汽车电动化、智能化驱动PCB新发展

电动化+智能化，PCB发展新机遇。PCB在汽车领域应用广泛，车用PCB需求将持续提升。车用PCB的增量主要来源于电动化和智能化。电动化PCB增量主要来源于电控系统和FPC代替传统电池线束，电控系统合计整车PCB用量在5-8平米之间，提升单车PCB价值量约2000元；FPC替代动力电池中传统线束提升PCB单车价值量约600元。智能化带来的PCB需求主要ADAS及智能座舱的渗透率提升，预计智能化带来的PCB增量约为400元。得益于电动化+智能化，我们预计2025年车用PCB需求量将达1233亿元，2020-2025 CAGR达24%。 电动智能化带来车用PCB的新格局。（1）行业壁垒提升。壁垒之一为技术壁垒：新能源车中高频PCB、FPC、HDI板需求旺盛，预计未来随着新能源车渗透率不断提升，高端PCB产品在整个车用PCB领域占比将持续提升，对车用PCB厂商技术能力提出了更高的要求。壁垒之二为客户壁垒：新能源车的电控系统及辅助驾驶系统更关乎行车安全，对车用PCB稳定性、安全性要求更高，通过客户认证更难，客户壁垒显著高于传统汽车领域。（2）竞争格局：大客户带来大订单，国内厂商受益。 随着汽车电子一体化的提高，PCB供应商需要早期参与到厂商的设计过程，使得PCB供应商与整车厂商联系更加紧密。新能源车PCB价值量是传统汽车的6倍左右，且有如电控系统PCB价值量极大的部件，这意味着绑定大客户可以获得更大订单，一旦获得核心部件的PCB订单将带来巨大的价值量，将更易形成规模效应。2019年全球车用PCB中国大陆厂商市场份额占比合计不超过10%，而PCB整体产值大陆已经占比超50%。随着特斯拉国产化率不断提升，本土整车品牌崛起，中国新能源车销量和市场竞争力与日俱增有望进一步展开国内PCB市场。 追踪PCB行业景气度：原材料价格与供需情况。我们认为可以通过原材料价格和供需景气度追踪PCB行业景气度。一般而言，原材料价格提高，PCB厂商无法及时向下游传导涨价压力，将导致毛利率下降，据我们观察PCB厂商毛利率与铜价呈明显负相关，可以通过观察铜价走势判断PCB企业利润率情况。供需情况可以观察PCB厂商的在手订单、产能利用率和交期。我们认为只要把握住原材料价格与供需情况，就可以追踪PCB企业景气度，更好的把握投资机会。 投资建议：车用PCB随着汽车电动智能化趋势需求激增，未来市场空间广阔，“含车量”高PCB企业受益最大。目前车用PCB的增长主要来自于新能源车客户，而传统汽车厂商将面临向新能源车的转型，现有传统汽车客户的PCB厂商增长潜力巨大。建议关注汽车业务布局良好且进入主要汽车领域大客户供应链的PCB厂商：世运电路、东山精密、沪电股份、景旺电子、胜宏科技、四会富仕。 风险提示：电动车渗透率不及预期风险；新建产能不及预期；行业竞争加剧；市场需求/规模测算不及预期风险，原材料价格波动风险，研报信息滞后风险。 一、电动化+智能化，PCB发展新机遇 （一）PCB在汽车领域应用广泛，行业需求持续提升 车用PCB在传统汽车中应用广泛。PCB是承载电子元器件并连接电路的桥梁，广泛应用于通信、消费电子、计算机、汽车电子、工业控制、军事/航空航天、医疗器械等领域。PCB在汽车电子中主要应用于动力控制系统、安全控制系统、车身电子系统、娱乐通讯四大系统，主要有车灯总成、液晶仪表、空调器、车身传感器等电子电器零部件。 图表1：PCB下游应用广泛（2020） 图表2：PCB在传统汽车中主要应用 汽车行业整体需求企稳。根据Canalys数据，2020年全球乘用车销量为6675万辆，同比下降14%，乘用车销量将自2021年开始逐步回升，至2030年，全球乘用车销量预计将增加至7283万辆；中国为全球最大汽车市场，2020年乘用车销售占比超30%，至2030年，中国乘用车销量预计为2535万辆，占比约为35%。 图表3：汽车行业整体需求企稳（单位：万辆） 汽车电子含量不断提升，带动车用PCB价量齐升。汽车电子在传统高级轿车中的价值量占比约28%，在新能源车中则能达到47%-65%。全球汽车电子成本占整车比重逐年提升，并呈现出递增趋势。根据中国产业信息网数据，汽车电子占整车成本由2000年的不足20%上升到2020年的34%，预计2030年将达到50%。PCB作为承载汽车电子元器件并连接电路的桥梁，随着汽车电子含量不断提升，对车载PCB的需求和价值量也得到进一步提升。 图表4：不同车型汽车电子成本占比 图表5：1950-2030年汽车电子占整车成本比例 全球车用PCB需求增速高于PCB整体需求。根据Prismark数据，车用PCB需求将从2020年65亿美元提升至2025年的95亿美元，CAGR为7.6%，高于PCB整体增速1.8pct，预计车用PCB占比将从2020年的10%提升至2025年将为11%。 图表6：车用PCB需求预计未来5年CAGR7.6%（单位：亿美元） 图表7：2020-2025年车用PCB需求增速高于PCB整体需求增速 （二）电动化+智能化，PCB发展新机遇 1、电动化PCB增量主要来源于电控系统和FPC代替传统电池线束2021-2022年中国和全球先后迎来新能源车10%的渗透率拐点，汽车电动化加速发展。根据我们之前发布的报告《汽车电动智能化发展，引领电子行业新机遇》，终端渗透率超过10%进入快速发展期。据中汽协预测，2021年我国汽车总销量将达到2610万辆，其中新能源汽车销量达到340万辆，同比+149%，新能源汽车渗透率从2020年的5%快速提升至13%，2021年成为中国电动汽车的元年。据EVTank和德勤预测，2021-2022年全球的汽车销量将从8343万辆微增至8760万辆，新能源汽车销量将从608万辆增长至861万辆，同比+42%，渗透率从7%提升至10%。因此，全球将在2022年迎来电动车快速发展的切换窗口。 图表8：中国新能源汽车销量（万辆）及渗透率 图表9：全球新能源汽车销量（万辆）及渗透率 电控系统主要由电机控制单元（BMS）、电池管理系统（MCU）、整车控制器（VCU）组成，电控系统合计整车PCB用量在5-8平米之间，价值量约为2000元。 1）BMS：检测收集并初步计算电池实时状态参数，根据检测值与允许值的比较关系控制供电回路的通断；并将采集的关键数据上报给VCU，并接收控制器的指令，与车辆上的其它系统协调工作，从而有效保证电池组的安全性、耐久性、动力性。BMS对PCB板要求比较高，多采用稳定性更好的多层板，带来的PCB增量较大。BMS主控电路PCB用量约为0.15平方米，单体管理单元PCB用量约为3-5平方米。 2）MCU：新能源汽车特有的核心功率电子单元，通过接收VCU的车辆行驶控制指令，控制电动机输出指定的扭矩和转速，驱动车辆行驶。 实现把动力电池的直流电能转换为所需的高压交流电、并驱动电机本体输出机械能；同时，MCU具有电机系统故障诊断保护和存储功能。 MCU控制电路PCB用量约为0.15平方米。 3）VCU：负责汽车的正常行驶、制动能量回馈、整车驱动系统及动力电池的能量管理、网络管理、故障诊断及处理、车辆状态监控等，从而保证整车在较好的动力性、较高经济性及可靠性状态下正常稳定的工作，VCU在电控系统中起到了中流砥柱的作用。VCU的PCB用量约为0.03平方米。新能源车电控系统整车PCB用量在5-8平米之间，远高于传统的高级轿车。 图表10：特斯拉Model3与传统汽车ECU结构对比 图表11：电动化带来的PCB增量 FPC替代动力电池中的传统线束，提升PCB单车价值量约600元。 采集线是新能源车BMS系统的重要组成部分，其作用在于实时、准确、可靠地监控电池状态，如电压、温度、电流等；连接数据采集和传输； 保护动力电池电芯、异常短路自动断开、过流保护功能等功能。 此前新能源车多采用传统铜线束方案作为动力电池的采集线，传统铜线束由于连接电池包时每一根线束都要到达一个电极，当动力电池电流信号很多时，就需要很多线束配合，对空间挤占大，且Pack装配环节依赖手工将端口固定在电池包上，自动化程度低。FPC有高度集成、超薄厚度、超柔软度等优点，在安全性、轻量化、布局规整等方面具备突出优势。随着FPC展现出的优异性能以及规模化生产带来的快速降本，FPC替代传统线束的进程明显提速。 图表12：FPC相比传统线束的优势 目前宁德时代、比亚迪已经在pack环节批量化应用FPC，特斯拉、国轩高科、中航锂电、塔菲尔、欣旺达等企业也开始应用FPC。单个FPC价格约为60元，主流车型以7-12个模块为主，我们预计电池用FPC单车价值量在600元左右。 图表13：FPC动力电池方案与传统线束对比 打件进一步加强FPC盈利能力。一般而言，PCB厂商向下游销售的硬板大多为空板。而在销售FPC时，会在FPC上打件，打件已成为车用FPC的趋势。因此，在销售FPC除了其本身产生的利润外，还会因打件而产生一定利润，使得FPC盈利能力得到进一步增强。 2、智能化的PCB增量主要来源于ADAS和智能座舱 ADAS：从渗透率来看，2022年将是L2向L3跨越的窗口期，带动整个智能汽车产业链兴起。目前L2级别的汽车渗透率已经迈入20-50%的快速发展阶段，L2级别的自动驾驶功能将逐渐成为中高端车型的标配。按照《汽车驾驶自动化分级》标准，从L3开始自动驾驶系统将替代驾驶员负责监控驾驶环境，成为真正意义上的智能车。2021年12月10日，奔驰L3级自动驾驶系统获得德国联邦交管局的上路许可，率先吹响了汽车智能化的冲锋号。我们预计L3级别的智能车在2022年将实现小范围落地，进一步推动汽车智能化发展，2022年将成为全球自动驾驶元年，针对汽车智能化的业务布局和产业投资也将加速推进，智能车将引领新一轮的产业发展浪潮。 ADAS大幅提升车用PCB用量。ADAS利用车载传感器在第一时间收集车内外环境数据，进行静、动态物体辨识、侦测与追踪等技术处理，有效提升驾驶的安全性和舒适性。ADAS发展为大势所趋，针对汽车ADAS的业务布局和产业投资也将加速推进，智能车将引领新一轮的产业发展浪潮。PCB增量主要来自于ADAS所需的传感器、控制器、安全系统等。 图表14：ADAS系统中摄像头、毫米波雷达、激光雷达等结构 目前，L2级ADAS已快速普及。其中，国产汽车理想、小鹏、蔚来等已相继推出了L2级ADAS功能的车型。同时随着主要车企及科技公司自动驾驶技术及产品的不断落地，我国ADAS市场有望进一步发展。 根据华经产业研究院数据，2020年我国ADAS市场规模有望突破844.6亿元人民币，到2023年，预计我国ADAS市场规模将达到1321.5亿元，CAGR达到27.5%。在ADAS系统渗透率方面，目前，我国ADAS系统渗透率不高，市场成长空间广阔。 ADAS主要在感测端和各功能控制单元需要使用PCB，感测端主要是激光雷达、毫米波雷达、摄像头、超声雷达等传感器，功能控制单元包括辅助驾驶及自动驾驶控制单元、主动车距控制巡航系统、盲点侦测、主动停车辅助系统、瞌睡侦测等。 图表15：2015-2023年中国ADAS市场规模预测 图表16：智能汽车传感器搭载量 毫米波雷达由于使用高频板材，其PCB价值量较高。PCB占毫米波雷达成本约16%，单个毫米波雷达价格约为300-500元，目前主流车型配备毫米波雷达数量约为3-5个，预计毫米波雷达部分带来PCB增量为250元，并将随着毫米波雷达用量增加而提升。 图表17：毫米波雷达在ADAS中的应用 图表18：PCB在毫米波雷达占比约16% 激光雷达预计2021-2030年的市场规模年均复合增速达到90%，PCB空间广阔。激光雷达是目前精度最高的传感器，精度达到毫米波雷达的10倍，可以精准地得到外界的环境信息并进行3D建模，在对信息精度具备苛刻要求的高级别自动驾驶中具备不可替代的优势。但由于成本高昂，目前激光雷达在L1/L2级别车型中属于选配，随着L2向L