智能驾驶行业市场分析报告九

智能驾驶行业市场分析报告九2021年7月

目录智能驾驶渗透提升，摄像头量价齐升............................................................................................5从华为看视觉方案，单车摄像头或超过颗5摄像头像素提升，带来单车价值上升9量价齐升，车载摄像头进入发展快车道汽车光学产业链掘金...................................................................................................................14成本结构：CIS、镜片、封装占比较高14CIS：技术升级加速格局重塑16镜头组：国内玩家一枝独秀20模组封装：电子电器架构升级或带来格局变化21投资建议：前景明确格局清晰，龙头公司显著受益....................................................................24图表目录图：极狐阿尔法S的视觉传感器布局方案................................................................................................................5图：特斯拉视觉方案图..............................................................................................................................................6图：特斯拉视觉方案图..............................................................................................................................................6图：前视单目摄像头..................................................................................................................................................8图：三目摄像头覆盖不同角度提供..............................................................................................................8图：前视单目摄像头..................................................................................................................................................8图：基于视觉信息的自动泊车...................................................................................................................................8图：侧视摄像头可以实现盲点检测............................................................................................................................9图：车载内置摄像头..................................................................................................................................................9图：像素镜头最远感知距离为的3倍（单位：米）..........................................................................图........................................................................................................................................................图：蔚来高清摄像头布置方案......................................................................................................................图：智能驾驶全球渗透率预测...............................................................................................................................图：全球摄像头需求将快速增长............................................................................................................................图：平均单车需求将逐渐达到6颗........................................................................................................................图：车载摄像头行业规模......................................................................................................................................图：图像生成机制示意图......................................................................................................................................图：车载摄像头模组结构拆解...............................................................................................................................图：车载摄像头产业链梳理...................................................................................................................................图：智能手机摄像头成本分解...............................................................................................................................图：车载摄像头成本分解......................................................................................................................................图：高动态范围（HDR）功能开启（左）关闭（右）对比..................................................................................图：高感光度（左）与低感光度（右）成像对比..................................................................................................图：具备闪烁抑制技术（左）与不具备闪烁抑制技术（右）成像对比................................................3/25图：CMOS市场规模从年亿美元增长到年亿美元（单位：十亿美元）.............................图：汽车CMOS占销售额比例将由年的年14%................................................图：年全球图像传感器竞争格局（按销售额）.............................................................................图：年汽车CIS份额（销售额）..................................................................................................................图：车载镜头组上游供应链及主要公司.................................................................................................................图：IRCF工作原理...............................................................................................................................................图：IRCF产品示意图............................................................................................................................................图：中国IRCF出货量及增速................................................................................................................................图：国内IRCF企业市占率...................................................................................................................................图：年全球车载镜片市场份额......................................................................................................................图：车载模组的可靠性要求较高............................................................................................................................图：年全球车载摄像头格局..........................................................................................................................图：年国内车载单目摄像头格局...................................................................................................................图：汽车电子电器架构从分布式到集中式将改变摄像头的配套格局.....................................................................表：典型车辆的摄像头部署.......................................................................................................................................6表：摄像头安装位置及特点.......................................................................................................................................7表：CMOS图像传感器具有成本低、功耗小、读出速度快、集成度高等优点.......................................................表：索尼、豪威、安森美部分车载CMOS产品参数...............................................................................................表：汽车光学产业链公司梳理（单位：亿元）........................................................................................................4/25智能驾驶渗透提升，摄像头量价齐升从华为看视觉方案，单车摄像头或超过10颗极狐阿尔法S华为HI版本搭载法S自动驾驶解决方案采用摄像头+毫米波雷达+激光雷达多种异构传感器的融合感知，*3+毫米波雷达*6+ADS*9+环视摄像头*4+超声波雷达*12。4颗环视摄像头能将汽车顶部各个方向的鸟瞰画面拼接起来,以动态的形式显示在车内的液晶屏上;此外,41个双目+1个长焦+14颗侧视摄像头可以用来防止盲区，保证行驶安全。1颗后视摄像头可以辅助实现自动泊车功能。图1：极狐阿尔法S的视觉传感器布局方案资料来源：九章智驾，长江证券研究所的方案之一。特斯拉相对于激光雷达方案，更青睐于以纯视觉来实现高阶的自动驾驶。特斯拉研发的基于深度神经网络，能够对行车环境进行专业的解构分析，相比传统视觉处理技术可靠性更高，能够充分利用搭载的高性能摄像头。特斯拉Autopilot自动辅助驾驶环绕车身共配有8360的监测距离最远可达250测距离分别为150米、60250米，用来识别物体并为导航提供支持，探测可能影2（2摄像头最大监测距离50米，为停车和障碍物探测提供支持。5/25图2：特斯拉视觉方案图图3：特斯拉视觉方案图资料来源：特斯拉官网，长江证券研究所资料来源：geekcar，长江证券研究所智能驾驶“军备竞赛”升级，新出智能车型普遍搭载10颗以上摄像头。智能驾驶作为001L7分别采用了12颗和均搭载5颗摄像头的配置显著提升。表1：典型车辆的摄像头部署车型总数前视侧视环视后视内置支持功能特斯拉modle3特斯拉modles特斯拉modlex特斯拉modley888833334444----1111----车道内自动辅助转向、加速和制动车道内自动辅助转向、加速和制动车道内自动辅助转向、加速和制动标配紧急制动、碰撞预警和盲点监测视觉融合全自动泊车系统、道路保持辅助、道路保持辅助蔚来ET72441-蔚来ES8蔚来ES6蔚来EC6555111---444------定速巡航、窄路辅助定速巡航、窄路辅助定速巡航、窄路辅助高速公路自动驾驶、城区高阶自动驾驶、代客泊车极狐阿尔法S134441-理想比亚迪汉比亚迪唐极氪001智己L7551113244444----自适应巡航、窄路辅助自适应巡航系统、交通拥堵辅助系统自适应巡航系统、交通拥堵辅助系统自适应巡航、车道居中保持5--1512442121高速领航、城市领航、代客泊车高速自动导航复制驾驶、城市自动导航辅助驾驶、停车记忆泊车小鹏P51334411资料来源：各公司官网，九章智驾，长江证券研究所ADAS使用摄像头采集ADAS可以实现路标识别、车道线感应、行人识别、车辆识别等特殊功能，应用较为广泛。另外，6/25的巨大优势。目前摄像头的安装位置主要分为前视、后视、侧视以及内置。表2：摄像头安装位置及特点安装部位摄像头类型单目实现功能摄像头功能描述视角一般为45度，双目摄像头拥有更好的测距功能，但需要装在两个位置，成本较单目贵50%左右FCW、LDW、TSRACC、前视1-4颗双目广角广角镜头，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环视4颗全景泊车、广角或鱼眼镜头，主要为倒车后视摄像头后视1颗侧视2-4颗内置1-2颗广角广角广角后视泊车辅助盲点检测、代替后视镜通过摄像头支持盲点检测广角镜头，一般装在车内后视镜处闭眼提醒资料来源：TI官网，Socionext官网，长江证券研究所4定位等信息。目前市场上配置自动驾驶功能车型的前视摄像头普遍是1-4自动驾驶功能普遍需要31-2颗摄像头。自动驾驶需要双目甚至三目等更为复杂的前视摄像头提供3D的信息，承担测距、定位等更多的功能。7/25图4：前视单目摄像头图5：三目摄像头覆盖不同角度提供3D信息资料来源：正锋光电官网，长江证券研究所资料来源：，长江证券研究所场上配置环视摄像头的数量普遍都是4颗，环视摄像头为135度的广角镜头装配在车警，同时在自动泊车时帮助寻找车位和检测障碍物。图6：前视单目摄像头图7：基于视觉信息的自动泊车资料来源：易车网，长江证券研究所资料来源：追势科技，长江证券研究所侧视布局的摄像头布局一般为2-4般为后视2颗或者前后视4头可以进一步填补车辆盲点。8/25图8：侧视摄像头可以实现盲点检测资料来源：电子发烧友，长江证券研究所内置摄像头的数量1-2驶者在合适驾驶车辆的状态。自动驾驶在技术层面和法规层面均尚未完善，内置摄像有效。图9：车载内置摄像头资料来源：之家，长江证券研究所摄像头像素提升，带来单车价值上升来汽车的研究，像素摄像头感知距离是1.2MP像素摄像头的三倍。9/25图10：像素镜头最远感知距离为的3倍（单位：米）汽车锥桶行人资料来源：蔚来，长江证券研究所2K2160x1440分的摄像头。图：车载vlog资料来源：中华网科技，长江证券研究所最新上市的智能汽车均开始搭载8MP0018颗ADS8MP1个双目+1+侧后视（翼子板）+侧前视*2（外后视镜底座）+后视*2L7搭载7颗ADS摄像头（5MP2022年季度即将交付的也搭载了高清摄像头。以蔚来为例，蔚来采用“摄像头+毫米波雷达+激光雷达多种异构传感器的融合感知”的感知系统解决方案，传感器配置“激光雷达*1+ADS摄像头*7+环视摄像头*4+毫米波雷达*5+超声波雷达*127颗高清摄像头，能实现超远距离视觉感知，可检测到680m外车辆+260m外的锥桶+220m外的行人。10/25图12：蔚来高清摄像头布置方案资料来源：九章智驾，长江证券研究所FSD的自动驾驶计算平台可提供1448个使用4颗英伟达DRIVE1016颗万像素的摄像头助力其自动驾驶系统。量价齐升，车载摄像头进入发展快车道汽车智能化是驱动摄像头放量的核心因素，具备智能驾驶功能的车型渗透率到2025年预计将达到L1&L2低等级智能驾驶中如AEB提升带来摄像头需求提升，另一方面随着L3以上自动驾驶对视觉系统的依赖需要至少7-92018年，海外咨询机构等均对未来智能驾驶渗透给予了比较乐观的预计，预计2025年和2030年具备智能驾驶的车型达到69%和87%。目前随着科技企业加速进入L3L2.5斯拉NOA2025L2.5-L3为代表）渗透率分别达到75%和10%2030年将分别达到90%和30%。/25图13：智能驾驶全球渗透率预测资料来源：，长江证券研究所根据佐思产研，2019年国内的车载摄像头出货约23001L1&L2级摄像头的平均需求为5颗，支持L2.5以上自动驾驶平均是8颗摄像头。随着智能驾驶渗2025年和2030年全球将分别达到6.0为4.1颗和5.4颗。图14：全球摄像头需求将快速增长图15：平均单车需求将逐渐达到6颗7654321060%50%40%30%20%10%0%6543210全球车载摄像头需求（亿颗）YOY资料来源：，Marklines，长江证券研究所资料来源：，Marklines，长江证券研究所目前120万像素的摄像头平均在150元人民币，500万像素摄像头平均价格有望超过300万像素价格或超过500单车价值将稳中有升。我们假设L1级使用的摄像头像素相对较低，平均价格维持在单个150元，L2.5300元。根据上述摄像头出货需求的测算，我们预计摄像头行业规模2025年和2030年将分别达到730129712/25图16：车载摄像头行业规模02021E2022E2023E2024E2025E2026E2027E2028E2029E2030E资料来源：，长江证券研究所13/25汽车光学产业链掘金成本结构：、镜片、封装占比较高输出在显示屏幕。图17：图像生成机制示意图资料来源：SK海力士官网，长江证券研究所车载摄像头模组的主要构成包含CMOS图像传感器和镜头组，配套硬件包括ISP、串行器、连接器等：图像传感器，其透光率以及折射角度会影响到进入图像传感器像素点的光线数量。头出于可靠性以及性能考虑会采用玻璃镜片。CMOS图像传感器：当外界光透过镜片照射在感光单元阵列时，图像传感器通过感光单元阵列将携带拍摄对象的亮度以及色彩等信息的光信号转换为电信号，再通过模数转换模块将电信号转换为数字信号，最后再将数字图像信号进行预处理及量子效率等会直接影响到图像的输出质量。ISP：ISP全称为图像信号处理器（ImageSensorProcessor图像传感器捕捉到的电信号需要经过ISP处理后展示在显示器，其可实现的功能主要包括自动对焦、自动曝光、颜色校正、HDR等。14/25图18：车载摄像头模组结构拆解光学镜头串行器连接器资料来源：，长江证券研究所图19：车载摄像头产业链梳理资料来源：新材料在线，长江证券研究所对比智能手机以及车载摄像头BOM成本，不难发现占比最高的都是图像传感器，占比在50%25%ASP远高于常规智能手机摄像头。图20：智能手机摄像头成本分解图21：车载摄像头成本分解5%6%14%20%图像传感器模组封装光学镜头音圈马达红外滤光片图像传感器模组封装光学镜头音圈马达50%52%25%19%红外滤光片资料来源：中国产业信息网，长江证券研究所资料来源：前瞻产业研究院，长江证券研究所15/25CIS：技术升级加速格局重塑与CCD两种技术方案，由于在成本、功耗、读取速度等方面领先于CCD，目前主要使用图像传感器作为汽车摄像头的图像传感器。表3：CMOS图像传感器具有成本低、功耗小、读出速度快、集成度高等优点CCDCMOS设计单一感光器感光器连结放大器感光开口小低灵敏度同样面积下较高(FillFactor因感光开口大，较高)线路质量影响良率整合制程成本高低结构复杂度低传统技术较低分辨率噪声比高新技术摆脱面积限制，可达全片幅单一放大器多元放大器，误差大低高需外加电压导出电荷像素直接放大耗能比高慢低快反应速度IPA无有（个别像素寻址）制造设备特殊订制机台可使用内存或处理器制造机台资料来源：微视界，长江证券研究所自动驾驶对CMOS图像传感器性能提出更高的要求。为保证车载摄像头在各种环境下捕捉外界信息的完整性，自动驾驶/ADAS系统一般要求具有高动态范围（HDRLED闪烁抑制等功能。量化图像传感器的动态范围，即使用动态范围表示成像系统同时采集这两种信息的能力，其单位为。动态范围是衡量车载摄像头性能的重要指标之一，自动驾驶系统一般会使用较高动态范围的图像传感器以实现过亮或过暗环境的正常成像。16/25图22：高动态范围（HDR）功能开启（左）/关闭（右）对比资料来源：SONY，长江证券研究所高感光能力：图像传感器感光能力一方面取决于绝对灵敏度阈值，另一方面也可通过增大单位项目面积来获取更多的光信息达到提高感光能力的目的。感光能力强的图像传感器能够在夜间等低照度的环境下，识别对象的颜色、形状等特性，可以确保汽车在夜间行驶时准确判断路况信息，规避行车风险。图23：高感光度（左）与低感光度（右）成像对比资料来源：SONY，长江证券研究所LEDLED90Hz汽车CIS曝光时间较短会导致信息缺失或错误。因此，用于识别交通信号灯、公交站牌灯等灯光的CMOS图像传感器需要具备LED闪频抑制技术，这对于实现更高等级的自动驾驶意义重大。17/25图24：具备闪烁抑制技术（左）与不具备闪烁抑制技术（右）成像对比资料来源：SONY，长江证券研究所自动驾驶系统驱动车用图像传感器像素升级。以往车载摄像头多用于倒车影像AI总结而言，同时具有高动态范围、高感光能力和高像素等功能的CMOS图像传感器的技术在智能汽车的快速渗透，汽车镜头用量提升，车用CIS或将迎来量价齐升。据第三方咨询公司预测，2019-2024年车用图像传感器占整体销售额比例将由10%提升至14%行业整体增速，2025年整体规模或将超过30亿美元。CIS的需求市场规模或较咨询机构测算更高。图25：CMOS市场规模从2019年143亿美元增长到2025年242亿图26：汽车CMOS占CMOS销售额比例将由2019年的10%2024年14%美元（单位：十亿美元）3.6%8%14%10%内：外：73%69%资料来源：，长江证券研究所资料来源：Frost&Sullivan，格科微招股说明书，长江证券研究所CMOS2019年行业前5家厂商的市占率超过81%照销售额口径，2018年前五家厂商市占率超过75%。不难看出，未来进入壁垒将随着技术研发能力、资金投入而水涨船高，龙头公司有望享受行业高度集中带来的红利。18/25图27：2019年全球CMOS图像传感器竞争格局（按销售额）图28：2018年汽车份额（销售额）Sony三星2.8%3.0%3.0%3.1%21%豪威科技安森美海力士佳能格科微松下东芝36%3.4%8.0%3%5%44.6%10%22.7%其他22%资料来源：Frost&Sullivan，长江证券研究所资料来源：，长江证券研究所CIS一般为中CIS市场格CIS迎来重塑，具有技术和产能双重优势的厂商将脱颖而出。表4：索尼、豪威、安森美部分车载CMOS产品参数单位像素大小品牌产品分辨率（百万像素）尺寸（英寸）视频输出格式动态范围(V=H[μm])IMX324IMX4247.427.425.402.452.452.131.271.231.268.31/1.71/1.71/1.551/2.71/2.71/2.81/32.252.2534k4k120dB120dBIMX4904k120dB/140dBIMX390CPVIMX390CQVIMX290NQVIMX2243FullHD-索尼3FullHD120dB2.93.752.92.82.12.03.03.03.22.84.23.753FullHD-FullHD-ISX0191/3.81/4QVGA100dB/120dBISX016HD720p4K@36fpsFull@90fpsFull@60fpsFull@60fpsFull@50fpsFull@60fpsFull@60fps720p60-OX08A4YOV46901/1.731/3-4-OX03F10OX03C10OX03A10OV971631/2.441/2.61/2.441/3.81/2.561/3豪威2.5140dB2.461.490dB/120dB120dBOV106401.3120dB1.2---安森美2.11/2.71/