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【开源】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

诸海滨科新先声  · 公众号  · 股市  · 2024-12-25 23:31

主要观点总结

本文介绍了北交所行业主题报告,分析汽车线束和连接器在汽车电子系统中的重要性,并探讨了新能源汽车线束的市场趋势。文章还讨论了汽车线束行业的技术壁垒、制造环节、认证标准,以及新能源汽车对高压高速线束的需求。此外,文章还分析了E/E架构的演进和汽车线束国产替代的机会,以及北交所企业如何助力汽车线束产业多环节国产加速。最后,文章提供了风险提示和产业链信息。

关键观点总结

关键观点1: 汽车线束和连接器的重要性

汽车线束是汽车能量传递与各类信号传输的关键载体,连接器和线束是汽车电子系统的核心部件,涉及到材料科学、热力学、机械连接加工等跨学科知识和技术,具有较高的技术门槛。

关键观点2: 新能源汽车线束的市场趋势

新能源汽车线束是汽车电气系统的核心组件,随着电动智能化趋势的发展,新能源汽车线束市场规模不断扩大,高压/高速线束需求增加,引领行业规模高增速。

关键观点3: 汽车线束行业的技术壁垒和制造环节

汽车线束行业存在技术壁垒,包括设计、生产、物流的自动化水平要求,以及严格的认证标准。制造环节属于劳动密集型产业,提高自动化生产水平是转型的关键。

关键观点4: E/E架构的演进和汽车线束国产替代的机会

随着汽车智能化加速,E/E架构的演进推动了区域架构的渗透,有助于减少ECU的使用,降低线束成本,实现更高的计算能力利用率。同时,本地化服务优势和新能源汽车的快速发展推动汽车线束国产替代加速。

关键观点5: 北交所企业助力汽车线束产业多环节国产加速

北交所企业如大地电气、威贸电子、易实精密等,在商用车线束、新能源汽车连接器等领域具备稀缺性,通过自主研发和技术创新,助力汽车线束产业多环节国产加速。


正文

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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

分析师:诸海滨 | S0790522080007

日期:2024年12月20日


· 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。


01

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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

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。

    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%。

    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,高速连接器用于数据传输,受益于智能化趋势,单车使用量大幅增加。

    汽车连接器作为各个电子系统连接的信号枢纽,广泛应用于动力系统、车身系统、信息控制系统、安全系统、车载设备等方面。普通单车使用连接器数量或已经超过1000个,单车连接器需求将随着汽车电子价值占比提升而大幅增加。

    汽车连接器属于中高端连接器产品,具有较高的技术和工艺壁垒。连接器产品本身的工艺要求高、技术含量高、品质要求高,这需要生产厂家必须具备较强的行业经验、研发能力、工艺能力和品质保证能力,其研发设计能力与生产加工工艺高度匹配,以适应产品更新迭代的技术创新和工艺创新。连接器的专利壁垒非常多,后进者绕开专利也需要长时间的技术积累和投入,门槛较高。从连接器产品的生产工艺流程来看,主要工序包括:精密注塑、精密冲压、压铸、机械加工、表面处理、组装和测试,涉及到材料技术、结构设计、仿真技术、微波技术、表面处理技术、模具开发技术、注塑工艺技术、冲压工艺技术等。

02

高压/高速线束于新能源车浪潮出列,引领行业规模高增速

2.1、 新能源高压线束+连接器高价值,打开汽车线束市场规模增长新空间

    传统汽车电线又称低压电线,它与普通家用电线是不一样的。普通家用电线是铜质单电线,有一定硬度。而汽车电线都是铜质多蕊软线,有些软线细如毛发,几条乃至几十条软铜线包裹在塑料绝缘管(聚氯乙烯)内,柔软而不容易折断。由于汽车行业的特殊性,汽车线束的制造过程也比其他普通线束较为特殊。

    新能源汽车线束按照功能可划分为低压线束产品和高压线束产品两个系列。新能源车低压线束与传统车区别不大,发动机的消失,减少了发动机线束,主要差别在于高压线束,动力电池的出现,电机电驱动的应用,以及其他零部件如车载充电机、压缩机的电子化应用,随之带来了600伏高压架构上全新的线束系统。

    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。新能源汽车线束是由一组电线、电缆、连接器和其他电气元件组成的,它起着连接和传输电力、数据和控制信号的重要作用,支持新能源汽车的稳定运行和出色性能。新能源汽车线束可以根据其在车辆中的功能和连接方式进行分类。

    新能源汽车的汽车线束技术含量高,特别是高电压系统中高压线束技术门槛较高。电动汽车线束的复杂性始于多个高压(HV)域。HV 域包括电机线束、电池组线束以及用于快速充电和再生制动的独立线束。这些HV线束中的每一个都必须设计为能够有效处理大电流。除了有效承载大电流和为高电压提供绝缘外,这些线束还必须处理高温和高温上升。这需要大线径、高压连接器和电缆保护。电缆保护有多种形式。电缆,尤其是电机驱动电缆,经过屏蔽处理,以控制电磁干扰的产生,从而干扰其他车辆系统的运行。

    新能源汽车高压线束可以根据不同的电压等级配置于电动汽车内部及外部线束连接。主要应用领域及场景包括:DC/DC、水暖PTC、充电机、风暖PTC、直流充电口、电机控制器、维修开关、逆变器、动力电池、高压箱、电动空调、交流充电口等。

    根据电动化程度由低到高,新能源汽车可分为燃油车、混合动力汽车、纯电动汽车几大类,对应不同的高压线束的结构和性能需求。

    插混式(PHEV):上汽荣威eRX5 PHEV 插电式混动车型高压配电系统由高压配电箱(荣威车型称之为高压配电单元PDU)、电动空调压缩机、DC-DC 变换器、交流充电口、车载充电机、直流快充充电口以及相应的高压电缆等组成。

    增程式(EREV):电力系统结构最为复杂。别克Velite 5 插电式增程混动车型的高压配电装置集成在动力电池内部。电动空调压缩机和 PTC 加热器高压分配电路分别安装有 40A 和30A 的熔断器,以确保两者的供电安全。T12 电子式无级自动变速器内集成双电机,安装在变速器上的逆变器将来自动力电池的高压直流电逆变为驱动电机和油泵电机工作需要的三相交流电,供给驱动电机和油泵。X98交流充电座安装有20A 熔断器,家用交流电通过车载充电器为动力电池充电,同时动力电池在需要时为 K1 低压蓄电池提供低压充电电能。

    纯电动汽车:电气系统结构相对简洁。吉利帝豪Gse 电动汽车高压配电系统以集成在车载充电机内的高压配电箱为核心,向高压系统提供高压电。吉利帝豪GSe 电动汽车车载充电机除了为动力电池充电外,还具有动力电池输出分配能力,高压配电盒集成在充电机中。高压配电盒类似于低压供电系统中的熔断器,负责高压电能的分配和高压回路的过载及短路保护。

    从单车价值量方面来看,新能源汽车线束具备高价质量。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。

    从细分产品价格情况来看,高压线束中高压连接器价值量较高,连接器有望充分受益新能源汽车快速增长。新能源汽车所需要的汽车线束主要包括低压线束和高压线束两大类,而高压线束产品主要包括高压连接器、高压电缆和充电插座三大类。其中高压连接器价值量相对较高,平均售价在700-3500元。

2.2、 汽车智能化加速,驱动高速汽车线束+连接器需求增长

    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。这些传感器和控制单元需要通过高效的线束系统进行连接,以确保数据的快速传输和设备间的实时通信。特别是在自动驾驶等高等级智能化应用中,需要更多的数据流转和高精度信号传输,这对汽车线束和连接器提出了更高的要求。

    随着智能化技术的快速发展,座舱域和自动驾驶域已成为车载网络的主要应用领域,推动了高速车载网络技术的广泛普及。在这一进程中,车辆对数据传输的要求显著提高,特别是在高速性、安全性、稳定性和灵活可扩展性等方面。

    随着车载系统对数据传输速率的需求大幅增加,传输速率从150Mbps扩展到24Gbps,传统车载网络连接器(通常基于较低速的技术)在面对如此巨大数据变化时,暴露出性能、安全性和可靠性等方面的不足。这使得传统连接器逐渐无法满足现代车载网络中高带宽、高稳定性以及低延迟等需求。

    因此,在以新一代以太网为主干网,或采用部分专用网络架构的现代车载网络中,传统连接器正被更为先进的车载射频连接器(如Fakra和Mini-Fakra连接器)以及高速以太网连接器(如天津迈奇电子的车载以太网连接器)所取代。这些新型连接器具备更高的数据传输速率、更强的抗干扰能力和更高的系统可靠性,满足了智能化汽车在复杂车载网络环境中的性能需求。

    在车载信号的传输过程中,根据信号的类别不同,可以将其分为模拟信号和数字信号。为了满足这些不同信号的传输需求,高频高速连接器作为车载网络技术的物理支撑,同样根据传输信号的类型分为不同种类的连接器。

    同轴连接器(如Fakra和Mini-Fakra连接器):这些连接器主要用于传输模拟信号。同轴连接器具有良好的抗干扰性,能够有效传输高频信号,尤其适用于车载系统中的无线通信、雷达、GPS和视频信号等模拟信号的传输。

    差分连接器(如以太网连接器、HSD连接器):这些连接器用于传输数字信号,主要支持车载网络中高速数据的传输。以太网连接器广泛应用于现代车载以太网系统中,支持高带宽、高速数据传输,尤其是在自动驾驶、车联网及车载娱乐系统中发挥重要作用。HSD(High-Speed Data)连接器则专用于高速数据传输,在各种车载应用中也具有重要地位。

    随着汽车集成化和功能多样化的趋势不断发展,整车应用端对高速连接器提出了更高的要求,尤其在传输频率和物理体积方面。为了应对这一需求,Mini-Fakra作为基于Fakra连接器的新一代产品应运而生,具备了更小的体积、更高的集成度和更高的频率性能,满足了现代智能汽车对车载通信系统的日益复杂和高效需求。

    在传输频率方面,Mini-Fakra连接器较传统的Fakra连接器有了显著的提升,最大频率从6GHz提升至20GHz,这使得它能够支持更高带宽的信号传输,满足自动驾驶、高清摄像、车载娱乐、GPS等对数据传输速率要求极高的应用。与此同时,Mini-Fakra连接器的体积相较于传统Fakra连接器缩小了约80%,大大节省了车载网络中的空间,这对于汽车内部空间的有限性至关重要。

    Mini-Fakra连接器的体积小、频率高和高集成度使其成为未来智能汽车应用中的重要组件,尤其是在自动驾驶模块、摄像系统和GPS等高频、高速应用中得到了广泛应用。由于Mini-Fakra连接器本身是从Fakra演化而来,因此它继承了Fakra的优点,并在此基础上进行了优化,提供了更高的性能和更强的适应性。

    在差分连接器中,HSD(High-Speed Data)连接器是专为汽车应用而设计的,广泛应用于汽车高性能、低压差分信号(LVDS)传输的场景中。HSD连接器的传输速率可达到5-6Gbps,传输频率在1GHz左右,能够满足汽车中高速数据传输和信号处理的需求。它常与Fakra和Mini-Fakra连接器配合使用,尤其在需要高屏蔽性、抗干扰能力以及高数据传输性能的系统中。

    车载以太网作为智能汽车发展中的核心网络技术,其优势在于能够提供高带宽和低延迟的数据传输,满足现代汽车中高速通信和大数据处理的需求。传统的以太网连接器通常支持100Mb/s到1Gb/s的传输速率,而在更高级别的车载网络系统中,360°全屏蔽差分连接器(如车载以太网连接器)可支持高达20GHz频率和28Gbps的高速数据传输。这种高性能连接器在保持高稳定性、低成本和小体积的同时,确保了车载高速通信技术的安全和稳定性。

    由于以太网连接器与 HSD 连接器在应用领域大多重合,又由于 HSD 连接器在传输频率以及线束成本上不占优势,而相反的是以太网连接器具有速率更高、带宽更大且可传输距离更远的特点,在汽车智能化的推动之下,以太网技术的应用将被扩大,此时以太网连接器或将会进一步压缩 HSD 连接器的应用。

    随着自动驾驶等级提高,汽车需要多种传感器搭配组合。随着自动驾驶技术的不断发展,尤其是在自动驾驶等级(L3至L5)的提升过程中,汽车对传感器的依赖日益增强。为了实现更精准、更可靠的感知与决策,车辆需要搭载多种类型的传感器,这些传感器在数量和质量上都提出了更高的要求。在高级别自动驾驶系统中,传感器不仅数量激增,且类型更加多样化,涵盖了如激光雷达、雷达、摄像头、超声波传感器等多种设备。根据威盛任我行数据,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。

2.3、 汽车线束市场空间广阔,全球市场由几家大型外资跨国企业主导

    全球汽车线束行业市场规模稳步增长。汽车线束是汽车电路的网络主体,将中央控制部件与汽车控制单元、电气电子执行单元、电器件有机地连接在一起,形成一个完整的汽车电器电控系统。汽车线束产品属于定制型产品,不同整车厂商及其不同车型均有着不同的设计方案和质量标准。同时,相比燃油车,新能源汽车电路系统更加复杂,既增加了对线束与连接器得性能要求,也增加了需求量。在全球各国大力发展新能源汽车的背景下,各大汽车厂商持续加大新能源汽车的投入力度,全球各国新能源汽车产量稳步增长,而我国新能源汽车产量增加最为迅速。根据QY Research 的分析,2022年全球汽车线束市场规模大约为 3,574 亿元,预计 2029 年将达到5,744 亿元,2023-2029 期间年复合增长率(CAGR)为 6.6%。

    中国2016-2022年汽车线束市场规模复合增速达3.30%。我国作为全球第一大汽车生产国,随着近年来我国汽车产销量的稳中有升,我国汽车线束市场规模也稳步增长,根据《中国汽车高压线束行业发展趋势研究与投资前景分析报告(2023-2030 年)》数据,2016-2022 年我国汽车线束总市场规模由 670.5 亿元增长至 814.6 亿元。

    随着新能源汽车渗透率提高,2019-2023年新能源汽车线束市场规模CAGR达67.11%。汽车高压线束作为新能源汽车必不可少的组成部件,随着新能源汽车对传统车的逐步替代,新能源高压线束市场容量保持高速增长,其中根据智研瞻产业研究院数据,2024Q1中国新能源汽车线束市场规模达146.15亿元,同比增长29.29%。

    预计2024-2030年中国新能源汽车线束市场规模CAGR达22.81%。受中国新能源汽车线束行业市场需求的增长,2024-2030年中国新能源汽车线束行业市场规模有望平稳上升。根据智研瞻产业研究院数据,2030年中国新能源汽车线束行业市场规模预计达2006.07亿元。

    全球范围内,汽车线束市场主要由几家大型跨国企业主导。如矢崎、住友电气、藤仓、莱尼、安波福和李尔等,这些企业在技术、规模和市场份额等方面具有显著优势。根据华经产业研究院数据,2021年全球汽车线束企业CR3为71%,分别为矢崎、住友和安波福,市场份额为别为30%、24%、17%。

    根据线束世界数据,2023年两大日本汽车线束厂家矢崎和住友电气的市场占有率合计为50%多,此外加上藤仓和古河,日企线束企业占据了超过60%的市场份额;此外韩国的三家线束企业京信、裕罗、悠进占据了将近15%的份额;剩余的市场份额被欧美的莱尼、安波福、李尔、比克希、科伯舒特、科络普,德科斯米尔等所占据。

03

技术变革+产业链优势,北交所企业助力汽车线束国产加速

3.1、 E/E 架构加速演进+国内产业链优势,汽车线束国产替代空间广阔

    智能网联汽车(intelligent connected vehicle,ICV)已经成为“人-车-路-云-网”一体化系统中汽车产业升级的必然趋势。ICV配备了智能感知系统、智能决策控制系统和智能执行系统,与通信网络、人工智能紧密结合,可实现车辆与多领域(车辆、道路、行人、云等)间的信息交互。

    ICV是汽车由传统运输工具向新一代智能终端转型的物理载体,对汽车电子电气架构(electrical/electronic architecture,后文简称E/E架构)的基础设计理论和方法提出了新挑战和新要求,催生了E/E架构技术的新变革。E/E架构技术作为ICV系统设计技术之一,对整车软硬件系统的集成、功能实现、开发成本以及车辆综合性能具有决定性的影响。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,强调各组件之间以及组件与整车环境之间的相互作用和相互依赖关系,以及指导设计和演变的原则。作为ICV系统本身及功能构成的顶层设计,现有E/E架构面临着一些不足之处,未来的E/E架构设计应该如何满足ICV的复杂需求和适应新技术趋势是汽车领域关注的重要问题。

    目前OEM车企E/E架构分为五个类型:

    分布式ECU:分布式E/E架构根据汽车功能的不同进行划分,每个电子控制单元(electronic control unit,ECU)的设计都基于特定的功能需求展开。在该架构中,各个ECU通过CAN总线进行信息传递,以实现整车的功能。典型的硬件拓扑如图1所示。在这种架构中,每个ECU只负责单一功能的实现,一辆车通常分布着上百个ECU,它们不仅直接驱动执行器和传感器,还承担着复杂的业务功能控制逻辑。这种架构的软硬件紧密耦合,每次扩展一个功能,都需要增加相应的ECU和通信信号。然而,由于ECU的计算能力有限,通信带宽受限,功能升级困难等问题,这种架构存在制约架构升级和影响汽车安全性能的瓶颈效应。此外,随着ECU的增加,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。

    域集中架构:多域架构,架构开始下放到燃油车、A级及以下纯电乘用车。

    域融合架构:多搭载整车中央域控,能够支持跨域通信,比如舱驾融合、智驾与底盘融合、座舱车身网关融合、摄像头共享等。

    准中央计算+区域架构:采用区域控制器(智能配电、区域服务化),仍有多个计算中心,采用多盒多芯。

    中央计算+区域架构:整车级OS,采用区域控制器(智能配电、区域服务化),可以支持一个计算中心,单盒多芯或单盒单芯,实现座舱、智驾、车控等多域合一。

    E/E 架构有望加速演进。据佐思汽研统计,2024年上半年,域融合架构乘用车销量77.9万辆,占比7.9%;准中央+区域架构乘用车销量33.6万辆,占比3.4%;中央+区域架构乘用车销量6.7万辆,占比0.7%。由于区域架构带来的巨大成本优势,以及整车空间设计优势,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%。

    除SoC计算芯片外,众多零散ECU集成设计,引入中央跨域SoC (MCU),加快供应链整合,实现降本。传统的分布式架构中每辆汽车上的ECU可高达100多个,功能域架构已经实现了部分ECU整合,在最终中央计算+Zonal架构下,区域控制器ZCU和中央计算平台HPC将整合整车大部分ECU。

    ZCU(区域控制器)的硬件设计理念,就是主控制器MCU把小控制器ECU统统吃掉,融合成一个超大控制器,实现由一块PCBA对不同区域功能的控制。因此,在Zonal架构下,ECU的数量大幅减少,减少的ECU部分并入区域控制器ZCU中,有些则会把控制功能上传至中央处理单元HPC来实现,而自身则转变为一个智能传感器或者智能执行器。

    ZCU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。大多数OEM已计划在其下一代多域计算架构中使用2至4个ZCU来集成整车大部分的ECU功能,减少ECU的数量。

    随着大部分的ECU功能集成于中央处理单元HPC、区域控制器ZCU中,微控制器处理单元也迎来升级,高性能MCU(SoC)迎来大规模应用。

    除了被广泛应用的NXP S32G2/G3系列、瑞萨R-Car S3/S4系列、TI DRA系列、芯驰G9H等芯片外,NXP性能强大的5nm MCU(SoC),芯驰ZCU旗舰芯片E3650等也备受关注。

    随着中国新能源汽车销售量+市占率稳步增长,本地化服务优势助力汽车线束国产替代加速。根据中国汽车工业协会统计的数据,2015 年,我国新能源汽车销量 33.1 万辆,超越美国和欧盟成为世界电动汽车最大市场;2021 年,销量增至 352.1 万辆,占全球新能源汽车销量的 50%以上;2022 年,我国新能源汽车销量再创新高,达 688.7 万辆,同比增长 95.6%,市场占有率达到25.6%;2023年,我国新能源汽车产销分别完成 958.7 万辆和 949.5 万辆,同比分别增长35.8%和 37.9%,市场占有率达到 31.6%,产销量已连续 9 年位居世界第一。

    中国汽车工业协会的统计数据显示,2024年前三季度,我国汽车产销分别完成2147万辆和2157.1万辆,同比分别增长1.9%和2.4%。其中,新能源汽车产销分别完成831.6万辆和832万辆,同比分别增长31.7%和32.5%,新能源汽车销量达到汽车总销量的38.6%。2024年11月14日,中国新能源汽车年产量首次突破1000万辆,成为我国汽车工业发展史上新的里程碑。中汽协预计,2024年全年我国新能源汽车销量有望达到1200万辆,继续保持全球领先。在欧美市场需求放缓的情况下,中国新能源汽车依然保持着不错的增长势头。

3.2、 汽车线束有望重塑格局,北交所企业助力多环节国产加速

    2024年的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。首先在大部分下游车厂及一级供应商的降价压价的需求下,汽零厂面临着产线升级、降本增效的正向压力,对企业自身发展,乃至参与全球化竞争都是有益的;其次,我国新能源车市场快速发展,智能驾驶等级不断迭代前进,汽零厂主动或者被动地与时俱进、与高端技术俱进,使得位于上游的企业自主研发能力不断增强、生产能力灵活度不断提高,并且真正角逐出了一部分具有竞争力,能够实现紧密配套的优质企业。

    北交所是“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+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。


3.2.1、 大地电气:国内商用车线束头部企业

    大地电器主营产品包括成套线束、发动机线束、功能线束及汽车连接组件等系列产品。公司始创于2002年,秉承“成为全球车用连接系统的引领者”的企业愿景,专业打造商用车、乘用车、发动机、工程机械、农业园林机械及新能源车配套线束的研发、生产和销售。

    公司与北汽福田、福田戴姆勒、东风柳汽、中国重汽、山东汽车、潍柴动力、上柴动力、北京汽车、北汽新能源等众多知名品牌形成了紧密的战略合作伙伴关系,并形成同步研发能力。经过20余年的发展,现已成为国内商用车线束行业的骨干企业。

    大地电器主要产品包括成套线束、发动机线束、功能线束等汽车线束,以及新能源充电枪、充电宝等新能源汽车充电组件和汽车连接组件。产品主要应用在汽车整车组装、发动机制造、工程机械、农业园林机械及新能源车领域。汽车线束是汽车电路的网络主体,是为汽车各种电器具提供电能和电信号的电子控制系统,是汽车整车制造中的重要零部件。公司作为汽车整车厂商的供应商,主要供应各种规格型号的汽车线束及线束接插件、端子等。

3.2.2、 威贸电子:积极布局新能源汽车+低空飞行的线束高新技术企业

    威贸电子成立于1998年,是一家集研发、生产、销售、服务于一体的工业连接方案集成制造商,专注于为客户提供含电线、线束组件、注塑结构件、PCBA、线圈的一站式整体解决方案。产品涵盖汽车(含新能源汽车)、智能家电、工业自动化、高铁、医疗、净水环保等领域,覆盖300多个系列、3000多种型号。公司积累了优质的客户资源,凭借独特的产品性能设计、生产和质量保障优势与国际知名品牌建立了长期稳定的合作关系。国内主要客户为 SEB 集团下属公司、上海寺冈电子有限公司、福维克制造有限公司等。海外终端客户覆盖法国SEB集团、德国Vorwerk、德国Ebmpapst、日本DIGI、美国Culligan、中国中车、徐工集团、奔驰、宝马、奥迪、玛莎拉蒂、大众等海内外知名世界500强企业。公司与海外客户签订FOB协议,将商品销往终端客户。

    威贸电子主要产品按照功能划分为线束组件、注塑集成件两大类。公司线束组件、注塑集成件产品按照应用领域划分为智能家电组件、工业自动化组件、POS机与计量衡器线束组件、汽车/新能源汽车组件、大型印刷机组件、高铁组件、净水环保组件和医疗设备组件。

    此外,威贸电子在2024年11月12日至15日,参加2024德国慕尼黑电子展,参展的产品为汽车飞行线束。汽车飞行线束是公司与小鹏汇天深度合作的结晶,这款线束采用了先进的材料和工艺,确保了传输信号的高效性和稳定性。其独特的设计和结构,使得线束在复杂环境中依然能够保持良好的耐用性和可靠性

3.2.3、 易实精密:新能源汽车连接器“小巨人”

    易实精密是专注于汽车精密金属零部件的国家级专精特新“小巨人”企业。产品可以划分为新能源汽车专用、汽车通用和传统燃油汽车专用精密金属零部件,广泛应用于汽车刹车制动系统、各类电子控制单元、新能源汽车高压连接系统以及传统燃油汽车发动机、变速箱等多个汽车子系统。

    公司产品广泛应用于汽车刹车制动系统、各类电子控制单元、新能源汽车高压连接系统以及传统燃油汽车发动机、变速箱等多个汽车子系统,并已成为安波福、艾尔多、博格华纳、博戈橡胶、博世、柏狮电子、博泽、大陆、德韧干巷、赫尔思曼、海拉、合兴股份、联合电子、立讯精密、泰科电子、维科精密、纬湃汽车、信跃电子、怡得乐、伊维氏、浙江孔辉、恒进机电等业内知名零部件厂商的供应商。

    2023年上市后拟投入募集资金10,054.79万元、1,164.18万元分别用于“新能源汽车高压接线柱及高压屏蔽罩生产线扩建项目”和“研发中心扩建项目”,达产后将扩充高压接线柱产能799万个,新增高压屏蔽罩产能2,620万个,旨在深度配套泰科电子和立讯精密等优质客户。

    客户结构:汽车领域业务的客户大多数为国内外上市公司(或其子公司)、全球汽车零部件配套供应商百强或细分行业龙头。以 2022 年客户结构来看,新能源车类客户主要为泰科电子、赫尔思曼等;通用类客户主要为伊维氏汽车、柏狮电子、合兴股份等;传统燃油类客户包括联合电子、立讯精密等。


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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


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所获荣誉

👉2024年21世纪金牌分析师北交所研究第一名

👉2024年Wind金牌分析师最佳北交所研究机构

👉2023年新财富最佳北交所公司研究团队第一

👉2016-2022年水晶球奖北交所最佳分析师公募榜/总榜 双第一

👉2016-2017年金牛奖新三板研究第一名

👉2015-2016年新财富最佳新三板研究第一名