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概念圈|华为小米联手制定抬头显示HUD标准,AR-HUD或驶入发展快车道
0人浏览 2024-04-03 10:29

前言:有报道称,中国汽车工业协会关于《汽车座舱电子信息抬头显示器》等四项团体标准征求意见的函(下文简称:《意见稿》),其中华为和小米都有份参与,本篇就跟大家分享一下AR HUD 行业的一些相关内容。


一,来龙去脉

今日,中国汽车工业协会关于《汽车座舱电子信息抬头显示器》等四项团体标准征求意见的函(下文简称:《意见稿》)。值得注意的是,《意见稿》起草单位包括江苏新通达电子科技股份有限公司、重庆利龙集团、华为技术有限公司、北京未来黑科技有限公司、小米汽车有限公司、成都理工大学。就在昨日,华为正式发布问界M9。在智能座舱方面,华为常务董事、终端BG CEO、智能汽车解决方案BU董事长余承东介绍了包括AR-HUD在内的多项功能。


二,认识AR HUD
HUD日渐成为汽车人机交互的重要组成部分。抬头显示(HUD)是一种光学器件,其工作原理与投影仪基本相同,将需要显示的信息投影到驾驶员前方的透明介质上。HUD最早被应用在军用飞机上,随着技术的发展,HUD技术逐渐渗透至汽车产业。HUD提高了驾驶安全性,缓解驾驶员疲劳,而随着AR技术的应用HUD也逐渐成为汽车人机交互的重要组成部分。
盲驾安全问题催生HUD应用需求,C-HUD和W-HUD虽一定程度上解决了驾驶员在驾驶过程中需低头查看车辆信息而导致的盲驾安全隐患,但其本质仍是中控和仪表信息的简单迁移,并且由于投影尺寸有限,因而无法承载智能汽车中智能座舱和ADAS相关信息的展示需求
AR-HUD通过结合虚拟现实技术,以自然的距离将相关信息叠加至实物之上,整体成像尺寸更大、质量更高,不仅可以充分融合智能座舱及ADAS相关功能,同时亦可为驾驶员带来沉浸式的体验,有望成为未来车载HUD的最终形态。在汽车智能化背景下,传统HUD解决方案无法满足智能座舱与ADAS功能的展示需求,具备沉浸式体验的AR-HUD将成为最终解决方案。

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三,产业链

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AR-HUD成本中,PGU价值占比最大,可达到整机BOM的30%~50%以上,其中TFT路线的光机占总成本的30%左右, LCoS路线的光机占总成本的40%左右,DLP路线的光机占总成本的50%以上;从芯片看,DLP的DMD芯片为德州仪器独家供应,价格更贵,TFT和LCoS包括MEMS芯片可实现国产化;作为核心组件之一的自由曲面镜,实现高精度、高良率的加工是HUD量产的重要前提,近几年国内同样涌现出一批具备开模资质的企业;几种路线方案对比,TFT成本最低,而LCOS方案未来随量产能力提升或有望将成本降为DLP的7成左右,MEMS路线的激光光机目前尚处在实验阶段,未来可能成为低成本光机备选。
1.PGU
目前PGU主流成像技术主要有以下:TFT-LCD、DLP、LCoS和LBS,成像技术的工作原理不同,在HUD上的应用表现存在很大差异,根据盖世汽车的统计的数据显示,TFT路线的PGU占总成本的30%左右,LCOS路线的PGU占总成本40%左右,DLP路线的PGU占总成本50%以上。
TFT-LCD是最常见且应用最广泛的抬头显示光机类型,具有技术成熟、成本低的优点,但是同时也存在热管理难度大、亮度对比有限、清晰度有限的问题。DLP相较于TFT方案显示效果更佳,同时可有效解决阳光倒灌问题。但DLP是TI(德州仪器)的专利技术,因此下游厂商的议价权有限,成本也较高。相较于TFT和DLP方案,LCoS方案发展成熟的方案较短,目前有华为、一数科技等企业布局。2022年搭载华为AR-HUD的飞凡R7正式上市,代表着LCoS方案正式实现车规级量产。
国内PGU厂商技术方案多样,可满足国内AR-HUD发展需求。根据盖世汽车数据中心统计的信息显示,PGU国外供应商主要是京瓷、JDI等光学显示公司,国内供应商数量较多且包含多种技术路线,但仍以TFT和DLP方案为主,而随着以华为为代表的LCoS方案日渐成熟,国内PGU供应商的技术路线会更加丰富,可以较大程度上满足国内AR-HUD的需求。

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2.自由曲面反射镜
HUD的第二个技术壁垒在于内置的自由曲面反射镜,自由曲面镜模具需要用精密仪器制造,做成纳米级,非球面镜需要一次成形,材料一般为为PC或者COC塑料材质,要求高面型精度,高反射率,良好的耐候性能。目前国内具备自由曲面镜生产能力的供应商如舜宇光学、亮宇光学、福建富兰光学等。
3.光波导技术
光波导技术减少AR-HUD的体积要求,是未来HUD重要的发展方向。AR-HUD大视场角、长投影距离带来了体积过大的问题(自由曲面反射镜尺寸变大),而光波导技术凭借平板超薄结构和极大的二维扩瞳能力可以简化传统HUD内部的机械光学机构,直接将光源信息投射到风挡玻璃之上。其占用体积可以是传统机械方案的1/10。此外,光波导方案还具有透光度高、视场角大、显示效果好等优势。光波导技术分为几何光波导和衍射光波导,其中衍射光波导技术是AR-HUD发展的主要方向。目前国内本土厂商如苏大维格、至格科技等均在布局光波导技术方案。
4.PVB楔形膜

HUD会造成“重影”,目前主要解决方案是采用楔形PVB膜夹层玻璃来调整反射光线,国内外的玻璃厂商福耀玻璃、圣戈班、旭硝子、康宁也都有研发适用于HUD的抬头显示玻璃。由于技术壁垒,目前楔形PVB膜主要由外资厂商供应,如积水化学和伊士曼,国内PVB膜供应商则更偏向普通PVB膜。


,行业现状
1.日系HUD供应商具备技术先发优势
日系供应商具备技术先发优势,国内本土厂商受益于自主车企崛起上量迅速。日系供应商在HUD领域具备技术先发优势,根据高工智能汽车统计数据,2022年日本电装以32.3%的市场份额居第一位,国内HUD供应商近几年受益于自主车企崛起也逐渐崭露头角,华阳、泽景、怡利、水晶光电、未来黑科技等厂商已实现量产供货,在国内HUD厂商中处于领先地位。
2.多家本土厂商已实现AR-HUD量产装车

供应关系来看,自主品牌车型搭载的AR-HUD也基本由本土供应商进行供应。从技术方案和量产配套情况来看,华阳集团(华阳多媒体)目前覆盖多种技术路线,出货量领先国内其他厂商,其他厂商如水晶光电、未来黑科技、泽景受益于下游配套客户搭载HUD车型的销量增加,HUD出货量也实现快速增长。


五,行业前景
1.HUD目前渗透率仍低,未来增长空间较大。
根据高工智能汽车数据显示,2022年中国市场(不含进出口)乘用车前装标配搭载W/AR HUD交付150.04万台,而如果考虑选装数据,2022年全年HUD总出货量预计超过200万套,渗透率不足10%。具体到AR-HUD方面,2022年中国市场(不含进出口)乘用车前装标配搭载AR-HUD达到10.96万套,同比增长115.75%,呈现高速增长态势,但渗透率仍然很低。不同品牌的HUD搭载率有较大差异。目前日系车型的HUD装配率最高,2022年中国市场丰田前装标配HUD的销量达到37.6万台,搭载率达到20.75%,国内自主车企中哈弗、红旗、极氪、吉利、理想、比亚迪等品牌搭载HUD的销量较高。

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2.座舱智能化引发交互革命,AR-HUD将为人车交互新窗口
汽车正从以往单纯的“以车为中心”的出行工具转变成“以人为中心”的“移动第三空间”,未来将成为继智能手机之后又一全新移动终端。随着语音识别、人脸识别等技术的快速发展,人车交互的方式也将在此进程中不断升级。随着座舱内智能化功能的快速发展,通过声音、手势等方式进行情感式人车交互将成为新趋势。在此背景下,以前风挡为显示界面的AR-HUD则有望凭借更大的显示尺寸以及更优的沉浸式体验逐步替代中控及仪表,成为人车交互的新窗口。在新的人车交互方式下,AR-HUD有望成为汽车新的流量入口,重塑智能座舱硬件生态。成本下降、技术升级的背景下,整车厂纷纷加码,AR-HUD正迎来快速量产上车。

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3.新老造车势力抢滩布局智能汽车,AR-HUD放量在即
1)新老造车势力抢滩布局智能汽车
近年来,在特斯拉的引领之下,全球汽车产业正迈向智能化升级之路。国内视角来看,不仅有蔚来、理想、小鹏等造车新势力相继发布多款高端智能化车型,亦有传统车企亦纷纷推出高端智能车品牌,如上汽智己、北汽极狐、东风岚图、吉利极氪等。不过,智能汽车行业当前仍处于发展初期,智能化产品整体成本较高,因而智能汽车的品牌往往定位于高端领域,平均售价均在30万以上。因此,面对较高的智能汽车定价,能否让消费者直观的感受到其科技感与未来感,并为新科技而买单,将显得格外重要。
2)AR-HUD有望凭借直观的科技感率先上车
AR-HUD即兼具科技感与实用性,将导航、ADAS等信息精确地结合在实时交通路况中,将胎压、速度、转速等信息投射到前挡风玻璃上,并且可以结合眼球追踪,实时感知瞳孔和凝视位置,为驾驶员提供更精确的信息定位。

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4.成本下降以及标杆车型的示范作用将加速HUD的渗透.

未来AR-HUD可能会进入千元机时代。当前制约AR-HUD应用的另一大因素是成本,但随着HUD渗透率提升、产业链成熟稳定,其成本会有较大的下降空间。标杆车型的热销可能会成为加速HUD替代传统仪表的另一重要因素。


,相关上市公司

华阳集团(002906):HUD领域技术积累雄厚,出货量领先国内其他供应商。华阳在HUD领域已有10年的研发经验,目前已经推出成熟的W-HUD和AR-HUD产品及解决方案,先后拿下了长城、长安、上汽、吉利、广汽、奇瑞、蔚来、东风本田等诸多车企的前装定点,2022年华阳HUD出货量超过40万套,居国内HUD供应商第一位,而据高工智能汽车信息,截至23年7月华阳HUD出货量已经超过100万套。AR-HUD技术路线丰富,双焦面、斜投影AR-HUD取得突破。华阳AR-HUD目前已经实现TFT、DLP和LCoS成像技术的全面布局,同时开启光波导技术预研,其基于DLP技术开发的AR-HUD成功在广汽传祺GS8上实现了量产供货,是国内首家(全球第二家)实现基于DLP技术的AR-HUD量产供应商。


水晶光电(002273):消费电子光学龙头切入车载HUD赛道。布局HUD多年,AR-HUD获国内多家主机厂定点。水晶光电在2013年组建HUD研发团队,2016/2017年进入HUD后装市场,2020年公司AR-HUD供货红旗EHS9,正式进入HUD前装市场,2022年其AR-HUD供货长安深蓝SL03,全年HUD出货量近4万台,2023年全系搭载水晶光电AR-HUD的深蓝S7也正式上市交付。目前公司储备多个HUD定点项目,其PGU产品也已切入比亚迪供应体系。技术实力获国际大厂认可,但供应链能力略逊于华阳。


经纬恒润(688326):国产汽车电子龙头业务再拓展,AR-HUD即将量产。经纬恒润是一家综合型汽车电子服务商,主营业务包括汽车电子、研发服务和高级别智能驾驶整体解决方案。经纬恒润ADAS市占率处于国内供应商第一梯度,且已实现多项域控制器量产,HUD则是经纬恒润在智能座舱领域的主力产品之一,经纬恒润基于DLP技术方案开发了AR-HUD产品,预计在2023年将在吉利领克、上汽大通两家客户中量产落地。经纬恒润的AR-HUD视场角最大可达到13°×4°,可涵盖多个车道,图像距离可以达到10m以上,预计售价约2000-3000元左右。


福耀玻璃(600660):单车玻璃面积快速增长,汽车玻璃龙头乘智能汽车东风迎来新机遇。福耀玻璃是全球汽车玻璃龙头,福耀紧跟汽车智能化趋势布局HUD玻璃、智能调光玻璃、智能车窗等高附加值产品,先发优势将随产品渗透率提升后逐步凸显,未来有望成为公司第二增长曲线。
舜宇光学科技(2382):基于丰富的光学技术储备,舜宇光学成功切入HUD产业链,产品覆盖光学零部件与PGU光机。其中PGU光机包含TFT PGU、DLP PGU、MEMS PGU等多种解决方案,整机实现C-HUD、W-HUD、AR-HUD全产品覆盖。目前,公司成功切入大陆集团的W-HUD产业链,AR-HUD核心模块也已经给客户送样。


以上是我自己收集的资料,也就是和大家一起分享下。

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