继国信汽车团队深度跟踪和研究车灯市场以来(车灯产业链深度调研、车灯拆解实 验、车灯企业和整车厂工程师拜访、国际车灯展调研等),得到客户的较大认可, 而车灯作为细分汽车零部件,能超越汽车整体行业增长,其背后很大原因来自于技 术升级带来的车灯价值量提升(起点高、弹性大、持续长),而根本原因是消费者 愿意为汽车电子化、智能化等趋势下的车灯(美观、智能、节能)等付出更高的成 本,未来智能化电动化背景下,车灯作为视觉件有望成为车辆数据流输出端的核心 载体,实现从“照明”到“表达”的功能升级。
本文对LED后的下一代升级方向ADB车灯渗透率进行测算, 并对造车新势力车灯前瞻布局进行梳理:
行业角度,近年来 LED 前大灯渗透率持续上行,从 2018 年的 23%增长至 2019 年的 33%,2020 年渗透率已达 68%,LED 前大灯市场逐渐释放潜能。目前 LED 全面辐射高中低端车型,从最开始的豪华车 ABB 搭载 LED-国内 30 万以上的高端 车型标配 LED化-中端车型呈现 LED 化趋势-低端车型高配版 LED 化。LED 车灯 市场空间 2020 年预计接近 500 亿元,2023 年将达 590 亿,将持续渗透高中低端 市场。此外,ADB 可大幅提升驾驶体验和安全性,有望承接 LED 车灯,贡献重要 增量空间。2020 年 ADB 销量在乘用车总销量中占比约 6%,当前,LED 前大灯 已得到广泛应用,成为市场主流选择,ADB 作为在中高端重点车型中仍显空白, 预计 2023 年 ADB 市场空间有望达到 240 亿元。
车企角度,我们将对 4 家传统主流车企(大众、丰田、通用、吉利)和 2 家新能 源企业(比亚迪、特斯拉)的热销车型车灯情况进行梳理分析,发现新能源车企 LED 渗透率高于传统车企,其中比亚迪 LED 渗透率为 80%、特斯拉所有车型标配 LED;传统车企中大众、丰田、通用 LED 化程度更高,渗透率均超过了 60%。此 外,比亚迪部分热销车型标配 ADB 车灯配置、ADB 渗透率达 42%,以大众、通 用为代表的传统车企 ADB 渗透率分别为 7%、5%。
车灯集外观件-安全件-电子件于一体,是车身上具备强消费驱动力的核心零部件, 是汽车每次大小改款的必改项目,产品升级几乎是必然趋势,升级过程中掌握前瞻 产品研发技术的企业有望成为下一阶段的赢家。细分来看,车灯的技术升级主要围 绕光源和和功能两条主线)前大灯:基于光源的卤素-氙气-LED-激光光源 升级;基于功能的传统照明到智能车灯(矩阵式 LED/ADB/AFS/像素级成像)升级。 各车企的选择路线来看,奥迪和奔驰侧重 LED 方向(多颗粒),宝马侧重激光光源。
2)后尾灯:基于光源的卤素-LED-OLED 光源升级,基于形态的分离式到贯穿 式升级。各车企的选择路线来看,市面上主流车企的新车基本都开始使用 LED 作为尾灯光源,奥迪在全新 A8 上开始使用贯穿式后尾灯及 OLED 后组合灯。
3)氛围灯:基于覆盖范围(顶部-底部-环绕)的升级;基于功能(传统-智能控制变色)的升级。各车企的选择路线 全景天窗的玻璃上均 匀分布着 LED 灯,可以组合成 15000 种图案;奔驰 E 级轿车已经可以提供 64 种颜色的氛围灯供车主选择。
蔚来、小鹏、理 想标配 LED,蔚来使用贯穿式心跳尾灯、小鹏使用一体式钻石矩阵尾灯、理想使 用星环式全 LED 尾灯,此外蔚来还配置智能 10 色氛围灯/光瀑式氛围灯,凸显时 尚、智能。智已汽车搭载 260 万像素的 DLP 投影大灯和配置超 5000颗LED 的 ISC 像素信号灯,实现 V2X 智驾融合交互和智慧灯光表达。2020 年前瞻的矩阵式 LED 大灯已经在一些价位 10-20 万的车型中得到应用,比如哈弗 H6、荣威 RX5,后续 AFS、ADB、激光大灯、OLED 车灯承接 LED 车灯,市场有望持续扩容。本文从行业、车企等维度测算 LED 渗透率,并对造车新势力车灯前瞻布局进行梳 理。我们坚定认为,车灯行业是零部件细分优质赛道,行业大红利下业绩稳健可 期。
1885 年德国人卡尔•本茨发明汽车以来,车灯经过 100 多年的演化, 从最初的化学灯时代进化到电灯时代,其中电灯又从白炽灯一步步变为现在占主流 的卤素灯、氙气灯和 LED 灯以及可预见未来的激光灯、OLED 灯。
其发光原理跟白炽灯相似,但亮度比白炽灯要高,且工艺简单、制造 成本低廉,但发光效率不高、照射距离短。目前国内低端车型中卤素灯占据了市场 大部分份额,但在逐年缩减。卤素灯沿用传统白炽灯发光原理,由于白炽灯技术简 单且发展较为成熟,卤素车灯的光源成本较为低廉,目前市面上更换一只卤素灯泡 的价格约在十几元-几十元不等。2)氙气灯:
起于 20 世纪 90 年代欧洲,特点是发射光多,能效高,具有比较高的 能量密度和光照强度,使用寿命比卤素灯长得多。氙气灯必须搭配高压触发器使用, 同时整体安装难度较高,需要进行各种的色温匹配,性价比一般。3)LED 灯:
LED 车灯是指采用 LED(发光二极管)为光源的车灯。因为 LED 具 有亮度高、颜色种类丰富、低功耗、寿命长的特点,LED 被广泛应用于汽车领域。 LED 在车用仪表盘、背光照明开关、汽车阅读灯或抬头显示系统等汽车内部的应 用较为成熟,其中仪表盘的背光已经 100%使用 LED。在汽车外部,例如汽车组 合尾灯、刹车灯等小灯领域也已采用了 LED。在代表高端技术的前大灯,近年来 LED 也得到了广泛应用。主流:LED 灯更小、更亮、更耐用,更智能,备受车企欢迎
LED 全称叫做 Light Emitting Diode,即发光二极管。对于汽车而言,LED 光源主 要有以下 7 大优势:1)更高的使用效率,LED 的发光效率达 80%-90%,如果用 我们日常的节能灯来打比方,节能灯比白炽灯节能 4/5,而 LED 比节能灯还节能 1/4。在汽车上,同样的日间行车灯,LED 元件的能耗仅为卤素灯的 1/20。LED 元 件的成本也逐年大幅降低,并且目前成本和价格仍然在以每年 20%以上的幅度下 降。2)寿命超长,用在汽车上的 LED 元件基本都能达到 50000 小时的水平,而知名的汽车灯光供应商已经能够提供寿命达 100000 小时的 LED 元件,考虑到灯 光的使用频率,基本上在整车的设计寿命里,LED 元件都不需要更换。相比之下, 氙灯的寿命仅为 3000 小时左右。而且 LED 让大灯的形状和线条变得更加丰富, 夜晚的识别度也更高。3)耐用性好,LED 元件结构简单,抗冲击性、抗震性非常 好,不易破碎,能够很好地适应各种环境。4)LED 元件体积小,紧凑便于布置和 造型设计,这是 LED 的一个巨大优势,这一优势充分迎合了汽车厂商在设计上的 进化需求,打破过去灯光系统对造型创新的束缚,让我们拥有更具创意的汽车产品。 5)响应速度快,LED 的点亮仅需微秒级别,用在尾灯和转向灯上能够迅速点亮达 到更好的警示效果,用在前大灯上,相比氙灯和卤素大灯拥有更高的响应速度,对 于行车安全性有更好的保障。6)亮度衰减低,LED 亮度高,光线亮度衰减远低于 卤素灯,适合用作照明及刹车灯、转向灯等警示灯光。7)低压直流电即可驱动, 负载小,干扰弱,对使用环境要求低,适应性好。不需要氙气灯的升压装置。
总结而言,LED 光源具备高效、节能、长寿等多重优势,但是我们认为,决定 LED 作为车灯升级确定性趋势的核心原因在于其体积优势与响应优势,主要由于 1)传 统汽车向智能汽车升级的过程中,车灯控制模块的性能愈发强化,体积小、响应 速度快的 LED 光源是实现分区控制的理想元件;2)车灯作为汽车车身上重要的 消费力零部件,车灯外观和设计感是吸引消费者购买的重要一环,小体积的 LED 光源能有更多的布置空间,满足多样化的设计需求。综上所述,我们认为,主流 的(在跑车型)三种车灯技术路线下,LED 光源是承接汽车智能化趋势的最优势 技术。
激光大灯曾被宝马等汽车公司视为 LED 大灯的“人”,它的主要光源为激光 二极管(Laser diode)。激光大灯的工作原理同 LED 类似:激光二极管也只能 发射单色激光,需要通过多个单色激光源合成,或者使激光通过石英等透明介 质,让光谱展宽形成白光辐射。尽管将激光二极管应用于汽车照明市场的时间 不长(2014 年宝马推出全球首款搭载激光大灯的量产车型宝马 i8,2020 年上 市的宝马 5 系选配激光大灯),但激光的应用范围早已遍布测量、电子、通信、 医学、加工等行业。
与 LED 大灯相比,激光大灯除了拥有 LED 大灯大部分的优点(比如响应速度快、亮度衰减低、体积小、能耗低、寿命长等)外,在体积、发光效率与照射 距离方面均更胜一筹:
从车灯体积方面看,目前,单个激光二极管元件的长度 已经可以做到 10 微米,仅为常规 LED 元件尺寸的 1/100,极小的车灯体积有 望为汽车前脸上各个元素的设计比例带来性变化;在发光效率方面,激光 二极管元件的发光效率可以达到每瓦 170 流明左右,约为一般 LED 照明灯的 1.7 倍。这意味着,当满足同样照明条件时,使用激光大灯的能耗不到 LED 大 灯的 60%,进一步减少了能量消耗,也更加符合未来汽车的节能环保趋势;在 照射距离方面,激光大灯能照射到前方 600 米的范围,约为采用 LED 远光灯车 型的 2 倍,这一优势为驾驶员在空旷地区行车提供了更好的安全保证。
尽管相比于 LED 大灯,激光大灯在照明性能上优势明显,但由于激光不能照射 人眼,因此在激光大灯开启方式上,各家厂商都做足了预防措施:宝马对其激 光大灯的色温和亮度进行了改良,使其照射时不至于伤害人眼,此外,激光大 灯需要在 40km/h 的时速以上时才能开启,这样可以避免光束长时间照射在人 眼上造成凝视静态光。当车辆发生碰撞或仅因磨损而熄火时,激光大灯也会自 动关闭;路虎揽胜星脉搭载的矩阵式激光大灯在开启时需要满足三个条件:首 先是车速大于 60km/h,其次,车辆保持直线行驶,其三,周围无其他车辆;全 新奥迪 A8 的激光大灯也采用了与揽胜星脉相似的设计思路:该车系的顶配车 型采用了矩阵式(HD Matrix LED)激光大灯的照明系统,其头灯除了 138 个 LED 发光元件外,还加入了一个激光二极管,该照明系统开启激光模式的前提 是车辆行驶速度达到 70km/h 以上,但无需避开其他车辆和人群,这得益于全 新奥迪 A8 自带的监控系统,这套激光模式能够在监控系统探测到其他车辆时 转换为 LED 近光模式,在检测到交通标识牌时也会弱化照射降低反光,而在其 他区域继续采用激光照明。
我们认为,生产成本是制约激光大灯普及的最大障碍,目前一套激光大灯的选 配价格超 1 万元,相比于 LED 大灯逐渐在 15 万元级别车型上的普及,激光大 灯如今多在豪华品牌的高档车型(如宝马 5 系及奥迪 A8)上使用,离真正进入 普及还有一段距离。
是一种智能远光灯系统, 主要功能是提升夜间会车安全性。传统的汽车头灯光线耀眼,在夜间会车时极 易造成对向车道驾驶者的眩目,为行车安全埋下隐患。相比之下,ADB 技术通 过视频摄像头信号的输入,判断前方来车的位置与距离,并相应调整灯光照射 区域,避免对来车产生炫光,同时最大限度地满足驾驶者的视野需求,ADB 智 能大灯可以提升 ADAS 系统夜间图像识别能力,将成为汽车安全照明的技术 趋势,当前已经是 ADAS 系统的一部。