深度| 智能电动汽车产业链调研报告

  • 许英博
  • 发表于: 2016/08/15 17:12:16 来源:英博看车

电动、智能、联网,这三个热词跟着汽车有段时间了,行业究竟因此有何变化?

车云按:本文作者许英博,中信证券前瞻研究首席分析师,毕业于清华大学汽车工程系,2007年进入中信证券研究部,新财富金牌分析师。完整版详见2016年8月12日发布的《汽车的“智能电动共享”未来》报告。

我们正处于“科技进步斜率”快速提升的时代。新技术及其引发的新商业模式层出不穷。信息技术突飞猛进,在与传统行业相结合的交叉领域快速碰撞并推动诸多进步。电脑、手机、电视产品被重新定义,商业、教育等商业模式亦面对挑战。即便是在传统而厚重的汽车行业,也不难感受到变化。特斯拉、Google等科技型公司涌入,加剧了传统企业的危机感。未来10-20年,汽车产品及其产业链将面临巨大变化和挑战。“智能”将是汽车业最大的变化和机会来源。全球科技投资重心之一亦将由“智能手机+移动互联网”转向“智能电动汽车+车联网”。

“小型、轻量、智能、电动、共享”将成为未来十年汽车业的核心关键词。伴随消费者逐渐成熟理性,以及能源、交通、安全等问题日益显著,汽车最终将回归智慧运输的本质:“更轻便、更智能、更安全”将是未来发展方向。汽车产业,将逐渐由封闭走向开放,由机械电控技术主导转向电子、通信、软件、材料、机械技术的深度融合。汽车业将成为跨行业、多学科的创新技术前沿,亦将因此激发更多商业模式创新。

我们预计,到2030年智能电动车市场份额有望超50%。其中,新兴汽车公司或占半壁江山;未抓住变革机遇的传统车企可能沦为代工厂乃至退出市场。未来5年,ADAS及智能驾驶、车联网、车用芯片、账号及操作系统等技术值得关注。中国车企和创业型公司受益于资本力量和工程师红利,有望在智能化进程中承接更多全球分工。

电动:降低造车门槛,开启汽车智能革命的序幕。电动车大幅精简汽车结构和零件数量,核心动力总成(如电机、电池、甚至电控)均可以向第三方采购,因此动摇传统车企的体系优势和竞争力。新兴科技型车企快速涌现,并高举“智能化”卖点。到2018年前后,以电动车为载体的智能汽车可能再次改变消费者对汽车的认知。电池仍占当前电动车成本50%,未来,有助于提升电池性能和电动车效率的技术值得关注,如:三元正极材料、湿法隔膜、石墨烯导电溶剂、轻量化等。

智能:未来汽车业主战场从ADAS到无人驾驶。ADAS是智能汽车的重要落地,外资巨头如博世、大陆等占主导地位,中资公司差距相对较大。我们预计,到2020年中国ADAS市场规模可达2000亿。伴随市场规模快速成长,中资公司可能在后装ADAS和预警类ADAS领域寻求突破。对于上市公司和中资创业公司而言,可能存在的机会在于:1)汽车芯片、2)电子制动机构、3)激光雷达和毫米波雷达硬件和算法、4)基于摄像头和多传感器融合的算法等。

车联网:智能的延伸和拓展,后装车联网快速发展倒逼前装。前装车联网目前覆盖的业务范围相对有限,常见于导航和基本服务等,如通用安吉星等。未来,前装车联网可能进一步延伸至V2V、V2X领域,成为ADAS系统在特殊场景下的感知机构的延伸。LET-V等标准值得关注。后装车联网快速生长,产业链持续延伸,逐渐形成基于导航、娱乐的金融保险(UBI等)、二手车服务模式,亦应用于汽车贷款、汽车共享等领域。未来,后装车联网基于“人”的生活服务,有可能逐渐演变为以车载操作系统和O2O为载体的前装业务。

共享:建立在汽车智能基础上的商业模式创新。车联网是汽车共享的安全基石,未来无人驾驶可能彻底改变汽车共享业态。出行共享(有司机)快速发展,车辆跟踪和派单算法影响客户体验,资本力量对商业模式和产业格局影响较大。车辆共享(无司机)建立在车联网定位/追踪技术基础上, C2C模式(如凹凸租车、PP租车等)初露端倪。

资本将发挥巨大作用。一级市场由此拉开又一轮科技投资热潮;二级市场优势公司有望凭借融资能力和上市公司地位整合产业链,乃至形阶段性闭环生态。但也需要注意的是,未来汽车变革之路以10年为单位计,必然伴随资本市场的周期波动和预期变化。Gartner曲线亦提示资本预期与产业进步速度差异可能导致的估值波动。对于布局智能汽车等先进技术的企业而言,融资能力、现金流管理亦成为技术实力之外的重要竞争要素。

“智能”汽车领域值得长期投资布局。未来十年的汽车“智能”浪潮值得期待,汽车将由电控机械技术主导转向电子、通信、软件、材料、机械技术的深度融合,成为跨行业、多学科的创新技术前沿,亦将因此激发更多商业模式创新。

电动:降低造车门槛,开启汽车智能革命序幕

电动车降低造车门槛,颠覆传统车企在“动力总成”领域的核心竞争力。电动车大幅精简汽车结构和零件数量,核心动力总成(如电机、电池、甚至电控)均可以向第三方采购,因此动摇传统车企的体系优势和竞争力。到2018年前后,以电动车为载体的智能汽车可能再次改变消费者对汽车的认知。

电动化是未来发展方向。对于个人消费者而言,高端电动车能够提供强劲的动力性和推背感,低端电动车能够节省汽油开支、降低用车成本。对于国家而言,电动车便于排放集中处理,提升效率。

能够帮助提升电池和电动车性能的技术值得重点关注。电池仍占当前电动车成本50%,面对问题包括:1)能量密度提升和成本下降,2)充电速度提升。值得重视的技术方向包括:1)三元正极材料;2)湿法隔膜;3)石墨烯导电溶剂。此外,小型化+轻量化亦是电动化的关键支撑,碳纤维、铝镁合金值得重视。

1.新能源拉开智能序幕

电动车时代,整车企业原有的核心竞争力受到了撼动,智能将成核心竞争力。传统车企在“动力总成”领域的核心竞争力受到了挑战,新进入者打出“智能”牌,炫酷的屏幕和新技术对消费者构成较强吸引力。

特斯拉拉开了汽车智能大战的序幕。开始接受预订以来,Model 3已累积接收近40万张订单,全球消费者对于智能和炫酷黑科技充满期待。


2.电动化是未来发展趋势

电动汽车带来驾驶乐趣的体验。电动汽车的加速性能秒杀传统燃油汽车。ModelS P90D可实现百公里加速2.8秒,创下世界纪录;比亚迪“唐”和“秦”也可轻松赢过燃油超跑。这是由电动机的工作特性决定的。

节能减排是全球的发展主题。综合考虑从燃料开采到汽车驱动Well-to-Wheel全产业链效率,纯电动汽车与燃油车相当,但仍然具有低于汽油车的能耗和排放。

我国石油对外依存度高,电动化是必然选择。据中国石油集团经济技术研究院统计,我国目前石油对外依存度超过60%,并且每年新增石油消费量70%以上为汽车。长期来看,燃油汽车的发展将会加剧我国石油危机,电动汽车成为必然选择。

政策法规加速中国新能源汽车产业发展。2012年,国务院印发《节能与新能源汽车产业发展规划(2012—2020年)》,提出2015年乘用车平均燃料消耗量降至6.9升/百公里,到2020年降至5.0升/百公里。《中国制造2025》进一步提出,2025年乘用车油耗目标降至4.0升/百公里。法规标准倒逼乘用车企业发展电动汽车。

中国新能源汽车产业在政策扶持下快速起飞。据统计,2015年中国新能源汽车销量达37.9万辆,同比增长4倍。我们认为,中国新能源汽车产业已经在政策扶持下走向技术进步。2016年我国新能源汽车销量有望达到60万辆,渗透率2%;至2030年,新能源销量可达2500万辆,渗透率50%。

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3.未来技术进步方向:动力电池技术提升

新能源汽车带动相关产业链,2020年市场规模有望接近万亿,动力电池市场有望达到千亿级别


动力电池是新能源汽车关键环节。新能源汽车目前行业渗透率仍低于3%,电池成本居高不下是主要普及缓慢的主要原因之一。纯电动汽车电池成本约占整车成本近50%。电池能量密度提升、成本下降、充电速度提升是新能源汽车进一步普及的重要驱动力。

三元正极材料电池能量密度较磷酸铁锂电池提高15%-30%,将成为乘用车动力电池主流技术路线。正极材料成本占锂电池比例接近40%,是决定电池性能的关键要素。我们预计,2020年三元正极材料市场规模有望超300亿。我们预计,2016年新能源汽车销量可达60万辆,带来三元材料电池10GWh需求。

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隔膜是锂离子电池的关键组件,湿法隔膜技术将进一步普及。受益于三元及高端磷酸铁锂电池渗透率提升,预计其2020年需求有望超18亿平方米,且受益于国产供需持续存在缺口,产品价格及利润率稳定。预计2020年湿法隔膜市场规模超50亿。

石墨烯或将用于锂离子电池:导电剂、电极材料。石墨烯导电性能、力学性能优异。目前尚处于研发期,预计2020年市场空间可达5亿。


4.未来技术进步方向:轻量化发展

轻量化可显著提高续驶里程,是电动汽车发展的必然选择。电动汽车重量降低10%,对应续航里程可增加5.5%。在动力电池能量密度尚不能完全满足要求的当下,轻量化成为提高续驶里程的重要手段。万钢部长也在2016中国电动汽车百人会论坛上再次强调:“轻量化”是中国电动汽车发展的方向之一。

汽车轻量化材料繁多:高强度钢、玻璃纤维、铝合金、镁合金、碳纤维等。铝合金被广泛应用,碳纤维是未来方向。铝合金应用于汽车轻量化的技术较为成熟,已达量产水平:特斯拉Model S采用了全铝车身;奇瑞捷豹路虎的全铝工厂已经竣工投产;车和家的铝合金工厂也已落户常州。碳纤维材料由于其突出的减重性能和比强度而受到广泛关注,但由于其造价高昂,目前只有极少数量产车型采用:如宝马i3、长城华冠的首款车型K50。

智能:未来汽车主战场,从ADAS到无人驾驶

智能汽车将重塑车企的核心竞争力。在汽油机时代,发动机、变速箱组成的动力总成是传统车企的核心竞争力。对于大型乘用车企业而言,发动机往往采用集团内InHouse的做法;新进入者无法购买合适的高性能发动机,只能通过自行研发积累。但一款好的发动机的研发周期往往需要十年以上的时间;而一旦批产发动机出现质量问题,又可能对车企的品牌形成巨大伤害。因此,发动机也就成为了传统整车企业最大的壁垒和核心竞争力。

电动车时代,智能将成车企的核心竞争力。电动车大幅精简汽车结构和零件数量,核心动力总成(如电机、电池、甚至电控)均可以向第三方采购,因此动摇传统车企的体系优势和竞争力。新进入的造车企业往往以“智能化”为卖点,以炫酷的前沿技术吸引更年轻的消费者。未来10-20年,汽车产品及其产业链将面临巨大变化和挑战。传统车企不得不重新披挂上阵,加速智能应用的开发进度,以应对新进入者的挑战。

未来汽车业主战场从ADAS到无人驾驶。ADAS是智能汽车的重要落地,外资巨头如博世、大陆等占主导地位,中资公司差距相对较大。我们预计,到2020年中国ADAS市场规模可达2000亿。伴随市场规模快速成长,中资公司可能在后装ADAS和预警类ADAS领域寻求突破。对于上市公司和中资创业公司而言,可能存在的机会在于:1)汽车芯片、2)电子制动机构、3)激光雷达和毫米波雷达硬件和算法、4)基于摄像头和多传感器融合的算法等。


1.ADAS:智能驾驶的落地载体

我们当前处于辅助驾驶前期,距离彻底的无人驾驶还有较长距离。美国汽车工程学会SAE将自动驾驶分为0到5级。目前L1和L2技术已相对成熟,L3和L4技术即将量产(特斯拉已经提前进入了3级自动驾驶阶段)。彻底的L5无人驾驶是指全路段、全天候的,无需人工干预的全自动驾驶,汽车可自主完成加速、制动、转向等动作,可能需要至少十年才能达到产业化阶段。

智能驾驶以技术为核心驱动力,打造感知、决策、执行的闭环控制。目前ADAS核心技术主要掌握在外资公司手中,包括博世、大陆、德尔福、电装等。中国多年积累的工程师红利体现,创业型公司大量涌现,本土工程师和海归力量共同推动技术进步。但综合考虑法规、标准、公司规模和抗风险能力等要素,整车厂对大规模采购创业型ADAS产品仍有顾虑。中资公司可能在后装ADAS和预警类ADAS领域寻求突破。


智能驾驶亦为三层金字塔供应链格局。1)顶端的OEM和科技型造车企业;2)ADAS供应商;3)底层零部件供应商。


市场空间:万亿无人驾驶,千亿ADAS,百亿元器件。全球汽车销量增速放缓,但是整体销量仍超过8000万。中国市场2015年行业销量达2460万辆,带动相关产业链超2.5万亿。ADAS系统有望先行普及,预计2020年渗透率有望超30%,市场规模接近2000亿。同时产业链上游相关元器件行业如雷达、摄像头、HUD(抬头显示)等需求均有望快速增长,2020年有望达到百亿级别。


根据功能不同,ADAS可分为预警类和执行类。在遇到紧急情况时,预警类ADAS只发出警告信号,由驾驶员决定如何操作;而执行类ADAS则可自主判断决策,控制车辆实现加速、制动、转向等动作,以避免碰撞。

国外汽车零部件巨头在ADAS领域保持优势地位。包括大陆、德尔福、电装、奥托立夫、博世等。

创业型公司大量涌现,上市公司亦希望借由参股和收购创业公司方式进入ADAS领域。借由资本的力量和中国多年积累的工程师红利,ADAS领域里的创业型公司快速涌现。我们认为,只有真正掌握核心技术、具有较强市场拓展能力(整车厂渠道)、具备出色融资能力、管理团队优秀且持衡的本土创业型才有可能最终胜出。在ADAS创业竞赛中获得最终胜利决非易事。

2.无人驾驶:智能汽车的终极方向

无人驾驶来袭,科技型公司、初创型公司与传统整车厂、一级供应商争抢高地。目前,获得美国加州无人驾驶汽车路试资格的公司包括:1)科技型公司,如谷歌、特斯拉、Cruise Automation(已被通用收购)、Zoox、Drive.ai、FaradayFuture等;2)传统整车厂与一级供应商,如大众、奔驰、日产、宝马、本田、福特、博世、德尔福等。


科技型公司往往直指高自动化无人驾驶,零包袱+数据优势造就高速发展。科技型公司剑指高级自动驾驶,主要由于:1)科技型公司作为行业新进入者,并无历史“包袱”,可以直接实现跨越式发展;2)科技型公司在数据融合、高精度地图方面具有技术优势;3)通过实现无人驾驶可以真正地将汽车变成下一个“互联网入口”。


特斯拉无人驾驶方案转变:从单目到双目、三目。以Mobileye为代表的单目视觉依赖机器学习的结果,如果前方出现未经学习的物体形状(如卡车的侧面),则该识别功能很可能失效。双目摄像头采用类似人眼的两个相机形成立体图像,从而进行物体定位,有可能最早出现在ModelX车型中。三目摄像头则是在原来单目摄像头的基础上增加了一个远距离窄视角的摄像头,用于长距离目标追踪和交通标志及地面障碍物的提前标识;以及一个近距离宽视角的摄像头,用于探测车辆周围。

国内科技型公司参与造车和智能驾驶。包括百度、阿里、腾讯、乐视、蔚来、车和家、威马等。

传统汽车厂商采用逐步提升的方案,从ADAS逐渐过渡到无人驾驶。预计2020年前后传统汽车厂商将迎来高级自动驾驶产业化高潮。

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国内自主品牌发力智能驾驶。长安无人驾驶汽车成功从重庆开往北京参展,已经实现高速路况下自动化驾驶(3级)。7月,上汽和阿里发布首款量产互联网汽车荣威RX5。国内自主品牌车企已经具备智能驾驶技术储,预计最快于2017年实现3级智能驾驶汽车量产。

车联网:智能的延伸和拓展

车联网是智能的延伸和拓展,后装车联网快速发展倒逼前装。前装车联网目前覆盖的业务范围相对有限,常见于导航和基本服务等,如通用安吉星等。未来,前装车联网可能进一步延伸至V2V、V2X领域,成为ADAS系统在特殊场景下的感知机构的延伸。LTE-V等标准值得关注。后装车联网快速生长,产业链持续延伸,逐渐形成基于导航、娱乐的金融保险(UBI等)、二手车服务模式,亦应用于汽车贷款、汽车共享等领域。未来,后装车联网基于“人”的生活服务,有可能逐渐演变为以车载操作系统和O2O为载体的前装业务。

地图导航是车联网的最佳入口。车联网的初级形式和基本功能是导航,位置服务是一切网联应用的基础。掌握地图资质的公司具有稀缺性优势。

前装车联网V2V、V2X等有望成为智能驾驶感知机构的延伸。欧美日发展DSRC技术,国内发展可利用现有蜂窝网络基础设施的LTE-V技术。工信部8月将发布“智能网联汽车技术发展路线图”,相关行业标准有望于明年推出。相关公司或将迎来业绩快速增长。

后装车联网逐渐形成包含导航、娱乐、金融、服务等的生态圈。

未来趋势:后装车联网演变进入前装,操作系统为重要切入点。阿里与上汽合作推出的互联网汽车荣威RX5,搭载阿里YunOS for Car操作系统,展示了一种全新的车联网介入途径。

1.地图导航:车联网的最佳入口,寡头格局或将持续

地图是车联网、智能驾驶不可或缺的基础。国内外科技型公司、整车厂均积极布局地图导航,以图借机切入车联网与智能驾驶。


地图行业龙头具有稀缺性竞争优势。我们认为,国内地图底层数据行业的龙头垄断地位会长期存在,主要原因有两点:1)地图底层数据测绘需要长期投入,新进入者投入成本较高;2)地图行业进入需要资质申请,行业内原有龙头维持自身优势地位,随行业快速发展。

2.前装车联网:智能驾驶的延伸,LTE-V值得关注

车联网是物联网技术在智能交通系统领域的延伸,是无人驾驶实现的必要前提。车联网是使用无线通信、传感探测等技术收集车辆、道路、环境等信息,通过车-车、车-路信息交互和共享,使车和基础设施之间智能协同与配合,从而实现智能交通管理控制、车辆智能化控制和智能动态信息服务的一体化网络。

前装车联网渗透率稳步提升,中国或将成最大市场。据预测,2016年中国前装车联网将达到19%的渗透率,而全球平均水平为27%。到2020年,中国前装车联网渗透率将会达到49%,而全球达到55%,届时中国车联网市场规模有望超2600亿元,成为全球最大的车联网前装市场。


车联网通信协议主要有DSRC与LTE-V两大路径:DSRC技术较成熟,欧美日已有成熟标准;我们判断LTE-V更符合中国国情,标准冻结将助力商业化进程。

欧美日发展DSRC技术,已有多年技术积累。DSRC基于IEEE802.11p通信协议(类似Wifi),是一种中短距离直接通信技术。DSRC包括两种通信方式:车车通信V2V和车路通信V2I。2014年,美国交通部(NHTSA)确认DSRC为V2V标准。欧洲成立了车辆间通信联盟(Car2Car CommunicationConsortium),制定了车路协同标准和规范,并开展了车路协同相关项目的研究。日本于2004年推出了Smartway计划,该计划是由政府与23家企业共同发起。

中国推广LTE-V车联网专用通信,相关标准有望明年面世。国内V2X标准化的牵头单位包括第三代合作伙伴计划3GPP、通信标准化协会CCSA、智能交通产业联盟C-ITS,以及车载信息服务产业应用联盟TIAA中国通信标准化协会。3GPP已发布LTE支持V2X需求的技术报告,以及正式的需求规范;架构、安全、空口等方面还处于技术报告准备阶段;正式规范研制将于2016年年中启动,或将于2017年发布。

LTE-V可利用现有蜂窝网路基础设施,提供直接通信和蜂窝通信两种模式。LTE-V的推广无需布建专用的路侧单元(RSU)以及提供专用频谱,可以和手机使用同一类型的单一LTE晶片组,因而能为车厂大大降低整合成本。LTE-V存在两种通信模式:1)LTE-V-Direct,直接通信,车辆与车辆之间直接通信;2)LET-V-Cell,蜂窝通信,需要基站作为控制中心,是车辆与RSU以及基站的通信方式。

LTE-V随移动通信技术同步升级,通信速率可获大幅提升。现有4GLTE的传输速率有限,时间延迟达不到毫秒级别,难以满足车联网需求。而5G移动通信技术有望于2020年大规模商业化,届时数据传输速率可达10~50Gbps,时间延迟仅1ms,可支持500km/h的车辆移动速度。

车联网通信标准制定者占据先机。近期,奥迪、丰田等汽车公司以及德国电信和华为将共同制定LTE-V标准规则,同时还会为日后发布的3GPP项目制定规则。此外,大唐电信也曾在CeBIT2015展会上展示了其LTE物联网技术。

3.后装车联网:基于金融和O2O服务的生态整合

后装车联网快速生长,逐渐形成基于导航、娱乐的金融保险(UBI等)、二手车服务模式,亦应用于汽车贷款、汽车共享等领域。


得润电子推出车联网智能盒子。智能盒子全部由Meta在意大利生产,准备将生产研发逐步移植到国内。该车联网智能盒子可以记录驾驶习惯、驾驶里程、车辆定位、碰撞情况等,并对数据进行采集和精算分析处理,实时反馈给用户,在精确定保、防止骗保、车辆定位追踪、车辆救援等方面给车辆管理及车主带来精准的帮助和服务。

广联赛讯推出驾宝盒子和嘀嘀虎云导航。车载OBD设备驾宝盒子可连接手机与车机,实现汽车碰撞报警、爱车体检、行车报告、位置共享、故障诊断等功能。嘀嘀虎云导航可提供互联网热门服务,支持WinCE、Android双系统,每月赠送1G免费流量。2015年6月,广联赛讯宣布完成1.5亿元A轮融资,获得A股上市公司及两名战略投资人的战略投资,增资后公司估值约为10.5亿元。

4.未来趋势:后装演变进入前装,操作系统为重要切入点

基于人的智能驾驶以驾驶员为核心,基于车载操作系统OS打造生态圈。相比于以车为主体的全球化技术路径,基于人的智能驾驶更加个性化、本地化。以车载操作系统为基础,可提供地图导航、信息娱乐、生活消费、远程控制等服务。

智能车载操作系统解决消费者网联需求,或将成为中资公司发展新契机。基于人的智能汽车具有如下特点:1)个性化,消费者可自主安装设置软件,包括娱乐、导航、生活消费等;2)本地化,如中国消费者对网络依赖度较高、普遍依赖线上支付、对网络娱乐要求较高等。移动智能终端趋势或将成为中资公司进入智能汽车领域的新契机。

上汽、阿里联袂打造第一款量产互联网汽车。7月6日,上汽和阿里合作打造的荣威RX5正式上市,车辆搭载10.4英寸高清触屏和7英寸交互式虚拟仪表。由阿里云提供的YunOS智能车载操作系统可提供驾驶智能导航、车辆语音操作、娱乐设备扩展、周边生活服务、手机远程控制等功能,还可将车辆数据和驾驶行为数据传输到云端进行相应计算。

操作系统供应商发挥主动作用。目前的主流操作系统包括:安卓、Linux、Windows、QNX、YunOS等。QNX的供应商得分最高,而黑莓手机则逐渐弱化;安卓的用户得分最高。

国际主流车企均推出自己的操作系统。如宝马的ConnectedDrive,奔驰的COMMAND,奥迪的MMI等。


自主品牌觉醒,安卓占据主流。国内自主品牌也相继推出操作系统,包括北汽、比亚迪、长安、奇瑞、一汽、广汽、吉利、上汽等;其底层系统正逐渐从WindowsCE过渡到安卓,YunOS也是未来的趋势。

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