导语
据测算,年HUD行业市场空间为13.32亿元,此后HUD整体渗透率提升,且AR-HUD的渗透率提升带动HUD产品均价提升,HUD行业的市场空间快速扩张,预计至年HUD行业市场空间将提升至.6亿元左右,-年市场空间复合增长率为46.6%左右。
1HUD产业链、技术壁垒分析
1.1HUD基本概念及成像原理HUD(HeadUpDisplay,抬头显示系统)是将车速、油耗、胎压等行车重要信息投影到前方挡风玻璃上的一套显示系统。HUD最早应用在战斗机上,旨在降低飞行员低头查看仪表的频率,使得飞行员能在保证正常驾驶的同时,观察到各项重要指标并接收地面传输的信息,从而提升飞行的安全性和便捷性。年,通用汽车率先将HUD技术应用到汽车上,随后奔驰、宝马、奥迪等豪华车厂商陆续在产品中配置HUD。HUD主要是基于安全性,即将驾驶员的注意力集中在前方道路,避免因低头观察仪表而忽视前方路况,从而降低事故发生的风险。HUD主要由投影单元及成像载体构成,投影单元中集成了反射镜、投影镜、投影仪、调节电机及HUD控制单元等,成像载体主要是半透明树脂玻璃(C-HUD)和汽车前挡风玻璃(W-HUD和AR-HUD)。HUD的成像原理是:控制单元从汽车数据总线获取车速、导航等信息,转换为光信息从投影仪发出,经过反射镜反射到投影镜上,再由投影镜投射到前挡风玻璃,最终人眼将看见的是玻璃前方数米的虚像。1.2HUD成像部分是核心HUD的产业链上游是零部件企业,下游是整机企业。HUD整体可以分为成像部分、投影部分、软件部分,其中成像部分是HUD产业链上游的核心。成像部分包括PGU(Picturegenerationunit,图像生成单元)、成像芯片和光源。PGU是HUD的成像装置,具有4条不同的技术路线。目前TFT-LCD的PGU厂商主要包括日本的京瓷、JDI以及国内的京东方、天马、信利等,DLP厂商包括德州仪器以及国内的水晶光电、广景视睿等,MEMS激光扫描厂商包括Microvision、丰宝电子等,LCOS厂商包括Digilens、Waveoptics和一数科技等。成像芯片是成像部分的核心壁垒,目前主流的TFT-LCD和DLP芯片技术分别被爱普生和德州仪器垄断,议价能力较强。HUD的光源以LED光源为主,为保证清晰的显示效果需要足够的发光亮度,主要供应商包括斯坦雷、欧司朗和日亚化学等。投影部分主要包括光学镜面和挡风玻璃。HUD需要使用自由曲面投射镜和特殊处理挡风玻璃,因此技术壁垒较高。光学镜面主要供应商包括舜宇光学、富兰光学、亮宇光学等,挡风玻璃主要供应商包括福耀玻璃、圣戈班、旭硝子、康宁等。软件部分主要包括车载地图、导航系统、语音系统等。HUD整机企业通常会向软件商购买软件系统后整合到HUD中,成本占比较低,主要供应商包括四维图新、斑马智行、百度地图、高德地图等。HUD整机企业是对上游零部件和软件进行软硬件整合,形成完整的HUD解决方案提供给整车企业的厂商。国外HUD整机企业发展较早,产品与技术相对成熟,日本精机、电装、大陆、伟世通、博世等国外企业占据大部分的市场份额。近年来国内HUD整机企业逐渐成长,华阳集团、泽景电子、中国台湾怡利等成熟企业开始为国内车企提供HUD产品,并积极布局AR-HUD。国内还成立了大量的HUD初创公司,包括未来黑科技、锐思华创、乐驾科技、疆程技术等,部分产品有望在国内外车企上实现量产。1.3HUD技术壁垒及难点目前主流的前装HUD存在诸多技术难点,对于HUD的成本控制和产品升级而言是挑战。(1)自由曲面投射镜。汽车前挡风玻璃是无对称性的自由曲面,自由曲面会使成像出现扭曲。如果HUD投射的图像是正常无扭曲的,那么在投影到前挡风玻璃上后,人眼将看到发生畸变的图像。解决方案是将HUD系统中的投影镜也做成自由曲面,拟合前挡风玻璃以抵消图像畸变。为了形成精确图像,自由曲面投影镜需要极为精密的制造仪器和技术,例如德国大陆的HUD投影镜采用注塑成型方法生产,容差控制在5微米以下,需使用万级甚至十万级无尘室车间。(2)特殊挡风玻璃。普通的前挡风玻璃使用夹层结构,由双层玻璃与内部PVB夹层组成,如果将HUD图像直接投射到前挡风玻璃上容易出现重影,影响显示效果,因此需要对挡风玻璃进行特殊处理。目前的主流解决方案有两种:①楔形PVB膜方案。将HUD前挡风玻璃的内部PVB膜制成楔形,使挡风玻璃呈现上厚下薄的形态,能够消除重影现象。②镀膜方案。在前挡风玻璃上镀透明纳米膜,其与偏振光的组合作用能够在消除副像的同时增强主像,提高主副像之间的亮度比值,从而消除重影。与楔形膜方案相比,镀膜方案开发周期更短,能实现更大的图像尺寸。(3)VID、FOV和视野盒大小。VID(VirtualImageDistance,虚拟图像距离)即人眼到图像焦点的距离。在实际驾驶过程中,驾驶者通常