(1) 车灯行业概况
车灯被喻为汽车的眼睛,是集照明、信息交流、外观美化等功能为一体的汽车关键零部件,对汽车的实用性、安全性和外观有重要影响。
车灯原本为满足夜间照明及驾驶安全的功能件,近年来,汽车智能化浪潮以及底层技术不断迭代正在推动车灯行业进行一场巨大的变革:
①AFS(AdaptiveFront-lighting system)自适应前照灯系统、ADB(Adaptive Driving Beam)自适应远光灯等技术的发展、应用能够大大提升行车的安全性;
②LED 时代的到来让车灯的造型出现了质的飞跃,车灯逐渐进化为塑造家族化脸谱、提升产品辨识度、向目标群体传达品牌理念的载体;
③DLP(Digital LightProcessing)数字光处理、Micro LED、Mini LED 等技术的发展能使车灯拥有投影、动态图像功能并助力车灯实现智能交互。这场正在进行的变革将不断赋予汽车车灯更高的附加值。
(2)主要产品类别
光源技术的革新是推动车灯行业发展的主要动力之一,从首次将灯具用于汽车照明至今,从光源技术的角度看,汽车车灯经历了燃料照明灯、白炽灯、卤素灯、氙气灯等阶段的发展。目前,我国汽车灯具市场应用比较广泛的是 LED 车灯,激光大灯价格高昂,现阶段主要应用于个别豪华车型的远光灯。
现有路面在跑车型使用的车灯主要有四类:卤素灯、氙气灯、LED 灯和激光灯:
卤素灯:卤素灯发光原理跟白炽灯相似,亮度比白炽灯高。其发光单元为灯泡形式,灯壳通常使用耐高温和机械强度高的石英玻璃。卤素灯成本低、易更换,但其色温在3,000K 左右,颜色偏暖黄、亮度较低、照射距离短,在光线黑暗的情况下不够显眼。另外卤素灯使用灯丝,寿命相对较短。目前卤素灯主要应用于低端车型,其市场份额正在逐年缩减。
氙气灯:氙气灯即高强度放电式气体灯,其核心发光单元为灯泡形式,系利用两电极之间放电器产生的电弧发光。高压脉冲电加在完全密闭的微型石英灯泡(管)内的金属电极之间,激励灯泡内的物质(氙气、少量的水银蒸汽、金属卤化物)在电弧中电离产生光亮。
汽车氙气灯的色温在 4,000K~6,000K 之间,相比卤素灯,氙气灯在光线强度以及耐用度等方面具有显著优势,但由于其灯光呈蓝白色,在雨、雪、雾等天气情况下,氙气灯的光线穿透力不及卤素灯。氙气灯必须搭配高压触发器使用,整体安装难度较高,需要进行各种色温匹配。
LED 灯:LED 灯即以发光二极管为光源的车灯。近年来,LED 元件的成本逐年大幅降低,目前,LED 灯已被广泛应用于汽车领域。与卤素灯、氙气灯相比,LED 灯具备诸多优势:1、能耗低,约为卤素灯的 1/20;2、耐用性好、使用寿命远远长于卤素灯及氙气灯。
LED 元件结构简单,抗冲击性、抗震性非常好,不易破碎,能够很好地适应各种环境;3、响应速度快,点亮所需时间为微秒级别,能够更迅速地传达警示信息,有助于提升行车的安全性;4、亮度衰减低;5、低压直流电即可驱动,负载小,干扰弱,对使用环境要求低,适应性好;6、LED 元件体积小,紧凑便于布置和造型设计。LED 光源的核心优势在于其体积小、响应快,能够实现分区控制,拥有更多的布置空间,是车灯行业承接汽车智能化最具优势的技术。
激光灯:激光灯以激光二极管为光源。激光大灯的工作原理同 LED 类似:激光二极管只能发射单色激光,需要通过多个单色激光源合成,或者使激光通过石英等透明介质,让光谱展宽形成白光辐射。激光大灯具备 LED 大灯的大部分优点(如响应速度快、亮度衰减低、体积小、能耗低、寿命长等),此外,相比于 LED 大灯,激光大灯的尺寸更小、亮度更高、发热更低。
尽管激光大灯在照明性能上较 LED 大灯优势明显,但由于激光会对人眼造成损伤,对激光大灯的使用存在限制,只有在特定情形下,才能打开激光大灯,目前,各厂商在使用激光大灯时采取的主要预防措施有:1、对激光大灯的色温和亮度进行改良;2、激光大灯需要在规定时速以上才能开启;3、车辆保持直线行驶时才能开启;4、周围无其他车辆时才能开启;5、当车辆发生碰撞或仅因磨损而熄火时,激光大灯会自动关闭等。
(3)行业技术水平及特点
客观上,中国是世界上最大的汽车生产国,伴随着中国自主整车品牌的崛起、汽车智能化的发展趋势、汽车零部件本土化的产业布局等各方面因素,我国汽车零部件企业多年以来获得了优越的发展环境。
在此情形之下,虽然小糸、法雷奥、佛瑞亚海拉等跨国公司由于先发优势仍然具备一定的技术优势,并在前瞻性技术研究方面保持领先,但随着我国本土车灯制造企业模块化供应、灵活响应的能力不断加强,研发能力持续提升,技术不断积累、突破,国产车灯正不断向中高端汽车品牌渗透,以华域视觉、星宇股份为代表的内资车灯制造企业已经成长为国内车灯市场份额最高的两家企业。
预计,未来内资车灯制造企业在结合汽车智能化的前瞻性领域的技术水平将持续提升,中国有望培育出全球范围内的自主品牌车灯行业龙头企业。
(4)行业发展趋势
车灯的基本功能为通过光照提升行驶的安全性并在特定场合起到提醒、警示的作用。随着底层技术的持续迭代,汽车车灯的产品形态正在发生质变,数字化、智能化、个性化是未来车灯技术的发展趋势,而基于光源、功能的升级将承载这些发展趋势,并最终体现在车灯产品上。
ADB、AFS等技术的发展能更大程度地提升行车安全性;LED 光源的应用使车灯产品设计更加灵活,更具特色、美感;DLP、Micro LED、Mini LED 等技术的发展能使车灯拥有投影、动态图像功能并助力车灯实现智能交互。
①基于光源的升级——LED 车灯的普及
相比传统光源,LED 光源具有高效、节能、长寿等多重优势,而决定 LED 光源作为车灯升级趋势的核心原因在于其体积优势与响应优势:传统汽车向智能汽车升级的过程中,车灯控制模块的性能愈发强化,体积小、响应速度快的 LED 光源是实现分区控制的理想元件;车灯一直被誉为汽车的眼睛,其外观设计对整车的美感有重要影响,小体积的 LED 光源有更多的布置空间,能满足多样化的设计需求。激光灯虽然在体积、发光效率与照射距离方面更胜一筹,但是由于其价格过于昂贵且使用受限,预计离普及还有一段距离。
相比之下,LED 光源是承接未来汽车车灯发展趋势的最优光源。根据 Trend Force 集邦咨询数据,2020 年全球乘用车市场 LED 前灯渗透率超过 50%,2021 年已达到 60%,而全球新能源车市场 LED 前灯渗透率 2021 年已达到 90%。
从国内市场来看,LED 大灯这一新蓝海领域自 2016 年被市场开发并利用以来,最近 5 年发展迅速,随着制造成本的不断下降和技术工艺的成熟,LED 大灯已从豪华品牌向中低端品牌下探,市场规模与市场占有率均呈现持续增长的趋势,应用领域将继续向中低端车型延展。根据国盛证券研究所发布的最新研究报告,2020 年,国内 LED 前大灯的渗透率激增至 68%,2021 年已达到 70%。
②基于功能的升级
A.车灯技术的数字化、智能化发展将更好地满足行车安全的需要
根据交管部门的相关统计,夜间发生交通事故的几率是白天的 1.5 倍,55%的交通事故发生在夜间。一方面,夜间行驶时光线较差,驾驶员能够获取的路况信息相对有限,导致交通事故的潜在风险上升;另一方面,在人车交互、车车交互的过程中,由于远近光灯未能及时切换,导致行人、驾驶员因强光产生眩晕感,从而导致交通事故的情况时有发生。智能车灯所具备的 AFS、ADB 等功能能够弥补传统车灯功能上的局限,从而提升夜间行车的安全性。
AFS 能够在汽车加速、刹车和转向等情况下自动调节大灯照射角度,确保照明范围能持续覆盖驾驶员需要观察的区域,达到最佳的照明效果;ADB 是一种能够根据路况自适应变换远光光型的智能远光控制系统,当路面出现车辆、行人等目标时,由传感器(摄像头)、驱动电路组成的控制系统将关闭或调暗部分远光照明分区,从而避免对被照目标产生炫目感,同时保证清晰的远光照明。
目前,市场上已出现具备全场景自适应照明的智能车灯系统的车型,驾驶者在行车过程中几乎无需手动对车灯进行开关或者调节,并且能够获得相比传统车灯更好的夜间驾驶视野。
B.外观造型设计的升级、氛围灯的快速发展及软硬件结合
LED 光源的普及使车灯造型设计突破传统光源的限制,能为品牌塑造家族化脸谱、提升产品辨识度并向目标群体传达品牌理念。其中,奥迪公司的家族化飞翼日间行和流水转向灯、宝马的天使眼、沃尔沃的雷神之锤均为整车造型的经典之作;另外,OLED、Surface LED 等面光源技术在汽车尾灯上的应用、贯穿式尾灯的发展及普及也使汽车尾灯造型更富有设计感、辨识度。在传统的汽车灯光配置中,除前组合灯和后组合灯以外的小灯主要包括雾灯、行李箱灯、室内灯、后备箱灯、车牌灯和仪表灯等,主要起照明和信息传递的功能性作用。
随着 LED、OLED 等光源技术的发展及汽车消费的升级,各种内外饰氛围灯的品类持续增加。汽车氛围灯通过灯光营造出或科技、或浪漫、或奢华、或温馨的氛围,能够大大提升用户的体验感,满足客户对于氛围、个性化审美甚至是对奢华品消费的需求。另外,从近年来最新的车灯新技术来看,软件控制已经日渐深入。
目前,所有照明功能和动态效果能够完全由软件控制。汽车制造商可以根据需要,通过软件更新来实现新的功能需求,而不必改变硬件架构。车灯企业可以为整车制造企业提供灵活的编程照明功能,开发根据使用来付费的新业务模式。这些技术及商业模式上的创新,都与软件技术息息相关。
C.车灯技术的发展推动智能交互
2023 年 7 月,工业和信息化部、国家标准化管理委员会联合修订了《国家车联网产业标准体系建设指南(智能网联汽车)(2023 版)》(以下简称《指南》),根据智能网联汽车技术现状、产业需要及未来发展趋势,《指南》提出了分阶段建立适应我国国情并与国际接轨的智能网联汽车标准体系:第一阶段到 2025 年,系统形成能够支撑组合驾驶辅助和自动驾驶通用功能的智能网联汽车标准体系。第二阶段到 2030 年,全面形成能够支撑实现单车智能和网联赋能协同发展的智能网联汽车标准体系。
其中,人机交互、先进辅助驾驶、自动驾驶等被列为标准建设的重点方向。车灯作为驾驶过程中信息交互的主要工具之一,在智能汽车的发展过程中,其功能性将进一步增强。目前,DLP(Digital Light Processing)、Micro LED 等技术的应用使汽车大灯在 ADB 功能的基础上,具备了投影功能,车灯能够将图像和标志投射到前方道路上,从而实现信息交互的功能;Mini LED 等技术可以通过显示动态图像、文字,实现信息交互的功能。
综上所述,在汽车整车行业稳定发展的情况下,车灯产品的持续升级将赋予车灯产品更高的附加值,并将驱动车灯市场规模的快速增长,催生出巨大的发展机遇。