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汽車電子,下一個蘋果產業鏈

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汽車電子,下一個蘋果產業鏈

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汽車電子,下一個蘋果產業鏈行業報告研究院?2019-04-0810:40:01摘要:汽車電子產業,預計將是繼家電、PC和手機之后又一次全產業鏈級別的大發展機遇,不同的是,①其構成產品附加值更高(高穩定/高速度/高精度/低功耗等),②其產業鏈協同效應更加明顯(參與者貫通傳統行業和IT行業),③其增/存量市場更加廣闊(第一次用工業類屬性定義電子產品,傳統車企和IT巨頭紛紛介入),④其戰略意義更加凸顯(

汽車電子,下一個蘋果產業鏈

行業報告研究院 2019-04-08 10:40:01

摘要:汽車電子產業,預計將是繼家電、PC和手機之后又一次全產業鏈級別的大發展機遇,不同的是,①其構成產品附加值更高(高穩定/高速度/高精度/低功耗等),②其產業鏈協同效應更加明顯(參與者貫通傳統行業和IT行業),③其增/存量市場更加廣闊(第一次用工業類屬性定義電子產品,傳統車企和IT巨頭紛紛介入),④其戰略意義更加凸顯(產業逐漸成熟后門檻效應更加顯著),安信證券汽車電子團隊市場首次,從“7個層級深度解析”這次產業發展紅利帶來巨大且豐富的投資機遇!2007年蘋果切入手機行業,借助iphone的發布引領了智能手機時代,成為智能手機的領先者,重新定義了手機行業,智能駕駛及新能源汽車的加速滲透,國際龍頭企業的紛紛布局入場也有望拉開汽車電子行業大序幕。

汽車電子的跨周期屬性,表象上是依托于汽車電子化率提升和新能源汽車的興起,深層次在于,其是在滿足海量多維需求的持續創新中,軟/硬件訂單超速釋放并附加價值量穩定或提升;與此同時,其支柱產業屬性決定了其更容易在政策和資本綜合扶持下,更迅速地推進進口替代并實現產業鏈區域協同和趕超,我們將從嶄新的角度,在“7個層級”,即網絡層+通信層+運算層+傳感層+芯片層+能源層+物理層等深度解析投資機遇,站在電子控制系統和車載電子電器系統的更高層級角度,總覽各個行業協同的戰略投資機遇!

從汽車發展歷史上個看,汽車電子已經成為汽車控制系統中最為重要的支撐基礎,汽車電氣化成為汽車產業革命的標志,隨著新能源車、無人駕駛、車載信息系統技術日漸成熟,未來汽車產業將沿著智能化、網絡化以及深度電子化方向發展。我們判斷當前汽車電子已經進入新一輪技術革新周期,汽車電子滲透率及單車價值量都將會得到大幅提升,市場空間超萬億;國內汽車市場作為全球汽車產業引擎,保有量迅速增長。國內市場將在新一輪汽車電子化技術革命中將扮演重要角色并助力國內產業鏈相關公司快速成長。

革命性的創新和海量的高價值量需求,貫通網絡化/電子信息化/新能源化/新材料化等多個維度,有但不僅限于:智能駕駛“風生水起”,互聯網企業“顛覆式”切入。互聯網廠商以人工智能和高精度地圖等“軟實力”為核心推出無人駕駛解決方案,將從“軟”向“車”實現“顛覆”。無人駕駛,車聯網等技術發展驅動行業整體升級,廠商持續投入研發,內生加速額行業并購不斷,在新技術驅動下,行業整體升級;國內汽車市場高速增長,單車電子系統價值量不斷提升,汽車電子市場量價齊升,一些細分領域如ADAS,Telematics將會實現超高速成長;5G時代,針對V2X的特殊場景,新型的通信技術需要被提出,商用規劃逐步明確,云、管、端三層架構,運營商、設備商、整車廠多方參與;高階自動駕駛需要催生越多傳感器需求,毫米波雷達和攝像頭數量攝像頭陡升,激光雷達逐步應用,CMOS圖像傳感器、鏡頭、馬達、柔性電路板等主要器件再度升級行業集中度仍較高,門檻較高,驗證周期長,國內廠商已在細分行業逐步突破,能夠構建更穩定的競爭格局。

ADAS是無人駕駛的前奏,也是現階段市場的核心所在。當無人駕駛持續不斷搶占頭條時,高級駕駛輔助系統ADAS悄悄地掀起了一股變革浪潮,從根本上改變著傳統汽車的操控方式和用戶體驗。自動駕駛的冗余度和容錯性特性,要求越是高階的自動駕駛需要越多的傳感器。根據我們的產業鏈調研,2018-2019年是全球范圍內進入L2級自動駕駛的階段,2020年起國內外將正式進入L3級自動駕駛階段,傳感器之間交叉融合,需求量大幅度提升,以盡可能的保證行駛的安全性。

投資建議:

電子行業:韋爾股份、滬電股份、順絡電子、景旺電子、東山精密、立訊精密等;

汽車行業:德賽西威、均勝電子、保隆科技、星宇股份、拓普集團、華域汽車等;

計算機行業:四維圖新、千方科技、中科創達、中海達、格爾軟件等;

通信行業:中興通訊、碩貝德等;

機械行業:克來機電、快克股份等

風險提示:宏觀經濟低于預期;需求低于預期;國產化進程低于預期;新能源汽車產業鏈低于預期等

汽車電子:智能化、網聯化、集成化勢不可擋

1.1.汽車電子基本概念

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汽車電子是汽車電子控制系統與車載電子電器系統的總稱,其中汽車電子控制系統包括發動機電子系統、底盤電子系統、駕駛輔助系統系統與車身電子系統,車載電子電器系統包括安全舒適系統及信息娛樂與網聯系統,6大系統中以信息娛樂與網聯系統、自動駕駛系統技術迭代最為迅速,汽車電子化已然現代汽車技術發展進程中的一次革命。

1.2.汽車電子行業政策持續催化

2017年以來,國家層面關于汽車電子頂層設計政策密集出臺,對車聯網產業、智能汽車產業提出了行動計劃或發展戰略,其中2018年年底出臺的《車聯網(智能網聯汽車)產業發展行動計劃》明確指出到2020年車聯網用戶滲透率達到30%以上,新車駕駛輔助系統(L2)搭載率達到30%以上,聯網車載信息服務終端的新車裝配率達到60%以上的應用服務層面的行動目標。2019年2月28日,交通部部長李小鵬表示將加強部際協調,和相關部委建立跨部門的協同工作機制,力爭在國家層面出臺自動駕駛發展的指導意見。陸續出臺的汽車電子重磅政策不斷催化行業發展,尤其是自動駕駛的發展有望在政策的保駕護航下迎來發展的新紀元。

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1.3.汽車電子行業趨勢—網絡層看智能網聯化

汽車電子智能化。傳感技術、計算機技術、網絡技術的日益成熟以及在汽車上的廣泛使用促使現代汽車技術更加智能化,“人、車、環境”之間的智能協調與互動愈發頻繁。汽車控制系統智能化體現在能夠主動協助駕駛員實時感知、判斷決策、操控執行上,其中“感知能力”的獲取依賴于傳感器和互聯網提供的駕駛環境信息,電控單元通過算法軟件處理傳感器信號,分析判斷駕駛員的動作意圖,分析車輛自身狀態和駕駛環境,最終發出控制指令,執行層根據控制器的指令協助駕駛員操控汽車。汽車電子智能化這一趨勢在自動駕駛系統中體現得尤為突出。

汽車電子網聯化。越來越多的電子系統在汽車上不斷應用促使汽車電子技術功能日益強大的同時,也導致了汽車電子系統的日益復雜化,車載電子設備之間的數據通信共享和各個系統間的功能協調變得愈發重要。利用總線技術將汽車中各種電控單元、智能傳感器、智能儀表燈聯接起來構成汽車內部局域網,各子處理機獨立運行,控制改善汽車某一方面的性能,同時也為其他電子裝置提供數據服務,實現各系統之間的信息資源共享。汽車網絡總線技術的快速發展有望實現數據間的快速交換與高可靠性,進一步降低成本,網聯化在車載信息娛樂及網聯系統中應用較為廣泛,比如HUD依托車載信息系統共享的導航信息在前車窗中成像等。

汽車電子集成化。單一的機電一體系統已滿足不了汽車電子技術發展的需要,系統與系統之間的一體化集成逐漸被提上議程。基于網絡化的基礎,集成控制系統是指通過總線進行網絡通訊實現傳感器和系統的信息共享,通過控制器實現各個子系統的協調和優化,從而保證車輛行駛的安全性與穩定性。汽車電子集成化除了能加強系統性能,還能達到降低系統總成本的目的。以碰撞避免系統ACC為例,ACC基于ESC與EPS的集成,ACC系統集成影像系統技術識別行車道,通過雷達或其他類型的傳感器以探測本身車輛與周邊車輛或物體的距離,在緊急情況下能夠發揮高強度的緊急制動能力防止碰撞。

汽車電子智能化、網絡化與集成化促使傳感器等關鍵部件需求日益增加及數據總線技術關鍵技術逐漸普及。汽車電子的智能化,促使其所需要的高精度、高可靠性、低成本的傳感器種類、數量不斷增加,并且在性能上要求其具備較強的抗外部電磁干擾能力,在嚴苛的使用條件下仍能保持高精度。另一方面,總線傳輸技術能夠減少線束的數量和線束容積,采用通用傳感器即可達到數據共享目的,通過系統軟件便可實現系統功能的改變,諸多優勢使其在汽車上的應用愈發成熟。此外,智能交通系統(ITS)也開始投入應用,它以衛星通信、移動通信、計算機技術為依托實現計算機、通訊和消費類電子產品“3C”整合,進行車載電子產品的開發和應用,包括車輛定位、自主導航、無線通訊、語音識別、電子防撞產品、車路通訊以及多媒體車載終端等。

1.4.汽車電子行業規模—全球共享萬億盛宴

近年來全球汽車總產量呈緩慢增長態勢,根據OICA最新數據,2017年全球乘用車產量約為7346萬輛,同比增長1.9%,受2017年購置稅即將退出導致的銷量高基數及2018年宏觀經濟下行影響,根據中汽協,2018年中國汽車產量約為2352萬輛,同比下降5.2%。盡管下游整車增速放緩,但基盤依舊龐大,為汽車電子行業規模提供了強有力的需求基礎。

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汽車電子成本占整車成本比例逐漸抬升。隨著自動駕駛系統、信息娛樂與網聯系統部件在車型上不斷滲透,汽車電子成本占總整車成本比例提升,分車型來看,新能源汽車引領傳統燃油車,豪華車優先中低端車,根據蓋世汽車統計,目前緊湊型車型、中高檔車型、混合動力車型及純電動車型汽車電子成本占比分別為15%、28%、47%、65%。

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汽車電子高速發展,全球共享萬億盛宴。隨著電子電器在汽車產業應用逐漸擴大,根據蓋世汽車研究院,2017-2022年全球汽車電子市場規模將以6.7%的復合增速持續增長,預計至2022年全球市場規模可達2萬億,而國內市場規模接近萬億。

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1.5.汽車電子行業產業鏈--外資引領

汽車電子產業鏈主要由三個層級構成:上游為電子元器件,中游為系統集成商,下游為整車制造廠,其中其中上游包括Tier2和Tier3,其中Tier2廠商負責提供汽車電子的相關核心芯片及其他分立器件,主要包括如恩智浦、飛思卡爾、英飛凌、瑞薩半導體等IC設計廠商以及如車載大功率二極管廠商分立元器件廠商,Tier3后段廠為Tier2廠商提供代工及封測服務,包括TSMC、Global Foudries等;中游汽車電子的系統集成商Tier1主要進行汽車電子模塊化功能的設計、生產及銷售,具體包括博世、大陸、德爾福、日本電裝等公司;下游則為整車廠(OEM)及維修廠(AM)。

相對于消費電子,汽車電子對于安全性要求高,行業具有TS 16969、ISO 26262、AEC Q100等多種認證標準,認證周期較長,廠商進入整車廠配套體系大概需要2~3年的認證周期。目前汽車電子產業鏈主要掌握在國外幾個大廠手中,行業集中度較高,隨著信息技術與消費電子等應用逐步滲透其中,傳統汽車行業或將面臨來自移動互聯網、消費電子行業等新型行業的沖擊。

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2.ADAS快速襲來,智能駕駛艙漸行漸近

2.1.傳感器交叉融合,ADAS應用日漸豐富

自動駕駛的冗余度和容錯性特性,要求越是高階的自動駕駛需要越多的傳感器。根據我們的產業調研,2018-2019年是全球范圍內進入L2級自動駕駛的階段,預計2020年起國內外將正式進入L3級自動駕駛階段,L2-L3標志著汽車的操作權正式由人類駕駛者移交給無人駕駛系統,對自動駕駛系統的冗余度和容錯性的要求均有著質的提高。從傳感器數量來看,毫米波雷達的數量將從L2的3個左右提升到6個以上,攝像頭也從1個大幅提升至4個以上,甚至會開始裝配激光雷達。進入到L4/L5層級,傳感器的數量也將水漲船高,毫米波雷達屆時有望達到10個以上,攝像頭也會翻番,達到8個以上,激光雷達或會隨著成本的快速下降而有所新增。總之,高階自動駕駛對傳感器的數量要求會越來越多,以盡可能的保證行駛的安全性。

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車載攝像頭是ADAS系統的視覺傳感器,可以應用于泊車輔助和行車輔助等多場景。車載攝像頭主要包括單目攝像頭、雙目攝像頭、廣角攝像頭等,目前實現無人駕駛的全套ADAS功能至少需要安裝6個攝像頭,分別是1前視攝像頭、1個后視攝像頭和4個環視攝像頭。通常后視攝像頭是低階ADAS系統標配的傳感器,與超聲波雷達配合,主要用于低速的泊車輔助,側視攝像頭通常為2個廣角攝像頭,通常用于BSD和電子后視鏡,但是中國法律當前尚不允許使用電子后視鏡,環視攝像頭一般為4個廣角攝像頭,主要應用場景就是360環視和全景泊車,主要是通過將4個攝像頭的圖像進行拼接后形成一幅完整的全景圖像,前視攝像頭通常為1個,雙目效果會顯著好于單目,目前主要是用于FCW和TSR等行車輔助系統,未來隨著算法的精進,與毫米波雷達配合,還可以實現ACC和AEB等ADAS系統。

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汽車雷達系統可分為三個子類別:短程(SRR),中程(MRR)和遠程(LRR)。每種都有不同的應用,遠程(超過100米)通常用于前向碰撞避免,而短程和中程(100米以內)用于盲點檢測、停車輔助系統、預碰撞警報、車道偏離警告或停停走走應急系統。

毫米波雷達主要用于測距,常用于ACC和AEB等行車輔助系統。毫米波雷達分為近距離探測(SRR)和遠距離探測(LRR),通常車企會在車的前部裝配一個毫米波雷達,用于在行車過程中探測前方障礙物,一般探測距離在150米以上,在高速駕駛中,自適應巡航系統(ACC)是最受駕駛員歡迎的ADAS系統,大幅減輕了司機的駕駛強度。位于車身前部的兩個毫米波雷達,通常是用于短距探測的SRR,主要功能是緊急自動剎車(AEB),有助于大幅減少交通安全事故,目前歐盟已經強制要求標配,中汽中心對外發布2018版C-NCAP(中國新車評價規程)的詳細試驗及評分方案,將AEB納入主動安全的評分中,有望加速推動AEB在中國的滲透率。

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自動泊車需要攝像頭和超聲波雷達,甚至是毫米波雷達的多傳感器融合方能實現。自動泊車輔助借由攝像頭和雷達的掃描和定位,相比于傳統的倒車影像及倒車雷達,智能化程度更高,一般是先有超聲波雷達或毫米波雷達識別車位空間,攝像頭檢測車位線,然后經電子控制單元對汽車和周邊環境進行建模后,控制方向盤、油門踏板和剎車等執行件,實現自動泊車入庫。

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2.2.智能駕駛艙,雛形初現開

汽車智能網聯化的背景下,人機交互日益成為汽車電子發展的主題,傳統駕駛艙單一的中控屏幕及機械儀表無法滿足日益龐大的行車信息需求,因而數字化、集成化的座艙電子技術成為發展趨勢,座艙電子作為人機交互的入口已然成為行業的下一個變革點,座艙電子的加速演進促使智能駕駛艙雛形初顯。

智能駕駛艙是對傳統座艙的數字化、液晶化與集成化。智能駕駛艙是由不同的座艙電子組合而成的完整體系,它包括車載信息娛樂系統、流媒體中央后視鏡、抬頭顯示系統HUD、全液晶儀表及車聯網模塊等。與傳統座艙相比,智能駕駛艙對中控、后視鏡及儀表盤等硬件進行數字化、液晶化,并納入抬頭顯示器HUD、后座顯示屏等HMI多屏,且底層嵌入操作系統、車聯網服務、內容軟件、ADAS系統等應用以滿足日益增長的人機交互需求。

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智能駕駛艙正處多屏集成階段,未來將邁向智能駕駛集成。智能駕駛艙的集成化可分為三個階段:1)單一座艙電子,主要由中控平臺構成,僅提供多媒體娛樂功能;2)中控平臺、儀表盤等系統集成,主要由液晶儀表盤、中控大屏、HUD、后座娛樂等構成,可實現智能交互、車輛管理等功能;3)智能駕駛集成,主要由控制系統、執行系統構成,可實現自動駕駛功能。目前正處在第二階段普及期。根據偉世通,2023年便可形成一芯多屏的中控平臺集成。

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未來的智能駕駛艙可從2019 CES展中窺見一斑。奔馳、寶馬、豐田、拜騰等車企均在2019年1月舉行的CES展中展出搭載新概念智能駕駛艙的車型。其中,奔馳發布了全新CLA車型,雙10.25英寸大屏的全液晶儀表+中控屏上搭載了全新的MBUX人機交互系統,這套MBUX具備學習能力,可使用23種語言的語音到意義和自然語言理解來提供會話智能。寶馬展示的Vision iNEXT車型搭載了一大一小的兩塊屏幕,預計2021年上市,屆時寶馬將攜手阿里巴巴將天貓精靈智能語音助手整合并推出。豐田ACES概念艙配備獨特的“體型和姿勢檢測系統”,具備強大的感知能力,它使用攝像頭、座椅傳感器檢測乘客的眼睛位置、體型大小和姿勢以便座椅和安全帶自動調整,若檢測到駕駛員正昏昏欲睡,還能利用音樂和振動幫助駕駛員保持清醒。拜騰首款BYTON M-Byte預計于19年年底實現量產,拜騰的多屏融合是其最大亮點,48共享全面屏用非常直觀的方式顯示車輛和駕駛信息以及豐富的通訊、娛樂等內容。

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智能駕駛艙較傳統駕駛艙增配部件,市場空間顯著提升。傳統駕駛艙僅包括機械儀表盤、車載信息娛樂系統,而智能駕駛艙包括全液晶儀表盤、車載信息娛樂系統、HUD、語音交互、流媒體后視鏡等主要部件,單車價值量成倍增加,市場的擴容利好行業參與者。

智能駕駛艙主要參與者包括汽車零部件巨頭、電子企業和互聯網企業。與外資整車廠共同成長起來的外資巨頭零部件公司擁有深厚的技術沉淀,且與整車廠關系密切,是智能駕駛艙的重要參與者,具體包括偉世通、大陸、博世等。電子企業由于具備核心軟件技術,并通過產業鏈整合也在座艙電子市場占有一席之地,具體包括歌樂、阿爾派、先鋒等。互聯網企業屬于后來者,憑借其軟件和大數據資源順利切入座艙電子領域,在推動人機互聯方面有著得天獨厚的優勢,具體包括百度、谷歌、阿里巴巴等。

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隨著智能駕駛艙模塊化、集成化發展,未來零部件巨頭的優勢或將逐漸凸顯。智能駕駛艙的模塊化、集成化考驗供應商的軟硬一體化能力,目前外資零部件較電子企業、互聯網公司更懂汽車,與主機廠的關系更為密切,硬件基礎更強,且目前零部件巨頭正大力投入的研發,認為未來零部件巨頭或更具競爭優勢。

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2.2.1. 車載信息娛樂系統,智能駕駛艙的核心

車載信息娛樂系統歷史:車載信息娛樂系統由第一代的卡帶、收音機發展至第四代的綜合車載信息娛樂系統,主要經歷了三個方面的變化:屏幕從無到有,尺寸從小到大;與外界的連接方式日趨多樣化;人機交互越來越智能。第四代綜合車載信息娛樂系統已經能實現三維導航、實時路況、網絡電視、輔助駕駛、故障檢測、車輛信息、移動辦公、無線通訊、基于在線的娛樂功能及TSP服務在內的一系列應用,集中體現了汽車智能化、電子化、互聯化水平。

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車載信息娛樂系統產業鏈:車載信息娛樂系統主要由軟件、硬件和服務組成,應用軟件(內容服務)、操作系統的參與者大多為智能手機、電腦的應用軟件服務商,硬件的參與者則為汽車零部件公司,系統集成的參與者既包括整車廠也包括汽車零部件公司。

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車載信息娛樂系統上游主要由芯片、印刷電路板、顯示屏模組、外觀塑料件構成,中游汽車零部件供應商從上由采購元器件做硬件集成形成終端產品,因此硬件層面的核心競爭力主要體現在終端整車廠的研發設計和制造工藝的可靠性,軟件核心競爭力主要在芯片的處理能力上。目前Intel和高通是處理芯片領域的領導者,在車聯網部分,TSP平臺在產業鏈占據核心位置,向前整合并監管服務內容,向后有2 種提供服務的方式—整車廠確定品牌(東風日產、比亞迪)與TSP(安吉星等)獨立操作。

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發展趨勢:車載信息娛樂系統持續滲透擴容,增值服務增加利潤點。1)根據華一汽車科技,車載信息娛樂系統2018年國內滲透率為60%,其余40%仍停留在CD/DCD階段,隨著車載信息娛樂系統的進一步滲透,行業空間有望繼續擴容。2)包括內容服務、通信服務、TSP服務的車聯網已成為發展主題,百度Carlife、阿里YunOS、騰訊MyCar等越來越多互聯網企業進入,汽車將成下一個移動終端,隨著用戶量的提升,增值服務的擴充,產業鏈利潤空間有望進一步擴大。

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全球超千億,行業空間進一步增長。根據偉世通,2018年全球車載信息娛樂系統(含顯示屏)市場空間為196億美元,折合約1300億元。未來隨著滲透率提升,多屏化、大屏化及功能逐漸多樣化,行業空間仍將進一步增長,預計至2023年全球市場空間可達242億美元,折合約1600億元。

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市場參與者及競爭格局:外資引領,自主開拓。

外資零部件巨頭與電子企業引領全球市場。車載信息娛樂系統主要可分為零部件汽車和電子企業,前者包括博世、德爾福、大陸、電裝、主要優勢在于憑借其他零部件業務與整車廠的聯系更為密切,后者主要優勢在于產業鏈整合能力,目前全球車載信息娛樂系統的市場空間主要被二者占據。

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從全球競爭格局來看,根據公司年報,哈曼、愛信精機、歌樂、偉世通的車載信息娛樂系統營收分別為31.0、15.1、12.1、9.8億美元,對應196美元的市場空間,則市占率分別為15.8%、7.7%、6.2%、5.0%,其余巨頭的車載信息娛樂系統業務無細分營收數據。

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合資和自主供應商瓜分國內空間。從事前裝車載信息娛樂系統業務的自主前三大供應商分別是華陽集團、航盛電子與德賽西威三家公司,由于航盛電子非上市公司,無公開車載信息管理系統數據,2018年華陽集團、德賽西威的車載信息娛樂系統營收規模分別為24.7億元、35億元,對應325億市場空間市占率分別為7.6%、10.7%。此外,偉世通、大陸、歌樂等外資企業在國內建有合資公司,以偉世通為首的部分合資公司深度綁定國內主機廠,占據較大份額。

2.2.2. 汽車儀表盤逐步液晶化

汽車儀表隨著集成和數字控制技術的高速發展已不再是一個提供轉速、車速的簡單原件,它能展示更多重要信息,甚至發出警告,為車主提供更多多樣化的選擇和個性化的駕駛體驗。

全液晶儀表盤是未來發展趨勢。汽車儀表盤的發展大致經歷了3個階段,早期常規儀表包含了車速里程表、轉速表、機油壓力表、水位表、燃油表、充電表等,指示燈數量常常多達幾十個。而后是電氣式儀表盤,這類儀表盤更多更及時地反饋行駛信息,并在顯示技術上不斷迭代,從真空熒光顯示屏(VFD),發展到采用液晶顯示器(LCD)再到小尺寸薄膜晶體管顯示器(TFT),視覺可視化不斷改進,用戶感知明顯提升。全液晶汽車儀表是一種網絡化、智能化的儀表,它用屏幕取代了指針、數字等現有儀表盤上最具代表性的部分,它不僅能顯示車輛的基本信息,還能顯示導航地圖、多媒體等功能,甚至渦輪壓力、油門開度、剎車力度等信息,更容易同網絡、外設及其他應用相連接,全液晶儀表盤是目前為止最先進的汽車儀表,也是未來的發展方向與趨勢。

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儀表盤作為法規件,在軟硬件上的要求更高,2019年2月2日發布了由儀表分標委組織制定的汽車行業標準《汽車用液晶儀表》征求意見稿,對外觀硬件、顯示、性能等方面做出明確要求,以規范儀表盤市場,尤其是正在發展中的全液晶儀表盤市場。

目前全液晶儀表盤的滲透率較低,2018年約在9%左右,主要集中在豪華車和新能源汽車中,隨著全液晶儀表盤在傳統車市場不斷向低端車型滲透及新能源乘用車銷量放量,預計全液晶儀表盤滲透率有望不斷提升。

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2018年市場規模80億美元,2020年有望達97億美元。根據偉世通,2018年儀表盤市場規模約為80億美元,隨著全液晶儀表的普及,滲透率有望持續提升帶動銷量增長,全液晶儀表盤向低端車型滲透將促使其價格下探,綜合來看2018-2023年市場規模CAGR約為9.5%,至2020年市場規模為97億美元,至2023年市場規模可達126億美元。

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外資五巨頭瓜分80%全球市場份額。和中控平臺相比,汽車儀表的競爭格局較為集中,前5大供應商占據市場80%左右的份額,其中德國大陸、愛信精機、日本電裝、美國偉世通、德國博世市占率分別為25%、17%、15%、15%及8%,此外汽車儀表盤市場江森自控、矢崎總業、馬瑞利等公司亦有涉足。

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國內液晶儀表盤供應商以德賽西威等公司為代表,目前在前裝市場主要配套自主品牌,少數企業有部分出口。與中控屏、HUD等產品類似,新興市場新能源乘用車的發展帶動自主供應商液晶儀表盤產品放量,大陸、偉世通等合資品牌在國內傳統車市場占據主要份額。

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2.2.3. HUD 滲透率有望持續提升

HUD即抬頭顯示器,是Heads Up Display的縮寫,是目前普遍運用在航空器上的飛行輔助儀器以降低駕駛員低頭查看儀表的頻率,避免注意力中斷以及喪失對狀態意識的掌握。在大尺寸中控屏尺寸備受追捧的當下,車載顯示產生了分散駕駛員注意力的安全隱患,車載HUD應運而生,最早出現在80年代末,隨即2001年、2004年通用、寶馬分別推出彩色HUD,隨著技術逐漸成熟,HUD目前已普遍運用在豪華車上,部分日常家用汽車亦有裝載。

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HUD主要分成四種,分別是AR-HUD(Augmented Reality-HUD即:增強現實抬頭顯示器)、W-HUD(windshield-HUD)、C-HUD(Combiner HUD)、A-HUD(Aftermarket HUD),目前主流的HUD主要為W-HUD、C-HUD。

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2018年滲透率約為6.7%,市場空間約為60億元。根據偉世通,2018年全球HUD出貨量約為500萬套,考慮到2018年全球乘用車銷量約7400萬,則當前HUD在全球乘用車市場滲透率約為6.7%。由于單套均價在180美元左右(折合人民幣約1200元,則2018年市場規模約為9億美元(折合人民幣約60億元)。隨著后續滲透率的提升,預計至2022年市場規模可達20億美元,較當前至少番一倍。

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外資巨頭超前布局,國內供應商處創業階段。HUD是智能座艙后端落地環節,當前滲透率還較低,但發展潛力較大。愛信精機、德國大陸、日本電裝、美國偉世通、德國博世等企業早有布局,并幾乎瓜分全球市場份額,其中市占率分別為55%、18%、16%、3%與3%。此外現代摩比斯等巨頭也收到了中國整車廠的HUD訂單,預計中控屏、液晶儀表盤等主要玩家都將紛紛涌入該市場,未來競爭激烈程度將加劇。

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國內HUD創業潮始于2013年左右,目前主要參與者有華陽集團、江蘇澤景、未來(北京)黑科技、京龍瑞新、衍視科技、點石創新、樂駕科技、晶途科技等。根據高工智能汽車,2019年到2020年即將上市國產自主品牌車型中,吉利、廣汽、長安、長城等自主品牌將在十幾萬左右價位的車型上配置HUD,預計自主供應商HUD業務或將迎來高速發展契機。

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2.2.4. 流媒體中央后視鏡尚處起步階段

流媒體,即流式媒體,指媒體提供商在網絡上傳輸媒體的同一時間,用戶一邊不斷地接收并觀看或收聽被傳輸的媒體。有別于傳統后視鏡,流媒體后視鏡以屏代鏡,通過攝像頭把汽車后方影像投射到顯示屏上,以數字格式播放的后視鏡產品。

后視鏡的發展歷史。早期后視鏡簡單粗暴,以塑料殼包括鏡片,為避免后視鏡光線刺眼疊加了防炫目功能,后來還加入了電子羅盤、海拔、車輛爬坡角度指示,再至2015年前后,出現流媒體中央后視鏡,以一個高清防水的外置后視攝像頭對后方的情況進行拍攝并反饋到后視鏡上。在CES2018展上,流媒體后視鏡鼻祖Gentex展出的流媒體中央后視鏡甚至采用了瞳孔識別技術利用后視鏡上方紅外攝像頭來識駕駛員瞳孔以識別是否車主本人在駕駛并調取車內信息,同時還研發出了疲勞檢測技術,后視鏡的智能化正處高速發展階段。

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流媒體后視鏡相較傳統后視鏡的優勢之處:1)攝像頭安置在車后,拍攝范圍不受車廂影響,解決了后排、后窗、C柱視線遮擋;2)通過廣角鏡頭增大后視視野三倍以上,原生視角不變形;3)消除光線強烈變幻場景時的眩目;4)夜晚后視效果極佳,天氣不好時仍可提供良好視野。

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流媒體中央后視鏡尚處起步階段,滲透率很低。2015年凱迪拉克CT6率先搭載由Gentex供應的流媒體中央后視鏡,使車內流媒體中央后視鏡變為現實,隨后流媒體中央后視鏡開始出現在寶馬I8Mirrorless、邁凱倫675LT JVCKENWOOD概念車上,再到2017年長城WEY VV7 成為自主品牌首家使用流媒體中央后視鏡,受制于行業缺乏標準與相關的監管機制,駕駛員視野適應性有待培育,光線復雜環境系的防眩目仍有待優化,因而流媒體中央后視鏡的車型前裝滲透率相對有限。

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成立于1974年的Gentex是全球汽車自動調光后視鏡的龍頭企業,亦是流媒體中央后視鏡的鼻祖,目前在流媒體后視鏡業務方面與Gentex建立合作的汽車品牌包括豐田、斯巴魯、日產、凱迪拉克和捷豹路虎。目前國內車型前裝搭載的流媒體中央后視鏡以進口為主,國產廠商主要集中在后裝市場,主流品牌30余個,這些品牌主打智能性產品,競爭力較強的包括凌度、捷渡、任我游、天之眼、凱立德、卡仕達、科維、卓派、360、小蟻等。

3.7層深度解析——總覽汽車電子投資框架

3.1.網絡層——看智能網聯化趨勢進

以特斯拉為例,看智能汽車的進化方向。從2012年首款車型Model S橫空出世以來,特斯拉一直是汽車人心中“科技感”最強的車廠之一,其標志性的自動駕駛系統“Autopilot”是全球商業化自動駕駛技術的標桿、中控大屏車機以及OTA(在線更新)的設計帶來的出眾的網聯化體驗也成為眾多車廠效仿的標準。我們以特斯拉為例,解讀“未來”汽車的智能化新方向。

智能化創新方向——自動駕駛。特斯拉在 2015 年 10 月通過軟件更新的方式引入了自動駕駛,主要包含兩個功能:主動巡航定速(TACC)和自動巡航(Autosteer)。前一個模式會讓車輛在駕駛員設定的速度下自動行駛,當檢測到前方車輛時,它還會自動減速保持合適的距離;后面的模式則使用攝像頭、激光雷達探測路標和前方車輛,使特斯拉能夠自動行駛在道路中間。盡管產業界對于特斯拉在媒體上的過度宣傳自動駕駛的能力還存在不少質疑,但不可否認的是,通過引入自動駕駛系統,確實顯著提高了汽車的安全性。根據,美國交通安全局的分析, 2014 年到 2016 年,所有裝備了自動駕駛功能的特斯拉 Model S 和 Model X 發現,安裝自動駕駛后,造成彈出安全氣囊的車禍的平均數量,已經從每 100 萬英里 1.3 起,降低到每 100 萬英里 0.8 起。車禍發生率降低了近 40%。

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智能化創新方向——人機交互界面升級(HMI)。特斯拉是最早開創中控大屏幕的廠家,引領了大屏幕設計的風格。Model S是第一款采用17寸的大屏幕的車型,取代了傳統的物理按鍵,一經推出可謂是讓人眼前一亮。相對于傳統汽車的按鈕式交互,中控大屏幕觸摸式的人機交互設計讓汽車整體的科技感直線上升。在特斯拉之后,我們也觀察到越多越多的車廠開始引入語音控制、手勢識別和觸摸屏等新的人機交互技術,增強用戶的駕駛樂趣或駕駛過程中的操作體驗,提升用戶體驗。

網聯化創新方向——OTA技術讓汽車具備持續迭代進化的能力。特斯拉的遠程OTA技術讓汽車終端可以持續保持進化。如果一個設備沒有自身升級迭代的能力,我們不認為它是真正意義上的智能設備,而目前絕大部分的汽車不具備售后自動更新的能力。特斯拉是目前為止唯一可以實現整車OTA(Over-the-Air Technolog,遠程升級技術)的車廠。通過OTA聯網,特斯拉可以讓每臺車在生命周期內都像智能手機一樣可以完成系統更新、增加新功能和提升性能。值得注意的是,特斯拉的OTA技術不僅局限于Infotainment(娛樂系統)的軟件更新,更是可以直接實現安全及車輛操控上的更新,比如Autopilot系統版本更新、剎車性能提升等。我們認為,“未來”汽車的一大重要趨勢即“軟件定義”汽車,通過軟件的迭代更新,保持持續進化能力,將成為“未來”汽車的標配。

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特斯拉的鯰魚效應下,傳統車企正在加速擁抱智能網聯的產業大趨勢。特斯拉在消費市場的強勁表現讓傳統車企看到了未來發展的方向。智能網聯時代,為了不被淘汰,汽車企業們都在竭力將產品智能化、網聯化。幾乎所有傳統車企都把車聯網作為主要的方向——這被認為是比新能源更大的風口。另一方面,以蔚來汽車、小鵬汽車等為代表的造車新勢力更是把“智能聯網”視作是拉開與傳統車企差距的核心優勢。在新舊兩股力量同時推動下,智能汽車產業正在迎來最好的時代。根據艾媒咨詢以及賽迪顧問的預測,國內互聯網汽車以及ADAS產品的前裝滲透率在未來有望持續走高。

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3.2. 通信層——車聯網技術路線明確,產業鏈成熟,5G賦能值得期待

車聯網自2010年被首次提出(中國物聯網大會),發展近10年,終極目標是實現無人駕駛和智慧交通,手段是車載駕駛輔助系統(ADAS:激光雷達、毫米波雷達、攝像頭視覺識別、超聲波等)與通信技術的結合,即單車智能和網聯化。其中,網聯化就是通信中強調的V2X(Vehicle To Everything),即車內、車與車、車與人、車與道路、車與網絡的互連。

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3.2.1. 通信技術:C-V2X脫穎而出,4G LTE-V整裝待發,5G NR-V曙光已現

從通信技術的視角出發,針對V2X的特殊場景,新型的通信技術需要被提出。原因在于:(1)在車用場景下,車與車之間的相對移動速度高達500公里/小時,遮擋和信道環境更復雜,從而帶來更顯著的多普勒頻率擴展和信道快速時變的問題;(2)在車輛行駛過程中,為了提高駕駛安全性,車輛間的直連通信對高可靠、低延時提出更高要求。

目前國際主流的V2X技術有專用短距離通信技術(DSRC)和蜂窩通信技術(C-V2X)兩種。其中,DSRC 由IEEE制定,是美國政策大力提倡的通信技術;C-V2X由3GPP制定,基于蜂窩網通信技術演進形成。從技術成熟度以及商用節奏的角度看,在5G大帶寬和低延時賦能的背景下,C-V2X發展前景更為廣闊。

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C-V2X標準制定穩步推進,商用規劃逐步明確。3GPP于2017年正式發布LTE-V2X R14標準,于2018年6月正式完成支持LTE-V2X增強(LTE-eV2X)R15標準,同時宣布啟動研究支持5G-V2X的R16標準。根據C-V2X的發展進度,5GAA預期C-V2X商用部署在2020年,目前整個C-V2X產業鏈例如芯片廠商、模組廠商、車廠等都對C-V2X產品商用部署進行了規劃,相關的路標計劃已輸入到5GAA組織中。

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廣義來看,按照使用的通信技術的不同,車聯網主要經歷了2G/3G/4G蜂窩無線網和C-V2X兩大階段,當前,車聯網已經進入C-V2X發展階段;狹義來看,在C-V2X階段,按照基礎無線網絡的不同,又可具體劃分為基于4G的LTE-V/V2X和基于5G的NR-V2X:

(1)第一階段:2G/3G/4G蜂窩無線網,該階段主要表現為車載信息服務,即車企在汽車內配備嵌有通信模塊的車載終端,使車輛具備最基本的通信能力。由于車企在成本控制和汽車功能配備上掌握一定話語權,是該階段的主導力量。

(2)第二階段:C-V2X,該階段標志著汽車開始進入智能網聯時代,即配合單車智能,自動駕駛和智慧交通的功能可以實現。

  • 基于LTE-V/V2X的智能網聯階段(車路網云協同)。應用場景主要包括交通安全(緊急制動預警、異常車輛提醒、交叉路口碰撞預警、道路危險狀況提示、弱勢交通參與者預警等)和交通效率(基于信號燈的車速引導、綠波帶、前方擁堵提醒、緊急車輛信號燈優先權等)兩大方面。
  • 基于5G的智慧出行階段。5G網絡可以通過網絡切片等創新技術,提供低至1ms端到端時延和高至10Gbps峰值速率,實現自動駕駛。5G車聯網的主要應用場景包括遠程遙控駕駛(Tele-Operated Driving,TOD)、高密度車輛編隊行駛以及快速協同變道輔助等。其中,TOD是指借助5G高性能網絡的遠程駕駛控制系統,通過車內攝像頭和傳感器將車輛場景傳輸到操控室,駕駛員遠程操控汽車。2017年6月,中國移動、上汽集團和華為在上海共同完成中國首個5G遠程駕駛演示。
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對于5G-V2X的部署是,計劃2019年開始進行Uu技術試驗,驗證5G網絡對于eV2X部分典型業務場景的支持能力(主要以大帶寬場景為主),制定低時延、高可靠的技術標準;2021年開始進行低時延、高可靠應用場景的技術試驗,針對自動駕駛等典型應用驗證網絡性能。因此,預計5G-V2X規模商用的時間在在2021年以后。

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3.2.2. 通信產業鏈:云、管、端三層架構,運營商、設備商、整車廠多方參與

從通信網絡架構的角度看,車聯網主要包括云---管---端三個層次。云端有中心系統,管側是通信網絡,端側為車載單元OBU和路側單元RSU。《中國車聯網產業發展研究》白皮書預測,到2020年,全球車聯網V2X的市場規模將突破6140億元,其中中國市場將達到2000億元。

端:整車廠主導前裝市場,運營商和TSP引領后裝需求

要實現汽車的網聯化,就必須在車內裝配內嵌通信模組的終端(OBU,On Board Unit),按照在汽車出廠前還是出廠后配置,可劃分為前裝和后裝兩種類型,而滿足移動通信(C-V2X)和衛星通信(GPS和北斗等)標準的通信模組是汽車終端產業鏈上游的關鍵組成。此外,實現信號發射和接收的路側單元(RSU,Road Side Unit)、以及進行信息采集的路側服務單元(RSS,Road Side Server)必不可少。

汽車終端的前裝設備俗稱T-Box(Telematics BOX),即車載微軟系統,它依托無線通信、衛星通信(GPS/北斗)和 CAN 總線集成等技術,向車主提供道路交通信息、導航信息、遠距離車輛診斷、車聯網遠程控制以及互聯網服務等,可以和后臺系統/手機APP通信,實現手機APP的車輛信息顯示與控制。由于在汽車出廠前安裝,整車廠是T-BOX行業滲透率的主要力量。

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目前國內T-BOX供應商主要有華為、高新興(中興物聯)、東軟、路暢科技和德賽西威等,國外主要有Bosch、Harman以及Denso等。隨著國內T-BOX的技術的不斷成熟,國產車載T-BOX產品的質量、性能也將逐漸提升,目前已經占據國內大部分市場份額,未來有望在國產替代的趨勢下打入國際市場。

汽車終端的后端設備以OBD(On-Board Diagnosis車載自診斷系統)為代表,用來監控發動機的運行狀況和尾氣后處理系統的工作狀態。面向保險行業的UBI(Usage Based Insurance,基于使用的保險)也開始廣泛運用。運營商和TSP(Telematics Service Provider)服務商是后裝市場的主要需求方。運營商通過“終端+流量”打包銷售的方式收取服務費,未來OBD等產品有望在運營商轉型盈利模式的驅動下迎來更大發展。

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國外OBD市場在商業模式、技術成熟度和產業競爭環境方面都要優于國內。由于技術和客戶門檻相對較低,我國OBD市場參與者眾多。我們認為,一方面,布局海外市場的OBD服務商有望獲得更高的產品毛利,另一方面,隨著國內市場以運營商和汽車保險服務商為主導的盈利模式的不斷升級,行業成熟度有望對標海外,實現集中度的提升。

總體來看,前裝市場空間略高于后裝市場,但是相差不大。根據IHS的統計,2018年國內前裝終端銷售量約為500萬臺,后裝銷售量也在450萬臺以上。從產業鏈成熟度和競爭格局的角度看,我們看好前裝市場在政策和需求雙重驅動下的發展空間。根據工信部《新能源汽車生產企業及產品準入管理規定》,自2017年1月1日起對新生產的全部新能源汽車安裝車載控制單元,對于已銷售的新能源汽車產品,整車企業要按照國家標準要求免費提供車載終端、通訊協議等相關監測系統的升級改造服務。隨著車聯網的逐步滲透,以及新能源汽車企業對車輛電池和整車狀態信息的實時需求,佐思產研數據指出,預計全球T-box市場在2020年將達到15億美元的市場規模,年復合增長率約50%,產業前景十分良好。

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通信模組是車載終端上游的關鍵組成,成本占比20~30%左右。我們認為,車規級通信模組雖然在價值量上遠低于終端,但是掌握一體化制造能力的公司在產品穩定性和量產能力上具有相對優勢。在下游汽車銷量承壓,車載終端市場集中度提升的背景下,具備模組、終端全產業鏈生產能力的公司有望在國內紅海市場占據較高的份額。

管:LTE-V頻譜落地,5G NR-V靜待花開

即適用于汽車通信的通信網絡。由于頻段資源稀缺,在我國,由工信部無委會統一劃分頻段。2018年10月18~21日,“世界智能網聯汽車大會”在北京舉辦。在10月21日的大會閉幕式上,工業和信息化部發布了《車聯網(智能網聯汽車)直連通信使用5905-5925MHz頻段的管理規定》。規劃了5905-5925MHz頻段共20MHz的專用頻率,用于LTE-V2X車聯網直連通信技術。

目前,歐美日韓均已在5900MHz附近為V2X劃分頻譜資源,我國工信部確定在5905-5925MHz頻段發展車聯網,有利于V2X全球產業鏈的合作協同。同時規劃的頻段達到20MHz,遠高于歐美日韓,體現了我國大力發展車聯網產業的決心。

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云:車聯網的中心系統,掌握核心價值

即云端中心系統。目前,全球互聯網廠商和設備商巨頭均廣泛參與該領域。國內方面,早在2014年,百度、阿里、騰訊就開始布局車聯網產業,目前都已有了自己的產品。百度有DuerOS系統和Apollo計劃,阿里有AliOS系統和斑馬智行,騰訊有AI in car。

車聯網軟件服務產品類型大致分為四類:車機手機互聯解決方案、基于 Linux 的操作系統、車聯網平臺基礎設施和車載操作系統。

  • 車機手機互聯解決方案:騰訊的車機手機互聯 APP、百度 Carlife,四維圖新 Wlink、博世mySpin等,以及相應的國外廠商有蘋果Carplay、谷歌Android Auto、微軟 Windows in the Car等;
  • 基于Linux 的操作系統:包括騰訊車機 ROM、小度 OS和阿里旗下的斑馬系統。
  • 車聯網平臺基礎設施:各大設備商推出的車載服務平臺,例如華為發布的OceanConnect車聯網平臺;
  • 車載操作系統:前車載操作系統主要以黑莓 QNX 為主,Linux、Windows次之。
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3.2.3. 5G與車聯網:MEC邊緣計算實現低延時,自動駕駛指日可待

5G具有三大應用場景eMBB(增強型移動寬帶)、mMTC(海量物聯網連接)和URLLC(低延時高可靠通信)。其中,低延時高可靠應用場景的典型業務模式就是車聯網。由于5G很好地解決了4G延遲高的問題,將響應時間從50毫秒減少到1-3毫秒,使反應速度提高了整整50倍,5G網絡成熟商用后,車聯網等實現跨越式發展。

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為實現低延時的功能,5G在無線和傳輸層傳輸網架構和BBU基帶處理單元兩大方面,呈現顯著的代際升級。(1)傳輸網架構扁平化。4G時代傳輸網架構為金字塔式,由于光傳輸設備和光纖光纜均會造成時延,5G時代核心網下沉,建立更多的傳輸節點和邊緣數據中心,實現網絡結構扁平化成為必然選擇。(2)BBU拆分成CU/DU兩級架構。其中CU負責處理非實時協議和服務,DU負責處理實時服務。

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5G時代的MEC技術通過在網絡邊緣處部署平臺化的網絡節點,為用戶提供低時延、高帶寬的網絡環境以及高算力、大存儲、個性化的服務能力。面向車聯網的應用場景,一方面,相比傳統Uu模式通信連接中心云的服務模式,將V2X服務器部署在MEC上能夠在降低網絡及中心云端負載壓力的同時,以更低的時延提供闖紅燈預警、行人碰撞預警、基于信號燈的車速引導等場景功能;

另一方面,利用MEC可實現V2I2V通信,在提供更可靠的網絡傳輸同時確保滿足低延時要求,實現前向碰撞預警、交叉路口碰撞預警等場景功能。此外,基于MEC的網絡環境具備強力的計算、存儲、傳輸資源,配合路側智能設備,具有對大量交通要素進行快速、準確的組織協調能力,可以進一步擴展可支持的應用場景,如車輛感知共享、十字路口的路況識別與綜合分析、高精度地圖的實時分發,大規模車輛協同調度。

在2019年3月初剛剛結束的MWC 2019世界移動通信大會上,中國移動和中國聯通均重磅發布邊緣計算MEC行動方案、業務平臺和相關白皮書。我們認為運營商具有極大的動力推進MEC。(1)5G時代會有大量數據產生,預計超過50%的數據需要在網絡邊緣側分析、處理和儲存。(2)5G時代高帶寬低時延的新業務處理需要發生在網絡邊緣。(3)運營商在5G時代推崇網絡控制面和業務面分離的架構,從而改變在4G時代只做管道不做業務的經營模式。

產業鏈方面,除運營商外,通信設備商、服務器公司、芯片公司、軟件服務公司以及內容提供商等都將參與到邊緣數據中心的建設中來。在MWC 2019上,浪潮信息和中興通訊等均已發布成熟的邊緣計算服務器產品。

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