汽车行业专题报道 高速连接器加速发展,国产替代正当其时

小夏 汽车 更新 2024-01-28

(报告由作者制作:国际联盟**,Gordon,熊军)。

华为和新生力量有望加速智能化进程。 今年以来,在智能驾驶和智能座舱环节,华为与新势力进行了重点布局,推动车辆配置升级。 在智能驾驶领域,华为和小鹏汽车推出了能够实现NOA(N**igate on Autopilot)功能的车型,推动智能驾驶从L2级到L3级的升级随着光场屏、座舱投影、HUD等新产品的逐步推出,驾驶舱智能化程度有望进一步提升。 智能驾驶:高端功能的实现需要更多的硬件支持。 NOA功能、AI驾驶等高端功能逐步落地,高端智能驾驶功能渗透率提升。 从自行车配置来看,具有NOA功能的车型需要更多的传感器,L2的摄像头从5-6个增加到11-13个,毫米波雷达从1-3个增加到3-6个,激光雷达一般为1-3个,传感器数量大幅增加。 传感器的原始或处理后的数据需要传输到计算单元,硬件的增加使智能驾驶系统需要更多的高速连接器。

智能座舱:一核多屏趋势明显,座舱交互模式不断丰富。 在e-EA升级的背景下,座舱率先实现域控,单个计算单元控制包括LCD仪表、LCD中控在内的多个外设或功能。 随着渗透率的逐步提高,汽车座舱内平均外围设备数量有望增加,带动汽车高速连接器使用量的增加。

高级功能对数据传输提出了更高的要求。 与传统燃油或没有ADAS功能的车辆相比,高端智能驾驶功能和智能座舱应用需要满足更高的实时性,因此对数据传输速率提出了更高的要求。 高端智能驾驶功能与智能座舱总成升级共振,汽车高速连接器应用前景广阔,建议关注国内汽车高速连接器细分市场的投资机会。

2.1 连接器下游应用广泛,多行业带动规模向上

连接器是在电子系统设备之间传输和交换电流或光信号的电子元件。 连接器作为一个节点,在装置、部件、设备、子系统之间独立或与线束一起传输电流或光信号,保持系统之间的信号失真和能量损失不变,是形成整个完整系统连接所必需的基本元件。 根据传输介质的不同,可分为电连接器、微波连接器、光学连接器和流体连接器,其中汽车连接器主要是电连接器。

连接器的结构包括端子、绝缘子、外壳、屏蔽环、密封件、盖板等。 其中,端子是核心部件,主要完成电气连接功能;绝缘子主要用于支撑和绝缘;外壳主要起固定和保护作用。

受益于下游产业的不断发展,国内连接器市场规模稳步增长。 据中国商产研究院数据显示,2024年国内连接器市场规模为1529亿元,2024年为1939亿元,2018-2024年CAGR为612%,主要得益于下游消费电子、通讯和汽车行业的不断创新发展。 从下游应用来看,汽车是连接器的重要市场之一。 据中商产业研究院数据显示,2024年,通信、汽车行业在全球连接器下游应用中的市场份额为238%/21.9%,是两个最重要的下游市场,主要得益于5G通信、AI和智能网联汽车的快速发展。

2.2 电气化深度推进,高压连接器实现规模化扩产

汽车连接器主要分为高低压连接器和高速连接器。 燃油车采用12V平台,智能化程度低,采用低压连接器新能源汽车通过三电系统取代了传统动力系统中的发动机和变速箱,完善了电压和电流平台,对PDU(配电单元)、OBC(车载充电器)、DC DC模块等高压连接器的需求大幅增加高速连接器主要应用于智能驾驶、智能座舱、智能网联等需要较高数模信号传输速率的汽车子系统。

电动汽车相比于燃油车三电系统以上,车用电压平台对高压连接器的需求有所提高,在新能源汽车渗透率从0%到30%的过程中,高压连接器已成为国内汽车连接器增长的主要驱动力。 受益于新能源汽车渗透率的快速提升,国内高压连接器市场规模快速增长。 2020-2024年是我国新能源汽车销量快速增长的三年,新能源乘用车批发销量从117万辆增长至650万辆,2019-2024年复合年增长率为84%,新能源乘用车销量快速增长。 据中国线束数据显示,新能源乘用车单车高压连接器使用量在6-15对数之间,对应单车价值在700-1200元之间,按每车使用10对高压连接器计算,单车价值1150元,2024年国内新能源乘用车高压连接器市场规模约为79亿元, 随着新能源汽车渗透率的不断提高,汽车高压连接器市场有望继续扩大,但整体增速逐渐放缓。

2.3.智能继电器,高速连接器保障功能升级

根据信号差异,汽车高速连接器主要分为同轴连接器和差分连接器。 其中,同轴连接器主要传输模拟信号,主要包括FAKRA、mini-FAKRA,其中FAKRA连接器起源于Rosenberg,已成为行业通用标准连接器;差分连接器主要传输数字信号,主要包括HSD连接器(Highspeed Data Connector)和以太网连接器,HSD主要用于车载信息娱乐系统等,以太网连接器主要用于车联网系统。

高速连接器是保证智能功能升级的基本部件。 无论是智能驾驶功能,还是智能座舱的应用,都对子设备之间数据传输的速度和稳定性提出了更高的要求,高速连接器作为基础和关键部件,在智能加速过程中将有更大的应用前景。 高速连接器有望成为下一个快速增长的产品。 我们判断,未来三年将是高端智能驾驶渗透率快速提升的阶段,具有L3类功能的车型数量将不断增加,带动传感器等硬件配置的增加,叠加座舱配置数量的增加和车联网的实现, 以及行业下游对高速连接器需求的拐点。

在加速汽车智能化的进程中,我们认为汽车高速连接器需求增长主要有三个原因:一是EA升级有望带来以太网连接器需求的增长,保障车内各系统的高效通信二是智能座舱内终端平均数量有望持续增长三是具备高端智能驾驶功能的车辆渗透率加快。

3.1、增量配置优势明显,装配量有望快速增长

目前,整车架构为域中心化架构,架构升级对数据传输有更高的要求,对连接器的需求持续上升。 软件是从分布式域向集中域升级的关键因素,其背后的硬件也需要在执行基础功能的基础上进行功能性和灵活性的优化,以应对数据量激增、ECU整体算力提升、线束复杂度增加等挑战。

整车e-e架构升级后,仍需要模块化硬件作为共享平台进行支撑。 区域车联网由中心和多个区域组成,电子设备不是按逻辑分组,而是按物理位置分组,传感器、执行器和功能均与区域输入、输出控制器本地连接,区域IO控制器通过高速以太网网络骨干与中心连接。 在传输过程中,需要提高边缘端与大脑的连接速度,促进高效边缘节点的发展,满足保证信息重要性、功能安全和信息安全的要求。 高速连接器促进各种传感器和执行器之间高效传输数据的功能仍然不可忽视。 在以太网架构下,对高速连接器的需求仍然很高。 在依靠车载网络为驾驶员提供服务的汽车中安装了数百个计算器,以太网为汽车创新的新时代提供了高数据速率和设计灵活性,将车辆架构从基于CAN的扁平网络转变为信息娱乐、动力总成和驾驶员辅助等多个领域的分层网络。 在E EA从分布式向域集中式过渡的过程中,以太网通过实现宽带连接、提供先进的控制功能以及全动态所需的必要延迟和性能,具有实现新的车载网络架构的巨大潜力,有望成为汽车数据管理的最佳解决方案。

智能座舱渗透加速,功能边界不断拓展。 多屏是未来的发展方向,手机、平板等移动互联网终端设备已经培养出用户触摸习,大屏、多屏、液晶屏已成为衡量车辆智能化水平的标准之一;人机交互增加,消费互联网、车上移动应用、移动办公、信息娱乐等功能得以实现,增加了驾驶过程中的便利性和趣味性;AI大模型的加入,不仅提供了多模态交互方式和个性化服务,还实现了用户数据安全和隐私保护,未来汽车智能化水平有望快速提升,功能有望稳步迭代。

智能座舱的功能和渗透率一直在稳步提升。 以智能座舱核心硬件域控制器的组装率为例,未来各皮带车智能座舱渗透率有望持续提升。 25万元以上的车型渗透率在2023-2024年可迎来快速增长,达到70%左右,较2024年增长60%以上。 二是15-20万元**的车型,目前渗透率在10%左右,预计2024年将达到30%以上,增幅为21个百分点。 10万元以下,由于单车BOM成本高,智能座舱域控制器渗透率提升缓慢。

L3商业化的加速是高速连接器行业的核心驱动力。 高工智能汽车数据显示,2024年中国市场将有1001辆乘用车交付标配辅助驾驶(L0-L2)。22万台,前装率首次超过50%。 2024年以来,政策端持续助力加快高水平智能驾驶步伐,政策端加大支持力度,有望推动主机厂加速推出高端功能(如NOA)车型,带动整车智能驾驶硬件平均数量,带动高速连接器需求。

高端智能驾驶渗透率快速提升,数据传输需求稳步上升。 未来,智能驾驶域控制器的渗透率将迎来高级自动驾驶车型(L2和L3)的快速增长,预计2024年L2的渗透率将达到33%左右,L3的渗透率将达到8%。 从2024年开始,L2和L3的整体渗透率将达到50%以上,占据主导地位。 预计到2024年,L2和L3的渗透率将分别达到45%和32%,合计达到77%,同比增长36%0pct。L0智能驾驶车型渗透率明显下降,预计2016-2024年将下降8411个百分点,2024年L1或保持10%左右的渗透率。

3.2 空间:23-27年高速连接器规模快速增长

智能驾驶、智能座舱的全面应用、高速连接器的使用、智能汽车的销量、自行车的价值协同提升,行业规模有望快速增长。 智能驾驶:高速连接器的价值与自动驾驶水平呈正相关。 受益于智能驾驶功能的升级,RF FAKRA、Mini FAKRA、高清摄像头连接器、激光雷达连接器的使用有望增加。 在价值方面,L0 L1 L2 L3汽车高速连接器自行车的价值有望从22年的150 400 1000 1500元增加到27年的200 600 1300 1800元。 结合智能驾驶各层级渗透率**,预计2024年国内智能驾驶高速连接器市场规模有望从100家提升5亿元至2024年316亿元,2022-2024年复合增长率为258%。

智能座舱:高速连接器的需求增长是由于端子数量的增加。 智能座舱屏幕数量持续增长,据风数据显示,全球汽车行业单车平均安装屏幕数量从02020 年,96 个区块增长到 1 个82个街区。 随着HUD、光场屏等新产品渗透率的逐步提升,我们预计2024年国内自行车屏HUD光场屏的平均数量为1块88/0.1 0,预计2024年自行车HUD屏平均数量为2块33/0.31/0.06 件 从单车价值来看,预计2024年国产汽车座舱高速连接器价值为270元,2024年为350元。

结合乘用车销量**,预计国内智能座舱高速连接器市场规模有望从28个增长7亿元至2024年745亿元,2022-2024年复合增长率为21%。

国内汽车高速连接器行业规模保持快速增长。 整体来看,2024年国内汽车高速连接器市场规模为390家56亿元,较2024年增长202%,复合增长率为248%,国内汽车高速连接器市场有望快速增长。

4.1 零件数量和设计能力成为连接器的核心壁垒

汽车需要的连接器有近百种,零部件数量是汽车行业连接器企业的核心壁垒之一。 汽车连接器的种类很多,电气功能、安装件、连接结构、形状规格、尺寸规格、工作频率等都是影响类型的变量。 从安装部件的角度来看,底盘系统、仪表板、发动机系统、安全系统等都需要连接器应用。 在各个安装部件和应用系统中,由于功能需求的差异导致连接器设计存在明显差异,部件的数量决定了连接器企业的行业地位。

每个零件号的生产过程都需要稳定的电镀技术和生产加工工具,并且连接器的门槛提高了,技术难度很高。 在电镀技术方面,锡是常用的连接器金属涂层中应用范围广泛的常见材料,但它也是一种容易产生晶须的金属。 在电子电路中,导电锡须会引起电子短路,降低电子设备的可靠性,甚至导致电子设备失效或失效。 因此,在电镀过程中,需要采取措施防止这种情况发生。 TE Connectivity 使用 Litesurf 电镀技术来帮助解决锡须问题。 在生产加工工具上,端子压接到电线上,连接器压在电路板上,都需要相应的工具,而高质量的压接工具要求调整时间短,寿命长,易于安装调整。

连接器的设计开发能力是连接器企业的又一核心竞争力。 汽车连接器的应用需要经历五个阶段:规划与定义、产品设计与开发、工艺设计与开发、产品与工艺验证、反馈评估与修正。 拥有完整的设计开发能力,可以帮助连接器企业充分满足车企需求,完成产品的快速迭代和上线。

连接器测试过程复杂,信号传输的稳定性、安全性和不受外界干扰是关键指标。 从测试能力的角度来看,测试信号完整性的方法有很多种,包括波形测试、眼图测试、抖动测试、TDR测试、定时测试、频谱测试、频域阻抗测试、传输线损耗测试、误码测试等。 其中,波形测试、眼图测试、抖动测试、定时测试都需要使用示波器来分析波形的特性。 TDR 测试主要用于 PCB 信号线以及期间的阻抗测试,需要将测试结果与实际应用条件相结合。 频谱测试使用频谱分析仪来检查是否存在不合格的频率点,并找到超标的根本原因。 频域阻抗测试和传输线损耗测试需要使用网络分析仪,也可能使用巴伦进行评分和单独转换。 误码测试实际上是一种系统测试,由误码表检测。 可以在各种测试方法中选择最合适的测试方法,以达到最高的测试效率。

4.2 格局:外资保持领先,国内设计能力跟进

外资企业拥有产品和零件编号的完整性,同时具备在生产过程中设计生产线的能力,充分解决专有技术。 在产品组合方面,外资企业拥有覆盖整车多个系统的产品组合,涵盖低压、高压、高速等多种连接器。 同时,外资企业具备自动化设备的生产制造能力,通过对预压接部件进行质量分析,可以降低报废风险,提高产品质量,通过多步剥离实现精准的产品输出。 同时,需要一条具有多种端子生产能力的自动化生产线,能够灵活配置、灵活生产多类型端子的高压模块化冲压模块成为关键。

国内车企拥有领先的高端智能驾驶功能,对数据传输速度有更高的要求。 在高级功能进展方面,国内主机厂落地城市NOA的时间领先于国外主机厂。 特斯拉和国内新车企业预计2024年底登陆城市NOA功能,自主品牌有望在2024年登陆城市NOA功能,外资品牌有望在2024年后完成该功能的实施。 国内主机厂对高端智能驾驶功能要求更高,对高传输量和传输速度的高速连接器要求更高。

国内整车厂的迭代速度在加快,零部件厂商的合作程度更高。 以地平线为例,多模式合作模式可以使主机厂的创新越来越协同、主动、领先。 同时,实验室共享、联合测试等协同开发方式,让芯片在车上更快,功能落地时间更短。 更快的功能落地需要高速连接器厂商更快的合作,从而保证功能的快速推进,国内高速连接器厂商有望以更快的响应速度和更高的合作程度获得更大的市场份额。

国内连接器企业注重生产制造能力,逐步突破生产设计开发能力。 国内供应商以制造为主,逐步补充其设计开发能力。 在整车设计开发过程中,整车厂商确定功能后,连接器供应商需要确定功能边界,完成整车功能适配和连接器开发。 从高速连接器竞争格局来看,泰科、安费诺、安波福、罗森伯格等外资企业处于领先地位,市场占有率超过85%,国内企业在制造过程中逐步突破,有望逐步具备高速连接器的整车开发能力。

本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。 如需使用这些信息,请参阅原始报告。 )

专题报告**:未来的智库]。

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