电子行业深度报告：汽车电动化与智能化风头正劲，车用PCB孕育新机

汽车电动化趋势下，PCB散热与BMS管理设计需求增加 全球新能源汽车进入加速渗透期，在政策推动与电池续航里程提升的助力之下，制约新能源汽车发展的瓶颈逐步消除。新能源汽车走向高集成化趋势，形成大三电集成（将新能源车电控、电机和减速器集成为一体）与小三电集成（将车载充电器、动力驱动单元、DC-DC转换器整合为充配电一体），新能源汽车800V高压平台也将成为主流方案。解决大功率散热是新能源汽车PCB设计的主流趋势，包括厚铜或嵌入铜方案、在BMS中用软板代替线束的方案。 汽车智能化趋势下，高多层HDI与高频PCB方案增加 汽车智能化趋势下，电气架构向集成化演进，将从分布式电子电气架构发展至(跨)域集中电子电气架构，最终形成车辆集中电子电气架构；高阶自动驾驶方案有望普及，自动驾驶相关立法不断完善，硬件+算法技术持续进步，自动驾驶级别已向L4迈进；车内智能座舱将多个不同操作系统和安全级别的功能融合，满足触控/智能语音/视觉识别/智能显示等多模态人机交互，AR-HUD、电子外后视镜等方案涌现。在高度集成、超强运算性能的汽车电子需求下，车用PCB方案中HDI用量增加，适用于车载娱乐系统、自动驾驶主控、车载服务器等核心环节，通常采用高速材料，10层以上3阶HDI设计。ADAS高频信号传输推动高频PCB用量增加，例如77GHz毫米波雷达，采用高频覆铜板材料或混压材料。 车用PCB市场摆脱汽车销量周期，国内厂商有望重塑竞争格局 传统汽车PCB市场具有平均单价低、产品可靠性及稳定性要求高、客户认证周期长的特点。汽车电动化与智能化的趋势下，PCB方案呈现多元化，从传统以4-6层多层板为主的方案向HDI、金属散热基板、厚铜基板、内置元件板等PCB方案演进，单车的PCB用量增加且技术难度上升，车用PCB市场增速逐步摆脱汽车销量周期。国内是最大的汽车消费国之一，本土化配套诉求日益强烈，国内PCB厂商形成传统老牌汽车PCB供应商、新进汽车PCB供应厂商两大供应阵营。 国内PCB厂商有望经历两个发展阶段，第一阶段行业百花齐放，造车新势力终端孵化新供应商，打破原有封闭的供应体系；第二阶段行业标准化方案确定，核心料号化零为整、技术壁垒上升，行业经过洗牌从分散走向集中。 投资建议 内资PCB厂商将形成两大供应阵营，传统以汽车PCB为主的厂商在车用安全类PCB仍具有先发优势，而新晋厂商将凭借更快的方案解决与适配能力，切入供应链，叠加下游国内本土汽车品牌的需求崛起，有望承接海外的车用PCB供给。 建议关注具有车用PCB生产经验及核心客户优势的厂商，受益标的：世运电路、景旺电子、沪电股份、依顿电子。 风险提示：汽车PCB需求不及预期、汽车PCB行业竞争加剧、汇兑损失、客户导入不及预期、覆铜板价格上涨。 1、汽车电动化趋势引领PCB 1.1、全球新能源汽车进入加速渗透期 制约新能源汽车发展的瓶颈逐步消除，全球新能源汽车迈入加速发展时代。技术层面来看，（1）新能源车续航里程焦虑缓解：动力电池通过改进正负极、推进固态电池等方式提升电池能量密度，新能源汽车续航里程增加；（2）新能源车成本持续下行：规模化量产推动单位锂电池制造成本下降，根据彭博新能源财经预测,2030年每千瓦时动力电池模组成本有望降至100美元以下。 图1：新电池技术有望实现700公里的续航里程 图2：预计2030年每千瓦时动力电池模组成本有望降至100美元以下 “碳中和”目标下，多国制定新能源汽车发展规划。全球环保政策趋严，随着能源结构改善要求日益迫切，各国纷纷制定新能源汽车的发展规划，标志着以纯电、油电混合为主要动力形式的新能源汽车进入快速发展期。 图3：多国政府设定汽车碳排放目标值（g/km） 图4：各国及地区政府出台规划设定电动车市场占比目标值 1.2、新能源汽车走向高集成化趋势 大三电集成指的是将新能源车电控、电机和减速器集成为一体的动力模块，实现电驱动三合一。大三电集成的优势在于提高功率密度，生产标准化和模块化的产品，在此过程中，跨零部件开发协同难度增加，组装难度减少。 图5：过去新能源汽车电池、电驱、电控是分立的单元模块 图6：电控、电机、减速器构成驱动三合一（大三电集成） 内资厂商集成方案研发实力强劲。华为推出多合一系统（集成电机、MCU、PDU动力驱动单元、减速器、OBC、DC/DC），比亚迪、华为积累“三合一”及“多合一”优势，有望超越采埃孚、博世等老牌厂商。 表1：各厂商推出大三电集成方案 小三电集成指的是将OBC（车载充电器）、PDU（动力驱动单元）、DC-DC转换器整合充配电三合一。小三电集成有三大优势：(1）轻量化：此类设计可减少40%的重量和体积；（2）优化电磁干扰并实现效率提升：可提升40%的功率密度。从厂商供应格局看，整车厂对“大三电”自制动力足，而对“小三电”的外采需求大。 图7：小三电集成将OBC、PDU、DC-DC转换器整合为一体 图8：传统分立器件方案结构复杂 图9：集成设计方案布局便利 1.3、新能源汽车走向高压化趋势 800V高压快充将成为主流方案。为了提高电动车充电功率，有提高电流、提高电压两条路径，（1）提高电流路径受制于大电流产生的热损失：需要在设计导电元件和确定尺寸时考虑这些热损失，以免发生过载、过热或充电电流受控降额等问题，目前极限的电流一般定义为500A，所能达到的功率大约200kW。（2）提高电压成为主流路径（从400V系统切换至800V）：高压快充架构下电池系统成本优于低压大电流架构且重量减轻；高压方案将推动所有用电部件实现系统性提升，800V方案在量产初期成本略高于400V，规模量产后会逐步下降。 图10：高压快充架构下电池系统成本低于低压大电流架构 1.4、新能源汽车PCB设计趋势：散热与BMS管理需求增加 解决大功率散热与BMS管理是新能源汽车PCB设计趋势。（1）厚铜或嵌入铜方案：厚铜PCB高多层化，引入埋铜、嵌铜工艺增加散热能力；（2）汽车BMS软板：在动力电池BMS管理系统的CCS模组中，用FPC替代线束，实现轻量化并节省空间。 图11：埋铜与嵌铜工艺有望用于新能源汽车散热 图12：汽车BMS软板 2、汽车智能化趋势拉动高端PCB需求 2.1、汽车智能化趋势：电气架构向集成化演进 汽车电气架构向集成化演进。汽车电气架构将从分布式电子电气架构（Distributed EEA）发展至(跨)域集中电子电气架构（Cross Domain Centralized EEA），最终形成车辆集中电子电气架构（Vehicle Centralized EEA）。分布式架构下，智能化升级依靠ECU和传感器数量叠加；集中式架构下，将多个ECU收集的数据放置在同一个域控制器中处理，软硬件得到充分的解耦，可实现更高的算力。 图13：目前分布式电子电气架构被广泛使用 图14：汽车电气架构将从现有的分布式最终演化为车辆集中式电子电气架构 2.2、汽车智能化趋势：高阶自动驾驶有望普及 政策和技术是自动驾驶普及率提升的两大推动力。政策层面，自动驾驶相关立法不断完善，L3落地限制解除，L4有望在2024-2025年落地；技术层面，感知+决策是核心，硬件+算法技术持续进步，自动驾驶级别已向L4迈进。 表2：高阶自动驾驶相关立法完善 表3：以小鹏汽车为例，自动驾驶技术持续迭代 自动驾驶向高阶化迈进，带动硬件配置需求。辅助驾驶研发技术由辅助驾驶技术（L1/L2级）切向高阶自动驾驶技术（L3/L4级），感知层硬件配置要求提升，高阶对激光雷达及完整V2X需求增加。 表4：L3/L4属于高阶自动驾驶分级 ADAS系统由感知层、决策层、执行层三部分构成。其中，感知层由摄像头CIS和雷达收发器构成，决策层由摄像头ISP和信号处理器构成，执行层由各个执行模块构成。 图15：主流汽车方案配有5个毫米波雷达传感器 图16：车载摄像头方案有望推广 表5：毫米波雷达用于ADAS系统 表6：各车型采用摄像头方案 2.3、汽车智能化趋势：车内智能座舱增加人机交互体验 车内智能座舱将多个不同操作系统和安全级别的功能融合，满足触控/智能语音/视觉识别/智能显示等多模态人机交互，AR-HUD、电子外后视镜等方案涌现。 （1）AR-HUD：可沿投影方向在相关距离处叠加图像信息，形成3D显示，且显示距离可以随车辆状态改变。 图17：日本精机HUD方案采用多层图像+斜投影显示 图18：AR-HUD方案有助于实现人机交互 （2）电子外后视镜：传统后视镜镜面形状确定，因受到镜面曲率限制，导致存在视觉盲区；电子外后视镜通过车外的高清摄像头采集图像，传输至车内两侧的显示屏上，可完成广角至长焦角度的自由切换，呈现直观且准确的画面。 图19：华阳集团电子外后视镜方案 图20：电子外后视镜通过车外高清摄像头显示屏投影出直观且准确的画面 2.4、智能汽车PCB设计趋势：高多层HDI与高频PCB方案增加 高度集成、超强运算性能，推动HDI用量增加。车载娱乐系统、自动驾驶主控、车载服务器等核心环节的PCB通常采用高速材料，10层以上3阶HDI设计。 图21：特斯拉Model S车载娱乐系统采用HDI设计 图22：特斯拉HW3.0自动驾驶PCB采用HDI设计 ADAS高频信号传输，推动高频PCB用量增加。例如77GHz毫米波雷达，采用高频覆铜板材料或混压材料。 图23：77GHz防撞雷达PCB设计采用高频覆铜板材料 表7：深南电路设计77GHz防撞雷达PCB 3、国内PCB厂商有望重塑竞争格局 3.1、汽车PCB市场空间：单车价值量上升，摆脱汽车销量周期 传统汽车PCB市场因其安全性与可靠性要求高，形成产品认证壁垒。（1）传统汽车PCB因产品层数低，导致单车平均单价在1000元/平米以下：汽车类PCB以4-8层板为主vs通信板8-16层板vs移动终端HDI（低价机型采用1阶或2阶HDI，高端机型采用3阶及anylayer HDI）；（2）产品可靠性及稳定性要求高，价格稳定、波动小：采用工艺能力指数CPK值衡量加工，产品每年微幅改版，价格稳定。（3）产品认证周期长：汽车PCB→汽车零件Tier 1\2→整车厂，认证周期在2-3年。 表8：汽车类PCB以4-8层板为主 汽车电动化与智能化的趋势下，PCB方案呈现多元化。从传统以4-6层多层板为主的方案向HDI、金属散热基板、厚铜基板、内置元件板等PCB方案演进，单车的PCB用量增加且技术难度上升。 表9：汽车中PCB产品类型采用特殊加工工艺 车用PCB价值量提升的背景下，车用PCB市场增速逐步摆脱汽车销量周期。根据Prismark统计，全球车用PCB市场空间2021年全球车用PCB市场空间为82亿美元。 汽车PCB市场增速高于汽车销量增速；均价提升、逐步摆脱销量周期，平均单价从2015年的56.0美元上升至2021年的101.3美元。 图24：2021年全球车用PCB市场空间82亿美元 图25：2009-2021年全球汽车销量呈现波动 图26：车用PCB市场增速跑赢全球汽车销量增速 表10：平均单车PCB用量逐年提升 表11：我们预计2025年车用PCB市场规模为942亿元 3.2、汽车PCB供应格局：日资与台资占据主导，国内厂商有望突破 原有的汽车供应体系相对封闭、产品认证时间长，导致行业格局变化缓慢。从全球PCB市场供应格局看，2019年内资厂商供应份额占比仅为10%：台资与日资企业是主力供应商，合计供应比例达到53.4%，内资厂商供应份额为10.7%。2019年敬鹏是全球第一大汽车PCB供应商，全球市占率在9.1%，历年营业收入逐步攀升（市占率在持续提升），汽车类业务占敬鹏营业收入比例达到75%；其次是日资厂商CMK，全球市占率8.7%，历年营业收入占比稳定；第三大是美资厂商 TTM ，全球市占率7.9%，汽车类业务占 TTM 营业收入比重19%。 图27：2019年内资厂商供应份额占10% 图28：2006-2