自动驾驶传感器系列报告之技术和市场：自动驾驶级别升级打开传感器市场空间.pdf

HeaderTable_User 343958300 HeaderTable_Industry 13022000 中性 investRatingChange.same 173833817 深度报告 HeaderTable_StatementCompany 东方证券股份有限公司经相关主管机关核准具备证券投资咨询业务资格，据此开展发布证券研究报告业务。 东方证券股份有限公司及其关联机构在法律许可的范围内正在或将要与本研究报告所分析的企业发展业务关系。因此，投资者应当考虑到本公司可能存在对报告的客观性产生影响的利益冲突，不应视本证券研究报告为作出投资决策的唯一因素。 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 【行业证券研究报告】 Table_Summary 核心观点 主要投资策略 。 自动驾驶汽车是未来汽车产业的重点发展方向， 国家出台 系列政策和规划以促进 产业 发展，到 2025 年掌握自动驾驶关键技术，并建立完善自主研发和生产体系。以 5G 为代表的物联网技术持续推进将推动自动驾驶汽车快速发展。随着 5G 技术的实施及车企积极推出不同级别的自动驾驶新车，预计传感器渗透率将快速提升，能够获得整车企业订单的自动驾驶传感器相关公司有望获得市场青睐。关注：华域汽车、德赛西威、拓普集团、保隆科技、均胜电子。 根据自动驾驶级别测算传感器市场空间 。 为获得自动驾驶汽车所处的环境信息，目前主流解决方案是多传感器的融合，其中车载摄像头、毫米波雷达和激光雷达是自动驾驶汽车获取驾驶环境信息的三大核心部件。根据自动驾驶级别、传感器安装数量、传感器单价、自动驾驶汽车的渗透率以及乘用车销量的假设，预计自动驾驶汽车传感器市场规模到 2020 年 、 2025 年约为 230亿元、 600 亿元左右， 2020 年至 2025 年年均增长约 22%左右。从单车价值量来看，实现 L1/L2 级别自动驾驶传感器单车价值量约 1300 至 2000 元左右 ，实现 L3、 L4 级别自动驾驶的成本仍较高。随着技术进步，规模化生产及成本下降，预计到 2025 年， L3/L4 级别自动驾驶的传感器单车价值量有望降至 8000 至 14000 元左右。 摄像头：基础的传感器部件 。 根据安装位置，车载摄像头分为前视、后视和侧视。根据镜头个数，可分为单目、双目和多目摄像头。单目摄像头解决方案已相对成熟，目前广泛搭载于各类 汽车上。多目摄像头因为其计算量巨大，对芯片的数据处理能力要求很高，成本仍相对较高，在部分豪华车型上使用。从车载摄像头的技术上来看，目前国内和国外在 CMOS 图像传感器和模组组装方面仍有较大的技术差距，国内在镜头领域则具有一定优势。目前车载摄像头 Mobileye 是 行业领先 者，国内德赛西威、华域汽车、保隆科技等积极布局，另外创业公司包括 MINIEYE、地平线等也在布局。随着国内公司的积极布局并实现量产，与国外的差距 逐步 缩小。 毫米波雷达：现阶段核心的传感器。 从毫米波雷达的频段分布上来看，主要分布在 24GHz 和 77GHz 两个频段，预计 77GHz 将主导毫米波雷达市场。在核心部件技术上，天线 PCB 板 、 MMIC 芯片 领域 主要由国外企业掌握。国外主要毫米波雷达供应商的产品技术性能好，全面覆盖了 24GHz 和77GHz 等多个频段，如博世、大陆等。目前国内量产的毫米雷达波产品主要仍为 24GHz 产品，量产公司主要包括德赛西威和华域汽车等， 77GHz 毫米雷达波产品处于在研和即将量产阶段。 激光雷达：成本较高，预计固态激光雷达将成为主流 。 目前激光雷达在芯片中的发射器和探测器等核心部件都相对薄弱，在激光雷达产品方面，目前全球仅有法雷 奥等少数厂 商实现了量产。随着国内 L3 及以上级别自动驾驶汽车的快速发展，预计国产的量产激光雷达未来也将推出。 投资 建议与投资标的： 建议关注： 华域汽车 (600741，买入 )、 德赛西威(002920，买入 )、 保隆科技 (603197，增持 )、 拓普集团 (601689，买入 )、 均胜电子 (600699，未评级 )。 风险提示 ： 自动驾驶汽车推广进程低于预期，企业自身自动驾驶进程低于预期 。 Table_Title 自动驾驶级别升级打开传感器市场空间 自动驾驶传感器系列报告之技术和市场 汽车与零部件行业 Table_BaseInfo 行业评级 看好 中性 看淡 (维持 ) 国家 /地区 中国 /A 股 行业 汽车与零部件 报告发布日期 2019 年 05 月 07 日 行业表现 资料来源： WIND Table_Author 证券分析师 姜雪晴 021-63325888*6097 jiangxueqingorientsec 执业证书编号： S0860512060001 Table_Contacter Table_Report 相关报告 销量见底确立，继续配置优质公司 2019-04-14 3 月行业批、零量下滑幅度收窄，预计 2季度将继续收窄，全年趋势向上 2019-04-09 配置优质成长零部件公司 2019-03-12 -36%-24%-12%0%12%18/0518/0618/0718/0818/0918/1018/1118/1219/0119/0219/03汽车与零部件 沪深300目录 1政策及 5G将驱动自动驾驶传感器渗透率提升 . 5 2 根据自动驾驶级别测算传感器市场空间 . 6 3 传感器：自动驾驶的感知层的基础硬件 . 9 3.1 摄像头：基础的传感器部件 . 9 3.1.1摄像头是自动驾驶决策的重要依据 9 3.1.2 车载摄像头种类较多 10 3.1.3车载摄像头国内外主要差距 12 3.2 毫米波雷达：现阶段核心的传感器 . 13 3.2.1 毫米波雷达的重要作用 13 3.2.2毫米波雷达主要构成 14 3.2.3预计 77GHz将主导毫米波雷达市场 15 3.2.4 核心部件存在技术上的 差距 15 3.2.5毫米波雷达产品上国内外主要差距 16 3.3 激光雷达：成本较高，预计固态激光雷达将成为主流 . 17 3.3.1激光雷达主要原理 17 3.3.2预计固态激光雷达将成为主流 18 3.3.3激光雷达国内外主要差距 19 4 主要投资策略 . 20 5 主要风险 . 20 图表目录 图 1：自动驾驶汽车渗透率快速提升 . 5 图 2： 5G 网络是未来自动驾驶的重要组成部分 . 5 图 3：自动驾驶汽车的级别定义 . 6 图 4：自动驾驶感知层和执行层的核心零部件 . 7 图 5：我国未来各级别自动驾驶汽车渗 透率与市场规模预测 . 8 图 6：车载摄像头需求量和市场规模预测 . 9 图 7：毫米波雷达需求量和市场规模预测 . 9 图 8：激光雷达需求量和市场规模预测 . 9 图 9：不同级别自动驾驶汽车传感器单车价值量预测 . 9 图 10：车载摄像头进行图像识别的原理 . 10 图 11：单目摄像头测距 . 10 图 12： 自动驾驶汽车可以获取 360 度的影像信息 . 11 图 13：博世的立体双目摄像头 . 11 图 14：双目摄像头通过视差计算精准测距 . 11 图 15：车载摄像头的结构 . 12 图 16：毫米波雷达的结构原理 . 13 图 17：毫米波雷达结构图 . 14 图 18：毫米波雷达 PCB 板示意图 . 14 图 19：未来的汽车雷达系统将主要由 77/79GHz 毫米波雷达构成 . 15 图 20：国内外毫米波雷达技术存在差距 . 16 图 21：国内外毫米波雷达产品存在差 距 . 16 图 22：激光雷达的工作原理 . 17 图 23：机械式激光雷达的结构 . 18 图 24：相控阵技术固态激光雷达原理 . 18 图 25：国内外在激光雷达领域差距 . 20 表 1：国家对自动驾驶汽车发展的重要政策和规划 . 5 表 2：不同级别自动驾驶汽车所需要的传感器数量 . 7 表 3：自动驾驶不同功能需要的摄像头 . 10 表 4：国内在车载摄像头技术与国外主要差距 . 12 表 5：国内在车载摄像头产品领域 和国外差距正在缩小 . 13 表 6：三种不同类型固态激光雷达对比 . 19 表 7：相关公司估值比较 . 20 1 政策 及 5G 将 驱动 自动驾驶传感器渗透率提升 自动驾驶汽车是未来汽车行业的重点发展方向，为此国家出台了一系列政策和规划以促进相关产业的发展。 2015 年国家推出中国制造 2025 计划，对智能网联汽车的发展做出重要规划，到 2020 年掌握辅助驾驶技术，并初步建立自主研发和生产体系，到 2025 年掌握自动驾驶总体和关键技术，并建立完善自主研发和生产体系，完成汽车行业的转型升级。 在自动驾驶汽车渗透率的规划上，根据 汽车产业中长期发展规划 ，到 2020 年， 汽车驾驶辅助（ L1 级别） 、部分自动驾驶 （ L2 级别） 、有条件自动驾驶 （ L3 级别） 系统 的新车渗透率 超过 50%，到 2025 年，自动驾驶汽车渗透率达到 80%，其中 L2 和 L3 的渗透率达到 25%。同时，根据 智能汽车创新发展战略 ，到 2025 年高级别自动驾驶汽车（ L4 级别及以上）开始实现规模化应用。随着渗透率的逐渐提高，自动驾驶汽车的规模快速增长。 自动驾驶汽车的发展需要大量的测试，为此国家出台了多项政策规定支持企业或团队进行自动驾驶汽车测试。北京在 2017 年最先出台自动驾驶测试活动管理规范； 2018 年 4 月，工信部等部门出台 智能网联汽车道路测试管理规范（试行） ，对 测试主体、测试驾驶人、测试车辆等提出要求 ，进一步规范化自动驾 驶汽车测试，促进行业有序发展。 自动驾驶汽车产业的发展是汽车、电子、信息通信和道路交通运输等行业的融合发展。 车联网（智能网联汽车）产业发展行动计划 提出，到 2020 年， 智能网联汽车产业跨行业融合取得突破 ，其中 4G 车联网无线通信技术（ LTE-V2X）实现产业化和商业部署， 5G 车联网无线通信技术（ 5G-V2X）加快研发并实现部分商业化。同时，持续推进 道路基础设施、交通标志标识的数字化改造和新建 ，在道路关键节点部署 窄带物联网（ NB-IoT）等网络 ， 智能道路基础设施水平明显提升。 近期，工信部部长提出， 2019 年 将正式颁布 5G 牌照 ， 自动 驾驶汽车将会成为最早的应用之一 。以 5G 为代表的物联网技术持续推进将推动自动驾驶汽车快速发展。 自动驾驶级别升级打开传感器市场空间 图 1： 自动驾驶汽车渗透率快速提升 图 2： 5G 网络是未来自动驾驶的重要组成部分 数据来源： 汽车产业中长期发展规划 、 东方证券研究所 数据来源： 雷锋网 、 东方证券研究所 表 1： 国家对自动驾驶汽车发展的重要政策和规划 数据来源： 各部门官网、 公开资料整理 、东方证券研究所 2 根据自动驾驶级别测算 传感器 市场空间 根据目前常用的对自动驾驶汽车的定义，自动驾驶汽车主要分为 L1 至 L5 总共 5 个级别，分别为L1 辅助驾驶 、 L2 部分自动驾驶 、 L3 有条件自动驾驶 、 L4 高度自动驾驶 和 L5 完全自动驾驶 。随着级别的升高，自动驾驶的程度也逐渐增加。 图 3： 自动驾驶汽车的级别定义 数据来源： 智能汽车创新发展战略 、东方证券研究所 感知层是自动驾驶三大核心部分的第一部分，其负责搜集环境和车体自身的信息，为自动驾驶汽车提供决策和执行的信息源。环境感知是感知层的核心部分，为获得自动驾驶汽车所处的环境信息，目前的主流解决方案是多传感器的 融合 ，其中车载摄像头 、毫米波雷达和激光雷达是自动驾驶汽车获取驾驶环境信息的三大核心 部件。随着自动驾驶程度的提升，其对汽车感知能力的要求也越来越高，这直接要求感知层传感器的数量、技术以及种类等多方面有相应的提升。 图 4： 自动驾驶感知层和执行层的核心零部件 数据来源： 公开资料整理， 东方证券研究所 在从传感器零部件的单价上来看，车载摄像头的单价持续走低，目前约为 150 元 左右 ，预计未来降幅相对较低。 目前毫米雷达波的市场供应单价约为 500 元 左右 ，预计未来还有一定的降幅空间。激光雷达目前的价格仍然高昂，以激光雷达龙头公司 Velodyne LiDAR 旗下销售最广泛的 16 线激光雷达产品 VLP-16 Puck 为例，其目前售价约 4000 美元，折合人民币近 3 万元。激光雷达高昂的价格是制约高级别自动驾驶汽车快速发展的重要原因，预计未来随着技术的发展和供货量的增加，将有较大的降幅空间。 表 2： 不同级别自动驾驶汽车所需要的传感器数量 数据来源： 公开资料整理 、东方证券研究所 随着自动驾驶汽车的快速发展，其在汽车整体中的渗透率不断提升。根据高工智能产业研究院（ GGAI）的监测， 2018 年乘用车新车中 L1 级别自动驾驶的渗透率约 14%， L2 级别约 5%，合计19%。 根据汽车产业中长期发展规划、智能汽车创新发展战略等国家规划以及行业自身发展的规律等，预计到 2020 年，我国市场中 L1/L2/L3 级别自动驾驶汽车渗透率合计达到 50%， L3级别开始进入市场；到 2025 年，各级别自动驾驶渗透率合计达到 80%，其中 L3 级别为 20%， L4级别开始进入市场。 2018 年，我国乘用车销量为 2367 万辆，假设 未来乘用车销量年均增速保持在 3%左右。 根据以上关于自动驾驶汽车传感器安装数量、传感器单价、自动驾驶汽车的渗透率以及乘用车销量的假设，我们对未来我国自动驾驶汽车传感器的需求量和 市场规模进行了预测。预计未来我国自动驾驶汽车传感器市场规模到 2020 年约为 230 亿元 左右 ，到 2025 年约为 600 亿元 左右 ， 2020 年至 2025 年年均增长约 22%左右 。 图 5：我国未来各级别自动驾驶汽车渗透率与市场规模 预测 数据来源：汽车产业中长期发展规划、公开资料整理、东方证券研究所 对于车载摄像头，预计单车使用量 L1/L2 级别 3 颗， L3 级别 6 颗， L4 级别 10 颗，到 2020 年和2025 年，总需求量将分别达到约 4000 万颗和 1 亿颗，市场规模达到约 54 亿元和 100 亿元。 对于毫米波雷达，预计单车使用量 L1/L2 级别 2 颗， L3 级别 8 颗， L4 级别 12 颗，到 2020 年和2025 年，总需求量将分别达到约 3000 万颗和 9000 万颗，市场规模达到约 130 亿元和 300 亿元。 对于激光雷达，随着 L3 级别自动驾驶汽车在 2020 年开始量产进入市场，其需求量将大幅上升。预计 L3 级别中部分自动驾驶汽车将使用 1 颗激光雷达， L4 级别将使用 2 颗，到 2020 年和 2025年，激光雷达的需求量将分别达到约 30 万颗和 440 万颗，市场规模达到约 40 亿元和 200 亿元。 从 单车价值量来看，目前实现 L1/L2 级别自动驾驶的传感器单车价值量约 1300 至 2000 元，而实现 L3、 L4 级别自动驾驶的成本仍较高，主要受制于激光雷达较高的成本。随着技术进步，成本较低的固态激光雷达将代替成本较高的机械激光雷达；另一方面，大规模批量供货以后，规模效应将进一步拉低成本。预计到 2025 年， L3/L4 级别自动驾驶的传感器成本将降低至 8000 至 14000 元。 图 6：车载摄像头需求量和市场规模预测 图 7：毫米波雷达需求量和市场规模预测 数据来源： 汽车产业中长期发展规划、 公开资料整理、东方证券研究所 数据来源： 汽车产业中长期发展规划、 公开资料整理、东方证券研究所 图 8：激光雷达需求量和市场规模预测 图 9：不同级别自动驾驶汽车传感器单车价值量 预测 数据来源： 汽车产业中长期发展规划、 公开资料整理、东方证券研究所 数据来源：公开资料整理、东方证券研究所 3 传感器 ： 自动驾驶的感知层的基础硬件 3.1 摄像头 ： 基础的传感器部件 3.1.1 摄像 头 是自动驾驶决策的重要依据 车载摄像头是 ADAS 基础的传感器部件 ， 车载摄像头是获取图像信息的前端，图像信息被获取之后在视觉处理芯片上通过各类算法进行处理，提取有效信息后进入决策层用于决策判断。 车载摄像头具有目标识别能力。应用了机器学习和人工智能算法的图像识别技术让自动驾驶汽车可以分辨道路上的车道、车辆、行人和交通标志等，是自动驾驶汽车进行决策的重要依据。以交通标志的识别为例，车载摄像头在图像采集之后，经过图像预处理、图像分割检测、图像特征提取和图像识别等步骤，最终提取交通标志上的有效信息。 在目标识别的基础上，车载摄像头可以实现测距和测速等功能。单目摄像头可以在图像匹配识别目标物体之后，通过其在图像中的大小去估算目标距离；双目或者多目摄像头则可以直接通过视差计算进行测距。距离测算为自动驾驶汽车的 碰撞预警、自适应巡航等功能提供决策数据源。 图 10： 车载摄像头进行图像识别的原理 图 11： 单目摄像头测距 数据来源： 雷锋网 、 东方证券研究所 数据来源： 高工智能汽车 、 东方证券研究所 3.1.2 车载摄像头 种类较多 根据其在自动驾驶汽车上的安装位置，车载摄像头可以分为前视、后视和侧视等多种类型。 前视摄像头覆盖的 ADAS 功能最多，通过对其获取的图像进行不同的处理之后，可以实现 LKA 车道保持 、 LCA 变道辅助 、 EBA 电子刹车辅助 、 TSP 交通标志识别 、 LDW 车道偏离预警 等多项功能；后视摄像头用于探测车身后方的情况，可以实现的功能包括 PA 泊车辅助 、 SVP 全景泊车 等；低级别的自动驾驶汽车只安装前后视摄像头，视野范围有限，存在视野盲区，为解决这个问题需要安装侧视摄像头，它可以实现的功能包括 BSD 盲点检测 、 LCA 变道辅助 等。 表 3： 自动驾驶不同功能需要的摄像头 数据来源： 搜狐网、 公开资料整理 、东方证券研究所