（报告出品方：国海证券）

1、

汽车传感器是实现智能驾驶的核心硬件

汽车传感器是把非电信号转换成电信号并向汽车传递各种工况信息的装置。传感器是一种把被测量转换成可测量的信号转换装置，通常是由敏感元件、转换原件、信号调节与转换电路等其他辅助元件组成。敏感元件接受被测量并输出与被测量成确定关系的其他量，转换元件把来自敏感元件的其他量转换成适合传输、测量的电信号，适合输出、测量的电信号通过信号调节与转换电路被转换为可显示、记录、处理和控制的有用电信号，最后有用电信号被传递至其他装置并进行通信。传感器的应用场景非常广泛，其中汽车传感器的工作原理是通过把非电信号转换成电信号的方式向汽车计算机提供包括车速、温度、发动机运转等各种工况信息，使汽车实现自动检测和电子控制。

汽车传感器可根据使用目的不同分为车身感知传感器和环境感知传感器。车身感知传感器提高了单车自身的信息化水平，使车辆具备感知自身的能力；按照输入的被测量不同主要分为压力传感器、位置传感器、温度传感器、(线)加速度传感器、角(加)速度传感器、空气流量传感器、气体传感器，从工作原理上看这些传感器大都采用 MEMS 方案。环境感知传感器实现了单车对外界环境的感知能力，帮助汽车计算机获得环境信息并做出规划决策，为车辆智能化驾驶提供支持；环境感知传感器主要分为车载摄像头、超声波雷达、毫米波雷达、激光雷达。

1.1、实现单车自身信息化水平的车身感知传感器是汽车的“神经末梢”

车身感知传感器是汽车的“神经末梢”。车身感知传感器遍布汽车全身，被广泛应用于动力系统（新能源车是三电系统）、底盘系统、车身系统，实现对汽车自身信息的感知并作出决策、执行，是汽车的“神经末梢”，目前发展较为成熟，以 MEMS 传感器为主。

将压力信号转换为电信号的汽车压力传感器主要分为电容式和电阻式两类。压力传感器是能够感受压力信号，并将压力信号转换成可用的电信号的装置。根据压敏元件的主流技术原理的不同，汽车压力传感器主要分为电容式压力传感器和电阻式压力传感器，通常应用于发动机的进气歧管处、检测大气压力变化、检测涡轮增压机的增压压力、检测悬架系统的油压、实时检测轮胎压力、测量气缸内混合气燃烧压力等。

位置传感器是测量元件运转或运动所处位置的装置。汽车位置传感器的工作原理主要有霍尔效应、磁电阻效应、光电式、电容式、电热式五种。根据用途不同可分为曲轴位置传感器、节气门位置传感器、车高与转角位置传感器、液位传感器、方位传感器、座椅位置传感器等。

汽车上应用最广泛的温度传感器是热敏电阻式温度传感器。汽车温度传感器将温度信号转化为可用输出信号，按照工作原理可分为热敏电阻式、热电偶式、热敏铁氧体式，其中热敏电阻式温度传感器应用最为广泛。根据应用场景的不同热敏电阻式温度传感器可分为进气温度传感器、冷却液温度传感器、车内外温度传感器、蒸发器出口温度传感器、排气温度传感器等。

惯性传感器是用于测量物体在惯性空间中运动参数的装置。根据运动是否呈线性的工作原理，惯性传感器分为线加速度传感器和角加速度传感器两类；按测量轴数量分为单轴、双轴、三轴加速度传感器。将线加速度传感器、角加速度传感器与其他测量元件组合搭配可以满足汽车安全控制及导航系统的需求，具体应用包括汽车安全气囊(Aribag)、ABS 防抱死刹车系统、电子稳定程序(ESP)、电控悬挂系统等。

线加速度传感器又称加速度传感器，是通过测量传感器内部的惯性力并计算加速度数据的装置。按照工作原理的不同加速度传感器可分为交流响应型和直流响应型。交流加速度传感器的感测机构通常使用压电元件，分为电压输出式压电传感器和电荷输出式压电传感器；直流加速度传感器根据感测技术的不同可分为电容式和压阻式。

角加速度传感器又称角速度传感器，实质是陀螺仪。陀螺仪是利用动量矩（自转转子产生）敏感壳体相对惯性空间绕正交于自转轴的一个或两个轴的角运动检测装置，可与加速度计共同构成惯性导航系统，是决定惯性导航系统精度的主要因素。

空气流量传感器是用于检测发动机进气量大小的装置。空气流量传感器通常安装在进气管上，将进气量信号转化为电信号传递给 ECU，以供 ECU 确定喷油量和点火时间。空气流量传感器分为体积式和质量式，其中体积式包括叶片式、卡门涡街式、量芯式，质量式包括热线式、热模式。

气体传感器是检测气体的种类和浓度等信息的装置。气体传感器按照技术原理的不同可以划分为半导体气体传感器、固体电解质气体传感器、催化燃烧气体传感器、电化学气体传感器、光学气体传感器等；根据被测气体的种类不同作用在汽车上的气体浓度传感器可以划分为氧传感器、NOX 传感器、稀薄混合气传感器、烟雾浓度传感器、柴油机烟度传感器。

1.2、捕捉外界信息的环境感知传感器是汽车之“眼”

环境感知传感器是汽车之“眼”，是未来无人驾驶智能感知系统的基础。环境感知传感器是在汽车安全技术从被动安全向主动安全演进的过程中产生的。环境感知传感器捕捉外界信息并提供给汽车计算机系统用于规划决策，主要包括激光雷达、车载摄像头、毫米波雷达、超声波雷达等，是汽车之“眼”，是未来无人驾驶智能感知系统的基础。

车载摄像头以感光成像的方式为 ADAS 功能提供输入。车载摄像头是监控汽车内外环境、将光学信号转换成电信号并呈现图像以辅助驾驶员行驶的设备，通常分为单目摄像头、双目摄像头、广角摄像头，安装在汽车的前视、环视、后视、侧视、内置等各个部位。摄像头的主要功能是感知外界环境，为碰撞预警、行人检测等 ADAS(advanced driver assistance system，高级驾驶辅助系统)功能实现提供视频信号输入。

毫米波雷达是 ADAS 系统的重要组成部分，是实现汽车智能驾驶的重要装置。毫米波雷达使用频率 30GHz-300GHz 的毫米波对目标进行照射并接收回波，通过信号处理获得目标与发射点的距离、方位、速度等信息。车载毫米波雷达多采用 FMCW 连续调频式，通常有 24GHz 和 77GHz 两种；按照测量距离划分有短距的 SRR、中距的 MRR、长距的 LRR，77GHz 毫米波雷达通常安装汽车正前方，用于对中远距离物体的探测；24GHz 毫米波雷达通常安装在车侧、后方，用于盲点检测、辅助停车等。毫米波雷达目前已经广泛应用于汽车的 ADAS 系统。

性能好、精度高的激光雷达或为实现汽车智能驾驶的核心装置。激光雷达运用光频波段的电磁波对目标进行照射并接收回波，通过信号处理获得目标位置、高度、速度等信息，生成目标点云图，实现对目标的探测、跟踪和识别。车载激光雷达按照机械旋转部件的有无，可分为机械激光雷达、固态激光雷达、混合固态激光雷达；按照线束数量多少可分为单线束激光雷达、多线束激光雷达；按照测距方式可分为 ToF(Time of Flight，飞行时间)测距法、FMCW 测距法(基于相干探测)。激光雷达常应用于高精度电子地图和定位、障碍物识别、可通行空间检测、障碍物轨迹预测等方面，具备分辨率高、探测范围广、信息量丰富等优势，或为实现汽车智能驾驶的核心装置。

1.3、汽车传感器是实现智能驾驶的核心硬件

汽车传感器研发周期长、产品附加值高，是实现智能驾驶的核心硬件。汽车传感器的发展阶段分为结构型传感器阶段、固体传感器阶段、智能型传感器阶段。目前 MEMS 传感器、智能型传感器快速发展，广泛应用于汽车、安防医疗等行业。汽车传感器通常研发周期较长，如汽车 MEMS 类传感器从设计研发到最终全面商业化平均耗时 28 年。在自动驾驶的层级结构中，汽车传感器处于感知层，产品附加值高，是实现单车智能驾驶的核心硬件。

2、

驾驶自动化水平升级开启中国汽车传感器行业千亿市场，2021-2025 年 CAGR 有望达 39%

自动驾驶的目标驱动与当下汽车市场销量兴旺趋势的延续使汽车传感器市场具备放量的先决条件。目前驾驶自动化水平不断升级的趋势已经显现，L3 级智能汽车的量产标志着智能驾驶发展开始步入自动驾驶阶段。在驾驶自动化水平升级进程中，单车搭载的环境感知传感器的数量有望增加：①ADAS 加速渗透下车载摄像头有望量价齐升；②车载超声波雷达市场成熟格局基本稳定，享受行业红利有望持续放量；③77GHz 车载毫米波雷达因性能与体积优势成为市场主流，需求有望增长；④车载激光雷达市场刚刚起步，2022 有望迎来放量元年，国内厂商或将参与全球竞争。MEMS 传感器应用广泛，在汽车行业安全保护标准等政策驱动下增长趋势有望延续；电磁类传感器有望受益于新能源汽车渗透率提升；汽车智能化、网联化的趋势有望为 MEMS 传感器催生出更多元的应用场景需求。

2.1、驾驶自动化水平不断提升，环境感知传感器有望放量

自动驾驶的目标驱动与当下汽车市场销量兴旺的趋势使汽车传感器市场具备放量的先决条件。在科技发展、政策支持等方面的推动下，汽车产业电动化、网联化、智能化、共享化的“四化”趋势已初步显现，在自动驾驶的目标驱动下，单个汽车环境感知传感器使用数量呈上升趋势。据中国汽车工业协会，2020 年中国汽车市场总销量为 2531 万辆，其中乘用车 2018 万辆，新能源车 137 万辆； 2021 年中国汽车市场总销量为 2627.5 万辆、同比增长 3.81%，其中乘用车 2148.2 万辆、同比增长 6.45%，新能源车 352.1 万辆、同比增长 157.01%。据中国汽车工业协会预计，2025 年中国汽车总销量有望达到 3000 万辆，其中新能源车销量有望达到 900 万辆。自动驾驶的目标驱动与汽车市场销量兴旺的趋势使汽车传感器市场具备放量的先决条件。

驾驶自动化水平不断升级的趋势已经显现，L3 级智能汽车的量产标志着汽车行业开始步入自动驾驶阶段。新能源汽车的发展不仅是在汽车的能源供给上进行更替，与此同时也伴随着智能化对非智能化的逐步迭代。自动驾驶方案可分为感知层、决策层、执行层，其中搭载的各类传感器属于感知层。据 SAE（国际自动机械工程学会）和中国《汽车驾驶自动化分级》，自动驾驶的自动化程度分为 L0-L5 六个级别。L0 级是传统驾驶、非自动化；L1、L2 级是辅助驾驶，具备部分自动驾驶功能；L3-L5 级属于先决条件不同的自动驾驶。L3 级是自动驾驶级别的分界线，2022 年 5 月奔驰汽车 L3 级别的量产标志着汽车行业开始步入自动驾驶阶段。

随着驾驶自动化水平升级，单车搭载的环境感知传感器的数量持续增加。L0 向 L2 级发展主要是使汽车具备更多的 ADAS 功能以实现更多驾驶辅助场景，需安装车载摄像头、超声波雷达、毫米波雷达。L2 步入 L3 级的方式目前有两种：① “弱硬件强算法”的视觉方案，硬件上车载摄像头+毫米波雷达的搭配、不配备激光雷达；②“强硬件弱算法”的激光雷达方案，硬件上配备车载摄像头+毫米波雷达+激光雷达。L3 向 L5 级别的发展或需配置更多的车身感知传感器以实现完全自动驾驶。当下部分车企的自动驾驶技术已从 L2 升级至 L3 级，实现了在自动驾驶场景中从“人主导、车辅助”发展到“车主导、人辅助”的过渡，而目前市场中的多数汽车依然处在 L2 级以下。随着驾驶自动化水平升级，单车搭载的环境感知传感器，如车载摄像头、超声波雷达、毫米波雷达、激光雷达的数量持续增加。

ADAS 加速渗透下车载摄像头有望量价齐升。L2 及以下等级的汽车普遍搭载不超过 8 颗摄像头，L3 搭载 8-12 颗，L4、L5 搭载 12 颗甚至更多数量的摄像头。受益于汽车智能化发展自2017 年以来车载摄像头市场在数量和规模上呈现上升趋势，据 OFweek 数据，2017 年至 2020 年中国车载摄像头市场出货量从 1690 万颗增长至 4263 万颗，CAGR 为 36.13%，市场规模从 25 亿元增长至 57 亿元，CAGR 为 31.62%，市场规模化效应已显现。目前市场中智能汽车的渗透度不高并且普遍处于 L0-L2 级，摄像头的单车搭载数量普遍较低。2021 年至 2022 年 ADAS 功能加速普及，随着多种 L3 级车型的乘用车上市并交付，智能驾驶逐渐从 L2 向 L3 迈进，单车搭载摄像头数量有望增加。未来 L4、L5 成为主流车型后，单车摄像头的平均数量有望进一步提升。伴随自动驾驶化不断升级，车载摄像头在像素、探测距离等方面的技术需求提高，技术工艺有望迭代升级。根据前瞻经济学人，2020 年中国车载摄像头市场规模较去年增长 21.28%，高于同期出货量 14.87%的增速，我们预计车载摄像头的单颗价值有望持续上升。

车载超声波雷达市场成熟格局基本稳定，主要受益于 L2 及以上智能汽车渗透率的提升。据 leadleo 数据，2014 年至 2020 年中国车载超声波雷达行业规模从 35.3 亿元增长至 51.7 亿元，CAGR 达 6.57%。相较于毫米波雷达和激光雷达，车载超声波雷达技术门槛低且发展较为成熟，具备成本低、普及度高的优势，市场较为成熟。据奥迪威招股说明书，自动驾驶 L2 级及以上汽车搭载的超声波雷达数量均为 8-12 颗，在全球超声波雷达市场中海外 Tier1 厂商居主导地位，国内企业如奥迪威全球市占率已达 6%，具备国产替代的潜力。从长期发展来看，超声波雷达存在测试角度小、测距短、应用场景少等局限性，因此可能存在被诸如毫米波雷达、激光雷达等高精度装置替代的风险。目前在泊车、驻车等低速场景中依然主要依赖超声波雷达，未来有望受益于 L2 及以上智能汽车渗透率的提升。

77GHz 车载毫米波雷达因性能与体积优势成为市场主流，在实现对 24GHz 雷达替代的趋势下有望迎来更多需求。据 ittbank 数据，2016 年至 2020 年中国车载毫米波雷达行业规模从 71 亿元增长至 180 亿元，CAGR 为 26.18%，海外企业占据主要市场。车载毫米波雷达主要有 24GHz 和 77GHz 两类，77GHz 的毫米波雷达体积小、功耗低、带宽高、分辨率好、探测距离远，是未来汽车毫米波雷达的主流方向。目前供应链相对成熟的 24GHz 频段的毫米波雷达是国内市场的主要品种，其市占率达 50%以上。2021 年 12 月 6 日工信部发布的《汽车雷达无线电管理暂行规定》中明确指出：“为推动汽车智能化技术应用和产业发展，将 76GHz-79GHz 频段规划用于汽车雷达”、“2022 年 3 月 1 日正式实施起将不再受理和审批 24.25GHz-26.65GHz 频段汽车雷达的无线电发射设备型号核准申请”，77GHz 车载毫米波雷达在实现对 24GHz 雷达替代的趋势下有望迎来更多需求。

车载激光雷达市场 2022 有望迎来放量元年，国内厂商或将参与全球竞争。在驾驶自动化水平从 L2 向 L3 级升级的过程中，Tesla 凭借自身的算法能力、软件开发能力、数据储备等优势，采取基于摄像头的视觉方案；其他车企相对 Tesla 发展起步较晚，通常选择基于激光雷达的技术方案。目前机械式激光雷达性能较优，主要用于无人驾驶企业，因技术路线降本空间小，价格昂贵难以大规模推广。混合固态激光雷达已满足车规认证的要求，是当前的主流方案；未来固态激光雷达或为主流方案，当前受限于技术成熟度。随驾驶自动化水平不断升级，激光雷达的需求有望扩大。目前已有新势力、国内自主品牌、合资、外资等车企，包括蔚来、小鹏、理想、长城、广汽埃安、北汽极狐、奔驰、宝马等在内陆续在 2021 年、2022 年逐步发布和上市搭载激光雷达的车型，2022 年车载激光雷达有望迎来放量元年。据 Yole 统计，全球激光雷达制造商中有五家中国厂商市场份额位居前十，分别是速腾聚创、大疆、华为、禾赛科技、图达通，国内企业有望实现弯道超车。

2.2、车身感知传感器 MEMS 化是主要趋势，电磁类传感器有望受益于新能源汽车渗透率提升

车身感知传感器的发展主要体现在新能源汽车的普及、汽车的安全性需求、以及 MEMS 微机电对传统机电的替代所带来的机遇。①动力来源是新能源汽车与传统燃油车的主要区别之一，新能源汽车的电子电气架构主要使用电池、电机、电控有关的以电流为主的电磁类传感器，燃油车动力系统则主要以测量压力、温度、气体的传感器为主；电磁类传感器需求有望随新能源汽车渗透率提高逐步放量；②汽车安全性需求相关的胎压、气体排放等所需的压力、气体、温度等传感器有望随技术要求提高与单车用量增加实现量价齐升；③按照被测物理量的不同车身感知传感器可分为压力、位置、温度、加速度、气体、流量等各类传感器，从测量原理上看 MEMS 化为主要发展趋势。

车身感知传感器 MEMS 化是主要的发展趋势。在政策加持和汽车行业安全性需求持续扩张的趋势下，车身感知传感器从传统机电技术向 MEMS 技术不断发展；与此同时，汽车行业智能网联化的趋势与在物联网作用下推动的 MEMS 发展浪潮相得益彰，未来有望为 MEMS 传感器催生出更多元的车身场景需求。

MEMS 是微机电系统，传感器产品在 MEMS 行业占据主导地位。MEMS 利用集成电路（IC）技术、微加工技术把微结构、微传感器、微执行器等元件集成在一块或多块芯片上，组成结构包括传感器、信息处理单元、执行器与通信接口单元。据 Yole 数据，在 MEMS 行业产品结构中，传感器类产品合计占比 65.38%。受益于物联网、人工智能、5G 等新兴技术快速发展，MEMS 应用前景广阔。据 Yole 数据，2020 年全球 MEMS 行业市场规模为 120.48 亿美元，2026 年市场规模有望达到 182.56 亿美元，CAGR 可达 7.17%；据中国信息通信研究院估计，2017-2022 年汽车市场领域 MEMS 传感器市场规模有望从 22.82 亿美元增长至 32 亿美元，CAGR 可达 7%。

MEMS 传感器较传统机电技术传感器具有较大的优势。MEMS 传感器是应用最广泛的 MEMS 器件，与传统机电技术传感器相比，MEMS 传感器具有微型化、集成化、智能化、功效高、成本低等优势。MEMS 传感器没有标准化的生产工艺流程，每种 MEMS 传感器都是针对下游特定的场景来生产，按照工作原理 MEMS 传感器可分为物理类、化学类、生物类，细分种类多样、几乎涵盖车用传感器的所有类型。

在汽车行业安全保护标准等政策驱动下车用 MEMS 传感器的增长趋势有望延续。在政策推动下 MEMS 传感器行业发展迅速，其中在汽车上 MEMS 传感器广泛用于：电子驻车制动系统（EPB）、防抱死制动系统（ABS）、电子控制式悬挂系统（ECS）、防翻滚稳定性控制系统（ARC）、引擎防震系统、上坡起步辅助系统（HSA）、心跳探测和先进防盗系统、翻滚传感系统（ROV）、车胎压力检查系统（TPMS），大多应用都与安全和保护有关，汽车安全性和强制性的政策实施推动了 MEMS 传感器的发展。2016 年工信部审查并通过了《乘用车轮胎气压监测系统的性能要求和试验方法》(GB26149)强制性国家标准送审稿，2020 年 1 月1日起我国所有新认证乘用车强制安装胎压监测系统，促使TPMS类的MEMS 传感器需求增长；2020 年 7 月实施的国六排放标准对颗粒物数量排放标准要求更加严格，促进了汽车上测量捕捉颗粒的 DPF 压差传感器和测量燃油蒸汽压力的 EVAP 压力传感器的需求大大增加。据前瞻经济学人数据，传统汽车传感器装备数量至少 90 个；据四川省汽车产业协会的数据，目前平均每辆汽车装配 24 个 MEMS 传感器，高档汽车中搭载约 25-40，甚至上百个 MEMS 传感器；安全性需求的推动下汽车 MEMS 传感器有望继续增长。

MEMS 惯性导航传感器有望随 L2 及以上车型采用高精度车载组合导航系统逐步放量。MEMS 惯性导航传感器运用加速度计、陀螺仪等 MEMS 传感器的多轴惯性测量单元（IMU）测量加速度、角速度并计算运载体的位置信息，可使汽车不依赖外部信息交互并进行自主导航，为决策层提供连续的车辆位置和形态等信息。目前惯性导航在自动驾驶中的应用主要是与高精度卫星定位共同组成组合导航系统，实现高精度定位。据佐思数据库，2021 年中国 L2 级自动驾驶乘用车的销售渗透率超过 20%，部分 L2 级车型通过配置高精定位系统和高精地图实现了高速领航自动驾驶，如小鹏 P7，蔚来 EC6、ES6、ES8，广汽埃安 V、埃安 LX 等车型可以选装高精定位方案，一汽红旗 E-HS9、高合 HiPhi X、2021 款理想 ONE 等车型标配高精定位方案。因此我们认为 MEMS 惯性传感器有望随 L2 及以上车型采用高精度车载组合导航系统逐步放量。

2.3、2025 年中国乘用车汽车传感器市场收入有望达到 1003.8 亿元，2021-2025 年 CAGR 达 39.19%

汽车传感器行业规模主要取决于：

①乘用车市场的销售量；

②单车搭载传感器的数量。

① 乘用车市场的销售量方面：根据汽车纵横的统计数据，2021 年乘用车销量 2148.2 万辆，其中新能源车 352.1 万辆；2025 年乘用车销量有望达到 2526 万辆，新能源车渗透率有望超过国家预期的 20%，预计届时将超过 900 万辆。由此推测：2021-2025 年，预计乘用车总销量CAGR为4.13%，其中新能源车销量CAGR为26.44%、传统燃油车销量 CAGR 为-2.46%。

② 单车搭载传感器的数量方面：

车身感知传感器方面：新能源车与传统燃油车的架构不同，所以传感器的类型和数量有所差别；并且伴随 MEMS 化渗透以及多元车用场景的诞生，我们认为单车车身感知传感器数量或将逐渐增加。环境感知传感方面：据《汽车产业中长期发展规划》预计 2025 年我国各级别自动驾驶渗透率合计达到 80%，其中 L2 和 L3 级合计达 25%，L4 级别开始进入市场；据《智能网联汽车技术路线图 2.0》预计 2025 年 PA、CA 级别（即 L2、L3）年销量占比达 50%，HA 级（即 L4 级）智能网联汽车开始进入市场；据 HIS 预测 2025 年全球各级别自动驾驶渗透率合计达到 70%，其中 L1 和 L2 级合计达 50%，L3 级为 15%，L4 级以上为 5%；据 ICV Tank 预测 2025 年 L1 级为 37.80%，L2 级为 53.99%，L3 级以上为 1.36%；自动驾驶化有望向更高等级渗透。

我们预计 2025 年中国乘用车汽车传感器市场规模有望达 1003.8 亿元，2021-2025 年 CAGR 达 39.19%。车身感知传感器领域相对比较成熟，主要增长点或为高精度车载组合导航系统。环境感知传感器方面，超声波雷达的技术和应用相对成熟、成本较低，车载摄像头、毫米波雷达、激光雷达有望迎来放量，规模效应显现后成本有望下行。我们预计车载摄像头、毫米波雷达、激光雷达有望成为汽车传感器领域主要增长点，2025 年乘用车传感器行业市场规模有望达到 1003.8 亿元，2021-2025 年 CAGR 达 39.19%。

我们预计 2025 年全球乘用车汽车传感器市场规模有望达 2121.3 亿元，2021-2025 年复合增速为 34.04%。我们采取与对中国市场测算的同样方式对全球乘用车汽车传感器市场进行测算。汽车市场的销量方面，全球汽车出货量或将在 2025 年恢复到疫情前的巅峰水平；单车搭载传感器的数量方面，我们认为全球情况大体相同。我们预计 2025 年全球汽车传感器行业市场规模有望达 2121.3 亿元，预计 2021-2025 年复合增速为 34.04%。

3、

汽车传感器产业链机遇与挑战并存，期待国产实现弯道超车

微机电技术应用和智能驾驶的升级推动了汽车传感器的发展，从各类传感器产业链拆解分析来看：①MEMS 传感器封测成本通常占总成本一半以上，设计制造与国外差距明显，封装环节通常由传统 IC 封装企业代工，国内较为领先；②车载摄像头以 CIS 为主，有望受益于驾驶自动化水平提升；③超声波雷达发展较为成熟，有望受益于自动泊车应用；④毫米波雷达技术壁垒较高，国内厂商当前已在整机和 SOC 芯片实现突破；⑤混合固态激光雷达是市场当下主流方案，固态化、芯片化架构是未来的发展趋势。

3.1、MEMS 传感器：设计制造差距明显，封装常由 IC 封装企业代工

MEMS 传感器研发周期长，对半导体制程先进与否不敏感，封测成本占比通常超过总成本一半。MEMS 的工作原理是将输入的物理信号通过传感器转化为电信号，经信号处理后最终由执行器与外界产生作用，在设计研发方面，MEMS 将产品的工艺流程、机电结构、包括封装和测试在内的验证相互交联在一起，往往需要数年时间完成多个设计闭环才能量产；制造方面，MEMS 对半导体制程的先进与否并不敏感，基础材料的属性是决定产品性能的根本因素，生产工艺会影响产品的精度及良率；封装方面，MEMS 通常分为芯片级、器件级和系统级封装三个层次，大多采用非标准工艺，由传统 IC 封装企业代工，封装的成本能占到总成本的 40%以上；测试方面，MEMS 与集成电路相比要求更高、测试的复杂程度更大，测试方法因 MEMS 传感器的种类而有差别，各厂商通常采用自研方法进行测试，封测成本通常能占到总成本的一半以上。

MEMS 传感器产业链分为设计研发、生产制造、封装测试、系统应用四个环节。上游主要是设计、原材料与设备，中游是制造与封测，下游是消费电子、汽车电子等系统应用的终端产品。

国内企业在设计、制造、测试设备等环节与海外企业相比仍有差距，核心竞争力有待提高。国内 MEMS 产业形成从前端设计到后端封装测试的完整链条，国内各环节龙头发展迅速，但在数量和规模上与海外依然存在差距。设计环节国内企业产品线单一、规模偏小，多数企业年收入低于 1 亿美元，商业化 MEMS 设计工具方面处于真空状态；制造方面工艺水平差距明显，仅能制备压力传感器等低端产品，尚未建立压电材料等高端制造工艺线，出货量有限；封装环节国内企业在技术上致力于三维封装等第四代技术的研发；中国大陆全球市场份额可达 20.7%，仅次于中国台湾的 42%，是全球第二大芯片封装基地；测试环节国内高质量测试设备企业较少，高端设备仍被国外龙头垄断。整体看产业链各环节与海外企业相比仍有差距，核心竞争力有待提高。

未来 MEMS 传感器或将向更大晶圆尺寸、新敏感材料、纳米加工技术方向演进，呈现多项功能高度集成化和组合化的趋势。目前业界普遍应用 6 英寸、8 英寸的晶圆制造工艺，更大尺寸的晶圆能够有效降低成本、提高产量；薄膜型压电材料具备工艺一致性、高可靠性、高良率、体积小的优势，可有效提高 MEMS 传感器的技术水平；传感器向更小尺寸演进的趋势，有望推动微电子加工技术特别是纳米加工技术的快速发展；在更小空间上的设计、降低成本、降低功耗的驱动下，MEMS 传感器或将实现在同一衬底上集成多种敏感元器件、制成能够检测多个参量的多功能组合，向多项功能高度集成化和组合化的趋势发展。

3.2、车载摄像头：受益于汽车行业高景气度，CIS 和车载镜头有望持续扩张

车载摄像头主要由镜头组、图像传感器（CIS）、数字图像信号处理（DSP）组成，其中 CIS 成本占比最高。据 ON SEMI 披露，车载摄像头中图像传感器的成本占比可达 50%，模组封装和镜头组占比分别为 25%、14%；三者均处于产业链中游位置，其中图像传感器是是车载摄像头核心技术。镜头组、胶合材料、图像传感器经封装构成镜头模组，镜头模组将光电信号传递至 DSP 进行图像信号处理；DSP 将模拟信号转化为数字信号，并与镜头模组封装集成，形成终端系统。DSP 市场的海外厂商集中度较高，车载摄像头模组封装格局较为分散，海外厂商占据主导地位。

CIS 是手机、汽车等领域的主流图像传感器。图像传感器主要有 CCD（电荷耦合器件）和 CMOS 两种，与 CCD 图像传感器相比 CIS（CMOS 图像传感器）具有省电节能、价格便宜、便于与其他硅器件集成的优点，在消费电子市场上 CIS 实现了对 CCD 的替代。CCD 仅在卫星、医疗等专业领域继续使用，CIS 广泛应用于手机、汽车、医疗、安防、工业、其他消费电子等下游领域。据 ICV Tank 数据 2021 年全球车载 CIS 总收入 38.1 亿美元，预计 2026 年有望达 90.7 亿美元，CAGR 为 18.94%。

自动驾驶、ADAS 技术推动车载摄像头量价齐升，高像素 CIS 有望在汽车上普及。在市场格局方面，按照出货量、销售额两个口径分别统计，2020 年，索尼、三星、豪威科技、格科微、SK 海力士占据全球 CIS 业务的主要市场份额，中国厂商已具备国际化的实力；据安森美，其在汽车 CMOS 图像传感的全球市场市占率达到 60%、在 ADAS 领域市占率达 80%，在全球市场居主导地位。车载摄像头对 CIS 在技术上的更高要求已有显现：在 2015 年之前，车载 CIS 主要用于倒车影像与行车记录仪，对像素要求不高，普遍在 30-72 万之间；2015 年之后，随着自动驾驶、ADAS 技术的兴起，单个汽车摄像头的安装数量不断增加，同时在高灵敏度、高动态范围、消除 LED 闪光等性能上有了更高的需求，价值量不断提升。考虑蔚来 ET7 搭载 11 颗 800 万像素高清摄像头，我们认为高像素的 CIS 有望在汽车上普及。

受益于车载镜头需求增长，车载镜头市场有望持续扩张。光学镜头是光学成像系统中的必备组件，直接影响成像质量和算法实现效果。据 TSR，2018-2022 年全球光学镜头市场收入有望从 59.16 亿美元增长至 88 亿美元，其中车载镜头营业收入有望达到 16.13 亿美元；2017-2022 年全球车载镜头出货量有望从 11738.4 万件增长至 23468.9 万件。从车载镜头出货量看，舜宇光学稳居第一。

3.3、超声波雷达：产业链较为成熟，有望受益于自动泊车应用

车载超声波雷达发展较为成熟，已实现国产化，上游芯片环节仍存在差距。超声波雷达的产业链包括上游芯片和传感器及结构件制造商、中游超声波雷达制造商、下游汽车厂商。其中芯片环节的技术含量最高，国内与国外企业仍存在差距。如中国企业奥迪威可自主研发和生产应用超声波雷达的换能芯片，但在研发投入规模和发明专利数量等方面与国外厂商存在差距。总体上超声波雷达发展较为成熟，是自动泊车方案的主流传感器，有望随自动泊车应用推广受益。

3.4、毫米波雷达：国外企业技术领先，国内已经实现量产

毫米波雷达技术壁垒较高，国内厂商处于追赶状态。毫米波雷达的产业链上游包括 MMIC 单片微波集成电路、基带数字信号处理芯片、天线高频 PCB 板。每一部分均存在技术壁垒，国内厂商处于追赶的状态。MMIC 具备低噪声功率放大、混频、检波、调制、移相等功能，具备低噪声、低损耗、大动态范围、大功率、宽频带、强抗电磁辐射能力的特点，目前全球市场份额主要被恩智浦（NXP）、英飞凌、德州仪器（TI）等公司占据。天线高频 PCB 板的工作原理是将高频 PCB 板集成在普通 PCB 板上达到在较小的集成空间中实现天线功能、并保持足够的信号强度的目的；这个过程称为微带阵列，是目前毫米波雷达天线的主流方案；目前天线高频 PCB 板技术由罗杰斯(Rogers)、Isola、施瓦茨等少数公司掌握。

车载毫米波雷达向高精度、小尺寸、远探测距离发展，国内企业技术不断成熟已经加入市场竞争。2019 年 5 月底红旗 HS5 搭载的森思泰克 77GHz 车载毫米波雷达成为国内首个真正实现“上路”的 ADAS 毫米波雷达传感器，突破了国际巨头垄断。据加特兰微电子官网，其汽车级全集成毫米波雷达 SoC 可提供独立芯片与 AIP（封装集成天线）两种版本，已具备量产能力。

3.5、激光雷达：混合固态型是市场当下主流方案，固态化、芯片化是未来的发展趋势

激光雷达的上游元件主要有激光器、探测器、模拟芯片、FPGA 主控芯片、光学组件，这些元件构成了激光雷达的激光发射系统、光电接收系统、信号采集处理系统、控制系统，共同实现激光雷达对目标物体的探测功能。据禾赛科技招股书，激光雷达产业链上游激光器、探测器国外发展时间较长、具备经验优势、产品更加成熟，国内发展迅速，性能基本具备国外供应链水平、在产品上定制更灵活且具备价格优势。用于发光控制、光电转换和电信号实时处理的模拟芯片国外厂商技术先进、产能充足、成熟度高，国内普遍存在一定差距，车规类产品差距更大。FPGA 主控芯片国外产品性能大幅领先，但国内产品能够满足激光雷达应用需求。光学组件国内技术和供应链水平已经达到甚至超越国外，并且具备明显的成本优势。

基于 ToF（飞行时间，Time of Flight）方案的混合固态方案是当前上车的主流。混合固态激光雷达比机械式成本低、比纯固态(OPA、FLASH)方案成熟，易实现商业化推广，是第一个通过车规级规定、成本可控、满足车企性能要求、可实现批量供货的技术方案。小鹏 P5 搭载 2 颗来自大疆定制的双棱镜扫描方案的雷达，安装在前保险杠两侧；蔚来 ET7 搭载 Innovusion 的双转镜激光雷达，于 2022 年一季度量产；首款搭载华为激光雷达的车型极狐阿尔法 S，分别在车头和车头两侧安装 3 颗华为 96 线转镜扫描式激光雷达。目前混合固态激光雷达包括转镜、棱镜、MEMS 等，均采用 ToF 方案。

芯片化架构有望成为未来的发展趋势。激光雷达发射、光电接收、主控制系统等各个模块均需要使用芯片，芯片化架构的激光雷可将数百个分立器件集成于一颗芯片，降低物料成本的同时有效节省光学装调等生产成本，显著降低因单一器件失效导致系统失效的概率，提升可靠性，有望成为未来发展趋势。

在激光雷达芯片化架构趋势下，激光雷达未来有望实现①发射端的 VCSEL 取代 EEL 以及波长从 905nm 向 1550nm 演进。②接收端采用 SPAD（单光子探测器）与 SiPM（硅光电倍增管）提高灵敏度。③开发专用 SOC 芯片提升算力、降低功耗、提高集成度。在各个子模块有以下具体发展趋势：

发射端逐渐采用平面化的激光器器件。EEL 因具备高发光功率密度被广泛用作激光发发射器器件，EEL 发光面位于半导体晶圆的侧面，需经过繁复地处理后才能使用，工艺上依赖人工装调难以标准化生产。而 VCSEL(垂直腔面发射激光器)发光面与半导体晶圆平行，在工艺上与 EEL 相比更具优势；并且近年来国内外开发了多层结 VCSEL 激光器将其发光功率密度提升了 5~10 倍，弥补了传统的 VCSEL 激光器发光密度功率低的缺陷(低功率仅能在 50 米内的近距离场景中应用)，使 VCSEL 具备安装在长距离激光雷达上的能力，未来 VCSEL 有望逐渐取代 EEL。

接收端采用 SPAD（单光子探测器）与 SiPM（硅光电倍增管）提高灵敏度。当前在激光雷达中线性雪崩二极管探测器 APD 使用较为广泛。近年来因为激光雷达行业的兴起，国内外不断优化单光子器件在近红外波段的量子效率，解决了单光子器件的硅材料对激光雷达所采用的近红外光波段的吸收系数较弱的问题，使具有极强的感光能力的单光子器件的实际探测灵敏度超越了 APD，未来随着设计和工艺的优化，SPAD（单光子探测器）与 SiPM（硅光电倍增管）相对 APD 更具性能优势。

开发专用 SOC 芯片集成探测器、射频前端、模数及数模转换与主控芯片 FPGA 功能。SoC(集成芯片，System on Chip)可集成探测器、前端电路、算法处理电路、激光脉冲控制等模块，并集成主控芯片 FPGA 的功能。激光雷达未来或向纯固态方向演进，FMCW 方案短期受制于成本。激光雷达从研发之初的单点式、单线扫描式，到后来的多线扫描式，再到技术方案不断创新的固态式、FMCW 式，以及如今芯片化的发展趋势，不断进行技术迭代。FMCW 对硅光芯片的要求比光通信产品更苛刻、成本在短期内难以降下来，而固态式的普及是当下的发展趋势。

FMCW 工艺仍需时间成熟，目前尚在演进过程中。FMCW 与 ToF 方案相比抗干扰程度高、信噪比低、能够直接测速、可实现更高程度的芯片化，但 FMCW 技术复杂度高且发展尚未成熟，目前成本较高，并且传统的 FMCW 设备普遍采用分立元器件，体积大、成本高、速度慢，在工业场景落地较少。

4、

重点公司分析

4.1、苏奥传感：车身传感器制造商，外购强化 MEMS 类业务

苏奥传感从事车身传感器行业，计划收购龙微科技强化 MEMS 类业务。苏奥传感是国内最大的汽车油位传感器生产厂家之一，从事汽车类的零部件、智能产品及各类车用传感器的研发、生产和销售，主要产品包括传感器及配件、燃油系统附件、汽车内饰件。自成立以来公司已有 20 多年汽车传感器行业的经验。截止 2021 年末，苏奥传感拥有专利 138 项，其中发明专利 17 项。苏奥传感与蔚来、小鹏汽车、比亚迪、长城汽车、上汽通用、上海汽车、吉利汽车，江铃汽车等汽车厂商建立长期合作关系，具备客户资源优势。2022 年 2 月苏奥传感计划进一步收购 MEMS 芯片厂商龙微科技，强化支撑公司未来在传感器产业的发展。

4.2、保隆科技：胎压监测业务国内领先，发展新兴业务加速智能化转型

保隆科技客户资源丰富，发展新兴业务加速智能化转型。保隆科技从事汽车智能化和轻量化产品的研发、制造和销售，产品包括 TMPS、气门嘴、汽车金属管件、以及新兴业务（包括传感器、ADAS、空簧减振等）。公司与国内外众多知名厂商建立长期客户关系，包括了奥迪、大众、通用等国际主机厂，上汽、比亚迪、长城等自主品牌，蔚来、小鹏、理想等新势力，佛吉亚、博格华纳等国际 Tier1 供应商，保隆科技拥有丰富的客户资源。未来公司发展的战略是重点布局新兴业务，在技术趋势上顺应了汽车产业新能源、智能化的发展潮流，未来有望享受行业红利。

4.3、舜宇光学：全球光学龙头地位稳固，车载镜头业务长期驱动

舜宇光学成立以来深耕光学领域，是全球领先的光学零部件制造商。公司涉足手机业务、车载业务、VR/AR 业务，产品包括光学零件、光电产品、光学仪器。2021 年车载业务营收达 29.61 亿，同比增长 17.87%，占全年总收入的 7.90%，较上一年度增长 1.29pct。公司镜头业务稳居全球第一，下游客户包括奔驰、宝马、奥迪等车企。公司光学镜头龙头地位稳固，车载镜头业务有望为公司业务增长提供驱动力。

4.4、天孚通信：布局激光雷达器件和模块封装市场

天孚通信坐拥成熟的光器件研发平台，布局激光雷达基础光学类器件和集成封装市场。天孚通信主要从事光器件产品的研发、生产和销售，产品形态包括无源器件和有源封装，其中无源器件收入占比约 85%。公司拥有完整的光通信行业光器件研发平台，在基础材料和元器件、光学设计、集成封装等多个领域有专业积累。2020 年公司收购天孚精密和北极光电向激光雷达领域进行业务拓展，围绕高速光器件产品、激光雷达、医疗检测用光器件产品展开培育研发。激光雷达、医疗检测用光器件的送样实现了天孚通信在光通信领域外零的突破。

4.5、光库科技：主营光纤器件，布局 FMCW 激光雷达 1550nm 光纤激光器

光库科技主营光纤器件，积极布局 FMCW 激光雷达领域 1550nm 光纤激光器。光库科技从事光纤激光器件、光通讯器件、铌酸锂调制器件及光子集成器件的产品研发制造，已成立激光雷达事业部并为国内外多家激光雷达公司提供 1550nm 的光纤激光器元件。2021 年公司完成汽车行业供应链的 IATF16949 质量认证体系的符合性认证，并自主开发了可应用于 1550nm 的 ToF 激光雷达的光纤放大器。光库科技布局 FMCW 激光雷达应用市场，可以为 FMCW 激光雷达提供铌酸锂 IQ 调制器，未来还将开发窄线宽半导体激光器和薄膜铌酸锂调制器的集成光源模块。公司以光源模块和相关元器件为基础，布局 FMCW 市场，拓展激光雷领域的发展机会。

4.6、炬光科技：大功率激光产品供应商，布局激光雷达光源业务

炬光科技立足大功率激光产品，布局激光雷达光源，拓展汽车领域应用。炬光科技是一家大功率半导体激光产品供应商，主要从事高功率半导体激光元器件、激光光学元器件的研发、生产和销售，涉猎半导体激光业务、激光光学业务、车用激光雷达业务、光学系统业务，涵盖激光雷达产业上游发射模块的核心环节。公司主营半导体激光器，2017 年收购德国 LIMO 并进军光学器件领域，专注于激光雷达上游的发射模组与光学器件的研究，目前开拓了激光雷达的上中游业务。公司的主要收入源于半导体激光、激光光学业务领域，目前正拓展在汽车领域的应用，包括激光雷达面光源、激光雷达线光源、激光雷达光源光学组件等。

4.7、德赛西威：立足汽车座舱，发力智能驾驶

德赛西威立足汽车座舱、并行发力智能驾驶，实现 77GHz 毫米波雷达量产。德赛西威自 2016 年起进军智能驾驶领域汽车电子赛道，致力于智能座舱、智能驾驶、网联服务三大板块的深耕。公司是国内少有的具备量产座舱域控制器能力的 Tier1 级厂商，智能座舱业务收入占比超过 80%，是国内智能座舱细分领域的龙头企业。与此同时，公司在智能驾驶领域积极布局毫米波雷达业务，实现了 77GHz 毫米波雷达量产；2021 年德赛西威智能驾驶模块收入 13.87 亿元，同比增长 94.78%，营收占比较上一年提升 4.02pct。2020 年德赛西威在国产毫米波雷达影响力排名中位居第二。

4.8、经纬恒润：汽车电子综合供应商，软硬双修全领域赋能智能汽车

经纬恒润是综合性汽车电子供应商，全领域赋能智能汽车。经纬恒润是汽车电子综合供应商，业务模式在软硬件领域均有涉猎。公司的电子产品涉足方向包括智能驾驶、智能网联、底盘控制、新能源和动力系统等，全领域赋能智能汽车。在智能驾驶领域，公司的汽车感知类产品如毫米波雷达、车载摄像头已逐步向江铃汽车、江淮汽车、广汽集团、一汽集团等厂商供货。公司未来计划以科技创新发展，对包括 ADAS 等在内的现有技术和产品不断迭代，研发 4D 毫米波雷达，持续提升公司自主创新与综合运营能力。

汽车传感器：智能化趋势确定，千亿车载传感器市场启航