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汽车线束行业研究:智能化电动化双轮驱动,产业迎来广阔空间

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放大字体  缩小字体 发布日期:2021-12-29  来源:天风证券/潘暕,张健,许俊峰   浏览次数:33
核心提示:(报告出品方/作者:天风证券/潘暕,张健,许俊峰)1. 电动化时代来临,高压线束需求显著提升1.1. 新能源汽车抵达渗透率快速增长

(报告出品方/作者:天风证券/潘暕,张健,许俊峰)

1. 电动化时代来临,高压线束需求显著提升

1.1. 新能源汽车抵达渗透率快速增长点

2021 新能源汽车已进入快速渗透期,国内车厂实现产业转型需求迫切,电动化目标清晰。 从车看,截止今年 8 月厂商批发销量突破万辆的企业有比亚迪 60858 辆、特斯拉中国 44264、上汽通用五菱 43783 辆、上汽乘用车 16998 辆、广汽埃安 11619 辆。如果 按新能源汽车渗透率,比亚迪乘用车达到 89.98%,上汽通用五菱达到 33%,上汽乘用 车达到 26%,在双目标背景下,中国车企有潜力开创中国汽车产业转型发展的新格局, 中国车企未来有望走出一条新型绿色近零碳排放发展新道路。

主要国家在碳排放政策上取得共识,新能源汽车需求后劲十足。中国提出碳达峰、碳中 和目标之后,日本、英国、加拿大、韩国等发达国家相继提出到 2050 年前实现碳中和标的政治承诺。在全球积极应对气候变化的背景下,主要发达国家大力推动绿色低碳交 通,提出汽车行业零碳转型目标,对碳排放大户汽车要求进一步严苛,欧洲新政持续加 码:2030汽车二氧化碳排放2021 年减少 55%,2035 年新车排放归零。

电动化渗透率将快速提升,2025 年预计达到 20-30%。国务院办公厅印发的《新能源 汽车产业发展规划(2021—2035 年)》曾提出,到 2025 年,纯电动乘用车新车平均 电耗降至 12.0 千瓦时/百公里,新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量的 20%左 右。按照高增长态势,新能源汽车 20%渗透率目标或将提前实现。从产业层面看, 小鹏汽车 CEO 何小鹏判断“2025全国新能源汽车渗透率可达 30%,在限排政策的超 一线城市更可达 60%。

1.2. 车辆电动化趋势打开高压线束

高压线束作为电动汽车上动力输出的主要载体,是性能和安全的关键零部件之一。 车内高压线束主要是对新能源车辆提供高压强电供电作用,在新能源汽车中属于高安全 件,具有大电压/大电流、大线径导线数量多等特点。与传统的车内低压用途相比车内高压电源传输对线束的电性能、屏蔽性能、机械性能和 耐久性能都有较高的要求。(报告来源:未来智库)

1.3. 高压线束市场预测

预测 2025 年新能源汽 车渗透率为 30%。高压线束在新能源汽车中的单车价值量在 2500 元左右,最后推测高压 线束的国内市场在 2025 将达到 202.28 亿,全球市场预计为 450 亿。

2. 车辆智能化机遇下,高速线缆市场迎来历史性转折

2.1. L2 智能汽车快速出货,与新能源汽车的技术协同效应明显

L2 智能汽车快速出货,今年市场渗透率有显著提升。2021 年一季度,L2 智能网联汽车市场渗透率达到 17.8%,新能源汽车中的 L2 智能网联汽车市场渗透率达 30.9%。

《车联网产业发展行动计划》锚定车联网基础设施发展目标,彰显国家发展自动驾驶业决心。2018 年底,工信部发布《车联网产业发展行动计划》,彰显了国家对于车联网 产业发展的高度重视,明确表示将加大对车联网产业的政策支持力度。该计划明确以 2020 年为时间节点,分两个阶段实现车联网产业高质量发展的目标,车联网产业发展从 示范应用阶段向规模应用阶段跨越。具体为,2020 年前,具备高级别自动驾驶功能的智 能网联汽车实现特定场景规模应用;2020 年后,高级别自动驾驶功能的智能网联汽车和 5G-V2X 逐步实现规模化商业应用,“人-车-路-云”实现高度协同。

2.2. 车辆智能化时代,高性能数据线缆用量将显著提升

随着车辆智能化程度的提升,将会带来单车传感器数量的增加和车联网的普及度提升的 趋势。在此趋势下车辆线束市场将迎来两个重要变化:1)伴随着传感器数量的增加和 V2X 天线数量的提升,在现有技术框架内单车的数据线的用量将会显著提升。2)为了提 升智能化车辆行驶的安全性,包括分辨率在内的传感器关键性能的持续提升趋势是非常 明显的,这将显著提高数据线缆的传输速率的要求。

汽车智能化时代,传感器数量增多会显著拉动线束用量。比起传统车辆,搭载了 ADAS 系统的车辆需要安装更多的传感器,蔚来 ES8 搭载了 20 余个传感器,小鹏 P7 搭载 30 余 个传感器,北汽极狐阿尔法 S 华为 HI 版搭载了 34 颗传感器,Waymo 的第五代自动驾驶 系统共约 40 个传感器。而传感器的数据传输离不开数据线缆的支持。下图清晰展示了车 内数据线缆的布设架构,可以发现包括摄像头、激光雷达、毫米波雷达在内的传感都需 要不同种类的数据线缆支持。在汽车智能化的大背景下,单车传感器数量快速增加,对 于数据线束的用量也将有显著的提升。(报告来源:未来智库)

在汽车智能化时代,安全性是汽车智能化提升的核心 痛点之一,ADAS 传感器的性能提升和车联网的辅助支持是持续改善智能化驾驶安全性 的重要解决路径。伴随着高清摄像头、激光雷达等 ADAS 传感器的性能提升以及车辆网 应用的普及,将会显著提升单车的高性能以太网线缆和同轴线束的用量。

高清摄像头:

高清摄像头对提高车辆智能化驾驶的安全性效果显著。高清摄像头将帮助车辆实现更远 距离内识别到更多的信息,或者更近距离识别到更多、更细的细节。这也推动了车载摄 像头正在由传统的 120 万像素、200 万像素向 500 万、800 万像素升级。800 万像素摄 像头相对于之前的 120 万像素摄像头,可以探测到 100 - 150 m 范围内的行人,并且 在窄视角的场模式情况下,大约可以探测到 500 m 左右的动态车辆,180 m 左右的小目 标。德国大陆集团所发布的 800 万像素的摄像头 MFC535 可利用深度学习方法,识别 人体的四肢、背包、五官,并判别出行人的姿态,包括但不限于行、坐、卧、立等状态, 以及判断出大人还是小孩。

800 万像素摄像头已经成为高端智能化车型的标准配置,今年以来,上汽智己、蔚来、 小鹏、理想等新旧势力为了实现更多更强的自动驾驶功能,不约而同地对车载摄像头硬 件进行了升级,800 万像素车载摄像头成为了高端智能化车型的标配。像素越高,意味着 摄像头的图像分辨率就越好,可以实现更加精准的感知。

高像素摄像头的普及将显著拉动高性能同轴线缆和以太网线缆用量。一个 800 万像素的 16 位前视摄像头,以每秒 60 帧的速度运行,数据速率可达 1GB/s。800 万像素的摄像头, 每秒钟需要处理的数据量是巨大的,同时对于不同场景和不同的神经网络,耗费的算力 也不一样。传统的单芯屏蔽线将不再能满足需求,需要配备高性能的同轴数据线缆或者 以太网线缆才能满足需求。

激光雷达:

而激光雷达的数据传输需求也相对较高,激光雷达工作于光学波段,频率比微波高 2~3 个数量级以上,因此,与微波雷达相比,激光雷达具有极高的距离分辨率、角分辨率和 速度分辨率。传统的百兆以内的数据线缆已经无法满足激光雷达的数据传输要求,数据 速率需达到千兆级别,屏蔽以太网为激光雷达的数据线缆解决方案。

车联网:

作为对单车智能重要补充,车联网所衍生高传输速率、低损耗容忍度的数据传输需求, 需要车内高性能同轴电缆的支持,伴随着车联网普及率的提升,高性能同轴电缆的用量 会被拉动。

伴随着自动驾驶智能度的提升,单车智能或无法完全满足车辆应对环境复杂性和满足自 身安全性的诉求。首先是安全。单车智能在应对极端天气、不利照明、物体遮挡等挑战 性交通场景方面,能力仍然有待提升。其次是 ODD 限制。自动驾驶运行设计域 (Operational Design Domain,ODD)是指自动驾驶系统功能设定的运行条件,包括环境、 地 理和时段限制、交通流量及道路特征等。目前车辆在限定路段中行驶时,仍然没有彻 底解决准确感知识别和高精度定位问题。另外还有经济性。为了确保自动驾驶安全,高 等级的自动驾驶车辆需要部署更多传感器,大大增加了硬件成本,难以保证车辆的经济 性,从而阻碍了规模商业化进程。

因此除了单车智能外车辆还将需要的车联网“云-管-端”架构作为补充来实现完全自动 驾驶的目标。通过“云”V2X(Vehicle to X)所建立的车与车、车与基站、基站与基站的 通信通道,使车辆获得实时路况、道路信息、行人信息等一系列交通信息,从而提高驾 驶安全性、减少拥堵、提高交通效率、提供车载娱乐信息等。

因此从车辆内部视角来看,需要配备传输速率要求较高和损耗较小的线束以满足 VtoX 的 数据传输需求,RG 58 类型同轴电缆的低损型号就符合相关要求,同轴线缆已在汽车天线 应用多年,可良好地在汽车系统内运行。同轴线缆通常可以提供与差分线缆相同的技术 性能,物理链路设置的选择由芯片组制造商完成。在未来车联网的应用规划下天线在未 来的汽车概念中不仅用于无线电接收,还用于将车辆智能嵌入其环境。因此同轴线缆必 须适用于更复杂的安装情况,如外后视镜、车门、发动机舱。

2.3. 高速线束市场预测

因为自动驾驶车辆的销售增量主要贡献于 2021 到 2025 年期间,故推测 2025 年当 年具有 L2 级及以上的功能的汽车出货量不低于汽车总出货量的 40%。

据中国汽车工业协会、天津大学中国汽车战略发展研究中心发布对中国汽车市场的总销 量中长期预测显示 2025 年预测值中值为 2697 万辆。Statista 的研究部门预测,2025 年全 球的轻型轿车的产量为 9300 万辆。以 L2 及其以上功能的汽车单车高速线束价值为 1000 元进行推测,2025 年中国车用高速连接器市场总规模为 107.88 亿元。(报告来源:未来智库)

3. 客户壁垒、工艺壁垒形成产业护城河

3.1. 汽车厂商的供应商筛选:标准严、周期长

对零部件制造企业而言,由于整车制造企业的动力平台具有相当的稳定性和较长的生命 周期(一般会在 5-7 年,期间若有局部优化,生命周期将获得适当延长),一旦整车制 造企业将其选定为零部件供应商,就倾向于同其建立长期固定的合作关系。整车制造企业会从供应商历史交付业绩、质量管理、生产能力控制的角度考虑,倾向于保持现有的 供应商数量和供应链体系的稳定。

汽车零部件制造企业必须满足整车制造企业的内部标准和要求,具备客户认可的技术研 发能力、质量保证能力、生产制造能力、成本控制能力等多方面的能力认定。一般来说 整车制造企业对供应商的认证过程包括技术评审、质量体系评审、价格竞标、模具开发 与制造、试验、检测、小批量生产、装机试用产品试制、小批量试用、批量生产等多个 阶段。由于认证过程较为严苛,因此从产品开发到实现大批量供货,整个过程一般需要 1 -2 年的时间。

鉴于整车制造企业对合格供应商有着极其严格的资格认证及考核,因此零部件制造企业 一旦被纳入整车制造企业的合格供应商目录,就会形成较为稳固的长期合作关系。新进 入企业需要在产品质量、生产能力、工艺过程,质量控制、价格和沟通能力等多方面显 著超过原有供应商,才能获得整车制造企业的认可。

3.2. 技术壁垒:线束行业对厂商同步研发能力和自动化能力要求较高

高端汽车线束的总体技术壁垒较高。分产品来看,汽车高速线束作为汽车电路的网络主 体,既要确保传送电信号,也要保证连接电路的可靠性,在产品的研发、生产工艺技术、 质量控制等方面有着较高的要求。

高压线束方面,新能源汽车的快速发展对汽车线束产品的机械强度、绝缘保护、电磁兼 容方面都提出更高的要求,汽车及零部件产品的轻量化也是影响续航能力的重要因素。 因此,汽车线束企业的研发能力、新材料技术储备、生产工艺及产品质量需更加领先、 稳定、可靠。新进入企业规模较小,同步研发实力较弱,产品质量可靠性有待提升,面 临较高的技术壁垒。

同步研发能力:汽车零部件全球化采购的兴起以及整车企业与零部件企业形成的产业分 工协作格局,使得汽车线束企业逐渐参与到整车厂商新车型的设计研发中,对汽车线束 企业的产品设计、同步研发能力提出了较高要求。

与此同时,汽车产业的不断发展使得每种车型的生命周期逐渐变短,新车研发及其生产 周期也相应缩短,因此整车厂商要求汽车线束企业加快产品研发设计,具备同步开发甚 至超前开发的能力。同步开发要求汽车线束供应商融入整车配套体系,充分理解整车设 计的理念和需求,并根据整车厂商的计划和时间节点配合整车开发进度,及时同步推出 汽车线束的设计方案和最终产品。因此,为提高汽车线束企业的整车配套能力,同步研 发实力显得愈发重要。这要求线束厂商拥有经验丰富的产品专家,并可以与汽车生产商、 一级供应商和插座制造商长期保持密切联系。

自动化能力:伴随着人力成本高企及汽车整车制造商对产品质量的持续追求,汽车线束 行业对设计、生产、物流的自动化水平也提出了更为苛刻的要求。国内绝大多数线束厂 局部自动化水平依然很低,很多还是人工劳动,线束加工依然是劳动密集型行业。

4. 产业格局:国产化替代逻辑清晰

国产汽车崛起带来国产线束机会,部分线束厂已突破海外客户。目前,全球汽车线束市 场主要由日本的矢崎、住友电气、藤仓,韩国的欲罗、京信以及欧美的莱尼、安波福、 科仑伯格舒伯特公司、德克斯米尔、李尔等线束厂商主导。就国内市场而言,大型自主 品牌车厂大多拥有稳定配套生产的本土线束厂,而外资以及合资整车厂,对线束的要求 较高,选择的线束厂家大多为国际零部件厂商在国内的独资或者合资厂商。(报告来源:未来智库)

在国内汽车市场快速发展和国产线束厂商成本优势凸显的背景下,我国汽车线束行业正 处于逐步实现国产替代的趋势之中。由于国际汽车厂商越发重视成本控制,汽车零部件 的本土化采购日益加强,国内也涌现了一批优秀的自主线束企业。这些优质的本土企业 通过长期积累的产品技术和同步开发经验,整体实力显著增强,凭借及时有效的服务、 可靠的产品质量逐步进入国际汽车零部件供应体系,国产替代趋势显现。随着同步开发 和自主研发的能力的提升,加之成本优势和本地化服务优势,本土汽车零部件供应商在 部分汽车零部件领域开始进口替代。

国内汽车市场近年快速发展,吉利、奇瑞、长城、比亚迪等一优秀国产品牌正逐渐崛起。 中国汽车工业协会统计显示,2021 年 7 月,自主品牌乘用车单月市场占有率更是超过了 46%,迈上了近 3 年来的最高点(除去年 2 月的特殊情况之外)。自主汽车品牌本土零 部件采购率较高,其市场份额的稳步提高有望为本土零部件企业的发展带来机遇。

乘用车市场竞争激烈,本土线束厂商有望借成本优势继续扩大市场份额。目前,整车厂 对成本控制的需求日益提高,国产汽车零部件价格优势凸显,整车厂寻求内资零部件配 套的趋势已经形成。自 2015 年以来我国乘用车市场竞争激烈,价格波动显著。下游整车 厂商为应对市场竞争压力,压缩整车产品成本日渐重要。凭借相对较低劳动力成本优势 及成本管理优势,国内汽车线束厂商,有望把握这一机遇进入此前被国际厂商所垄断的 细分领域,扩大市场份额。

4.1. 海外主要线束厂商

安波福: 安波福是最早进入新能源汽车市场的高压线束与导线制造商之一。凭借在产品设计、 测试验证与自动化制造方面的独特优势,安波福的高压线束类产品能满足客户多设计 标准与高质量要求。在中国,安波福创新性地使用铝母排,配合多家不同高压设计理 念的主机厂设计并优化线束分类以及走向,结合自动化的生产工艺,为混合电动汽车、 插电式混合电动汽车及纯电动汽车配套线束和导线。

安波福可为整车客户提供完整的架构支持:从概念、原型设计、到系统制造及装配。 可以根据客户的功能和物理要求,利用安波福的基础研究、工程知识和系统工具来开 发具有创新性且符合成本效益的解决方案,并凭借高效整合的系统流程和知识工具, 优化线束的开发过程。

安波福在中国市场已完成了广泛布局,公司在中国设立了 13 个线束系统生产基地和 1 个技术中心,拥有包括新技术开发、产品工程设计、测试和验证等全面的工程能力, 为客户提供全面的本地化服务。 同时,安波福正在进行下一代智能、可靠的汽车布 线和导线开发,通过小型化和自动化创新,以应对汽车的智能化、电气化、自动化和 轻量化的发展趋势。

安波福的低压线束产品线包括整车线束总成、功能传输线束及创新型导线。依托全面 完备的设计开发能力、国际认证的本地测试能力以及高级自动化的装配制造能力,安 波福为中国客户提供高可靠性、高经济性、易组装且能满足智能化架构扩展需求的低 压线束与导线产品。

莱尼:

莱尼作为资深线束厂商,致力于为汽车工业开发并提供汽车线束系统解决方案的全 球合作伙伴。在全球 30 个国家拥有超过 60,000 名雇员,2020 年销售总额达 41 亿欧 元。除了线束的生产以外,莱尼线束系统一贯重视线束系统及相关电子部件整体解决 方案的开发研究。莱尼线束系统通过不断创新,以在汽车工业中树立了良好的声誉, 例如开发了发泡成型线束,基于扁平导体技术的线束设计,以及革命性的优化线束系 统的电子解决方案等。发泡线束由聚氨酯发泡预成型,发泡材料可以与金属支架或塑 料材料很好的结合,可简化在整车或发动机中的安装工序。同时,耐油、耐污、耐高 温,而且还具有很好的防水性能,可满足发动机舱等特殊应用场所的安装需要。

矢崎:

矢崎自 1929 年开始生产线束,在 46 个不同的国家设立工厂或分支机构,目前在中 国已拥有 13 家公司和 24 个分支机构。矢崎在中国的总公司位于上海,主要从事汽 车线束、仪表、汽车部件的开发设计及销售业务,并对矢崎在全国的工厂进行统括管 理。公司以日资、欧美资及中资的整车厂为客户。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

精选报告来源:【未来智库】。

 
 
 
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