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智能座舱车载显示屏技术趋势

2022/04/11
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作者 / 阿宝

编辑 / 阿宝

出品 / 阿宝1990

根据摆放位置不同,车载显示屏可分为中控显示屏、液晶仪表盘、抬头显示器、副驾驶及后座娱乐屏、侧视屏、后视镜屏等。车载显示器是指安装在汽车内部的显示屏,其主要功能为驾驶辅助和娱乐。其中渗透率最高的是中控显示屏(提供倒车影像及导航等驾驶辅助,控制空调、音频等车内设备,兼具娱乐功能)、液晶仪表盘(提供里程、转速、燃油等信息,反映车辆工作状态)。近年来,随汽车电动化、智能化、网联化趋势持续,车载显示屏作为人车交互的主要界面正呈现高端化、大屏化趋势。

车载显示屏高端化

车载显示屏加速高端化:主要表现为结构上由显示到触控显示一体化、材料上由塑料到玻璃、外形上由2D 到3D 曲面等。我们看到,近年来随消费升级叠加车载智能化不断发展,车载显示正从多方面往高端化发展:

结构方面,由单纯显示向触控显示一体化发展。汽车智能化趋势下,人车交互需求相较于传统汽车大幅上升,触控面板逐渐进入车载显示市场成为标配。从技术路径上看,目前触摸屏电容屏为主,我们预计未来电容屏将向轻薄化方向发展,进一步取代电阻屏。此外,为实现屏幕轻薄化、提高屏幕显示效果,我们预计未来全贴合技术有望进一步应用,促使触控显示一体化产品持续渗透。

材料方面,车载盖板由塑料向玻璃发展。在传统汽车上,由于智能设备搭载率低,成本较低的塑料盖板即可满足部分车载显示需求(但存在质感差、硬度低的劣势)。在汽车智能化趋势下,随车载显示及人车交互需求增加,透光率高、抗划伤、触控手感更优且相对易于做成3D 结构的玻璃材料开始成为车载显示面板青睐的盖板材料。

从技术要求上看,车规级玻璃不仅需要考虑压感、触控、震动反馈等功能性问题,还需要考虑难度更高的安全性问题,比如需要通过头碰测试(撞击下不溅射,以免对乘员造成二次损伤)以及防眩光性能达标(达到防反光及眩光的效果)。

近年来上游光电玻璃厂商积极布局车载玻璃生产线,2013 年,旭硝子建立全球首家车载显示屏屏幕玻璃生产系统,生产、加工并销售玻璃盖板产品;2018 年,康宁创建康宁汽车玻璃系统(合肥)有限公司,该公司是康宁全球首家将康宁大猩猩玻璃应用于汽车内饰的触控面板制造商;2019 年,旭硝子(AGC)在苏州旭硝子设立新工厂,生产用于车载显示屏的大型3D 及复杂形状的屏幕玻璃。

未来,我们认为随玻璃安全性能保障进一步提升,叠加车载玻璃供应逐步上量,车载玻璃盖板有望在大尺寸、3D 曲面等趋势下持续渗透。

外形方面,车用玻璃盖板由2D 朝2.5D、3D 发展。相较于传统2D 平面,3D 显示屏的优势在于:

(1)提升设计自由度:对于设计师来说,曲面的屏幕能够更好的实现设计,提升设计感与科技感,为驾驶舱节省更多空间。

(2)更符合人体工程学:3D 曲面屏幕可实现更好的显示效果,最佳适应驾驶员视野。

(3)优化触觉反馈:相较于平面屏幕,曲面能为用户带来更优化的触觉反馈。作为与屏幕配套的盖板玻璃,车载屏幕曲面和柔性显示也对玻璃盖板的柔韧性提出更高要求。整体来看,由于成本和技术因素,目前车载3D盖板渗透率仍较低,但我们也看到部分企业已开始逐步投产。

2019 年7 月,康宁首个大尺寸车规级内饰玻璃工厂在中国正式投产,为解决传统3D 玻璃热弯工艺的高成本问题,康宁研发出冷弯贴合技术,只需在常温中加工,极大降低了生产加工难度及成本,但技术仍需发展。未来,我们看好车用屏幕曲面化的进一步发展,预计随3D 玻璃成型工艺成熟度进一步提高,车用3D 玻璃盖板产品渗透率有望进一步提升。

车载显示屏加速大屏化:增加信息及交互体验,多屏+联屏齐头并进,单车屏幕搭载面积持续上升。

近年来随智能座舱持续发展,车载显示屏幕面积逐步上升。根据Omdia数据,2020 年全球车载显示器出货量为13,625 万台(同比-16%),其中10 英寸以上的大尺寸车载显示器出货量达3,085 万台(同比+32.7%),占比22.6%。据群智咨询,截至2021Q2,10 英寸以上车载显示屏出货占比达31%。具体到趋势上看,我们认为车用显示的多屏化和联屏化趋势共同助推了单车显示面积的提升,分别来看:

从车型看,新能源车在智能座舱方面更为激进,通常搭载更大尺寸屏幕(典型如拜腾K·Byte,搭载49 英寸中控大屏,极具视觉冲击力),传统车企也在迅速跟进。

多屏化趋势:满足多方面信息及交互需求,提升用户驾驶控制体验。

座舱智能化背景下,汽车信息量的快速增加使得车内信息显示区域成为核心,多屏交互成为车载显示的重要趋势。目前车载显示设备主要为中控显示屏和仪表显示屏(渗透率相对较高),此外挡风玻璃复合抬头显示屏、虚拟电子后视镜显示屏、后座娱乐显示屏正成为车载显示发展的新方向。与单一显示屏相比,多屏方案可将汽车信息在各个屏幕上进行分布显示,如将导航、多媒体等信息置于一屏或两屏,座椅、空调、ADAS 等车辆信息置于另一屏,尽可能满足用户导航、音乐、路况等多方面的需求,提升驾控体验。

据佐思汽研,截至2020Q1,中国中控屏的多屏装配率达1.2%,同比+0.9%。据头豹研究院数据,2016-2019 年中国单车平均屏幕搭载数量由1.4 个上升至1.75 个(对应2016-2019 年CAGR为7.7%),StrategyAnalytics 乐观看待汽车多屏化趋势,预计未来部分高档汽车显示屏搭载数量或达10 块。受限于成本压力,目前大多数主流车型搭载的车载显示器数量为2 个,仅少数高端机型搭载3 个显示屏。我们看好汽车多屏化趋势,预计后续随屏幕成本下降,电子仪表盘、电子后视镜、后座娱乐系统等渗透率较低的车载显示屏幕有望进一步渗透。

联屏化趋势:兼具实用性与科技感,2016 年奔驰率先搭载,此后双联屏、三联屏方案陆续落地。

传统中控屏的一大劣势在于与仪表相隔较远,驾驶员在使用过程中需要分散更多注意力,而在联屏方案中,仪表与中控双联屏共用一块玻璃盖板,在视觉上削弱了两块显示屏之间的物理分割感,使驾驶员的触摸操作和信息获取更为便利。从终端应用上看,2016 年奔驰E 级率先搭载12.3 英寸+12.3 英寸双联屏方案,此后各厂商的双联屏、三联屏方案陆续推出。

2017-2018 年北汽新能源Lite、一汽奔腾T77 等本土品牌开始试水,2019-2020 年一汽红旗HS5、长安CS75 PLUS、广汽Aion LX、奇瑞星途LX 等数十款车型集中落地。据佐思汽研,截至2020Q1,中国乘用车联屏方案装配率达2.4%,同比+1.1%。目前联屏方案主要集中在中高端车型上,但我们也看到双联屏等正进一步向中低端渗透,如2020 年4 月上市的长安奔奔E-Star,该车型配置全液晶的仪表中控双联屏,补贴后售价区间仅6.98-7.48 万元。

车载显示屏技术含量较高

车载触控产品需要通过车规级认证体系,对产品质量要求较高,产品认证周期长,客户关系稳定。综合来看具备多重竞争壁垒:

产品质量要求严格,性能需配合车身满足多使用场景,技术难度更高。与手机显示器件等消费电子产品相比,由于汽车领域用触屏显示屏需要在各类复杂环境下长期使用,因此对工作环境温度、贮存温度、工作电压等要求的适应范围均高于手机用显示器件,合格的产品往往需通过长时间的高标准测试(比如,在可靠性测试方面,高/低温存储、高温高湿、冷热冲击等条件,在手机类显示器件上的老化时间要求一般为240h,而在车载显示器件上则要求大于500 个小时),并且要处理好各种各样的高强度电磁干扰(EMI),对车载触显厂商提出了较高的技术要求。

产品认证标准严格,认证周期较长,客户合作关系较为稳定。车规级触显有诸如QS9000、TS16949、美国汽车工业标准、JIS 日本汽车工业标准与ISO14000 环保标准等多项认证标准,从认证时间上看,欧美客户的认证期长达三年,且需要完善的管理体系和认证标准;日本客户的认证期为二年左右;其它新兴市场和国内客户一般会借鉴欧美和日本的设计,直接采用欧美或日本客户已经认证过的同类结构与设计的产品,认证期一年左右。由于认证周期较长且标准严格,车载触摸显示屏产品在正式进入客户体系后,通常很难被其它厂商所取代,客户关系较为稳定。

从构成上看,车载显示产业链可分为上游电子器件、中游模组组装、下游终端整车三个部分,长信科技位于上游零部件和中游模组组装环节。其中,显示面板企业(如京东方等)采购芯片偏光片背光模组以后生产出LCM 显示模组,之后交由触控显示模组企业(如长信科技等)进行盖板玻璃、触控层、显示层的贴合组装,再供货给Tier 1 或直接供货给整车厂(需双认证)。

面板环节来看,目前车载显示以LCD 为主,未来随着LCD 产能进一步东移,国内车载显示供应份额有望持续提升。从竞争格局上看,车载面板行业总体呈现中(含中国台湾)、日、韩资企业三足鼎立态势,根据Omida 的数据,2020 年深天马在车载显示市场的市占率为16.2%,排名第一;JDI(日本)和AUO(中国台湾)的市占率分别为15%和13.4%,依次位居第二、三位。从产能布局上看,根据DSCC 的数据,截至2020 年,中国LCD总产能约占全球54%,位居第一。

考虑到目前车载显示以LCD 为主(尽管OLED 等新技术在对比度、柔性、可视角度等方面优于LCD,但由于LCD 面板成本低、技术成熟度高等优势仍为目前车载显示的主流方案),我们预计未来随LCD 产能进一步东移,大陆面板厂商在车载面板行业的供应份额有望进一步提升,带动中下游模组及贴合环节的市场进一步东移。

触控模组环节来看,目前主要玩家有长信科技、宸鸿科技(TPK)、日本双叶、日本电装等,长信科技与头部新能源客户与传统客户均有合作。如上文所述,车载模组行业具备认证+技术等多重壁垒,客户关系较为稳定,且一定程度上具备较强的先发优势和强者恒强逻辑,因此影响经营业绩的重要因素之一即是客户导入情况。

整体来看,长信科技在车载触显业务方面与头部新能源客户与传统客户均有合作,通过Tier1 切入全球70%主流汽车品牌,客户质量高;宸鸿科技(TPK)早于2012 年量产第一个车载触控模组产品,目前客户包括美国新能源车领导品牌T 客户、欧洲主要一线豪车品牌等;日本双叶主要有显示事业和触控Sensor 事业,应用于车载以及民生领域,工厂遍布全球,主要产品包括OLED 显示器、显示模块、电容式触控面板等,与丰田、本田、三菱、铃木等知名客户有良好的关系;日本电装是世界汽车系统零部件的顶级供应商之一,前身为丰田汽车公司的开发部,至今仍是丰田集团的一员,汽车电子产品主要涵盖ETC 系统、冷热箱、自动空调、便利条形码终端机、便利条形码扫描仪、QR 扫描仪以及发动机控制系统等,客户以丰田为主,涵盖日系、美系、德系等全球重要品牌。

参考资料:中信证券

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