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前言:汽車(chē)玻璃為智能化核心視覺(jué)件,前景可期
電動(dòng)化、智能化、自主品牌崛起是本輪汽車(chē)周期的三條主線(xiàn),類(lèi)比手機從功能機到智能機的變革,我們認為,智能汽車(chē)也將由出行工具向“第三生活空間”發(fā)展,而汽車(chē)由于其更為復雜的運動(dòng)控制及更大的個(gè)人空間,故其傳輸的數據流遠超手機。
我們從數據流的角度去挖掘未來(lái)汽車(chē)的核心要素,從數據的獲取、傳輸、存儲、處理和應用,到輸出,都對應智能汽車(chē)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(dòng)駕駛算法和軟件應用,最 后輸出端對應的部件,其核心就是人機交互件。
人機交互的通道在于視聽(tīng)觸嗅等五感環(huán)節,其中視覺(jué)承載了大部分的信息流,也成為玻璃、屏幕、車(chē)燈、HUD等視覺(jué)件近年來(lái)持續升級的底層邏輯支撐,國信汽車(chē)團隊測算,新車(chē)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(shí)W-HUD向AR-HUD升級。
汽車(chē)玻璃作為數據流輸出端的核心視覺(jué)件之一,具備天生卡位優(yōu)勢(占汽車(chē)表面積的三分之一),以天幕玻璃、調光玻璃為代表的玻璃新品不斷推出并陸續裝車(chē),打造多種場(chǎng)景的“生活空間”。
近年來(lái)全景天幕玻璃不斷滲透,預計今年全年滲透率超5%。
我們統計了主流品牌在售或即將開(kāi)售的車(chē)型,預計2020H1/2020年/2021年國內玻璃車(chē)頂滲透率分別約2.5%/3.24%/5.22%(其中2020H1是53款樣本車(chē)型統計數據,2020和2021年是全統計口徑數據,假設1 0 0%配置比例),汽車(chē)智能化大趨勢,玻璃為智能汽車(chē)數據流的核心視覺(jué)輸出載體,其中全景天幕玻璃提升整車(chē)顏值、空間感、體驗感,在主打差異化賣(mài)點(diǎn)的時(shí)代,已被特斯拉Model 3/Y/S、小鵬P7、蔚來(lái)EC6/ET7、長(cháng)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(chē)機成為車(chē)內“第四屏”。在享受全景天窗采光的同時(shí),解決強烈的日曬帶來(lái)的隔熱問(wèn)題重要性凸顯,調光玻璃憑借其隔熱、隔音與隱私等功能應運而生,嵐圖FREE、廣汽埃安AION S PLUS、極氦001等重磅電動(dòng)智能車(chē)開(kāi)始搭載可調光天幕玻璃,發(fā)展前景可期。
調光玻璃的不同技術(shù)路徑
分類(lèi)來(lái)看,智能調光玻璃根據實(shí)現方式的不同,可分為電控、溫控、光控、壓控等各種類(lèi)型,其中電控型最為主流。
具體到汽車(chē)領(lǐng)域,調光玻璃主要有三種類(lèi)型,按照量產(chǎn)時(shí)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光玻璃,但原理和效果存在差異。
對比來(lái)看:
1)調光效果方面,PDLC有透明和霧化兩種基本狀態(tài),即使玻璃霧化,也會(huì )有大量光線(xiàn)通過(guò),即透光卻不透明,而EC和SPD在透明和著(zhù)色態(tài)之間則可以連續調節光線(xiàn)通過(guò)率;
2)美學(xué)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,擁有良好的設計和擴展屬性,而EC和SPD不能設計圖形效果;
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?xún)戎荒芸吹轿矬w的模糊陰影,而EC或SPD玻璃隱私功能相對有限,以建筑調光玻璃為例,在某些情況下,比如晚上從室外透過(guò)玻璃往室內看,仍然可以看到室內的模糊陰影。
接下來(lái)我們將從原理、結構、優(yōu)缺點(diǎn)等方面對以上三種技術(shù)路徑進(jìn)行系統梳理。
總體來(lái)看,PDLC出現最 早、技術(shù)最 先進(jìn)成熟、成本最 低,國內絕大多數調光玻璃生產(chǎn)商均使用該方案;EC低霧度、低能耗、隔熱效果好、可連續調光,成本居中,以極氦001、AION S PLUS為代表的電動(dòng)智能車(chē)均使用該方案;SPD由于耗電多、成本大,目前主要應用于以奔馳為代表的高 檔車(chē)。
PDLC(聚合物分散液晶)方案:出現最 早,技術(shù)最 先進(jìn)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光膜(PDLC)。當通電時(shí),液晶膜中的高分子液晶材料在電場(chǎng)的作用下,會(huì )進(jìn)行有序排列,使光線(xiàn)可以輕易穿透玻璃變成透明狀。反之,關(guān)閉電源時(shí),高分子液晶材料會(huì )被打亂不能正常排序,呈現透光而不透明的外觀(guān)狀態(tài)。
拆解PDLC調光玻璃結構,主要包含玻璃、PVB、導電層、PDLC液晶薄膜等,可以理解為PDLC調光玻璃是用兩片玻璃、兩片PVB膜與一塊PDLC液晶調光薄膜經(jīng)過(guò)高溫高壓制作而成,因此它的價(jià)格與玻璃、PVB膜、PDLC液晶調光有關(guān),影響較大的因素是玻璃和調光膜。
進(jìn)一步拆解PDLC液晶調光膜,為一種電響應切換的薄復合薄膜,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(gè)透明導電的ITO-PET支撐膜之間形成智能調光薄膜。
在沒(méi)有電場(chǎng)(非穩態(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(shí)處于不透明狀態(tài);而在電場(chǎng)作用下(通態(tài)),液滴內的LC分子與電場(chǎng)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(chǎng)后,LC微滴恢復開(kāi)始的無(wú)規取向狀態(tài),此時(shí)處于不透明狀態(tài),完成一次開(kāi)關(guān)轉換。
LC微滴對電場(chǎng)的毫秒級快速切換響應使不透明快速轉換為透明,PDLC液晶調光膜的響應時(shí)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),不可連續調節透明度,且隔熱和抗紫 外線(xiàn)性能一般。
但其優(yōu)勢在于相比SPD和EC,PDLC有著(zhù)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,國內絕大多數調光玻璃生產(chǎn)商用的都是這種方案。
目前,PDLC調光玻璃還可集成超?。?.7mm)、隔熱、隔音等功能。從應用部位看,PDLC調光玻璃可應用于門(mén)玻璃、后擋風(fēng)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(chǎng)作用下,實(shí)現材料的光學(xué)性質(zhì)(即透射率、反射率或吸收率等)發(fā)生穩定可逆變化的一種技術(shù),在外觀(guān)上表現為顏色和透明度的可逆變化。主動(dòng)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(guān)上表現為顏色和透明度的可逆變化。
目前,電致變色技術(shù)的應用場(chǎng)景集中于汽車(chē)、飛機、手機等領(lǐng)域,比如汽車(chē)后視鏡、波音787飛機、手機顯示屏等。
薄膜電致變色技術(shù)的應用,開(kāi)啟了車(chē)用調光玻璃的量產(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(chē),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(wèn)題;第二代為無(wú)機非金屬材料技術(shù),比如三氧化鎢主要應用在智能建筑玻璃領(lǐng)域,存在變色速度慢、造價(jià)高等缺點(diǎn);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(diǎn)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(chē)型來(lái)看不同技術(shù)的應用效果,2005年法拉利Superamerica敞篷跑車(chē)的擋風(fēng)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(wèn)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(wú)法實(shí)現量產(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(mǎn)足汽車(chē)設計的定制化需求;調光過(guò)程變化柔和,讓人有足夠的緩沖時(shí)間適應光線(xiàn);同時(shí)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,應用在汽車(chē)產(chǎn)品上更加安全可靠。
從結構看,EC(電致變色)玻璃一般是在兩層基片之間夾有5個(gè)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(chǎng)作用下,遷入(或遷出)至電致變色層內,使電致變色材料的價(jià)數減少(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定。
以陰極著(zhù)色的三氧化鎢為例,當兩端沒(méi)有加電壓時(shí),為初始狀態(tài),電致變色層是無(wú)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(chǎng)的作用下經(jīng)過(guò)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(jià)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(shí),內部物質(zhì)發(fā)生了化學(xué)反應,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(chē)外風(fēng)景;
2)隔熱效果好,EC紫外線(xiàn)阻隔率高達99.9%,長(cháng)波黑斑效應紫外線(xiàn)UVA(波長(cháng)320~420nm)透過(guò)率小于6%,可格擋紅外線(xiàn),著(zhù)色態(tài)遮陽(yáng)系數為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調光玻璃成本較低,更適合主流價(jià)位車(chē)型,近些年受到了許多車(chē)企的認可;
4)可連續調節,相比PDLC的透光和半透光兩種狀態(tài),EC可連續調節明暗程度。
從行業(yè)應用來(lái)看,EC調光玻璃產(chǎn)量從2014年的4.9萬(wàn)平方米增至2019年的12萬(wàn)平方米,CAGR為20%。
目前EC已經(jīng)廣泛應用于汽車(chē)(自動(dòng)防眩后視鏡、側窗和天窗玻璃)、飛機(舷窗玻璃)、建筑(外墻玻璃)等領(lǐng)域,其中車(chē)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,應用于高 端車(chē)
構成上,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(數以百萬(wàn)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(dòng)或手動(dòng))構成。
原理上,數以百萬(wàn)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(shí)由于布朗運動(dòng)粒子隨機排布,可以吸收99%以上的可見(jiàn)光。
當電流通過(guò)導電涂層與SPD懸浮粒子接觸時(shí),它們排成一條直線(xiàn)并允許光線(xiàn)通過(guò)。當電壓量降低時(shí),窗口變暗,直到完全黑暗。驅動(dòng)電壓一般為110V的交流電壓。
優(yōu)缺點(diǎn)上,SPD調光玻璃中的懸浮粒子可吸收99%以上的可見(jiàn)光,且明暗程度連續可調。
缺點(diǎn)在于霧度大、耗電多且偏藍色嚴重,驅動(dòng)電壓超過(guò)100V,需配套更完善的安全措施,抬高使用成本,車(chē)廠(chǎng)正在尋找替換方案。
應用上,SPD技術(shù)廣泛應用于汽車(chē)、建筑、航空航海等行業(yè),其中交通方面目前應用在奔馳高 檔型號車(chē)、游艇等場(chǎng)景。
調光玻璃行業(yè)的應用趨勢加快
調光玻璃(建筑、家用為主)的演進(jìn)發(fā)展歷史復盤(pán)
調光玻璃誕生于20世紀80年代末,由美國肯特州立大學(xué)的專(zhuān) 家發(fā)明了電控調光玻璃并申請專(zhuān) 利,至今已有近30年歷史。
目前,調光玻璃廣泛應用于幕墻等領(lǐng)域。最 初的調光玻璃生產(chǎn)成本高昂,僅少量用于政 府部門(mén)及公共事業(yè)部門(mén)。
后來(lái)逐漸量產(chǎn),進(jìn)入一些特定的應用場(chǎng)景。2003年,智能調光玻璃進(jìn)入中國市場(chǎng),由于價(jià)格昂貴,使用場(chǎng)景受限,在此后的十多年間發(fā)展緩慢。
近年來(lái),隨著(zhù)國民經(jīng)濟高速增長(cháng),生產(chǎn)技術(shù)不斷優(yōu)化改良,調光玻璃的價(jià)格從1萬(wàn)元下降到大約3000元/㎡,開(kāi)始被建筑設計行業(yè)接受且大規模應用,并逐步進(jìn)入汽車(chē)玻璃行業(yè),成為智能座艙的重要組成部分。
從調光玻璃行業(yè)情況看,近年來(lái)產(chǎn)銷(xiāo)及市場(chǎng)規模均穩健增長(cháng)。
產(chǎn)銷(xiāo)方面,我國調光玻璃的產(chǎn)量從2011年的2.8萬(wàn)平方米增至2019年的32.5萬(wàn)平方米,CAGR為35.9%;我國調光玻璃的需求量從2011年的2.7萬(wàn)平方米增至2019年的32.2萬(wàn)平方米,CAGR為36.3%。
市場(chǎng)規模方面,我國調光玻璃行業(yè)市場(chǎng)規模由2011年的0.9億元增至2019年的3.7億元,CAGR為19.6%;全 球調光玻璃行業(yè)市場(chǎng)規模由2014年的37.5億元增至2019年的57.6億元,CAGR為8.9%。
總體來(lái)看,整個(gè)建筑調光玻璃行業(yè)的產(chǎn)銷(xiāo)高增,市場(chǎng)規模穩步擴大。
我們認為,智能調光產(chǎn)品的增勢迅猛,其主要原因在于建筑、家居等領(lǐng)域的應用日益廣泛。
建筑方面,高 端商業(yè)建筑朝舒適、節能及隱私保護方向發(fā)展,通過(guò)使用智能調光產(chǎn)品更換傳統窗簾及混凝土墻面,提升用戶(hù)體驗;家居方面,智能家居概念流行,催生對調光智能產(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(chē)領(lǐng)域調光玻璃的應用為相對新興的領(lǐng)域,伴隨著(zhù)電動(dòng)智能車(chē)的快速滲透以及調光玻璃的逐漸應用,汽車(chē)調光玻璃的發(fā)展前景可期。
汽車(chē)調光玻璃的應用現狀及特征我們對汽車(chē)行業(yè)調光玻璃應用的主要車(chē)型進(jìn)行了系統梳理,可以發(fā)現車(chē)型價(jià)格帶下移(輻射面變廣)、玻璃應用面積變大(全景天幕)、調光全景天幕集中于新型電動(dòng)智能車(chē)(電動(dòng)智能化)為三大核心特征。
1)從豪華外資到自主品牌,單車(chē)售價(jià)從百萬(wàn)元到五十萬(wàn)元以?xún)?,可調光玻璃車(chē)載應用輻射面變廣。
最初的可調光玻璃主要應用于法拉利、戴姆勒等外資豪華品牌,車(chē)型售價(jià)在60萬(wàn)元以上,最 高可達千萬(wàn) 級別的頂 級豪華轎車(chē),自2020年開(kāi)始以豐田HARRIER為代表的外資車(chē)型(35.7萬(wàn)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(kāi)始使用調光玻璃,將價(jià)格帶下移到35萬(wàn)元以?xún)取?/p>
2)從小面積可調光天窗到可調光全景天幕,車(chē)頂玻璃應用面積變大。
以往的調光玻璃面積小,實(shí)現的是車(chē)燈透明度連續可調。隨著(zhù)曲面玻璃技術(shù)進(jìn)步、調光玻璃成本降低,自2020年至今可調光全景天幕玻璃被車(chē)企應用,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調光玻璃。
此外,相比于傳統的滑動(dòng)天窗零部件多且復雜的問(wèn)題,全景天幕玻璃可避免天窗移動(dòng)、老化漏水等問(wèn)題,性?xún)r(jià)比大幅提升。
3)自2020年至今搭載調光全景天幕的車(chē)型集中于新型電動(dòng)智能車(chē),且PDLC和EC技術(shù)方案為主流。
之所以電動(dòng)智能車(chē)更多使用,我們認為原因一方面是天幕玻璃的輕量化屬性,減重節能,另一方面也符合第三消費時(shí)代打造差異化賣(mài)點(diǎn)的趨勢。
2021年搭載可調光全景天幕的均為電動(dòng)智能車(chē),相比于SPD高成本、耗電多的問(wèn)題,車(chē)企選用的調光方案集中于PDLC和EC。
汽車(chē)調光玻璃的應用趨勢和發(fā)展空間如何看?
定性分析看調光玻璃的應用趨勢
要回答汽車(chē)調光玻璃的應用趨勢問(wèn)題,需要追溯到重要應用載體——全景天幕玻璃,以及調光功能之余全景天幕的重要性,而這離不開(kāi)這里面的三個(gè)關(guān)鍵角色:玻璃廠(chǎng)商、車(chē)企、用戶(hù)。
1)首先看全景天幕玻璃,于玻璃廠(chǎng)商的作用在于Tier 2轉換成Tier 1的配套價(jià)值量提升,于車(chē)企的作用在于降本的同時(shí)實(shí)現產(chǎn)品差異化,于消費者的作用在于第三消費是的個(gè)性化,也就是美學(xué)以及空間性。因而,我們認為全景天幕的持續滲透是行業(yè)大趨勢。
2)其次看調光玻璃,調光為全景天幕玻璃上面的重要應用,其重要性可以概括為美學(xué)、隱私性、實(shí)用性(隔熱、隔音)、娛樂(lè )性、安全性。
接下來(lái),我們將對以上兩個(gè)核心觀(guān)點(diǎn)進(jìn)行詳細論述。
全景天幕的持續滲透是大趨勢
復盤(pán)汽車(chē)天窗車(chē)頂進(jìn)化路徑,最明顯的特征在于量增,以及關(guān)鍵一步的價(jià)降。
首先是量增,從無(wú)天窗車(chē)頂-小天窗車(chē)頂(0.3-0.6平方米)-全景天窗車(chē)頂(0.5-1.0平方米)-全景天幕(大于1平方米),汽車(chē)全景天幕是傳統全景天長(cháng)尺寸的2-3倍,汽車(chē)玻璃單車(chē)玻璃面積實(shí)現“絕 對”上升;
其次是關(guān)鍵一步的價(jià)降,也就是從全景天窗車(chē)頂到全景天幕玻璃,價(jià)格由3000元以上下降至1000-2000元的價(jià)格區間內,相當于用接近小天窗車(chē)頂的價(jià)格,享受全景天幕的效果,福耀玻璃也由Tier2切換為T(mén)ier1。
全景天幕玻璃的應用,于玻璃廠(chǎng)商而言可提升其配套單價(jià)(從電動(dòng)天窗單片玻璃100元以?xún)鹊呐涮變r(jià)值量提升至全景天幕總成超1000元的配套價(jià)值量),于整車(chē)廠(chǎng)來(lái)說(shuō)節約零部件成本,減少了驅動(dòng)單元、執行單元等物料,并且可以打造差異化賣(mài)點(diǎn),于消費者來(lái)說(shuō)更具美學(xué)以及空間價(jià)值,一舉多得。
拆解汽車(chē)天窗結構,主要由支承框架總成、玻璃總成、驅動(dòng)總成(含ECU元件)、運動(dòng)執行機構總成構成,物料成本中,除開(kāi)玻璃總成外的框架總成、遮陽(yáng)板、擋風(fēng)條、馬達和ECU系統的成本占比為66%。
相比之下汽車(chē)全景天幕大多為封閉車(chē)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(chē)造型無(wú)縫銜接形成整車(chē)車(chē)頂,優(yōu)勢在于結構簡(jiǎn)單,從而帶來(lái)成本下降,價(jià)格下降。
調光玻璃賦予全景天幕玻璃更多的功能
智能調光玻璃之所以開(kāi)始被以極氦001、AION S PLUS等為代表的電動(dòng)智能車(chē)應用,主要得益于其功能豐富,可概括為美學(xué)、隱私性、實(shí)用性(隔熱、隔音)、娛樂(lè )性、安全性。
1)美學(xué):電動(dòng)智能車(chē)推陳出新速度加快,整車(chē)廠(chǎng)需要更多元素打造差異化賣(mài)點(diǎn),而調光功能可提升車(chē)頂天幕玻璃的外觀(guān),滿(mǎn)足用戶(hù)的美學(xué)需求;
2)隱私性:調光玻璃可智能調節玻璃透明程度的特性使其具有很好的隱私保障功能,無(wú)需再安裝遮陽(yáng)簾,擠占車(chē)內空間;
3)實(shí)用性:調光玻璃具備高隔熱效果,可以阻隔99%以上的紫外線(xiàn)及98%以上的紅外線(xiàn),屏蔽部分紅外線(xiàn)減少熱輻射及傳遞,另外調光玻璃中間的調光膜及膠片有聲音阻尼作用,可部分阻隔噪音;
4)娛樂(lè )性:調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(chē)立刻化為移動(dòng)影廳,隨時(shí)隨地享受影視大片;
5)安全性:調光玻璃中間的調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(chē)安全性能。
消費者調研數據顯示,汽車(chē)天窗為用戶(hù)購車(chē)重要考量因素且用戶(hù)粘性強,安全性與隔熱效果為用戶(hù)關(guān)注的重要性能指標,這均與可調光玻璃的應用不謀而合。
根據偉巴斯特2021年中國市場(chǎng)汽車(chē)天窗消費趨勢調研報告顯示,在購車(chē)考量的配置中,天窗是重要的選項,占比為70%,低于倒車(chē)影像居第二位。
用戶(hù)再次購車(chē)選購天窗意愿比例為95.3%,比2019年有所上升,居于高位,說(shuō)明天窗的應用存在很強的用戶(hù)粘性。
功能性上,用戶(hù)購買(mǎi)天窗的關(guān)注因素前三位是通風(fēng)、光線(xiàn)和安全,其中安全占比較2019年提升了17.4pct。
另外,本次調研總體用戶(hù)中,71.5%用戶(hù)關(guān)注天窗遮陽(yáng)系統,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光功能的全景天幕玻璃的市場(chǎng)規模
1)全景天幕玻璃:受益于電動(dòng)智能化,全景天幕玻璃量?jì)r(jià)雙增。
目前,全景天幕玻璃的滲透率為5%,新能源乘用車(chē)的持續滲透帶動(dòng)全景天幕滲透率上行,另外傳統車(chē)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、調光等)帶動(dòng)ASP增長(cháng)。
量?jì)r(jià)雙增 大勢下,預計全景天幕玻璃全 球市場(chǎng)規模將由2020年的20.1億元增至2025年的284.5億元,CAGR為70%;國內市場(chǎng)規模將由2020年的7.2億元增至2025年的108.8億元,CAGR為72%。
2)含調光功能的全景天幕玻璃:受益于在全景天幕中的持續滲透,調光玻璃將貢獻重要增量。
考慮到目前市面上搭載調光功能全景天幕玻璃的車(chē)型集中于極氦001、嵐圖FREE、AION S PLUS為代表的電動(dòng)智能車(chē),當前調光玻璃預計在全景天幕玻璃車(chē)型占比在5%左右(預計2021年調光玻璃車(chē)型銷(xiāo)量低于5萬(wàn)輛,2022年調光玻璃車(chē)型銷(xiāo)量15萬(wàn)輛左右),考慮主機廠(chǎng)后續搭載意愿,預計該占比2025年有望達到30%,對應的全 球市場(chǎng)規模將由2021年的4.3億元增至2025年的147.8億元,CAGR為143%;國內市場(chǎng)規模將由2021年的1.5億元增至2025年的56.5億元,CAGR為147%。
汽車(chē)調光玻璃的產(chǎn)業(yè)鏈及主流汽玻企業(yè)布局
全 球汽車(chē)玻璃行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈及競爭格局
汽車(chē)玻璃產(chǎn)業(yè)鏈中,上游汽車(chē)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(chē)玻璃的重要原輔材料,其成型過(guò)程是在通入保護氣體(N2、H2)的錫槽中完成的,具有結構緊密、手感平滑、透明度好等優(yōu)點(diǎn),其原材料主要為純堿、硅砂、石灰石等。
拆解汽車(chē)玻璃的成本結構,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(chē)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成中,排在前三的為能源成本(44%)、純堿(15%)和其他材料(13%)。
汽車(chē)玻璃市場(chǎng)寡頭壟斷,福耀玻璃領(lǐng) 先行業(yè)。
全 球汽車(chē)玻璃龍 頭通過(guò)浮法玻璃自供,降低生產(chǎn)成本,規模經(jīng)濟下形成了汽玻行業(yè)寡頭壟斷格局。
2020年全 球汽車(chē)玻璃全 球前五大供應商分別為福耀玻璃(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(chē)調光玻璃行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈及主流參與企業(yè)
對于汽車(chē)調光玻璃而言,相較汽車(chē)玻璃,其上游主要原材料中加入了導電層及調光材料,其中PDLC方案的調光材料為PDLC液晶薄膜、EC方案的調光材料為EC電致變色層、SPD方案的為SPD薄膜,其中能提供PDLC車(chē)用調光膜的企業(yè)分別為國安奇緯、中禾科技,能提供EC車(chē)用調光膜的企業(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(chē)調光玻璃的廠(chǎng)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(guò)對上述具有汽車(chē)調光技術(shù)的供應商進(jìn)行梳理后可以發(fā)現,調光玻璃屬于汽車(chē)玻璃細分智能化玻璃,為相對新興的汽玻應用,能參與進(jìn)來(lái)進(jìn)行調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),主要應用于汽車(chē)天幕/天窗、防眩目后視鏡、建筑幕墻、手機背殼、AR眼鏡等場(chǎng)景,前景明朗,2021年光羿科技完成數億美元C輪融 資(比亞迪和蔚來(lái)資本參投)。
接下來(lái)我們將對上述代表性企業(yè)在調光玻璃的布局進(jìn)行梳理。
全 球汽車(chē)玻璃龍 頭在調光玻璃上的布局及應用福耀玻璃:PDLC和EC調光天幕玻璃已供貨主流自主品牌電動(dòng)智能車(chē)福耀調光玻璃產(chǎn)品布局全 面,已供貨主流自主品牌電動(dòng)智能車(chē)。
目前,福耀的調光玻璃產(chǎn)品可分為PDLC調光玻璃、熱致變色玻璃和EC調光玻璃,其中PDLC可調光全景天幕玻璃作為選配件已搭載于嵐圖FREE,可實(shí)現10級透亮度可調,隔絕99%的紫外線(xiàn);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調光天幕為福耀今年推出的重磅調光玻璃新品,具備低霧度、智能感應自動(dòng)調光、隔熱隔紫外線(xiàn)等特點(diǎn),采用光弈的EC電致變色技術(shù),實(shí)現漸變式變色調光,目前已搭載于極氦001、廣汽AION S PLUS等車(chē)型中。
福耀與京東方強強聯(lián)合,推進(jìn)智能調光玻璃在汽車(chē)領(lǐng)域的新應用。
2020年6月1日,福耀集團與京東方集團在福建福清舉行戰略簽約儀式,雙方將結合各自產(chǎn)業(yè)資源和技術(shù)優(yōu)勢,在汽車(chē)智能調光玻璃和車(chē)窗顯示等領(lǐng)域進(jìn)行戰略合作。
2020年10月12日-14日,第三屆數字中國建設峰會(huì )在福建福州舉辦,福耀和京東方共同研發(fā)的智能調光車(chē)窗亮相,代表了調光領(lǐng)域的最 新 技術(shù)。
2021年7月,我國首 創(chuàng )的時(shí)速600公里高速磁懸浮列車(chē)在青島成功下線(xiàn),該列車(chē)搭載了京東方與福耀玻璃、中車(chē)青島四方車(chē)輛研究所共同推出的智能自適應調光視窗,這款高科技的高速磁懸浮智能自適應調光視窗采用了先進(jìn)的染料液晶技術(shù)以及穩定的透明顯示技術(shù),具有1秒快速響應,無(wú)極調光、無(wú)延遲、保護隱私等優(yōu)勢,科技感十足。
板硝子:推出即時(shí)光控玻璃UMU,在雷克薩斯LM首 次使用2020年2月25日,即時(shí)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(shí)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(shí),它們會(huì )排成一行并允許光通過(guò),處于“透明”狀態(tài)。
因此,在打開(kāi)/關(guān)閉電源時(shí),可以立即在“不可見(jiàn)”和“不可見(jiàn)”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(huì )散開(kāi)。
雷克薩斯LM采用瞬時(shí)光控玻璃“UMU智能窗戶(hù)”,有助于創(chuàng )造一個(gè)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搭載旭硝子高速調光玻璃WONDERLITE Dx,成為全 球首 款搭載調光玻璃天窗的量產(chǎn)車(chē)型。豐田汽車(chē)于2020年6月17日正式全 球發(fā)售的新款Harrier汽車(chē)上,首 次搭載了AGC的高速調光玻璃WONDERLITE Dx,該款玻璃安裝于該車(chē)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(chē)的調光玻璃。
在調光模式(不透明狀態(tài))下,刺眼的陽(yáng)光被遮擋在外,可以阻擋99%的紫外線(xiàn);在透射模式(清晰狀態(tài))下,玻璃變通透,開(kāi)放感十足。
該技術(shù)的特點(diǎn)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(guò)玻璃進(jìn)入車(chē)內的光線(xiàn)量,傳輸的光量可以連續調整,從暗到亮;
2)隱私性:透光率從35%到低于1%不等,具體取決于玻璃結構;
3)隔熱:夏季,效果有助于保持車(chē)內舒適的溫度,冬天,由于使用了Low E涂層,可以避免冷壁效應,另外可通過(guò)防止紫外線(xiàn)進(jìn)入汽車(chē)來(lái)保護用戶(hù)皮 膚;
4)環(huán)保:減少空調需求可以節省燃料并減少發(fā)動(dòng)機的二氧化碳排放量,并延長(cháng)電動(dòng)汽車(chē)的續航里程;
5)空間性:可以去除窗簾,為用戶(hù)釋放內部?jì)艨崭叨龋▇25毫米);
6)可定制:用戶(hù)可根據需求對不同的效果、顏色、對比度、切換模式和動(dòng)態(tài)進(jìn)行定制。
圣戈班:打造智能化玻璃,PDLC調光玻璃為重要方向
圣戈班控股的Sage公司在2014年率先實(shí)現了量產(chǎn)EC玻璃,目前主要應用于建筑、家用和飛機等領(lǐng)域。
汽車(chē)玻璃領(lǐng)域,圣戈班的調光玻璃為PDLC玻璃,屬于未來(lái)新的玻璃技術(shù),PDLC變色玻璃通過(guò)去除遮陽(yáng)板,采用高科技變色玻璃技術(shù),將遮陽(yáng)功能集成在玻璃中,達到美觀(guān)一體化和減重的功效,高科技感十足。
偉巴斯特:可提供可調光天窗,并可繼承與新一代可開(kāi)啟太陽(yáng)能全景天窗中
偉巴斯特可提供可調光天窗。
采用液晶技術(shù)將調光材料復合在玻璃中,通過(guò)電子控制信號改變玻璃的透明度,只需觸摸一個(gè)按鈕,天窗玻璃即可變暗。
不僅解決了陽(yáng)光直射問(wèn)題,還可以有效降低因直射上升的車(chē)內溫度、節省空調能耗,另外也充分考慮了駕乘者的隱私需求。
在今年4月車(chē)展上,公司展示了其最 新車(chē)頂技術(shù),其中一項為新一代可開(kāi)啟太陽(yáng)能全景天窗,該天窗具備調光功能。
偉巴斯特新一代可開(kāi)啟太陽(yáng)能全景天窗集成了太陽(yáng)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(dòng)車(chē)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(yáng)能理想的條件下,每年可以為車(chē)輛增加續航里程達2000公里。
在夏天高溫停車(chē)時(shí),太陽(yáng)能組件也能驅動(dòng)鼓風(fēng)機,實(shí)現車(chē)內通風(fēng)換氣,有效降低車(chē)內溫度,提升駕乘舒適性。
該車(chē)頂采用了可調光玻璃,可以調整透光率,給內部乘客提供舒適和隱私的自由切換。
總體來(lái)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(jìn)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
本文主要梳理了智能調光玻璃的不同技術(shù)路徑,分析了智能調光玻璃的應用現狀,并對其未來(lái)應用趨勢和發(fā)展空間進(jìn)行定性和定量分析,最 后對調光玻璃產(chǎn)業(yè)鏈及主流汽車(chē)玻璃企業(yè)在調光技術(shù)領(lǐng)域的布局進(jìn)行梳理。
汽車(chē)電動(dòng)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(xiàn)展開(kāi)。
增量/升級零部件主線(xiàn)下,汽車(chē)玻璃天生具備卡位優(yōu)勢(占據車(chē)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(chē)頂天幕化進(jìn)行,中期看調光玻璃的滲透,遠期汽車(chē)玻璃有望成為車(chē)內生態(tài)應用端的海量數據輸出載體(承載中控屏以外的信息量),具備遠大成長(cháng)空間(單車(chē)價(jià)值量從700-1500-3000+)。
福耀 玻璃伴隨中國汽車(chē)工業(yè)成長(cháng)多年,以極 致專(zhuān)注和極強成本管控能力,已成長(cháng)為全 球汽車(chē)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(jì)承壓降至5年低點(diǎn),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(jì)有望維持30%以上增速,2022年對應24倍PE。
福耀玻璃:海外擴張進(jìn)行時(shí),產(chǎn)品升級在加速
福耀玻璃是全 球汽車(chē)玻璃龍 頭(前二),通過(guò)產(chǎn)業(yè)鏈一體化、設備自制、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OEM市占率接近70%。
2014年起啟動(dòng)海外擴張,2016年開(kāi)始隨著(zhù)代頓、芒山工廠(chǎng)的竣工,福耀依托覆蓋美國30%汽車(chē)玻璃市場(chǎng)的產(chǎn)能布局,進(jìn)入汽車(chē)玻璃新一輪擴張周期。
2019年開(kāi)始隨著(zhù)收購歐洲SAM鋁飾件公司,進(jìn)入新品類(lèi)延展階段,后續仍然看好歐洲鋁飾件業(yè)務(wù)帶動(dòng)下的汽車(chē)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(chǎng)份額提升和產(chǎn)品品類(lèi)延展。
近年來(lái)福耀汽車(chē)玻璃海外業(yè)務(wù)加速拓展(主要在美國),2020年海外營(yíng)收占比達45.11%(2019年49.06%),其中福耀美國規劃汽車(chē)玻璃產(chǎn)能550萬(wàn)套(15%研發(fā)產(chǎn)能),2016年起陸續投產(chǎn),2020年實(shí)現營(yíng)收32.53億元。
在汽車(chē)玻璃以外,2019年起福耀通過(guò)收購歐洲鋁亮飾條公司SAM進(jìn)一步拓展邊界(2020年并表),新品類(lèi)可以配套公司集成化產(chǎn)品(汽車(chē)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(jià)值提升30%以上),同時(shí)進(jìn)一步擴大公司汽車(chē)飾件規模,拓展汽車(chē)配件領(lǐng)域,更好地為汽車(chē)廠(chǎng)商提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品和服務(wù),增強與汽車(chē)廠(chǎng)商的合作黏性,提高公司的綜合競爭力,符合公司長(cháng)遠發(fā)展戰略。
專(zhuān)注于一片玻璃的價(jià)值量延伸。智能化、消費升級背景下汽車(chē)玻璃單車(chē)使用量(天窗+前檔)和單面積價(jià)格(HUD、智能調光、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(lèi)玻璃產(chǎn)品,新產(chǎn)品的國內外客戶(hù)擴展情況樂(lè )觀(guān)。
我們認為,隨著(zhù)天窗玻璃滲透率提升、HUD等高附加值產(chǎn)品提高汽車(chē)玻璃單價(jià),未來(lái)公司產(chǎn)品有望維持價(jià)量齊升的趨勢。
短期缺芯壓制,明年有望恢復性增長(cháng)。
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PE分別32/24/20倍。
核主要風(fēng)險
第 一,芯片短缺風(fēng)險。第 二,高附加值玻璃普及速度不及預期。
2025-05-09
2025-05-08
2025-04-29
2025-03-21
2025-03-18
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