【观察】汽车玻璃由“光”拓展到“电”领域:智能化升级可期!

来源:世展网 分类:光电行业资讯 2025-03-07 13:38 阅读:1553
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2025年中国光博会-深圳光博会CIOECIOE

2025-09-10-09-12

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导读

前阶段:汽玻升级聚焦“光”的领域:核心产品是天幕玻璃,后续将受益于隔热、隔音、调光、氛围灯等功能升级。1、量:天幕玻璃主要配套新能源车型,目前在新车型中搭载率提升趋势明显,其相较传统大天窗有成本优势,同时具备高颜值,符合大空间、轻量化趋势,渗透率提升趋势仍将持续。2、价:后续隔热、隔音、调光、氛围灯等功能有望支撑天幕价值量提升,福耀各类产品引领市场。

现阶段:汽玻拓展到“电”的领域, “智驾平权”有望加速汽玻智能化升级。汽车玻璃作为消费者体验感知较强的车身部件,在“电”的领域升级趋势有较强的消费需求作为支撑,也是当前整车竞争背景下,车企或将优先考虑做出差异化和创新的部件。

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01

电动化阶段:以天幕为代表,汽玻行业围绕“光”领域升级 

(一)天幕玻璃相较传统大天窗有成本优势,同时具备高颜值,符合大空间、轻量化趋势,渗透率提升趋势仍将持续。天窗作为汽车外观覆盖件的重要组成部分,始终是影响消费者购买的核心卖点,其对车企和消费者的核心吸引力主要为:

1、天幕是新技术中的降成本方案,一块平均性能的天幕玻璃成本在 1500~2000 元左右,而可开启全景天窗由于包含了额外的机械电动控制系统,成本普遍在 2000~4000 元,比天幕玻璃平均成本高 33%~167%。2、天幕玻璃相比于传统无天窗/小天窗/全景天窗而言,天幕玻璃尺寸更大,全玻璃车顶外观造型更加具备科技感和个性感,整车颜值提升,对消费者吸引力更强。 

天幕玻璃主要配套新能源车型,在新车型中搭载率提升趋势明显,仍有较大增长空间。截至 2024 年 11 月,不可开启全景天窗在车型中的搭载率整体达到 17.0%,新能源车型中搭载率为 45%,燃油车为 6%。

天幕玻璃主要搭载于新能源车型的原因为:1、电动车底盘由于装配电池而被抬高,使用天幕替代传统天窗能够一定程度获得更加充足的头部空间;2、质量更轻,符合电动车轻量化趋势;3、高颜值+采光好+科技感,符合电动车消费者审美。

这些优势一定程度也能平移到燃油车,截至 2024 年 11 月,不可开启全景天窗在2023/2024/2025 款燃油车型搭载率分别4.7%/10.2%/8.5%,提升趋势明显。从新车型搭载情况来看,未来几年天幕玻璃出货量增速仍将持续。 

(二)体验升级:后续隔热、隔音、调光、氛围灯等功能有望支撑天幕价值量提升。

1、隔热:主要通过镀膜、Low-E、调光实现。此前普通天幕被消费者诟病较多的问题是其防晒但不隔热,常规的硬顶车顶对于红外线的阻隔效果较好,隔热率达到 95% 左右,而普通天幕在隔绝紫外线方面表现不错(防晒),但隔绝红外线表现较差(不隔热)。

目前针对隔热问题,汽车玻璃供应商主要通过镀膜、夹层以及 LOW-E 技术来解决。2024 年 3 月上市的小米汽车采用福耀玻璃双层镀银天幕玻璃,能隔绝 99.9%的紫外线和 99.1%的红外线(特定波段)。

2、调光技术让隔热效果更好,同时具备遮光、隐私功能和个性化特点。调光玻璃主要通过加入 PDLC 膜和热致变色两种方式实现,能广泛用于天窗、侧窗和前后挡风玻璃上。2024 年 6 月福耀玻璃发布新一代智能隔热天幕,分为遮光、滤光、御光三大系列,其中遮光系列将遮光帘和天窗集成,滤光系列通过采用三银镀膜达到隔热效果,御光系列采用 PDLC 调光技术进行降温,能有效降低车内气温,2.5H 标准暴晒工况下比三银镀膜方案能多降低气温 2-5℃。

3、例如福耀的隔音玻璃通过在 PVB 中加入高阻尼隔音材料,降低外部噪音,使车内交流更清晰,提升驾驶舒适性。

4、氛围灯天幕能满足部分消费者差异化审美需求,与其他功能集成能达到较好的视觉效果。 

02

智能化阶段:人机交互提升,汽玻行业围绕“电”领域升级 

“智驾平权”推进,有望带动汽车玻璃进入智能化加速升级阶段。2025 年包括比亚迪、长安、小鹏等头部车企加快布局智驾新车上市 “,智驾平权”有望加速推进,智能座舱也迎来进一步升级。智驾与智能座舱必然带来人机交互场景的增加,玻璃作为车上重要的人机交互载体,驾乘者的视野主要集中在玻璃上,是天然的信息聚集载体,也适合且容易做成像;其次,玻璃无机材质的特性,对信号阻隔比较弱,作为信号传输的介质具备优势。

因此汽玻在“电”的领域升级趋势有较强的消费需求作为支撑,也是当前整车竞争背景下,车企或将优先考虑做出差异化和创新的部件。伴随本轮智能化的加速渗透带来产品功能进一步升级,表征出来的包括 P-HUD、ADAS 前风挡,智能 B 柱等产品形态,短期智能化加速渗透。 

2.1、HUD:智驾信息载体,技术迭代+成本下沉带动渗透率提升 

HUD 抬头显示渗透率提升,带动前挡风玻璃价值量和技术门槛提升。HUD 抬头显示的作用是把车况、导航等信息直接通过光学投影的方式,在汽车前挡风玻璃前方位置呈虚像。

(1)从提升驾驶安全角度,驾驶员能够将视线集中在前方区域,避免注意力中断和视觉疲劳,更加方便和安全地获取行车相关信息;(2)提升人机交互体验,将二维导航升级为实景导航,信息显示更加高效。前挡风玻璃在 HUD系统中作为介质反射成像,需要解决成像过程中出现的难点,因此价值量有所提升,后续随着 HUD 渗透率上行,汽车前挡风玻璃平均单价将持续提升。 

传统 HUD 对前挡风玻璃的要求和挑战:核心是消除重影。挡风玻璃由于其本身厚度原因,相当于存在 2 个反射面,实际会呈现两个虚像,如果不在成像过程中进行调试和改进,最终成像会有重影。解决方案主要有两种,①PVB楔形膜:将前风挡玻璃做成楔形,让玻璃的两个反射面形成一定的角度。一般用 PVB 楔形膜,会极大的提升前风挡成本;

②镀膜:利用夹层前档上沉积的透明纳米膜与偏振光组合作用,消弱副像的同时,增强主像,提高主像和副像之间的亮度比值,实现目视无重影,相比楔形 PVB 工艺,开发周期更短,图像尺寸更大。AR-HUD 画面尺寸远大于普通 HUD,双眼视差、画面畸变等问题会进一步凸显,导致 AR-HUD 的光学设计难度显著提升,其对于自由曲面镜曲率、装配公差、挡风玻璃精度都有更高的要求。

新技术:P-HUD有望成为行业热门的发展方向。2023年宝马提出“Panoramic Head Up Display”的概念,PHUD 中的 P(Panoramic)意思是全景显示,P-HUD 相比传统 W/AR-HUD 基本上覆盖了汽车整片前挡风玻璃的下部 (穿主副驾),底部黑色区域能够显示车机行驶情况、路线、天气、多媒体等信息,搭载 P-HUD 的前挡风玻璃可以用作三个投影区域的显示器。

优势:1、这种底部“涂黑”的设计能降低了光学反射带来的误差;2、提高显示的清晰度和稳定性;3、可以通过黑边将所有重要信息直接呈现在一个整体的区域,更简洁、更有现代感。搭载趋势:P-HUD 目前已经成为行业积极研发的方向,或将在搭载于 2025 年宝马新世代车型,以及小米 YU7 等车型上。 

HUD 2024 年 11 月累计销量渗透率已达到 15.3%。HUD 显示系统,原是军用战斗机上的显示系统,80 年代初期 HUD 被引入汽车行业,最初是出现在概念级的轿车上作为噱头;2000 年后豪华品牌配备 HUD 的车型开始增多,但显示效果局限且成本较高,大众认知度较低,随着近年 AR-HUD 增强现实抬头显示技术突破,让 HUD 的使用场景有了更多可能,同时成本开始下行,带动行业 HUD 整体渗透率开始上行。从 2020 年总销量渗透率为 4%,到2024 年 11 月累计销量渗透率达到 15.3%。

随成本下行、技术迭代以及标杆车型带动,HUD 渗透率未来提升空间较大,有望带动前挡风玻璃均价提升。目前制约 HUD 增长的主要有两方面因素:1、占多数的 W-HUD 显示效果一般,对用户体验提升有限;2、效果较好的 AR-HUD 成本仍然较高。技术&体验端:随着汽车智能化以及 AR-HUD 技术发展,HUD 作为信息显示的载体,能实现更加智能的人机交互,其对于消费者体验提升的优势将愈发明显。

我们判断未来前挡风玻璃成为视觉信息交互的载体会成为主流。成本端:目前较为高端的 AR-HUD 成本仍然较高,约为 2000~3000 元,主要原因为产业链尚未成熟、定制化开发以及规模较小,硬件方面与普通的 W-HUD 并无较大差异,未来有望降至千元左右,渗透率有望加速提升。 

2.2、全新人机交互体验:智能显示和天线玻璃 

(一)智能网联车路协同背景下,汽车玻璃有望成为集成天线的最佳介质。当下主机厂更加重视在车路协同、车机互联情形下的天线功能应用,车载天线不仅数量越来越多(V2X、5G、ECT、GNSS 等功能),且已进入智能天线时代。随着电动智能化发展,车身玻璃所占面积越来越大导致天线可布局空间压缩,未来在玻璃上集成更多天线逐渐成为趋势。 

例如福耀集团玻璃天线产品研发进展: 

RFID&ETC 集成:2020 年 10 月,福耀在第三届数字中国建设峰会上首次公布汽车前挡玻璃“前装 RFID 解决方案”和“前装 ETC 解决方案”。前装 RFID 的汽车前挡玻璃产品未来可作为“智能网联汽车的数字电子车牌身份证”;前装ETC 除了在高速或桥梁收费站应用,其功能还可扩展至停车、加油等出行服务。

5G 天线集成:传统车载天线要达到 5G 传输标准,要将传统鱼鳍天线增多20 倍,显然不现实。2023 年 7 月由福耀玻璃研发,全国首款集成 5G 天线天窗玻璃的赛力斯问界 M5-2023 车型开始量产。2024 年 4 月福耀新一代 5G天线玻璃进入最后测试阶段,预计最终研发出的 5G 天线玻璃,最高能达到800Mbps 的网速。

汽车玻璃作为介质集成天线的优势包括几个方面: 

构造:覆盖面积大,约占整车表面积的 40%;车窗、挡风玻璃、天幕等位置构成立体 270 度有效交互区;

化学属性:玻璃为硅酸盐作为基材,材料具备较好的绝缘性和稳定性;

物理属性:玻璃介电常数较高,有利于天线小型化;同时其透明特性,是光、电通信的良好载体,也是视觉、图像等传感的绝佳通道。

汽车玻璃天线开发难点:玻璃天线相关技术专利申请数量较多的依次是稳定性及降噪相关技术、小型化相关技术、提高接收灵敏度相关技术、导波相关技术。

因此汽车玻璃供应商需要具备①玻璃天线全车身定制化、系统化开发能力;②透明材料和天线性能研究能力;③玻璃性能研究。为实现天线玻璃一体化设计,福耀玻璃组建专门团队攻坚克难,并拥有亚洲最大的汽车玻璃天线 3D 暗室,可以更大程度上屏蔽环境中电磁波干扰,使得汽车天线设计和测试更加精确和高效。 

(二)汽车车窗透明显示有望成为智能座舱拓展的下一个核心场景。汽车玻璃透明显示主要有两种技术路线:1、从全景天窗的智能调光拓展而来,将用于调光的EC 柔性固态薄膜替换成液晶 LCD 或 OLED,就可以实现车窗显示,属于主动发光显示,目前在地铁和高铁上应用较多;

2、通过激光投影技术实现,例如宝马BMW i 数字情感交互概念车采用了超小、高亮度的 DLP 光机,在侧车窗表面进行投影显示,并可实现显示设备和显示画面分离,属于反射成像显示。 

福耀玻璃车窗透明显示发展路径:从智能调光玻璃发展到投影显示。福耀玻璃看准了汽车玻璃具备控制玻璃透明与否的隐私保护功能,并且由于液晶膜夹层的特性,调光玻璃还可以作为投影屏幕使用,替代普通幕布,在玻璃上呈现高清画面图像,具备广阔的应用前景。福耀玻璃从研制调光玻璃开始,现已推出了调光玻璃、智能显示玻璃、抬头显示玻璃等多种智能型汽车玻璃技术产品。 

2.3、智能驾驶支持:激光雷达安装、ADAS 玻璃校准、集成大支架 

随着智能驾驶发展,以激光雷达、摄像头等为主的各类传感器数量增加,它们的位置布局根据车型不同也存在较大的定制化特征,同时对汽车玻璃提出了新的要求,主要集中在两方面:1、玻璃本身材料特性和构造;2、玻璃与传感器装车的整体布局设计和集成能力。 

(一)激光雷达安装于汽车挡风玻璃后成为趋势,制造和维修成本双重降低,但对玻璃性能和构造要求提升。目前激光雷达安装位置主要为两类,一是车顶安装,二是前保险杠位置安装。前者偏离流线型审美趋势,影响整车风阻系数,并且容易受环境影响;后者除了容易受行车状况影响(碰撞、剐蹭、飞石等),同时由于安装位置过低,探测角度受限。

例如福耀玻璃推出了将激光雷达放置于前挡风玻璃内侧的全新方案,并在 2023 年 4 月禾赛科技推出其新产品超薄远距激光雷达—ET25,能够集成在挡风玻璃后侧,并宣布与福耀玻璃达成战略合作。激光雷达集成在挡风玻璃后侧的好处主要为:激光雷达装置可以取消雷达罩,无需频繁清洁,也省去了除霜除雾方案,同时免受碎石等冲击,实现制造成本和维修成本的双重降低。激光雷达集成在挡风玻璃后侧带来的挑战: 

(二)ADAS玻璃校准系统将在前期研发和后市场维修环节进一步凸显龙头能力。以激光雷达和摄像头为核心传感器的 ADAS 系统与汽车玻璃集成后(或仅仅外挂在玻璃上),1、要求通过汽车玻璃的信号不能被显著削弱,因此对汽车玻璃的材料和构造提出新的要求,以及在更换时也需要替换原厂产品;2、集成/外挂在玻璃上感应器因为玻璃更换,也都会被拆掉重装,需要同步对这些传感器及 ADAS系统进行基准校正,否则可能出现测不准的情况,会对驾驶安全造成很大影响。

2023 年 L2 等级的 ADAS 渗透率,同比+9.4pct,随着渗透率进一步提升以及迭代升级,汽车玻璃集成 ADAS 系统的校准要求和需求也将提升,将对汽车玻璃供应商在前期研发和后市场维修环节的能力提出更高的要求,福耀玻璃作为龙头优势明显。 

前期研发层面:不同车企对 ADAS 的设计不一样,甚至相同厂家不同车型设计也不同。因而具备向高档汽车大批量供应经验的厂家,在生产出符合汽车厂商对 ADAS 功能前挡玻璃技术要求的产品方面更有优势。同时,能够在相关核心部件的研发前期,就跟细分领域龙头达成合作,产品具有先发优势。

后市场维修层面:满足 ADAS 校准的玻璃更换正规设施至少需要 25 平方米布置妥当的房间,以及需要投资约 30 万人民币的设备。由于集成 ADAS 系统的玻璃校准具有较高的定制化特征,前期需要大量投入。另一方面,校准是在专业人员人工操作下进行,需要核对一系列智能驾驶系统相关的检测项目,对人力资源也有较高的需求。

(三)集成大支架:ADAS 多传感器融合趋势对支架的集成设计,安装设计提出更高的要求。汽车玻璃中的前后挡玻璃目前是主要的智能驾驶传感器的载体,传感器通过安装在粘于玻璃上的功能支架上实现固定与工作。汽车玻璃可单独为每个传感器设计相对应的安装支架;也可为多个传感器设计一个复合型支架装配多个传感器。随着挡风玻璃上的传感器数量增多,各传感器支架间的相对位置也十分重要。

福耀玻璃的 ADAS 相机支架能够使相机稳定的固定于前挡风玻璃上,防止在行驶过程中相机振动导致 ADAS 功能失效,其安装位置有限,且要求的精度较高,需要进行系统集成设计以及安装工艺的开发。

其他支架还包括雨感器支架、温湿度感应器支架、外盖支架、刹车灯支架等,可以安装集结在后视镜区域, 通常需要一个外盖将该区域进行美化遮盖,并将该外盖与其它传感器支架的周边结构进行卡接固定。 

03

电动智能化新阶段,汽玻ASP 提升潜力巨大 

前阶段汽玻升级主要聚焦在“光”领域,下阶段智能网联催生玻璃通信功能叠加,汽玻有望在“电”的领域升级,ASP 天花板被打开,ASP 提升有望延续。 

(1)前阶段电动化带动的天幕趋势,伴随消费升级需求,仍将持续:2020 年到2022 年,福耀玻璃单平米汽车玻璃均价三年复合增速达到 7.6%,主要受益于天幕玻璃在特斯拉带动下行业渗透率快速提升,同时单车配套玻璃面积也明显提升。福耀高附加值产品占比从 2020 年 34.9%提升到 2023 年占比达到 53.9%。

目前天幕在电动车型占比已经较高,后续天幕量价提升趋势仍将持续,一方面是天幕在电动智能化内卷的市场背景下,属于性价比和消费感知较高的产品,对于车企来讲配置动力较强;另一方面伴随消费升级趋势,天幕价值量提升趋势明显(隔热镀膜、调光、光伏、氛围灯等功能叠加)。 

(2)汽玻体验型消费特征凸显,下阶段智能化趋势支撑汽玻单车配套价值量提升,想象空间巨大。新车周期缩短,硬件不断加码,汽车玻璃升级有望充分受益于主机厂竞争趋势,智能网联化从智能座舱域和智能驾驶域拓展到车身表面,而汽车玻璃是重要的人机交互载体,消费者对其智能化感知较强,其无机材质的特性对信号传输的阻隔较弱,以及具备能成像等优点,玻璃上可以叠加更多功能,汽车玻璃将进入声,光,电,信号,显示等全方位升级新阶段。

后续伴随福耀玻璃智能网联化新产品 (HUD、ADAS 前挡风玻璃、透明显示玻璃以及集成天线等功能叠加)逐步应用放量,较高配置车型的单车价值量相对于普通车型有望成倍提升。

 

福耀玻璃远期 ASP 有望达到 2020 年的 2 倍,未来几年 ASP 复合增速预计将保持在 6.8%左右。测算逻辑是,按照目前汽车玻璃主流的几个新功能拆分(HUD、全景天窗、夹层门窗以及玻璃天线等),主要分布在汽车玻璃的天窗、挡风玻璃以及侧窗为主,每个位置假设叠加 2-3 个功能,远期渗透率假设在 40%~50%左右,对应单车汽车玻璃配套价值量有望达到 1600 元以上,相当于 2020 年 700~800元单车价值量的两倍,2025-2030 年复合增速大约为 6.8%。

假设一台高端车型同时搭载了以上所述的几项功能(技术成熟,在乘用车领域已量产),平均单车价值量能达到 3000 元以上,如果再叠加尚未量产的创新产品,ASP 提升空间巨大。 

注:这里 ASP 指单车配套价值量而非单平方米价值量。 (参考来源:兴业证券

来源:本文转载于智行家

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