车载光学：ADAS加速渗透，车载传感增长提速

1车载光学：ADAS加速渗透，车载传感增长提速证券研究报告分析师：胡杨（S0010521090001）分析师：郑超君（S0010521120001）2022年3月27日 2核心观点•汽车智能化的核心是实现智能驾驶（自动驾驶），预计2025年美国/欧盟/中国三个国家（地区）L2及以上渗透率将达到46%，其中L3~L5渗透率10%。智能驾驶三级架构的感知层依赖摄像头、毫米波雷达、激光雷达等多种传感设备融合进行环境监测。目前，在实现自动驾驶的技术路径上，多传感器融合方案相比纯视觉方案安全性更高、更主流。•车载摄像头：•需求端：1）摄像头单车搭载数量和价值量提升，L4等级配备12颗摄像头，单车价值量410美金，是L2的2.4倍；2）摄像头高清化，VGA向100~300万像素迈进，导入800万高清摄像头；3）架构集中化驱动硬件简化，成本下降提升渗透率；4）全球市场规模超过千亿元，我们测算，全球乘用车车载摄像头市场规模将由2020年的75亿美元增长至2025年的277美元，复合增速29.8%。•供给端：1）国内企业在镜头、CIS等重要产业链环节已掌握话语权，收获全球市场车载镜头快速成长的红利；2）视觉方案本土化加速国产供应商崛起。•激光雷达：•需求端：ADAS领域激光雷达将释放超高成长性。根据Yole预测，2019年全球激光雷达市场规模16亿美元，ADAS占比仅1.5%，2026年全球总规模达57亿美元，ADAS占比44.7%，2019~2026年CAGR超过90%。我们测算，全球车载激光雷达市场规模将由2020年的0.4亿美元增长至2025年的88美元，复合增速187.7%。•供给端：1）国内供应商在全球市场已经表现出迅猛势头，2021年速腾聚创全球市占率第二，达10.4%，仅次于法雷奥；2）降本趋势明确有利于大规模“上车”，MEMS及纯固态技术具备可低成本量产的空间，目前大部分供应商主要集中在从1000美元到500美元的降本竞争赛道。•相关标的：舜宇光学科技、韦尔股份、永新光学、蓝特光学、炬光科技、联创电子、宇瞳光学等•风险提示：1）ADAS渗透不及预期；2）成本下降空间有限；3）竞争格局恶化。 3目录1智能驾驶逐步渗透，多传感器融合是趋势3激光雷达：ADAS进阶的感知硬件，释放高增速2车载摄像头：ADAS首要感知硬件，国产厂商实现主导4投资建议与风险提示 4目录1智能驾驶逐步渗透，多传感器融合是趋势3激光雷达：ADAS进阶的感知硬件，释放高增速2车载摄像头：ADAS首要感知硬件，国产厂商实现主导4投资建议与风险提示 5•自动驾驶是新一代汽车的核心功能。2020年2月，国家发改委、工信部等11个国家部委联合印发了《智能汽车创新发展战略》，其将智能汽车定义为“通过搭载先进传感器、控制器、执行器等装置，运用信息通讯、互联网、大数据、云计算、人工智能等新技术，具有部分或完全自动驾驶功能，由单纯交通运输工具逐步向智能移动空间转变的新一代汽车”。•自动驾驶建立在辅助驾驶（ADAS）升级迭代基础之上。按照自动驾驶分级，L3及以上才能称为自动驾驶，L5实现完全自动驾驶，目前主流是辅助驾驶L1~L2。根据罗兰贝格测算，2020年美国+欧盟+中国未实现L3及以上级别智能驾驶，L1及以下占比90%，其中L1渗透率48%。2025年，美/欧/中3个国家（地区）L2及以上搭载率有望提升至46%（美国45%；欧盟54%；中国40% ）。•根据GGII数据，2021年1~11月，国内新车前装ADAS（L2）搭载率18.6%。敬请参阅末页重要声明及评级说明1.1 智能驾驶是汽车智能化的核心L0应急辅助L1部分驾驶辅助L2组合驾驶辅助L3有条件自动驾驶L4高度自动驾驶L5完全自动驾驶人工驾驶高级别辅助驾驶自动驾驶资料来源：工信部《汽车驾驶自动化分级》，艾瑞咨询，华安证券研究所资料来源：Roland Berger，华安证券研究所2020/2025年美国/欧盟/中国ADAS渗透率驾驶自动化分级40%5%20%57%30%42%14%51%50%66%46%34%30%48%40%9%35%14%39%9%35%10%36%9%14%4%8%1%1%1%1%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%20202025202020252020202520202025No ADASL1L2/L2+L3L4/L5美国欧盟中国三个地区合计 6•智能驾驶（ADAS）分为感知层、决策层、执行层三层运行架构。•感知层用于收集及预处理周围环境的信息，决策层对收集的数据整合、分析与判断，执行层根据判断结果做出实时反应。•三层运行架构分别对应（1）在哪里？即感知和定位；（2）去哪儿？即决策和规划；（3）怎么去？即控制和执行。•感知层是“智能驾驶之眼”，承担环境感知功能，是实现智能驾驶的第一层硬件。敬请参阅末页重要声明及评级说明1.2 智能驾驶架构分为感知、决策与执行资料来源：英飞凌，电子工程专辑，华安证券研究所资料来源：Yole，华安证券研究所目前传感设备在汽车上的应用ADAS三层运行架构 7•感知层硬件包括摄像头、毫米波雷达、超声波雷达、激光雷达等智能传感器设备。•摄像头主要用于视觉传感，分辨率高于其他传感，可获取足够多的环境细节，但是受天气等外部环境影响较大；毫米波雷达能够穿透雾、烟、灰尘等，受环境影响小，但由于波长原因探测距离有限，也无法感知行人；激光雷达能对视觉+毫米波雷达的方案形成很好的补充，可形成高精度3D环境地图，只是当前成本较高。敬请参阅末页重要声明及评级说明1.2 智能驾驶架构分为感知、决策与执行资料来源：新智驾，华安证券研究所资料来源：北科天绘，华安证券研究所不同传感器性能对比车载环境监测传感器的分类 8•多传感器融合方案成为主流。自动驾驶的实现路径分两大阵营：1）特斯拉的纯视觉方案；2）多传感器融合方案。纯视觉方案在高级别自动驾驶上准确率会降低，无法满足复杂情况下的环境监测，存在安全保障缺陷；多传感器融合的方案以技术冗余来保证安全性，是目前实现L4/L5级别自动驾驶的主流路径。•纯视觉方案：感知系统以摄像头为主，以特斯拉Autopilot HW3.0为例，传感器配置为8颗摄像头+12颗超声波雷达+1颗毫米波雷达。敬请参阅末页重要声明及评级说明1.3 多传感器融合是实现自动驾驶的主流趋势资料来源：Systemplus，特斯拉，华安证券研究所资料来源：特斯拉，华安证券研究所传感器类型具体配置最远监测距离前视3目摄像头主视广角长焦150m60m250m侧前视2颗80m侧后视2颗100m后视1颗50m毫米波雷达1颗；前向160m超声波雷达12颗8m特斯拉Autopilot系统传感器配置特斯拉Model 3传感器配置AP HW1.0AP HW2.0AP HW2.5AP HW3.0发布时间2014201620172019前视摄像头1333侧前视摄像头0222侧后视摄像头0222后视摄像头1111舱内摄像头000Model 3配置毫米波雷达1111超声波雷达12121212 9•多传感器融合方案：Mobileye过去在纯视觉方案路径上实现L2及以下等级具备较强的竞争力，但在强化L4级别自动驾驶的前瞻性布局上，Mobileye则部署了视觉感知、雷达和激光雷达感知并行冗余的方案。Mobileye的L4电动汽车传感器阵容：7颗长距离摄像头、4颗短距泊车摄像头、6颗短距激光雷达、3颗长距激光雷达。•传感设备搭载数量增加是必然趋势。不管是特斯拉的纯视觉方案还是多传感器融合方案，实现自动驾驶的终极目标必然需要增加传感硬件设备的搭载数量。敬请参阅末页重要声明及评级说明1.3 多传感器融合是实现自动驾驶的主流趋势资料来源：汽车之心，华安证券研究所资料来源：Mobileye，新智驾，华安证券研究所Mobileye自动驾驶解决方案Mobileye量产产品时间线 10•多传感器融合在新势力品牌新推出的车型中“蔚然成风”，合计单车感知部件的搭载数量超过30个，标配12颗超声波雷达，5颗毫米波雷达，摄像头数量10颗+，激光雷达配置在1~3颗不等。•趋势来看：①多传感器方案向30万以下价位车型渗透；②摄像头数量接近翻倍增加；③激光雷达在2021年成为新的增量。敬请参阅末页重要声明及评级说明1.3 多传感器融合是实现自动驾驶的主流趋势资料来源：各品牌官网，华安证券研究所整理主要新能源品牌车型传感部件配置品牌车型发布/上市时间售价（万元）摄像头数量激光雷达数量毫米波雷达数量超声波雷达数量感知部件总数蔚来蔚来ES82017年12月46.8~62.46051223蔚来ES62018年12月35.8~52.66051223蔚来ET52021年12月32.8~38.611151229蔚来ET72021年1月44.8~52.611151229小鹏P7(XPILOT 3.0)2020年4月21.99~40.9914051231P5(XPILOT 3.5)2021年9月15.79~22.3914251233G9（XPILOT 4.0）2021年11月未发布12251231威马W62020年12月16.98~25.987051224北汽极狐Alpha S2021年4月25.19~42.9913361234吉利极氪0012021年4月28.1~36.015011228上汽智己L72021年4月40.8815051232理想理想ONE2021年5月33.84051221零跑C112021年9月15.98~19.9811051228 11•传感器搭载数量随ADAS等级进阶而增加。ADAS等级来看，L3是自动驾驶等级的分水岭，环境监控主体从驾驶员变成了系统，驾驶决策责任方也过渡到了整车系统，支持的辅助驾驶功能更多，因此对环境感知信息的需求也更大，传感器搭载数量大幅增加。•根据我们测算，L2等级传感器需求量在20~25颗，摄像头3~8颗，L4/L5等级传感器配备29~41颗（相比L2增加10颗以上），其中摄像头8~12颗，激光雷达3~5颗。敬请参阅末页重要声明及评级说明1.4 ADAS等级与传感器数量同步提升资料来源：盖世汽车研究院，Yole，华安证券研究所测算ADAS不同自动驾驶等级的传感器配置自动驾驶等级L0L1L2L3L4L5主要ADAS功能前方碰撞预警（FCW)交通标志识别（TSR）盲点监测（BSD）车道偏离预警（LDW）自适应巡航控制（ACC）自动紧急刹车（AEB）车道保持辅助（LKA）泊车辅助（PA）变道辅助（LCA）注意力监测系统（DMS）交通拥堵领航（TJP）高速公路领航（HWP）城市领航（CP）自动代客泊车（AVP）随时随地自动驾驶传感器数量56~920~2526~3529~4129~41传感器配置摄像头：1颗超声波雷达：4颗摄像头：1~4颗毫米波雷达：1颗超声波雷达：4颗摄像头：3~8颗毫米波雷达：5颗超声波雷达：12颗摄像头：8~12颗毫米波雷达：5~8颗超声波雷达：12颗激光雷达：1~3颗摄像头：8~12颗毫米波雷达：6~12颗超声波雷达：12颗激光雷达：3~5颗摄像头：8~12颗毫米波雷达：6~12颗超声波雷达：12颗激光雷达：3~5颗 12目录1智能驾驶逐步渗透，多传感器融合是趋势3激光雷达：ADAS进阶的感知硬件，释放高增速2车载摄像头：ADAS首要感知硬件，国产厂商实现主导4投资建议与风险提示 13•辅助驾驶功能多元化，车载摄像头的应用从成像向感知转变，成为各ADAS功能的传感载体。车载摄像头主要包括前视、环视、侧视、后视以及内置摄像头。前视是最主要的车载摄像头，承担了最多的感知功能，有单目/双目/三目的不同配置，侧视同样承担感知功能，环视以360全景成像为主，后视主要用于泊车辅助，而车内摄像头用以驾驶员状态监测。前视会搭配长焦、广角共同使用，其他位置摄像头以广角镜头为主。•根据我们的测算，L2等级平均配置6颗摄像头，单车价值量约170美金，L4/L5等级平均配备12颗摄像头，单车价值量约410美金（考虑降本因素），是L2等级的2.4倍。敬请参阅末页重要声明及评级说明2