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北交所行业主题报告:智能化+产业链优势重塑汽车线束格局,北交所企业助力多环节国产加速

2024-12-20诸海滨开源证券庄***
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北交所行业主题报告:智能化+产业链优势重塑汽车线束格局,北交所企业助力多环节国产加速

线束+连接器是汽车电子核心零部件,技术+制造环节高壁垒 汽车线束是汽车能量传递与各类信号传输的关键载体,是整车中不可缺失的系统级零部件。技术环节:汽车线束在研发、设计和生产环节涉及到材料科学、热力学、机械连接加工、电子电气、仿真模拟、产品检测等一系列跨学科知识和技术,具有较高的技术门槛。制造环节:汽车线束属于劳动密集型产业,行业自动化率较低,提高线束行业自动化生产水平,推动线束企业转型尤为重要。此外,认证环节:整车厂商往往对汽车线束供应商建立了严格的认证评价标准。 高压/高速线束于新能源汽车智能化浪潮出列,量价齐升引领行业规模高增速传统燃油车低压线束及连接器市场相对稳定,电动智能化催动高压高速发展新机遇。价格上来看:新能源汽车线束是汽车电气系统的核心组件,尤其在电动汽车和混合动力汽车中得到广泛应用,在低档汽车、中档汽车、高档汽车线束平均价格分别为2500元、3500元以及4500元左右;而新能源车平均价格5000元左右,其中低压线束和高压线束价格分别为2500元左右,其中高压连接器价值量相对较高,平均售价在700-3500元。需求上来看:随着智能化技术的不断渗透,车内的传感器、摄像头、雷达、激光雷达(LiDAR)、ECU、控制模块等设备数量大幅增加,直接推动了汽车电子系统的复杂化,智能驾驶L2级别的系统需要九到19个传感器,发展到L3级别的自动驾驶系统则需要19到27个,而L5级别的自动驾驶传感器将超过30个,进一步推动对高压高速汽车线束需求。市场空间上来看:2019-2023年中国新能源汽车线束市场规模CAGR达67.11%,预计2024-2030年中国新能源汽车线束市场规模CAGR达22.81%。竞争格局上来看:目前全球汽车线束主要是由外资大型跨国企业主导,2023年日企线束企业占据了超过60%的市场份额。 E/E架构加速演进+国内产业链优势,北交所企业助力产业多环节国产加速汽车E/E架构定义为实现整车功能的汽车电子电气组件的组织结构及其软硬件系统。随着汽车智能化加速导致ECU的增加,传统分布ECU架构中每辆汽车上的ECU可高达100多个,导致车内的线束也会变得更长,增加了整车的质量和成本,同时也给整车的布置和装配带来了很大的困扰。新的区域架构可以减少ECU的使用,大大降低线束成本,并减轻重量和通信接口,节省空间并实现更高的计算能力利用率,预计到2027年,“准中央+区域”架构渗透率将达到16.3%,中央+区域架构渗透率将达到14.3%。同时,中国新能源汽车销售量+市占率稳步增长,本地化服务优势进一步加强汽车线束国产替代加速。2024年新能源汽车市场仍然延续2023年的加速竞争趋势,这虽然对上游的新能源汽车线束相关厂商是一种挑战,然而在行业集中度快速调整变化的当下阶段,汽车零部件厂商市场机遇并存。北交所作为“专精特新”中小企业的主阵地,汽车线束相关领域也聚集了一批具备稀缺性的优质公司,包括国内头部商用车线束企业-大地电气、积极布局汽车+汽车飞行线束高新技术企业-威贸电子、新能源汽车连接器“小巨人”-易实精密。 风险提示:产业复苏不达预期风险、市场竞争风险、原材料价格波动风险。 1、线束+连接器是汽车电子核心零部件,技术+制造高壁垒 1.1、汽车线束:汽车电子系统的血管和神经,多制造核心环节高壁垒 汽车线束是汽车能量传递与各类信号传输的关键载体,是整车中不可缺失的系统级零部件。在电动智能化大趋势下,近年来汽车线束在供需两侧受益于积极因素叠加,迎来了稳定增长的黄金期。需求端,消费市场对汽车高级功能的需求不断增长,如安全驾驶催生了对自动紧急制动、盲点检测、前方碰撞警告系统等主动安全系统的需求,舒适驾驶催生了语音识别系统、环境照明系统、加热座椅等附加驾驶功能的需求,上述功能性需求的实现均需依托电子元件的运行,电子元件需要线束保证信号、数据和电能的传输,由此构成了汽车线束行业快速发展的重要驱动力。 供给端,汽车“新四化”(指电动化、网联化、智能化、共享化)趋势引领了行业发展方向,汽车电子电器功能持续增加,电子电气架构不断迭代,产业供给端的快速发展有望释放汽车线束的发展空间。 图1:汽车线束是汽车电子系统的血管和神经 汽车线束种类较多,目前主要按照功能、用途进行分类。 从功能上分,主要可分为电力线和信号线。其中电力线负责运载驱动执行元件,主要用于传输电流,一般相对较粗;信号线负责传递传感器输入指令,主要用于传递电信号,一般为铜质多芯软线。 从用途上分,线束可分为前舱线束、发动机线束、仪表线束、室内线束、门线束、顶棚线束、尾舱线束、高压线束等。 表1:按照用途来分,汽车线束主要分为8类线束 汽车线束行业上游原材料包括铜材、橡胶材料、塑料材料等;中游为汽车线束供应商,包括以德国莱尼集团、安波福有限公司等国外厂商与国内厂商,目前国内供应商虽数量较多,但规模大都较小;下游为各大车企,在产业链中拥有较强的话语权与议价能力,对汽车线束等汽车零部件具有严格考核。 图2:线束产业链上游原材料包括铜材、橡胶材料、塑料材料等 设计环节上,线束企业的业务模式主要有如下三种,分别是BTP、BTD与FSS。 BTP(Build to Print),称为来图加工项目。企业根据客户方提供的图纸,购买物料进行生产制造,对供应商的能力管控主要集中在过程验证上。 BTD(Build to Design),称为参与设计项目。客户会释放设计信息(如3D和原理图)等给线束企业,由线束企业来负责2D图纸的开发和维护。同时,线束企业可以对设计提出优化建议,以及根据客户输入进行工程更改等。按照项目的需要,可能会派驻常驻设计团队在客户端帮助客户开展一定的设计工作,如完善数据库,完善3D,装车支持等。 FSS(Full Service supplier),称为全服务供应商设计项目。线束企业在概念设计阶段初期就介入整车厂的研发当中,提供从线束架构、电源分配、原理设计、3D布线、2D图纸、样线生产、设计验证和装车支持等全方位、全过程的技术服务。 图3:设计环节上,线束企业的业务模式主要有BTP、BTD与FSS 线束系统的设计是一项严谨工程,讲究循序渐进。 前期规划:在整车概念设计和结构设计阶段,就要融入线束的整体布置意识,做好前期策划。蓄电池、保险盒、中央控制部件最好能集中布置,不仅可以节约主干线束成本,减少整车整体质量,提高线束布置美感,还能大大降低火烧车风险率。 二维线束图设计:由汽车传感器、执行器、中央控制部件等界面控制文件的数据参数及汽车电路原理图进行线束部件的选择,再结合三维布线图完成二维线束图。 二维线束图主要面向调试和维修,要详细包含:线束的固定方式、固定位置,包扎方式;局部特殊保护措施;插接器型号及厂家;线束零件号,线束版本;每个回路导线的种类、线径、颜色、回路起始与终止端位置;线束技术要求等。应保证线束有足够的裕量,避免让线束承受拉力或张力。鉴于线束是汽车部件中的变形件,其实际长度及分支位置还要经过实车实配测量验证。 设计验证:线束插接器按其机械性能、电气性能、环境性能需要做终端接合力、终端拔出力、振荡电流、绝缘强度、抗热老化、耐高温、耐盐雾、温度/湿度循环等相关试验,导线需要做绝缘剥离性能、绝缘耐磨强度、热压相关检查和试验。批量生产前线束总成也要完成相关试验,包括耐振动性能、耐盐雾、电压降、耐工业溶剂、耐温度和湿度循环变化性能、电性能测试试验,因客户需求、各个国家地区相关试验项目和遵循标准不同,实验要求也会有所不同。 图4:线束系统的设计是一项严谨工程,讲究循序渐进 技术环节上,汽车线束在研发、设计和生产环节涉及到材料科学、热力学、机械连接加工、电子电气、仿真模拟、产品检测等一系列跨学科知识和技术,具有较高的技术门槛。汽车线束生产企业需要结合整车电子电气架构的设计将蓄电池、执行器、控制器、传感器等电器电子部件有效连接,提供电能和信号传输以保证所有电器功能的实现,而在基本功能实现的基础上,还需不断优化线束设计方案,合理规划线径和材料,以降低重量、控制成本。 随着汽车消费市场需求向多元化、个性化、时尚化演变,汽车车型更新换代周期逐步缩短,线束企业需具备较强的自主创新和技术开发实力,配合整车厂商实现汽车线束同步开发。同时,伴随着人力成本高企及汽车整车制造商对产品质量的持续追求,汽车线束行业对设计、生产、物流的自动化水平也提出了更为苛刻的要求。 此外,新能源汽车的快速发展对汽车线束产品的机械强度、绝缘保护、电磁兼容方面都提出更高的要求,汽车及零部件产品的轻量化也是影响续航能力的重要因素,因此,汽车线束企业的研发能力、新材料技术储备、生产工艺及产品质量需更加领先、稳定、可靠。新进入企业规模较小,同步研发实力较弱,产品质量可靠性有待提升,面临较高的技术壁垒。 制造环节上汽车线束属于劳动密集型产业,行业自动化率较低,提高线束行业自动化生产水平,推动线束企业转型尤为重要。由于汽车布线结构复杂,叠加智能制造尚未普及线束生产全流程,因此生产与组装对人工的依赖程度较高,一定程度上限制了厂商扩大产能。目前大多汽车线束生产企业可以依靠部分先进设备完成开线、压接、预装环节,但后道工序由于不同种类产品要求不一,工艺标准、操作流程存在差异,关键的总装工艺仍需大量人工投入。未来,随着汽车线束朝集成化发展,自动化生产有望贯穿线束的设计、生产、物流、管理等全流程,通过寻求定制化中的标准化部分持续提升自动化水平,以充分释放生产企业的产能潜力。 图5:汽车线束制造流程 认证环节上整车厂商往往对汽车线束供应商建立了严格的认证评价标准。一般而言,汽车线束企业想要进入整车厂商的零部件配套体系,不仅要首先通过国际汽车工作组制定的IATF16949质量管理体系标准认证,还要满足整车厂商在产品质量、同步开发、物流运输、管理水平、成本控制、财务状况等方面的特殊标准和要求。 在产品进入批量生产前,还需履行严格的产品质量先期策划(APQP)和生产件批准程序(PPAP),并经过较长时间的产品装机试验考核,产品经认可后方能进行批量生产供货。上述认证成本较高,过程复杂,一般需要1-3年才能完成。 在行业通行标准的基础上,整车厂商对汽车线束等零部件供应商通常实行个性化资格认证及考核,隶属于同一体系(如德系、日系、美系等)的高端客户、高端车型通常设置更高的准入门槛,零部件供应商需在行业内积累充分的业绩表现和实践经验后方可参与竞争。同时,汽车线束企业一旦成为整车制造商的合格供应商,在后续合作期间,整车制造商会通过定期或不定期地对供应商进行产品和过程的审核,以及要求供应商按照整车制造商制定的标准进行自审,从而推动供应商持续改进和提高质量管理能力。鉴于整个审核周期长、通过难度高,一旦通过考核,配套双方就会形成较为牢固的长期合作关系。因此,行业新晋者总体而言面临着漫长、复杂、高成本的认证壁垒。 图6:整车厂商往往对汽车线束供应商建立了严格的认证评价标准 1.2、连接器:连接汽车内电子系统的核心信号枢纽 连接器系电子系统设备之间电流或光信号等传输与交换的电子部件。连接器作为节点,通过独立或与线缆一起,为器件、组件、设备、子系统之间传输电流或光信号,并保持各系统之间不发生信号失真和能量损失的变化,是构成整个完整系统连接所必需的基础元件,通常可以从电气、机械和环境三大基本性能角度衡量连接器质量。连接器按传输介质不同可分为电连接器、微波连接器、光连接器和流体连接器。 表2:连接器的分类 在应用领域,连接器主要应用于汽车、通信、消费电子、工业、轨道交通、军事及航空航天等领域,其中2021年汽车为第二大下游应用领域,占比为21.90%。 图7:汽车为连接器第二大下游应用领域,占比为21.90% 汽车连接器主要可以分为低压连接器、高压连接器和高速连接器。汽车连接器是连接汽车内电子系统的信号枢纽,汽车连接器主要是由四大基本结构组件组成,分别是:接触件、外壳(视品种而定)、绝缘体、附件。在行业内通常又称做护套、接插件、塑壳。低压连接器和高压连接器负责传输电信号,高速