详解：汽车新四化推动汽车PCB单车价值量提升

PCBworld 2022-08-12 11:00

【应用手册】TI 全新MCU及C29内核的能源设施应用方案 如何增强能源基础设施的实时控制？

新四化下，汽车电子整车占比持续提升，汽车电子应用中 PCB 为重要底座支撑，提升汽车 PCB 的应用需求。

智能化：智能驾驶推动

ADAS传感器PCB应用需求提升

智能驾驶浪潮汹涌

ADAS传感器快速发展

智能化下汽车 pcb 需求增长，车用传感器均需要 pcb。汽车智能驾驶成为产业发展的核心目标，保障驾驶安全以及实现无人驾驶使得汽车需要多种传感器，而这之中需要有控制发动机性能和车辆安全性的微芯片，汽车越来越依赖可靠的印刷电路板。所有的安全功能，如昏昏欲睡的驾驶员警报、盲点检测，都需要 PCB。

ADAS 渗透率持续提升，未来预计装配量仍将持续增长。根据佐思汽研的数据，2020 年 1-11 月份配备 L2 级自动驾驶功能的乘用车上险量 260.0 万辆，同比增长 118.9%；装配率 16.1%，比上年同期增加 9.3 个百分点。尽管受多重负面影响，L2 装配量实现逆势上涨，市场表现出需求强劲。

自动驾驶驱动摄像头与雷达需求，1V1R 目前为主流应用。根据佐思汽研的数据，2020 年 1-11 月，L2 级功能的主流方案有 1V1R（1 摄像头+1 前向毫米波雷达）、1V3R（1 摄像头 +1 前向毫米波雷达+2 后角雷达）两种，合计市场占比到 89.3%，其中 1V1R 方案占比最大，为 60.5%。造车新势力以及部分车企采用了 2 后角雷达，预计未来摄像头与毫米波/激光雷达的应用量将增加。

Arbe 预计未来 L3 级以上自动驾驶占比会有所提升，带动传感器数量增长。预计到 2025 年，L3 级别自动驾驶占比达到约 10%，L4-L5 级别仅为 1%，而各等级自动驾驶对于传感器需求不同，预计 L5 等级总共需要传感器 32 个，包括超声波传感器 10 个，短距雷达传感器 6 个，长距雷达传感器 2 个，激光雷达 1 个等。自动驾驶的不断发展将带动传感器数量增加，进而推动车用 PCB 需求提升。

毫米波雷达为例：

77GHz成为发展趋势，PCB量价齐升

毫米波雷达基于 PCB 构成。毫米波雷达的构成中包括控制电路、DSP、算法、PCB 等，PCB 为其中的基础支撑，对于毫米波雷达的性能具有重要的影响。根据头豹研究院数据，截至 2019 年 10 月，中国毫米波雷达成本构成中，PCB 占约 10%的比例。77GHz 毫米波雷达成为主流，对比 24GHz 拥有显著优势。

目前各国对于毫米波雷达分配频段不同，主要集中在 24GHz 和 77GHz，少数国家（如日本）采用 60GHz 频段。对比 24GHz 的毫米波雷达，77GHz 雷达在体积尺寸、速度分辨率、信噪比等指标上拥有明显的优势。2018 年 12 月，77GHz 毫米波雷达的单月出货量已超过 24GHz 毫米波雷达，我们预计未来 77GHz 毫米波雷达应用将逐渐增多。

77GHz 毫米波雷达对于 PCB 要求提升，带动 PCB 价值量提升。在毫米波雷达中 PCB 对其性能具备一定影响，所以对于 PCB 的性能要求随之提升。包括材料的电气特性、材料的可靠性方面需要有严格的考量，以提高天线增益和扫描角度或范围，满足雷达探测和定位精度以及保证在不同的工作环境如不同温度或湿度下仍能保持稳定。

智能驾驶推动PCB市场蓬勃发展

量价齐升下市场空间可观

对智能驾驶 ADAS 传感器相关 PCB 市场进行测算：

1. 新车销售量：参考 OICA 销售数据，2019 年约为 0.9 亿台，2020 年由于疫情有所下滑至 0.8 亿辆，假设 2021 恢复 2019 年水平此后以 3%增长率提升。

2. ADAS 渗透率：根据高工智能汽车研究院数据，2020 年 7 月国内 L0-L2 辅助驾驶功能搭载率为 38.71%，假设 2021 年全球 ADAS 搭载率达到 30%，后持续增长，至 2025 年达到 65%。

3. ADAS 传感器 PCB 单车价值量：根据佐思汽研数据，特斯拉 Model 3 的 ADAS 传感器 PCB 价值量在 536-1364 元之间，假设 2021 年平均单车 ADAS 传感器 PCB 价值量为 500 元，此后不断增长，至 2025 年达到 700 元。由此计算得到 2021-2025 年全球 ADAS 传感器 PCB 市场规模分别为 135.0/204.3/300.8/395.3/460.9 亿元，期间 CAGR 达到 35.9%。

智能化：智能座舱多屏化发展

与座椅电动化显著提升PCB用量

消费者对于汽车需求改变，新功能应运而生。汽车由 1860 年代发明内燃机开始至今发展已超过 150 年，2010 年开始消费升级、新四化成为汽车主流趋势，人们对于汽车的需求开始出现变化，从满足安全需求逐渐上升至个性化的需求，能体现使用者的自我意愿。汽车定义逐渐由出行工具转变为第三空间。

智能座舱新时代来临。由于人们对于汽车的新个性需求，力求打造第三生活空间，智能座舱应运而生。驾驶舱的发展阶段历由电子座舱逐渐演变为智能助理、人机共驾和第三生活空间，智能座舱将实现包括娱乐、互联、定位、服务等功能。

汽车屏幕与仪表向多屏化大屏化发展

中控显示与液晶仪表加速渗透，市场规模快速增长

中控屏持续更迭，向智能化、多功能化发展。中控屏的发展历经多个阶段，从最初汽车中控全部由按键旋钮组成，到最初高端车型出现功能简单的屏幕，随后屏幕功能不断完善，向智能化发展。目前汽车中控屏已经可以实现包括自主导航、影音娱乐、倒车影像等多项功能，智能化、功能集成化的升级演变使汽车中控屏不断承载智能座舱关键核心功能，成为汽车座舱中不可或缺的部分，带动整体需求。

液晶仪表历经技术革新，数字化科技化成为主要方向。汽车仪表经历了从机械式仪表、电气式仪表、模拟电路电子式仪表向虚拟仪表的不断演进，目前全数字化虚拟仪表已经成为应用主流，利用计算机的显示、处理、存储能力来模拟物理仪表的处理过程。数字化仪表采用液晶显示，其信息显示更加全面精准，进一步保障驾驶安全，并且提升了整车科技感与驾驶体验。

未来发展趋势：多屏化、大尺寸，实现量价齐升

多屏化成为趋势，带动汽车触控屏需求增长。根据佐思汽研数据，2021 上半年多屏与联屏车型呈现激进式逆势增长。其中，中控多屏车型销量同比增长 61%，座舱联屏车型销量同比增长 155%。这一销售成绩表明车企推动多屏联屏的决心显著，同时市场接受度也较高，预计未来多屏联屏汽车将持续增加，提升汽车触控屏的整体需求。

新上市车型平均屏幕数量预计持续快速增长。随着智能驾驶技术的不断提升，人们在车内有更多的闲暇时间需要娱乐或其他活动，座舱成为人们的第二个办公室、第二个客厅。车企纷纷推出多屏化新车，根据佐思汽研数据，2019-2025 年新上市车型平均屏幕数量将呈现快速增长，由 2019 年 1.62 个增长至 2025 年 2.66 个，多屏将逐渐成为新车标配。

大尺寸也成为车企主要推动方向，增加屏幕价值量。除了屏幕数量的增加，屏幕尺寸也迎来不断增长，尤其以新能源汽车为典型代表。CINNO Research 数据显示，2021 年前三季度中国市场新能源乘用车中控显示屏 CID 12.0”及以上尺寸段的销量占比为 48%，较传统燃油车同尺寸段 CID 提升 29 个百分点。此外，在液晶仪表方面，CINNO Research 数据显示，中国市场新能源乘用车液晶仪表 8.0” -10.0”和 12.0”及以上的占比分别为 20%和 45%，较燃油车搭载同尺寸段的液晶仪表分别提升 13 个百分点和 20 个百分点。

传统车企 2021 年新上市车型跟上大尺寸步伐。2021 年新上市车型多搭载 10 英寸以上的液晶仪表。预计汽车中控 14 英寸尺寸屏幕占比将显著提升。根据佐思汽研数据，2019 年汽车中控尺寸 0-8 英寸占比为 72%，14 英寸以上仅为 2%，预计至 2025 年，14 英寸占比将显著提升至 20%，0-8 英寸占比则将缩小至 28%。大屏化趋势明显。汽车仪表方面，2021 年前三季度中国乘用车液晶仪表装配量 654.4 万台，同比增长 44.5%，其中 12.0 英寸（含）-13.0 英寸（不含）液晶仪表装配车型装配量最高，为 251.2 万台，同比增长 35.0%。10.0 英寸（含）-12.0 英寸（不含）区间的液晶仪表装配量增速最快，同比增长 173.8%至 118.6 万台。预计未来 10.0 英寸-12 英寸液晶仪表也将成为应用主流。

显示屏重要基础，多屏化带动PCB需求

电子元器件基座，显示屏/液晶仪表需求增加带动 PCB 出货量增长。以车载显示屏为例，内部含有 PCB/PCBA，用来支持显示屏通信、数据传输、触碰显示等功能。显示屏 PCBA 上选用的所有物料均为满足车规(AEC-Q)标准的器件。我们认为，随着汽车智能座舱发展，车载显示屏与液晶仪表平均单车数量的不断提升，将带动 PCB 的需求持续增长。

汽车座椅电动化趋势到来，

拓展PCB应用场景

汽车座椅需求量有望低谷回升。根据前瞻产业研究院数据，中国汽车座椅新车需求量在 2018-2020 年呈现下滑态势，主要与汽车产量下降有关，但在 2020 年降幅已明显收窄，同比下降 1.7%。我们认为汽车座椅需求量有望实现低谷回升，在整体汽车行业回暖的背景下，汽车座椅需求量预计重新回到增长轨道。

汽车座椅未来发展趋势：轻量化、舒适化、智能化/电动化为主旋律。研究汽车座椅未来的发展趋势，除了安全性的提升外，智能化、轻量化以及舒适化是至关重要的。汽车座椅在整车重量占比上达到 6%，应用轻量化骨架材料将帮助整车实现轻量化需求；此外随着自动驾驶、智能座舱的发展，汽车智能座椅需求也将提升。同时目前车厂纷纷开始进行软件定义汽车，进行汽车运营业务，汽车座椅成为增值服务方向之一，汽车消费偏好升级下，人们愿意享受座椅更舒适的体验。如特斯拉 Model3 中就有后排座椅加热功能升级服务，对加热座椅服务进行售卖。

智能化座椅架构系统，PCB 是“关节”。座椅架构就如人类的关节、骨骼、眼睛和大脑，关节包括 PCB 板、可运算、可功能化的机电一体化执行机构。在关节基础上打造座椅骨架体系，相当于人的骨骼，形成一个运动系统。再通过眼睛，即车内雷达系统来观测座舱内的变化，最后通过算法（大脑）来支持座椅行走方向。

网联化：汽车联网有望成为标配，

T-Box/通信模组需求拉动PCB出货增长

车联网规模不断增长

联网或成为车厂标配

全球车联网规模快速增长。在整体车联网大趋势下，车联网渗透率有望快速上升，根据 IHS 预测，2022 年全球联网汽车保有量渗透率达到 24%。渗透率提升推动全球车联网市场规模快速上升，预计到 2022 年全球车联网市场规模将达到 1629 亿美元，同比增速维持 15% 左右，中国车联网市场则增长速度更高，到 2022 年增速大约为 25%。同时联网汽车新增销售量也将快速增加，据锐观咨询数据，预计 2022 年联网汽车新增销量将达到 9800 万台，其中嵌入式模组连接方式、手机连接方式和二者混合方式将分别达到 4800 万台、1800 万台和 3200 万台。

车联网催生多应用场景，下游产业需求助推行业发展。车联网下游应用场景丰富，在多种道路中可实现不同功能，服务于个人用户、行业用户与政府用户，逐步实现智慧驾驶，智慧道路最终到智慧交通的发展路径，下游的广泛需求也将拉动整体行业的快速发展。

我国乘用车 T-Box 装配率快速上升。作为帮助汽车实现联网功能的终端，T-Box 装配率有望得到快速提升。根据数据，我国乘用车 T-Box 渗透率预计从 2020 年 50%快速上升至 2025 年 85%。装配率提升将显著带动 T-BOX 及其零部件需求量。T-Box/通信模组中使用 PCB，助力通信功能实现。T-box 内部由多种电子元器件组成：WIFI 模块、射频电感、功率电感、晶体谐振器、陶瓷谐振器、热敏电阻、电池等等，这些电子元器件的连接都需要 PCB 进行支撑，故 PCB 在 T-Box/通信模组中不可或缺。

网联化相关PCB市场规模预测

此处市场规模预测基于对车载通信模组的渗透应用进行测算。对网联化 PCB 前装市场规模进行测算：前装市场测算：

1. 新车销售量：参考 OICA 销售数据，2019 年约为 0.9 亿台，2020 年由于疫情有所下滑至 0.8 亿辆，假设 2021 恢复 2019 年水平此后以 3%增长率提升。

2. 前装渗透率：根据佐思汽研数据，2020 年 Q1 乘用车 T-Box 装配率达到 46.7%，假设渗透率持续上升，2025 年达到 95%。

3. 模组平均价格模组网络制式不同价格不同，根据华为以及智研咨询提供的模组价格数据与占比我们预测平均模组价格。

4. PCB 占通信模组成本比例根据移远通信招股说明书，PCB 占车载通信模组采购成本比例约为 7.1%，我们假设成本占比持续维持 7%不变。根据移远通信 2020 年度报告，无线通信模组行业毛利率为 20.23%，我们假设未来行业毛利率维持 20%左右，计算无线通信模组 PCB 价格。

电动化：新能源汽车电控系统

拓展车用pcb新空间

新能源汽车推广节奏快

电驱系统增大汽车

PCB 应用场景新能源汽车进入放量增长期。根据 BNEF 预测，未来电动车将占据主导地位，电池电动车将占比超过新车销售量 50%，新能源汽车成为全球主要应用车型。2022 年 5 月中国新能源乘用车销量同比增速达到 91.9%，新能源汽车销量的增加将增加汽车电子销量。

中国新能源乘用车销量增速较高。根据中国乘用车市场信息联席会数据，2021 年中国新能源乘用车销量对比 2020 年增长显著，1-12 月每个月的同比增速均超过 120%，全年累计销量超 299 万辆，同比 2020 年增长 169%。2022 年继续延续快速增长态势，前五个月累计销售 171.2 万辆，同比增长 145.6%。我们认为，新能源汽车是汽车行业既定趋势，未来有望维持较高增速增长。

新能源汽车电控系统应用 PCB，拓展新市场空间。新能源汽车电控系统是其关键“心脏部位”，为新能源汽车提供动力，而电控系统多组件应用 PCB，提供 PCB 市场增量。电控系统 PCB 应用主要包括：

①VCU：由控制电路和算法软件组成，是动力系统的控制中枢，作用是监测车辆状态，实施整车动力控制决策。VCU 中的控制电路需要用到 PCB，用量在 0.03 平米左右。

②MCU：由控制电路和算法软件组成，是新能源车电控系统的重要单元，作用是根据 VCU 发出的决策指令控制电机运行，使其按照 VCU 的指令输出所需要的交流电。MCU 中控制电路 PCB 用量在 0.15 平米左右。

③BMS：BMS 是电池单元中的核心组件，通过对电压、电流、温度和 SOC 等参数的采集和计算，进而控制电池的充放电过程，实现对于电池的保护和综合管理。BMS 一般采用稳定性更好的多层板，单体价值较其他电路板高。作用是监测单体电池的电压、电流等指标，实现均衡控制，防止出现过压过流等损伤电池寿命和性能的情况。BMS 由于架构复杂，需要用到大量的 PCB,主控电路用量约为 0.24 平米，单体管理单元则在 2-3 平米。

以特斯拉为例，特斯拉电控系统中主控制部分，简称控制主板，MCU 采用 TI 公司的 TMS320F2611P8KO 芯片，为了达到高速运行时快速强大的运算和处理能力，还使用了一颗 ACTE 的 LA3P125VQG100 芯片配合使用，确保系统的稳定可靠性，而芯片的基础底座便是大块的 PCB。电动汽车逆变器同样为 PCB 应用场景之一。同样以特斯拉为例，拆解 Model 3 的逆变器， PCB 上集成了 MCU、开关电源、驱动芯片、泄放电阻等。

FPC挖掘电池PACK应用场景

延伸CCS产品

FPC 属于 PCB 一种类型，可根据层数进行细分。FPC 即挠性电路板，属于 PCB 一类，其可以细分为单层 FPC、双层 FPC、多层 FPC 以及刚挠结合板，具有不同的特点与应用场景。

FPC 有望替代传统线束方案，掘金动力电池 PACK 应用。目前汽车电池仍有部分采用传统线束方案，但主流动力电池企业的一致共识是，未来几年 FPC 替代传统线束的进程将会明显提速，主要原因在于相对于传统线束，FPC 拥有高度集成、自动化组装、装配准确性、超薄厚度、超柔软度、轻量化等诸多优势。相对于布线凌乱且占用空间的传统线束来说，FPC 线束布局规整、结构紧凑。根据信息，FPC 线束对比传统线束布局更加规整，且空间利用率高，同时相比于传统线束，合力泰 FPC 信号采集线的生产过程基本实现了自动化，生产效率高，尺寸精度高，适合规模化大批量生产。

部分 FPC 厂商向 CCS 产品延伸。除 FPC 存在大量新市场机遇外，部分 FPC 企业进行产业延伸，提供汽车 CCS（线束板集成母排）产品。如高澜股份旗下东莞硅翔从事 FPC/CCS 产品的生产制造，其 FPC/CCS 等产品可应用于包括广汽 AION S / V 在内的多种新能源汽车车型，是市场上动力电池生产企业的主要供应商之一。

FPC/CCS市场空间测算：

百亿市场正在启动

对 FPC/CCS 的市场空间进行测算：

①新能源汽车销量：根据 EV-Volumes 的数据显示，2021 年全球新能源车型累计销量近 650 万辆，较 2020 年同期增长 108%。我们预测此后销量增速将逐年下滑，2025 年全球新能源汽车销量约 2300 万辆。

②新能源汽车电池模组平均数量：假设 2021 年新能源汽车电池模组平均数量约为 8 个，此后由于续航要求的提升，每年电池模组平均数量有所增长。

③电池模组使用 fpc 数量：根据联赢激光微信公众号数据，单个电池模组对应 1 个 CCS， 1 个 CCS 一般配置 1-2 个 FPC，CCS 集合塑胶结构件、铜铝排等结构件。此处保守假设单个模组使用 1 个 FPC 进行测算。

④FPC 价格：根据奕东电子招股说明书内容，每平方米排版数量分为 15 个以下，15-50 个，50 个以上三类，而每平方米排版越多的 FPC 售价也越高。根据披露数据 2021 年 1-9 月，每平方米 15 个以下的 FPC 单位售价为 878.58 元/平方米，则单个 FPC 售价为 58.57 元以上，假设平均单个 FPC 价格为 60 元，此后每年有所下滑。

⑤CCS 单车价值量：根据联赢激光微信公众号披露，CCS 单车价值量约为 1000-1500 元，保守假设 2021 年为 1000 元，此后随着汽车电池模组平均数量提升+单位售价下滑因素叠加呈现先增后减的态势。

最终测算得到 2021-2025 年 FPC 与 CCS 的合计市场空间为 96.20 亿元/160.70 亿元 /239.79 亿元/306.22 亿元和 355.27 亿元。（报告来源：未来智库）

未来汽车发展趋势

对PCB性能提出更多需求

汽车电气系统运行的关键部件，强可靠性为必须。PCB 是汽车电子系统的关键部件，必须特别注意可能会导致短路或开路的 PCB 失效模式。PCB 关键特性包括绝缘、导电与机械，其常见环境负荷和组装负荷及其导致的可能失效模式主要包括外铜层裂纹、镀通孔或内铜层裂纹等六类。必须对 PCB 的失效模式进行了解并提供能够更加高效可靠运行的 PCB。

汽车新四化发展使汽车电子具体应用增加，PCB 多样化要求将会增加。电子产品越来越小，距离致动器（如引擎）越来越近，例如功率电子元件要能经受更高的温度；另一方面，诸如车载电脑之类的电子设备可更好地防止外部应力的作用，由于充电时间及一天 24 小时不间断服务，需要有更长的使用寿命。此外，电动化下相关 PCB 需要经受高电压的汽车环境，对于可靠性需求提升；智能化与网联化提高了对信号处理的要求，需要 HDI 技术提升以使用有几千个 I/O 和 BGA 间距<0.8 mm 的处理器和存储器。

来源：未来智库

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