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前言:汽車玻璃為智能化核心視覺件,前景可期
電動化、智能化、自主品牌崛起是本輪汽車周期的三條主線,類比手機從功能機到智能機的變革,我們認為,智能汽車也將由出行工具向“第三生活空間”發(fā)展,而汽車由于其更為復雜的運動控制及更大的個人空間,故其傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流遠超手機。
我們從數(shù)據(jù)流的角度去挖掘未來汽車的核心要素,從數(shù)據(jù)的獲取、傳輸、存儲、處理和應(yīng)用,到輸出,都對應(yīng)智能汽車上的核心增量部件,傳感器、CAN/LIN/以太網(wǎng)、存儲芯片、計算芯片、自動駕駛算法和軟件應(yīng)用,最 后輸出端對應(yīng)的部件,其核心就是人機交互件。
人機交互的通道在于視聽觸嗅等五感環(huán)節(jié),其中視覺承載了大部分的信息流,也成為玻璃、屏幕、車燈、HUD等視覺件近年來持續(xù)升級的底層邏輯支撐,國信汽車團隊測算,新車LED前大燈滲透率由2018年的23%快速增至2020年的68%,ADB前大燈由2019年不到2%提升至2020年7%;HUD從2020年的4%提升至2021年接近10%,同時W-HUD向AR-HUD升級。
汽車玻璃作為數(shù)據(jù)流輸出端的核心視覺件之一,具備天生卡位優(yōu)勢(占汽車表面積的三分之一),以天幕玻璃、調(diào)光玻璃為代表的玻璃新品不斷推出并陸續(xù)裝車,打造多種場景的“生活空間”。
近年來全景天幕玻璃不斷滲透,預計今年全年滲透率超5%。
我們統(tǒng)計了主流品牌在售或即將開售的車型,預計2020H1/2020年/2021年國內(nèi)玻璃車頂滲透率分別約2.5%/3.24%/5.22%(其中2020H1是53款樣本車型統(tǒng)計數(shù)據(jù),2020和2021年是全統(tǒng)計口徑數(shù)據(jù),假設(shè)1 0 0%配置比例),汽車智能化大趨勢,玻璃為智能汽車數(shù)據(jù)流的核心視覺輸出載體,其中全景天幕玻璃提升整車顏值、空間感、體驗感,在主打差異化賣點的時代,已被特斯拉Model 3/Y/S、小鵬P7、蔚來EC6/ET7、長安UNIT、吉利星銳等主流新勢力和自主品牌采用。
我們認為,全景天幕以其大范圍的覆蓋面,有望承接車機成為車內(nèi)“第四屏”。在享受全景天窗采光的同時,解決強烈的日曬帶來的隔熱問題重要性凸顯,調(diào)光玻璃憑借其隔熱、隔音與隱私等功能應(yīng)運而生,嵐圖FREE、廣汽埃安AION S PLUS、極氦001等重磅電動智能車開始搭載可調(diào)光天幕玻璃,發(fā)展前景可期。
調(diào)光玻璃的不同技術(shù)路徑
分類來看,智能調(diào)光玻璃根據(jù)實現(xiàn)方式的不同,可分為電控、溫控、光控、壓控等各種類型,其中電控型最為主流。
具體到汽車領(lǐng)域,調(diào)光玻璃主要有三種類型,按照量產(chǎn)時間的先后,分別為PDLC(聚合物分散液晶)、SPD(懸浮粒子)和EC(電致變色),三者均屬于電控型調(diào)光玻璃,但原理和效果存在差異。
對比來看:
1)調(diào)光效果方面,PDLC有透明和霧化兩種基本狀態(tài),即使玻璃霧化,也會有大量光線通過,即透光卻不透明,而EC和SPD在透明和著色態(tài)之間則可以連續(xù)調(diào)節(jié)光線通過率;
2)美學效果方面,PDLC可以在玻璃上制作可變換透明或霧化的圖形效果,擁有良好的設(shè)計和擴展屬性,而EC和SPD不能設(shè)計圖形效果;
3)隔熱效果方面,PDLC隔熱效果有限,提升隔熱效果可增加一層Low-e玻璃,而SPD和EC技術(shù)具有良好的隔熱效果;
4)隱私效果方面,PDLC的隱私保護效果好,可以遮擋距離玻璃10cm以外的物體,10cm以內(nèi)只能看到物體的模糊陰影,而EC或SPD玻璃隱私功能相對有限,以建筑調(diào)光玻璃為例,在某些情況下,比如晚上從室外透過玻璃往室內(nèi)看,仍然可以看到室內(nèi)的模糊陰影。
接下來我們將從原理、結(jié)構(gòu)、優(yōu)缺點等方面對以上三種技術(shù)路徑進行系統(tǒng)梳理。
總體來看,PDLC出現(xiàn)最 早、技術(shù)最 先進成熟、成本最 低,國內(nèi)絕大多數(shù)調(diào)光玻璃生產(chǎn)商均使用該方案;EC低霧度、低能耗、隔熱效果好、可連續(xù)調(diào)光,成本居中,以極氦001、AION S PLUS為代表的電動智能車均使用該方案;SPD由于耗電多、成本大,目前主要應(yīng)用于以奔馳為代表的高 檔車。
PDLC(聚合物分散液晶)方案:出現(xiàn)最 早,技術(shù)最 先進成熟
PDLC方案的原理在于PDLC技術(shù),在玻璃之間加裝一層液晶調(diào)光膜(PDLC)。當通電時,液晶膜中的高分子液晶材料在電場的作用下,會進行有序排列,使光線可以輕易穿透玻璃變成透明狀。反之,關(guān)閉電源時,高分子液晶材料會被打亂不能正常排序,呈現(xiàn)透光而不透明的外觀狀態(tài)。
拆解PDLC調(diào)光玻璃結(jié)構(gòu),主要包含玻璃、PVB、導電層、PDLC液晶薄膜等,可以理解為PDLC調(diào)光玻璃是用兩片玻璃、兩片PVB膜與一塊PDLC液晶調(diào)光薄膜經(jīng)過高溫高壓制作而成,因此它的價格與玻璃、PVB膜、PDLC液晶調(diào)光有關(guān),影響較大的因素是玻璃和調(diào)光膜。
進一步拆解PDLC液晶調(diào)光膜,為一種電響應(yīng)切換的薄復合薄膜,由固體聚合物基質(zhì)中的一層(10~30μm)微米級的液晶(LC)微滴或納米液滴及外圍夾層膜組成,PDLC層夾在兩個透明導電的ITO-PET支撐膜之間形成智能調(diào)光薄膜。
在沒有電場(非穩(wěn)態(tài))的情況下,PDLC膜是高度散射的,下圖中的黃 色小球代表LC微滴,分布混亂且光軸取向隨機,光照在薄膜上產(chǎn)生散射,此時處于不透明狀態(tài);而在電場作用下(通態(tài)),液滴內(nèi)的LC分子與電場對齊,LC與聚合物基質(zhì)的折射率匹配,PDLC薄膜變得透明;去除電場后,LC微滴恢復開始的無規(guī)取向狀態(tài),此時處于不透明狀態(tài),完成一次開關(guān)轉(zhuǎn)換。
LC微滴對電場的毫秒級快速切換響應(yīng)使不透明快速轉(zhuǎn)換為透明,PDLC液晶調(diào)光膜的響應(yīng)時間在160~7毫秒之間。
從功能角度看,PDLC只有透光和半透光兩種狀態(tài),不可連續(xù)調(diào)節(jié)透明度,且隔熱和抗紫 外線性能一般。
但其優(yōu)勢在于相比SPD和EC,PDLC有著獨到的白色霧化效果,隱私性好,且成本最 低、量產(chǎn)最早、技術(shù)最成熟,因此仍能占有一席之地,國內(nèi)絕大多數(shù)調(diào)光玻璃生產(chǎn)商用的都是這種方案。
目前,PDLC調(diào)光玻璃還可集成超?。?.7mm)、隔熱、隔音等功能。從應(yīng)用部位看,PDLC調(diào)光玻璃可應(yīng)用于門玻璃、后擋風玻璃及天窗。
EC(電致變色)方案:低霧度、低能耗、隔熱效果好
電致變色技術(shù),是指在外加電場作用下,實現(xiàn)材料的光學性質(zhì)(即透射率、反射率或吸收率等)發(fā)生穩(wěn)定可逆變化的一種技術(shù),在外觀上表現(xiàn)為顏色和透明度的可逆變化。主動變色是電致變色與光致變色、熱致變色等其他變色最 大的技術(shù)不同。
在外觀上表現(xiàn)為顏色和透明度的可逆變化。
目前,電致變色技術(shù)的應(yīng)用場景集中于汽車、飛機、手機等領(lǐng)域,比如汽車后視鏡、波音787飛機、手機顯示屏等。
薄膜電致變色技術(shù)的應(yīng)用,開啟了車用調(diào)光玻璃的量產(chǎn)之路。
第 一代技術(shù)為紫羅精技術(shù),代表產(chǎn)品為波音787飛機舷窗、法拉利Superamerica敞篷跑車,玻璃變色后都呈藍色,該技術(shù)存在容易漏液、可靠性差、功耗高等問題;第二代為無機非金屬材料技術(shù),比如三氧化鎢主要應(yīng)用在智能建筑玻璃領(lǐng)域,存在變色速度慢、造價高等缺點;第三代技術(shù)為薄膜電致變色技術(shù),采用的是柔性固態(tài)電致變色材料,用導電膜代替上兩代的固態(tài)和液態(tài)介質(zhì),將前兩代的缺點解決,從而落地商用,代表產(chǎn)品就為極氦001 EC光感天幕。
分車型來看不同技術(shù)的應(yīng)用效果,2005年法拉利Superamerica敞篷跑車的擋風玻璃和頂棚玻璃中使用紫羅精電致變色技術(shù),為定制化產(chǎn)品,由于技術(shù)問題(要在曲面玻璃上涂出厚度一致的電致變色層難度很大)無法實現(xiàn)量產(chǎn),且變色速度極慢。
相比之下,極氦001 EC光感天幕擁有獨有的柔性薄膜技術(shù)使得玻璃最 大寬幅可達1.6m,很大滿足汽車設(shè)計的定制化需求;調(diào)光過程變化柔和,讓人有足夠的緩沖時間適應(yīng)光線;同時還擁有低霧度值、超寬變色范圍、低能耗、低工作電壓等領(lǐng) 先性,應(yīng)用在汽車產(chǎn)品上更加安全可靠。
從結(jié)構(gòu)看,EC(電致變色)玻璃一般是在兩層基片之間夾有5個薄膜層,分別為透明導電層、電致變色層、電解質(zhì)層、離子存儲層及另一透明導電層。
其工作原理是在電致變色元件兩端電極外加電壓,離子在外加電壓的電場作用下,遷入(或遷出)至電致變色層內(nèi),使電致變色材料的價數(shù)減少(或增加),在達到平衡前,電致變色材料發(fā)生顏色變化;當達到平衡后,電致變色材料顏色變化達到穩(wěn)定。
以陰極著色的三氧化鎢為例,當兩端沒有加電壓時,為初始狀態(tài),電致變色層是無色或淺色;當在兩端加上電壓后,儲存在離子存儲層的鋰離子在電場的作用下經(jīng)過電解質(zhì)層注入到三氧化鎢薄膜的晶格空隙中,形成鎢青銅,導致W6+被還原成低價的W5+,電子從W6+到W5+的帶間躍遷吸收光子而引起變色。
EC與PDLC的差異在于EC是天幕在改變狀態(tài)時,內(nèi)部物質(zhì)發(fā)生了化學反應(yīng),而PDLC只是改變了微粒方向。
從功能及優(yōu)勢角度看,
1)霧度低,霧度低于2%,低于PDLC,可看到透亮的車外風景;
2)隔熱效果好,EC紫外線阻隔率高達99.9%,長波黑斑效應(yīng)紫外線UVA(波長320~420nm)透過率小于6%,可格擋紅外線,著色態(tài)遮陽系數(shù)為0.02-0.08,隔熱效果優(yōu)于PDLC和SPD;
3)能耗低,SPD使用110V交流電、EC使用3V直流電,在能耗方面EC具備優(yōu)勢。此外,EC調(diào)光玻璃成本較低,更適合主流價位車型,近些年受到了許多車企的認可;
4)可連續(xù)調(diào)節(jié),相比PDLC的透光和半透光兩種狀態(tài),EC可連續(xù)調(diào)節(jié)明暗程度。
從行業(yè)應(yīng)用來看,EC調(diào)光玻璃產(chǎn)量從2014年的4.9萬平方米增至2019年的12萬平方米,CAGR為20%。
目前EC已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車(自動防眩后視鏡、側(cè)窗和天窗玻璃)、飛機(舷窗玻璃)、建筑(外墻玻璃)等領(lǐng)域,其中車窗及飛機領(lǐng)域2019年需求占比為29%。
SPD(懸浮粒子)方案:耗電多,成本大,應(yīng)用于高 端車
構(gòu)成上,SPD(懸浮粒子裝置)主要由兩塊玻璃或塑料面板、導電材料(用于涂覆玻璃板)、懸浮粒子裝置(數(shù)以百萬計的黑色粒子被放置在兩塊玻璃板之間)、液體懸浮液或薄膜(允許顆粒在玻璃之間自由漂?。?、控制裝置(自動或手動)構(gòu)成。
原理上,數(shù)以百萬計的SPD懸浮粒子被放置在兩塊玻璃或塑料面板之間,玻璃或塑料面板涂有透明導電材料,斷電時由于布朗運動粒子隨機排布,可以吸收99%以上的可見光。
當電流通過導電涂層與SPD懸浮粒子接觸時,它們排成一條直線并允許光線通過。當電壓量降低時,窗口變暗,直到完全黑暗。驅(qū)動電壓一般為110V的交流電壓。
優(yōu)缺點上,SPD調(diào)光玻璃中的懸浮粒子可吸收99%以上的可見光,且明暗程度連續(xù)可調(diào)。
缺點在于霧度大、耗電多且偏藍色嚴重,驅(qū)動電壓超過100V,需配套更完善的安全措施,抬高使用成本,車廠正在尋找替換方案。
應(yīng)用上,SPD技術(shù)廣泛應(yīng)用于汽車、建筑、航空航海等行業(yè),其中交通方面目前應(yīng)用在奔馳高 檔型號車、游艇等場景。
調(diào)光玻璃行業(yè)的應(yīng)用趨勢加快
調(diào)光玻璃(建筑、家用為主)的演進發(fā)展歷史復盤
調(diào)光玻璃誕生于20世紀80年代末,由美國肯特州立大學的專 家發(fā)明了電控調(diào)光玻璃并申請專 利,至今已有近30年歷史。
目前,調(diào)光玻璃廣泛應(yīng)用于幕墻等領(lǐng)域。最 初的調(diào)光玻璃生產(chǎn)成本高昂,僅少量用于政 府部門及公共事業(yè)部門。
后來逐漸量產(chǎn),進入一些特定的應(yīng)用場景。2003年,智能調(diào)光玻璃進入中國市場,由于價格昂貴,使用場景受限,在此后的十多年間發(fā)展緩慢。
近年來,隨著國民經(jīng)濟高速增長,生產(chǎn)技術(shù)不斷優(yōu)化改良,調(diào)光玻璃的價格從1萬元下降到大約3000元/㎡,開始被建筑設(shè)計行業(yè)接受且大規(guī)模應(yīng)用,并逐步進入汽車玻璃行業(yè),成為智能座艙的重要組成部分。
從調(diào)光玻璃行業(yè)情況看,近年來產(chǎn)銷及市場規(guī)模均穩(wěn)健增長。
產(chǎn)銷方面,我國調(diào)光玻璃的產(chǎn)量從2011年的2.8萬平方米增至2019年的32.5萬平方米,CAGR為35.9%;我國調(diào)光玻璃的需求量從2011年的2.7萬平方米增至2019年的32.2萬平方米,CAGR為36.3%。
市場規(guī)模方面,我國調(diào)光玻璃行業(yè)市場規(guī)模由2011年的0.9億元增至2019年的3.7億元,CAGR為19.6%;全 球調(diào)光玻璃行業(yè)市場規(guī)模由2014年的37.5億元增至2019年的57.6億元,CAGR為8.9%。
總體來看,整個建筑調(diào)光玻璃行業(yè)的產(chǎn)銷高增,市場規(guī)模穩(wěn)步擴大。
我們認為,智能調(diào)光產(chǎn)品的增勢迅猛,其主要原因在于建筑、家居等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。
建筑方面,高 端商業(yè)建筑朝舒適、節(jié)能及隱私保護方向發(fā)展,通過使用智能調(diào)光產(chǎn)品更換傳統(tǒng)窗簾及混凝土墻面,提升用戶體驗;家居方面,智能家居概念流行,催生對調(diào)光智能產(chǎn)品的需求,該等產(chǎn)品可用作百葉窗保護浴室、臥室及客廳的隱私保護、家庭影院的可切換投影屏等。
汽車領(lǐng)域調(diào)光玻璃的應(yīng)用為相對新興的領(lǐng)域,伴隨著電動智能車的快速滲透以及調(diào)光玻璃的逐漸應(yīng)用,汽車調(diào)光玻璃的發(fā)展前景可期。
汽車調(diào)光玻璃的應(yīng)用現(xiàn)狀及特征我們對汽車行業(yè)調(diào)光玻璃應(yīng)用的主要車型進行了系統(tǒng)梳理,可以發(fā)現(xiàn)車型價格帶下移(輻射面變廣)、玻璃應(yīng)用面積變大(全景天幕)、調(diào)光全景天幕集中于新型電動智能車(電動智能化)為三大核心特征。
1)從豪華外資到自主品牌,單車售價從百萬元到五十萬元以內(nèi),可調(diào)光玻璃車載應(yīng)用輻射面變廣。
最初的可調(diào)光玻璃主要應(yīng)用于法拉利、戴姆勒等外資豪華品牌,車型售價在60萬元以上,最 高可達千萬 級別的頂 級豪華轎車,自2020年開始以豐田HARRIER為代表的外資車型(35.7萬元),以及以嵐圖RREE、廣汽AION S PLUS、吉利極氦001為代表的自主品牌開始使用調(diào)光玻璃,將價格帶下移到35萬元以內(nèi)。
2)從小面積可調(diào)光天窗到可調(diào)光全景天幕,車頂玻璃應(yīng)用面積變大。
以往的調(diào)光玻璃面積小,實現(xiàn)的是車燈透明度連續(xù)可調(diào)。隨著曲面玻璃技術(shù)進步、調(diào)光玻璃成本降低,自2020年至今可調(diào)光全景天幕玻璃被車企應(yīng)用,廣汽AION S PLUS標配1.9平方米全景天幕玻璃、選配光感浩瀚天幕EC調(diào)光玻璃。
此外,相比于傳統(tǒng)的滑動天窗零部件多且復雜的問題,全景天幕玻璃可避免天窗移動、老化漏水等問題,性價比大幅提升。
3)自2020年至今搭載調(diào)光全景天幕的車型集中于新型電動智能車,且PDLC和EC技術(shù)方案為主流。
之所以電動智能車更多使用,我們認為原因一方面是天幕玻璃的輕量化屬性,減重節(jié)能,另一方面也符合第三消費時代打造差異化賣點的趨勢。
2021年搭載可調(diào)光全景天幕的均為電動智能車,相比于SPD高成本、耗電多的問題,車企選用的調(diào)光方案集中于PDLC和EC。
汽車調(diào)光玻璃的應(yīng)用趨勢和發(fā)展空間如何看?
定性分析看調(diào)光玻璃的應(yīng)用趨勢
要回答汽車調(diào)光玻璃的應(yīng)用趨勢問題,需要追溯到重要應(yīng)用載體——全景天幕玻璃,以及調(diào)光功能之余全景天幕的重要性,而這離不開這里面的三個關(guān)鍵角色:玻璃廠商、車企、用戶。
1)首先看全景天幕玻璃,于玻璃廠商的作用在于Tier 2轉(zhuǎn)換成Tier 1的配套價值量提升,于車企的作用在于降本的同時實現(xiàn)產(chǎn)品差異化,于消費者的作用在于第三消費是的個性化,也就是美學以及空間性。因而,我們認為全景天幕的持續(xù)滲透是行業(yè)大趨勢。
2)其次看調(diào)光玻璃,調(diào)光為全景天幕玻璃上面的重要應(yīng)用,其重要性可以概括為美學、隱私性、實用性(隔熱、隔音)、娛樂性、安全性。
接下來,我們將對以上兩個核心觀點進行詳細論述。
全景天幕的持續(xù)滲透是大趨勢
復盤汽車天窗車頂進化路徑,最明顯的特征在于量增,以及關(guān)鍵一步的價降。
首先是量增,從無天窗車頂-小天窗車頂(0.3-0.6平方米)-全景天窗車頂(0.5-1.0平方米)-全景天幕(大于1平方米),汽車全景天幕是傳統(tǒng)全景天長尺寸的2-3倍,汽車玻璃單車玻璃面積實現(xiàn)“絕 對”上升;
其次是關(guān)鍵一步的價降,也就是從全景天窗車頂?shù)饺疤炷徊A?,價格由3000元以上下降至1000-2000元的價格區(qū)間內(nèi),相當于用接近小天窗車頂?shù)膬r格,享受全景天幕的效果,福耀玻璃也由Tier2切換為Tier1。
全景天幕玻璃的應(yīng)用,于玻璃廠商而言可提升其配套單價(從電動天窗單片玻璃100元以內(nèi)的配套價值量提升至全景天幕總成超1000元的配套價值量),于整車廠來說節(jié)約零部件成本,減少了驅(qū)動單元、執(zhí)行單元等物料,并且可以打造差異化賣點,于消費者來說更具美學以及空間價值,一舉多得。
拆解汽車天窗結(jié)構(gòu),主要由支承框架總成、玻璃總成、驅(qū)動總成(含ECU元件)、運動執(zhí)行機構(gòu)總成構(gòu)成,物料成本中,除開玻璃總成外的框架總成、遮陽板、擋風條、馬達和ECU系統(tǒng)的成本占比為66%。
相比之下汽車全景天幕大多為封閉車頂,采用最 新的玻璃模壓、包邊總成集成技術(shù),使得整片天窗玻璃面積達到近3平方米,并與汽車造型無縫銜接形成整車車頂,優(yōu)勢在于結(jié)構(gòu)簡單,從而帶來成本下降,價格下降。
調(diào)光玻璃賦予全景天幕玻璃更多的功能
智能調(diào)光玻璃之所以開始被以極氦001、AION S PLUS等為代表的電動智能車應(yīng)用,主要得益于其功能豐富,可概括為美學、隱私性、實用性(隔熱、隔音)、娛樂性、安全性。
1)美學:電動智能車推陳出新速度加快,整車廠需要更多元素打造差異化賣點,而調(diào)光功能可提升車頂天幕玻璃的外觀,滿足用戶的美學需求;
2)隱私性:調(diào)光玻璃可智能調(diào)節(jié)玻璃透明程度的特性使其具有很好的隱私保障功能,無需再安裝遮陽簾,擠占車內(nèi)空間;
3)實用性:調(diào)光玻璃具備高隔熱效果,可以阻隔99%以上的紫外線及98%以上的紅外線,屏蔽部分紅外線減少熱輻射及傳遞,另外調(diào)光玻璃中間的調(diào)光膜及膠片有聲音阻尼作用,可部分阻隔噪音;
4)娛樂性:調(diào)光玻璃是一款非常優(yōu) 秀的投影屏幕,搭配投影,成像效果清晰出眾,汽車立刻化為移動影廳,隨時隨地享受影視大片;
5)安全性:調(diào)光玻璃中間的調(diào)光膜及膠片還提高了玻璃的抗沖擊能力,可以防止破裂止碎片飛濺,抗打擊強度好,增強汽車安全性能。
消費者調(diào)研數(shù)據(jù)顯示,汽車天窗為用戶購車重要考量因素且用戶粘性強,安全性與隔熱效果為用戶關(guān)注的重要性能指標,這均與可調(diào)光玻璃的應(yīng)用不謀而合。
根據(jù)偉巴斯特2021年中國市場汽車天窗消費趨勢調(diào)研報告顯示,在購車考量的配置中,天窗是重要的選項,占比為70%,低于倒車影像居第二位。
用戶再次購車選購天窗意愿比例為95.3%,比2019年有所上升,居于高位,說明天窗的應(yīng)用存在很強的用戶粘性。
功能性上,用戶購買天窗的關(guān)注因素前三位是通風、光線和安全,其中安全占比較2019年提升了17.4pct。
另外,本次調(diào)研總體用戶中,71.5%用戶關(guān)注天窗遮陽系統(tǒng),原因是能防曬隔熱、且能保護隱私。
定量測算全景天幕和含調(diào)光功能的全景天幕玻璃的市場規(guī)模
1)全景天幕玻璃:受益于電動智能化,全景天幕玻璃量價雙增。
目前,全景天幕玻璃的滲透率為5%,新能源乘用車的持續(xù)滲透帶動全景天幕滲透率上行,另外傳統(tǒng)車搭載全景天幕玻璃也將逐漸成為趨勢,預計2025年全景天幕滲透率為25%。此外,集成更多功能的全景天幕玻璃(鍍膜、調(diào)光等)帶動ASP增長。
量價雙增 大勢下,預計全景天幕玻璃全 球市場規(guī)模將由2020年的20.1億元增至2025年的284.5億元,CAGR為70%;國內(nèi)市場規(guī)模將由2020年的7.2億元增至2025年的108.8億元,CAGR為72%。
2)含調(diào)光功能的全景天幕玻璃:受益于在全景天幕中的持續(xù)滲透,調(diào)光玻璃將貢獻重要增量。
考慮到目前市面上搭載調(diào)光功能全景天幕玻璃的車型集中于極氦001、嵐圖FREE、AION S PLUS為代表的電動智能車,當前調(diào)光玻璃預計在全景天幕玻璃車型占比在5%左右(預計2021年調(diào)光玻璃車型銷量低于5萬輛,2022年調(diào)光玻璃車型銷量15萬輛左右),考慮主機廠后續(xù)搭載意愿,預計該占比2025年有望達到30%,對應(yīng)的全 球市場規(guī)模將由2021年的4.3億元增至2025年的147.8億元,CAGR為143%;國內(nèi)市場規(guī)模將由2021年的1.5億元增至2025年的56.5億元,CAGR為147%。
汽車調(diào)光玻璃的產(chǎn)業(yè)鏈及主流汽玻企業(yè)布局
全 球汽車玻璃行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈及競爭格局
汽車玻璃產(chǎn)業(yè)鏈中,上游汽車玻璃原材料主要包括浮法玻璃(玻璃原片)、PVB中間膜等。其中浮法玻璃是汽車玻璃的重要原輔材料,其成型過程是在通入保護氣體(N2、H2)的錫槽中完成的,具有結(jié)構(gòu)緊密、手感平滑、透明度好等優(yōu)點,其原材料主要為純堿、硅砂、石灰石等。
拆解汽車玻璃的成本結(jié)構(gòu),浮法玻璃(35%)、PVB膜(13%)、人工成本(11%)、能源成本(11%)、其他材料(17%)是公司汽車玻璃的主要成本,其中浮法玻璃與PVB膜合計成本占比近50%。
其中在浮法玻璃成本構(gòu)成中,排在前三的為能源成本(44%)、純堿(15%)和其他材料(13%)。
汽車玻璃市場寡頭壟斷,福耀玻璃領(lǐng) 先行業(yè)。
全 球汽車玻璃龍 頭通過浮法玻璃自供,降低生產(chǎn)成本,規(guī)模經(jīng)濟下形成了汽玻行業(yè)寡頭壟斷格局。
2020年全 球汽車玻璃全 球前五大供應(yīng)商分別為福耀玻璃(28%)、旭硝子(26%)、板硝子(17%)、圣戈班(15%)、信義玻璃(8%),中國福耀玻璃成為全 球汽玻行業(yè)龍 頭。
全 球汽車調(diào)光玻璃行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈及主流參與企業(yè)
對于汽車調(diào)光玻璃而言,相較汽車玻璃,其上游主要原材料中加入了導電層及調(diào)光材料,其中PDLC方案的調(diào)光材料為PDLC液晶薄膜、EC方案的調(diào)光材料為EC電致變色層、SPD方案的為SPD薄膜,其中能提供PDLC車用調(diào)光膜的企業(yè)分別為國安奇緯、中禾科技,能提供EC車用調(diào)光膜的企業(yè)為光弈科技(C輪 融 資),能提供SPD薄膜的為日立化成。
中游為能提供汽車調(diào)光玻璃的廠商,未上市的公司有毓恬冠佳、精一科技、偉巴斯特,已上市的公司為福耀玻璃、旭硝子、板硝子、圣戈班。
通過對上述具有汽車調(diào)光技術(shù)的供應(yīng)商進行梳理后可以發(fā)現(xiàn),調(diào)光玻璃屬于汽車玻璃細分智能化玻璃,為相對新興的汽玻應(yīng)用,能參與進來進行調(diào)光玻璃供貨的玩家依然集中于以福耀玻璃、板硝子、旭硝子、圣戈班為代表的全 球玻璃 龍 頭,另外,上游膜片環(huán)節(jié)以光弈科技為代表的公司具有電致變色(EC)薄膜技術(shù),主要應(yīng)用于汽車天幕/天窗、防眩目后視鏡、建筑幕墻、手機背殼、AR眼鏡等場景,前景明朗,2021年光羿科技完成數(shù)億美元C輪融 資(比亞迪和蔚來資本參投)。
接下來我們將對上述代表性企業(yè)在調(diào)光玻璃的布局進行梳理。
全 球汽車玻璃龍 頭在調(diào)光玻璃上的布局及應(yīng)用福耀玻璃:PDLC和EC調(diào)光天幕玻璃已供貨主流自主品牌電動智能車福耀調(diào)光玻璃產(chǎn)品布局全 面,已供貨主流自主品牌電動智能車。
目前,福耀的調(diào)光玻璃產(chǎn)品可分為PDLC調(diào)光玻璃、熱致變色玻璃和EC調(diào)光玻璃,其中PDLC可調(diào)光全景天幕玻璃作為選配件已搭載于嵐圖FREE,可實現(xiàn)10級透亮度可調(diào),隔絕99%的紫外線;熱致變色玻璃可定制多種玻璃顏色,且顏色可隨溫度變化而變化;EC調(diào)光天幕為福耀今年推出的重磅調(diào)光玻璃新品,具備低霧度、智能感應(yīng)自動調(diào)光、隔熱隔紫外線等特點,采用光弈的EC電致變色技術(shù),實現(xiàn)漸變式變色調(diào)光,目前已搭載于極氦001、廣汽AION S PLUS等車型中。
福耀與京東方強強聯(lián)合,推進智能調(diào)光玻璃在汽車領(lǐng)域的新應(yīng)用。
2020年6月1日,福耀集團與京東方集團在福建福清舉行戰(zhàn)略簽約儀式,雙方將結(jié)合各自產(chǎn)業(yè)資源和技術(shù)優(yōu)勢,在汽車智能調(diào)光玻璃和車窗顯示等領(lǐng)域進行戰(zhàn)略合作。
2020年10月12日-14日,第三屆數(shù)字中國建設(shè)峰會在福建福州舉辦,福耀和京東方共同研發(fā)的智能調(diào)光車窗亮相,代表了調(diào)光領(lǐng)域的最 新 技術(shù)。
2021年7月,我國首 創(chuàng)的時速600公里高速磁懸浮列車在青島成功下線,該列車搭載了京東方與福耀玻璃、中車青島四方車輛研究所共同推出的智能自適應(yīng)調(diào)光視窗,這款高科技的高速磁懸浮智能自適應(yīng)調(diào)光視窗采用了先進的染料液晶技術(shù)以及穩(wěn)定的透明顯示技術(shù),具有1秒快速響應(yīng),無極調(diào)光、無延遲、保護隱私等優(yōu)勢,科技感十足。
板硝子:推出即時光控玻璃UMU,在雷克薩斯LM首 次使用2020年2月25日,即時光控玻璃UMU在日本量產(chǎn)的雷克薩斯LM(2020)中首 次使用。
瞬時光控玻璃“UMU Smart Window”是夾在兩塊玻璃之間的特殊LCD薄板,屬于夾層玻璃。由于液晶分子通常不規(guī)則地排列,因此它們擴散光并且處于“不透明”狀態(tài)。
但是,當施加電壓時,它們會排成一行并允許光通過,處于“透明”狀態(tài)。
因此,在打開/關(guān)閉電源時,可以立即在“不可見”和“不可見”之間切換,此外,由于粘貼了牢固的中間膜,因此堅固且安全,如果破裂也不會散開。
雷克薩斯LM采用瞬時光控玻璃“UMU智能窗戶”,有助于創(chuàng)造一個豪華而安靜的私人空間。
旭硝子:推出光控玻璃WONDERLITE Dx,在豐田新款Harrier上首 次亮相
豐田新款Harrier搭載旭硝子高速調(diào)光玻璃WONDERLITE Dx,成為全 球首 款搭載調(diào)光玻璃天窗的量產(chǎn)車型。豐田汽車于2020年6月17日正式全 球發(fā)售的新款Harrier汽車上,首 次搭載了AGC的高速調(diào)光玻璃WONDERLITE Dx,該款玻璃安裝于該車型的全景天窗,可瞬間控制透光率,是世界上首 款搭載量產(chǎn)車的調(diào)光玻璃。
在調(diào)光模式(不透明狀態(tài))下,刺眼的陽光被遮擋在外,可以阻擋99%的紫外線;在透射模式(清晰狀態(tài))下,玻璃變通透,開放感十足。
該技術(shù)的特點在于自由控制透光、隱私性、隔熱、環(huán)保、空間性、可定制。
1)自由控制透光:只需按一下按鈕,即可控制通過玻璃進入車內(nèi)的光線量,傳輸?shù)墓饬靠梢赃B續(xù)調(diào)整,從暗到亮;
2)隱私性:透光率從35%到低于1%不等,具體取決于玻璃結(jié)構(gòu);
3)隔熱:夏季,效果有助于保持車內(nèi)舒適的溫度,冬天,由于使用了Low E涂層,可以避免冷壁效應(yīng),另外可通過防止紫外線進入汽車來保護用戶皮 膚;
4)環(huán)保:減少空調(diào)需求可以節(jié)省燃料并減少發(fā)動機的二氧化碳排放量,并延長電動汽車的續(xù)航里程;
5)空間性:可以去除窗簾,為用戶釋放內(nèi)部凈空高度(~25毫米);
6)可定制:用戶可根據(jù)需求對不同的效果、顏色、對比度、切換模式和動態(tài)進行定制。
圣戈班:打造智能化玻璃,PDLC調(diào)光玻璃為重要方向
圣戈班控股的Sage公司在2014年率先實現(xiàn)了量產(chǎn)EC玻璃,目前主要應(yīng)用于建筑、家用和飛機等領(lǐng)域。
汽車玻璃領(lǐng)域,圣戈班的調(diào)光玻璃為PDLC玻璃,屬于未來新的玻璃技術(shù),PDLC變色玻璃通過去除遮陽板,采用高科技變色玻璃技術(shù),將遮陽功能集成在玻璃中,達到美觀一體化和減重的功效,高科技感十足。
偉巴斯特:可提供可調(diào)光天窗,并可繼承與新一代可開啟太陽能全景天窗中
偉巴斯特可提供可調(diào)光天窗。
采用液晶技術(shù)將調(diào)光材料復合在玻璃中,通過電子控制信號改變玻璃的透明度,只需觸摸一個按鈕,天窗玻璃即可變暗。
不僅解決了陽光直射問題,還可以有效降低因直射上升的車內(nèi)溫度、節(jié)省空調(diào)能耗,另外也充分考慮了駕乘者的隱私需求。
在今年4月車展上,公司展示了其最 新車頂技術(shù),其中一項為新一代可開啟太陽能全景天窗,該天窗具備調(diào)光功能。
偉巴斯特新一代可開啟太陽能全景天窗集成了太陽能電池單元,所發(fā)電能可以為電加熱器模塊供電,預熱電動車電池包,從而有效改善電池包在低溫下的電能輸出效率。
在太陽能理想的條件下,每年可以為車輛增加續(xù)航里程達2000公里。
在夏天高溫停車時,太陽能組件也能驅(qū)動鼓風機,實現(xiàn)車內(nèi)通風換氣,有效降低車內(nèi)溫度,提升駕乘舒適性。
該車頂采用了可調(diào)光玻璃,可以調(diào)整透光率,給內(nèi)部乘客提供舒適和隱私的自由切換。
總體來看,以福耀玻璃、板硝子、旭硝子、圣戈班、偉巴斯特為代表的全 球玻璃龍 頭在調(diào)光玻璃領(lǐng)域均有所布局,福耀玻璃憑借全 面的玻璃產(chǎn)品(PDLC、熱致變色、EC)、更快更新的量產(chǎn)進度(吉利極氦001、廣汽AION S PLUS、嵐圖FREE)處于領(lǐng) 先地位。
報告總結(jié)
本文主要梳理了智能調(diào)光玻璃的不同技術(shù)路徑,分析了智能調(diào)光玻璃的應(yīng)用現(xiàn)狀,并對其未來應(yīng)用趨勢和發(fā)展空間進行定性和定量分析,最 后對調(diào)光玻璃產(chǎn)業(yè)鏈及主流汽車玻璃企業(yè)在調(diào)光技術(shù)領(lǐng)域的布局進行梳理。
汽車電動化智能化背景下,行業(yè)機遇圍繞:
1)增量/升級零部件;
2)自主崛起產(chǎn)業(yè)鏈兩條主線展開。
增量/升級零部件主線下,汽車玻璃天生具備卡位優(yōu)勢(占據(jù)車身表面積三分之一,圍繞乘員四周),前期升級圍繞前檔HUD化、車頂天幕化進行,中期看調(diào)光玻璃的滲透,遠期汽車玻璃有望成為車內(nèi)生態(tài)應(yīng)用端的海量數(shù)據(jù)輸出載體(承載中控屏以外的信息量),具備遠大成長空間(單車價值量從700-1500-3000+)。
福耀 玻璃伴隨中國汽車工業(yè)成長多年,以極 致專注和極強成本管控能力,已成長為全 球汽車玻璃龍 頭(31%市占率,40%毛利率,20%凈利率),盈利能力遠超全 球競爭對手。
2020年疫情背景公司業(yè)績承壓降至5年低點,2021年預計利潤37億,43%增速,2022年預計在玻璃升級、海運及芯片緩解、市占率提升背景下公司業(yè)績有望維持30%以上增速,2022年對應(yīng)24倍PE。
福耀玻璃:海外擴張進行時,產(chǎn)品升級在加速
福耀玻璃是全 球汽車玻璃龍 頭(前二),通過產(chǎn)業(yè)鏈一體化、設(shè)備自制、工人紅利打造強競爭優(yōu)勢,當前全 球OEM市占率接近31%,國內(nèi)OEM市占率接近70%。
2014年起啟動海外擴張,2016年開始隨著代頓、芒山工廠的竣工,福耀依托覆蓋美國30%汽車玻璃市場的產(chǎn)能布局,進入汽車玻璃新一輪擴張周期。
2019年開始隨著收購歐洲SAM鋁飾件公司,進入新品類延展階段,后續(xù)仍然看好歐洲鋁飾件業(yè)務(wù)帶動下的汽車玻璃業(yè)務(wù)協(xié)同性,以及鋁飾條業(yè)務(wù)產(chǎn)能釋放。
看好海外市場份額提升和產(chǎn)品品類延展。
近年來福耀汽車玻璃海外業(yè)務(wù)加速拓展(主要在美國),2020年海外營收占比達45.11%(2019年49.06%),其中福耀美國規(guī)劃汽車玻璃產(chǎn)能550萬套(15%研發(fā)產(chǎn)能),2016年起陸續(xù)投產(chǎn),2020年實現(xiàn)營收32.53億元。
在汽車玻璃以外,2019年起福耀通過收購歐洲鋁亮飾條公司SAM進一步拓展邊界(2020年并表),新品類可以配套公司集成化產(chǎn)品(汽車玻璃包邊鋁飾條),提升產(chǎn)品附加值(包邊產(chǎn)品較非包邊產(chǎn)品價值提升30%以上),同時進一步擴大公司汽車飾件規(guī)模,拓展汽車配件領(lǐng)域,更好地為汽車廠商提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品和服務(wù),增強與汽車廠商的合作黏性,提高公司的綜合競爭力,符合公司長遠發(fā)展戰(zhàn)略。
專注于一片玻璃的價值量延伸。智能化、消費升級背景下汽車玻璃單車使用量(天窗+前檔)和單面積價格(HUD、智能調(diào)光、隔熱、隔音、除霜、Low-E等)提升。目前福耀擁有安全型、低碳型、集成型三大類玻璃產(chǎn)品,新產(chǎn)品的國內(nèi)外客戶擴展情況樂觀。
我們認為,隨著天窗玻璃滲透率提升、HUD等高附加值產(chǎn)品提高汽車玻璃單價,未來公司產(chǎn)品有望維持價量齊升的趨勢。
短期缺芯壓制,明年有望恢復性增長。
考慮行業(yè)缺芯影響全年排產(chǎn),預期21-23年利潤分別37/50/60億,對應(yīng)PE分別32/24/20倍。
核主要風險
第 一,芯片短缺風險。第 二,高附加值玻璃普及速度不及預期。
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