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1、本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 1 韋爾股份(603501.SH)深度報告 汽車半導體的星辰大海 2022 年 01 月 28 日 Table_Summary 回顧手機業務歷程,展望汽車業務布局。豪威在手機業務已經形成了圖像傳感器解決方案、觸控與顯示解決方案和模擬解決方案等三大業務體系的布局?;谠谑謾C業務的多元布局和成功經驗,韋爾在智能電動汽車發展的大趨勢下亦有諸多產品布局和較大發展潛力。我們從三個方面總結韋爾在汽車業務的產品布局和發展方向:1、深度布局自動駕駛感知層核心部件:CIS 和 Serdes LVDS;2、智能座艙的重要參與者: 基于 LC
2、OS 方案的 AR-HUD、 車載屏幕觸控顯示驅動芯片及車載聲學 MEMS 芯片;3、全方位布局汽車半導體:基于原有技術積累延伸至車載 MCU、模擬、功率半導體等方面,同時借助產業基金韋豪創芯進行汽車半導體全方位布局。 自動駕駛之眼:圍繞車載 CIS 深度布局。自動駕駛作為汽車智能化浪潮中的核心環節,近幾年滲透率呈加速提升趨勢,在自動駕駛系統的感知層,視覺感知扮演主要角色。隨著單車搭載攝像頭數量以及像素的不斷提升,車載 CIS 市場規模不斷提升,預計 2025 年全球汽車 CIS 市場規模將達到 50 億美元左右,2030年有望超百億美金,單車搭載攝像頭數量也有望從當下的 2 顆+增長至 10
3、 顆以上。豪威深耕汽車 CIS 領域 15 余年,除了完善的 CIS 產品和技術布局,同時具備提供配套 ISP/ASIC 芯片的能力,同時公司 LVDS Serdes 車載視頻傳輸芯片也在積極研發中,目前已完成產品送樣,有望在 22-23 年開始貢獻增量。 智能座艙的重要參與者:從 AR-HUD 到車載顯示驅動。智能座艙從硬件層面可主要分為三個系統:駕駛艙系統、信息娛樂系統和其他系統。豪威基于其在LCOS、TDDI 等領域的技術積累,有望深度參與智能座艙各個系統:駕駛艙系統AR-HUD 趨勢確定,LCOS 有望作為主流技術方案之一不斷提升份額;信息娛樂系統以屏幕為核心,多屏化趨勢明顯,豪威 T
4、DDI 等觸控顯示芯片解決方案有望從手機向車載屏顯延伸。 其他汽車芯片布局:MCU、PMIC 和 POWER。除圍繞豪威 CIS 業務和LCOS、TDDI 等技術的深度布局,韋爾在 MCU、PMIC 和 POWER 等通用芯片領域也有諸多技術和產品積累,有望打開百億美金以上的市場空間。目前公司已有 LDO 產品通過車規認證,MCU 產品有望在 2022 年 H1 完成送樣。 投資建議: 預計 21/22/23 年公司歸母凈利潤分別為 46.93/61.53/80.13 億元,對應 EPS 分別為 5.36/7.03/9.15 元,對應 PE 分別為 49/37/29 倍。估值方面,考慮到公司在
5、汽車半導體領域的業務布局和成長空間,參考可比公司,給予公司 2022 年 50 倍 PE,對應目標價 351.5 元,維持“推薦”評級。 風險提示:公司新產品研發不及預期風險;下游行業景氣度下滑風險;市場競爭加劇風險。 Table_Profit 盈利預測與財務指標 項目/年度 2020 2021E 2022E 2023E 營業收入(百萬元) 19,824 25,301 34,302 44,757 增長率(%) 45.4 27.6 35.6 30.5 歸屬母公司股東凈利潤(百萬元) 2,706 4,693 6,153 8,013 增長率(%) 481.2 73.4 31.1 30.2 每股收益(
6、元) 3.21 5.36 7.03 9.15 PE 82 49 37 29 PB 17.8 17.1 10.8 7.5 資料來源:Wind,民生證券研究院預測; (注:股價為 2022 年 01 月 27 日收盤價) 推薦 維持評級 當前價格: 262.5 元 目標價: 351.5 元 相關研究 1.【民生電子】韋爾股份(603501)3 季報點評: 單季毛利率創歷史新高, 盈利能力大幅提升 2. 【民生電子】 韋爾股份 (603501) 點評: Q3逆勢穩健增長,全年業績高增可期 3.【民生電子】韋爾股份(603501)點評:股權激勵授予落地,CIS 龍頭成長性高筑 4. 【民生電子】 韋爾
7、股份 (603501) 中報點評:業績符合預期,Q2 逆勢持續高增 5.【民生電子】韋爾股份(603501)2021H1預增點評: 業績環比持續增長, 逆勢增長方顯龍頭本色 20210630 韋爾股份(603501.SH) 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 2 目錄 1 回顧手機業務歷程,展望汽車業務布局 . 3 1.1 回顧韋爾股份手機業務歷程 . 3 1.2 展望公司汽車半導體業務布局 . 5 2 自動駕駛之眼:圍繞車載 CIS 深度布局 . 7 2.1 汽車 CIS:自動駕駛核心感知器件 . 8 2.2 LVDS Serdes:汽車視頻傳輸的重要接
8、口 . 15 3 智能座艙的重要參與者:從車載屏顯到汽車聲學 . 17 3.1 LCOS:汽車 AR-HUD 的主流方案之一 . 18 3.2 觸控顯示芯片:從手機到車載屏幕的延伸 . 25 4 其他汽車芯片布局:MCU、PMIC 和 Power . 28 4.1 車規 MCU:汽車 ECU 核心組件 . 28 4.2 汽車 PMIC:車載基礎器件,空間廣闊 . 31 4.3 功率器件:汽車電動化核心增量 . 33 5 盈利預測與投資建議 . 36 5.1 業務拆分 . 36 5.2 費用率預測 . 37 5.3 估值分析 . 38 5.4 投資建議 . 38 6 風險提示 . 39 插圖目錄
9、 . 41 表格目錄 . 42 dVaXxUkZjZdWMBmNoPnN9P8Q6MpNqQoMpNfQnNsQlOpPwPaQrRuNxNpNrNxNnQqQ韋爾股份(603501.SH) 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 3 1 回顧手機業務歷程,展望汽車業務布局 1.1 回顧韋爾股份手機業務歷程 韋爾半導體是國內老牌的半導體分立器件和電源管理 IC 等半導體產品設計廠商, 2019 年韋爾股份收購豪威集團和思比科, 豪威科技是全球第三大的 CMOS 圖像傳感器廠商,思比科是國內領先的 CMOS 圖像傳感器廠商。 2020 年公司收購 Synapti
10、cs TDDI 和吉迪思等業務,至此,公司在手機業務形成了以 CIS 業務為核心的包括圖像傳感器解決方案、觸控與顯示解決方案和模擬解決方案等三大業務體系的布局。 此外, 公司在 2020 年 6 月參與發起創立韋豪創芯產業基金, 聚焦行業先進發展方向和技術,不斷積累和儲備優質產業資源。 目前,公司在手機業務的產品布局包括:以豪威和思比科為主體的 CMOS 圖像傳感器業務;以韋爾半導體為主體的半導體分立器件(TVS、MOSFET 等) 、電源管理 IC(LDO、Switch、DC-DC、OVP/OCP、LED 背光驅動等)和射頻前端(LNA、Switch、Tuner 等) ;以及以 Synapt
11、ics 和吉迪思等為主體的 TDDI 和AMOLED 驅動芯片。 圖 1:韋爾股份目前在手機領域的產品布局 資料來源:公司官網,民生證券研究院 CIS 業務全球領先,技術積累深厚。公司的手機 CIS 業務以豪威科技為主體,2019 年完成收購后憑借豪威深厚的技術積累和韋爾在國內的客戶資源實現快速增長。 在技術方面:公司積累了以 PureCel、OmniBSI 等技術為代表的像素技術、HDR 高動態范圍技術、 專注微型晶圓級攝像頭模塊的 CameraCubeChip相機立韋爾股份(603501.SH) 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 4 圖 2:韋爾股份
12、在圖像傳感方面的核心技術積累 資料來源:公司官網,民生證券研究院 在產品方面:豪威科技近年來通過差異化競爭路線和持續研發投入,在手機CIS 的工藝制程、像素微縮、高分辨率等多個方面實現了對領先廠商的追趕甚至超越。 2020年公司先后推出主打大底高像素的OV48C (1.2m, 1/1.32) 和OV64A(1m,1/1.34) ,并分別在小米 10 至尊紀念版和榮耀 V40 等主流品牌高端旗艦機型的后置主攝搭載。 在像素微縮方面, 2020 年公司業內首推 0.7m 像素大小的 CIS 芯片 OV64B(0.7m,1/2) ,搭載 OPPO Reno 系列主流旗艦主攝;2021 年進一步推出全
13、球首款 0.61m 像素高分辨率 CIS 芯片 OV60A(0.61m,1/2.8) ,持續引領全球像素微縮市場。 在高像素方面,2022 年 1 月 6 日,在 CES 2022 展會上,豪威推出了針對高端智能手機市場的全球最小 0.61m 像素尺寸的 2 億分辨率 CIS 芯片 OVB0B, 采用了獨特的 44 像素合并技術,也是第一款整個區域可使用 QPD(四相位檢測)技術進行相位檢測自動對焦的 2 億像素圖像傳感器。 表 1:公司近三年發布的主要手機 CIS 產品 型號 分辨率 像素大小 光學尺寸 主要技術 發布時間 代表機型 OV48B 48M 0.8m 1/2.26 BSI-2 S
14、tack 2019.06 榮耀 20 青春版、小米 10 青春版等 OV48C 48M 1.2m 1/1.32 PureCel Plus 2020.01 小米 10 至尊紀念版等 OV64C 64M 0.8m 1/1.7 PureCel Plus 2020.02 - OV64B 64M 0.7m 1/2 PureCel Plus 2020.04 OPPO Reno 5 系列等 OV64A 64M 1m 1/1.34 PureCel Plus-S 2020.1 榮耀 V40 等 OV50A 50M 1m 1/1.5 PureCel Plus-S 2021.02 moto edge X 等 OV6
15、0A 60M 0.61m 1/2.8 PureCel Plus-S 2021.05 moto edge X 前攝等 OVB0B 200M 0.61m 1/1.28 PureCelPlus-S 2022.01 - 資料來源:公司官網,民生證券研究院 韋爾股份(603501.SH) 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 5 模擬解決方案根結盤據, 觸控與顯示欣欣向榮。 韋爾在分立器件、 電源管理 IC和射頻芯片等模擬解決方案產品上技術積累深厚,TVS、LDO 等產品在國內消費市場穩居前列,射頻芯片領域也具有成熟的產品布局。觸控與顯示業務方面,公司通過繼承和整合原
16、 Synaptics 亞洲 TDDI 產品研發和支持團隊以及深圳吉迪思,在智能手機 TDDI 業務和后裝 TDDI、 DDIC 等市場快速成長, 2021 年上半年收入6.13 億元,營收占比 5.81%,公司充分具備從手機 TDDI 向中大尺寸 DDIC 業務擴展的能力。 1.2 展望公司汽車半導體業務布局 隨著“電動化、智能化、網聯化、共享化”成為汽車產業發展的新趨勢,芯片將成為智能汽車的最核心部件。 未來單車芯片搭載量將數倍增加, 高端智能電動車有望達到 3000 片以上,汽車半導體占整車物料成本 BOM 的比重,有望從 2019年的 4%提升至 2025 年的 12%,并在 2030
17、年提升至 20%。 電動化、智能化趨勢勢不可擋,新能源車銷量持續超預期。根據乘聯會數據顯示,2021 年 12 月中國新能車零售銷量 47.5 萬輛,國內零售滲透率達到 22.6%,全年新能源車零售量 298.9 萬輛,滲透率 14.8%,較 2020 年的 5.8%提升明顯。同時乘聯會預計 2022 年新能源乘用車銷量有望達到 550 萬輛以上,滲透率達到25%左右; 新能源汽車銷量有望達到600萬輛, 新能源汽車滲透率達到22%左右。 圖 3:中國新能源車銷量(單位:萬輛) 資料來源:乘聯會,民生證券研究院 基于在手機業務的多元布局和成功經驗,韋爾在智能電動汽車發展的大趨勢下亦有諸多產品布
18、局和較大發展潛力。我們從三個方面總結韋爾在汽車業務的產品布局和發展方向: 1、深度布局自動駕駛感知層核心部件:攝像頭作為自動駕駛感知層的核心部件, 將充分受益自動駕駛的發展浪潮, 韋爾深耕汽車 CIS 十余年,未來將圍繞車載攝像頭深度布局,包括車載 CIS、Serdes LVDS 等芯片。 2、智能座艙的重要參與者:基于在消費電子領域的技術積累,韋爾股份有望成為智能座艙的重要參與者,具體包括:駕駛艙系統里 AR-HUD 的重要解決方案0%100%200%300%400%500%600%700%800%0.05.010.015.020.025.030.035.040.045.050.01月2月3
19、月4月5月6月7月8月9月10月11月12月20212020同比韋爾股份(603501.SH) 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 6 動芯片方案(基于 Synaptics 和吉迪思的 TDDI 和 DDIC 技術) ,以及其他通過產業基金或關聯公司布局的相關產品, 如車載音頻降噪產品 (基于關聯公司共達電聲的 MEMS 麥克風和 Speaker 產品等) 。 圖 4:韋爾股份在汽車業務的產品布局以行車記錄儀為例 資料來源:公司官網,民生證券研究院 3、全方位布局汽車半導體:基于韋爾在 ASIC、分立器件和電源管理 IC 等領域的技術積累延伸至車載 MCU
20、、模擬、功率半導體等方面,同時借助產業基金韋豪創芯進行汽車半導體全方位布局。 圖 5:汽車半導體圖譜 資料來源:民生證券研究院 韋爾股份(603501.SH) 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 7 2 自動駕駛之眼:圍繞車載 CIS 深度布局 自動駕駛漸行漸近, 感知硬件層首當其沖。 自動駕駛作為汽車智能化浪潮中的核心環節,近幾年滲透率呈加速提升趨勢。從自動駕駛功能的實現過程來看,可以劃分為三個階段:環境信息的感知、認知、應對。其中,信息的感知是整個功能實現的最前端,主要依靠各類傳感器實現,采集車身和行車環境的信息;信息的認知是使用車載處理器對收集到的信
21、息進行融合處理, 并依據算法識別出道路、 車輛、行人、路標等關鍵內容,并提供給司機或行車電腦相應的選擇;而信息的應對則是最后一部分,由司機或行車電腦根據情況進行決策,做出最終的應對。因此,自動駕駛功能的實現與各類硬件層息息相關, 隨著自動駕駛級別的不斷提高, 汽車相應地需要增加各類傳感器,以增強汽車的信息獲取能力。 圖 6:自動駕駛功能的實現過程 資料來源:Renesas,民生證券研究院 在自動駕駛系統的感知層,視覺感知扮演主要角色,其他多種傳感器(毫米波雷達、超聲波雷達、激光雷達等)為輔助角色。視覺感知的核心就是車載攝像頭,包括艙內攝像頭、后視攝像頭、前視攝像頭、側視攝像頭、環視攝像頭等,主
22、要應用于 360 全景影像、前向后碰撞預警、車道偏移報警和行人檢測等 ADAS 中。車載攝像頭相較其他傳感器探測范圍遠,且具備行人、標識的識別能力,而且成本相對較低,所以是必不可少的部分。 圖 7:自動駕駛感知層的各種硬件配置 資料來源:Yole,民生證券研究院 信息應對信息處理信息獲取韋爾股份(603501.SH) 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 8 自動駕駛級別的提升顯著帶動車載傳感器市場的擴張。 根據英飛凌的數據, L2級的單車傳感器價值量在 160-180 美元,L2+單車傳感器價值量則提升近一倍至280-350 美元,而 L4-L5 級別更是
23、高達 1150-1250 美元。當前智能車產業位于L2 到 L3/L4 的跨越期,行業格局變化有望在未來幾年加速演繹,隨著自動駕駛等級的不斷提高, 汽車對環境感知的要求也在不斷增加, 車載傳感器將迎來量價齊升的機會。 圖 8:車載傳感器價值量隨著自動駕駛級別提升不斷提升 資料來源:英飛凌,民生證券研究院 2.1 汽車 CIS:自動駕駛核心感知器件 作為自動駕駛感知層核心部件, 車載攝像頭需求迅速提升。 汽車上攝像頭的數量隨著自動駕駛等級的提升不斷提升,一般而言,傳統車企或 L1 級自動駕駛車型主要搭載 1 個后視攝像頭和 1 個單目或多目前視攝像頭;L2 級車型搭載 1 個多目前視攝像頭及 4
24、 個環視/側視攝像頭;L3-L4 級別車型搭載攝像頭數量攀升至 10顆以上。此外,隨著自動駕駛技術和安全技術的發展,更多的攝像頭方案成為汽車標配, 比如歐盟在 2019 年就宣布要求從 2022 年起在新車上安裝艙內駕駛員監控系統,以減少司機駕駛事故的發生。 圖 9:2015-2025 年單車搭載攝像頭數量不斷提升 圖 10:自動駕駛滲透率不斷提升 資料來源:Yole,民生證券研究院 資料來源:Yole,民生證券研究院 隨著單車搭載攝像頭數量以及像素的不斷提升, 車載CIS市場規模不斷提升。根據豪威科技數據, 以全球 1 億輛汽車出貨量測算, 預計 2025 年全球汽車 CIS 市場規模將達到
25、 50 億美元左右,2030 年有望超百億美金,單車搭載攝像頭數量也韋爾股份(603501.SH) 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 9 有望從當下的 2 顆+增長至 10 顆以上。 圖 11:車載攝像頭發展趨勢及汽車 CIS 市場規模預測 資料來源:豪威科技,民生證券研究院 以目前主要車企重點車型感知層硬件配置的情況為例,大多數車企考慮到系統的冗余性,硬件配置持續推高。特斯拉 Model3 配置 8 個攝像頭、12 個超聲波雷達和 1 個毫米波雷達。其他智能化程度較高的車企基本攝像頭配置在 10 個以上,超聲波雷達普遍在 8-12 個,毫米波雷達 3-
26、5 個配置情況居多,另外還有車型領先配置了激光雷達。蔚來 2021 年 1 月發布的 ET7 更是搭載了 11 顆攝像頭,12 個超聲波,5 個毫米波雷達,1 個激光雷達,2 個高精度定位單元等合計 33 個感知硬件。 表 2:主要車企重點車型感知硬件配置 車型 攝像頭 超聲波雷達 毫米波雷達 激光雷達 特斯拉 Model 3 8 12 1 - 蔚來 ET7 11 12 5 1 蔚來 ES6 7 12 5 - 小鵬 P7 14 12 5 - 理想 ONE 6 12 5 - 比亞迪-唐 5 8 3 - 比亞迪-漢 5 12 3 - 上汽-榮威 MARVEL-R 11 12 5 - 長城 WEY
27、摩卡 8 8 3 3 北汽 ARCFOX 極狐 HBT 13 13 6 3 資料來源:各公司官網,民生證券研究院 汽車 CIS 的五大要求和趨勢,對 CIS 廠商提出高挑戰 從硬件參數的角度來看, 相較于手機攝像頭和數碼相機成像, 車載攝像頭通常要面臨更多苛刻的條件,因此也面臨多方面的挑戰并隨著汽車智能化程度提升呈現升級趨勢: 一是高動態范圍(HDR) 。汽車 CIS 的動態范圍要超過 120dB,通常在 120-140dB 之間。動態范圍指在同一場景中,既有低照的區域,也有高亮的區域,高韋爾股份(603501.SH) 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告
28、10 變化劇烈的情況下(例如進入或退出隧道時) ,也需要同時捕獲高質量的圖像。 二是 LED 燈閃爍抑制(LFM) 。隨著 LED 逐漸在交通信號燈、汽車照明與指示燈等應用場景普及,其脈沖調制(PWM)的驅動方式使其往往以肉眼無法識別的頻率(通常為 90Hz)進行閃爍,但對于快門時間更短的 CIS 而言,這種閃爍往往是引起 AI 系統誤判的根源。在實際場景中,LED 燈閃爍和高動態范圍往往同時出現,比如夜間的街道,車大燈、廣告燈等 LED 燈有時會非常明亮,明暗對比非常劇烈,這也同時帶來很高的動態范圍要求。 圖 12:HDR 開啟LFM 開啟下的成像效果 圖 13:HDR 關閉+LFM 關閉下
29、的成像效果 資料來源:Sony,民生證券研究院 資料來源:Sony,民生證券研究院 三是溫度范圍要求極端苛刻。 不同于一般的攝像頭, 汽車攝像頭連續工作時間較長、 所處環境往往震動較大且一旦失效將會對用戶生命安全造成致命威脅, 因此對于模組和封裝等要求嚴格。 汽車攝像頭測試需要在水中浸泡數天, 以及 1000 小時以上的溫度測試,因此車載攝像頭通常需要能夠適應零下 40-零上 105的溫度范圍。 四是對于低照的極高要求。據美國國家公路交通安全管理局(NHTS)的統計,雖然夜間行車在整個公路交通中只占四分之一, 發生的事故卻占了一半。 而夜間視線不良所造成的事故占了 70%。因此必須要求汽車攝像
30、頭具有較強的感光能力,使得全天都可正常工作,即近紅外的寬光譜范圍(從 400nm1100nm) ,未來夜視功能將成為車載攝像頭得標配。 已投入應用的夜視技術有三大類: 微光夜視技術、被動紅外夜視技術、主動紅外夜視技術。 五是高像素趨勢。隨著智能駕駛由 L1 升級至 L2/L3 級,攝像頭數量從最初的5 顆左右增加至 8-13 顆,同時車載 CIS 像素也逐步升級,從 VGA1M2M8M。 更高的分辨率將增加清晰度, 并有助于擴大檢測范圍。 預計未來 8-12 MP 的高分辨率攝像頭將逐步取代當前主流的 1-4 MP 的攝像頭。 韋爾股份(603501.SH) 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請
31、務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 11 蔚來 ET7 系列就配置了 7 顆 800 萬像素自動駕駛高清攝像頭和 4 顆 300 萬像素高感光環視專用攝像頭,其中 800 萬像素攝像頭可檢測到 680 米外的車輛、260 米外的錐桶、 220 米外的行人, 最遠探測距離達到 120 萬像素攝像頭的 3 倍,實現了更遠的感知距離和更精確的感知內容。 圖 14:800 萬像素攝像頭最遠探測距離達到 120 萬像素攝像頭的 3 倍 資料來源:蔚來官網,民生證券研究院 豪威技術積累深厚,車載 CIS 后來居上 豪威深耕汽車領域 15 余年內,擁有從環視到 ADAS 以及自動駕駛等車載應用所需的全套
32、成像解決方案, 在汽車領域出貨量累計超過 8 億顆。 早在 2005 年就量產第一顆車用圖像傳感器,2008 年推出首枚汽車 HDR SoC 圖像傳感器,2009年量產第一代大像素技術, 2018 年量產第一代景深技術。 公司在 LED 閃爍抑制技術、全局曝光技術、Nyxel 近紅外和超低光技術等方面積累深厚,在汽車行業的一些新技術上引領市場。目前豪威不但為汽車制造商和一級供應商提供最先進的配套 ISP 的能力,同時提供多類別、多層次適用于自動駕駛汽車的數字成像解決方案,為駕駛員提供出色的視覺成像和疲勞駕駛監測等。 為解決 ADAS 中 LED 閃爍帶來的危害,豪威在 2017 年推出了基于分
33、離像素技術去閃爍圖像傳感器系列OX01A10 和 OX02A10, 主要應用于側視相機監控系統,該方案能夠在這個車規溫度內實現精確的圖像數據 LED 去閃爍,同時兼顧 LED 防閃爍及高動態范圍要求。 對于高動態范圍,豪威科技通過自己獨有的雙轉換增益(DCG)技術來提升圖像傳感器的動態范圍,2019 年 5 月豪威推出用于汽車可視應用的 1MP 圖像傳感器OX01D10,該傳感器集成了分割像素和雙轉換增益(DCG)技術,可提供無偽影運動捕捉,高達 120dB 的 HDR 以及 LFM 功能。 對于 DMS(駕駛員監控系統)和 IMS(艙內監控系統)等車內攝像頭的低功耗、 小尺寸、 高近紅外量子
34、效率 (NIR QE) 等要求, 豪威憑借其領先的夜鷹 (Nyxel)近紅外(NIR)技術,成為車內攝像頭市場的破局者。 韋爾股份(603501.SH) 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 12 圖 15:DMS 和 IMS 等車內攝像頭技術趨勢 資料來源:豪威,民生證券研究院 在高像素方面,2019 年 12 月,豪威科技發布了兩款全新車規級圖像傳感器平臺新品800 萬像素前向攝像頭 OX08A 和 OX08B,OX08A 高清攝像頭提供了業內優秀的高動態范圍(HDR) ,而集成于芯片上的 HALE(HDR 和 LFM 引擎)合成算法,兼容引腳的 OX0
35、8B 則為 LED 閃爍抑制(LFM)性能樹立了新的標桿。 表 3:豪威部分車載 CIS 產品及其主要性能 型號 像素數 像素尺寸 光學尺寸 應用位置 主要優勢 OX01A10 1.3MP 4.2 m 1/2.56 側視相機監控系統 針對 LED 燈閃爍市場痛點,基于豪威集團 4.2m 的 OmniBSI 像素架構,采用特殊的高動態范圍(HDR)的分割像素技術,具有優異的低光性能,提供行業領先的 LFM 解決方案 OX02A10 1.7MP 4.2 m 1/2.09 側視相機監控系統、ADAS 輔助駕駛前視及流媒體電子后視鏡 基于分離像素技術去閃爍圖像傳感器,該方案能夠在整個車規溫度范圍內實現
36、精確的圖像數據 LED 去閃爍,可兼顧 LED 防閃爍及寬動態要求 OV2311 2MP 3.0 m 1/2.9 L3 及以上自動駕駛 DMS 高級駕駛員疲勞監測 采用 1080P Global Shutter 全局曝光,具有高紅外感知,可實現更低功耗,滿足 ISO26262 Level-B 及以上系統級功能安全設計 OX01F10 1.3MP 3.0 m 1/3.55 環視和后視攝像頭 新一代 1/4百萬像素 CIS,輔助駕駛融合泊車及高清環視解決方案,該方案集成了一個 3m 的圖像傳感器和一個先進的 ISP,實現更小的封裝、卓越的低照性能、更低的功耗 OV2312 2MP 3.0 m 1/
37、2.9 駕駛員監控系統(DMS) 唯一將雙模 RGB-IR 捕捉和全局快門結合在一起的汽車圖像傳感器,在所有 200 萬像素傳感器中尺寸最小 OX01D10 1.2MP 2.8 m 1/4 后視和環繞視攝像頭 集成了分割像素和雙轉換增益(DCG)技術,可提供無偽影運動捕捉,高達 120dB 的高動態范圍(HDR)以及 LED 閃爍抑制(LFM) OX08A 8.3MP 2.1 m 1/1.73 前向攝像頭 高端 HDR 傳感器,業內優秀的高動態范圍(HDR) ,優異的清晰度和動態范圍,ASIL-C 功能安全,對先進駕駛輔助系統(ADAS)和 Level 3+級自動駕駛等前視車載應用較為關鍵 O
38、X08B 8.3MP 2.1 m 1/1.73 前向攝像頭 高端 HDR 傳感器,集成于芯片上的 HALE(HDR 和 LFM 引擎)合成算法,兼容引腳的 OX08B 為 LED 閃爍抑制性能樹立了新的標桿。 入門級倒車后視成像性能優異、小尺寸、低功耗,光學規格僅為 1/4,集成了一韋爾股份(603501.SH) 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 13 攝像頭(RVC) 塊 3m 的圖像傳感器和一個先進的圖像信號處理器(ISP) OX03A2S 2.5MP 3.2 m 1/2.44 專為外置成像應用設計,可用于車身周圍 2 米內的弱光甚至無光環境 汽車行
39、業首款搭載 Nyxel 近紅外(NIR)技術的圖像傳感器,能在弱光環境下檢測和識別其他圖像傳感器無法捕捉的物體,提高安全系統性能 OX03C10 2.5MP 3.0 m 1/2.6 RVC、SVS、CMS、電子后視鏡等 全球首款 3.0 微米大像素,140dB 高動態范圍(HDR) ,業內優質LED 閃爍抑制(LFM)功能于一體的前視攝像頭中,首款能在 60幀/秒的最高幀率下達到 19201280 分辨率的圖像傳感器 OV9284 1MP 3.0 m 1/4 適用于車規級超小型 DMS 疲勞監測,人臉識別智能座艙 OVM9284 CCC 模塊擁有 5.9mm X 5.6mm X 6.2mm 的
40、緊湊尺寸,是一款無感式座艙內外攝像頭解決方案。該模塊采用 940nm 紅外成像,具有較低功耗,能夠在最狹窄的空間和最低的溫度下連續運行,以使圖像質量達到最高 資料來源:公司官網,民生證券研究院 先進的配套 ISP 能力,多款汽車 ASIC 引領市場 豪威科技不僅可以提供豐富的汽車 CIS 產品, 也可以為汽車制造商和 Tier1 廠商提供先進的配套 ISP 的能力和解決方案,公司多款汽車高性能專用集成電路(ASIC)產品引領市場,可以支持廣泛的架構。當前汽車 ISP 面臨的主要挑戰包括需要處理來自更多攝像頭、 更高分辨率傳感器的更多像素, 以及應對一系列傳感器的需求。目前市場有多種不同的環視架
41、構,其中一些在攝像頭中仍然包括 ISP,其中一些架構將 ISP 整合進入了 ECU, 豪威引領的架構將 ISP 轉移到了 ECU 用于汽車環視應用。 但整體而言, 市場對于 ISP 的需求隨著汽車搭載攝像頭數量的提升仍然不斷增長。Yole 預計在 20182024 年期間,ISP 市場將保持約 3.4%的穩定復合年增長率,到 2024 年總體市場規模將增長至 65 億美元。 圖 16: 20182024 年圖像處理和計算相關硬件出貨量和市場營收 圖 17:圖像信號處理和計算硬件類型 資料來源:Yole,民生證券研究院 資料來源:Yole,民生證券研究院 具體產品方面, 豪威 2013 年推出的
42、 OV490 是第一款提供雙處理功能的 ASIC,隨后在 2016 年推出了 OV491,圖像處理能力得到了大幅改善。2019 年 5 月,豪威推出搭載最新 HDR 和 LFM 引擎組合算法的 OAX4010 汽車 ISP,配套哈維成熟的 OX01A10 和 OX02A10 LFM CIS,可以單機處理圖像達到 60fps 或雙機30fps,從而將全景環視系統(SVS)攝像機所需 ISP 數量減少 50%,OAX4010可應用于后視攝像頭、電子后視鏡和 SVS 環視系統等多種汽車成像應用。 韋爾股份(603501.SH) 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告
43、 14 表 4:豪威提供的配套 ISP/ASIC 產品 型號 封裝形式 傳感器分辨率 最高幀率 輸出格式 工作溫度 推薦架構 OAX4010 BGA Up to 2MP 60fps YUV422 8/10/12-bit RGB888 24-bit RGB565 16-bit BT1120 16-bit BT656 8-bit -40 C to +105 C CMS RVC SVS OV480 BGA Up to 1MP 30fps 1MP YUV BT656/601 -40 C to +105 C RVC OV490 BGA Up to 1.4MP 60fps (single sensor)
44、1.4MP;30fps (dual sensor) 1.4MP YUV RGB RAW BT656/601 -40 C to +105 C SVS CMS OV491 BGA Up to 2MP 60fps (single sensor) 2MP;30fps (dual sensor) 2MP YUV RGB RAW BT656/601/1120 -40 C to +105 C SVS CMS OV492 BGA Up to 1.4MP 60fps RAW RGB YUV -40 C to +125 C CMS RVC OV493 BGA Up to 1.4MP 60fps YUV RGB R
45、AW BT656/601/1120 -40 C to +105 C SVS CMS OV495 BGA Up to 2MP 45fps 2MP YUV RGB RAW BT656/601/1120 -40 C to +105 C RVC CMS 資料來源:公司官網,民生證券研究院 2021 年 1 月,豪威推出采用 AI 技術的汽車 ASIC OAX8000,針對入門級獨立 DMS 進行了優化。OAX8000 采用芯片堆疊架構,是業界唯一一款 DMS 處理器提供片上 DDR3 SDRAM 內存(1GB) ,也是唯一一款集成了 NPU 和 ISP 的專用 DMS 處理器, 可為眼睛注視和眼球追蹤
46、算法提供高達每秒 1.1 萬億次操作的專用處理速度。 2021 年 5 月, 豪威發布了新品 OAX4000, 是一款高性能汽車 ASIC,可完美適用于多種汽車應用, 包括環視系統、 電子后視鏡、 車內和自動駕駛攝像頭,能夠處理多達 4 個 300 萬像素或 1 個 800 萬像素攝像頭產生的數據流。 圖 18:OAX8000 唯一一款集成 NUP 和 ISP 的 DMS處理器 圖 19:OAX4000 可完美使用多種汽車應用 資料來源:豪威官方公眾號,民生證券研究院 資料來源:豪威官方公眾號,民生證券研究院 韋爾股份(603501.SH) 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免
47、責聲明 證券研究報告 15 2.2 LVDS Serdes:汽車視頻傳輸的重要接口 隨著高速數據傳輸業務需求的增加,如何高質量地解決高速 IC 芯片間的互連變得越來越重要。 芯片間互連通常有三種接口: PECL (正射極耦合邏輯)、 LVDS (低壓差分信號)、CML (電流模式邏輯)。 攝像頭與視覺處理器之間的數據傳輸一般有兩種選擇: 串行接口和以太網, 當前普遍采用串行接口。 攝像頭數據的串行傳輸物理層采用 LVDS 的接口, 協議層主要解決方案有 TI 的 FPD-Link、Maxim 的 GMSL 等。隨著高級別自動駕駛車型搭載的傳感器數量越來越多,其帶來的高速互聯需求也催生了 LVD
48、S 的需求增長。 LVDS 接口用于低壓差分信號點到點的傳輸,具有高抗噪性、低電磁輻射、低偏差和低功耗的特點,一般負載阻抗為 100的差分線上的電流不超過 4mA,這一特征使得 LVDS 適合做并行數據傳輸。 圖 20:LVDS 輸出結構 圖 21:LVDS 輸入結構 資料來源:Maxim,民生證券研究院 資料來源:Maxim,民生證券研究院 LVDS 通常由發送器、接收器、拆分數據線和 100的終端電阻構成,支持傳輸數據信號、時鐘信號和控制信號,應用范圍涵蓋了 PC、打印機、汽車、工業、通信等領域, 包括從電信支架背板到磁盤驅動接口, 從互聯圖像處理器到筆記本電腦的 LCD 屏幕。 圖 22
49、:LVDS 的基本架構 圖 23:LVDS 的主要應用領域 資料來源:TI,民生證券研究院 資料來源:TI,民生證券研究院 在汽車電子中,LVDS 主要用于攝像頭和屏幕等應用產生的數據串行傳輸。以NXP 的環視系統為例,除每顆攝像頭內部的發射端 LVDS 芯片,接收端配置了四路 LVDS 芯片用于視頻信號與視覺處理器之間的連接。 韋爾股份(603501.SH) 本公司具備證券投資咨詢業務資格,請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 16 圖 24:汽車中的 LVDS 應用 圖 25:NXP 的汽車環視系統解決方案 資料來源: 世界電子元器件 ,民生證券研究院 資料來源:NXP 官網,民生證券
50、研究院 目前汽車應用中使用的傳輸協議都是專用的, 不同供應商的產品無法通用, 目前 可 用 的 解 決 方 案 包 括 : TI 的 FPD-Link 、 Maxim 的 GMSL 、 Inova Semiconductors 的 APIX、Rohm 的 clossless link。一般控制器平臺決定選擇何種協議層,如 HW2.5 采用 NVIDIA 方案,選擇的是 GSML 協議,而 HW3.0 是FSD 選擇了 TI 的 FPD-Link 方案。 圖 26:TI FPD-Link 方案在汽車多攝像頭數據傳輸中的應用 資料來源:TI 官網,民生證券研究院 目前豪威也在積極研發攝像頭和屏幕相