引言:
近期大陆集团(Continental)推出首款Scenic View抬头显示器(HUD),可在驾驶员视野中清晰显示车辆和路线信息。根据高工智能汽车研究院数据,全球 HUD 市场中日本精机、大陆集团和日本电装市占率分别为 35.4%、29.8%、 17.7%。在国内 W/AR-HUD 市场, 2021 年日本电机市占率达 40%,目前仅有华阳集团、怡利电子、泽景电子、水晶光电四家国产厂商能够实现前装量产。本文分析了水晶光电前瞻布局的HUD、激光雷达光学元器件等新产品进入放量阶段,有望打开公司第二长大曲线。
来源:招商证券研究所
大陆集团(Continental)推出的首款Scenic View抬头显示器(HUD)。与以前的抬头显示器不同,Scenic View HUD不会将显示器投射到挡风玻璃的透明区域,而是将具有异常高光强度的重要信息反射到沿挡风玻璃下边缘的特殊涂层黑色印刷区域,从而在挡风玻璃的整个宽度上产生清晰的图像。
因此,Scenic View HUD在所有照明条件下都能提供出色的可视性,并兼顾抬头显示器的直观视图与传统屏幕的锐利图像质量,从而提高安全性和驾驶舒适性。全球 HUD 市场中日本精机、大陆集团和日本电装市占率分别为 35.4%、29.8%、 17.7%。目前仅有华阳集团、怡利电子、泽景电子、水晶光电四家国产厂商能够实现前装量产。随着相关技术不断突破,国产品牌正逐步打破海外垄断,有望在 AR-HUD 领域进行弯道超车。
(来源:大陆集团)
01
国内第一批量产AR-HUD 的厂商,已在多款车型前装量产
HUD 目前处于发展初期,随着未来成本下探,渗透率和市场规模将不断提升。2021 年在全球市场 HUD 渗透率仅为5.1%,原因在于成本较高,因此装载车型以高端车为主;随着未来技术成熟与市场竞争的加剧,预计未来成本将逐渐降低。在渗透率方面,根据 HIS 和中汽协数据,2023 年 HUD 年渗透率有望超过 10%,未来几年渗透率持续高速增长;结合汽车之家以及AI 汽车网的相关数据,2025 年HUD 中国市场规模将达88 亿元。
W-HUD 为当下应用主流,AR-HUD 处于快速研发布局阶段,未来有望凭借性能优势取得更多的市场份额。根据高工智能汽车研究院数据,22H1 国内新车 HUD 前装标配搭载率为 5%,同比+1.6pct;搭载量为 50.32 万辆,同比+95.11%。其中 W-HUD 占比达 91.45%,AR-HUD 处于起步阶段,目前落地量相对较少,22H1 国内搭载AR-HUD 新车共5257 辆。
根据投影原理不同,HUD 可分为TFT、DLP、LCOS 三种成像技术方案。其中TFT 是当前主流的应用方案,大量用于W-HUD;DLP 的性能更好,更加适配AR-HUD 需求。水晶光电在TFT/DLP 两种技术路径都有布局。
TFT-LCD:技术成熟,是当前车载 HUD 市场采纳最多的应用方案。TFT 的优点在于方案成熟、成本相对较低,缺点在于阳光倒灌、舱内升温等问题较为严重。红旗 E-HS9、大众 ID.4、奥迪 Q5 e-tron,长城 WEY 摩卡等车型配备的AR-HUD 均采用了TFT 技术方案。
DLP: 相较 TFT 更具性能优势,是 AR-HUD 的理想方案。DLP 采用 TI 的 DMD 芯片,具有以下优点:1)图像质量更高,2)能够更好应对阳光倒灌和升温问题,3)支持光波导和全息 AR-HUD 设计。但受制于 TI 的专利限制,DLP 技术的成本较高。目前奔驰 S 级和广汽传祺第二代 GS8 采用了该方案。
LCOS:目前处于研发阶段,核心部件 PGU 的在研厂商包括华为、一数。LCOS 采用了新型反射式 Micro LCD投影技术,有望实现更高的分辨率。
02
HUD 市场呈寡头垄断格局,国内龙头近两年迅速崛起
根据高工智能汽车研究院数据,全球 HUD 市场中日本精机、大陆集团和日本电装市占率分别为 35.4%、29.8%、 17.7%。在国内 W/AR-HUD 市场, 2021 年日本电机市占率达 40%,目前仅有华阳集团、怡利电子、泽景电子、水晶光电四家国产厂商能够实现前装量产。
尽管国内企业起步较晚,但随着相关技术不断突破,国产品牌正逐步打破海外垄断,有望在 AR-HUD 领域进行弯道超车。2021 年中国新增相关专利数量达 1793 项,超越日本、韩国和美国成为世界第一;国产厂商市占率达 36%,同比+21pct。
水晶光电是国内最第一批能够量产AR-HUD 的企业之一,产品获多家国内自主品牌车厂认可。
在技术和产品方面,公司同时具备 TFT/DLP 技术的 PGU 光机和 HUD 整机的生产能力,涵盖 W-HUD 和 AR-HUD 两大类产品。AR-HUD 产品具备12°*3°的超大视场角、12m 的投影距离,对标当前国际最高水平。
在客户导入方面,公司 AR/W-HUD 产品已顺利切入长安、长城、红旗、比亚迪等下游车厂。2020 年,公司的AR-HUD 在红旗 E-HS9 首次实现量产;2021 年向长城供货 W-HUD;2022 年,搭载公司 AR-HUD 的长安深蓝SL03 上市;W-HUD 也陆续获得比亚迪等多家国内自主品牌车厂定点。
在产能方面,公司南方基地 AR-HUD 生产线、AR 衍射光波导试制线搭建完成。随着疫情与缺芯情况逐步缓解,预计 22H2 公司、HUD 产品将实现起量。
03
激光雷达光学元件:多元化布局激光雷达光学零组件,保护罩产品率先量产出货
激光雷达光学元器件是激光雷达的构成基础,制造壁垒和产品附加值较高。激光雷达是智能驾驶重要产品,根据沙利文预计数据,2025 年市场规模将达到 135 亿美元,2019-2025 年 CAGR+64.5%。
激光雷达主要由激光发射器、激光接收端、信息处理系统、扫描系统四部分构成;包含大量的光学元器件,如透镜、棱镜、反射镜等,此外在激光雷达镜头视窗外还有一个激光雷达保护罩,用于镜头保护和光线调整。
激光雷达光学产品需要通过车规级认证,制造壁垒和毛利水平较高,激光雷达保护罩需要保证透光良好、耐热、抗腐蚀,同时需满足自动除雾和抗划伤、抗干扰等性能测试。目前国内激光雷达元器件的主要厂商包括富兰光学、舜宇光学、水晶光电、永新光学、蓝特光学等。
水晶光电的激光雷达保护罩率先量产,市场导入顺利。公司主要配套供应激光雷达上游光学元器件,如滤光片、棱镜、透镜、扩散片、保护罩等。2021 年,公司成为国内率先量产车载激光雷达罩(玻璃基)的供应商,目前已经进入华为、大疆和速腾等终端厂商的供应体系,未来棱镜等其他光学零组件也有望量产出货,公司激光雷达光学零组件产品丰富,有望在中长期享受行业增长红利
04
AR 新型显示:前瞻布局光波导技术,与海外龙头合作增强技术实力
相较于 VR 设备而言,AR 目前渗透相对较慢。根据 IDC 数据,2021 年全球 AR/VR 设备出货量 1123 万台,其中AR 设备出货量 28 万台,占比不足 3%,主要由于 AR 产品配套设施不全、成本高、需求刚性不足所致。随着硬件、跟踪算法等相关技术逐渐成熟和相关内容生态不断完善,AR 设备的产业应用速度加快,未来有望在 To C 消费端打开应用市场。
主流 AR 设备以 AR 眼镜为主,上游光学技术提前布局。2012 年,谷歌推出 Google Glass,成为最早的消费级 AR眼镜。2021 年 Rokid 发布面向 C 端的 Rokid Air,成为业内成熟的消费级 AR 眼镜产品。此外,微软、苹果、小米、华为等也纷纷入局 AR 眼镜赛道。AR 光学模组其中是最为关键、价值量最高的环节,成本占比达 47%;工艺要求较为严格,目前国内只有舜宇光学、水晶光电等少量厂商具有量产能力。
水晶光电在AR 显示领域进行重点战略布局,主要包括反射光波导、衍射光波导和Birdbath 三种技术路径,在每条技术上都能提供元器件、模组产品和成套解决方案。光学显示技术整体难度较高,目前主流技术方案包括棱镜、自由曲面、折返式(Birdbath)和光波导四种,其中棱镜方案结构相对简单、成本相对较低,在当前 AR 设备的推广阶段应用最为广泛;但棱镜方案存在视场角较小,亮度不足的缺点。
长期来看,具有高清晰度、可视角度、小体积优势的光波导方案是未来 AR 眼镜光学显示方案的最优选择,有望成为未来主流。水晶光电重点布局 Birdbath 和反射/衍射光波导的关键技术,目前已有 AR 显示模组和 AR 光波导光学模组量产落地,目前已经与多家终端客户进行业务沟通并送样。
通过投资、合作海外龙头,持续增强 AR 光学技术积累。2016-2019 年,公司分别投资阵列波导方案龙头 Lumus、 AR 全息波导技术领跑者 Digilens,并与领先特种玻璃制造商德国肖特合作成立晶特光学。目前公司已经具备光整套光学解决方案和零组件产品的生产能力,现已作为 ODM 和 OEM 成功切入二线国际巨头,未来有望受益于下游 AR设备应用放量带动业绩增长。
2016 年,公司投资以色列AR 技术龙头公司Lumus,加强反射式光波导技术储备。
2018 年,公司与德国肖特合资成立子公司晶特光学,结合肖特在光学材料、超薄玻璃领域的领先地位与公司自身的加工、涂层技术优势,提升 AR 产品的性能,公司所生产的 AR 玻璃晶圆产品能够实现表面粗糙度(Ra)<0.5nm、TTV<1μm 等表面要求,主要应用于光波导 AR/MR 眼镜镜片中。2019 年,子公司晶特光学拟对水晶光电二期厂房实施技改项目,形成年产 400 万片 AR 晶圆、230 万片封装晶圆及 80 万片蓝玻璃晶片的生产能力。
2019 年,公司投资光波导显示器龙头公司 Digilens。公司是 Digilens 的首个中国合作伙伴,有望借助其在衍射光波导方面的技术优势,提高AR 显示器的轻薄、透明、精密性。
篇幅有限,未完待续。。。
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2023(第四届)汽车抬头显示(HUD)前瞻技术展示交流会大会预告:
随着中国疫情防控优化调整措施的落实,中国经济和社会秩序将加快恢复。为回应国内外制造企业对于面对面商务洽谈的热切期盼,易贸信息科技与智车行家携手各大汽车毫米波雷达上下游产业链企业将于2023年6月5-7日苏州国际博览中心举行2023(第四届)汽车抬头显示(HUD)前瞻技术展示交流会暨同期举行EAC易贸汽车产业展,继续携手行业OEM、Tier1、HUD厂商、光学元件厂商、材料企业、测试验证企业以及第三方机构等300余位专家,共同探索汽车摄像头传感器在自动驾驶感知等领域技术运用的发展与未来。
本届EAC2023易贸汽车产业大会暨同期EAC易贸汽车产业展展区规模达1万平米,参展企业预计超过300家,汽车抬头显示(HUD)展区展品涵盖:HUD系统台架、PGU(LBS-MEMS、Lcos、DLP、TFT、MiniLED、MicroLED)、AR引擎、HMI、自由曲面镜等精密光学元件、前档玻璃、PVB膜光波导、全息投影、光学设计软件、测试设备、镀膜设备等Hud产业链上下游企业各环节。
EAC2023易贸汽车产业大会
2023/6.5-7日
精彩纷呈,一场不容错过的汽车全产业链内容的饕餮盛宴!
本次EAC2023 易贸汽车产业大会“聚焦新能源&智能化",与会听众可以在大会现场一次性听到易贸汽车历届精英品牌会议精彩演讲内容。
同期举办的大会包括:第四届抬头显示HUD、第四届视觉摄像头、第五届毫米波雷达、第五届激光雷达、第三届座舱监控DMS、第九届NVH声学、第八届汽车安全、第十届新能源汽车热管理、第四届动力电池、智能大灯、内饰座舱大会等25+场专题报告,500+行业权威专家聚焦行业热点话题,带来技术前瞻与经验共享。一场不容错过的汽车全产业链内容的饕餮盛宴!
EAC2023易贸汽车产业大会
智驾&智舱板块总体会议框架
历届汽车抬头显示(HUD)大会部分重磅嘉宾回顾