn)億英里。自動(dòng)駕駛汽車(chē)將規(guī)劃更 好的行車(chē)路線，在現(xiàn)有的交通基礎(chǔ)設(shè)施上實(shí)現(xiàn)更高的車(chē)輛吞吐量，車(chē)輛利用率 的提升也有助于降低對(duì)停車(chē)基礎(chǔ)設(shè)施的需求，從而帶來(lái)道路利用率的提升。汽車(chē)智能化改變出行市場(chǎng)格局，汽車(chē)出行服務(wù)將占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)權(quán)。參考手 機(jī)市場(chǎng)的智能化發(fā)展歷程，智能化降低了硬件在手機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈的價(jià)值量占比，軟 件及服務(wù)占據(jù)了手機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈的重要位置。隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的成熟，自動(dòng)

6、駕駛 出租車(chē)的使用率遠(yuǎn)高于私家車(chē)的利用率，汽車(chē)消費(fèi)市場(chǎng)從個(gè)人擁有汽車(chē)轉(zhuǎn)變?yōu)?叫車(chē)服務(wù)，從而壓低全球未來(lái)幾十年的汽車(chē)銷(xiāo)量。自動(dòng)駕駛技術(shù)帶來(lái)汽車(chē)電子 和汽車(chē)軟件價(jià)值量大幅提升，自動(dòng)駕駛移動(dòng)出行服務(wù)（MaaS，Mobility As A Service）市場(chǎng)將高速增長(zhǎng)，根據(jù) ARK 預(yù)計(jì)，到 2030 年自動(dòng)駕駛汽車(chē)銷(xiāo)售總額 將達(dá)到 9000 億美元，自動(dòng)駕駛出行服務(wù)市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò) 10 萬(wàn)億美元。隨著汽車(chē)智能化的成熟，智能駕駛艙人機(jī)交互場(chǎng)景得到極大的拓展。乘客 在自動(dòng)駕駛車(chē)輛中擁有更多的空閑時(shí)間，智能駕駛艙將帶來(lái)新的服務(wù)場(chǎng)景，人 機(jī)交互的方式將會(huì)進(jìn)一步提升，車(chē)空間服務(wù)的內(nèi)容發(fā)生根本性的變化，汽車(chē)從

7、 單一的出行工具轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芤苿?dòng)空間，產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值從車(chē)輛自身價(jià)值轉(zhuǎn)變?yōu)橐杂?戶服務(wù)價(jià)值為中心，車(chē)輛辦公、娛樂(lè)、生活發(fā)生根本性變革。自動(dòng)駕駛汽車(chē)滲透率將持續(xù)快速提升。汽車(chē)智能化已成為全球汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā) 展戰(zhàn)略方向，根據(jù) Strategy Analytics 預(yù)測(cè)，2020 年全球 L2 及以上智能汽 車(chē)滲透率 7%，到 2025 年達(dá)到 73%，L4 在 2030 年規(guī)模應(yīng)用，L5 在 2035 年規(guī)模 應(yīng)用。高工智能產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)計(jì)中國(guó)市場(chǎng)發(fā)展更快，到 2025 年 L3 滲透率為 20%，L4 開(kāi)始進(jìn)入市場(chǎng)。ARK 認(rèn)為中國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施相對(duì)較新，政府推動(dòng)新技術(shù)應(yīng) 用意愿更強(qiáng)，人口集中在城市地區(qū)，預(yù)計(jì)到 2

8、030 年中國(guó)將成為自動(dòng)駕駛服務(wù) 的最大市場(chǎng)。1.3 圍繞電動(dòng)化與智能化，汽車(chē)電子進(jìn)入創(chuàng)新成長(zhǎng)期電動(dòng)化與智能化成為汽車(chē)行業(yè)變革的發(fā)展方向。汽車(chē)行業(yè)百年發(fā)展形成了 以燃油動(dòng)力和機(jī)械硬件為中心的產(chǎn)業(yè)鏈格局，目前正在經(jīng)歷電動(dòng)化和智能化變 革。電動(dòng)化與智能化推動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈重構(gòu)，成為未來(lái)汽車(chē)行業(yè)發(fā)展變革的兩條 主線。電動(dòng)化路徑推動(dòng)燃油動(dòng)力向電力動(dòng)力轉(zhuǎn)變，車(chē)內(nèi)系統(tǒng)的能源供應(yīng)全面轉(zhuǎn) 換為電力能源。智能化路徑對(duì)機(jī)械硬件進(jìn)行顛覆性革命，轉(zhuǎn)變?yōu)橐约惺诫娮?電氣架構(gòu)、智能網(wǎng)聯(lián)和軟件 OTA（Over the Air，空中下載技術(shù)）的核心架 構(gòu)，形成了以自動(dòng)駕駛和智能駕駛艙為核心的服務(wù)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。電動(dòng)化已形成成熟的技

9、術(shù)路線和明晰的產(chǎn)業(yè)鏈競(jìng)爭(zhēng)格局，智能化尚處于行業(yè)早期，在自動(dòng)駕駛 和智能駕駛艙具有較大的發(fā)展?jié)摿蜋C(jī)遇。汽車(chē)電子成為電動(dòng)化與智能化變革的核心要素。電動(dòng)化帶來(lái)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng) 顛覆性變革，傳統(tǒng)燃油車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)所需的電子元器件需求下降，圍繞車(chē)載動(dòng)力電 池的控制管理，汽車(chē)電子成為電池動(dòng)力系統(tǒng)成功的關(guān)鍵，在電動(dòng)動(dòng)力總成和電 池管理系統(tǒng)控制方面發(fā)揮核心作用。智能化帶來(lái)汽車(chē)出行和車(chē)輛升級(jí)革命，依 靠汽車(chē)電子電氣架構(gòu)升級(jí)，高性能傳感器和高性能計(jì)算廣泛應(yīng)用，車(chē)輛由人類(lèi) 駕駛逐步進(jìn)入到自動(dòng)駕駛時(shí)代，數(shù)字化升級(jí)和智能網(wǎng)聯(lián)推動(dòng)駕駛艙智能化，軟 件 OTA 大幅降低汽車(chē)生產(chǎn)維護(hù)成本，汽車(chē)電子成為智能化時(shí)代軟件定義汽車(chē)的 硬件基

10、礎(chǔ)。羅蘭貝格預(yù)測(cè)，2019 年-2025 年汽車(chē)電子相關(guān)的 BOM（物料清單） 價(jià)值量將從 3130 美元/車(chē)提升到 7030 美元/車(chē)，其中電動(dòng)化 BOM 價(jià)值量提升 2235 美元/車(chē)，智能化 BOM 價(jià)值量提升 1665 美元/車(chē)。汽車(chē)電子進(jìn)入創(chuàng)新成長(zhǎng)周期，功率電子、高性能傳感器、高性能計(jì)算成為 成長(zhǎng)性最好的領(lǐng)域。電動(dòng)化智能化變革正在重塑傳統(tǒng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈格局，汽車(chē)電 子成為推動(dòng)變革的核心要素，功率電子、傳感器、計(jì)算芯片在電動(dòng)智能車(chē)各功 能模塊廣泛使用，汽車(chē)電子供應(yīng)鏈價(jià)值量大幅增長(zhǎng)。麥肯錫預(yù)計(jì)，2020-2030 年汽車(chē)電子市場(chǎng)規(guī)模從 2380 億美元增長(zhǎng)到 4690 億美元，復(fù)合年均增長(zhǎng)

11、7%， 汽車(chē)電子在整車(chē)價(jià)值量占比從 8%提升到 13%。受益于電動(dòng)化，功率電子成為汽 車(chē)能源管理的核心元器件，預(yù)計(jì)到 2030 年汽車(chē)功率電子市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 810 億美 元。受益于智能化自動(dòng)駕駛需求，高性能傳感器走向融合型解決方案，預(yù)計(jì)到 2030 年汽車(chē)傳感器市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到 630 億美元。2電動(dòng)化浪潮，電動(dòng)動(dòng)力總成全面崛起過(guò)去十年，全球汽車(chē)電動(dòng)化轉(zhuǎn)型取得了令人矚目的成就，電池技術(shù)的不斷 創(chuàng)新和電池成本的不斷下降帶動(dòng)全球電動(dòng)汽車(chē)滲透率快速提升。電動(dòng)汽車(chē)與燃 油車(chē)最大的區(qū)別在于動(dòng)力系統(tǒng)，燃油車(chē)采用發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱提供動(dòng)力，電動(dòng)車(chē) 采用電池、電機(jī)和電控系統(tǒng)提供動(dòng)力。電動(dòng)化時(shí)代，傳統(tǒng)燃油動(dòng)力總成系統(tǒng)被

12、淘汰，全新的電動(dòng)動(dòng)力總成系統(tǒng)相關(guān)的電子元器件需求大幅增長(zhǎng)。羅蘭貝格預(yù) 計(jì)，到 2025 年純電動(dòng)車(chē)對(duì)燃油動(dòng)力相關(guān)的電子元器件需求下降 395 美元/車(chē)， 電動(dòng)動(dòng)力總成相關(guān)的電子元器件需求增長(zhǎng) 1860 美元/車(chē)，電池管理相關(guān)的電子 元器件需求增長(zhǎng) 770 美元/車(chē)。2.1 電動(dòng)動(dòng)力總成是電動(dòng)汽車(chē)成功的關(guān)鍵與傳統(tǒng)汽車(chē)動(dòng)力總成系統(tǒng)相比，電動(dòng)動(dòng)力總成系統(tǒng)發(fā)生顛覆性的變化。電 動(dòng)動(dòng)力總成系統(tǒng)是電動(dòng)汽車(chē)的“心臟”，采用了電池管理系統(tǒng)（BMS）、逆變 器(Inverter)、直流/直流轉(zhuǎn)換器（DC-DC Converter）、車(chē)載充電器（OnBoard Charger）、電動(dòng)馬達(dá)（E-Motor）、動(dòng)力總

13、成控制器等新型的功能部 件。電池管理系統(tǒng)是車(chē)載電池的“大腦”，負(fù)責(zé)管理電池的充電放電，監(jiān)控電 池運(yùn)行狀態(tài)。逆變器將車(chē)載電池的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，用以驅(qū)動(dòng)控制電機(jī)的 運(yùn)轉(zhuǎn)，功能類(lèi)似于傳統(tǒng)汽車(chē)變速箱，為車(chē)輛提供完美的動(dòng)力供給。直流/直流 轉(zhuǎn)換器將車(chē)載電池的電壓進(jìn)行升壓或降壓，從而為電動(dòng)汽車(chē)各類(lèi)系統(tǒng)提供適合 的工作電源。車(chē)載充電系統(tǒng)將外部電源的交流電轉(zhuǎn)換成直流電壓，具有充電率 監(jiān)測(cè)和保護(hù)功能。隨著電動(dòng)汽車(chē)滲透率的提升，電動(dòng)動(dòng)力總成系統(tǒng)進(jìn)入快速成長(zhǎng)期。從無(wú)到 有，電池管理系統(tǒng)、逆變器、直流/直流轉(zhuǎn)換器、車(chē)載充電器成為成長(zhǎng)性最好 的細(xì)分領(lǐng)域。麥肯錫預(yù)計(jì)，2020-2030 年電動(dòng)動(dòng)力總成系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模從

14、200 億 美元增長(zhǎng)到 810 億美元，復(fù)合年均增長(zhǎng)率 15。其中，電池管理系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī) 模從 10 億美元到 60 億美元，復(fù)合年均增長(zhǎng)率 21；逆變器市場(chǎng)規(guī)模從 60 億 美元到 140 億美元，復(fù)合年均增長(zhǎng)率 9；直流/直流轉(zhuǎn)換器市場(chǎng)規(guī)模從 10 億 美元到 80 億美元，復(fù)合年均增長(zhǎng)率 20；車(chē)載充電器市場(chǎng)規(guī)模從 20 億美元 到 90 億美元，復(fù)合年均增長(zhǎng)率 16。逆變器是電動(dòng)動(dòng)力總成的“變速箱”，是動(dòng)力總成價(jià)值量最大的電氣組 件。逆變器用于直流電到交流電的轉(zhuǎn)換，常用于馬達(dá)、風(fēng)電、光伏、電動(dòng)車(chē)、 充電設(shè)施、鐵路等領(lǐng)域。電動(dòng)汽車(chē)逆變器實(shí)現(xiàn)智能調(diào)節(jié)幅值和頻率，通過(guò)頻率 控制電動(dòng)汽車(chē)的速度，

15、通過(guò)幅值控制電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力大小。電動(dòng)汽車(chē)逆變器工 作功率在 20-100KW 范圍，開(kāi)關(guān)電壓在 200-800V 范圍，電流在數(shù)百安培。逆變 器工作功率較高，對(duì)高端功率半導(dǎo)體元器件需求較大。根據(jù) Yole 預(yù)計(jì)，2018- 2024 年逆變器市場(chǎng)規(guī)模從 530 億美元增長(zhǎng)到 720 億美元，復(fù)合年均增長(zhǎng)率 5.3%，車(chē)用逆變器增速遠(yuǎn)高于逆變器行業(yè)平均增速。電動(dòng)汽車(chē)逆變器市場(chǎng)的主 要參與者包括大陸集團(tuán)、博世、電裝、三菱電機(jī)、特斯拉、大眾、豐田、東 芝、日立等公司，中國(guó)公司主要有比亞迪和中國(guó)中車(chē)。直流/直流轉(zhuǎn)換器為各系統(tǒng)提供電壓轉(zhuǎn)換，是增速最快的細(xì)分領(lǐng)域之一。 直流/直流轉(zhuǎn)換器包括降壓型（BUCK

16、）、升壓型（BOOST）和升降壓型（BUCKBOOST）。降壓轉(zhuǎn)換器是電動(dòng)車(chē)應(yīng)用最廣泛的轉(zhuǎn)換器，將 200-800V 高壓直流電 源轉(zhuǎn)換成低壓直流電源（48V 或 12V），為大燈、車(chē)內(nèi)燈、雨刷、車(chē)窗電機(jī)、風(fēng)扇、泵等系統(tǒng)供電。升壓轉(zhuǎn)換器主要用于混動(dòng)汽車(chē)和燃料電池汽車(chē)的電壓升 壓。升壓和降壓通常是單向轉(zhuǎn)換，在混動(dòng)汽車(chē)等一些應(yīng)用中也有雙向的升降壓 轉(zhuǎn)換器，可將電源從 12V 低壓提升到 48V 或更高電壓，從而幫助啟動(dòng)備用電 源。根據(jù)麥肯錫預(yù)計(jì)，2020-2030 年汽車(chē)直流/直流轉(zhuǎn)換器市場(chǎng)從 10 億美元增 長(zhǎng)到 80 億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率為 20。直流/直流轉(zhuǎn)換器市場(chǎng)的主要參與者 包括 TDK

17、、電裝、大陸集團(tuán)、豐田、海拉、博世、德?tīng)柛５?。?chē)載充電器用于交流充電樁的充電轉(zhuǎn)換。采用交流充電樁充電時(shí)，車(chē)載充 電器用于將外部交流電轉(zhuǎn)換成直流電，采用直流充電樁充電時(shí)則無(wú)需使用車(chē)載 充電器。車(chē)載充電器依據(jù)電池管理系統(tǒng)提供的電池傳感數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)充電電 流或電壓參數(shù)，執(zhí)行相應(yīng)的充電動(dòng)作。車(chē)載充電器由電源功率組件和充電控制 主板兩部分組成：電源功率組件主要作用是接收交流輸入電源，通過(guò)整流器將 交流輸入電源轉(zhuǎn)換為高電壓直流；充電控制主板主要是對(duì)電源進(jìn)行控制、監(jiān) 測(cè)、計(jì)算、修正、保護(hù)以及網(wǎng)絡(luò)通信等功能，是車(chē)載充電系統(tǒng)的控制大腦。聯(lián) 合市場(chǎng)研究（AMR）預(yù)計(jì)，2019-2027 年全球電動(dòng)車(chē)載充電器市場(chǎng)

18、從 21.5 億美 元增長(zhǎng)到 108.2 億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率為 22.4。車(chē)載充電器市場(chǎng)的主要參 與者包括比亞迪、特斯拉、英飛凌、松下、德?tīng)柛！G、豐田、意法半導(dǎo)體 等。2.2 電池管理系統(tǒng)是電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的“大腦”動(dòng)力電池的性能直接影響電動(dòng)汽車(chē)的性能和成本，電池管理系統(tǒng)（BMS） 是動(dòng)力電池性能提升的重要系統(tǒng)，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的替代進(jìn)程具有重要的影響。電 池管理系統(tǒng)直接影響電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程、充電時(shí)長(zhǎng)和電池安全這些痛點(diǎn)問(wèn) 題。電池管理系統(tǒng)是電動(dòng)汽車(chē)電控的核心部件，用于動(dòng)力電池的實(shí)時(shí)監(jiān)控和故 障診斷，主要功能包括電池控制管理、電池狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、電池狀態(tài)分析、電池安全分析、電池信息管理等，確保電

19、池組安全可靠的運(yùn)行。電池控制管理包 括電池充電、放電和均衡控制管理，使電池組中各個(gè)電池都達(dá)到均衡一致的狀 態(tài)。電池狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)包括電流、電壓和溫度檢測(cè)，通過(guò)實(shí)時(shí)采集動(dòng)力電池組 中電池的端電壓和溫度、充放電電流及電池包電壓，防止電池發(fā)生過(guò)充電或過(guò) 放電現(xiàn)象。電池狀態(tài)分析主要包括電池荷電狀態(tài)估算、電池健康狀態(tài)評(píng)估，通 過(guò)估測(cè)動(dòng)力電池組的荷電狀態(tài)，防止由于過(guò)充電或過(guò)放電對(duì)電池的損傷，從而 隨時(shí)預(yù)報(bào)混合動(dòng)力汽車(chē)儲(chǔ)能電池還剩余多少能量或者儲(chǔ)能電池的荷電狀態(tài)。電 池安全分析包括過(guò)熱、過(guò)壓、過(guò)流動(dòng)保護(hù)。電池信息管理包括電池信息顯示、 系統(tǒng)內(nèi)外交互和歷史信息存儲(chǔ)。隨著電動(dòng)汽車(chē)滲透率提升，電池管理系統(tǒng)市場(chǎng)具有長(zhǎng)

20、期增長(zhǎng)潛力。電池管 理系統(tǒng)通過(guò)一系列的傳感器、微控制器和功率電子實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力電池的控制管 理。電池管理系統(tǒng)涵蓋多種類(lèi)型汽車(chē)電子芯片，包括多通道電池監(jiān)控與平衡芯 片、無(wú)線控制芯片、電源管理芯片、總線收發(fā)器、微控制器、存儲(chǔ)器、功率 MOSFET、壓力傳感器、氣體傳感器、電流傳感器、安全芯片、電機(jī)控制芯片 等。根據(jù) Infineon 測(cè)算，48V 電池管理系統(tǒng)的芯片 BOM 價(jià)值在 30-70 美元/ 車(chē)，高電壓電池管理系統(tǒng)的芯片 BOM 價(jià)值在 50-160 美元/車(chē)。根據(jù) Yole 預(yù) 計(jì)，2019-2025 年全球電動(dòng)車(chē)電池管理系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模從 20 億美元增長(zhǎng)到 110 億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率為

21、33。電池管理系統(tǒng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，上下游企業(yè)積極進(jìn)入電池管理系統(tǒng)市 場(chǎng)。電池管理系統(tǒng)主要供應(yīng)商包括英飛凌、恩智浦、德州儀器、意法半導(dǎo)體、 瑞薩、均勝電子等。中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)集成商主要有三類(lèi)：1、動(dòng)力 電池企業(yè)，國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池企業(yè)大多是“BMS+PACK”模式，掌握了電芯到電池包 的整套核心技術(shù)，具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，代表企業(yè)有寧德時(shí)代、比亞迪；2、整車(chē)企業(yè)，整車(chē)企業(yè)一般通過(guò)兼并購(gòu)、戰(zhàn)略合作等方面進(jìn)入電池管理系統(tǒng)，比 如比亞迪、長(zhǎng)安汽車(chē)、北汽新能源等；3、專(zhuān)業(yè)第三方電池管理系統(tǒng)集成企 業(yè)，目前這類(lèi)企業(yè)參與者眾多，但技術(shù)相差較大，比如上海捷能、電裝電子、 均勝電子等。3智能化創(chuàng)新，自動(dòng)駕駛與

22、智能駕駛艙迎來(lái)機(jī)遇智能化帶來(lái)汽車(chē)出行顛覆性革命，汽車(chē)駕駛由輔助駕駛逐步進(jìn)入到自動(dòng)駕 駛時(shí)代，駕駛艙智能化實(shí)現(xiàn)交通工具場(chǎng)景向智能出行場(chǎng)景的轉(zhuǎn)變，出行服務(wù)將 占據(jù)汽車(chē)市場(chǎng)主導(dǎo)權(quán)。汽車(chē)智能化創(chuàng)新需要依托于電子電氣架構(gòu)革命和智能網(wǎng) 聯(lián)升級(jí)，電子電氣架構(gòu)從分布式、域集中式向車(chē)云集中式演進(jìn)，智能網(wǎng)聯(lián)實(shí)現(xiàn) 車(chē)輛內(nèi)部交互、人車(chē)交互、車(chē)云交互方式的轉(zhuǎn)變。羅蘭貝格預(yù)計(jì)，到 2025 年 自動(dòng)駕駛相關(guān)的電子元器件增長(zhǎng) 850 美元/車(chē)，信息娛樂(lè)相關(guān)的電子元器件增 長(zhǎng) 140 美元/車(chē)，新型電子電氣架構(gòu)相關(guān)的電子元器件增長(zhǎng) 510 美元/車(chē)，智能 網(wǎng)聯(lián)相關(guān)的電子元器件增長(zhǎng) 90 美元/車(chē)。3.1 自動(dòng)駕駛帶來(lái)汽車(chē)出行

23、顛覆性革命自動(dòng)駕駛汽車(chē)是一種通過(guò)電腦系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛的智能汽車(chē)。自動(dòng)駕駛依 靠人工智能、視覺(jué)計(jì)算、雷達(dá)、監(jiān)控裝置和全球定位系統(tǒng)協(xié)同合作，讓電腦可 以在沒(méi)有任何人類(lèi)主動(dòng)的操作下，自動(dòng)安全地操作機(jī)動(dòng)車(chē)輛。國(guó)際汽車(chē)工程師 學(xué)會(huì)（SAE International）是當(dāng)今汽車(chē)行業(yè)的頂級(jí)標(biāo)準(zhǔn)制定組織，全球公認(rèn) 的自動(dòng)駕駛分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)由 SAE 制定。按照 SAE 的分級(jí)，自動(dòng)駕駛技術(shù)分為 L0-L5 共六個(gè)等級(jí)，L0 代表沒(méi)有自動(dòng)駕駛加入的傳統(tǒng)人類(lèi)駕駛，L1-L2 需要人類(lèi)駕駛 員監(jiān)控駕駛環(huán)境，L3-L5 是真正意義的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)監(jiān)控駕駛環(huán)境。其中，L1 級(jí)別由駕駛員駕駛車(chē)輛，出現(xiàn)了自適應(yīng)巡航等輔助駕駛功能

24、，駕駛員手不得離 開(kāi)方向盤(pán)，眼不得離開(kāi)周?chē)窙r。L2 級(jí)別由駕駛員駕駛車(chē)輛，系統(tǒng)可短暫接 管一些駕駛，駕駛員眼和手可短暫獲得休息，但是仍需隨時(shí)接管駕駛?cè)蝿?wù)。 L0-L2 可以認(rèn)為是高級(jí)輔助駕駛（ADAS），L3 可以認(rèn)為是完全自動(dòng)駕駛（AD） 的開(kāi)端，系統(tǒng)完成全部的駕駛操作，駕駛員可以將手離開(kāi)方向盤(pán)，腳離開(kāi)踏 板，但是仍要隨時(shí)接管駕駛。L4 級(jí)別是真正意義上的自動(dòng)駕駛，不需要駕駛 員隨時(shí)接管和干預(yù)。L5 級(jí)別是自動(dòng)駕駛的終極目標(biāo)。全球主流車(chē)企均在加快整車(chē)自動(dòng)駕駛的普及速度。輔助駕駛是自動(dòng)駕駛的 初級(jí)階段，按照 SAE 標(biāo)準(zhǔn)處于 L1/L2 水平，目前銷(xiāo)售的商用車(chē)主要是 L1/L2 低 級(jí)自動(dòng)駕

25、駛。進(jìn)入到 2020 年以來(lái)，自動(dòng)駕駛進(jìn)程加快，全球主要車(chē)企陸續(xù)推 出支持 L3 級(jí)別的產(chǎn)品，并推出各自 L4 級(jí)別技術(shù)路線圖，以特斯拉為代表的自 動(dòng)駕駛領(lǐng)先者率先進(jìn)入到 L4 級(jí)別，小鵬是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的自動(dòng)駕駛車(chē)企。隨著 L4/L5 自動(dòng)駕駛的普及，汽車(chē)的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性方面發(fā)生了突破性的變化，汽 車(chē)銷(xiāo)售和服務(wù)市場(chǎng)發(fā)生根本性變化。隨著自動(dòng)駕駛汽車(chē)的共享程度提升，出租 車(chē)變得更便宜、更便捷，租車(chē)服務(wù)市場(chǎng)快速擴(kuò)張，汽車(chē)銷(xiāo)售市場(chǎng)規(guī)模下降自動(dòng)駕駛基于感知層、決策層、執(zhí)行層三大系統(tǒng)構(gòu)建。感知層負(fù)責(zé)采集車(chē) 輛信息和駕駛環(huán)境信息，感知層傳感器包括攝像頭、毫米波雷達(dá)、超聲波雷 達(dá)、激光雷達(dá)、GNSS 芯片等。決策

26、層負(fù)責(zé)對(duì)各類(lèi)車(chē)輛傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行分析， 結(jié)合導(dǎo)航儀地圖數(shù)據(jù)，利用相關(guān)算法進(jìn)行計(jì)算并決策，決策層主要包括自動(dòng)駕 駛算法和硬件算力，其中算法是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛技術(shù)演進(jìn)的關(guān)鍵。目前，主流車(chē) 企自動(dòng)駕駛核心算法路線不同，有基于視覺(jué)的圖形識(shí)別技術(shù)路線（特斯拉）， 也有基于激光雷達(dá)技術(shù)路線，自動(dòng)駕駛硬件以高性能算力芯片為未來(lái)發(fā)展方 向。執(zhí)行層主要負(fù)責(zé)將決策結(jié)果落實(shí)到驅(qū)動(dòng)、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)等硬件的操作。傳感器融合、超強(qiáng)算力、算法融合成為自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)展的方向。未來(lái)具 有自動(dòng)駕駛功能的智能汽車(chē)主要遵循硬件優(yōu)先發(fā)展，軟件算法逐步升級(jí)的方 式，結(jié)合智能網(wǎng)聯(lián)最終實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的無(wú)人駕駛。傳感器應(yīng)用以早期的攝像頭、激 光雷達(dá)的性能提升

27、和數(shù)量增長(zhǎng)向傳感器融合方向發(fā)展；自動(dòng)駕駛芯片由 GPU/FPGA 向 VPU 等更高性能算力發(fā)展；自動(dòng)駕駛算法由深度學(xué)習(xí)視覺(jué)算法、 增強(qiáng)型學(xué)習(xí)決策算法到算法融合發(fā)展。自動(dòng)駕駛技術(shù)最終向著傳感器、算力、 算法的多融合方向發(fā)展。3.2 智能駕駛艙實(shí)現(xiàn)交通工具向智能出行空間的場(chǎng)景轉(zhuǎn)變?cè)诩惺诫娮与姎饧軜?gòu)和智能網(wǎng)聯(lián)平臺(tái)上，智能駕駛艙可更加便捷的嘗試 構(gòu)建各種出行場(chǎng)景服務(wù)。駕駛艙由簡(jiǎn)單的控制信息娛樂(lè)系統(tǒng)向數(shù)字智能駕駛艙 演進(jìn)，在集中式電子電氣架構(gòu)和智能網(wǎng)聯(lián)平臺(tái)之上，融合了車(chē)載信息娛樂(lè)系 統(tǒng)、駕駛信息顯示系統(tǒng)、多屏互動(dòng)顯示終端、車(chē)身信息與控制等系統(tǒng)，打造以 人為中心的智能出行空間，提供智能、高效、安全的駕

28、駛體驗(yàn)。智能駕駛艙仍 處于早期階段，通過(guò)整合座艙電子功能，以用戶極致交互體驗(yàn)為中心，實(shí)現(xiàn)更 好更快地響應(yīng)各種車(chē)空間服務(wù)需求。智能駕駛艙提供顯示、交互、空間等極致體驗(yàn)。在數(shù)字化顯示方面，智能 駕駛艙將車(chē)輛狀態(tài)、行駛狀態(tài)、路況環(huán)境等重要行車(chē)信息以更直觀的方式呈現(xiàn)給駕駛員和成員。在人車(chē)交互方面，支持磁觸感旋鈕、手勢(shì)識(shí)別、主被動(dòng)力反 饋、手寫(xiě)輸入和聲音控制等多模式的人車(chē)交互方式，既能豐富駕乘體驗(yàn)，又能 保障行車(chē)安全，交互變得更智能便捷。在智能空間方面，采用駕駛方向盤(pán)智能 伸縮，提供更大的休息和娛樂(lè)空間。在車(chē)載娛樂(lè)方面，結(jié)合車(chē)聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián) 網(wǎng)云端應(yīng)用，提供多元化工作辦公、娛樂(lè)休閑、網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物等功能。智能

29、駕駛艙從覆蓋高端車(chē)型轉(zhuǎn)向所有車(chē)型標(biāo)配。智能駕駛艙尚無(wú)統(tǒng)一行業(yè) 標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)架構(gòu)和應(yīng)用場(chǎng)景呈多樣化和差異化發(fā)展，仍處于早期發(fā)展?fàn)顟B(tài)。目 前智能駕駛艙主要覆蓋高端車(chē)型，隨著汽車(chē)數(shù)字化程度的提高，智能駕駛艙滲 透率將不斷提高，未來(lái)將成為所有汽車(chē)的標(biāo)配解決方案。根據(jù) ICVTank 預(yù)測(cè)， 2019-2022 年全球智能駕駛艙市場(chǎng)規(guī)模從 364 億美元增長(zhǎng)到 461 億美元，年均 復(fù)合增長(zhǎng)率 8%。預(yù)計(jì)到 2025 年，汽車(chē)中控屏、全液晶儀表、流媒體中央后視 鏡、HUD 抬頭顯示的滲透率將分別達(dá)到 100%、70%、30%和 30%。智能駕駛艙上 游芯片供應(yīng)商主要包括英飛凌、恩智浦、瑞薩等，中游供應(yīng)商主

30、要包括大陸、 博世、偉世通、松下、三星等，國(guó)內(nèi)主要供應(yīng)商包括均勝電子、德賽西威。3.3 適應(yīng)智能化變革需求，電子電氣架構(gòu)向集中式演進(jìn)電子電氣架構(gòu)是汽車(chē)電子電氣系統(tǒng)的頂層設(shè)計(jì)。隨著汽車(chē)電子電氣系統(tǒng)變 得越來(lái)越復(fù)雜，電子電氣成本越來(lái)越高，電子電氣架構(gòu)（EEA，Electronic & Electrical Architecture）概念應(yīng)運(yùn)而生，取代傳統(tǒng)的原始線束設(shè)計(jì)，采用 基于平臺(tái)化規(guī)劃，將硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng)有機(jī)的集成一體化，對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)、信 息娛樂(lè)、底盤(pán)車(chē)身等功能進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)并不斷優(yōu)化，得到最優(yōu)的電子電氣解決 方案。自從德?tīng)柛Ｊ状翁岢鲭娮与姎饧軜?gòu)概念以來(lái)，汽車(chē)電子電氣架構(gòu)發(fā)展突 飛猛進(jìn)得到廣泛應(yīng)

31、用。傳統(tǒng)電子電氣架構(gòu)已無(wú)法滿足汽車(chē)智能化變革的需要。傳統(tǒng)電子電氣架構(gòu) 采用分布式控制策略，可以最大程度地利用已有的軟硬件資源和成熟的技術(shù)方案，從而有效地降低研發(fā)成本，縮短開(kāi)發(fā)周期。隨著智能化快速發(fā)展，新功能 需求激增，基于線束設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)分布式電子電氣架構(gòu)無(wú)法滿足智能化的需求： 1）新增功能帶來(lái)車(chē)身重量與成本快速上升。智能化需要添加新功能時(shí)，需要 添加對(duì)應(yīng)的電子控制單元和線束布線，新功能的不斷增加帶來(lái)車(chē)身重量、空間 和功耗開(kāi)銷(xiāo)快速增加；2）算力分散和冗余不足。智能化增加的各功能模塊均 需配備算力資源，傳統(tǒng)分布式架構(gòu)帶來(lái)算力分散和投入成本上升，而不同模塊 算力又無(wú)法冗余備份。3）維護(hù)成本高，無(wú)法實(shí)

32、現(xiàn) OTA。傳統(tǒng)分布式架構(gòu)下功 能模塊繁多分散，難以滿足 OTA 硬軟件解耦要求，車(chē)輛故障排查難度高，維修 召回成本巨大。新一代電子電氣架構(gòu)構(gòu)建底層硬件集中式平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)軟件 OTA 和智能化 應(yīng)用為目標(biāo)。智能化變革對(duì)電子電氣架構(gòu)提出重大挑戰(zhàn)，三電系統(tǒng)增加了電子 電氣架構(gòu)的復(fù)雜程度，自動(dòng)駕駛需要采集和處理大量的傳感器數(shù)據(jù)，軟件 OTA 需要實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和智能網(wǎng)聯(lián)。特斯拉、大眾、奧迪、比亞迪等公司均提出新一 代向集中式發(fā)展的電子電氣架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)更大區(qū)域的底層硬件功能整合，以構(gòu)建 整車(chē)計(jì)算平臺(tái)和通信架構(gòu)。2017 年，博世提出了三個(gè)階段六個(gè)步驟的電子電 氣架構(gòu)演進(jìn)路線圖：階段一、分布式電子電氣架構(gòu)。在

33、模塊化階段，每個(gè)功能采用獨(dú)立的電子 控制單元（ECU）；在集成化階段，將多個(gè)功能集成到同一個(gè)電子控制單元。階段二、域集中式電子電氣架構(gòu)。在域集中階段，域內(nèi)多個(gè)功能采用同一 個(gè)域控制單元（DCU）；在域融合階段，采用跨域控制器控制不同域的功能。階段三、車(chē)輛集中式電子電氣架構(gòu)。在車(chē)融合階段，采用車(chē)載電腦集中控 制功能；在車(chē)云計(jì)算階段，采用云端運(yùn)行車(chē)輛功能模式。從時(shí)間軸看，目前大部分車(chē)企仍處于第一階段分布式架構(gòu)，2022 年開(kāi)始第 二階段域集中式架構(gòu)將逐步成為主流選擇，預(yù)計(jì)到 2025 年第三階段車(chē)輛集中 式架構(gòu)成為主流選擇。根據(jù)電子電氣架構(gòu)的進(jìn)展，將車(chē)企分為三個(gè)梯隊(duì)。第一梯隊(duì)以特斯拉為代 表，最接

34、近終極架構(gòu)，采用了區(qū)域集中理念，將整車(chē)控制根據(jù)區(qū)域分為三大板 塊，中央計(jì)算模塊（CCM）、左車(chē)身控制模塊（BCM LH）和右車(chē)身控制模塊 (BCM RH)。該架構(gòu)將自動(dòng)駕駛及智能座艙功能合并管理，由 CCM 模塊進(jìn)行三大 板塊的最終決策，而且該方案采用位置就近原則統(tǒng)一管理線束，能夠大幅降低 成本并提升安全性。第二梯隊(duì)是以大眾為代表，采用跨域集中式的 MEB 架構(gòu)，整體處于功能域 階段。其中大眾 ID.3 是 MEB 平臺(tái)第一款產(chǎn)品，將整車(chē)控制劃分為車(chē)身控制域 （ICAS1）、智能駕駛域（ICAS2）和智能座艙域（ICAS3），將算力需求較低 的動(dòng)力、底盤(pán)、車(chē)身合并為車(chē)身控制域，單獨(dú)管理自動(dòng)駕駛

35、及智能座艙功能。 該梯隊(duì)其他車(chē)企采用集成度更低的架構(gòu)，劃分方法分為自動(dòng)駕駛域、動(dòng)力域、 底盤(pán)域、座艙域和車(chē)身域，新架構(gòu)車(chē)型將在 2021 年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。第三梯隊(duì)由大部分傳統(tǒng)車(chē)企組成，初步實(shí)現(xiàn)部分電子電氣功能的集成，但 整體仍處于分布式架構(gòu)階段。隨著汽車(chē)行業(yè)智能化變革驅(qū)動(dòng)，該梯隊(duì)企業(yè)的電 子電氣架構(gòu)升級(jí)已經(jīng)勢(shì)不可擋。3.4 以太網(wǎng)通信成為發(fā)展方向，智能網(wǎng)聯(lián)實(shí)現(xiàn)車(chē)內(nèi)外智能交互智能化需求推動(dòng)車(chē)載通信網(wǎng)絡(luò)變革，以太網(wǎng)將成為汽車(chē)通信發(fā)展方向。車(chē) 載通信網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)車(chē)載電腦、傳感器、控制器、執(zhí)行器之間的數(shù)據(jù)通信，智能化 對(duì)車(chē)載通信網(wǎng)絡(luò)的速率、時(shí)延、成本、擴(kuò)展性等提出了更高的要求，傳統(tǒng)車(chē)載 通信技術(shù)方案 CAN（

36、Controller area network，控制器局域網(wǎng)）、LIN （Local internet network，局域互聯(lián)網(wǎng)）、MOST（Media oriented systems transport，多媒體定向系統(tǒng)傳輸）等難以應(yīng)對(duì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的新需求，以自動(dòng) 駕駛傳感器為例，傳感器數(shù)據(jù)量對(duì)帶寬的需求達(dá)到 10Gbps 以上。汽車(chē)以太網(wǎng) 具有高帶寬、成本低、軟硬件解耦、互聯(lián)協(xié)議兼容的優(yōu)勢(shì)，可以支持智能化通 信日益增長(zhǎng)的需求，更好地支持新型電子電氣架構(gòu)的持續(xù)演進(jìn)?；谲?chē)載以太網(wǎng)和車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，智能網(wǎng)聯(lián)實(shí)現(xiàn)車(chē)內(nèi)外智能交互。智能網(wǎng)聯(lián) 通過(guò)車(chē)載以太網(wǎng)與車(chē)聯(lián)網(wǎng)有機(jī)結(jié)合，融合現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)人車(chē)

37、智能交 互、車(chē)內(nèi)機(jī)器智能互聯(lián)、車(chē)外智慧城市信息互聯(lián)。人車(chē)智能交互從傳統(tǒng)手工操 控向 3D 感知和智能 AI 語(yǔ)音交互，車(chē)輛與用戶交互從被動(dòng)反饋模式逐步轉(zhuǎn)變?yōu)?主動(dòng)交流模式。車(chē)內(nèi)互聯(lián)通過(guò)以太網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)共享，用戶界面從單 一界面功能到多屏聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)功能互聯(lián)互動(dòng)。車(chē)外互聯(lián)采用 V2X 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車(chē) 輛與智慧城市信息互聯(lián)，將智慧城市商業(yè)服務(wù)集成到車(chē)空間，實(shí)現(xiàn)安全高效的 出行服務(wù)。智能網(wǎng)聯(lián)市場(chǎng)具有長(zhǎng)期增長(zhǎng)潛力。隨著汽車(chē)智能化的快速發(fā)展，智能網(wǎng)聯(lián) 成為未來(lái)汽車(chē)必備的基礎(chǔ)功能，智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)滲透率將不斷提升，具有廣闊的 市場(chǎng)發(fā)展空間。根據(jù) MarketsandMarkets 預(yù)計(jì)，2017-2025

38、 年全球智能網(wǎng)聯(lián)市 場(chǎng)規(guī)模從 58 億美元增長(zhǎng)到 199 億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率為 16.7。智能網(wǎng)聯(lián)市 場(chǎng)參與者主要有 Bosch、Toshiba、TI、NXP、 Renesas 等，中國(guó)企業(yè)包括華 為、均勝電子等。新一代通信技術(shù)的發(fā)展對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)起到推動(dòng)作用。得益于完善的通信基礎(chǔ) 設(shè)施，2019 年中國(guó)車(chē)載網(wǎng)絡(luò)已全部升級(jí)到 4G 網(wǎng)絡(luò)，而全球其他發(fā)達(dá)市場(chǎng)仍然 有一定比例使用 3G 網(wǎng)絡(luò)。目前中國(guó)加速了 5G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和 5G 應(yīng)用推廣速度， 中國(guó)市場(chǎng)成為第一個(gè)將 5G 應(yīng)用于智能網(wǎng)聯(lián)的地區(qū)。根據(jù) IHS Markit 預(yù)計(jì)， 2020-2025 年全球市場(chǎng)搭載智能網(wǎng)聯(lián)功能新車(chē)的滲透率從 45%

39、增長(zhǎng)到 60%，預(yù) 計(jì)到 2025 年中國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)新車(chē)接近 2000 萬(wàn)輛，市場(chǎng)滲透率超過(guò) 75%，高于全 球市場(chǎng)的滲透率水平。4電動(dòng)化與智能化變革帶來(lái)汽車(chē)電子投資機(jī)遇電動(dòng)化智能化變革重塑傳統(tǒng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈，汽車(chē)電子成為推動(dòng)變革成功的核 心要素。電動(dòng)化帶來(lái)整車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)顛覆性革命，功率電子成為增速最高的細(xì)分 市場(chǎng)，高功率器件需求帶動(dòng)第三代半導(dǎo)體快速增長(zhǎng)。智能化帶來(lái)汽車(chē)電子電氣 架構(gòu)革命，零部件智能化帶動(dòng)微控制芯片需求快速增長(zhǎng)，自動(dòng)駕駛相關(guān)的傳感 器和高性能計(jì)算芯片迎來(lái)創(chuàng)新發(fā)展機(jī)遇。4.1 功率電子成為電動(dòng)化變革最受益的領(lǐng)域功率電子在電動(dòng)汽車(chē)中發(fā)揮著極其重要的作用。動(dòng)力總成系統(tǒng)包括電池管 理系統(tǒng)、逆變

40、器、直流/直流轉(zhuǎn)換器、車(chē)載充電器等功能組件，這些功能組件 都是由三類(lèi)電子元器件構(gòu)成：微控制器、功率電子和傳感器。微控制器是動(dòng)力 總成控制核心，傳感器用于動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控，功率電子是動(dòng)力總成系統(tǒng)中電 能轉(zhuǎn)化和電路控制執(zhí)行的核心。功率電子實(shí)現(xiàn)電壓、電流和頻率的轉(zhuǎn)換，在滿 足電動(dòng)車(chē)苛刻的功率密度要求方面中起著至關(guān)重要的作用。隨著電動(dòng)化進(jìn)程加速，功率電子的需求大幅增長(zhǎng)。功率電子是電動(dòng)汽車(chē)和 傳統(tǒng)燃油車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)差異的核心元器件，隨著電動(dòng)化滲透率的提升，功率電子 需求急劇增長(zhǎng)。從各類(lèi)型電子元器件 BOM 價(jià)值量變化來(lái)看，功率電子增長(zhǎng)最 快，價(jià)值量遠(yuǎn)超微控制器和傳感器。電動(dòng)化程度越高的電動(dòng)汽車(chē)對(duì)功率電子的

41、需求越大，根據(jù) IHS Markit 統(tǒng)計(jì)，2019 年輕度混動(dòng)的功率器件價(jià)值量 90 美 元/車(chē)，全混動(dòng)/插電混動(dòng)的功率器件價(jià)值量 305 美元/車(chē)，純電動(dòng)車(chē)的功率器 件價(jià)值量 350 美元/車(chē)。電動(dòng)汽車(chē)成為功率電子增長(zhǎng)的主要市場(chǎng)。功率電子在工業(yè)、消費(fèi)電子、計(jì) 算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信、汽車(chē)等領(lǐng)域廣泛使用，Yole 預(yù)計(jì) 2019-2025 年功率電子市 場(chǎng)規(guī)模從 175 億美元增長(zhǎng)到 225 億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率為 4.3。隨著汽車(chē)市 場(chǎng)電動(dòng)化加速，電動(dòng)車(chē)功率電子的需求量和價(jià)值量都大幅提升。根據(jù) Yole 預(yù) 計(jì)，2020-2026 年電動(dòng)車(chē)功率電子市場(chǎng)規(guī)模從 14 億美元增長(zhǎng)到 56 億美元，復(fù)

42、合年增長(zhǎng)率為 25.7。電動(dòng)車(chē)功率電子的主要供應(yīng)商包括英飛凌、意法半導(dǎo) 體、日立、三菱電機(jī)、安森美半導(dǎo)體等。工藝結(jié)構(gòu)和材料創(chuàng)新兩條路徑推動(dòng)功率電子性能不斷提升。從工藝結(jié)構(gòu)上 看，MOSFET 由平面型、溝槽型到超級(jí)結(jié)，從 LD MOSFET、VV MOSFET、VU MOSFET、VD MOSFET、SJ MOSFET 最終發(fā)展到 IGBT（MOSFET+BJT），工藝結(jié)構(gòu) 的持續(xù)提升實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品性能的不斷突破。隨著工藝創(chuàng)新接近極限，亟需半導(dǎo)體 材料的突破來(lái)進(jìn)一步提升產(chǎn)品性能，以碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）為代表的第三代半導(dǎo)體材料，禁帶寬度是硅（Si）的 2.9 倍，擊穿電場(chǎng)是硅的 12

43、倍，熱導(dǎo)率是硅的 3.3 倍，工作結(jié)溫是硅的 1.3 倍，具有高結(jié)溫、高耐壓和高 頻率等性能優(yōu)勢(shì)，成為未來(lái)功率電子的發(fā)展方向。IGBT 和 SiC 將是汽車(chē)功率 電子市場(chǎng)未來(lái)最主要的細(xì)分領(lǐng)域，IGBT 具有較強(qiáng)成本優(yōu)勢(shì)，SiC 在高電壓領(lǐng)域 具有較強(qiáng)性能優(yōu)勢(shì)。高功率器件需求將帶動(dòng) SiC 功率器件快速增長(zhǎng)。從車(chē)電動(dòng)汽車(chē)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)， 應(yīng)用 SiC 產(chǎn)品可以更有效的提升系統(tǒng)效率、提高功率密度和降低系統(tǒng)成本。在 相同功率或電流能力時(shí)，SiC 的芯片面積更小、損耗更低以及開(kāi)關(guān)速度更快。 現(xiàn)階段 SiC 存在成本較高的問(wèn)題，隨著未來(lái)高功率需求的大規(guī)模應(yīng)用，成本將 會(huì)不斷下降。根據(jù) Yole 預(yù)計(jì)，2019

44、-2025 年 SiC 市場(chǎng)規(guī)模從 5.4 億美元增長(zhǎng) 到 25.6 億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率為 30。其中，電動(dòng)車(chē) SiC 市場(chǎng)規(guī)模從 2.2 億 美元增長(zhǎng)到 15.5 億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率為 38。SiC 的主要供應(yīng)商包括英飛 凌、科瑞（Cree）、IIVI、意法半導(dǎo)體等，中國(guó)主要供應(yīng)商包括天科合達(dá)、山 東天岳。4.2 零部件智能化帶動(dòng)微控制芯片需求穩(wěn)定增長(zhǎng)零部件智能化對(duì)電子控制單元需求快速增長(zhǎng)。隨著汽車(chē)智能化加速，動(dòng)力 總成、自動(dòng)駕駛、智能駕駛艙、底盤(pán)、車(chē)身、信息娛樂(lè)等功能系統(tǒng)的零部件加 速實(shí)現(xiàn)智能化，電子控制單元需求大幅增加。在分布式電子電氣架構(gòu)階段，主 要采用 ECU（電子控制單元）控制

45、車(chē)輛內(nèi)各類(lèi)子系統(tǒng)。在域集中式電子電氣架 構(gòu)階段，DCU（域控制單元）將多個(gè) ECU 功能集成于一體，控制單元集中伴隨 著 DCU 計(jì)算算力的提升。在車(chē)輛集中式電子電氣架構(gòu)階段，需要更強(qiáng)大的高性 能控制單元集中控制整車(chē)各功能模塊。根據(jù)麥肯錫預(yù)計(jì)，2020-2030 年電子控 制單元市場(chǎng)規(guī)模從 920 億美元增長(zhǎng)到 1560 億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率為 5。2020-2025 年 MCU（微控制器）是最受益的微控制芯片。預(yù)計(jì) 2025 年之 前，大部分車(chē)企處于域集中式架構(gòu)階段，ECU/DCU 仍然占據(jù)主要的電子控制單 元市場(chǎng)份額。ECU/DCU 由 MCU、輸入輸出電路、電源、通訊電路等組成，MCU

46、是最核心的微控制芯片。隨著汽車(chē)零部件智能化升級(jí)，MCU 將進(jìn)入高景氣周 期。IC Insights 預(yù)計(jì)，2020-2023 年全球 MCU 市場(chǎng)規(guī)模從 149 億美元增長(zhǎng)到 188 億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率為 8。其中 2020 年汽車(chē) MCU 市場(chǎng)規(guī)模 60 億美 元，占 MCU 市場(chǎng)份額的 40。汽車(chē) MCU 市場(chǎng)主要參與者包括恩智浦、瑞薩、 英飛凌、德州儀器、微芯等。4.3 自動(dòng)駕駛感知需求帶動(dòng)傳感器技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展傳感器技術(shù)的加速進(jìn)步推動(dòng)了自動(dòng)駕駛的不斷發(fā)展。自動(dòng)駕駛的前提是基 于各類(lèi)傳感器提供車(chē)內(nèi)外環(huán)境的感知數(shù)據(jù)，主要包括超聲波（Ultrasound）、 毫米波雷達(dá)（Radar）、激光雷達(dá)

47、（LiDAR）、攝像機(jī)（Camera）四種傳感器， 每種傳感器在性能、成本、封裝、耐久性等方面都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。毫米波雷 達(dá)、激光雷達(dá)和攝像機(jī)不斷采集大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并傳輸至自動(dòng)駕駛中央計(jì)算平 臺(tái)，由自動(dòng)駕駛算法進(jìn)行處理，最終形成車(chē)輛周?chē)乃矔r(shí)三維地圖，從而形成 車(chē)輛的運(yùn)行決策。越來(lái)越多的汽車(chē)制造商自動(dòng)駕駛采用多種傳感器的組合方 案，也有特斯拉這種推動(dòng)攝像頭模擬人眼的純視覺(jué)解決方案，由于自動(dòng)駕駛技 術(shù)仍處于早期狀態(tài)，各類(lèi)傳感器技術(shù)的進(jìn)步最終將會(huì)決定未來(lái)自動(dòng)駕駛的終極 方案。超聲波是最早期的輔助駕駛解決方案，未來(lái)將會(huì)被逐步替代。超聲波傳感 器利用反射的聲波來(lái)計(jì)算與物體的距離，有效工作范圍相對(duì)較短約

48、2 米，優(yōu)點(diǎn)是成本低、效益高、堅(jiān)固可靠，缺點(diǎn)是覆蓋范圍短。汽車(chē)制造商正在放棄超聲 波傳感器，轉(zhuǎn)而使用短程毫米波雷達(dá)代替。毫米波雷達(dá)是目前應(yīng)用最廣泛的輔助駕駛傳感器。毫米波雷達(dá)通過(guò)測(cè)量發(fā) 射的無(wú)線電波從路徑上的任何物體反射回來(lái)所需的時(shí)間來(lái)探測(cè)物體，毫米波雷 達(dá)的優(yōu)勢(shì)是它能夠在雨、雪、霧等惡劣天氣和夜間有效地發(fā)揮作用，缺點(diǎn)是不 能提供足夠的分辨率來(lái)識(shí)別物體類(lèi)型，覆蓋范圍也較為有限。對(duì)于輔助駕駛應(yīng) 用，毫米波雷達(dá)可分為短程雷達(dá)（SRR）、中程雷達(dá)（MRR）和長(zhǎng)程雷達(dá) （LRR）三類(lèi)。SRR 從 24GHz 到 77GHz、79GHz 毫米波發(fā)展，有效工作范圍約為 10 米-30 米，適用于盲點(diǎn)檢測(cè)、

49、變道輔助、停車(chē)輔助和交叉交通監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。 MRR 已經(jīng)使用 77GHz 毫米波，該頻率在速度和距離測(cè)量方面具有更高的分辨率 和精確度，有效工作范圍在 30 米-80 米。LRR 使用 77GHz 頻率，有效工作范圍 可以延伸到 200 米，適用于自適應(yīng)巡航控制、前方碰撞預(yù)警和自動(dòng)緊急制動(dòng) 等。LRR 的缺點(diǎn)是測(cè)量范圍會(huì)隨著距離的增加而減小，因此一些場(chǎng)景（如自適 應(yīng)巡航控制）將 SRR 和 LRR 傳感器結(jié)合應(yīng)用。毫米波雷達(dá)市場(chǎng)的主要參與者包 括大陸、電裝、博世、海拉、維寧爾（VEONEER）?；诩す饫走_(dá)的自動(dòng)駕駛解決方案是最佳硬件解決方案。激光雷達(dá)的工作 原理與雷達(dá)基本相同，但將電磁波換成激光

50、，測(cè)量反射激光以生成周?chē)h(huán)境的 高分辨率三維圖像。激光雷達(dá)優(yōu)勢(shì)具有三維高清分辨率，既可探測(cè)物體，又可 區(qū)分物體并準(zhǔn)確跟蹤，缺點(diǎn)是價(jià)格及其昂貴。激光雷達(dá)有兩種基本類(lèi)型，第一 種采用脈沖激光發(fā)射到旋轉(zhuǎn)鏡上，旋轉(zhuǎn)鏡將激光束向多個(gè)方向輻射，有效工作 范圍可達(dá) 300 米或更遠(yuǎn)，可提供 360的清晰視野。第二種固態(tài)激光雷達(dá)，通 過(guò)光學(xué)相控陣發(fā)射激光，將光束引向多個(gè)方向來(lái)產(chǎn)生圖像。隨著技術(shù)的成熟和 成本的下降，激光雷達(dá)在自動(dòng)駕駛中變得越來(lái)越普及。激光雷達(dá)市場(chǎng)的主要參 與者包括 Velodyne、Luminar、Innoviz、Aeva 和 Ouster，國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)創(chuàng)新公司也快速崛起，國(guó)內(nèi)主要參與者包括華

51、為、速騰聚創(chuàng)、禾賽科技、鐳神智 能?；跀z像機(jī)的自動(dòng)駕駛解決方案是最佳機(jī)器視覺(jué)計(jì)算解決方案。攝像機(jī)傳 感器的優(yōu)點(diǎn)是具有極高的成本效益，是唯一能夠識(shí)別顏色和對(duì)比度信息的傳感 器，攝像機(jī)傳感器非常適合捕捉道路標(biāo)志和道路標(biāo)線信息，而且還提供了對(duì)行 人、騎車(chē)人和摩托車(chē)司機(jī)等物體進(jìn)行分類(lèi)的分辨率。攝像機(jī)傳感器的缺點(diǎn)是在 惡劣天氣和光線條件下，性能容易受到影響，攝像機(jī)傳感器需要與雷達(dá)相結(jié) 合，以便在能夠在更廣泛的條件下可靠工作。攝像機(jī)傳感器有單目、雙目和多 目應(yīng)用。單目攝像機(jī)系統(tǒng)具有中遠(yuǎn)距離功能，如車(chē)道保持輔助、交叉交通警報(bào) 和交通標(biāo)志識(shí)別系統(tǒng)。雙目攝像機(jī)能夠呈現(xiàn)出三維圖像，提供計(jì)算復(fù)雜的深度 信息所需的

52、信息（如與移動(dòng)物體的距離），使其適用于主動(dòng)巡航控制和前方碰 撞預(yù)警應(yīng)用。熱成像攝像機(jī)非常適合檢測(cè)人類(lèi)和動(dòng)物，特別是在能見(jiàn)度低或夜 間的情況下，工作范圍可達(dá) 300 米。隨著自動(dòng)駕駛車(chē)輛滲透率和自動(dòng)駕駛級(jí)別的提升，自動(dòng)駕駛傳感器市場(chǎng)保 持快速增長(zhǎng)。根據(jù) Strategy Analytics 預(yù)計(jì)，2030 年采用自動(dòng)駕駛的車(chē)輛占 比達(dá)到 87%，L2/L3 級(jí)別自動(dòng)駕駛已經(jīng)廣泛使用，L4/L5 完全自動(dòng)駕駛已經(jīng)進(jìn) 入市場(chǎng)。隨著自動(dòng)駕駛級(jí)別的提升，車(chē)輛需要的毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、攝像 機(jī)數(shù)量同步增長(zhǎng)，自動(dòng)駕駛傳感器市場(chǎng)將進(jìn)入成長(zhǎng)周期。根據(jù)麥肯錫預(yù)計(jì)， 2020-2030 年自動(dòng)駕駛傳感器市場(chǎng)規(guī)模從

53、 130 億美元增長(zhǎng)到 430 億美元，復(fù)合 年增長(zhǎng)率為 13。其中，激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模增速最快，2030 年達(dá)到 120 億美 元，復(fù)合年增長(zhǎng)率為 80；毫米波雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模最大，從 40 億美元增長(zhǎng)到 140 億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率為 13；攝像機(jī)市場(chǎng)從 40 億美元增長(zhǎng)到 80 億美 元，復(fù)合年增長(zhǎng)率為 7。自動(dòng)駕駛傳感器終極解決方案仍需較長(zhǎng)時(shí)間，傳感器市場(chǎng)格局具有不確定 性。各類(lèi)型傳感器具有不同的應(yīng)用局限性，對(duì)于不同的駕駛?cè)蝿?wù)需要不同的傳 感器類(lèi)型組合以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化配置。目前，車(chē)企的自動(dòng)駕駛傳感器方案主要有兩 種：第一種是視覺(jué)主導(dǎo)方案，采用“攝像頭（主導(dǎo)）毫米波雷達(dá)”配置，典 型代表是特斯拉，特斯拉正在走向取消毫米波雷達(dá)，采用攝像頭純視覺(jué)解決方 案；第二種是激光雷達(dá)主導(dǎo)方案，采用“激光雷達(dá)（主導(dǎo)）毫米波雷達(dá)超 聲波傳感器攝像頭”組合，典型的代表是 Google Waymo。由于技術(shù)路徑的 不確定性，自動(dòng)駕駛終極傳感器市場(chǎng)格局具有不確定性。4.4 自動(dòng)駕駛算力需求驅(qū)動(dòng)高性能計(jì)算市場(chǎng)快速增長(zhǎng)隨著自動(dòng)駕駛級(jí)別的逐漸提