1.智能汽车产业高度竞争时代已至,技术和量产能力的比拼将成为主旋律
1.1.未来数年智能汽车产业竞争烈度将加剧,将考验车企技术与量产能力
中国新能源车渗透率已达40%,正进入成长期到成熟期的过渡阶段。根据乘联会,2023年11月国内新能源汽车渗透率已突破40%,根据起点研究院预测,至2030年中国新能源汽车渗透率或提升至近80%。类比智能手机市场,中国智能汽车产业已进入市场渗透率从40%的高速增长期至80%成熟期见的过渡期。在此阶段下,产业将面对智能汽车保守者在余下潜在客群中比例变大、转化率变难,同时存量智能汽车客户置换时,因已体验过智能汽车、更懂车而更难取悦和转化的状况,相较过去,中国智能汽车市场竞争烈度将在未来数年内向更高水平跃升。
当前智能汽车已成为四个轮子上的计算平台,智能汽车正在经历智能化技术爆发应用的临界点,“技术创新”将成为车企在竞争中进攻力的关键。
又以智能座舱为例,当前智能汽车承载更多驾驶之外的功能,渐成为一种新的日常生活场景。
座舱作为乘员体验的核心环境近年正在快速智能化:根据HIS,2021年中国市场智能座舱新车渗透率为50.6%并预计在2025年超75%,渗透率大幅超过全球水平。国内智能座舱技术创新处于国际前沿,无论是大模型接入座舱、多模态座舱交互、DMS\OMS等底层技术采用,还是车载大屏、车载连屏、车载KTV、车载VR等应用技术创新都让快速渗透中的智能座舱提供越来越丰富、舒适和娱乐性体验,使智能汽车在基础的交通工具功能外,“生活”属性更强。
在高阶智能驾驶实际落地尚需时日的背景下,强化智能座舱是车企实现智能化差异竞争的主要手段之一。
L3及以上高阶智能驾驶正面临研发难度大、技术尚未成熟、责任划分立法不完善等阻碍。而在当前如DMS、OMS、UWB等更丰富且成本不断下降的座舱传感器与如ARHUD、CMS、车载VR等更智能座舱设备装备上车,以及如大模型等新技术在智能座舱内的加速落地推动座舱体验进入新阶段的趋势下,智能座舱正不断解锁多模态的交互方式、多场景的用车体验,以满足乘员在车内更多的体验需求。智能座舱带给座舱乘员直观的使用体验带来用户的支付意愿将进一步上升:根据亿欧智库,2021年不愿意为智能座舱各功能进行支付的用户占比仅为7.9%,亦推动智能座舱加速成为车企在智能化上的核心竞争点之一。
1.1.2.频繁价格战、车型迭代加速背景下,强化“量产能力”是应对高强度竞争的必要手段
提升量产能力是实现降本增效应对未来激烈竞争的重要手段。
2023年以来,国内智能汽车产业一方面面临价格战频发、不同车型销量排行榜变动频繁、技术创新速度和新车型迭代周期加快的激烈竞争环境;另一方面面对全球范围内新能源补贴、牌照等政策退坡,一级市场融资降温的背景,产业链利润率受到较大考验,通过提升量产能力以在制造端“降本增效”将是未来产业链在竞争中保持良好“防御力”的关键。降本使得企业在频繁价格战中保持经验策略灵活性和生存空间,增效既带来降本,效率提升又有助于企业快速迭代新的产品以满足更多细分场景的差异定位和友商竞争。在此过程中,大量如应用一体压铸、电池一体化技术、毫米波雷达SoC化乃至车载Chiplet芯片技术将从制造的各个层面优化生产效率和成本结构,最终帮助产业链形成更高的量产能力。
1.2.“缺芯”与科技竞争推动本土供应链培育,高度竞争产业酝酿长期的国产化机遇
2020-2022年由新冠疫情与地缘政治黑天鹅事件导致全球汽车产业经历一场“缺芯”危机。疫情反复带来全球芯片产能和运力不足、俄乌冲突等地缘政治黑天鹅事件以及在此背景下主机厂/TierOne采取“饱和时订购”的策略导致过去3年内汽车芯片供需失衡放大,汽车芯片平均交付周期从疫情爆发时的12周攀升至顶峰时的27.1周。国内汽车产能面临巨大压力,来自海外的汽车芯片供应链受到考验。而从中美科技竞争的中长期视角看,培育独立、稳定的本土供应链对于国产主机厂而言亦具有较强动力和紧迫性。
智能汽车产业链尚有大量环节等待国产替代。如当前国内毫米波雷达及其芯片等组件市场均由国外厂商主导。国外厂商长期主导国内毫米波雷达市场,集中度高。2021年博世、大陆、安波福、维宁尔、海拉分别位列中国毫米波雷达市场份额前五位,CR5=84%。国内77GHz毫米波雷达产品较为稀缺。国外的77GHz毫米波雷达产品不单独向中国销售,只提供全套系统,价格昂贵且一般也不会配备最新产品。国内芯片核心技术积累较少,整体产业处于初级发展阶段,国产替代空间巨大。
近年随着中国集成电路和汽车电子产业发展,备考世界最富创新与增长最快的智能汽车市场,中国智能汽车供应链企业开始打破封锁,国产化加速。如中国HUD市场,国外厂商由于领域起步早、具有先发优势,在前期形成了以国际企业为主的格局。随着近年HUD产品逐渐由高端车向中端车型渗透、以及中外HUD技术差距缩小,国内厂商凭借成本优势以及本土自主品牌崛起带动的本土供应链需求,市场份额不断提升:2022年华阳集团以18.2%的份额,位于国内HUD市场供应商首位,总供应商的第二位。相较2020年超
2.趋势一:800V高压平台推动超快充与能耗革命,成为纯电发展分水岭
2.1.800V高压平台将带来新能源汽车超快充与能耗革命
提高充电电压是实现超快充的重要思路。若提升电压至800V,即便在保持国标上限250A电流的非800V普通快充桩下,即可实现接近200kW、2C充放电倍率的快充,获得较普通400V平台多一倍的充电功率。对于一款700km续航的电车而言,800V平台可实现充电15分钟续航近400km的体验,续航焦虑较400V平台将大幅缓解。80%市场份额都为国外厂商占据的局面,国内供应商追赶势头强劲。当前国内HUD供应商已在长城、长安、广汽、北汽等众多自主品牌汽车搭载上市。除自主品牌之外,东风本田、上汽大众、宝马、奥迪等合资品牌也开始与国内供应商开展合作,国内供应商份额提升势头有望继续保持。
从长期看,面对广阔的增量替代空间,高度竞争的中国智能汽车产业最终将在竞争引发的技术和量产能力快速进步下,培育出全球领先的产业链和巨大商业机遇。
3.趋势二:城市NOA引发智能驾驶“黑莓时代”,智能驾驶真正成为购车必要考量
3.1.城市NOA是当前L2级辅助驾驶的最新发展阶段
3.1.1.NOA可实现点到点自动驾驶,是更先进智能的
L2+辅助驾驶NOA(NavigateOnAutopilot)是自动辅助导航驾驶或领航辅助驾驶。驾驶员在设定好导航路线并进入NOA的可使用路段后,可实现自动上下匝道、自动辅助超车、自动辅助变道、自适应巡航等多种功能,并在一定范围内实现点到点的自动驾驶功能。从安全责任角度看,NOA运行过程中驾驶员仍然是驾驶的责任主体,必须随时监控系统并进行必要的调整,因而从自动驾驶分级标准看,NOA虽能实现接近L3级别的有条件自动驾驶但仍属于L2级别内技术和功能较基础L2更高级的L2+辅助驾驶。
4.趋势三:毫米波雷达SoC化,加速毫米波雷达“量与质”的渗透
4.1.车载毫米波雷达与其他传感器良好互补,是感知层重要组成部分
毫米波雷达是一种以波长位于1-10mm、频率在30-300GHz的电磁波作为放射波的雷达传感器。车载领域为当前毫米波雷达最大的应用场景,主要用于辅助驾驶和座舱监控。2022年中国毫米波雷达市场中,车载毫米波雷达占比达26%。作为辅助驾驶传感器的重要组成部分,毫米波雷达已大量应用于辅助驾驶系统中作为前向雷达,并在向四角、后向、侧向等位置延展,以实现盲区检测、自动泊车、后碰撞预警等更高阶、更丰富的辅助驾驶功能。在近年座舱智能化的风潮下,毫米波雷达正加速应用于座舱内儿童遗留检测、手势识别等领域,毫米波雷达相较摄像头在满足智能控制功能基础上能提供更好的私密性。
5.趋势四:新性能、新场景,4D毫米波雷达开启产业全新增长周期
5.1.延续优势+性能升级,4D毫米波雷达是毫米波雷达一次大幅进化
5.1.1.4D毫米波雷达增加“高度”探测信息,各项性能进一步提升4D毫米波雷达的“4D”是指:高度、距离、方位以及速度四个维度。
相较传统毫米波雷达,4D毫米波雷达增加了“高度”维度探测信息的输出。4D毫米波雷达通过改变芯片技术,增加纵向天线数量实现俯仰角度的测量。4D毫米波的高度信息输出原理和方位角类似,利用不同接收天线对同一回波信号的相位差计算得出角度的测量。毫米波雷达使用单片收发器,需通过增加虚拟通道MIMO数(虚拟通道数=接收天线数量×发射天线数量)实现俯仰角度的测量。输出高度信息的核心是要增加纵向天线数量,不同于传统CMOS毫米波雷达的单颗芯片构成形态,4D毫米波雷达芯片通过级联、单芯片集成和虚拟孔径算法三种技术实现虚拟通道数增加,从而增加更多返回点接收高度信息。
6.趋势五:大模型赋能座舱,智能座舱新战场
6.1.大模型将给予智能座舱一次深度进化
7.趋势六:ARHUD加速上量,有望成为智能汽车一块新屏幕
7.1.ARHUD满足更安全、更丰富的智能汽车驾驶与交互体验
带来更丰富信息展示、更深入智能驾驶体验的ARHUD将成车载HUD未来重要发展方向。AR(增强现实)是将虚拟信息与现实场景融合叠加,呈现虚实相融视觉和互动体验的技术。而ARHUD则是利用AR光学成像和虚实融合技术将车辆行驶信息、智能驾驶等虚拟信息通过车载HUD设备投影到前挡风玻璃上,并使虚拟信息与车外实时、实际的路况相结合,向驾驶员呈现更加全面丰富且虚实相融的驾驶信息与体验的技术。在智能驾驶和智能座舱不断深度发展大背景下,ARHUD因具有更大的成像显示区域、更多的应用体验场景、更丰富且更深入的人机交互与辅助驾驶体验,将成为未来车载HUD的技术进化趋势与最终形态。
8.趋势七:提升一体化水平是高度竞争下整车制造端提升量产能力与经济性的重要选择
8.1.“轻量化”是新能源车降低能耗、提升续航的紧迫需求
“车身重量”是影响汽车能效的重要指标。汽车的行驶即是由能量驱动发动机转化为动能,并经过传动系统、轮胎变成运动的过程,在这个过程中存在大量的能量损失,主要由发动机效率损失、传动系统损失、轮胎滚动阻力损失、空气阻力损失、制动摩擦力阻力损失导致,其中燃油车约35%的动能在轮胎滚动的阻力下损失。汽车滚动阻力计算公式为:Fp1=W*f,f为滚阻系数,W为下压力,下压力在水平形式状态下等于车身重量,车身越重、滚动阻力则越大。根据汽车工程学会与零碳汽车研究院,每减重1%分别对A级、B级、C级汽车对应的节油率为0.6%、0.7%和0.9%,轻量化对节油的影响明显。
9.趋势八:智能汽车算力膨胀时代,车载Chiplet或解决算力与性价比困境
9.1.现有算力芯片形式难以满足高性能与高可靠、高性价比间的平衡难题
智能汽车已成为轮子上的计算平台,车载算力需求不断增长。配备高阶辅助驾驶功能的智能汽车搭载的芯片数量相对传统燃油车和低等级辅助驾驶汽车已大幅增加,智能汽车相较传统燃油车芯片数量增加了60%以上。大量传感器数据和通信数据处理、辅助驾驶决策、画面渲染等功能需要海量的算力以支撑,带来车载算力的高速增长:以英伟达为例,2018年其推出的第一代自动驾驶芯片Parker算力仅为1TOPS,但其最新的第四代芯片THOR算力达2000TOPS,算力较第一代增长2000%。
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