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车路云一体化系列之三:V2X车载终端篇

交运设备2024-07-19黄楷、陈安宇国联证券测***
车路云一体化系列之三:V2X车载终端篇

行业事件 自年初以来,智能网联车路云一体化相关利好文件密集发布,政策层面对车路云一体化的支持达到新的高度,五部委已公布智能网联汽车“车路云一体化”应用试点城市名单,名单覆盖20座城市,相关城市已纷纷启动相关规划与建设工作,车路云一体化进入了规模化落地的关键阶段。 V2X车载终端是车路云一体化中关键设备 V2X车载终端,指安装在智能网联汽车上,具备EUHT、C-V2X(直连通信PC5)、4G/5G蜂窝的联网功能、高精度定位功能、数据采集、数据存储、数据传输、安全防护等功能的设备,是车辆实现与其他设备通信的核心,是车路云一体化中关键设备。V2X功能与T-BOX、域控制器等集成成为发展趋势,因此在本文中,我们统称实现V2X功能的车载单元为V2X车载终端。 车路云规模化落地有望推动V2X车载终端市场快速成长 智能网联试点项目逐步落地,有望推动V2X终端渗透率快速提升。根据我们测算,预计2025年智能网联汽车试点车辆V2X车载终端价值量短期或达千万级;新销售L2级及以上自动驾驶车辆开始小规模批量前装V2X终端,我们预计到2025年市场规模约为4亿元。长期来看,智能网联汽车有望广泛普及,V2X终端新车装配率或较高,预计2030年V2X终端(独立模块)市场规模有望近百亿,而集成化V2X终端市场规模甚至达千亿。 车载终端领域竞争格局或受集成化趋势影响改变 随着车载单元功能以及产品的演进,市场格局也有望随之变化。ETC-OBU市场集中度较高,据头豹产业研究院数据,2022年万集科技、金溢科技和华铭智能三家企业占据了85%以上的市场份额。当前V2X车载终端以后装为主,市场格局较为分散,产品趋于同质化,厂商以早期ETC-OBU厂商为主。但随着V2X终端与ETC、TBox等模块集成,未来TBox等传统汽车零部件供应商更具竞争优势。 投资建议:建议关注积极布局且市场份额领先的公司 现阶段短期V2X OBU以后装为主,此前参与行业的厂商多服务ETC需求,2019年ETC渗透率快速提升带动V2X车载终端销售量达到高点,因市场饱和自2019年RSU市场份额逐步下降达到低点。随着城市车路云规模一体化推进,V2X车载终端市场销售量有望恢复高增速模式从而带动相关企业营收快速增长。建议关注:高新兴、金溢科技、万集科技、千方科技、经纬恒润、德赛西威。 风险提示:项目落地不及预期,行业竞争加剧风险,市场空间测算存在误差风险等。 1.V2X车载终端是车路云一体化中关键设备 1.1V2X终端是车辆实现与其他设备通信的核心 车载单元(on-board unit),指安装在智能网联汽车上,搭载一定应用系统及功能模块,具备EUHT、C-V2X(直连通信PC5)、4G/5G蜂窝的联网功能、高精度定位功能、数据采集、数据存储、数据传输、安全防护等功能的设备。产品形态可以是单体式或集成式车载单元,单体式车载单元指单独设计为独立的装置或系统的车载单元;集成式车载单元指集成设计在车辆其它装置或系统的车载单元。随着智能网联汽车产业的发展,V2X(Vehicle to Everything)功能与T-BOX、域控制器等集成成为发展趋势,因此在本文中,我们统称实现V2X功能的车载单元为V2X车载终端。 图表1:V2X(Vehicle-to-Everything)连接 V2X车载终端主要包括无线通信模块、处理单元、定位模块、加密模块等,其中无线通信模块为产品核心,占整体成本的60%以上。V2X车载终端作为车辆系统的一部分,支撑车辆系统与云控平台、路侧系统、其它车辆和其它交通参与者等之间通信,通过车载单元向路侧和/或云控基础平台发送行驶动态信息,接收来自路侧和/或云控基础平台提供的交通态势感知、决策和控制信息服务。 图表2:车路云一体化系统架构示意图 根据《智能网联汽车“车路云一体化”规模建设与应用参考指南(1.0版)》,车载单元应满足5G、C-V2X直连通信;同路侧基础设施、云控平台数据交互、与车载计算单元进行数据通信、卫星定位、数据安全、身份认证等功能要求。 图表3:车载单元功能要求 根据交通运输部发布的《营运车辆车路/车车通信(V2X)终端性能要求和检测方法》,V2X车载终端应支持禁止特定车辆通行路段预警、限速及超速行驶提醒、异常天气实时预警、危险路段越线行驶报警、行车视距不良路段报警等安全应用。 图表4:营运车辆车路/车车通信(V2X)终端安全应用场景 V2X应用场景进一步丰富。2020年,中国汽车工程学会发布《合作式智能运输系统车用通信系统应用层及应用数据交互标准(第一阶段)》、《合作式智能运输系统车用通信系统应用层及应用数据交互标准(第二阶段)》,选择了涵盖安全、效率、信息服务三大类的17个典型应用作为一期应用,选择了面向安全、效率、信息服务、交通管理、高级智能驾驶等领域的12个典型应用作为第二阶段应用。 图表5:V2X场景应用中Day1场景 图表6:V2X场景应用中Day2场景 1.2V2X终端向5G、高集成方向发展 V2X终端起始于ETC应用场景,被称为ETC OBU。ETC连接着路侧和车端,可视为V2X的初级应用形态,其车载终端被称为ETC OBU。ETC系统(Electronic Toll Collection,电子不停车收费系统)行业的发展始于20世纪90年代,欧洲、美国和日本等开始探索基于电子技术的自动道路收费系统。我国1998年首次进行高速试点,2014年正式启动全国高速公路ETC联网工作,2019年推动ETC全面普及。在高速公路电子不停车收费的场景中,安装ETC的车辆通过ETC车道时,车上的OBU模块会通过射频识别(RFID)或无线通信(如DSRC)与车道上的RSU进行双向通信和数据交换,OBU将存储的车辆识别信息发送给RSU,RSU接收后通过数据处理自动识别车辆,并进行计费、扣费、放行。 图表7:ETC系统示意 随车联网发展,V2X OBU取代ETC OBU。与ETC主要采用的DSRC技术相比,2017年3月在3GPP完成标准化工作的C-V2X技术具有更佳覆盖范围、更可靠通信、更低部署成本、与5G前向兼容等优势。2020年,美国联邦通信委员会(FCC)正式宣布放弃DSRC并转向C-V2X,意味着由我国主推的C-V2X成为全球车联网唯一的国际标准。传统ETC OBU无法满足更加广泛的V2X应用需求,因此OBU设备向采用了C-V2X技术标准的V2X OBU发展,各家厂商纷纷推出新产品。 图表8:ETC和V2X差异 V2X终端将向5G NR V2X发展,满足高级别自动驾驶需求。C-V2X是基于蜂窝移动通信为基础的V2X技术,分为LTE V2X和5G NR V2X。由于时延和可靠性的短板,基于LTEV2X的车联网解决方案只能用于辅助驾驶和初级自动驾驶场景,必须通过更新V2X技术满足未来高级别自动驾驶的需求,5G新空口(New Radio,5G NR)V2X应运而生。V2X车载终端将由LTE V2X OBU向5G V2X OBU发展。 图表9:5G NR车联网应用场景 V2X车载终端正在与T-BOX等融合,提高集成度。近年来,车辆电子电气架构出现了不同形态和路线。C-V2X前装上车需要匹配车辆电子电器架构的演进方向、ADAS/自动驾驶落地以及车辆安全性提升的要求。各厂商积极探索V2X车载终端与T-BOX、定位模块、域控制器等融合,产品形态较为丰富。 V2X+T-BOX融合:将C-V2X与4G/5G通信功能集成在一起,T-BOX负责车辆的通信功能,包括蜂窝通信和车联网通信。如上海博泰基于华为MH5000模组、自研的车规级前装终端,具备5G、C-V2X通信功能,能够为车辆提供典型V2X应用,产品除了能够完成传统车载T-BOX的全部功能,还可以提供V2X全链服务,支持各车厂定制软件系统融合,为车辆提供信息采集、智能车辆控制、辅助驾驶、蓝牙钥匙、手机车机互联、AR导航、高精度地图导航等服务。 图表10:上海博泰推出5G+C-V2X T-BOX V2X+ETC+T-BOX融合:金溢科技发布了双模V2X车载终端(ETC+V2X)CB-LY15(前装版),集成ETC、5G两种通信技术,并搭载T-BOX功能,全面服务于自动驾驶辅助、车路协同、远程监控、ETC收费等多场景应用。 图表11:金溢科技双模V2X车载终端 图表12:金溢科技双模V2X车载终端产品特点 5G+V2X智能天线:德赛西威"5G V2X智能天线"集成了5G MIMO、C-V2X、WI-FI、BLE、双频GNSS、AM/FM等多天线技术单元,以及高精度IMU、GNSS模块,具备5G低延迟大宽带通信能力,支持厘米级高精度定位、车路协同以及V2X等服务,具有T-BOX、“鲨鱼鳍”智能天线、平板智能天线等多种产品形态,满足终端车辆多元需求 V2X+域控制器融合:V2X直连通信主要面向车辆安全,属于ADAS域或自动驾驶域,因此可以将V2X与域控制器融合。如中信科智联发布C-V2X融合智能驾驶域控制器解决方案,基于DMD3A&地平线J3融合型车路协同域控制器解决方案,支持C-V2X直连通信,可实现车车(V2V)、车路(V2I)协同,并集成前向视觉处理功能,可实现网联式自适应巡航CACC功能。 图表13:中信科智联发布C-V2X融合智能驾驶域控制器解决方案 V2X+网关融合:根据车辆电子电器架构中越来越海量的信息交换数据,以及可靠性与实时性越来越高的要求,厂商探索将C-V2X融合到信息交换域中。如云驰未来发布了国内首款车规级5G自动驾驶车载安全网关L3000,支持5G、千兆车规以太网,集成C-V2X功能,进一步拓宽了对整车异构网络的网联能力。 图表14:云驰未来发布集成C-V2X功能的车载安全网关 2.车路云规模化落地有望推动V2X车载终端市场快速成长 2.1利好政策有望推动V2X终端渗透率快速提升 V2X终端渗透率较低,但开始小批量前装搭载。当前智能网联车路云一体化建设主要以示范区、先导区等局部试点为主,因此安装V2X OBU的车辆主要是在示范区、先导区等运行的测试车辆。整车厂以及普通用户后装意愿较低,在当前路侧基础设施不完善的情况下用户不愿意为此买单。以北京亦庄示范区为例,截止2024年3月,只有800多辆车开展测试验证和商业化试点探索。其他试点区域改装车辆也比较少,如湖南长沙到2023年初只改装了两千多台公交车,重庆到2023年8月才改装了1095辆网约车。但随着智能网联技术的演进和升级,V2X终端搭载率也在快速提升。根据佐思汽研数据,2023年乘用车C-V2X前装率约为1.2%,前装规模超过27万辆,预计2026-2027年迎来大规模装车期,乐观预测前装率最高可突破9%。 图表15:2023-2027年中国乘用车前装C-V2X装配率 图表16:示范区搭载V2X终端车辆数量梳理 多重政策驱动V2X终端高速增长。近期,智能网联车路云一体化相关利好政策密集出台,产业化推进节奏不断加快,智能网联建设进入快通道。2024年1月,工信部、公安部等五部门联合印发的《关于开展智能网联汽车“车路云一体化”应用试点工作的通知》(下称《通知》)中明确规定分类施策提升车端联网率,试点运行车辆100%安装C-V2X车载终端和车辆数字身份证书载体;鼓励对城市公交车、公务车、出租车等公共领域存量车进行C-V2X车载终端搭载改造,新车车载终端搭载率达50%;鼓励试点城市内新销售具备L2级及以上自动驾驶功能的量产车辆搭载C-V2X车载终端。同时,2024版中国新车评价规程(C-NCAP)正式将V2X纳入评测范围,装配C-V2X可以保证主机厂在新车主动安全领域获得更好成绩,该规则自2024年7月开始实施。在政策推动下,各地也逐步开启项目规划落地。北京、武汉、杭州、福州等地均在积极推动车路云一体化建设,2024年7月3日,首批“车路云一体化”试点城市名单公布,北京、上海、重庆、鄂尔多斯等20个城市及联合体入选,覆盖全国16个省市自治区。此次“车路云一体化”首批试