元宇宙专题研究报告:元宇宙在汽车行业的应用分析.docx
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1、元宇宙专题研究报告:元宇宙在汽车行业的应用分析1、传统消费电子沉浸感不足,终端产品需求增长放缓智能手机是消费电子需求核心支撑,中国市场渗透率已基本见顶。20122016 年我国手机市 场整体呈现上行趋势,2016 年智能手机出货量达历史峰值 5.22 万部,随后逐步进入存量市场, 下游整体需求逐步降温,20172020 年需求呈现下行趋势,2020 年我国智能手机出货量为 2.96 万 部,同比-20.43%,受制于美国出口禁令,国内智能手机核心厂商华为出货量下滑,对整体市场也 造成一定程度的扰动。2021 年华为预计其出货量将同比减少 60%至 7000 万部左右,对整体智能 手机市场仍将造
2、成部分扰动。智能手机面板出货量整体上升,整体增速有所放缓。智能手机面板整体上行,增速呈现缓慢 下滑趋势,目前增速在 5%以下。2021 年以来不同技术类别的面板出货呈现分化现象,尤其在苹果 新机型需求带动下 OLED 面板需求增长,渗透率持续上升,但受制于手机面板出货量整体下降态 势,预计未来整体增长或将承受一定程度压力。平板电脑出货量 20142017 年整体有所下滑,2019 年来小幅回升。2010 年起平板电脑市场 规模迅速增长,至 2014 年出货量达到顶峰后,2015-2019 年整体呈现缓慢下滑趋势,一方面由于 该阶段正值智能手机发展黄金时期,手机在性能和屏幕显示方面产生了飞跃式进
3、步,购买平板的 必要性降低;另一方面智能电视大屏观影进一步替代平板电脑使用场景,弱化平板使用需求,导 致厂商出货量下降。2020-2021 年,得益于疫情带来的线上办公和线上教育需求增加,我国平板 电脑市场小幅回暖。据 IDC 预测,长期来看平板电脑消费市场需求或将较难有明显提升,5G 推动 下下游需求也将取决于终端价格等因素。平板电脑面板出货量跳跃上升后持续波动。2013-2019 平板电脑面板出货量维稳在 90 万片/ 年,伴随着平板电脑出货量回升叠加大尺寸发展趋势,出货量攀升到 2020 年的 1.49 亿片后整体 平稳波动,2021 下半年小幅下滑。由于平板电脑面板的利润低于其他应用产
4、品,部分面板厂商或 减少平板面板产能分配,部分厂商已将平板电脑产能转移至笔记本或汽车应用,预计未来出货量 或将呈现波动态势。PC20142019 年出货量缓慢下行,疫情期间迎来小幅回升。继 2010 年 PC 进入亚太市场以及 互联网的普及后,国内笔记本电脑市场迎来了一波高速增长,2013 年后由于智能手机的快速升级, 替代了 PC 部分功能,导致需求持续下行,2019 年 PC 出货量达到 4828 万台。20202021 年受到 全球疫情的影响,在线教育、居家办公以及应对企业升级等需求导致 PC 电脑的需求也随之增加, 迎来市场回暖,出货量抬升至 2020 年的 4910 万台,2021
5、年疫情较稳定后二季度终端需求有所回 暖。PC 面板出货量表现出与 PC 电脑同步趋势。主要由于消费性 PC 出货量的下滑,20122019 年 我国笔记本电脑面板出货量在 1.85 亿片/年上下波动。2020 年以来出货量保持平稳,2021 第三 季度小幅增长。我们预计未来智能手机、平板电脑和 PC 出货量或维持缓慢增速,传统消费电子产品显示相 关产品增量有限。据前瞻产业研究院预测,20212024 年智能手机出货量将保持 CAGR 为 5.8%的 缓慢增速,并由于市场较为饱和在 2025 年或将小幅下滑至 39686 万台;相对智能手机,PC 电脑 出货量基数较小,预计 4 年 CAGR 在
6、 4.18%左右;平板电脑方面,据 IDC 预测,2021 年中国平板 市场出货 2506.6 万台, 同比增长 5.1%,按照未来 4 年 CAGR 为 2.5%测算,到 2025 年中国平板 电脑出货量将达到 2767 万台。对应上游显示相关产品,我们预计未来消费电子产品对上游显示 类产品增长贡献有限,多数主要厂商已逐步将向车载电子及 AR/VR 领域进军和扩张。我们认为传统消费电子带来的沉浸感和体验感不足,无法满足消费者日益提升的体验需求。 未来伴随下游汽车行业电动智能网联新三化的发展,C 端汽车产品将为显示产品带来全新的增长 支撑,同时 B 端工业元宇宙对于主机厂与核心零部件厂商的赋能
7、也将为屏显产品带来新的成长空 间。2、元宇宙推进或将提升车载显示体验,产品放量正当时元宇宙的核心是解决显示平台的视觉提升和更多的交互。我们预计未来智能座舱加速渗透 整车搭载屏幕合计尺寸增加 产品由 LCD 逐步向 Mini LED 迁移,三因素共振下 C 端汽车产品座舱 领域将为屏显相关产品打开重要增量空间。2.1. 车载显示趋势一:液晶产品逐步实现对原有机械产品的替代中控屏及液晶仪表等逐步替代原有传统机械产品。传统座舱信息与功能碎片化,UI 设计老旧, 致使驾驶员操作体验较差。智能座舱较传统座舱功能丰富,可优化驾驶员操作体验。智能座舱主 要由内饰及座舱电子集成。其中座舱电子是人车交互中枢,一
8、定程度可代表汽车整体智能化水平。 智能座舱功能丰富,具备支持语音识别、手势识别、高清显示、主动安全报警、实时导航在线信 息娱乐、紧急救援等功能和服务。液晶中控屏与仪表中低端车型仍有较大渗透空间,HUD 仍存广阔增量市场。我们按价格区间 对液晶中控屏、液晶仪表及 HUD 进行了统计,截至 2021 年 11 月 25 万以上车型液晶中控屏渗透 率已达 94.8%,液晶仪表渗透率超 60.2%,HUD 渗透率达 11.0%,整体渗透水平较高;1025 万元 价格段液晶中控屏渗透率达 85.8%,渗透率相对仍较高,但液晶仪表与 HUD 渗透率分别仅为 28.1% 和 4.6%,仍有一定提升空间;10
9、 万元以下车型中液晶中控屏渗透率仅为 54.3%,同时液晶仪表与 HUD 渗透率分别为 5.3%和 0.1%,空间仍较为广阔。我们认为智能座舱主要产品目前渗透水平差距仍较大,增量市场广阔,未来伴随车载电子产品成本逐步下探有望逐步由较为高端车型向中低端 车型渗透,打开座舱屏显产品需求空间。2.2. 车载显示趋势二:整车搭载屏幕合计尺寸提升趋势愈演愈明车载显示屏幕数量增加与屏幕尺寸增大趋势愈演愈明。主要智能座舱产品持续渗透下,伴随 驾驶员对驾驶体验提升的需求,未来车载显示屏数量将有望持续提升。据 IHS 数据显示,2020 年 单车搭载 1-2 块屏幕占比达 99%,3 块屏幕及以上占比仅不足 1
10、%,未来有望加速渗透,到 2030 年 3 块屏幕及以上占比将提升至 19%。屏幕数量提升的同时尺寸也在逐步增大,据 HIS 数据显示, 2020 年中控显示器市场中,7-8 英寸中控显示器占比已达 61%,预计到 2026 年 9 英寸及以上的显 示器将接近 34 万台,预计占中央显示市场的 41%;同时 15 英寸显示器的规模预计将增加两倍, 到 2026 年将达约 150 万台。一芯多屏与双/多联屏逐步成为主流,对单车合计搭载屏幕尺寸增加将有所拉动。全球主要 芯片厂商高通、德州、恩智浦、瑞萨等陆续推出高性能座舱芯片,为汽车双/多联屏及一芯多屏提 供稳健产品支撑,各主要主机厂汽车产品陆续应
11、用多联屏方案。华为于 2021 年已发布一芯多屏 全新方案;理想 ONE 已采用四屏交互方案,四块屏幕尺寸分别达 16.2、12.3、12.3、10.1 英寸, 中控屏与副驾娱乐屏搭载高通骁龙 820A,数字仪表屏与功能控制屏采用 Ti Jacinto 6 处理器; 奇瑞星途 TX 双联屏方案采用两块 12.3 英寸屏幕;长安 CS75 PLUS 则也采取了两块 12.3 英寸双 联屏方案。我们认为未来一芯多屏、双/多联屏方案有望逐步成为主流,将整体对单车搭载屏幕合 计尺寸增加带来拉动作用。后座娱乐屏目前搭载较少,有望贡献座舱屏幕未来主要增量空间。目前在高价位车型中后座 娱乐屏搭载率较高,但
12、25 万以下价位车型中搭载较少,仍多以后装为主。截至 2021 年 11 月,据 我们统计的近 9600 款车型中,仅有 230 款车型搭载,渗透率仅为 2.4%,据 ICVTank 预测,2025 年后座娱乐屏渗透率有望增长至 7%,空间广阔,增长迅速,有望贡献未来座舱屏幕主要增量。2.3. 车载显示趋势三:有望逐步由 LCD 向 MINI LED 迁移目前主流车载显示技术仍是 LCD,长期来看 Mini-LED 有望实现替代。当前由于技术较为成熟 以及整体成本优势,车载显示主流方案仍以 LCD 技术应用最广。但由产品及技术本身来看,LCD 技术统一供给背光,画面的亮暗调节有赖于液晶层对光线
13、的遮挡,反应时间较长,对比度偏低且 功耗相对较高;OLED 相较于 LCD 有对比度高、视角宽、响应快、功耗低、耐温耐压、轻薄柔性等 优点。Mini LED 目前的商用分为两种,直显或背光。其中直显暂时仅用在大尺寸商显上面,而在车 载显示上面来说,则是背光应用,可以实现分区控制亮和暗或者关闭,相较 LCD 技术,对比度较高且使用寿命较长,功耗较低且可支持大角度弯折,在亮度、可靠性及温度范围等整体性能方面 存在优势,未来有望成为车载显示重要方案。目前 OLED 屏显产品已于部分车型实现应用,多个核心厂商积极调整产品结构。凯迪拉克 2021 款凯雷德,采用以驾驶者为中心的三屏(曲面 OLED)交互
14、,目前已实现量产;奔驰 2021 款全新 S 级,采用 OLED 屏,已实现量产;奥迪 e-tron 2020 款 Sportback,采用 OLED 屏作为虚拟后视 镜,目前已上市;哪吒 U 2020 款 U 酷四驱版,透明 A 柱采用 12 寸 OLED 屏。我们认为 OLED 虽较 早实现应用,但 Mini LED 的亮度、使用寿命方面较 OLED 占优,在现有产线的 Mini LED 背光改 造完成后,其成本可以得到大幅度下降,中低端品牌及车型在后续应用中进一步铺开存在可能性;从技术上看,OLED 使用寿命方面短期内难见革命性突破,Mini LED 背光使得 LCD 液晶面板的行 业寿
15、命延长。面板龙头厂商京东方已在 2019 年已停止 LCD 产能投资,聚焦 OLED 及 Mini LED; LGD 宣布将在 2021 年底前停产 LCD;群创、天马等厂商都在积极布局 Mini-LED 车载应用。长期 来看我们认为 Mini LED 有望成为车载屏显主流方案。3、工业元宇宙赋能B端整车制造,带来显示全新增量需求3.1. 数字经济已成为经济增长主要动力,数字孪生扮演重要角色数字化经济目前已成为经济增长的主要动力源泉。近年数字经济陆续取得突破性进展,政府 和企业对于数字化转型的理念认识越来越深刻,转型创新逐步进入倍增阶段,成为继农业经济、 工业经济之后伴随信息技术革命发展而产生
16、的一种新的经济形态,并已经成为经济增长的主要 动力源泉和转型升级的重要驱动力。中国信通院提出“数字经济四化框架”:数字产业化和产业 数字化重塑生产力,是数字经济发展的核心;数字化治理引领生产关系深刻变革,是数字经济发 展的保障;数据价值化重构生产要素体系,是数字经济发展的基础。我国数字经济规模不断扩展,再上新台阶。近年来数字经济蓬勃发展,已成为国民经济中最 为核心的增长极之一。我国数字经济增加值规模已经由 2005 年的 2.6 万亿元扩张到 2019 年的 35.8 万亿元,数字经济占 GDP 比重逐年提升,在国民经济中的地位进一步凸显。2005 年至 2019 年我国数字经济占 GDP 比
17、重由 14.2%提升至 36.2%,2019 年占比同比提升 1.4 个百分点。元宇宙也可于 B 端企业级服务场景中得以应用,数字孪生是主要应用之一。数字孪生是指针 对物理世界中的实体,通过数字化的手段构造一个在数字世界中一模一样的实体,借此来实现对 物理实体的了解、分析和优化,建立模拟可在问题发生之前先发现问题,监控物理对象在虚拟模 型之中的变化,诊断基于人工智能的多维数据复杂处理与异常分析,并预测潜在风险,合理有效 的规划或对相关设备进行维护。数字孪生有五大驱动要素物理世界中的传感器、数据、集成、 分析和促动器,以及持续更新的数字孪生应用程序。数字孪生的核心技术主要体现在 6 个方面,其中
18、虚拟显示呈现是其中重要环节,帮助使用者 通过数字孪生系统迅速地了解和学习目标系统的原理、构造、特性、变化趋势、健康状态等各种 信息,并能启发其改进目标系统的设计和制造,为优化和创新提供灵感。元宇宙可深度赋能工业 4.0,产品数字孪生体是其中核心概念。产品数字孪生体是指产品物 理实体的工作状态和工作进展在信息空间的全要素重建及数字化映射,是一个集承集成的多物理、多尺度、超写实、动态概率仿真模型,可以用来模拟、监控、诊断、预测、控制产品物理实体在 现实环境中的形成过程、状态和行为,产品数字孪生体基于产品设计阶段生成的产品模型,并在 随后的产品制造和产品服务阶段,通过产品与物理实体之间的数据和信息交
19、互,不断提高自身的 完整性和精确度,最终完成对产品物理实体的完全和精确的数字化描述。产品数字孪生体的基本 功能是模型映射、监控与操纵、诊断、预测。3.2. 元宇宙可深度赋能工业 4.0,为汽车制造提供数字化支撑灯塔工厂为数字化智能制造业界表率,汽车行业排名居前。据灯塔工厂引领制造业数字化 转型定义,“灯塔工厂”为数字化制造与全球化 4.0 优质厂商,截至 2021 年 9 月,全球已有 90 家工厂入选“灯塔工厂”,其中中国拥有 31 家,其中汽车行业全球有 10 家,中国有 5 家,仅次 于电子设备和消费品,排名居前。新能源汽车蓬勃发展下,汽车生产制造逐步向平台化、模块化和智能化迈进。平台化
20、:核心是将更多车型采用相似工艺方法在同一输送线平台上混流生产。平台化生产能 够降低生产成本、简化与统一工艺方法,充分发挥大规模制造带来的成本节约优势、提升制造效 率。目前主要方式为基于传统燃油车平台改造及开发新的电动车专属平台。但油改电产品续航里 程、动力性能、内部空间受限较多,开发全新平台已成为各大汽车的战略重心,可将车型间共用 零部件比例由 2535%提升至 70%以上,降低零部件成本,统一产品和产线的平台化 约束,与多种 产品动力混线生产相比,电动汽车专属产线减少车型生产切换时间,更加高效,劳动者操作更加 熟练,实现规模经济。模块化:在燃油车型技术沉淀的基础上,通过搭框架、构平台、建数据
21、资源库(产线数据、 供应商资源)、强运营四个维度,形成纯电动汽车标准化、模块化输送线体系。通过共享模块化 平台,实现规模经济,提升效率。比亚迪 e 平台将新能源模驱动模块电机、控制器、变速器 3 合 1 后,扭矩密度提升 17%,功率密度提升 20%,成本降低 33%,体积降低 30%,质量降低 25%,生 产效率提升 40%;高压系统 DC-DC、充电器和配电箱模块化集成后,质量减轻 25%,功率密度提升 25%,产品成本降低 43%。智能化:汽车行业是制造业中技术含量、智能化程度、产业集中度较高的代表,是制造业向 智能化转型的先导阵地。目前国内总装输送线普遍处于优化自动化(工业 2.0),
22、普及信息化(工 业 3.0),积极探索智能化(工业 4.0)阶段。目前汽车生产整体可分为 4 个流程,即设计草图 与画效果图、制作油泥模型、制作样车与性能检测、下线量产。我们认为汽车生产制造各主要环 节有望通过元宇宙进行赋能,简化流程并把控各主要环节,提升效率。设计研发领域:数字孪生可建立物理对象的虚拟映射,主要表现为建立实体模型的三维模型, 并运用装配、动画等方式模拟零部件的运动方式。该技术可于汽车生产制造领域得以应用,可通 过建立数字三维模型,映射汽车在运行过程中发动机内部各个零部件、线路、接头等方面的数字 化情况,从而实现对产品状态的判断。模拟测试领域:现阶段对车辆抗毁伤性能评估一般采用
23、物理模型模拟毁伤的方式,但是这种 方式费用高且精度低,置信度差。基于数字孪生的车辆抗毁伤性能评估可过对实体车辆与虚拟车 辆的实时信息交互与双向真实映射,实现物理车辆、虚拟车辆及服务的全生命周期、全要素、全 业务数据的集合与融合,从而提供可靠的抗毁伤评估服务。基于数字孪生,车辆能够实现对其材 料性能、结构变化、零部件完整性及功能进行精确仿真,从而对车辆的抗毁伤状态进行精准预测 与可靠评估,使车辆的毁伤情况和毁伤性能得到更加全面和深入的反应,并促进下一代车辆产品 抗毁伤性能的改进和优化。工业生产领域:数字孪生可过虚拟模型反应物理对象的变化从而得以对物理设备进行监测, 该技术可应用于工厂设备管理,来
24、了解实体设备的运行方式,实时获取设备监控系统的运行数据, 从而实现故障预判和及时维修,同时可以实现设备的远程操控。诊断即通过数字孪生可以寻找设 备发生异常的根本原因,预测可以帮助企业预测潜在风险,合理规划产品或用于设备的维护。新技术研发领域:自动驾驶仿真测试尽管可以快速模拟场景,但不能验证真实情况,因而传 统汽车行业更依赖现场测试,但真实道路测试部分情况下昂贵且耗时,部分场景甚至无法进行。 数字孪生与现有测试方法相比,由于所有测试基于虚拟试验场,具备可实现复杂场景快速搭建节 约场地建设成本、测试效率高、场景可复现、可快速适应自动驾驶技术发展所带来的测试需求等 优势,我们认为未来有望成为自动驾驶
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