汽車智能化推動汽車傳感器需求“爆棚”，這些傳感器迎來上車高潮

2022-09-15 19:22:01  信息編號：K223801  瀏覽次數：87

隨著汽車的智能化程度提高，車載傳感器的需求也水漲船高。車用傳感器類型可以分為相對成熟的傳統市場和受智能駕駛驅動興起的新市場。傳統的市場的進入門檻已經被國外龍頭抬高，不過在新市場上中國傳感器企業仍有機遇。

隨著汽車智能化、電動化趨勢推進及發展，汽車電子產業快速發展，汽車傳感器作為自動駕駛關鍵技術整體規?？焖贁U張。億渡數據顯示，2017-2021年，我國汽車傳感器市場規模從157.3億元增長至263.9億元，CAGR為13.8%。在新能源汽車快速擴張和自動駕駛快速發展下，我國汽車傳感器市場規模將迎來快速增長的態勢。國海證券研報數據顯示，預計2025年中國乘用車汽車傳感器市場規模有望達1003.8億元，2021-2025年CAGR達39.19%。

在自動駕駛的層級結構中，汽車傳感器處于感知層，產品附加值高，是實現單車智能駕駛的核心硬件，智能駕駛級別提升帶動單車傳感器量增長。目前自動駕駛汽車搭載了ADAS系統（高級駕駛輔助系統）的車輛需要安裝更多的傳感器，如蔚來ES8搭載了20余個傳感器，小鵬P7搭載30余個傳感器，北汽極狐阿爾法S華為HI版搭載了34顆傳感器，長安深藍SL03配備了34顆傳感器，Waymo的第五代自動駕駛系統共約40個傳感器。

就目前汽車傳感器市場結構占比情況而言，車載攝像頭和毫米波雷達占據主要市場規模，主要是因為攝像頭發展較快，市場認可度高，而毫米波雷達整體成本較低。就趨勢而言，激光雷達是多傳感器的基礎，是未來主要發展趨勢，雖然目前激光雷達高成本影響了激光雷達量產規模和智能汽車搭載進度，但激光雷達芯片化采用成熟的半導體工藝（如CMOS工藝)，具有體積小、集成度高等優勢，可成為激光雷達大規模量產和降本的重要發展方向。值得一提的是，多傳感器融合方案是未來高階自動駕駛的發展趨勢。

目前駕駛自動化水平不斷升級的趨勢已經顯現。在自動駕駛目標驅動下，智能汽車數量、單車搭載傳感器的數量持續增長，各類汽車傳感器均有望受益。中金證券認為，受益于自主品牌新能源車型市占率走高，國內汽車傳感器企業有望憑借技術積累、快速響應以及下游客戶的國產化需求迎來產業升級的黃金機遇。

汽車智能化和電氣化驅動車載傳感器升級

汽車傳感器的功能從感知車內系統升級到兼顧對環境和人的感知。根據功能區分，汽車傳感器可分為環境感知和車身感知兩大類，其中車身感知傳感器負責對車內系統的感知；環境感知傳感器是自動駕駛時代的新增量，負責對車艙內艙外環境的感知及對駕駛員和乘客的感知。我們認為，在汽車智能化和電氣化的驅動下，車身感知傳感器及環境感知傳感器均迎來行業機遇。

驅動力一：汽車智能化

自動駕駛滲透率提高，推動傳感器配置率、價值量提升。在法規政策、關鍵技術進步的不斷助推下，2021年9月我國L2級乘用車新車市場滲透率已經達到20%。與此同時，奔馳L3級別自動駕駛汽車有望在2022年實現落地。奔馳L3級別自動駕駛的落地離不開大量傳感器的應用，在常規ADAS（毫米波雷達等）的基礎上，DRIVE PILOT預埋了更多軟硬件以實現“冗余”，增加了包括激光雷達、側窗攝像頭、濕度傳感器等設備，并配備更系統的地圖定位、差速GPS以輔助L3級別的自動駕駛。我們認為，隨著自動駕駛升級，功能復雜度與傳感器需求呈正向關系，對雷達以及攝像頭的選用趨勢明確，硬件預埋+OTA模式推動傳感器滲透率、采用率、價值量快速上升。

車身感知傳感器智能化升級的驅動因素是汽車零部件及架構的智能化升級。作為車規級產品，傳統車身傳感器在技術和成本上已近穩態，但傳感器的綜合應用仍具有邊際價值。例如，智能座艙中人臉識別、智能進入、個性化車身控制等功能依賴于對駕駛員的感知；智能空調出風口、智能氛圍燈對內置傳感器提出智能化需求。我們認為，汽車智能化升級背景下，車身感知傳感器應用場景更加豐富，同時智能化的要求有望提升價值量。

驅動力二：汽車電氣化

新能源汽車持續高景氣度，車身傳感器迎行業機遇。新能源汽車從根本上變革了汽車的動力與傳動系統，能量由動力電池提供，對應的傳感器也有所不同；車內大部分機械的剛性信號被柔性的電信號取代，電源系統中電流傳感器需求提升；為更好控制電機的出入電壓計電流，傳感器精度要求隨之提升。我們認為，新能源汽車滲透率提升，將帶動相關車身傳感器需求放量。

大市場與大機遇

Global Market Insights的一項新研究預測，到2030年，汽車傳感器市場規模將超過550億美元。各種類型的傳感器，包括LiDAR、壓力、溫度和圖像等在去汽車安全解決方案中發揮著關鍵作用，在發生事故或撞車事故時它們能夠提供更高的準確性和更快的響應速度。此外，許多監管機構也發布了規定，要求汽車制造商為其新車型配備被動安全系統，這可能會增加對汽車傳感器技術的需求。

市場不斷增長將會帶來傳感器種類、數量雙提升。作為能夠做出關鍵自主決策的自動駕駛系統的一部分，傳感器融合系統必須滿足嚴苛的功能與信息安全標準。目前無論是車廠還是Tier 1還是半導體供應商都在積極尋找傳感器融合的方法，但尚未出現一種經過驗證、可靠的方案。中國新能源汽車產銷量已經連續7年全球第一，在這樣的大市場留給中國傳感器公司的是一片廣闊天地。

值得一提的是每個傳感器均有其局限性，無法僅憑自身提供車輛周圍環境的全部信息，以實現安全功能。通過組合來自多種傳感器的信息即可生成完整的環境模型，其置信度足以啟用ADAS功能或自動駕駛功能。因此現在各個大廠已經在探索傳感器的融合。

考慮到中國車用半導體的整體發展都相對滯后，暫時沒有廠商有足夠的實力完成這樣的項目，這或許需要多個領域的廠商齊心協力。

車身傳感器——電動智能化帶來結構性機遇

車身感知傳感器廣泛應用于汽車各個部位。車身感知傳感器主要負責車身狀態信息的采集，如溫度、車速、壓力、位置、加速度、振動、胎壓、油壓等汽車靜態與動態信息，將采集的信號轉化為電信號傳輸到汽車的中央處理單元中。車身感知傳感器主要分布于汽車動力系統、傳動系統、底盤及安全系統及車身舒適性系統中，根據功能可分為速度傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器等；按工作原理可分為電學式傳感器、磁學式傳感器、光學式傳感器等。

溫度傳感器：市場規模穩步提升

傳統燃油車和新能源電動汽車對溫度傳感器的需求方向不同。燃油車溫度傳感器主要用于監測發動機進氣溫度、冷卻水溫度、燃油溫度等；新能源汽車溫度傳感器包括電池溫度監測傳感器、電機溫度監測傳感器和電池冷卻系統溫度傳感器等。我們預計，相較于傳統燃油車，新能源汽車減少發動機、變速器中溫度傳感器的需求約5到10個，新增對三電系統溫度監測需求10到20個，溫度傳感器單車需求整體上移帶動單車價值量走高。

電池系統溫度傳感器確保電池在適宜工作溫度下穩定工作。新能源車企及動力電池廠商需要確保動力電池溫度可以做到可靠的監控與調節，防止電池出現過熱等現象，延長電池的工作壽命，通常會用到多個溫度傳感器配合算法與處理系統收集并分析電池數據，計算電池組荷電量（SOC）、充放電比功率及動力電池溫度。

新能源汽車滲透率提高，帶動汽車溫度傳感器市場規模小幅上升。假設新能源汽車溫度傳感器單車搭載量為20個，燃油車溫度傳感器單車搭載量為10個；2021年溫度傳感器均價約為20元/個，之后以每年3%的幅度下降。我們測算，2021年全球乘用車溫度傳感器市場空間為129億元人民幣，中國汽車溫度傳感器市場空間為48億元人民幣，在價格年降與新能源車滲透率提高的相互作用下，2021年-2026年汽車溫度傳感器市場空間穩步上升。

汽車溫度傳感器主要參與者為國際巨頭，國內廠商初露頭角。據Mordor Intelligence數據，全球汽車溫度傳感器CR5約為50%，參與者以國際巨頭為主，主要包括Sensata、NXP、安費諾、博世和大陸。目前來看，中國廠商在全球范圍內替代日本廠商的難度較大，國內第一梯隊溫度傳感器企業華工高鋰已成功從家電領域切入汽車前裝市場。

壓力傳感器：空調、胎壓等細分市場擴容

壓力傳感器是將壓力信號轉換為電信號并輸出的器件，可分為低壓傳感器（主要采用MEMS工藝）與中高壓傳感器（主要采用陶瓷燒結技術）。壓力傳感器廣泛應用于汽車的各個子系統中。汽車中高壓傳感器中，機油壓力傳感器、空調壓力傳感器、變速壓力傳感器價值量占比較大；低壓MEMS傳感器主要應用于汽車動力、底盤系統，如胎壓監測系統。

壓力傳感器空調、胎壓等細分賽道擴容。高壓傳感器按應用領域汽車空調、機油壓力、變速箱壓力分別測算。新能源汽車滲透率提高，汽車空調壓力傳感器市場量價齊升。燃油車空調壓力傳感器單車搭載量約1個，單價約30元/個；新能源車空調壓力傳感器單車搭載量約為4個，單價約70元/個。機油壓力和變速箱壓力只用于燃油車，市場空間逐漸萎縮。MEMS低壓傳感器在汽車中的應用主要為胎壓監測和進氣壓力監測，預計MEMS低壓傳感器單車搭載量分別為4個、2個。我們測算，2021年全球乘用車壓力傳感器市場空間約為186億人民幣，中國汽車壓力傳感器市場空間約為68億人民幣。

高壓領域中汽車空調壓力傳感器全球市場Sensata一家獨大，形成寡頭壟斷的市場格局。國內廠商已開始切入國產前裝市場。國內企業中安培龍技術源于Sensata，在壓敏芯體、產業結構等方面形成自身積累，已經切入比亞迪、通用五菱前裝市場。胎壓監測領域保隆科技占據15%市場份額，公司TPMS傳感器逐漸自研，我們認為，保隆科技未來份額有望提升。

速度傳感器：汽車智能化提升市場需求

車載速度傳感器是汽車電子控制系統的關鍵部件，用于檢測車輛的速度。車內控制計算機利用速度輸入信號控制發動機怠速、自動變速器換擋、發動機冷卻風扇開閉、巡航控制等功能。按照輸出信號不同車速傳感器可分為磁電式傳感器、霍爾式車速傳感器、光電式車速傳感器，目前磁電傳感器和光電傳感器是汽車中應用最廣泛的兩種速度傳感器；按照安裝位置及功能不同可分為發動機轉速傳感器、車速傳感器、輪速傳感器、減速傳感器。

車速傳感器集成于汽車多個子系統中，并跟隨智能化趨勢有所升級。速度傳感器廣泛分布于汽車多個系統中，如空氣懸架將在前輪和后輪附件加設加速度傳感器；速度傳感器同樣可集成在智能車燈系統中，用以實現汽車遠近光燈及激光大燈自動變換等進階功能。我們認為，汽車智能化將為車載速度傳感器帶來增量需求。我們測算，2021年至2025年全球乘用車速度傳感器規模CAGR為6.4%。

國產廠商有望在車載速度傳感器領域中實現國產替代。根據Marklines數據，全球車載速度類傳感器主要參與者包括博世、大陸、電裝、日立和德爾福。中國供應商中，保隆科技輪速傳感器目前已經配套供應小鵬P5及理想L9，我們預計保隆科技未來有望進一步提高市場份額。

氣體傳感器：車載空氣品質市場擴容

氣體傳感器未蓬勃發展的朝陽產業，逐步拓展至新型下游場景。氣體傳感器可以對氣體的溫度、濕度、壓力、流量、濃度進行檢測和控制，廣泛應用于工業、環境監測、空氣品質改善、智能家居、醫療器械開發及汽車等領域，根據前瞻產業研究院數據，2020年氣體傳感器產業規模已達到600億元以上。

用于動力系統的氣體傳感器受新能源車滲透率走高影響較大，車載空氣品質氣體傳感器滲透率有望走高。車用氣體傳感器主要包括用于尾氣處理系統中的O2及NOx傳感器，以及用于車內凈化系統的針對粉塵、CO2、甲醛及VOC等氣體檢測的車載空氣品質氣體傳感器。其中，發動機O2及NOx傳感器分別用于汽油車及柴油車，是燃油尾氣后處理系統的重要部件，在新能源車中被淘汰。車載空氣品質氣體傳感器目前滲透率較低，在燃油車和新能源車中都可得到應用。此外，針對新能源汽車電池冷卻用冷媒泄漏監測的氣體傳感器隨著新能源車放量市場空間廣闊。我們認為，新能源車滲透率走高背景下氣體傳感器內部有望發生結構性變化，此消彼長下氣體傳感器市場空間有望維持穩定。

我們測算，2021年用于汽油車尾氣處理系統的氧傳感器全球市場空間為105億元，隨著新能源車滲透率提升，未來市場空間逐步下降。車載空氣品質傳感器市場規模目前較低，未來有望提升。我們測算，2021年至2026年全球車載空氣品質傳感器市場規模CAGR為16%，對應2026年全球市場空間約為35億元。

氧傳感器單車價值量較高，市場被海外巨頭壟斷且地位相對穩固。博世與日本NTK的市場份額合計超過60%，其余主要參與者包括日本電裝、日本NGK、德爾福。車載空氣品質傳感器領域，國內廠商四方光電打破國外壟斷，已經進入一汽大眾、東風汽車、長城汽車、吉利汽車、奇瑞汽車、車和家等整車廠的供應商體系。

扭矩角度傳感器：跟隨驅動轉向系統升級逐步放量

扭矩角度傳感器TAS（Torque and Angle Sensor）位于汽車的電動助力轉向系統（EPS），以獲取方向盤力矩信號和轉角信號?；驹硎?，TAS與扭桿組裝在一起構成扭矩傳感器總成，方向盤轉動時，扭桿與扭矩傳感器的上半部分與下半部分存在一個相對轉角差，TAS通過檢測這個相對轉角來測量方向盤力矩。

扭矩角度傳感器TAS按技術原理分類，可分為接觸式電位器TAS、旋變式非接觸式TAS、霍爾式非接觸式TAS。其中基于霍爾效應的霍爾式非接觸式TAS市場應用較多，海拉、法雷奧和博世都為該領域龍頭企業。海拉的組合式轉向扭矩和角度傳感器集成與電動助力轉向系統，可以記錄轉向運動所需的扭桿角度和測量轉向輪位置變化的角度和速度。

EPS成為行業主力，TAS滲透率提高持續放量。我們認為，隨著自動駕駛滲透率提升及 L3 以上更高級別自動駕駛功能落地，驅動轉向系統向軟硬件功能復雜的高應用性 EPS 和 SBW（線控轉向）升級。TAS作為EPS的核心部件，受益于EPS滲透率快速提高市場空間廣闊。我們測算，每套EPS系統中配有1個扭矩傳感器，預計線控底盤短期內滲透率有限，EPS占據市場絕大部分份額，2021年全球乘用車扭矩轉向傳感器市場空間約為12億元，未來穩步上升。

扭矩角度傳感器主要玩家以外資品牌為主，市場格局相對較為分散。市場占有量最大的廠家分別是海拉、法雷奧和博世。其余主要參與者包括電裝、霍尼韋爾、TE Connectivity、奇石樂儀器、Bourns、Methode Electronics、Crane Electronics、Eltek Systems、FUTEK等。

電流傳感器：受汽車電氣化需求提升

電流傳感器收集被測電流的信息，并以電信號或其他形式輸出。根據測量原理不同，電流傳感器可分為分流器、磁通門電流傳感器、穿隧磁阻效應電流傳感器、電子式電流互感器等， 電流傳感器為磁傳感器的分支環節，我們認為，電流傳感器在各系統中的重要程度較高，雖然行業市場規模不大但具備一定的技術難度和進入門檻。

霍爾式電流傳感器結構簡單，技術門檻相對較低；磁通門電流傳感器精度更高，對應的技術難度也更高?；魻栯娏鱾鞲衅骰诨魻栃M行電流測量，其優點是結構簡單，但是易受干擾，因此已不適用于電動車中越來越精密復雜電源環境。磁通門電流傳感器利用易飽和磁芯受激勵電流大小影響的特性，通過改變電感強度從而改變磁通量，精度能達到0.1%以上（普通霍爾電流傳感器精度在0.5%~2%之間），廣泛應用于特斯拉Model3、比亞迪漢、理想ONE、小鵬P7等新能源車型。此外穿隧磁阻效應電流傳感器，其具備能耗低、溫漂低、靈敏度高等優點，能有效改善電流檢測的靈敏度與溫度特性，穿隧磁阻效應電流傳感器有望在新能源電動汽車電池管理系統中對霍爾傳感器起到替代作用。我們認為，磁通門電流傳感器及穿隧阻尼效應電流傳感器更符合新能源車的要求，有望在新能源車中實現對霍爾傳感器的替代。

新能源汽車使用電能作為動力來源，增加對電機、電機控制器、電池管理系統等設備的電流監測需求。純電動汽車使用電機、電控系統和電池組來為汽車提供動力，需要對電流進行采樣和監測，需要用到的裝置包括：1）發電機、電動機的功率控制器，用以對三相電流進行采樣；2）電池管理系統中電流傳感器用以監測電流充放電動態電流，保護動力電池組；3）充電系統中電流傳感器用以監測充電樁對充電電流的控制和電量的測量。我們認為，新能源車滲透率提高驅動車規級電流傳感器需求放量。

車載電流傳感器市場空間逐步擴大。新能源汽車中需要約1個磁通門類電流傳感器和5個霍爾式電流傳感器，其中磁通門類電流傳感器單價較高，霍爾式電流傳感器單價較低，合計ASP約為350元。我們測算，2021年全球/中國乘用車電流傳感器市場空間分別為19.3億元/10.0億元，2026年全球/中國汽車電流傳感器市場空間分別為57.1/28.6億元，對應CAGR分別為24.3%/23.5%。

電流傳感器國產滲透率相對較低，外資品牌占據主導。萊姆電子是瑞士LEM集團在中國的獨資公司，LEM集團是全球電流傳感器龍頭，成立于1972年，專注電流傳感器領域50年，主要聚焦于工業、鐵路、能源與自動化、汽車四大領域。國內廠商方面，比亞迪自研電流傳感器并將其用于自有的新能源車，從而占據了一定的市場份額。保隆科技不斷豐富在傳感器領域的產品線，目前已切入電流傳感器領域。

旋變傳感器：新能源車動力系統升級打開市場空間

旋變傳感器根據電磁感應原理工作，屬于位置傳感器的一種，用于測量旋轉物體的角位移和角速度。旋變傳感器由定子繞組和轉子繞組組成。在新能源車上，旋變傳感器是驅動電機的核心部件，可以用來對驅動電機進行方向、轉速上的控制。

新能源車動力系統升級，拉動旋變傳感器市場擴容。隨著新能源汽車向高端市場滲透，消費者對汽車性能和續航能力提出更高需求，特斯拉Model S甚至推出三電機驅動模式。我們認為隨著雙電機版本電動車價格區間持續下探，新能源車單電機向雙電機乃至多電機升級或成趨勢，旋變傳感器作為驅動電機的核心部件市場空間將進一步打開。

每個電機配套一個旋變傳感器，多電機滲透率提高推動旋變傳感器放量。每個驅動電機需要配備一個旋變傳感器；在雙電機/多電機模式中，單車配套2或3個旋變傳感器，疊加新能源汽車滲透率持續提升，旋變傳感器的市場增量較大。假設使用雙電機模式的新能源乘用車銷量占比增長，2021年旋變傳感器單價約為60元，之后以每年3%的幅度下降。我們測算，2021年全球/中國新能源車用旋變傳感器市場規模為3.9/2.0億元，2026年全球/中國新能源車用旋變傳感器市場規模為13.5/6.7億元，對應CAGR分別為28.0%/27.2%。

目前全球旋變傳感器市場由日本廠商多摩川、美蓓亞和泰科主導。國內企業中蘇奧傳感投資常州華旋傳感，目前已經實現國產替代進口品牌在新能源汽車上的應用，成為上汽乘用車、東風汽車、華域電動、日本電產、采埃孚，中國中車，比亞迪，聯合電子等知名企業的合格供應商。我們認為，公司產品在汽車行業核心客戶的持續滲透有望打開更大的市場空間。

慣性傳感器：慣性導航系統的核心硬件助力自動駕駛

慣性傳感器在智能汽車中滲透率逐步提升。慣性傳感器是自動駕駛的慣性傳感器是基于慣性定律用來檢測和測量加速度與角速度的傳感器，主要的外部形態有加速度計、陀螺儀等，早在智能汽車的安全氣囊、電子穩定控制系統ESC中有所應用，逐步拓展到定位和導航場景中。

慣性傳感器作為慣性導航系統的核心硬件，助力汽車自動駕駛。慣性測量單元（IMU）是慣性導航系統的核心硬件，集成了陀螺儀、加速度計。由于自動駕駛升級需要對各種極端場景更精確的感知，而常用的GNSS信號定位會存在定位失效或誤差過大等問題，基于慣性傳感器輔以軟件算法的慣性傳感器可以實現極端環境下獨立工作，是當下提高自動駕駛精度的主流選擇之一。我們認為，隨著慣性導航系統搭載率不斷提升，慣性傳感器有望放量。

自動駕駛滲透率提升、自動駕駛級別提升、慣性導航系統在自動駕駛中滲透率提升三重因素疊加，車載慣性傳感器市場空間快速增長。2021年IMU（集成陀螺儀和加速度計）單車價值量約為1500元，假設未來每年以5%的幅度降低。我們測算，2021年全球/中國乘用車IMU市場規模為21.9/7.9億元，2026年全球/中國乘用車IMU市場規模為437.9/165.7億元，對應CAGR分別為82.0%/83.8%。

慣性傳感器領先企業為博世、松下、村田和ST，目前我國加速度計對外依存度較高，高端產品和部件幾乎依賴進口，慣性測量單元的主要供應商仍然以國外巨頭為主。國產廠商中，導遠電子和華依科技開始布局IMU，華依科技目前已完成慣性測量單元（IMU）的測試驗證，并與上汽集團前瞻技術研究部進行深度合作，相關產品已進入與主機廠匹配階段。我們認為，隨著國產廠商技術成熟、慣性導航系統在自主品牌車企中滲透率提高，慣性傳感器國產替代空間廣闊。