5G車聯(lián)網(wǎng)與無人駕駛產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析

1、5G車聯(lián)網(wǎng)與無人駕駛產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新，變革未來目錄車聯(lián)網(wǎng)大勢所趨，車規(guī)級元器件門檻高、價(jià)格彈性大汽車V2X，又一個(gè)以“億”為數(shù)量單位的聯(lián)網(wǎng)市場ADAS的明珠，毫米波雷達(dá)138車聯(lián)網(wǎng)的3個(gè)階段資料來源：GSMA ，華西證券研究所1395G是實(shí)現(xiàn)高級自動(dòng)駕駛的必要條件140資料來源：GSMA，華西證券研究所C-V2X有望成為5G車聯(lián)網(wǎng)主流技術(shù)車聯(lián)網(wǎng)目前有兩種通信技術(shù)：一種是專用短距離通信技術(shù) DSRC，標(biāo)準(zhǔn)為IEEE802.11p，基于 Wi-Fi 的IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的修正版本，它無需使用 Wi-Fi 基站就可以在車輛之間提供無線連接。另一種是蜂窩網(wǎng)C-V2X 技術(shù)，可以提供車與車直接

2、通信（V2V）、車與無線網(wǎng)通信 (V2N)、車與路面基 礎(chǔ)設(shè)施通信（V2I），車與人通信（V2P），目的都是為安全駕駛提供網(wǎng)絡(luò)輔助，和移動(dòng)運(yùn)營商的云數(shù)據(jù) 或信息接入等商用化服務(wù)。GSMA(全球移動(dòng)通信系統(tǒng)協(xié)會(huì))認(rèn)為，因?yàn)?C-V2X 具備安全、網(wǎng)絡(luò)（現(xiàn)在是 LTE，將來是 5G）全覆蓋、 支持短程和遠(yuǎn)程傳輸?shù)葞讉€(gè)關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)勢，獲得了移動(dòng)運(yùn)營商、設(shè)備制造商和汽車制造商的青睞，包括 奧迪、寶馬、戴姆勒、福特、標(biāo)志雪鐵龍和上汽公司。自動(dòng)駕駛協(xié)會(huì) (5GAA) 認(rèn)為基于 3GPP 的蜂窩技 術(shù)提供了比 IEEE 802.11p 更優(yōu)的性能和更具前瞻性的無線接入。圖：C-V2X通信示意圖圖：V2X常見應(yīng)

3、用141資料來源：Qorvo，華西證券研究所中國是首批部署C-V2X的國家之一GSMA預(yù)計(jì)到 2025 年，全球網(wǎng)聯(lián)汽車的規(guī)模將實(shí)現(xiàn)三倍增長，達(dá)到 12 億個(gè)連接規(guī)模，其中中國、美國 和歐洲將成為領(lǐng)頭羊。市場預(yù)測數(shù)量包括汽車前裝市場、自行車、摩托車，以及后裝的例如保險(xiǎn)和導(dǎo)航 信息處理裝置等。據(jù)ABI Research預(yù)測，到2025年5G連接的汽車將達(dá)到5,030萬輛。汽車的典型換代周 期是7到10年，因此聯(lián)網(wǎng)汽車將在20252030年之間大幅增長。2018年12月27日，工信部引發(fā)車聯(lián)網(wǎng)（智能網(wǎng)聯(lián)汽車）產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃，行動(dòng)目標(biāo)到2020年，實(shí) 現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)（智能網(wǎng)聯(lián)汽車）產(chǎn)業(yè)跨行業(yè)融合取得突破

4、，構(gòu)建能夠支撐有條件自動(dòng)駕駛（L3級）及以上的 智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)體系，車聯(lián)網(wǎng)用戶滲透率達(dá)到30%以上，新車駕駛輔助系統(tǒng)（L2）搭載率達(dá)到30%以上， 聯(lián)網(wǎng)車載信息服務(wù)終端的新車裝配率達(dá)到60%以上。圖：在車輛實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)駕駛之前，5G將支持以下應(yīng)用案例142資料來源：華為，華西證券研究所C-V2X產(chǎn)業(yè)地圖143資料來源：IMT-2020(5G)推進(jìn)組，華西證券研究所重點(diǎn)關(guān)注芯片與通信模組產(chǎn)業(yè)鏈車聯(lián)網(wǎng)是通信芯片和模組廠商的應(yīng)用場景延伸，在5G車聯(lián)網(wǎng)市場中，上游通訊芯片廠商高通、華為等具 備核心話語權(quán)。據(jù) IMT-2020(5G)推進(jìn)組C-V2X白皮書統(tǒng)計(jì)，在通信芯片方面：大唐電信已發(fā)布PC5 M

5、ode 4模式的 LTE-V2X測試芯片模組；華為已發(fā)布支持包括LTE-V2X在內(nèi)的多模4.5G LTE調(diào)制解調(diào)芯片Balong 765；高 通、英特爾、三星也發(fā)布了各自的芯片提供計(jì)劃，其中高通商用出樣9150 C-V2X芯片組，支持C-V2X直 接通信、GNSS，支持無SIM卡運(yùn)行，工作于ITS 5.9GHz頻段。在通信模組方面：大唐、華為等芯片企業(yè)都將提供基于各自芯片的通信模組；中興通訊計(jì)劃發(fā)布基于高 通芯片的LTE-V2X測試模組；上海移遠(yuǎn)通信也發(fā)布了與高通的合作計(jì)劃，計(jì)劃推出基于高通9150芯片的 通信模組。圖：基于在通信行業(yè)的產(chǎn)期積累，高通在車聯(lián)網(wǎng)芯片領(lǐng)域領(lǐng)先優(yōu)勢明顯144資料來源：

6、高通，華西證券研究所車聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)產(chǎn)生量大幅增加，射頻前端和 天線需求增加明顯互聯(lián)汽車數(shù)據(jù)產(chǎn)生量快速攀升，目前汽車定位、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)指標(biāo)、汽車環(huán)境狀態(tài)、定制 傳感器、空中下載 (OTA)等方面，每天可產(chǎn)生560GB 的數(shù)據(jù)，而未來自動(dòng)駕駛汽車每天可 能產(chǎn)生超過 4,000GB 的數(shù)據(jù)。汽車內(nèi)部的電子通信系統(tǒng)也將大幅增加，汽車內(nèi)部有多個(gè) RF 前端 (RFFE) 鏈和天線，例 如 Wi-Fi、蜂窩、藍(lán)牙等，某些標(biāo)準(zhǔn)有一個(gè)或兩個(gè)以上的信號路徑，而每條信號路徑均需 要對應(yīng)的射頻前端和天線。圖：互聯(lián)汽車使用案例和機(jī)遇越發(fā)豐富圖：汽車內(nèi)部的電子通信系統(tǒng)大幅增加145資料來源：Qorvo，華西證券研究所支持4

7、G、5G的C-V2X聯(lián)網(wǎng)汽車射頻前端和天 線架構(gòu)146資料來源：Qorvo，華西證券研究所和手機(jī)類似，車聯(lián)網(wǎng)通信模塊依然需要基帶芯片、收發(fā)機(jī)芯片、濾波器、開關(guān)、天線等基 礎(chǔ)器件。圖：車聯(lián)網(wǎng)通信架構(gòu)汽車天線鯊魚鰭與智能手機(jī)結(jié)構(gòu)空間緊湊不同，汽車天線通常位于金屬車身外部的鯊魚鰭中，優(yōu)勢是天線 性能更好。因?yàn)槠嚱饘佘嚿硐喈?dāng)于一個(gè)法拉第籠金屬屏蔽層所包圍的設(shè)備，從而屏蔽靜電和電 磁影響。汽車制造商將所有遠(yuǎn)程通信天線（包括蜂窩天線）都安裝在鯊魚鰭中，使得用戶 能夠?qū)⒅悄苁謾C(jī)連接到汽車，從而消除法拉第籠效應(yīng)。從鯊魚鰭拆解中看，內(nèi)部包含多個(gè)天線和射頻前端模塊。圖：汽車頂部的鯊魚鰭天線圖：某車型鯊魚鰭天線拆

8、解147資料來源：寶馬，愛卡汽車 ，華西證券研究所據(jù)Research and Markets預(yù)測，在安全功能需求不斷增長和車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用不斷增加 的推動(dòng)下，全球汽車天線市場有望從2017年的17.5億美元增長到2026年的70.1億 美元，CAGR達(dá)到16.7。目前汽車天線主要玩家包括德國大陸集團(tuán)、日本電裝、泰科電子、海拉、萊爾德、Yokowo、原田工業(yè)、夏弗納、Kathrein、Ficosa等。預(yù)計(jì)2026年汽車天線市場70.1億美元圖：汽車天線主要廠商148資料來源：各公司官網(wǎng)，華西證券研究所鑒于汽車天線市場目前主要玩家為傳統(tǒng)汽車Tier1企業(yè)，而汽車產(chǎn)品認(rèn)證周期長， 短期內(nèi)快速實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代難

9、度較高，從國內(nèi)廠商發(fā)展路線看，收購有供應(yīng)商資質(zhì) 的公司，以及成為Tier1企業(yè)的直接供應(yīng)商是較為可行的成長路徑。從典型鯊魚鰭天線拆解看，主要包括GPS天線（陶瓷天線）、通信天線（ PCB/LDS/金屬天線）、PCB主板、PA等有源芯片、阻容感無源器件、金屬散熱 底座。國內(nèi)廠商的機(jī)會(huì)圖：汽車天線結(jié)構(gòu)示意圖陶瓷天線散熱底座PCB及板上有源芯 片、無源器件PCB/LDS/金屬天線149資料來源：QY Research，華西證券研究所滿足車規(guī)要求的元器件單價(jià)彈性大資料來源：Mouser Electronics ，華西證券研究所在車用零組件制造和測試過程中，汽車行業(yè)制造商必須滿足指定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。其中有三

10、個(gè) 關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)：國際汽車推動(dòng)小組 (IATF) 16949：汽車行業(yè)的這項(xiàng)質(zhì)量管理系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)全球通用。汽車 制造商通常均認(rèn)為組件的制造、組裝和測試廠商應(yīng)該通過了 IATF 16949 標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證。汽車電子委員會(huì) (AEC) Q100：規(guī)定了開關(guān)和 PA 等有源元件的標(biāo)準(zhǔn)測試。AEC-Q200：規(guī)定了 Wi-Fi 通信和蜂窩通信所用 RF 濾波器等無源設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)測試。圖：滿足（AEC）Q100的開關(guān)單價(jià)較高圖：滿足（AEC）Q200的電感單價(jià)較高電感型號電感值誤差是否滿 足AEC- Q200單價(jià)（美元）LQP03TG1 0NH02D10nH3%否0.009LQP03TN1 0NHZ2D10nH3%是0

11、.03RF開關(guān) 型號功能插入損 耗（dB）是否滿 足AEC- Q100單價(jià)（美元）AS214- 92LFSPDT0.4否0.379SKYA210 01SPDT0.4是0.671505G車聯(lián)網(wǎng)與手機(jī)類似，新增5G基帶芯片、5G射頻前端、5G天線。其中，5G基帶芯片主流廠商包括高通、華為、英特爾、三星、MTK等；5G 射頻前端芯片的優(yōu)勢廠家包括Skyworks、Qorvo、村田、Broadcom、高通 等海外廠商；5G天線有陶瓷天線、PCB天線、LDS天線、金屬天線等多重產(chǎn)品形式，重 點(diǎn)關(guān)注信維通信、碩貝德等汽車客戶的業(yè)務(wù)進(jìn)展；相關(guān)PCB受益公司，主要是車用PCB業(yè)務(wù)占比較高的景旺電子、依頓電子、

12、 滬電股份；重點(diǎn)關(guān)注順絡(luò)電子，公司新一代小型化電感產(chǎn)品已小規(guī)模量產(chǎn)出貨，可 用在射頻前端模組中，同時(shí)電子變壓器等產(chǎn)品陸續(xù)出貨Tier1廠商。重點(diǎn)關(guān)注具備車規(guī)認(rèn)證品質(zhì)的高彈性產(chǎn)品151目錄車聯(lián)網(wǎng)大勢所趨，車規(guī)級元器件門檻高、價(jià)格彈性大汽車V2X，又一個(gè)以“億”為數(shù)量單位的聯(lián)網(wǎng)市場ADAS的明珠，毫米波雷達(dá)152汽車自動(dòng)駕駛離不開多種傳感器。ADAS，即高級駕駛輔助 系統(tǒng)，是利用安裝在汽車上的各種傳感器，在汽車行駛過 程中隨時(shí)感應(yīng)周圍的環(huán)境，收集數(shù)據(jù)，進(jìn)行靜動(dòng)態(tài)物體辨 識、偵測與追蹤，并進(jìn)行系統(tǒng)的運(yùn)算和分析，從而預(yù)先讓 駕駛者察覺到可能發(fā)生的危險(xiǎn)，有效增加汽車駕駛的安全 性。 ADAS由多項(xiàng)配置協(xié)

13、調(diào)系統(tǒng)構(gòu)成，通常包括自適應(yīng)巡航系統(tǒng) ACC，車道偏移報(bào)警系統(tǒng)LDW，車道保持系統(tǒng)LKA，前撞預(yù) 警系統(tǒng)FCW，自動(dòng)緊急制動(dòng)AEB，夜視系統(tǒng)NVS，盲點(diǎn)探測 系統(tǒng)BSD，全景泊車系統(tǒng)SVC等。在汽車自動(dòng)駕駛的技術(shù)演 進(jìn)過程中，ADAS扮演了未來汽車實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的先導(dǎo)性技 術(shù)，起到承上啟下的重要作用。自動(dòng)駕駛升級之路，也是傳感層硬件量價(jià) 齊升之路153ADAS系統(tǒng)常用主要功能資料來源：NXP，英飛凌，華西證券研究所154伴隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)升級，需要車輛自身能夠完全自主控制、 能夠自主觀察研判、能夠分析和預(yù)判有選擇性的路線及環(huán)境， 因此對于攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等感知層的硬件系 統(tǒng)需求逐步增加

14、。每種傳感器都有各自的使用范圍和使用場景，比如攝像頭能 夠很好地進(jìn)行物體識別判定，但是受天氣影響嚴(yán)重；毫米波 雷達(dá)能精確地測距，但是在物體邊緣識別方面是劣勢；激光 雷達(dá)能克服弱光環(huán)境保持工作，但在車道跟蹤方面有局限性。 汽車需要全天候全場景的環(huán)境感知，因此多種傳感層面的硬 件搭配組合才能滿足未來完全自動(dòng)駕駛的高級需求。自動(dòng)駕駛需要多維度傳感器155毫米波雷達(dá)（Radar）必不可少資料來源：WCP，華西證券研究所156自動(dòng)駕駛等級提升，毫米波雷達(dá)需求最大資料來源：英飛凌，華西證券研究所157毫米波雷達(dá)分類汽車?yán)走_(dá)系統(tǒng)可分為三個(gè)子類別：短程（SRR），中程（MRR）和遠(yuǎn)程（LRR）。每種都有不 同

15、的應(yīng)用，遠(yuǎn)程（超過100米）通常用于前向碰撞避免，而短程和中程（100米以內(nèi)）用于 盲點(diǎn)檢測、停車輔助系統(tǒng)、預(yù)碰撞警報(bào)、車道偏離警告或停停走走應(yīng)急系統(tǒng)。圖：汽車毫米波雷達(dá)分類158資料來源：英飛凌，華西證券研究所24GHz產(chǎn)品向77GHz過渡目前，24-29 GHz頻段用于大多數(shù)短距離雷達(dá)，然而，由于此頻率范圍的功率輸出存在許多 規(guī)定限制，將來可能被完全淘汰。而77 GHz雷達(dá)具有更廣的距離覆蓋范圍（得益于其“全 功率”模式）和更大的可用帶寬，從而將距離分辨率和精度提高了20倍，同時(shí)由于頻率更 高，因此具備相比于24GHz更小的外形尺寸和更高的速度分辨率。圖：從各國標(biāo)準(zhǔn)看，24GHz雷達(dá)將被77GHz取代159資料來源：Yole，華西證券研究所市場空間看，在自動(dòng)駕駛技術(shù)的推動(dòng)下，Yole預(yù)計(jì)到2022年汽車毫米波雷達(dá)模塊 的市場空間將達(dá)到75億美元，6年CAGR將達(dá)到25。毫米波雷達(dá)市場空間廣闊圖：20162022年汽車毫米波雷達(dá)市場空間（百萬美元）160資料來源：Yole，華西證券研究所汽車毫米波雷達(dá)本質(zhì)上是一套毫米波收發(fā)系統(tǒng)，硬件結(jié)構(gòu)拆開來看，主 要包括毫米波射頻收發(fā)芯片、高頻PCB、毫米波天線陣列、MCU等核心部 件。與此同時(shí)，多波束掃描、短中長多范圍覆蓋、3D檢測等能力要求給 汽車?yán)走_(dá)的架構(gòu)設(shè)計(jì)帶來了新的挑戰(zhàn)，芯片制造商通過不斷增加通道數(shù) 量以滿足多種現(xiàn)實(shí)需求。 基于成