汽车科技专题报告HUD抬头显示将乘智能电

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1、HUD的基本概念1.1HUD抬头显示的基本分类HUD（HeadsUpDisplay）抬头显示仪是通过将重要的行车信息实时显示在前挡风玻璃上，避免因驾驶员低头、转移视线等带来的安全隐患的一套显示系统。HUD系统主要由投影单元和显示介质两部分构成，其中投影单元内部集成了投影仪、反射镜、投影镜、调节电机及控制单元，HUD控制单元从车上数据总线获取车速、导航等信息，并在投影仪输出图像。显示介质可以为单独安装的透明树脂玻璃或者前挡风玻璃。HUD应用历史：最开始是应用在飞机上，年通用首先将该技术应用到汽车上，年，宝马公司成为欧洲第一家使用HUD技术的汽车公司，此后，通用、奔驰、本田、丰田等整车厂也相继在旗下车型上配备HUD，HUD之所以被越来越多的厂商应用到汽车上，主要是随着汽车功能的增多，仪表盘显示的信息也越来越多，而在驾驶过程中需要不时低头查看仪表盘或者中控屏信息，导致短暂的盲驾，不利于行车安全，而HUD将信息显示到汽车的前挡风玻璃上，从而避免这样的问题。根据成像方式及成像内容，目前汽车行业有三种产品形态：C-HUD、W-HUD以及AR-HUD。C-HUD（CombinerHUD）：通过放置于仪表上方的一个半透明的树脂板作为投影介质反射出虚像，该产品因安装便利，曾在售后市场引起一阵风潮。不过，弊端亦较为明显，主要呈现在三个方面：①成像区域小、显示内容有限；②成像距离近，位置较低；③C-HUD置于仪表上方，在车辆碰撞时可能会对驾驶员产生二次伤害，不利于车内安全。也正因为有这些弊端，C-HUD逐步被边缘化。W-HUD（WindshieldHUD）：使用前挡风玻璃作为投影介质来反射成像，可支持更大的成像区域和更远的投影距离。该产品光学结构相对复杂，成本相对较高，目前主要应用在中高端车型中，但正在往中低端车型普及。AR-HUD（AugmentedRealityHUD）：跟W-HUD一样使用前挡风玻璃作为投影介质来反射成像，但是由于AR-HUD使用了增强投影面，通过数字微镜元件生成图像元素，同时成像幕上的图像通过反射镜最终射向挡风玻璃，使得增强过后的显示信息可以直接投射在用户视野角度的道路上，使显示信息可以与交通状况进行融合。AR-HUD较W-HUD而言成像区域更大、投射距离更远，成像上也更为生动直观。AR-HUD可在驾驶员视线区域内合理叠加显示一些驾驶信息，将导航和ADAS信息与前方道路融合，直接将转向指示、障碍物警告、车道偏离、前车预警、盲区监测等内容显示出来。但是由于AR-HUD将信息直接显示在真实道路上，实现这一特性需要通过前视摄像头对前方的路况进行解析建模，得到对象的位置、距离、大小，再把HUD需要显示的信息精准地投影到对应的位置，这需要强大的运算能力。1.2HUD的主要硬件结构HUD系统的主要硬件是投影介质和投影单元。C-HUD的投影介质主要是放置于仪表上方的一个半透明的树脂板，比较适合用于后装市场。W-HUD的投影介质是前挡风玻璃，HUD前挡风玻璃是双层的，两层玻璃之间有一层PVB薄膜夹层，如果把HUD图像投射到普通挡风玻璃上，在玻璃厚度和倾斜角度作用下，很容易形成图像重影，投射效果差。为了消除重影，现在主流的挡风玻璃是把玻璃夹层内部的PVB夹层做成楔形，即PVB膜呈上厚下薄，玻璃呈上薄下厚的状态，这样就不会形成图像重影。福耀玻璃在未来会推出纳米膜玻璃来替代这种楔形PVB膜夹层玻璃。楔形PVB膜夹层玻璃的具体原理如下图所示，入射光线会在前挡风玻璃前后两个反射面均被反射回来，而投影虚像位于风挡玻璃前方有限远的距离，因此，如图a和图b所示这两种结构都会在一定程度上造成重影现象，而做成如图c所示上薄下厚的形状，就可以使两平面所成像的上下高度差减小，实现像的汇聚，有效地消除重影现象。投影单元：一个投影单元内部集成了投影仪、反射镜、投影镜、调节电机及控制单元，HUD控制单元与车辆数据总线连接，获取车速、导航、驾驶辅助等信息，并在投影仪输出图像。目前用在HUD上的主要投影技术包括TFT-LCD投影、DLP投影、激光扫描投影等。以下分别介绍这三种技术：TFT-LCD投影：基于TFT显示器的HUD成像技术原理是液晶屏显示后通过反射改变光源角度最终在挡风玻璃上成像。TFT（薄膜晶体管）为LCD液晶显示技术中的一种，液晶显示器上的每一液晶像素点都是由集成在其后的薄膜晶体管来驱动，能够做到高速度、高亮度、高对比度地显示屏幕信息。由于技术成熟、成本低廉，当前各大HUD供应商普遍采用TFT方案。TFT-HUD的优势包括：①方便应用于3D和AR设备；②基于显示器投影，是大众熟知的技术，相关法规已经到位；③生命周期长；④色度可靠，通过显示器标定进行控制。TFT-HUD的难点包括：①视场有限，受源显示器限制；②最大亮度限制，提高亮度输出可能会引起色度准确度和预期分布变化。DLP投影：DLP（数码光输出）是一种以数字微镜装置作为成像器件，通过调节反射光实现投射图像的投影技术，其亮度高、分辨率高、对比度好，但其设计难度与生产成本均高于TFT。DLP数字光处理技术是美国德州仪器的专利技术，通过集成了数十万个超微型镜片的DMD（数字微镜芯片），可以将强光源经过数字系统计算反射后投影出来。DLP-HUD的优势包括：①方便应用于3D和AR设备；②体积小巧，性能高；③大视场；④图像明亮度、颜色饱和度、对比度等表现较佳。DLP-HUD的难点包括：图像对位，如清晰度、锐度、重影、失真等问题。在AR-HUD体系的设计过程中，更倾向于选择使用具有温升控制优势的DLP技术。由于AR-HUD虚拟图像距离较W-HUD增加，光学器件会变大，从而导致太阳辐照度水平可能会更高，进而导致受到很强太阳辐照的机会更大，温度上升的可能性显著升高，TFT面板的吸收性很高，因此容易因太阳辐照度造成的升温而使部件受到损害，而DLP技术具有较强的温升控制优势，更适合用于AR-HUD。激光投影：激光扫描投影技术使用具有较高功率的红、绿、蓝（三基色）单色激光器为光源，激光在机器内经过相应的光学元件和处理芯片的整合与扫描后投射在显示屏上，该方案色域空间大、色饱和度高、分辨率清晰，但其对温度较为敏感，易受环境亮度影响，成本居高不下，且不能达到车规要求的85摄氏度的工作要求。激光HUD的优势包括：①小组件；②低能耗；③高亮度（非常明亮）；④大视场，可以在挡风玻璃的较大面积上成像（视场占据挡风玻璃的较大面积）。激光HUD的难点包括：①限于2D固定投影；②分辨率低导致的“模糊”图像，从反光镜分束器所折射单光束的影响造成类似于重影的影响；③斑点，当激光束发生漫反射时，将会出现随机粒状图案。1.3HUD前装市场配套情况我们统计了汽车之家上所有在售车型，其中有个车系款在售车型（选配+标配）配置了HUD。配置HUD的车型以25万+的中高端及以上的车型为主，宝马、奔驰、奥迪等豪华车以及日系车的HUD的配置率较高，大部分车型还是以选配为主。分价格来看，这款车中80%的价格在25万以上，25-35万、35-50万、50-万、万以上占比分别为18%、19%、25%、19%。25万以下配置HUD的车中，10-15万、15-20万、20-25万车款的占比分别为3%、7%、8%，说明目前配置HUD的车型仍以中高端及以上的车型为主。分品牌来看，豪华品牌BBA渗透率最高，其中宝马所有车系均标配或选配了HUD，日系（本田、丰田）品牌和大众渗透率次之，自主品牌中吉利和蔚来渗透率最高。这款选配或标配了HUD的车型中，宝马、奔驰、奥迪占比分别为17%、11%、10%，其中宝马品牌下所有车系均选配或标配了HUD。主流合资品牌中，大众、丰田、本田、别克占比分别为3.7%、3.5%、2.6%、2.3%，日系（本田、丰田）和大众配置HUD的车型占比更高；自主品牌中，吉利星越、博越、几何A、领克05、豪越等车型中均有多款标配了HUD，造车新势力蔚来ES6、ES8也有多款标配了HUD。2.技术路线及发展趋势2.1HUD的主要技术路线HUD的结构分为两个部分，分别是投影装置和显示介质。目前所使用的投影技术，主要有LCD投影、DLP投影、激光扫描投影、LCOS投影。不同的产品显示介质不同，CHUD单独配置显示屏幕，使用一片透明树脂作为显示介质，因此挡风玻璃不需要特殊处理，而WHUD和AR-HUD采用挡风玻璃作为显示玻璃，需要在玻璃内置楔形PVB或是对玻璃进行镀纳米膜。投影技术：由图像生成器产生图像，通过一系列光学手段将图像拉远、放大后显示到驾驶员前方。LCD投影：是技术最为成熟、应用最多的投影技术，与LCD屏幕的原理类似，将白光光源用棱镜分为红、绿、蓝三色，经过液晶单元，达到投影的效果。但光线在经过液晶后亮度会有一定程度的衰减，并且因为液晶之间会有一定的距离，其分辨率也不高。但其技术成熟、成本低廉成为现阶段很多HUD的首选。DLP投影：使用集成了数十万个超微型镜片的DMD（数字微镜芯片）将图像投影到驾驶员前方。该技术投影效果亮度高、分辨率高、成像逼真，目前较多的前装HUD采用此技术。不过，由于DLP投影的是整个平面，为了提升显示效果需要针对不同的挡风玻璃，定制高精度的反射非球面镜，导致该技术成本较高，而且汽车使用环境复杂，其核心部件DMD较易出现坏点。激光投影：用激光作为投影光源的技术，由于并不是全平面投影，激光投影具有色域广、亮度高、聚焦效果好的特点，非常适合投影信息简单、亮度要求高的HUD场景。并且由于激光投影属于聚焦投影，并不需要HUD匹配复杂的光学系统。但目前激光二极管对温度较为敏感，不能达到车规要求的85℃的工作要求。LCOS投影：采用硅基液晶技术，是一种基于反射式的微型矩阵液晶显示技术，可以在非常小的尺寸内显示丰富的信息，亮度、分辨率、对比度等性能都非常优越，GoogleGlass采用的就是这种技术显示信息。但目前硅基液晶并不能大量量产，成本太高，仅有部分工程试验HUD采用了这一技术。显示介质：采用前挡风玻璃作为显示玻璃的，需要对前挡风玻璃做特殊处理，以消除重影。楔形PVB膜挡风玻璃：将汽车挡风玻璃中的PVB膜设计成楔形，使得挡风玻璃内外表面反射的成像图案重叠，消除重影。该方案有三个缺点：①未能彻底消除重影，不适合高清显示；②需要使用特殊规格的PVB膜，价格是普通PVB膜的7-10倍且工艺难度高，所以材料和工艺成本都很高；③需要针对不同车型的前挡风玻璃重新设计。纳米膜挡风玻璃：在挡风玻璃内侧涂覆纳米膜，纳米膜由两个不同折射率的折射层构成，投影光源产生P偏振光，P偏振光在挡风玻璃内表面的反射光强度正常，而折射进入挡风玻璃的P偏振光在挡风玻璃的外表面发生反射时，由于布儒斯特角原理，强度会大幅减弱，甚至强度为零，因此在挡风玻璃外表面反射回来的光线成像基本可以忽略，从而消除重影。2.2AR-HUD将是未来发展趋势AR-HUD显示效果出众，是HUD的发展方向，而HUD与整车系统的深度融合是未来的发展趋势，是座舱电子解决方案和ADAS整体解决方案的重要部分。AR-HUD显示效果出众，是HUD的发展方向。普通HUD的视场角很窄，这样就使得虚拟图像集中在眼正中间，虚拟图像的高亮度也吸引了人的视线，虚拟图像就像贴在挡风玻璃上，影响司机视线，无法及时识别危险，如前方出现低矮障碍物或前车突然刹车，有可能造成安全隐患。AR-HUD有近投影和远投影两个成像点，近投影显示车辆状态信息，如即时速度、限速、油量等信息，和普通HUD一样。远投影的视场角更大，成像距离更远，因此有更大的显示尺寸，虚拟图像与真实世界融为一体，特别适合加入ADAS信息和导航信息。AR-HUD的显示效果比普通HUD更好，近年来HUD的再次热潮，主要就是由AR-HUD掀起的。大陆最新发布的AR-HUD，其近投影的视场角尺寸为5°x1°（相当于mmx42mm），成像距离为2.4m，驾驶员查看信息需将视线下调约6°，和普通HUD相同，该投影采用LCD投影技术；其远投影的视场角度为10°X4.8°（相当于mmxmm），成像距离为7.5m，驾驶员查看信息只需将视线下调约2.4°即可，该投影采用DLP投影技术。HUD与整车系统的深度融合是未来的发展趋势。汽车智能化的发展，带来汽车上需要显示的信息增多，一方面，如果仍然采用传统的仪表+中控屏的信息显示方式，驾驶员查看信息更容易导致行车事故，另一方面，这些信息也为HUD显示提供了更多的高价值内容，HUD与整车系统的深度融合可谓是大势所趋，特别是AR-HUD与ADAS相互结合，二者的体验效果都能大幅提升。奔驰S级W、大众MEBID.3、奥迪Q4E-tron将搭载AR-HUD，将于年下半年陆续上市。奔驰S级W采用的AR-HUD使用德州仪器第二代DMD芯片DLP（年下半年量产），有万像素，视场角为10°X5°，成像距离为33英尺即10米，奔驰称这相当于77英寸显示器。该车型不仅在HUD上使用了DLP投影，在车大灯上，奔驰还极尽奢华使用了DLP投影，也是DLP。该车型将于年下半年上市。年初大众ID.3发布了一个展示它所搭载的AR-HUD系统的视频，ID.3的AR-HUD除了可以显示车速、主动安全功能以及导航信息等基础信息之外，在设置导航后还有路径指引辅助线，并且在转弯时也有提示。另外，当到达导航设置目的地时，AR-HUD上也会有图标显示。在打开ACC自适应巡航功能后，它也会自动标注出前车。ID.3是大众MEB量产的首款车型，预计今年9月在欧洲正式交付，AR-HUD可能作为选配或者部分车款标配出现。2.3主要技术难点HUD的基本原理比较简单，但要做到显示清晰、信息丰富，具备良好的使用体验，难度较大。HUD主要的难点在于多场景下显示质量，视场角、成像距离与设备体积，AR-HUD还涉及到显示图像与道路融合、驾驶员视线追踪的难点。多场景下显示质量汽车使用场景多变，HUD的使用需要考虑在白天、夜晚、雨天、雾天等多种情况，这些不同的场景对HUD的显示质量（亮度、颜色、清晰度、对比度、重影等）影响较大。LCD投影方式显示质量一般，而价格更贵的DLP和激光扫描投影方式则效果更好，但是价格更贵。最好的方案是显示的亮度、对比度等信息能够随着外界环境的变化而调整。视场角、成像距离与设备体积视场角和成像距离决定了光学仪器的视场范围，视场角越大，成像距离越远，显示尺寸就越大。传统的W-HUD的视场角一般在5°-6°，成像距离2-3m，而AR-HUD的视场角则都大于等于10°，成像距离5-10m。理论上来讲，厂商都希望把视场角做大一些，成像距离做的远一些，可以显示的内容更多，更好地和路况融合，但是这需要更复杂、更大的光路结构，直接导致设备体积变大，现有普通HUD的体积一般为2-3L，而AR-HUD的体积则在5-10L，过大的体积不便于在仪表板处的布置。如何在提高视场角和成像距离的基础上又能将体积控制在较小的范围，成为考验厂商研发能力的一道技术难关。AR-HUD与路况的融合实现这一特性需要通过前视摄像头对前方的道路情况进行解析建模，得到对象的位置、距离、大小；再把HUD需要显示的信息精准的投影到对应的位置，让人眼、HUD显示面、真实道路在一条视线上，才能达到足够沉浸的AR体验，这需要强大的运算能力。由于虚拟和现实结合，且都是动态的，一旦成像效果无法被固定和匹配，驾驶员需分辨真实和虚拟动画，会产生眩晕，且会分散驾驶员注意力。驾驶员视线追踪人眼、HUD、道路三点一线还有一个极其不稳定的因素，就是眼睛的位置。驾驶员的高矮、坐姿、头部位置等等都会影响眼睛的位置和视线的方向。这种情况下，要时刻保持良好的AR显示效果还必须通过摄像头对驾驶员的视线进行实时追踪，并调整HUD的显示位置。在目前看来，这个要求对算法和运算能力都带来了很大的挑战。3.行业格局及市场空间测算3.1行业格局及主要企业介绍全球格局：目前HUD市场基本被国外巨头垄断，前五名占据了约95%的市场份额。日本精机、德国大陆、日本电装、伟世通、德国博世的市占率依次为55%、18%、16%、3%、3%。国内厂商：国内也有众多规模相对偏小的供应商，比如华阳集团、泽景电子、未来黑科技、水晶光电、点石创新、京龙睿信等，其中华阳集团综合实力最强。HUD前挡玻璃主要被福耀玻璃、板硝子、旭硝子、圣戈班等汽车玻璃巨头垄断。HUD系统国外主要供应商：日本精机：全球最大的HUD制造商，基本都是W-HUD。宝马（3系、5系、6系、7系、X3、X5、X7、i3、i8）、奥迪（A4、A5、Q5、Q7）、奔驰（GLE）、凯迪拉克（XTS）等都采用了日本精机的HUD。日本精机计划在年产能达到万台。日本电装：电装HUD主要供应丰田等日系品牌，包括丰田的卡罗拉、皇冠、凯美瑞双擎混动、马自达CX-5、CX-9、雷克萨斯LS等。美国伟世通：伟世通可提供多种级别的组合式抬头显示，力争为入门级豪华车型的细分市场提供多款可扩展的抬头显示解决方案，已为量产车型提供了多万套抬头显示设备，主要客户为PSA等。德国大陆：大陆是HUD技术较早推动者之一，相关产品在奔驰S级、GLC，奥迪的A6、A7、A8，宝马的3系、4系、5系、6系，大众帕萨特和途观上均有配置。HUD系统国内主要供应商：华阳集团：华阳于年开始组建HUD团队，目前已推出较为成熟的C-HUD、W-HUD及AR-HUD产品及解决方案，其中W-HUD已获得了多个国内以及海外车企的量产项目；在AR-HUD方面，华阳自行搭建了完整的AR-HUD的平台，包括ADAS、仪表、导航的输入，相关产品将于底开始陆续搭载量产车型面世。泽景电子：年开始HUD研发，年研发出车载风挡式HUD光路系统，并完成相关电子、CAN总线和软件设计。年公司开始量产，主要客户有蔚来汽车等。未来黑科技：专注于汽车显示技术，在HUD、增强混合光场显示、无介质光场显示等领域均有布局。其推出三种不同版本W-HUD：标准版/智能版/紧凑版，分别贴合不同市场，智能版部分参数甚至达到AR-HUD水平。未来黑科技的HUD产品量产客户主要包括宝马、一汽、上汽等。水晶光电：一家专注于光电显示领域的上市公司，主导产品光学低通滤波器（OLPF）、红外截止滤光片及组力件（IRCF）和窄带滤光片（NBPF）产销量居全球前列，3D深度成像、光学元器件、AR组件、半导体封装光学元器件等产品均已应用于全球知名消费电子、汽车电子、安防监控等企业。HUD领域产品主要包括PGU（DLP技术路径显示模组）、W-HUD以及AR-HUD，目前公司前装产品正在打样阶段。点石创新：专注于光学系统、人机交互（HMI）、图形算法、增强现实（AR）等领域。在汽车平视显示（HUD）领域的技术已成熟稳定，为多个车型定制开发的HUD方案已批量上市。年初，点石创新参与并完成基于上汽荣威某款车型的AR-HUD光学设计，该产品成为国内首款真正应用AR技术融合导航和高级驾驶辅助系统的HUD，在体积控制、成像大小、画质效果等方面均处于国内领先水平。3.2国内及全球市场空间测算我国HUD市场空间测算：假设年HUD在我国乘用车前装市场的装配率为2.1%，按HUD前挡玻璃平均单价元/套、HUD系统平均单价元/套计算，则年我国HUD前挡风玻璃市场空间2.7亿元，HUD系统市场空间6.7亿元。假设到年HUD在我国乘用车前装市场的装配率达到30%，且假设HUD前挡玻璃和HUD系统的售价不变（虽然W-HUD均价下降，但是由于高价格的AR-HUD占比提升，所以HUD整体均价不一定下降，故此处假设售价不变），则年我国HUD前挡风玻璃市场空间将达到40.8亿元，HUD系统市场空间.9亿元，对应19年CAGR=57.3%。全球HUD市场空间测算：假设年HUD在全球乘用车前装市场的装配率为8.5%，按HUD前挡玻璃平均单价元/套、HUD系统平均单价元/套计算（假设全球HUD均价比国内高13%），则全球HUD前挡风玻璃市场空间38.7亿元，HUD系统市场空间96.7亿元。假设到年HUD在全球乘用车前装市场的装配率达到31%，且假设HUD前挡玻璃和HUD系统的售价不变（虽然W-HUD均价下降，但是由于高价格的AR-HUD占比提升，所以HUD整体均价不一定下降，故此处假设售价不变），则年全球HUD前挡风玻璃市场空间将达到.1亿元，HUD系统市场空间.8亿元，对应19年CAGR=21.9%。4.为什么之前HUD前装渗透率很低？HUD近几年的渗透率提升较快，但渗透率仍然处于较低水平，并且国内渗透率显著低于国外渗透率。根据行业调研数据，-年全球HUD汽车前装渗透率从2.74%提升至8.50%，-年中国HUD汽车前装渗透率从0.3%提升至2.1%。我们认为目前渗透率偏低的主要原因是HUD缺陷还未彻底解决、售价较高、显示内容比较贫乏及驾驶习惯难以改变4个方面。①HUD缺陷还未彻底解决HUD的原理比较简单，但是要做到显示清晰、信息丰富，具备良好的使用体验，难度较大。1）显示清晰度，部分HUD清晰度无法保真，可能会使驾驶员感到头晕，并且无论C-HUD还是W-HUD普遍会存在一定角度的强光照射下，HUD的清晰度会受到影响，从而使驾驶员看不清楚HUD上显示的内容。2）视场角、成像距离与设备体积的取舍，视场角越大，成像距离越远，所需的光路结构越复杂，设备体积越大。当前HUD限于技术、体积的限制，视场角做得较小，成像距离较近，导致显示效果不够好。3）高亮度与散热的问题，HUD一般布置在仪表的前上方，完全暴露在太阳光下，因此HUD虽然在驾驶舱内使用，但也经受着高温环境的考验，并且高亮度投影本身需要大光源的支持，整个设备的散热问题也是重点。②HUD售价较高C-HUD价格在元至数千元不等，体验效果差距很大，产品良莠不齐，主要用于后装市场，价格较低的后装C-HUD通常有显示信息较少、显示模糊等问题。前装市场主要使用W-HUD，W-HUD是典型的复杂的光学定制产品，需要根据每辆车的挡风玻璃的厚度和曲率做定制化设计和验证，这意味着每个项目都要投入高额的研发费用，规模经济也难以实现，因此装配W-HUD的车型较少。W-HUD售价在0-元，而AR-HUD售价则上升到0元以上。HUD产品目前以选配为主，价格普遍较高，奔驰选配价格元，宝马选配价格00/11元，奥迪则达到/元，价格高导致消费者接受度低。③HUD显示内容比较贫乏在之前ADAS渗透率很低并且AR技术未应用到HUD产品上的情况下，HUD长期只能显示车速、油量等，显示内容比较贫乏，让消费者认为装配HUD显示的必要性不高。④驾驶习惯难改变对于已经习惯使用仪表盘的驾驶者，突然去开有HUD的车会不习惯，会觉得HUD在使用时让人分心，反倒影响行驶安全。例如当HUD将一些信息显示在前挡风玻璃的时候，他们总会有前方存在障碍物的错觉，从而影响驾驶者对路面信息的判断。5.当前是HUD大规模普及的启动点5.1HUD将大规模普及的4大驱动因素随着压制HUD渗透率的几大因素逐步减弱，我们认为HUD必然会大规模普及，从中高端车向中低端车渗透。我们认为HUD大规模普及主要有以下5大驱动因素：1）HUD主要缺陷逐步被解决，显示效果大幅改善，为大规模商业化应用奠定了基础。2）技术突破以及国内厂商开始进入HUD配套市场推动HUD价格的逐步下降，HUD的性价比在逐步提升。3）ADAS渗透率提升使得更多的HUD可以显示智能辅助驾驶信息，AR增强现实技术的应用可显著提升HUD显示效果，二者显著提升了HUD的功能，使得驾驶者有更佳的使用体验。4）整车厂希望应用HUD提升汽车座舱智能化程度，提升科技感，来吸引年轻消费者。5）HUD可以在一定程度上提升驾驶安全性和舒适性，迎合当前消费升级大趋势。①HUD主要缺陷逐步被解决，显示效果大幅改善，为大规模商业化应用奠定了基础。上文提到的HUD的一些技术型缺陷在这几年得以有效解决，显示效果大幅改善。显示的分辨率、清晰度、色彩饱和度等都有一个明显的提升。给驾驶员带来的眩晕问题也得以有效解决。②技术突破以及国内厂商开始进入HUD配套市场推动HUD价格的逐步下降，HUD的性价比在逐步提升。一方面，随着HUD核心部件供应商在投影芯片、玻璃、光源等相关技术上取得突破，有望带动HUD成本下降。目前显示效果最好是DLP投影技术，德州仪器在年发布第二代DLP投影技术，相比较前代产品体积更小，可视面积更高，满足AR-HUD的需求。核心部分DMD在尺寸上降低65%，PGU光源也更小，工作温度范围更大，达到-40-℃。而汽车玻璃龙头公司福耀玻璃也针对HUD，开发了纳米膜挡风玻璃，比楔形PVB夹层挡风玻璃更好适配投影装置，节省调试成本。另一方面，HUD技术长期被国外少数厂商所垄断，国外厂商在研发及生产成本上比国内高不少，并且偏向于高价销售获取利润，较高的定价让HUD规模一直受限，无法进一步的降低生产成本。而国内厂商从年前后才开始进入这个行业，年前后才开始推出产品，国内厂商华阳集团、泽景电子等厂商的HUD技术实力较强，目前已开始给主机厂配套W-HUD，国内厂商在研发及生产上的成本比国外低不少，且更愿意采用低价格销售的策略以获取市场。国内厂商的技术突破及规模上量之后将带动HUD价格的大幅下降，整车厂出于降本的压力，也会愿意采用国内厂商的产品。③ADAS渗透率提升使得更多的HUD可以显示智能辅助驾驶信息，AR增强现实技术的应用可显著提升HUD显示效果，二者显著提升了HUD的功能，使得驾驶者有更佳的使用体验。ADAS全称是高级辅助驾驶系统，拥有众多安全功能，如道偏离警示系统（LDW）、前向碰撞预警系统（FCW）、盲区监测系统（BSD）、变道辅助系统（LCA）、自适应巡航系统（ACC）、自动紧急制动（AEB）、自动泊车系统（APS）、车道保持系统（AFL）。ADAS渗透率快速提升，为HUD显示提供了更多内容。当前ADAS渗透率正处于快速提升中，并且单个车辆配置的ADAS功能数也在增加，而且大部分的功能都需要提供信息给驾驶者，如果采用传统的仪表盘或是中控屏的形式显示，会增加低头查看信息的频率，反而在一定程度上不利于驾驶安全。HUD的显示方式可以避免这样问题，并且随着ADAS渗透率的提升，可以丰富HUD的显示内容，提升HUD的自身存在价值。根据中国汽车工程研究院披露的数据，在年销售的乘用车里面，有万辆新车装配有ADAS相关功能，涉及车型款，装配率为13%。而年，仅前7个月，就有万辆新车装配有ADAS相关功能，共涉及个车型，装配率进一步提升到16.42%，具体到ADAS系统里面的单项功能，装配率依次是BSD（7.53%）、LDW（7.4%）、FCW（6.83%）、AEB（6.48%）、APS（4.58%），ACC（4.44%）、LKS（2.85%）。AR是增强现实技术，它是基于现实场景实时叠加数字模型，等于在实景上加标注，AR技术与HUD技术的结合，可以在驾驶员视线区域内合理叠加显示一些驾驶信息，并结合于实际交通路况当中。AR-HUD有近投影和远投影两个成像点，近投影显示驾驶员所选的状态信息，如即时速度、限速、油量等信息，和普通HUD一样。远投影的视场角更大，成像距离更远，用于在路况画面上增加内容。AR-HUD将ADAS的显示信息与路况深度融合，显示的效果更直观，ADAS功能在整车上的普及也将极大丰富HUD的显示内容。二者深度融合可以提升各自功能的体验效果，而已经成为汽车智能化刚需的ADAS发展迅猛，有望带动对AR-HUD的需求。④整车厂希望应用HUD提升汽车座舱智能化程度，提升科技感，来吸引年轻消费者。汽车销量下滑，市场竞争越来越激烈，各整车厂都存在比较强烈的意愿搭载高科技产品以吸引消费者。而HUD作为智能座舱的重要组成部分，科技感十足，在技术、成本成熟的情况下，HUD的前装市场已由30万以上车型下探至20万左右，前装渗透率提升。大众MEB车型ID3将全部标配AR-HUD，而长城汽车爆款车型H6即将推出的第三代的中高配也将标配标配HUD。⑤HUD可以在一定程度上提升驾驶安全性和舒适性，迎合当前消费升级大趋势。现在消费者对行车安全性和舒适性的重视程度越来越高，而HUD可以在一定程度上提升驾驶安全性和舒适性。HUD信息显示位置比传统的仪表位置高，驾驶员想查看车辆仪表信息时，通过HUD只需低头5-10°，而看组合盘的话则需低20-25°，驾驶员从组合仪表上查看驾驶信息时，眼睛从道路转移到组合仪表再转移到道路，由于道路亮度高而组合仪表（车内）的亮度低，眼睛就会经历由亮到暗再到亮的过程，眼睛瞳孔会进行调整，同时眼睛的聚集点会由远到近再到远，因此驾驶员使用HUD可以减少视线转移的时间、视线转移带来的眼睛瞳孔变化、眼睛聚集点的变化，最终结果就是驾驶员更加集中注意力看前方的路况，减少眼睛的疲劳程度、提升行车安全性和舒适性。5.2目前已经出现向中低端车或自主品牌渗透的迹象年以来HUD开始逐步进入自主品牌中低端车型，自主品牌中以吉利汽车和上汽大通配置HUD车型最多。目前自主品牌中配置HUD最多的汽车品牌是吉利汽车和上汽大通，可以看到年开始吉利和上汽大通上市车型开始出现HUD配置，这些车型售价基本在20万以内。从趋势上看，越来越多的自主品牌车型开始配置HUD，一方面年上市且配置了HUD的车型数比年多（吉利和上汽大通年上市且配置HUD的车型合计有6个，年合计有9个车型），另一方面同一款车型年上市新车HUD配置比例高于款（如吉利博瑞，20款配置比例1/5，21款配置比例1/3）。陆续有10万元左右的自主品牌汽车开始标配HUD，我们认为这是一个重要信号，随着低价格自主品牌汽车开始标配HUD，HUD的大规模普及的确是大势所趋。长城新一代哈弗H6的中高配版本也将标配HUD，将于年下半年上市。7月初长城公布了哈弗全新H6内饰预告图，新车将配备12.3英寸中控屏、全液晶数字仪表盘，并且搭载同级罕见的10英寸HUD高清抬头显示，实现三屏联动。6.总结及投资建议（详见报告原文）HUD（HeadsUpDisplay）抬头显示仪是通过将重要的行车信息实时显示在前挡风玻璃上，避免因驾驶员低头、转移视线等带来的安全隐患的一套显示系统。HUD系统主要由投影单元和显示介质两部分构成，其中投影单元内部集成了投影仪、反射镜、投影镜、调节电机及控制单元，HUD控制单元从车上数据总线获取车速、导航等信息，并在投影仪输出图像。根据成像方式及成像内容，目前主要有三种产品形态：C-HUD、W-HUD以及AR-HUD。技术层面：①HUD的结构分为两个部分，分别是投影装置和显示介质。目前所使用的投影技术，主要有LCD投影、DLP投影、激光扫描投影、LCOS投影。不同的产品显示介质不同，CHUD单独配置显示屏幕，使用一片透明树脂作为显示介质，因此挡风玻璃不需要特殊处理，而WHUD和AR-HUD采用挡风玻璃作为显示玻璃，需要在玻璃内置楔形PVB或是对玻璃进行镀纳米膜。②AR-HUD显示效果出众，是HUD的发展方向，而HUD与整车系统的深度融合是未来的发展趋势，是座舱电子解决方案和ADAS整体解决方案的重要部分。③HUD主要的难点在于多场景下显示质量，视场角、成像距离与设备体积，AR-HUD还涉及到显示图像与道路融合、驾驶员视线追踪的难点。市场格局：目前HUD市场基本被国外巨头垄断，前五名占据了95%的市场份额。日本精机、德国大陆、日本电装、伟世通、德国博世的市占率依次为55%、18%、16%、3%、3%。（年）国内也有众多规模相对偏小的供应商，比如华阳集团、泽景电子、未来黑科技、水晶光电、点石创新、京龙睿信等，其中华阳集团综合实力最强。HUD前挡玻璃主要被福耀玻璃、板硝子、旭硝子、圣戈班等汽车玻璃巨头垄断。空间测算：①我国HUD市场空间测算：假设到年HUD在我国乘用车前装市场的装配率达到30%，则年我国HUD前挡风玻璃市场空间将达到40.8亿元，HUD系统市场空间.9亿元，对应19年CAGR=57.3%。②全球HUD市场空间测算：假设到年HUD在全球乘用车前装市场的装配率达到31%，则年全球HUD前挡风玻璃市场空间将达到.1亿元，HUD系统市场空间.8亿元，对应19年CAGR=21.9%。……（报告观点属于原作者，仅供参考。报告来源：长城证券）

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