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电子行业深度研究:三电+域控是价值核心大陆PCB迎变革机会-220331(26页).pdf

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电子行业深度研究:三电+域控是价值核心大陆PCB迎变革机会-220331(26页).pdf

1、 - 1 - 敬请参阅最后一页特别声明 市场数据市场数据(人民币)人民币) 市场优化平均市盈率 18.90 国金电子指数 1807 沪深 300 指数 4254 上证指数 3267 深证成指 12264 中小板综指 12286 相关报告相关报告 1.新能源车 Q1 淡季不淡,京东方精电业绩亮眼-汽车电子双周报 ,2022.3.27 2.看好新能源、智能汽车及服务器产业链机会-国金证券创新技术中心. ,2022.3.20 3.供应链缺货缓解,折叠屏、元宇宙精彩纷呈-国金证券创新技术团队. ,2022.3.6 4.国金证券创新技术团队双周报-供应链缺货缓解,关注数字经济主线 ,2022.2.20

2、5.国金证券创新技术中心双周报-优质科技公司迎来布局良机 ,2022.2.5 樊志远樊志远 分析师分析师 SAC 执业编号:执业编号:S03 (8621)61038318 邓小路邓小路 分析师分析师 SAC 执业编号:执业编号:S03 刘妍雪刘妍雪 分析师分析师 SAC 执业编号:执业编号:S04 三电三电+ +域控是价值核心,大陆域控是价值核心,大陆 P PCBCB 迎变革机会迎变革机会 投资建议投资建议 行业策略行业策略:汽车电动化和智能化使得汽车 PCB 市场迎来扩容机会,同时供应关系重塑和格局重建给大陆 PCB 厂商带来

3、弯道超车机会。在这样的背景下,我们认为享受行业增长红利、打破固有格局的路径主要有两类,其一绑定新兴龙头主机厂,其二着力布局三电系统和域控制系统,大陆 PCB 厂商在上述两类路径均有不同程度发力,积极面对变革机会将打开成长空间。 推荐组合推荐组合:我们建议关注世运电路(汽车占比高,绑定全球新能源车龙头主机厂) 、胜宏科技(供应全球新能源车龙头主机厂) 、景旺电子(汽车占比较高,绑定国内动力电池大厂供应软板,积极配合全球 Tier1 龙头企业研发) 、博敏电子(配合国内造车新势力定点研发) 、沪电股份(汽车占比较高,配合全球新能源车龙头主机厂研发) 。 行业观点行业观点 汽车产业链变革,汽车产业链

4、变革,PCB 迎扩容机会迎扩容机会。汽车的设计形态正在发生快速变化,总结来看变化方向主要有电动化和智能化两个方面,其中新能源汽车渗透率已经达到 8%且各大厂商都在加大智能化软硬件方案的研究和应用,整个汽车产业链都在面临升级转型。在这样的背景下,电子器件在汽车成本的占比将会提升,预计到 2030 年汽车电子成本占比将接近 50%,而 PCB 作为电子之母,其在汽车上的应用也将明显提升,根据 CPCA,2025 年全球 PCB产值将达到 95 亿美元,20202025 年的复合增速将达到 7.8%。 估测单车价值量估测单车价值量 14901640 元,三电和域控价值增量明显。元,三电和域控价值增量

5、明显。我们以特斯拉Model 3 的 PCB 方案为例,估测单车 PCB 价值量将达到 14901640 元,相对传统车 500600 元的单车价值量来说有明显提升。分拆来看,三电系统主要用到 6 套 PCB 板(48 层通孔板,部分带有厚铜设计) ,合计用量达到 0.713 平方米,对应价值量达到 640690 元,在整车价值量占比达到43%(三电硬板/整车硬板=28%,三电软板/整车软板=74%) ;域控制系统主要用到 6 套 PCB 板(其中 3 块主要控制板用到 HDI 工艺) ,合计用量达到0.28 平方米,对应价值量达到 550600 元,在整车价值量占比达到 37%(域控硬板/整

6、车硬板=54%,无软板用量) ,由此可见硬板价值量应当关注三电和域控,软板价值量应当关注三电。 增量机会流向何方?大陆厂商迎弯道超车机会。增量机会流向何方?大陆厂商迎弯道超车机会。汽车电动化和智能化的变革将重塑供应关系(主机厂拿到更多产业链主导权)和改变产业链格局(产业价值从传统部件向三电系统、域控软硬件转移,出现新市场带来供应格局重建机会) ,这些变化会给当前在汽车 PCB 竞争中不占优势的大陆厂商带来弯道超车机会:1)新能源车的发展使得像特斯拉、Lucid、理想、蔚来、小鹏这一类纯做新能源汽车的新兴主机厂登上历史舞台,PCB供应商能够迎来站在同一起跑线被重新选择的机会,同时大陆自主品牌的主

7、机厂在全球竞争中渐渐崭露头角,从而有望带动国产 PCB 进入主流产业链;2)电动化和智能化带来三电系统、域控制器这些价值新增环节,同时大陆零部件厂商已经是这些环节的强有力竞争者(三电系统中的宁德时代等、域控制器中的德赛西威等) ,这就使得在零部件厂商仍然保有一定程度的元器件主导权的这一阶段,大陆本土 PCB厂商更有机会被引进汽车 PCB主流供应链。 风险提示风险提示 新能源汽车渗透不及预期;汽车智能化推进不及预期;汽车需求不及预期;竞争加剧导致参与者盈利不及预期。 320762238240302国金行业 沪深300 2022 年

8、年 03 月月 31 日日 创新技术与企业服务研究中心创新技术与企业服务研究中心 电子行业研究 买入 (维持评级) 行业深度研究行业深度研究 证券研究报告 行业深度研究 - 2 - 敬请参阅最后一页特别声明 内容目录内容目录 一、汽车产业链变革,一、汽车产业链变革,PCB 迎扩容机会迎扩容机会 .4 二、估测单车价值量二、估测单车价值量 14901640元,三电和域控价值增量明显元,三电和域控价值增量明显.5 2.1、三电系统 PCB用量约 0.713 平方米,单车价值量约 640690 元 .6 2.2、智能化传感器+集成度,域控贡献 550600 元 PCB价值 .10 2.3、硬板价值量

9、 50%来自域控,软板 70%来自电池 .14 三、增量机会三、增量机会流向何方?大陆厂商迎弯道超车机会流向何方?大陆厂商迎弯道超车机会 .17 3.1、汽车电动化和智能化供应关系重塑+产业格局重建.17 3.2、产业链变革为大陆 PCB厂商带来弯道超车机会 .18 3.3、大陆厂商建厂抓住机会,产业转移逻辑有望在汽车 PCB市场复制 .21 四、投资建议及风险提示四、投资建议及风险提示.23 4.1、投资建议:建议关注已经布局三电和域控、龙头新兴主机厂的厂商 .23 4.2、风险提示.23 图表目录图表目录 图表 1:20152021 年新能源车销量及增速.4 图表 2:2021 年新能源车

10、渗透率 .4 图表 3:燃油车工作核心是围绕内燃机为主的部件 .4 图表 4:新能源车工作核心是围绕三电系统为主的部件 .4 图表 5:汽车电子电气系统架构升级路线 .5 图表 6:自动驾驶渗透率.5 图表 7:汽车电子在整车成本占比.5 图表 8:全球汽车 PCB产值 .5 图表 9:PCB在传统汽车上的应用情况.6 图表 10:汽车传感器+控制器+执行器的运作示意图 .6 图表 11:传统汽车 PCB运用示意图(绿色模块为 PCB) .6 图表 12:燃油车和电动车动力发动过程对比.7 图表 13:特斯拉 HV Battery 系统电路网络拓扑图.8 图表 14:特斯拉 Model 3 B

11、MS 主要 PCB板示意图 .8 图表 15:特斯拉 Model 3 功率转换器 PCB板示意图 .8 图表 16:特斯拉 Model 3 充电器口控制 PCB板示意图.8 图表 17:特斯拉 Model 3 HV Battery PCB 规格 .8 图表 18:特斯拉 Model 3 电机主控电驱一体板模拟示图 .9 图表 19:特斯拉 Model 3 电控电驱一体 PCB安装位臵.9 图表 20:特斯拉 Model 3 智能座舱示意图 .10 图表 21:特斯拉 Model 3 智能驾驶示意图 .10 图表 22:国内智能座舱智能硬件的搭载率 .10 图表 23:主流车型自动驾驶传感器搭配

12、方案.10 UUlWqUeVjWuUeXXYeX7N8QaQnPmMsQnPjMoOtPeRqQmN6MqQvMxNoNnMwMsPsO行业深度研究 - 3 - 敬请参阅最后一页特别声明 图表 24:汽车电子电气架构(EEA)演进路线图. 11 图表 25:毫米波雷达结构示意图 .12 图表 26:车载功能摄像头示意图 .12 图表 27:特斯拉 Model 3 摄像头模组 PCB示意图.12 图表 28:分布式架构到域控架构对 PCB的影响示意图.13 图表 29:特斯拉 Model 3 域控网络结构 .13 图表 30:特斯拉 Model 3 AICM域控用 PCB运用.13 图表 31:

13、特斯拉 Model BCM FH域控用 PCB运用.14 图表 32:特斯拉 Model BCM RH/LH域控用 PCB运用 .14 图表 33:特斯拉 Model 3 域控系统 PCB规格.14 图表 34:电动化+智能化汽车 PCB单车价值量提升情况.15 图表 35:全球汽车 PCB产值 .15 图表 36:汽车 PCB集成化提升有望造就更为集中的竞争格局 .15 图表 37:特斯拉 Model 3用 PCB的逻辑分布(估测).16 图表 38:特斯拉 Model 3 PCB 的价值量分布(估测) .16 图表 39:特斯拉 Model 3 硬板价值量分布(估测) .16 图表 40:

14、特斯拉 Model 3 软板价值量分布(估测) .16 图表 41:汽车产业链供应关系发生变化示意图 .17 图表 42:汽车产业链上游格局有望重建.18 图表 43:全球汽车 PCB厂商排名(2020 年) .18 图表 44:新主机厂崛起带来 PCB新厂进入供应链的机会 .19 图表 45:全球汽车销量前十大车企排名.20 图表 46:全球新能源汽车销量前十大车企排名 .20 图表 47:全球动力电池厂商排名 .20 图表 48:全球 Tier1 排名.20 图表 49:全球自动驾驶域控制器布局厂商 .21 图表 50:全球智能座舱域控制器布局厂商 .21 图表 51:大陆 PCB为汽车建

15、立的专线工厂举例 .21 图表 52:A股 PCB公司汽车占比情况.21 图表 53:中国大陆 PCB产值占比 .22 图表 54:全球汽车 PCB厂商排名(2020 年) .22 图表 55:A股 PCB公司汽车布局.23 行业深度研究 - 4 - 敬请参阅最后一页特别声明 一、汽车一、汽车产业链变革产业链变革,PCB 迎扩容机会迎扩容机会 汽车电动化和智能化带来产业链变化。汽车电动化和智能化带来产业链变化。近几年来,汽车的设计形态正在发生快速的变化,总结来看变化方向主要有两个方面,即电动化和智能化: 1) 全球新能源车渗透率达到全球新能源车渗透率达到 8%,汽车核心部件从内燃机变为三电系统

16、。,汽车核心部件从内燃机变为三电系统。汽车电动化表现为新能源车的渗透率逐步提升,根据 Marklines 数据,全球新能源车渗透率从 2015 年的 1%提升至 2021 年的 8%,其中 2021 年中国、欧洲、美国、日本渗透率分别达到 13%、14%、14%、4%、33%,可见新能源车替代传统燃油车已经成为不可逆转的趋势。在这样的变化下,技术的重心也相应发生了变化,从以往围绕内燃机展开的技术竞争变更为围绕三电的技术研发和资源争夺,这是电动车带来的本质变化。 2) 智能化倒逼智能化倒逼智能模块智能模块增加增加和和 EEA 升级升级。智能化是利用计算机网络、大数据、物联网和人工智能等技术来使得

17、机器在更少的人为指令下满足更多的人类要求,汽车要完成这样的功能,需要彻底的改变:一方面,需求增多使得智能硬件数量增多,智能座舱和自动驾驶就是具有代表性的智能化模块;另一方面,智能化要求汽车从传统的机械式运作向电子化运作演进(电子结构是计算机运算的基础) ,而这是需要更智能的电子电气架构(Electrical and Electronic Architecture,简称 EEA)才能够支撑的。当前主流厂商都在积极做以智能座舱和自动驾驶为代表的智能化软硬件方案的研究和应用,并且随着智能硬件的增多,电子电气架构也在快速迭代,汽车智能化已经势不可挡,整个汽车产业链都在面临升级转型。 图表图表1:201

18、52021年新能源车销量及增速年新能源车销量及增速 图表图表2:2021年新能源车渗透率年新能源车渗透率 来源:Marklines,国金证券研究所 来源:Marklines,国金证券研究所 图表图表3:燃油车工作核心是围绕内燃机为主的部件:燃油车工作核心是围绕内燃机为主的部件 图表图表4:新能源车工作核心是围绕三电系统为主的部件:新能源车工作核心是围绕三电系统为主的部件 来源:美国能源部,国金证券研究所 来源:美国能源部,国金证券研究所 0%20%40%60%80%100%120%00500600700200021全球新能源车销

19、量(万辆)YoY(%,右轴)0%5%10%15%20%25%30%35%全球中国欧洲美国日本行业深度研究 - 5 - 敬请参阅最后一页特别声明 图表图表5:汽车电子电气系统架构升级路线汽车电子电气系统架构升级路线 图表图表6:自动驾驶渗透率自动驾驶渗透率 来源:博世,国金证券研究所 来源:Strategy Analytics,国金证券研究所 汽车汽车 PCB 有望迎来扩容机会有望迎来扩容机会。汽车的电动化和智能化的底层硬件支撑就是电子化元器件,电子化使得汽车电子成本占比不断提升,预计到 2030 年汽车电子成本占比将接近 50%,而 PCB 作为电子之母,其在汽车上的应用也将明显提升,根据 C

20、PCA 预计,2025 年全球 PCB 产值将达到 95 亿美元,20202025 年的复合增速将达到 7.8%。 图表图表7:汽车电子在整车成本占比:汽车电子在整车成本占比 图表图表8:全球汽车:全球汽车PCB产值产值 来源:盖世汽车网,国金证券研究所 来源:CPCA,国金证券研究所 汽车行业的变革将对基础硬件PCB 这一产品带来市场扩容机会。那么,汽车行业的变化是怎样影响 PCB 的呢?这样的变化给 PCB 行业带来什么样的投资机会呢?下面我们将着重对这两个问题进行分析。 二、二、估测单车价值量估测单车价值量 14901640 元,三电和域控价值增量明显元,三电和域控价值增量明显 传统汽车

21、传统汽车 PCB 主要用在主要用在 ECU,传统燃油车传统燃油车 PCB 用量约用量约 1 平方米平方米。要理解电动化和智能化给汽车 PCB 带来的机会,首先应该了解汽车 PCB 在传统车上的应用情况。汽车 PCB上就是承载汽车电子的载体,而汽车电子按照用途可以分为传感器(汽车工况信息输入装臵) 、控制器(ECU,对输入信息进行收集、决策、输出的电子大脑,上面通常会搭载车规级 MCU 芯片) 、执行器(执行ECU 指令的装臵) ,其中传感器和执行器的硬件材料大多都是用的机械件(如温度传感器、压力传感器、喷油器、节气门等) ,只有个别需要用芯片进行操作(如图像传感器、车灯、空调、显示器、音频等)

22、 ,而 ECU 由于涉及到电子运云端车辆功能持续增长Vehicle Centralized EEA车辆集中式电子/电气架构Vehicle Cloud Computing车云计算Vehicle Fusion车融合(Cross)Domain Centralized EEA域集中式电子/电气架构Domain Fusion域融合Domain Centralized域集中Distributed EEA分布式电子/电气架构Integration集成化Modular模块化汽车ECU(特定功能)可选ECU(中央网关)性能ECU(域控制单元)独立域ECU特定域ECU(门ECU)传感器/执行器独立于域(车载电脑/

23、区域导向架构)跨越(跨越控制单元/跨越计算机)专用域(与控制单元/域计算机)功能集成每个功能独立0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%200302035L0L1L2L3L4L50%10%20%30%40%50%60%00201020202030E-20%-10%0%10%20%30%40%50%007080902000192020 2025E全球PCB产值(亿美元,左轴)YoY(%,右轴)行业深度研究 - 6 -

24、敬请参阅最后一页特别声明 算,因此 ECU是需要用到 PCB板的关键部件。总结来看,传统汽车用到 PCB板的部分主要是 ECU 和部分具有电子属性的传感器和执行器,根据产业链调研,传统燃油车所用到的 PCB面积合计约为 1 平方米。 图表图表9:PCB在传统汽车上的应用情况在传统汽车上的应用情况 汽车电子分类汽车电子分类 释义释义 用到用到 P PCBCB 的部件的部件 控制器 (主要用 PCB 的部分) 对输入信息进行收集、决策、输出的电子大脑,上面通常会搭载车规矩 MCU 芯片。 发动机控制器、ABS 控制器、安全气囊控制系统、助力转向、车身稳定系统、车灯控制系统、中央控制器(集成显示、空

25、调、音频、收音机等) 。 传感器 汽车工况信息输入装置 摄像头模组、倒车雷达 执行器 执行 ECU 指令的装置 音频、空调、显示器、车灯、仪表盘、功率继电器、DC/AC 电源转换器的功能支持板 来源:产业链调研,国金证券研究所 图表图表10:汽车传感器汽车传感器+控制器控制器+执行器的运作示意图执行器的运作示意图 图表图表11:传统汽车传统汽车PCB运用运用示意图示意图(绿色模块为绿色模块为PCB) 来源:国金证券研究所 来源:国金证券研究所 基于对传统车用 PCB 的认知,我们将分别分析电动化和智能化给车用 PCB 带来的影响。 2.1、三电系统三电系统 PCB 用量约用量约 0.713 平

26、方米,单车价值量约平方米,单车价值量约 640690 元元 直观地理解,电动化带来的主要硬件变化就是新增了三电系统,即电池、电机和电控,电动车的能量转换过程就是通过三电系统不断地对大电压和大电流进行控制、处理、分配的过程,而要满足这么复杂的功能,单靠传统燃油车以机械为主的结构是无法做到的,此时就需要借助搭载高性能半导体的 PCB板才能做到。 ECUCPUDDRMPUMCUPMCFLASH输输入入处处理理电源电路通信电路电信号传传 感感 器器 信信 号号电源电磁阀电机开关与提示电源执执 行行 器器 控控 制制输输出出处处理理行业深度研究 - 7 - 敬请参阅最后一页特别声明 图表图表12:燃油车

27、和电动车动力发动过程对比:燃油车和电动车动力发动过程对比 来源:国金证券研究所 以特斯拉 Model 3 的三电系统为例,其采用了高度集成的方案,落脚到 PCB可以归纳为 HV Battery 和 Motor 两个板块。 HV Battery主要主要 PCB 板有板有 5 套套,价值量达到,价值量达到 600650 元人民币元人民币 4 个功能模块对应个功能模块对应 5套主要套主要 PCB 板。板。电动车由电池供电,相对传统燃油汽车会新增围绕电池处理和管理的部件,以特斯拉 Model 3 为例,其将整个电池包板块统称为 HV Battery,从功能上可以主要分为电池管理系统(BMS,对电池运行

28、进行管理) 、高压处理单元(HVP,高压电流处理) 、功率转化器(PCS,包括 DC/DC 和 OBC) 、充电口控制器(CP,电源通信和处理以及控制充电口)四个模块,对应了 5 套 PCB 板,即 BMS 下的 BMS 控制板(1 块,涵盖了BMS 和 HVP) 、BMS 下的 BMB 模组管理板(4 块,对应 4 组电池) 、BMS 下的 CCS线束板(8 条,对应 4 组电池) 、功率转换器板 PCS(1 块) 、充电口控制板 CP(1 块) 。 合计合计面积达到面积达到 0.663 平方米,价值量平方米,价值量 600650 元。元。从 PCB 板的规格上来看, 仅一个电池包就新增了约

29、 0.663 平方米的 PCB板用量,相较传统车整车用 1 平方米的 PCB 用量来说,增加了 70%的用量,并且设计方案会涉及到厚铜层,增量贡献明显,根据市场上 PCB 的价格情况,我们预估电池包部分的 PCB 价值量将达到 600650 元人民币(硬板 250280 元人民币+软板 350370 元人民币) 。 汽车燃料(汽油)供应给发动机喷油嘴喷出燃料,点燃后产生足够的温度和压力来推动活塞活塞上下运动,通过滑块曲柄机制,让活塞的线性运动转换为旋转运动传动装置将该旋转传递给驱动轮功率转换器电池组将电能输出拆开,电流转换在PCB上完成逆变器将直流电源转换为三相交流电三相交流电使得发动机中的感

30、应电动机转动感应电动机转动带动驱动轮转动拆开,控制电路和驱动电路在操作燃油车动力发动过程燃油车动力发动过程:化学能热能机械传动驱动轮胎转动电动车动力发动过程电动车动力发动过程:化学能电能磁场感应驱动轮胎转动VSVS电动发动机行业深度研究 - 8 - 敬请参阅最后一页特别声明 图表图表13:特斯拉:特斯拉HV Battery系统电路网络系统电路网络拓扑拓扑图图 图表图表14:特斯拉特斯拉Model 3 BMS主要主要PCB板板示意图示意图 来源:国金证券研究所 来源:国金证券研究所 图表图表15:特斯拉特斯拉Model 3功率转换器功率转换器PCB板示意图板示意图 图表图表16:特斯拉特斯拉Mo

31、del 3充电器口控制充电器口控制PCB板示意图板示意图 来源:国金证券研究所 来源:国金证券研究所 图表图表17:特斯拉:特斯拉Model 3 HV Battery PCB规格规格 功能模块功能模块 示意图示意图 P PCBCB 规格规格 电池管理系统 BMS+高压处理单元 HVP (Battery Management and High Voltage Processor) 约 0.052 平方米/块,1 块,46 层通孔板(内嵌厚铜层) 功率转换器High Voltage Processor电池原理系统Battery Management电池模组管理单元Brick Monitoring

32、Board高压处理单元High Voltage Processor电池模组管理单元Brick Monitoring Board充电口控制器Charge PortBMBBMBBMBBMS控制板BMBPCS(DC/DC+ODB)CPBMS控制板行业深度研究 - 9 - 敬请参阅最后一页特别声明 电池管理系统-电池模组管理 BMB (Brick Monitoring Board) 约 0.021 平方米/块,4 块,4 层通孔板 电池管理系统-线束板 CCS (Cells Contact System) 约 0.037 平方米/条,共 4 条,双面板 约 0.039 平方米/条,共 4 条,双面板

33、功率转换器 PCS (Power Conversion System) 约 0.218 平方米/块,1 块,46 层通孔板(内嵌厚铜层) 充电口控制器 CP (Charge Port) 约 0.005 平方米/块,1 块,24 层通孔板 来源:产业链调研,国金证券研究所 发动机电控驱动集成发动机电控驱动集成在在 1 块块 PCB 上上,价值量约,价值量约 40 元元 新能源车对发动机电控和驱动要求更高。新能源车对发动机电控和驱动要求更高。虽然传统燃油车和电动车都存在发动机控制和驱动,但由于电动车主要靠电池功能发动,因此电控和驱动中会新增围绕电能的功能(如能量回收、高压上下电控制等) ,由此其性

34、能要求相对燃油车会更高。 电控驱动集成,电控驱动集成,单单板价值量约板价值量约 40 元人民币。元人民币。特斯拉 Model 3 的电机控制器和驱动器高度集成在了 1 张 PCB上,从规格上来看,该 PCB板面积约为 0.05 平方米(形状不规则,该数值只为预估值) ,同样会有厚铜层,单张板价值量预计约为 40 元人民币,而传统燃油车的发动机控制器功能相对简单,对应的 PCB板价值含量不高,对比之下电动化带来显著的价值增量。 图表图表18:特斯拉特斯拉Model 3电机主控电机主控电驱一体板模拟电驱一体板模拟示图示图 图表图表19:特斯拉特斯拉Model 3电控电驱一体电控电驱一体PCB安装位

35、臵安装位臵 来源:国金证券研究所 来源:国金证券研究所 基于此,我们认为汽车电动化为汽车 PCB带来显著的增量,增量主要是通过两BMBPCS(DC/DC+ODB)CP控制电路驱动电路行业深度研究 - 10 - 敬请参阅最后一页特别声明 个方面来实现,一方面是动力源从以往的热能变成电能,这必然就会增加一系列围绕电能转化、处理、分配问题的硬件,从而带来增量;另外一方面电动汽车的动力控制和驱动方式与传统燃油车存在差别,新增了针对电能的性能要求,从而价值量显著提升。以特斯拉 Model 3 的方案来看,三电系统的 PCB用量约为 0.713 平方米,对应单车价值量达到 640690 元,电动化为汽车

36、PCB 增长带来可观贡献。 2.2、智能化传感器智能化传感器+集成度,域控贡献集成度,域控贡献 550600 元元 PCB 价值价值 智能化使得传感器增多和硬件集成度提高,智能化使得传感器增多和硬件集成度提高,EEA架构架构迎迎升级升级 智能化就是赋予终端产品更多运算能力的过程,具体到汽车,智能化带来的改变主要在于传感器增加和集中度提升两个关键点: 1) 智能智能硬件增加:硬件增加:智能座舱、车联网和自动驾驶是主线智能座舱、车联网和自动驾驶是主线。智能化的含义是机器硬件在使用者提出更少指令的情况下自主决策行为以更大程度满足使用者需求的能力,如此全面的能力需要多种多样的智能模块进行协同才能够完成

37、,由此倒逼智能硬件数量增加。近两年来各大车厂及相关产业链的智能化方向集中在智能座舱和自动驾驶方向,其中智能座舱的智能硬件包括中控屏、液晶仪表、识别交互模块等,自动驾驶方向主要是增加传感器来完整汽车感官信息收集,从各项智能硬件搭载率情况可以看出当前智能化要求明显增加了对智能硬件的需求。 图表图表20:特斯拉特斯拉Model 3智能座舱示意图智能座舱示意图 图表图表21:特斯拉特斯拉Model 3智能驾驶示意图智能驾驶示意图 来源:特斯拉官网,国金证券研究所 来源:特斯拉官网,国金证券研究所 图表图表22:国内智能座舱智能硬件的搭载率:国内智能座舱智能硬件的搭载率 图表图表23:主流车型自动驾驶:

38、主流车型自动驾驶传感器搭配方案传感器搭配方案 自动驾驶自动驾驶级别级别 摄像头摄像头 激光雷达激光雷达 毫米波雷达毫米波雷达 超声波雷达超声波雷达 蔚来ES8 L2 5 / 5 12 小鹏 G3 L2.5 8 / 3 12 零跑 S01 L2.5 5 / 1 12 特斯拉 Model 3 L3 8 / 1 12 奥迪 A8 L3 5 1 5 12 来源:汽车工业信息,国金证券研究所 来源:各公司官网,国金证券研究所 2) 集成度提高集成度提高:域控制器(域控制器(DCU)出现。)出现。如前所述,车上的硬件控制都是通0%10%20%30%40%50%60%70%80%中控屏液晶仪表HUD语音识别

39、视觉识别OTA联网行业深度研究 - 11 - 敬请参阅最后一页特别声明 过以控制器(ECU)为核心的模块(模块包括传感器、控制器、执行器、电源)进行管控,以往电子电气总架构(EEA)采用分布式结构,每个功能都由一套独立的模块来解决,这就意味着每增加一个智能硬件就需要增加一个独立模块,在汽车智能化带来智能硬件大量增加并且对硬件之间整合协同要求快速提高的背景下,ECU 的数量要求也会相应增加,这无疑大大增加了开发成本和时间成本。面临这样的问题,各大汽车厂商都纷纷提出电子电气架构演进的构想和规划,即从分布式电子电气结构要向域集中、最终希望达到车辆集中的架构模式,而电子电气架构的集中从硬件形式上表现为

40、多个 ECU 的功能整合在 1 个域控制器(Domain Controller Unit,DCU) ,基于此,车辆的控制单元就从几十甚至上百个单元缩减到几个高度集成的单元,整车电子集成度得到大幅度提升。 图表图表24:汽车电子电气架构(汽车电子电气架构(EEA)演进路线图)演进路线图 来源:博世,国金证券研究所 域控制器是价值贡献重点,估测域控制器是价值贡献重点,估测 PCB 价值量达到价值量达到 550600 元元 汽车智能化从硬件上主要表现为智能硬件数量增加和参与运算的控制单元集成度提升,相应的汽车 PCB的运用也随之变化: 1) 智能件增多相应增加承载硬件的智能件增多相应增加承载硬件的

41、PCB 用量。用量。每个智能硬件均需要 PCB 作为承载,智能硬件的增加必定会带来 PCB用量的增加,如毫米波雷达中承担射频功能的 MMIC(单片微波集成电路)就是一块高频 PCB板,车载摄像头的图像处理(CMOS)等功能都是在配套 PCB上完成的,高端的激光雷达会用到处理器主板 PCB、转子板 PCB、电机板 PCB。 Model 3 传感器端传感器端 PCB 单车价值量约单车价值量约 3045 元。元。以特斯拉 Model3 的 3摄板来看,Model 3 的三摄摄像头集成在一块 PCB中,面积约为 0.002 平方米,工艺采用 46 层的 HDI方案,单块价值量约为 34 元人民币,考虑

42、到特斯拉 Model 3 采用了 12 个摄像头,则其整套摄像头自动驾驶传感器的 PCB 价值量预计达到 1015 元人民币,另外其搭载的毫米波雷达中由两个 PCB 板组成,采用 PTFE 和 FR4 混压的材料方案,PCB 价值量约为2030,因此目前所能够预期的特斯拉的自动驾驶传感器方案所用的 PCB板价值量大约为 3045 元人民币。 传感器所用传感器所用 PCB 短期或难以体现较高价值量短期或难以体现较高价值量,未来有望打开想象空间,未来有望打开想象空间。从特斯拉的自动驾驶方案不难看出,传感器所用 PCB的价值量相对有限,其底层逻辑是在于无论是智能座舱还是自动驾驶,其价值核心都体现在运

43、算层而非感知层,所以智能化带来的价值增量实际上更多会体现在控制器上的 PCB 而非传感器端搭载的 PCB。不过我们观察到毫米波雷达和激光云端车辆功能持续增长Vehicle Centralized EEA车辆集中式电子/电气架构Vehicle Cloud Computing车云计算Vehicle Fusion车融合(Cross)Domain Centralized EEA域集中式电子/电气架构Domain Fusion域融合Domain Centralized域集中Distributed EEA分布式电子/电气架构Integration集成化Modular模块化汽车ECU(特定功能)可选ECU(

44、中央网关)性能ECU(域控制单元)独立域ECU特定域ECU(门ECU)传感器/执行器独立于域(车载电脑/区域导向架构)跨越(跨越控制单元/跨越计算机)专用域(与控制单元/域计算机)功能集成每个功能独立行业深度研究 - 12 - 敬请参阅最后一页特别声明 雷达方案中 PCB 价值量相对较高(激光雷达会涉及到 35 块采用 HDI 工艺的 PCB 板) ,并且一些新势力厂商和传统整车厂较为偏好毫米波雷达和激光雷达方案,虽然特斯拉宣称取消北美 Model 3 和 Model Y的毫米波雷达且未来不会用激光雷达方案,但我们相信随着这些步伐更为激进的厂商在智能传感器的价值投入更大,未来在传感器端的 PC

45、B增量价值将会逐渐体现。 图表图表25:毫米波雷达结构示意图毫米波雷达结构示意图 图表图表26:车载功能摄像头示意图车载功能摄像头示意图 来源:德赛西威,国金证券研究所 来源:舜宇光学科技官网,国金证券研究所 图表图表27:特斯拉特斯拉Model 3摄像头模组摄像头模组PCB示意图示意图 来源:国金证券研究所 2) 集中度提升集中度提升,价值量向价值量向 PCB 转移。转移。当前阶段汽车 EEA 正处于从分布式向域控式演进,硬件层面的变化就是以往的多个 ECU 集中成 1 个 DCU,其底层逻辑是将以往分布式所耗费的线束、冗余 ECU 的开发和制造成本向PCB板转移,PCB的单位价值量将得到提

46、升。以特斯拉为例,其从 Model S 开始的 EEA 架构就已经出现了域控结构(分为动力总成 Power Train、底盘 Chassis、车身 Body、一路低俗容错 Body FT) ,到 Model 3 已经上升到区域控制的架构,全车仅由中央控制模块、右车身控制域和左车身控制三个区域进行控制,对应了辅助驾驶及娱乐控制模块(AICM) 、前车身控制器(BCM FH) 、右车身控制器(BCM RH) 、左车身控制器(BCM LH)4 个核心控制模块,在这样的架构设计下,PCB 从分散模块演变成 4 个高度集中的模块,反而线束长度从 Model S 的 3 公里优化至 Model 3 的 1

47、.5公里,可见高度集成化使得部分冗余成本向 PCB转移。 4 大域控大域控器器对应对应 6 块块 PCB,价值量约为,价值量约为 550600 元。元。具体从特斯拉Model 3 的方案来看,AICM 中主要有 3 块板子(分别负责辅助驾驶Autopilot、信息娱乐 Media 和网络通信 LTE) ,前/右/左车身控制器分别各有 1 块板子,6 块 PCB板的面积合计达到 0.28 平方米,且其中 AICM的 3块板子均有采用 HDI的工艺、价值量较高,所以特斯拉 Model 3 的主要域行业深度研究 - 13 - 敬请参阅最后一页特别声明 控制器所用 PCB价值量约合计为 550600

48、元,成为了全车 PCB中价值量相当高的一个重点板块。 图表图表28:分布式架构到域控架构对:分布式架构到域控架构对PCB的影响示意图的影响示意图 分布式电子架构分布式电子架构:PCB 布局分散且每块价值量偏低 域控架构域控架构:PCB 面积更大且难度更高 来源:国金证券研究所 图表图表29:特斯拉特斯拉Model 3域控网络结构域控网络结构 图表图表30:特斯拉特斯拉Model 3 AICM域控域控用用PCB运用运用 来源:国金证券研究所 注: 1、电源分配:BCM FH 是电源分配单元,负责给前机舱、BCM RH、BCM LH 供电;BCM RH 和BCM LH 负责二级电源分配,按左右位臵

49、划分供电责任。 2、车载网络:BCM FH 囊括前机舱控制器,BCM RH 负责高压、超神波雷达信号等,BCM LH 主要负责传统车身域。 3、空调&热管理:BCM FH 负责主要的控制和驱动,BCM RH 主要负责传感器信号采集和负载驱动,BCM LH 主要负责鼓风机 4、外部灯光:BCM FH 负责左右位臵灯、左右雾灯;BCM RH 负责高位制动灯、位臵灯、左右倒车灯,BCM LH 负责左后制动灯、左后尾灯、左侧转向灯。 5、身控制:包括车窗、门把手、车锁、内部灯光等。 6、右座相关控制:比 BCM LH 多出后排座椅加热功能。 来源:国金证券研究所 网关网关中央计算模块CCM辅助驾驶系统

50、信息娱乐系统通信系统区域控制前车身控制BCM FH一级电源分配车载网络制动&转向格栅外部灯光雨刮洗涤前备箱空调&热管理低压蓄电池喇叭鼓风机区域控制右车身控制BCM RH车载网络空调&热管理右车身控制右座被动安全右座控制右后视镜右驻车卡钳外部灯光自动泊车APA二级电源分配区域控制右车身控制BCM RH车载网络空调&热管理左车身控制左座被动安全左座控制左后视镜左驻车卡钳外部灯光方向盘管柱附件(各类插二级电源分配MediaLTEAutopilot行业深度研究 - 14 - 敬请参阅最后一页特别声明 图表图表31:特斯拉特斯拉Model BCM FH域控用域控用PCB运用运用 图表图表32:特斯拉特斯

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