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文档简介

1、电子行业2021年中期策略报告:供需端共促电子板块加速成长1. 板块回溯:电子板块上升趋势明显,半导体涨幅领跑1.1. 需求端持续旺盛,供给端饱受限制,电子版景气度保持高企AIOT 需求旺盛,海外天灾与疫情持续影响产能供给,强势推动电子板块回暖。进入 2021 年,随着技术进步,AIOT 终端开启了新的时代。智慧物联、鸿蒙、5G、 WiFi6 等概念和技术,带动了新硬件的发展。供给上,今年 2 月,日本地震、美国 德州雪灾,导致被动元件与半导体供给受到影响。3 月,日本瑞萨那珂工厂发生火 宅,再度刺激本就紧张的全球元器件供给。5 月以来,东南亚、中国台湾疫情反复,而 其作为封测和功率器件的重镇

2、,导致全球供给端再度受影响。需求端持续旺盛,而 供给端饱受各种限制,催化半导体、被动元件、甚至电子板块景气度持续高企,电 子板块行情强势回暖。电子板块回暖明显,近一月涨幅排名大幅提升。进入 2021 年以来,电子板块回暖明 显。根据申万一级行业指数,电子板块近半年涨幅为 9.4%,排名所有申万一级行业中第8;而近三个月涨幅为 22.2%,在申万一级行业中排名第 3;近一个月涨幅为 13.8%,在申万一级行业中排名第 2。叠加供给端紧张,带动半导体板块强势领涨。根据申万二级行业指数,半 导体板块近半年涨幅为 27.4%,在申万二级行业中排名第 4;近三月涨幅 46.8%,在 申万二级行业中排名第

3、 3;近一月涨幅 26.4%,在申万二级行业中排名第 1,强势领 涨。1.2. 供需两端齐变化,细分板块增长逻辑依旧强劲需求端:5G 渗透率提升、新终端(AR/VR)起量、汽车智慧化、华为鸿蒙,四大 增量带动消费电子多方面成长。5G 加速普及,射频前端需求与价值不断增加;新的 重要终端出现,如 AR、VR,拓展了 5G 的功能与场景,有望带动电子板块重履手 机端发展同样或相似的增长路径;汽车智能化是大势所趋,ADAS 渗透率快速提升, 车载传感端市场规模迅速扩大,光学、元器件等将有望伴随汽车智慧化而持续成长; 华为鸿蒙推出,有望凭借其深厚的品牌积淀与领先技术,催化 AIOT 市场统一规范, 打

4、通全连接场景,加速 AIOT 各终端协同效应的释放。供给端:全球半导体、被动元件等产能因疫情或天灾而饱受限制,我国“内循环为 主+国际国内双循环”战略优势凸显,大陆半导体、被动元件将充分受益于加速。被动元件行业由日韩台厂商主导,贸易摩擦、疫情催生诉求,我 国被动元件企业将迎来发展黄金期;半导体方面,我国在产业链上游端(材料、设 备)渗透率极低,下游环节(设计、晶圆、封测)产业结构比重不合理:晶圆环节 份额低,与设计、封测环节份额不匹配。随着大基金二期逐步开启,国内晶圆、存 储厂持续扩产,将带动设备、材料环节持续上量。而 AIOT 市场需求的强劲,也将 回馈芯片设计企业,我国有望孵化出一批具有国

5、际竞争力的优秀芯片设计公司。2. 消费电子:看好 5G 手机创新、智能可穿戴景气度上行2.1. 5G 加速普及,射频前端需求与价值不断增加射频前端芯片市场规模主要受移动终端需求的驱动和通信技术创新的驱动。根据 Yole Development 的预测,5G 在高端智能手机领域的普及率将会进一步提高,5G 手 机出货量呈现不断增长的发展趋势。到 2025 年,5G 手机出货量将达到 8.04 亿部, 占市场份额的 54%,从 2020 年到 2025 年,5G 手机出货量年均复合增长率将达到 30%。终端消费者对移动智能终端需求大幅上升的主要原因是移动智能终端已经成 为集丰富功能于一体的便携设备

6、,通过操作系统以及各种应用软件可以满足终端用 户网络视频通信、微博社交、新闻资讯、生活服务、线上游戏等绝大多数需求。高 速率、低时延、大带宽的 5G 终端将进一步满足用户的互联网需求,带动新一轮的 换机潮。在各种网络需求的刺激下,消费者的移动终端需求增加,射频前端市场增 长空间广阔。射频前端芯片是无线通信系统的核心部件。对于智能手机等移动终端而言,位于 天线和收发器之间的所有组件都被称为射频前端。按照形式不同,射频前端分为 射频器件和射频模组。射频器件主要包括射频开关(Switch)、射频低噪声放大器 (LNA)、射频功率放大器(PA)、双工器(Duplexer 和 Diplexer)、射频滤

7、波器 (Filter)等。其中,射频开关用于实现射频信号接收与发射以及不同频段间的切 换,可分为:单刀单掷、单刀双掷、多刀多掷;射频低噪声放大器用于实现接收 通道的射频信号放大;射频功率放大器用于实现发射通道的射频信号放大;射频 滤波器用于保留特定频段内的信号,而将特定频段外的信号滤除;双工器用于将 发射和接收信号的隔离,保证接收和发射在共用同一天线的情况下能正常工作。频段增加、MIMO、SA/NSA 架构对射频前端器件数量需求大幅增加。过去十年间, 通信行业经历了从 2G 到 3G 再到 4G 的两次重大产业升级,并于 2019 年迎来 5G 的 巨大变革。在此过程中,手机射频前端最大的变化

8、在于所要支持的频段数的增加。 2G 时代,手机支持频段不超过 5 个;4G 时代,全网通手机所能够支持的频段数量 猛增到 37 个;进入 5G 时代后,手机所需支持的频段数量将新增 50 个以上,全球 2G/3G/4G/5G 网络合计支持的频段将超过 91 个。为了提高智能手机对不同通信制 式兼容的能力, 一般智能手机每增加一个频段,需要增加相应的射频前端器件。因 此单个智能手机中射频前端芯片的价值量随着内部数量和性能的增加而呈上升趋 势。面对 5G 网络的高带宽需求,毫米波优势尽显。根据 3GPP 协议规定,5G 网络主要 使用两段频率:FR1 频段和 FR2 频段。FR1 频段的频率范围是

9、 450MHz-6GHz,又 称 sub 6GHz 频段;FR2 频段的频率范围是 24.25GHz-52.6GHz,通常被称为毫米波 (mmWave)。从带宽方面考量,6GHz 频段以下,LTE 最大可用带宽仅有 100MHz, 这意味着即便是有多重载波聚合支撑,最高速率也仅有 1Gbps。但基于毫米波技术, 移动网络最高带宽可达 400MHz,理论传输速率能够达到 10Gbps 甚至更高,极大提 升了数据传输速率。毫米波的加入能极大地解决频段拥堵的问题。目前 30GHz 内的 频谱资源被 LTE、广播电视、运营商所瓜分。高频段所需的 MIMO 等新处理技术的普及对射频器件的数量和性能提出了

10、更高的 要求。MIMO 全称是多输入多输出(Multi Input Multi Output)。通过使用多个天线, MIMO 天线能够在相同无线电发射功率下实现高于单个天线的吞吐量和传输距离。 MIMO 是智能天线技术的几种形式之一,其他形式是 MISO(多输入,单输出)和 SIMO(单输入,多输出)。与单天线系统相比,MIMO 天线可提高链路可靠性并降 低衰减。由于 MIMO 可在同一时间传输多个数据流,因此容量也将提升。5G 时代, 为了满足 5G 网络高功率、高频段和高速率的关键性能需要,5G 基站设备和接入 网相比 4G 发生了较大变化,采用 MIMO 技术,结合波束赋形,可大幅度提升

11、网络 容量和用户体验。SA 和 NSA 网络架构有所不同,射频前端设计将随之改变。 5G 有两种组网方式, 一个是非独立组网(NonStandalone,NSA),另一个则是独立组网(Standalone, SA)。独立组网(SA)指的是新建 5G 网络,包括新基站、回程链路以及核心网; 非独立组网(NSA)指的是使用现有的 4G 基础设施,进行 5G 网络的部署,基于 NSA 架构的 5G 载波仅承载用户数据,其控制信令仍通过 4G 网络传输。由于 NSA 在快速部署 5G 方面具有大规模快速实现 5G 信号覆盖等优势,因此,先部署 NSA 再逐步过渡到 SA 成为全球大部分国家的运营商和产

12、业部署 5G 所采取的策略。由 于 NSA 和 SA 网络架构不同,因此对频段组合的搭配、射频收发通道的数量以及射 频前端的设计均带来影响。移动终端的需求驱动和通信技术的创新驱动使得射频器件数量和价值量大幅增加, 从而极大地扩大了射频前端芯片市场规模。根据 Yole Development 的统计与预测, 2019 年射频前端市场为 152 亿美元,未来将以 11的年均复合增长率增长,到 2025 年有望达到 258 亿美元。其中,PA 模组市场规模预计 89 亿美元,复合增速为 11%; FEM 模组预计 46 亿美元,复合增速为 13%;AIP 模组预计 14 亿美元,复合增速为 53%;

13、分立滤波器预计 42 亿美元,复合增速为 4%;分立开关预计 8 亿美元,复合 增速为 11%;分立 LNA 预计 7.8 亿美元,复合增速为 11%。5G 手机容积寸土寸金,射频前端芯片模组化减少占用容积。5G 场景下,由于 5G 向下兼容 4G、3G、2G 等制式,手机终端需要配备更多的射频前端芯片。对于手机 终端本就有限的空间而言,射频前端模组化成为必然趋势。以华为 Mate 系列为例, 4G 时代的 Mate 20 射频前端面积约为 667 平方毫米,之后的 Mate 20X 作为 5G 手 机先锋产品,搭载 n77/n78 和 n79 频段,射频前端面积相比 4G 时代翻了一倍不止,

14、 面积接近 1500 平方毫米。此后 Mate 30 Pro 5G 手机为了缩减面积,将 LB 发射端与 MB/HB 发射端整合(Mate 20X 为分立),将射频前端模组的面积缩小至 1422 平方 毫米。因此我们预计在未来 5G 旗舰机型中,射频前端面积将随着射频模组化程度 的提升逐渐减少。射频器件模组化是射频前端市场的重要发展趋势。通过将等两种或者两种以上的分 立器件集成为一个模组,可在提高集成度与性能的同时,实现体积小型化。根据 Yole 的统计与预测,分立器件与射频模组共享整个射频前端市场。2020 年射频模组市场 规模为 70.75 亿美元,到 2025 年,射频模组市场将达到 1

15、36 亿美元,年均复合增速 为 14%;2020 年射频分立器件市场规模达到 48.53 亿美元,到 2025 年,射频分立 器件将达到 70.64 亿美元的市场规模,年均复合增速为 8%。2.2. 新终端拓展 5G 功能与场景,关注 VR/AR 发展良机VR/AR 是近年来最受关注的信息现实方式之一,特别是作为头戴式可穿戴设备/头 显,被各类厂家着力布局。二者均属显示设备,其光学结构、成像、工作机制相似, 区别在于 VR 为虚拟现实 Virtual reality,是全虚拟的视觉环境;而 AR 为增强现实 Augmented reality,是在现实环境基础上叠加承载有虚拟信息。从产品的硬件

16、形态上 来看,VR 产品多以头戴显示为主,而 AR 的硬件形态则更具多样化。除了最受关注 的头戴显示,AR 还被应用到了智能手机上,例如苹果手机上的测距仪等。从应用场 晶来看,VR/AR 主要应用在游戏、工业、医疗和教育等,除此之外,AR 另外一个 重要形态是抬头显示 HUD(head-up display),可以将时速、导航等重要的行车信息, 投影到驾驶员前面的风挡玻璃上,让驾驶员尽量做到不低头、不转头就能看到时速、 导航等重要的驾驶信息。VR 和 AR 在头戴显示上的差别在于二者的光学结构不同。在光学上,VR 用户只 能看到 VR 屏幕所承载的信息,看不到 VR 头显外部的真实环境;AR

17、则把虚拟的 信息叠加到真实环境上,使用户则既能看到头显外部的场景又能观测到 AR 显示端 的内容。VR/AR 头显的硬件形态也可再细分。VR 头显分为带独立屏幕显示的一体式 VR、 需要练主机/电脑的 PC 端 VR 以及需要通过将手机夹持佩戴在头套上实现显示功能 的头套或眼镜盒子(以下简称眼镜盒子)。AR 头显按照光学显示的方案不同,分为 “LCOS+棱镜”、“Micro LED+自由曲面”、“LCOS/DLP+波导”、“LBS(激光束扫描) +全息反射膜”四种。MR(混合现实)是指结合真实和虚拟世界创造新的环境和可视化。MR 可以视为 VR(虚拟现实)和 AR(增强现实)的结合。MR 介于

18、 AR 和 VR 之间,和 AR 之间 的界限并不很清晰,MR 的虚拟画面和现实场景有较为深入的融合,用户对虚拟画 面体验的真实感较 AR 增加,也可以同虚拟画面交互。举例来说,通过 VR 设备用 户可以参与到某个隔绝了现实场景的虚拟场景中,通过 AR 设备用户可以获知某个 现实物体的特征数据或者简单叠加的虚拟画面,通过 MR 设备用户可以感知到更加 真实的并和现实结合的虚拟画面。VR 市场目前仍以 Oculus 品牌为首。Oculus 于 2014 年推出第一台 PC 端 VR,采用 LCD 和菲涅尔屏,售价高达 599 美元,此后,Oculus 推出了两款 VR 一体机 Oculus Qu

19、est 和 Oculus Go 系列。其中,Oculus Go 于 2018 年 5 月 1 日上市,截至 2019 年 7 月,销量已超过 200 万台。Oculus Quest 于 2019 年 5 月推出,截至 2019 年底,销 量已超过 40 万台。2020 年 Facebook 推出 Quest 2,无论在售价、重量、刷新率、分 辨率等指标上都优于上一代。AR 的光学显示方案分为四种:LCOS+棱镜、透明 OLED/Micro-LED 自由曲面、 LCOS/DLP+波导、LBS(激光束扫描)+全息反射膜。“LCOS+棱镜”的方案结构设 计最简单,但是对视线有遮挡,Google Gl

20、ass 初代的光学系统采用“LCOS 投影+反 射棱镜”的组合方式。机械结构上,采用镜框与 AR 结构分离的方式装配,镜框/镜 片由 Smith Optics 提供;LBS 为激光束扫描技术,将激光光束用扫描的方式投射到 全息反射膜上,结构简单,但是激光一般为单色,分辨率也不高。目前大部分 AR 显示方案采用“OLED/Micro-LED 自由曲面”和“LCOS/DLP+波导”方案。“透明 OLED/Micro-LED 自由曲面”方案在透明屏幕方面具有天生优势,但易损失 透光率。基于 OLED 和 Micro-LED 透明的玻璃载板,可以实现兼具透明和显示功能 的屏幕。OLED 结构于 Mic

21、ro-LED 结构非常相似,均属于主动发光器件。二者的制 备工艺不同,OLED 采用蒸镀工艺,Micro-LED 采用 LED 工艺和转移贴装工艺。 Micro-LED 的像素尺度在 100um 以下,比传统的 LCD 和 OLED 更具潜力,但业界 当前 Micro-LED 良率不高,价格较昂贵。由于主流的透明 OLED/Micrio-LED 屏透 光率在50%量级,因此透明 OLED 和 Micro-LED 屏幕作为 AR 镜片透光率损失较多。“LCOS+波导“方案的光学设计难度最大,效果最好。该方案把透明镜片作为波导, 能最大程度上保证环境光的透过率。LCOS 系统将图像投影聚焦到镜片波

22、导上的耦 合入口端,图像被耦合进波导内,经过波导的传输,在镜片上的耦合出口处被耦合 出波导,投影到人眼中。信号在波导传播需要满足全反射条件:1、光从光密介质 n1 (折射率大)中传播,反射界面为光疏介质 n2(折射率小);2、入射角大于临界角 ( c,c 为发生全反射时的临界角)。条件 1 的满足,可以选用折射率较高的镜 片。条件 2 的达成,需要在 LCOS 投影系统中使用 NA 较大的透镜用于聚焦入射光, 以实现较大的入射角。LCOS 是一种基于 CMOS 反射基底的开关,通过电源控制液晶分子的偏转状态来 决定是否将入射的光反射出去。在 Off 状态下,入射光被液晶分子全部挡住,不能 实现

23、反射;在 On 状态下,入射光可以透过液晶分子层而被 CMOS 基底反射。镜片波导的开发难度非常之大,衍射波导是最佳选择。镜片波导有四种形式:全息 波导、衍射波导、极化波导、反射波导。这些波导均是基于全反射原理,区别仅在 信号入口和出口端。全息波导的入/出口端集成有透镜结构,以实现光信号的耦合进 出,体积庞大;衍射波导在入/出端刻蚀浮雕周期性结构,类似于光栅,可以实现光 场耦合以及控制耦合后光的传播方向,体积最小,工艺较难;极化波导内堆叠多层 镀有偏振膜的半透半反镜片,可制备程度高,但只对特定波长偏振的光进行反射; 反射波导则纯粹为全反射结构,体积最为庞大。以上方案,衍射波导的体积最小, 显示

24、效果优秀,是综合性最佳的波导选择。如 Magic leap One 以及微软 Hololens, 均选用衍射波导方案。AR 市场四种光学方案均有被各厂使用。2012 年谷歌率推出的 Google Project Glass 采用 LCOS+棱镜技术方案,售价高达 1500 美金,但因缺乏应用,成本过高等问题 停止了该项目。LBS+全息反射膜除了体积小,更具有低功耗优势,另外镜片形式环 境透光率高;缺陷在视场角小、对比度和分辨率低,技术应用有待未来探索,因此 目前仅 North Focals 采用此技术,产品价为 999 美元。透明 OLED/Micro-LED 自由 曲面优势众多:对比度、色彩

25、、分辨率好,视场角大,功耗低,采用镜片形式,主 要受光线影响亮度低。3. 汽车电子:汽车智能化大势所趋,ADAS 渗透率快速提升3.1. 摄像头为 ADAS 最重要的感知层,市场规模巨大ADAS 作为实现自动驾驶的基础,拥有主动判断和预防措施功能。ADAS 指高级驾 驶辅助系统(Advanced Driving Assistance System),是实现自动驾驶汽车的基础。此 系统利用安装在车上各式各样的传感器(毫米波雷达、激光雷达、单双目摄像头以 及卫星导航),在汽车行驶过程中随时来感应周围的环境,收集数据,进行静态、动 态物体的辨识、侦测与追踪,并结合导航地图数据,进行系统的运算与分析,

26、从而 预先让驾驶者察觉到可能发生的危险,有效增加汽车驾驶的舒适性和安全性。即出 现紧急情况时,汽车自动智能的在驾驶员主观反应之前做出主动判断和预防措施, 来达到预防和辅助的作用。ADAS 总计种类将多达 20 余种功能。从广义讲,只要能够达到辅助驾驶目的的功 能均可算作 ADAS,例如盲区检测 BSD、车道偏离预警 LDW、全景泊车 SVP、交通 标志识别 TSR 等众多基础功能和拓展功能都可计入 ADAS 辅助功能之内。目前 ADAS 这 20 余种辅助功能不仅用于高端车型,也有向中低端车型延伸趋势,加速汽 车智能化发展,提高整体 ADAS 各功能的搭载率。根据汽车之家大数据统计,大部 分辅

27、助功能都在加速应用至汽车中。目前高端车配备较多功能,而中低端车仅使用 较少辅助驾驶功能,未来中低端市场还存在更多的发展空间,1-2 年内 ADAS 有望 迎来井喷式发展。自动驾驶感知层分两大技术流派。一类是多传感器融合路线,主张以激光雷达为主 导,配合毫米波雷达、摄像头等,实现多传感器融合,提高自动驾驶安全,一类是 计算机视觉优先路线,倾向于采用低成本的摄像头,辅以人工智能算法,降低成本。(1)多传感器融合派以传统车厂和专做自动驾驶的车厂为主。他们更倾向于高成本 的激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达、摄像头等多种传感器的融合运用,以应对 自动驾驶的多个应用场景。以 Alphabet 公司(Goo

28、gle 母公司)旗下的研发自动驾驶 汽车的子公司 Waymo 为例,Waymo 的视觉系统由几组高分辨率的相机组成,用于 在长距离、日光和低光照条件下工作;毫米波雷达则使用波长来感知物体和运动, 能够在白天、黑夜、雨雪天气中有效工作;激光雷达则用于 360 度的测距。多传感 器融合优点是计算能力强,灵活性高,缺点是成本较高,一套方案贵则几十万美金。(2)视觉优先路线主张低成本摄像头方案。其中以特斯拉为例,特斯拉 Autopilot 的感知工作主要依赖 3 个前置摄像头、2 个侧方前视摄像头、2 个侧方后视摄像头、 1 个后视摄像头、12 个超声波传感器、1 个毫米波前置雷达。车辆通过这 8 个

29、摄像 头 360 度检测周围环境,雷达负责探测前方障碍物的距离及行进速度,且不受天气 影响。更为重要的是特斯拉基于其自研的计算机芯片以及大量配套的软件算法。特 斯拉的每一位司机都参与到了神经网络的训练中并为特斯拉的自动驾驶系统喂入 新的数据。ADAS 为感知环境的基础,超声波雷达、毫米波雷达、摄像头和激光雷达为核心技 术。自动驾驶产业链大致可分为三部分:感知-决策-执行,感知作为第一部分是既是 产业链基础,也是 ADAS 技术的基础,利用毫米波雷达、激光、摄像头等技术感知 周围环境,然后做出判断决策。决策层取决于芯片和算法,行业集中度高,主要有 Mobileye、ADI 等公司。执行层包括 A

30、EB(自动紧急刹车)、ESP(电子稳定系统) 等安全系统。感知层种类丰富,主要包括摄像头、毫米波雷达、超声波雷达和激光雷达。摄像头 成本相对低廉,可以实现对于特征物体的检测与识别。但摄像头依靠可见光强度, 光线较差的环境中效率下降;超声波雷达成本最低,便于操作使用,但外界影响使 其探测距离短,常安装在车前后保险杠用于停车检测;毫米波雷达精度高、测量范 围广,且不易受外界环境因素干扰,适用于探测车距与车前速;激光雷达效果最优, 可以准确感知获取环境信息,ADAS 系统和驾驶员及时做出恰当决策。从 L3 开始, 雷达和摄像头的使用数量明显增加。车载摄像头是 ADAS 的核心传感器。摄像头的最大优势

31、在于能够识别物体的多种特 性,可以实现车道偏离警告(LDW)、车距检测(HMW)、交通标志识别(TSR)等 功能。车载摄像头的前置摄像头类型主要包括单目和多目,其中多目摄像头拥有更 好的测距功能,但需要装在两个位置,成本较单目摄像头更贵。环视摄像头的类型 是广角镜头,在车四周装配 4 个进行图像拼接实现全景图,加入算法可实现道路线 感知;而后视摄像头的类型是广角或鱼眼镜头,主要为倒车后置镜头。多目摄像头利用多个固定焦距车载摄像头,实现大范围覆盖观测。多目摄像头加入 了多个摄像头模组,利用不同焦距摄像头的视距和视角组合,观察记录多区域的物 体,为自动驾驶提供更多环境信息。因为摄像头成像清晰度和不

32、同焦距直接相关。 所以对于固定车距的 ADAS 摄像头,引入多目摄像头能够覆盖更大范围场景,为摄 像头的使用突破局限,提供更多可能性。但因为摄像头数量增加使得需要处理的图 像信号变多,信号融合也更加复杂。目前蔚来的 ES8 和特斯拉的 Model3 都采用了 三目摄像头,解决变焦问题,实现立体视觉三维成像;Mobileye 更是在最新方案中采 用七目摄像头采集数据,与 SFM(Structure from Motion)技术共同构建立体视觉感 知。车载摄像头搭载颗数稳步提升。根据 Yole 数据,2018 年全球平均每辆汽车搭载摄 像头数量增长为 1.7 颗,预计 2021 年平均每辆车搭载摄

33、像头数量有望达到 2.5 颗, 并将在 2023 年达到每车平均 3 颗摄像头。目前我国在 2020 年汽车摄像头平均搭载 量还仅 1.3 颗,市场发展空间巨大。车载摄像头市场迈入快速增长期。根据前瞻产业研究院数据,2019 年全球车载摄像 头市场规模为 112 亿美元水平,首次突破 100 亿美元,中国市场规模为 47 亿元; 2020 年预计全球市场将达到 130 亿美元规模,中国市场达到 57 亿元规模。随着 ADAS 和自动驾驶的逐步深入,单车所需搭载摄像头数量增长,未来几年车载摄像 头市场规模也将获得较快增长。预计到 2025 年全球车载摄像头市场规模将达到 270 亿美元,5 年

34、CAGR 为 16%;中国车载摄像头市场规模有望突破 230 亿元,5 年 CAGR 为 32%。两个市场均将实现产量乘倍的增长,中国市场增长更加迅速。3.2. 激光雷达将成为自动驾驶核心传感器激光雷达必将成为 L3 级以上车载必备传感器,半固/固态激光为未来发展方向。激 光雷达作为机器人的“眼睛”,在三种雷达技术中测量精度最高,反应速度快,操作 性能具备绝对的优势。尽管在 L2、L3 的汽车中的使用尚不如超声波雷达和毫米波 雷达广泛,但是大多数车厂和 tier1 均认为激光雷达将成为 L3 级以上自动驾驶汽车 的必备传感器,在 L4 级以上是无人驾驶的核心传感器。按照技术架构,激光雷达 产品

35、主要分为整体旋转的机械旋转式激光雷达、收发模块静止的半固态式激光雷达 和固态式激光雷达三种。机械旋转式是通过电机带动收发阵列进行整体旋转,具有 测距较远,能够实现对空间水平 360视场范围的扫描的优势。相比之下,固态式和 半固态式的激光雷达则只能扫描 120范围,因此检测能力弱于机械式。固态式激光 雷达的优势是不再包含任何机械运动的部件,体积小且紧凑。激光雷达测距方法分为 ToF、FMCW 和三角测距法。激光雷达按照测距方法可以分 为飞行时间(ToF)测距法、基于相干探测的 FMCW 测距法、以及三角测距法等。 其中 ToF 和 FMCW 能实现室外阳光下较远的测程,所以是车载激光雷达的优选方

36、 案。ToF 技术较 FMCW 更易实现,并且精度高、响应速度快,所以是目前市场车载 中长距激光雷达的主流方案。而 FMCW 有着 ToF 不具备的抗干扰和直接测量优势, 未来随着 FMCW 激光雷达整机和上游产业链的成熟,ToF 和 FMCW 激光雷达将 在市场上并存。雷达行业技术壁垒高,产品创新迭代速度快。激光雷达技术作为近年来高热度的新 兴雷达技术,系统结构精密复杂,设备设计要求灵敏精准,多模块在工作运行中注 重高度配合,生产过程需要高精密度机械设备。在这样的高标准规格下,激光雷达 的生产制造研发对进入企业有很大的技术壁垒,前期投入不易产生较明显的成效。 但是对于现在已经构建成体系、在安

37、全、成本等各方面成熟的相关行业企业,在已 有技术基础上结合客户需求有针对性优化改进却速度较快,产品后续创新能力强, 更新换代速度快。这种快速的发展更增添了新进入企业的追赶难度和研发创新压力。4. AIOT:技术更新,鸿蒙加持,AIOT 终端百花齐放4.1. 智能物联网爆发下,智能家居市场增速强劲智能音箱有望成为智能家居入口,智能家居生态搭建有助智能音箱市场进一步扩张。随着智能物联网的发展,日益增多的智能家居产品需要有统一的入口对其进行管理。 2014 年亚马逊发布 Echo 智能音箱,开创“用语音操控家居产品的新趋势”,使智 能音箱成为一个统一入口,借助 AI 语音交互能力对日益增多的智能家居

38、产品进行 管理。由此,科技巨头纷纷入场智能音箱市场,希望以此推动自身智能家居生态布 局的搭建。从目前看,国内厂商的智能音箱还是一个独立的产品,功能主要是音乐 播放、信息查询和语音交互等,不具备普通用户家庭应用场景中的控制中枢的角色 特点。随着国内厂商生态搭建的完善、新技术的更新运用,国内智能音箱市场有望 进一步扩张。不同类型企业入场智能家居行业,具备市场广阔空间。智能家居是广泛的系统性产 品概念,以住宅为载体,运用物联网、网络通信和人工智能等技术,通过信号接收 提供更加安全、智能的家居场景。2014 年谷歌收购 Nest 事件引爆全球智能家居产 业,智能家居热度席卷全球并蔓延至国内市场。除家电

39、企业外,消费电子类公司、 互联网公司以及运营商等产业链中的各方也纷纷进场,或自研智能硬件,或布局生 态平台,不同类型企业间的跨界合作和开放生态成为智能家居市场主流。Strategy Analytics 预测,2020 年全球消费者在智能家居相关设备上的支出将从 2019 年的 520 亿美元降至 440 亿美元,市场将在 2021 年恢复,消费者支出将增加至 506 亿 美元,未来几年将延续 15%的复合年增长率,到达到 885 亿美元。交互方式愈发多样,智能家居场景想象空间广阔。与普通家居相比,智能家居不仅 具有传统的居住功能,并兼备网络通信、信息家电、设备自动化等功能,提供全方 位的信息交

40、互。当前智能家居的交互方式已经越来越多样化,从最早的“触屏+App” 开始向解放双手的语音交互、生物识别等延伸。智能语音技术的进步和头部玩家对 音箱类产品的高度重视,正在不断推动语音交互在家居场景中的落地应用,包括影 音娱乐、家庭安防、智能卫浴、智能厨房、智能睡眠等。智能家居的最终目标是实 现全屋产品的智能化,未来存在巨大的成长空间。消费级安防系统搭载摄像头极大提高安全性。在家庭安防系统中,传统的家庭安防 系统通常采用红外线、门磁等物理传感器设备,在监测到异常后发出声光形式的报 警,但是其智能化程度不高,容易发生误报、漏报等情况,且一般不能提供入侵者 的图像信息。智能摄像头作为智能监控的基础硬

41、件可以开启检测功能,借助目标检 测技术探测家中指定区域是否有人闯入,如果发生险情将自动预警并录像,用户也 可以随时通过手机或者电脑端实时查看家中的影像。另外,搭载摄像头的智能门锁 利用 AI 技术进行人脸识别,从而在非接触情况下快速完成开锁,极大地增加用户 开锁的便利性,还可以让用户观察门外情况并与来者交流,极大提升安全感。随智能化成为行业大趋势,智能安防在安防行业占比将越来越大。根据智研咨询数 据,2018 年中国安防行业市场规模约 6678 亿元。智能安防行业市场规模在 2018 年 接近 300 亿元,预计 2020 年后智能安防将创造一个千亿的市场。扫地机器人成为智能家居中摄像头运用最

42、为广泛的产品。摄像头可以帮助扫地机器 人判定自我状态、感知环境并且实现精准定位,从而高效完成清扫工作。目前市面 上采用视觉导航技术的扫地机器人包括单目视觉和双目视觉等,同时搭配激光雷达。 扫地机器人视觉导航系统是通过摄像头连续不断地对周围环境拍摄记录,并根据特 征点或标志物进行房屋建图,实现导航定位或路线规划。智能投影仪包括智能微投和激光电视。智能微型投影机,又称便携式投影机、mini 投影仪,里面的光源以 LED 或激光为主,应用在卧室、客厅等场景中。微投的体积 小,它将传统大型投影机精巧化、便携化、小型化、娱乐化、实用化,使投影技术 更贴近生活和娱乐,具有办公、教学等多功能。智能微投则是在

43、微投设备中添加了 无线 wifi 上网功能,并搭载了智能操作系统,是未来微投的发展方向。激光电视拥有高亮度、大色域、大尺寸、沉浸感强、色彩真实还原、健康护眼、节能省电等技 术优势。智能冰箱和空调作为新兴市场潜力无限。智能冰箱内部的摄像头可实时感知冰箱中 的食材数据,拍照上传至家居互联平台,用户可以通过相应的手机应用程序随时随 地查看冰箱内食物存储情况并且远程控制冰箱的温度。另外,摄像头加 AI 技术还 可以识别食材的种类,集合大数据云计算深度学习,分析出用户的饮食习惯和健康 需求,进一步帮助客户实现个性化增值服务,创造更多服务场景;智能冰箱外部的 摄像头识别用户手势从而控制冰箱智能屏,可以在不

44、便触摸屏幕的情况下为用户带 来更智能更流畅的使用体验。4.2. 数字化进程叠加疫情助推,智能商业终端快速普及多媒体广告牌市场巨大,持续增长。多媒体交互技术成熟可靠,成本不断下降,纸 质广告逐渐替换为多媒体广告牌,我国数字标牌出货量不断提高。据 IDC 统计,2020年我国数字标牌市场规模达到 802 亿元,预测未来将实现 18%的年平均增长率。疫情助推交互升级,商用交互需求大增。在疫情的助推下,线上办公、远程教育、 智慧购物快速发展,推动交互平板的普及与应用。2020 年,我国交互平板市场规模 达到 169 万台,增长 12.7%,其中商用交互平板大幅增长了 56.5%,达到 43.2 万台

45、的销售规模。在疫情助推的契机之下,消费人群逐渐接受智能交互设备的使用,形成用户粘性,为后续的更新换代铺就了市场基础。无纸化电子化普及,智能商用终端持续渗透。随着线上数据信息的丰富便捷,无纸 化交易的逐渐普及,各类智能商用终端设备需求大增。我国政务与电子商务的快速 信息化推进,加之手机支付的普及,有更多的场合需要运用智能终端实现交易与信 息确认。加之人脸识别等安全认证功能愈发完善可靠,安全便捷的特性推动了商用 终端接受度与渗透率的提高。2016 年来,我国智能商用终端设备市场规模快速增长, 从 2016 年的 18 亿增长至 2020 年的 89 亿元,预计未来仍将有 16%的平均增速。人脸识别

46、认证普及,无接触通过新方式。电子身份认证系统普及,无接触无纸化认 证,促使人脸识别闸机需求大增。人脸识别闸机已广泛应用于楼宇、园区、交通、 公园等场所,2020 年受到疫情无接触的通过验证需求,我国人脸识别闸机市场达到 41 万台,同比大增 50%。4.3. 华为鸿蒙推动 AIoT 生态快速成长面向物联网时代设计的鸿蒙 OS。2021 年 6 月,鸿蒙操作系统 HarmonyOS 2.0 公开 上线,作为新一代智能终端操作系统,为不同设备的智能化、互联与协同提供了统 一的语言。带来简洁,流畅,连续,安全可靠的全场景交互体验。其使用的微内核 设计,支持各类大小终端;分布式技术,便利开发者多端部署

47、;跨设备连接打通终 端壁垒,为用户带来流畅使用体验。鸿蒙系统贯穿各类终端设备。鸿蒙系统采用的微内核、分布式技术带来的应用跨设 备流转等独特功能特性,不仅可实现操作系统自主可控,更可作为贯穿华为“1+8+N” 全场景体系的重要一环,担负起万物互联的重要角色。鸿蒙 OS 产品的规模化落地, 望推动万物互联 AIoT 生态的蓬勃发展,各类终端产品将百花齐放。5. 半导体:芯片供不应求,国内产业链快速推进5.1. 半导体产业链分工明细,制造端重中之重需重视芯片生产工艺复杂,环节多样又尖端。芯片主要通过设计公司、制造企业、封测企 业完成一系列设计生产,最终交由电子代工企业(EMS)将芯片贴合在电路板,完

48、 成电子产品的组装生产。芯片设计公司运用 EDA 工具和 IP 模块完成芯片的版图设 计,交由晶圆制造企业通过图形化工艺将芯片转印在硅片上,再由成膜工艺实现材 料层的改变,穿插过程控制工艺保障良率。前道晶圆在金属连接后,转入后道封测 工艺。随着先进制程逼近极限,先进封装逐渐兴起,有望延续泛摩尔定律,提高系 统综合性能,降低制造成本。各环节国产化程度不一,国产制造需要重视。晶圆制造上游材料、设备发展初期, 难以进入国际厂商的供应链,只能靠国产制造扶持。现阶段国产核心制造环节体量 尚小,国产化率仅 7%,仍然以追赶国际巨头为主。我国芯片设计与封测行业的国产 化率均在 20%以上,国产制造与设计封测

49、企业的国产化率不匹配,存在产业链协同 可控短板,如国际形势紧张,将制约设计封测企业的发展。晶圆制造企业作为可以 协同设计封测产业,带动设备材料发展的半导体产业链关键一环,扩产与技术突破 势在必行。5.2. 晶圆厂扩产,设备需先行,材料紧跟进产业链自下而上,带动半导体产业发展。中国有着全球最大的单一市场,随着国内 消费电子产业的快速发展,技术承接力的提升,全球半导体产业正在加速转移至中 国大陆。我国 PC 厂商联想、手机厂商华为、IC 设计厂商华为海思、晶圆代工厂商 中芯国际和封测厂商长电科技均位列全球 Top 5。在下游消费电子和半导体企业的 快速发展带动下,国内的半导体设备需求不断增加。2005 年至 2020 年,我国大陆 半导体设备销售额从全球占比 3.54%大幅提升至 26%,大陆设备销售 CAGR 达到 17.98%。2021 年第一季度,全球半导体设备销售额达 235 亿美元,同比增长 51%, 中国大陆半导体设备销售额 59 亿美元,占比

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