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智能汽车行业:开源证券-智能汽车行业:座舱智能化引发交互革命,AR~HUD乘风而来-211018

研报作者:任浪 来自:开源证券 时间:2021-10-18 15:17:05
  • 股票名称
    智能汽车行业
  • 股票代码
  • 研报类型
    (PDF)
  • 发布者
    bo***dj
  • 研报出处
    开源证券
  • 研报页数
    33 页
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研究报告内容

座舱智能化引发交互革命,AR-HUD乘风而来 姓名任浪(分析师) 证书编号:S0790519100001 邮箱:renlang@kysec.cn 2021年10月18日 投资摘要 ◆开辟人车交互新窗口,AR-HUD乘风而来 随着座舱内语音识别、人脸手势识别等技术亦快速发展,以及AR-HUD技术和功能的升级,有望逐步替代中控及仪表,成为人车交互的新窗口。

在新的 人车交互方式下,AR-HUD有望成为汽车新的流量入口,重塑智能座舱硬件生态。

成本下降、技术升级的背景下,整车厂纷纷加码,AR-HUD正迎来快 速量产上车。

◆ AR-HUD具备三种技术方案,全息光波导为下阶段技术突破点 DLP方案以DMD芯片(德州仪器专利)为核心,是目前AR-HUD的主流技术方案。

同时,DLP方案凭借扩散膜结构在温度控制领域存在显著优势,可有 效解决阳光倒灌问题。

LCoS为AR-HUD的小众技术方案,其在光利用率、成像画面自然柔和度等方面均表现优异,同时可避免DLP方案中德州仪器对 DMD芯片的专利问题,实现技术自主可控。

展望未来,AR-HUD产业共认的下阶段技术突破点在于全息光波导技术,该技术核心在于以面积换体积,从 而大幅缩减AR-HUD体积,加快其前装量产上车速度。

目前,已有华阳集团、大陆等头部厂商积极开展该项技术的预研工作。

◆国内HUD市场有望迎翻倍式增长,国产厂商在AR-HUD时代将大有可为 随着以DLP和LCoS技术为主的AR-HUD逐步量产上车,海内外HUD供应商也正因为技术路线的换代而逐渐缩小差距。

目前,国内以华阳集团、华为、江 苏泽璟电子等头部厂商已纷纷实现AR-HUD项目定点。

根据我们测算,预计2025年国内HUD市场空间可达到290亿,2020-2025年行业复合增长率高达 92.1%。

◆受益标的:华阳集团、福耀玻璃、舜宇光学科技 ◆风险提示:智能汽车推进不及预期,HUD技术推进不及预期等。

1 DLP为AR-HUD主流方案,全息光波导为当前技术突破点2 3 目录 CONTENTS 开辟人车交互新窗口,AR-HUD乘风而来 AR-HUD放量在即,国内厂商将大有可为 4受益标的:华阳集团、福耀玻璃、舜宇光学科技 5风险提示 1.1 HUD为解决盲驾隐患而生,智能化趋势下AR-HUD将为最终形态 图1:以前置树脂板作为投影介质的C-HUD 资料来源:汽车之家资料来源:汽车之家 图2:以前挡风玻璃作为投影介质的W-HUD图3:技术不断升级背景下,HUD开启量产上车之路 数据来源:佐思汽研、开源证券研究所 盲驾安全问题催生HUD应用需求,座舱电子及HUD显示单元技术不断升级背景下,HUD已开始量产上车。

当前行业内HUD的配置率已量产上车的HUD解决方案主要为C-HUD和W-HUD。

根据佐思车研数据统计,2020年1-11月HUD装配量(以W-HUD为主)达到52.2万台,较2019年同比增加87.7%;其中,40-50万区间高档车型HUD 装机量同比大幅增长近23倍。

1.1 HUD为解决盲驾隐患而生,智能化趋势下AR-HUD将为最终形态 在汽车智能化背景下,传统HUD解决方案无法满足智能座舱与ADAS功能的展 示需求,具备沉浸式体验的AR-HUD将成为最终解决方案。

C-HUD和W-HUD 虽一定程度上解决了驾驶员在驾驶过程中需低头查看车辆信息而导致的盲驾安 全隐患,但其本质仍是中控和仪表信息的简单迁移,并且由于投影尺寸有限, 因而无法承载智能汽车中智能座舱和ADAS相关信息的展示需求。

充分信息展示+沉浸式体验,AR-HUD将为最终形态。

AR-HUD通过结合虚拟现 实技术,以自然的距离将相关信息叠加至实物之上,整体成像尺寸更大、质量 更高,不仅可以充分融合智能座舱及ADAS相关功能,同时亦可为驾驶员带来 沉浸式的体验,有望成为未来车载HUD的最终形态。

表1:C-HUD逐渐被淘汰,W-HUD是当前技术节点过渡产品,AR-HUD是未来趋势 资料来源:松下集团官网 C-HUDW-HUDAR-HUD 效果 原理 算法软件处理后,经由投影仪投 射至前置树脂镜片 算法软件处理后,由投影仪投 射至经PUV处理的前挡风玻璃 使用增强投影面,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 出现/升级原因 解决低头次数多等安全问题解决发生碰撞二次伤害问题 解决使用体验不佳、可融合信息量 较少问题 显示区域前置树脂玻璃前挡风玻璃前挡风玻璃 成像距离1.7m~1.9m 2.1m~2.5m 2.6m~8m 成像大小6寸~8寸7寸~12寸9寸~75寸 分辨率480*240800*480480*240/800*480 光机方案大多基于TFT-LCD投影技术大多基于DLP投影技术 DLP仍是主流,LCoS有望实现自主 特点 (1)方便:不用对玻璃进行改 造; (2)实用性低:成像区域小、显 示内容有限,仅有车道显示、车 速、简单导航信息; (3)安全性低:镜片与玻璃有色 差,影响安全驾驶;装置在仪表 上方,碰撞时可能产生二次伤害。

(1)实用性较高:投影范围相 对较大,投影内容增多,可显 示车况、车速、部分ADAS信 息; (2)科技感一般:2D显示, 与智能汽车科技感追求不符; (3)技术要求颇高:要根据挡 风玻璃尺寸和曲率去适配高精 度非球面反射镜。

(1)实用性高:投影范围大。

可以 显示和标注远处信息,实现3D增 强现实,可投影信息量大、质量高; (2)实时性:通过AR将实景和车 载功能完全融合,实现实时导航、 实时报警,更加安全; (3)成本高,技术难关多。

图4:将车况、ADAS等多重信息叠加在实物上实时显示的AR-HUD 资料来源:盖世汽车研究院、开源证券研究所 1.2座舱智能化引发交互革命,AR-HUD将为人车交互新窗口 汽车正从以往单纯的“以车为中心”的出行工具转变成“以人为中心”的“移动第三空间”,未来将成为继智能手机之后又一全新移动终端。

随着语音识别、人脸识别等技术的快速发展,人车交互的方式也将在此进程中不断升级。

传统的人车交互方式为驾驶员通过点击或滑动中控和仪表屏 幕来输入生理信号,而随着座舱内智能化功能的快速发展,通过声音、手势等方式进行情感式人车交互将成为新趋势。

在此背景下,以前风挡为显示 界面的AR-HUD则有望凭借更大的显示尺寸以及更优的沉浸式体验逐步替代中控及仪表,成为人车交互的新窗口。

在新的人车交互方式下,AR-HUD有望成为汽车新的流量入口,重塑智能座舱硬件生态。

成本下降、技术升级的背景下,整车厂纷纷加码,AR-HUD 正迎来快速量产上车。

图5:汽车智能化背景下,AR-HUD有望成为人车交互新窗口 资料来源:松下集团官网 1.3新老造车势力抢滩布局智能汽车,AR-HUD放量在即 新老造车势力抢滩布局智能汽车。

近年来,在特斯拉的引领之下,全球汽车产业正迈向智能化升级之路。

国内视角来看,不仅有蔚来、理想、小鹏等 造车新势力相继发布多款高端智能化车型,亦有传统车企亦纷纷推出高端智能车品牌,如上汽智己、北汽极狐、东风岚图、吉利极氪等。

不过,智能 汽车行业当前仍处于发展初期,智能化产品整体成本较高,因而智能汽车的品牌往往定位于高端领域,平均售价均在30万以上。

因此,面对较高的智 能汽车定价,能否让消费者直观的感受到其科技感与未来感,并为新科技而买单,将显得格外重要。

AR-HUD有望凭借直观的科技感率先上车。

AR-HUD即兼具科技感与实用性,将导航、ADAS等信息精确地结合在实时交通路况中,将胎压、速度、 转速等信息投射到前挡风玻璃上,并且可以结合眼球追踪,实时感知瞳孔和凝视位置,为驾驶员提供更精确的信息定位。

表2:已有奔驰S级、大众ID.4、长城摩卡等车型配置AR-HUD 资料来源:佐思汽车研究、开源证券研究所 品牌车型配置比例具体车型经销商报价 奔驰S级 低配选配,高端标配 2021款奔驰S级S 400 L商务型 (选配12800元) 89.08万 2021款奔驰S级S 400 L豪华型104.98万 2021款奔驰S级S 450 L 114.98万 2021款奔驰S级S 450 L 4MATIC 124.98万 2021款奔驰S级S 500 L 4MATIC 180.98万 一汽大众 ID.4 CROZZ 高端车型配置 2021款ID.4 CROZZ曜夜首发两驱版24.29万 2021款ID.4 CROZZ高性能PRIME四驱版 27.99万 ID.4 X高端车型配置 2021款ID.4 X劲能四驱抢鲜版26.89万 2021款ID.4 XPrime劲能四驱版27.29万 奥迪Q4 e-tron 斯柯达明锐Pro 主推车型尊贵版配置 2021款明锐PROTSI280 DSG旗舰版15.79万 长城 WEY 摩卡 中高端车型配置, 最低配车型搭载的 普通的W-HUD抬 头显示 2021款摩卡2.0T两驱特浓版 预售价17.98-22.08万 2021款摩卡2.0T四驱特浓版 2021款摩卡2.0T两驱特醇版 2021款摩卡2.0T四驱特醇版 玛奇朵计划配置 一汽红旗 EHS9顶配车型配置2020款红旗E-HS9旗·领四座版72.98万 图6:AR-HUD科技感十足,将ADAS功能与AR完美结合 资料来源:车萝卜、开源证券研究所 1 DLP为AR-HUD主流方案,全息光波导为当前技术突破点2 3 目录 CONTENTS 开辟人车交互新窗口,AR-HUD乘风而来 AR-HUD放量在即,国内厂商将大有可为 4受益标的:华阳集团、福耀玻璃、舜宇光学科技 5风险提示 2.1 AR-HUD原理:三次光学反射,FOV和VID为重要影响参数 AR-HUD的呈像原理为三次光学反射:首先,由图像生成单元(Picture Generation Unit,PGU)产生亮度以及图像,并投射在折叠镜(平面或非球面) 上做第一次反射。

其次,图像在折叠镜反射以后再在可旋转镜(AR-HUD增强面)上进行放大,并经过杂光阱射出。

最后,射出的图像在挡风玻璃上 进行第三次反射至驾驶员眼中,虚像则呈现在驾驶员前方两米甚至更远的地方。

分拆结构来看,AR-HUD的核心构件包括图像生成单元(PGU)、光学零件以及上盖三部分。

(1)图像生成单元:包含LED光源、显示屏组合(光 机)等,是AR-HUD中具有决定性作用的元器件,直接决定产品的参数、显示效果和成本。

(2)光学零件:包含折叠镜(平面或非球面)、可旋转 镜(非球面,AR-HUD增强面)等,其中折叠面镜(第一次反射)和增强面(第二次反射)等单元之间的光路设计方案直接决定HUD体积的大小,这 也是AR-HUD的技术难点之一。

(3)上盖:主要包含杂光阱和炫光阱。

由于HUD一般置于仪表前方,用于美化HUD设计的同时反射部分太阳光,防 止阳光倒灌而造成光机温度过高。

图7:AR-HUD原理为三次光学反射图8:AR-HUD核心组件包括PGU、光学零件及上盖 资料来源:大陆集团官网资料来源:大陆集团官网 2.1 AR-HUD原理:三次光学反射,FOV和VID为重要影响参数 FOV和VID是影响AR-HUD视场的重要参数。

FOV(Field of view,视场角)是以驾驶员眼睛为中心到虚像的水平和垂直边缘所呈的角度;VID (Virtual image distance,虚拟映像距离)则是指人像到虚像的水平距离。

FOV和VID对HUD感知体验亦存在较大影响: 影响视场大小,FOV通过影响水平角度覆盖更大的车道范围,通过影响垂直角度覆盖更远的距离; 缓解视觉疲劳,VID越大,虚像距离越长,可以大大减少眼睛疲劳; 贴合重影问题,增大VID可以不依赖楔形角的设计在视觉上消除重影。

根据德州仪器仿真测算,当VID大于6m时,真实环境与图像可以较好的贴合, 当VID增至13m时,肉眼便无法再感知到重影,挡风玻璃不需要楔形膜,可以降低成本。

图9:FOV&VID对HUD感知体验影响显著图10:FOV&VID与HUD性能正相关,AR-HUD最佳 资料来源:德州仪器官网资料来源:德州仪器官网 2.2 AR-HUD技术:主流为DLP,华为入局LCoS旨在实现自主 HUD根据其中光机投影技术路线的不同,可分成TFT-LCD、DLP、LCoS等三种方案: TFT-LCD技术成熟且成本较低,在W-HUD中广泛应用; DLP性能优秀且可以防止阳光倒灌,被认为是AR-HUD的首选方案; LCoS则可摆脱DLP受德州仪器(TI)知识产权垄断而无法实现定制化的局限,在华为入局后倍受关注。

TFT-LCDLCoSDLP 原理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 基于反射式的微型矩阵液晶显示技 术,光源发出的光从微型器件中反 射出来,并最终通过透镜进行投射 基于数字微镜单元(DMD)的投影 技术,DMD就相当于一个数字光开关 采用厂商主流W-HUD方案华为、一数科技等,用于AR-HUD主流AR-HUD方案,华阳、大陆、 泽景电子、未来黑科技等 温控较差,不能扩散,温升快,峰值 负载是DLP的三倍,温升速度 是DLP的6倍 华为基于LCoS的AR-HUD可以避 免阳光倒灌,且在强光下仍可工作 较好,DLP有扩散片,将阳光扩散后 温升较慢 分辨率一般高高 亮度低高高 对比度一般一般高 成本低廉高较高 成熟度高低一般 表3:三种主流投影技术方案对比:TFT-LCD成熟、LCoS性能优秀、DLP适用复杂场景 资料来源:雷锋网、开源证券研究所 2.2 TFT-LCD:技术成熟、成本可控,但耐温性、亮度及清晰度有限 薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD):是一个电信号控制的光开关装 置,由LED背光源(背光模组+灯管)、TFT基板(薄膜晶体管+储存电 容+ITO电极)、液晶、彩色滤光器基板、偏光板等组成。

原理:LED背光源发光后,TFT基板上的薄膜晶体管产生电压,电压高 低可以控制位于两片透明导电铟锡氧化物(ITO)电极之间的液晶排列方 向,而液晶的排列方向与光线的穿透量有关,进而造成画素的亮暗程度 不同,即灰阶。

经过TFT液晶单元后,显示屏上显示的图像开始进行反 射,并最终投射到挡风玻璃上。

优势: 技术成熟 色彩分布可靠 劣势: 亮度输出不够 温升较快 视场有限、清晰度有限 图11:TFT技术本质是一个电信号控制的光开关装置 资料来源:群创光电 图12:TFT显示屏上的显示图像通过多次反射最终成像 资料来源:宝马集团官网 2.2 DLP+漫射屏:分辨率高、成像效果逼真,为当前AR-HUD主流成像方案 DLP(Digital Light Processing):是基于数字微镜单元(Digital Micromirror Device,DMD)的投影技术,核心在于其中的DMD芯片。

DMD芯片:是一种可实现空间光调制的光学微机电系统,包含了数百 万个微小的铝制镜片,每一个镜片对应一个像素,镜片的多少决定了 显示分辨率的高低。

原理:LED光源在发出光线后,经DMD芯片反射形成图像,随后图像 再被投影至漫射屏(表面有扩散膜的成像面)并放大后投射至折叠镜。

TI专利:由于DLP投影技术高度依赖DMD芯片,而该技术由德州仪器 发明并掌握专利,因此HUD厂商只能通过采购德州仪器芯片或直接购 买其模组使用。

DLP的温控优势:DLP方案在温度控制领域存在显著优势,可有效解 决阳光倒灌问题、提升投影清晰度,因为其PGU成像面表面是具有扩 散膜的漫射屏(相当于一个扩散器),所以当阳光倒灌后,能量大都 被漫射掉,整体温升速度较慢。

成本较高:由于DLP投影的是整个平面,为了提升成像效果,需要针 对不同的挡风玻璃订制高精度的反射非球面镜,这也直接导致DLP方 案整体成本较高。

图13:DLPHUD原理:PGU将图像投影在漫射屏上 资料来源:德州仪器官网、开源证券研究所 图14:TFT显示屏上的显示图像通过多次反射最终成像 资料来源:德州仪器官网 2.2 LCoS:华为入局,旨在打造可定制化的高性能光机 图15:LCoS通过液晶层来进行反射 资料来源:微纳电子与智能制造、开源证券研究所 图16:三片式LCoS光机机构 资料来源:电子发烧友 LCoS(Liquid Crystal on Silicon,硅基液晶):可视为LCD的一种, LCoS结构中液晶分子填充于上层玻璃基板和下层金属反光层之间,金 属反光层和顶层ITO公共电极之间的电压共同决定液晶分子的光通性 能并展现出不同的像素灰阶。

原理:当液晶层像素的外加电压为零时,入射光经过液晶层后将不发 生偏振并经过PBS棱镜沿原光路反射回来(图15中为S光)。

此时光线 不进入投影光路,即此时不进行成像。

相反,当液晶像素存在外加电 压时,入射光经过液晶层后将发生偏振,并经过PBS棱镜发射至投影 光路(图15中P光)并在屏幕上显示成像。

三片式LCoS光机 优势:(1)光利用效率高、像素更为平滑、画面更为自然;(2)核 心技术可自主掌控;(3)避免阳光倒灌。

劣势:量产仍较为困难 华为入局:华为在HI发布会上首次发布基于LCoS技术的AR-HUD产品, 该方案迅速进入大众视野,未来随着LCoS技术的不断突破升级,该方 案有望凭借其优秀的性能以及技术可自主掌控的独特优势被HUD厂商 所采纳。

2.3 AR-HUD未来:以面积换体积,全息光波导为下阶段技术突破点 图17:全息光波导技术通过体全息光栅改变光信息传播的方向和能量 资料来源:开源证券研究所 图18:基于光波导的HUD,以面积换体积 资料来源:德州仪器官网 体积过大,难以上车:AR-HUD对视场要求很高,为了实现更广的 FOV,要求第二级非球面反射镜尺寸足够大,这直接导致HUD体积增 大至20升左右,从而一定程度上成为AR-HUD量产上车道路上的阻碍。

全息光波导技术:利用贴附在光波导表面的体全息光栅,打破了全反 射的界面规则,并由此改变光信息传播的方向和能量,进而引导光信 息从波导内部传输到人眼,这样光从光波导片传播出来无需经过三次 反射便可直接输出放大的投影图像,可以节省两级反射镜的空间。

以面积换体积:光波导片部件需求的主要是面积,不是体积,而仪表 板内较薄的面积空间远比体积空间容易满足。

预计2023年量产:目前已有不少头部厂商都展开了该技术的预研工作, 如华阳集团正积极推进光波导、全息膜的预研工作,大陆集团和 DigiLens联合打造的光波导AR-HUD预计最快在2023年左右实现量产。

1 DLP为AR-HUD主流方案,全息光波导为当前技术突破点2 3 目录 CONTENTS 开辟人车交互新窗口,AR-HUD乘风而来 AR-HUD放量在即,国内厂商将大有可为 4受益标的:华阳集团、福耀玻璃、舜宇光学科技 5风险提示 3.1国内HUD市场空间测算:翻倍式增长,2025年有望达到290亿元 表4:全息光波导技术通过体全息光栅改变光信息传播的方向和能量 数据来源:乘联会、佐思汽车研究、新思界产业研究中心、开源证券研究所 乘用车销量:我们预计2025年乘用车销量有望达到2521万辆。

渗透率:我们预计2025年自主品牌HUD装配率将达到52.1%,合资品牌HUD装配率达到40.4%,整体渗透率达到45.6%。

HUD平均单价:我们预计2025年HUD整体平均单价有望受益于AR-HUD的放量,达到2525元(假设2025年C-HUD/W-HUD/AR-HUD占比分别为 1%/60%/39%)。

市场空间:我们预计2025年国内HUD市场空间可达到290亿元,2020年-2025年复合增长率高达92.1%。

201920202021E 2022E 2023E 2024E 2025E 乘用车销量(万) 2,070 1,929 2,074 2,177 2,286 2,401 2,521 自主品牌销量(万) 784 688 747 827 914 1,008 1,109 合资品牌销量(万) 1,286 1,241 1,327 1,350 1,372 1,392 1,412 自主品牌装配率0.4% 1.7% 3.9% 8.7% 15.8% 28.7% 52.1% 合资品牌装配率2.1% 3.6% 5.7% 9.2% 15.1% 24.7% 40.4% 整体渗透率1.5% 2.9% 5.0% 9.0% 15.4% 26.4% 45.6% 国内HUD装机量(万) 30 57 104 197 352 633 1,149 C-HUDASP(RMB) 300 250 225 214 203 193 183 占比80% 20% 15% 10% 5% 2% 1% W-HUDASP(RMB) 2,000 2,000 1,800 1,710 1,625 1,543 1,466 占比20% 75% 80% 75% 70% 65% 60% AR-HUDASP(RMB) 10,000 8,000 6,800 5,780 5,202 4,682 4,214 占比0% 5% 5% 15% 25% 33% 39% HUDASP(RMB ) 640 1,950 1,814 2,171 2,448 2,552 2,525 国内HUD市场空间(亿元) 2 11 19 43 86 162 290 3.2 HUD产业链:上游多被国外垄断,关注中游国产HUD集成厂商 HUD产业链包括上游零部件供应商,中游HUD集成厂商以及下游的整机厂和后市场。

上游零部件中PGU是核心,尤其是光机还未完全摆脱对国外的依赖;中游HUD集成厂商中,外资厂商目前占据市场大部分份额,国内厂商正逐渐崛起;下游是面向 前装的整机厂以及部分汽车后市场。

整体来看,HUD行业整体正刚刚兴起,产业链上游的高端光学零部件大多被国外厂商所垄断,国内零部件厂商短期内难以突围;但在中游的集成领域国内厂商正逐 渐崛起,未来有望充分受益于海内外汽车智能化升级浪潮。

代表企业 上游 PGU 光机 TFT-LCD显示屏 索尼、爱普生、京东方、天马微电子、友达光电、奇美电、夏普、日立、三 星等 DLP德州仪器、水晶光电等 LCOS索尼、JVC、惠新辰、华为、水晶光电、一数科技等 光源欧司朗、STANLEY、日本日亚化学、腾景科技等 光学零件 挡风玻璃福耀玻璃、日本板硝子、法国圣戈班、日本旭硝子、康宁等 光学 镜面 自由曲面舜宇光学、Jenoptik、富兰光学、水晶光电等 光波导舜宇光学、三极光电、歌尔股份、汇能光电、华为、幻界科技等 光学镀膜长信科技、歌尔股份、利达光电、腾景科技、TPK、舜宇光学、华为等 匀光片舜宇光学、炬光科技、驭光光电、贝迪中国、科思创等 光扩散膜康得新、BVT、SKC、科思创、SMK、龙腾光电、松下等 高性能塑料万华化学、LG、科思创、金发科技等 楔形膜伊士曼、积水化学、华阳多媒体、怡利电子等 中游 HUD 厂商 国产厂商 华阳集团、华为、百度、江苏泽景、未来黑科技、京龙睿信、点石创新、水 晶光电、衍视科技、僵程科技、锐思华创、一数科技等 外资厂商日本精机、大陆集团、日本电装、台湾怡利、伟世通、Pioneer等 下游 整机 厂商 自主品牌长城汽车、长安、红旗、吉利汽车、领克、几何汽车、奔腾、东风启辰等 合资品牌丰田、别克、本田、马自达、宝马、凯迪拉克、日产、雪佛兰、奔驰等 资料来源:高工智能汽车研究院、佐思汽车研究、艾邦汽车、开源证券研究所 表5:HUD产业链全梳理 3.3 HUD市场格局:W-HUD外资垄断,AR-HUD开启国内厂商新天地 根据高工汽车研究院数据显示,在国内HUD市场中,汽车电子巨头日本精机、大陆集团和日本电装仍占据2020年上险搭载量前三位,合计市场份额 超过80%(以TFT技术路线的W-HUD为主)。

而随着以DLP和LCoS技术为主的AR-HUD逐步量产上车,海内外HUD供应商也正因为技术路线换代 而逐渐缩小差距。

外资厂商: 日本精机:公司占据全球HUD市场最大份额,在光学设计和生产技术方面,从设计到制造的集成生产系统,客户响应/支持能力以及全球部署的制造 基地方面都颇有优势。

主要客户为宝马、本田、通用、马自达、吉利等主机厂供货,比如宝马5系、7系、X系,奥迪的Q7等。

在AR-HUD领域,日 本精机也已经研发多年,目前公司AR-HUD投影距离可以达到10m,是传统HUD显示距离的3倍以上,图像显示面积也能达到80英寸,将在奔驰GLE 级车型上配置,于2020年开始批量生产。

资料来源:日本精机官网 图20:日本精机HUD产品路径图 3.3 HUD市场格局:W-HUD外资垄断,AR-HUD开启国内厂商新天地 大陆集团:公司于2003年便量产了第一款基于1.8寸TFT的抬头显示器, 用于宝马5系;2013年开发了第一款AR-HUD展示样车;2017年量产了 全球第一款基于DMD技术的W-HUD,用于福特林肯系列;2020年量产 第一款3.1寸的TFT抬头显示器;2020年中旬,由中国团队设计的第一 款W-HUD已经在中国量产;2021年初,公司推出的新款基于TFT技术 的现实增强抬头显示器(AR-HUD),专为中国市场定制,具有低成本 (相较于DLP技术成本可节省30%左右)、小体积(7~8L)等综合优势, 未来将搭载在中低端车型。

日本电装(Denso):自2003年12月便推出了其首款商用HUD,2017年 开发出约24英寸的TFT-LCD液晶HUD,被2018款雷克萨斯LS所采用。

目前,电装正在开发AR-HUD,并且深入结合语音识别及视线识别。

客 户方面,日本电装主供日系车企,其中丰田是其最大的客户(约占2020 销量的43%),其次是现代(21%)、马自达(16%)、沃尔沃、凯迪 拉克以及别克等。

近年来,公司受益于丰田在中国市场车型HUD搭载率 的提升,市占率得到快速提升,但由于过度依赖丰田等日系品牌,使得 电装在其他品牌客户的推进上几无进展。

图21:大陆集团AR-HUD基于TFT技术,成本较低、体积可控 资料来源:大陆集团官网 图22:日本电装W-HUD搭载于2018款雷克萨斯LS 资料来源:日本电装官网 3.3 HUD市场格局:W-HUD外资垄断,AR-HUD开启国内厂商新天地 国产厂商: 华阳多媒体:十年磨一剑,已具备完整的AR-HUD功能实现平台 公司基于多年的机芯技术储备、微投整机技术的光学储备,自2012年 就组建了HUD团队并深耕HUD领域近十年,拥有百余项HUD专利技术, 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 领域,公司凭借汽车电子业务在智能座舱领域的多年耕耘以及在智能 驾驶领域的布局,已自行搭建了完整的AR-HUD功能实现平台,包括 ADAS、仪表、车机、DMS等。

目前,公司主要客户为长城(2020年 出货近10万套),根据我们对汽车之家中相关车型配置的数据统计, 公司W-HUD已搭载于长城第三代哈弗H6、哈弗大狗、长城WEY、东 风启辰等车型上。

展望2021年,公司W-HUD将新增搭载于长城哈弗F7、 初恋、狂欢等车型,而AR-HUD将于2021年第四季度首次搭载于广汽 车型中。

表6:华阳HUD绑定长城,部分配置HUD车型一览 最新(2021.4) 品牌月销量 (辆) 最新 (2021.4)系 列月销量 (辆) 配置HUD 车型数/在 售车型数 配置HUD在售车型经销商报价 长城哈弗55,018 28,0195/30 2021款哈弗H6第三代1.5GDIT自动Max 版 12.49万 2021款哈弗H6第三代1.5GDIT自动 Supreme版 13.09万 2021款哈弗H6第三代2.0T自动两驱Max 版 13.29万 2021款哈弗H6第三代2.0T自动四驱Max 版 14.29万 2021款哈弗H6第三代2.0T自动四驱 Supreme版 15.09万 6,1037/9 2021款哈弗大狗1.5T边牧版13.39万 2021款哈弗大狗1.5T马犬版14.09万 2021款哈弗大狗1.5T边牧-旺财版13.19万 2021款哈弗大狗1.5T马犬-旺财版13.89万 2021款哈弗大狗2.0T中华猎犬版14.59万 2021款哈弗大狗2.0T中华田园犬版15.39万 2021款哈弗大狗2.0T哮天犬版16.29万 5,1261/62021款哈弗初恋1.5T自动大四版11.19万 长城WEY 2,182(WEY VV6、VV5、 VV7、VV7新能 源版) 暂未上市4/6 2021款摩卡2.0T两驱特浓版 预售价17.98- 22.08万 2021款摩卡2.0T四驱特浓版 2021款摩卡2.0T两驱特醇版 2021款摩卡2.0T四驱特醇版 东风启辰5,7071,0621/52020款启辰星260T 48V轻混增压星曜版14.96万 数据来源:汽车之家、开源证券研究所 3.3 HUD市场格局:W-HUD外资垄断,AR-HUD开启国内厂商新天地 华为:高举高打瞄准AR-HUD,LCoS方案表现亮眼 在AR-HUD领域,华为在软件层面先行,其AR地图导航此前以已 经亮相,基于华为河图,实现每平方公里40亿三维信息点,1:1还 原真实世界,并于2020年5月底,覆盖上海内环120平方公里,2020 年底覆盖一线城市100+顶级景区及1000家顶级商圈。

同时,华为自 主研发的鸿蒙操作系统也支持AR/VR,并且其基于AR视觉体验的 华为Cyberverse空间计算平台,具备3D高精地图、全场景空间、强 环境理解、虚实融合渲染等四项核心能力。

此外,华为在AR-HUD 底层的核心系统、软件和数据能力方面亦具有较为深厚的沉淀。

为 实现PGU自主,摆脱德州仪器DMD芯片限制,华为在AR-HUD领 域中采用LCoS成像方案。

并已在2021年HI发布会上重磅发布自己 基于LCoS的AR-HUD产品,体积仅10升,成像距离可以达到7.5m, 成像尺寸达到70寸,可以在普通风挡玻璃上直接投影。

图23:华为直接切入AR-HUD,其LCoS方案性能表现优秀 资料来源:华为HI发布会 3.3 HUD市场格局:W-HUD外资垄断,AR-HUD开启国内厂商新天地 其它初创公司:押注HUD赛道,共同加速HUD量产上车进程 AR-HUD当前尚处于研发冲刺阶段,市场渗透率较低,拥有技术人才和资金资源的初创企业有机会弯道超车。

近年来,国内HUD初创企业如雨后春笋 般涌现,我们认为大都具备两个特点: (1)创始人为光学人才或创始团队具有较为深厚的光学沉淀。

(2)在资本市场上备受青睐,研发资金雄厚。

表7:“HUD新势力”AR-HUD实力一览 资料来源:各公司官网、开源证券研究所 HUD新势力HUD布局AR-HUD进展 华阳多媒体2012年组建HUD团队,拥有百余项专利技术,已推出成熟的C-HUD、W-HUD及AR-HUD产 品及解决方案。

其中W-HUD获得多个国内外车企的量产项目;搭建了完整的AR-HUD功能 实现平台,包括ADAS、仪表、车机、DMS等,相关产品将于2021底开始陆续搭载量产 TFT:推进TFTAR-HUD的解决方案,并搭建了阳光倒灌的模拟测试平台,形成了关键参数的计算数学模型; DLP:积极推进DLP技术的量产化落地,包括DLP远近场方案的设计,以及全息膜、光波导的预研 华为华为智能座舱技术总监正式在今年7月出任AR-HUD产品总监;华为直接切入基于LCoS技术 的AR-HUD;软件先行:1)华为在AR地图导航领域以及正式官宣;2)华为自主研发的鸿 蒙操作系统也支持AR/VR;3)基于AR视觉体验的华为Cyberverse空间计算平台,具备3D高 精地图、全场景空间、强环境理解、虚实融合渲染四项核心能力 在2021 HI发布会上首次发布基于LCoS技术的AR-HUD产品,该产品将应用在红旗EHS9上,产品清晰度可达 到2K、亮度可达到12000nits以上,且无需更换挡风玻璃 泽景电子2013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;2014年 推出完全自主产权的风挡式HUD样机,并在大众工程车上完成功能验证;已构建W-HUD、 AR-HUD等产品矩阵 AR-HUD的研发进展已经进入关键时刻,预计2022年量产,并开始逐步搭载车型量产上市; 公司AR-HUD产品已获得某主流车企的项目定点 未来黑科技公司产品覆盖WHUD、光场AR-HUD和全景显示器,为行业客户提供从概念验证到量产等 各阶段的项目解决方案 公司已与宝马、上汽、奇点等整车厂展开合作,其最新研发的全景混合现实显示器在CES2020(国际消费类 电子产品展览会)上荣获“2020 CESInnovation Awards”; 与宝马合作开发光场AR-HUD实车展示项目 京龙睿信从C-HUD、W-HUD、AR-HUD、裸眼3DHUD到完整的视觉科技产品路线,具有软硬件、 算法、结构和光学的完整的技术,出色的产品化能力 主创团队来自清华大学,是具有高效创新精神的工程师文化创业团队,秉承清华的精神,所研发的二代AR- HUD符合前装标准,是可量产的、具有竞争力的产品 水晶光电公司产品覆盖基于DLP技术的PGU、基于TFT技术的W-HUD以及AR-HUD等;公司AR-HUD 已有几家车企在应用,以及多家在规划中,目前公司和多家整车厂商在业务洽谈中 公司AR-HUD产品为红旗E-HS9小批量供货中,该产品系统投影距离7.5m,全彩可视距离覆盖30m,投影画 面达到44英寸 衍视科技专注于AR-HUD前装开发的国内初创型企业,已经为汽车厂商开发配套前装基于DLP技术 的AR-HUD 公司实现AR-HUD产品车规级开发,通过耐温、抗震等车规测试,虚像成像距离达7.5米,在18米处成像覆 盖全车道,覆盖宽度3.3米,产品能够与更多ADAS功能集成,支持多样化ADAS驾驶辅助和视觉导航等应用 场景 疆程科技专注于AR-HUD前装开发的国内初创型企业公司AR-HUD在测试中的虚像距离可达8米远,实际感受是贴合了20米远的1个车道,并且在60米远的3个车 道都在HUD覆盖的范围 1 DLP为AR-HUD主流方案,全息光波导为当前技术突破点2 3 目录 CONTENTS 开辟人车交互新窗口,AR-HUD乘风而来 AR-HUD放量在即,国内厂商将大有可为 4受益标的:华阳集团、福耀玻璃、舜宇光学科技 5风险提示 4.1华阳集团:国内HUD领跑者,携手华为打开成长空间 HUD、无线充电等产品深度绑定大客户,座舱电子进入收获期。

公司凭借W-HUD的先发优势已量产供货长城、东风日产启辰星等多款车型, 并获得长城F7改款及WEY系列W-HUD等项目定点。

在稳固W-HUD产品的同时,公司深度聚焦高单价的TFT及DLP类AR-HUD产品。

在DLP AR-HUD领域,公司拥有图像坐标转换、实景融合等自主算法;在TFT- AR-HUD领域,公司搭建了各类参数模型的计算平台进行模拟测试。

目前公司已获广汽AR-HUD项目定点,预计AR-HUD产品在2021年底将陆续量产上车。

此外,公司的车载无线充电产品散热良好、安全性强、 充电功率高,已率先完成OPPO手机快充协议的适配,将通过长城、现代、长安等客户的项目向全球供应。

长城作为公司第一大客户,与公司 在座舱电子中深度绑定,公司W-HUD、无线充电产品已在哈弗H6、哈弗大狗等多款车上搭载。

随着哈弗车型的热卖,公司有望持续受益。

携手华为前瞻布局ADAS,“煜眼”技术迎来规模化量产。

公司将多年在数字多媒体领域的自主技术与海思360°环视芯片方案相结合,推出 360°环视系统并通过算法进行适配的合成及处理,增加驾驶员的视野,提高行车安全。

公司自2013年开始为客户前装配套360°环视系统产 品,目前已迭代至广角镜头、200万像素清晰度。

与此同时,公司增加了3D 360°全景图像显示和前后动态轨迹线,为低速行车、倒车入库提 供精准参考提示。

据IHS的预计,2025年中国AVM(Around View Monito,全景影像停车辅助系统)的标配量将达到261万套,公司与海思的 强强联手有望在AVM市场中快速抢占市场份额。

在此基础上,公司旗下子公司华阳数码特推出“煜眼”技术,可提升摄像头感知精度,改善 自主泊车系统的稳定性和可靠性。

除自动泊车以外,“煜眼”技术可以在双目立体摄像头、前视ADAS摄像头等多个领域得到应用。

据公司 公告,“煜眼”技术已在新宝骏E300高配版、新一代威马车型中应用。

4.2福耀玻璃:汽车智能化升级趋势下汽玻将迎量价齐升新机遇 单车玻璃面积快速增长,汽车玻璃龙头乘智能汽车东风迎来新机遇。

福耀玻璃是全球汽车玻璃龙头,目前国内汽车玻璃市占率超过65%。

同 时,在汽车智能化、电动化背景下,单车玻璃面积正显著增加,根据Aesthetics数据统计,过去十年汽车单车玻璃面积已经增加15%,我们认 为这一趋势有望随智能化浪潮而延续,从而推动公司单车价值量进一步提升。

具体可体现在以下两方面:(1)全景天幕:特斯拉的全景天幕 引领了新能源汽车的车顶玻璃化潮流,目前蔚来、小鹏、长安UNI-T等均配置全景天幕玻璃,行业有望加速扩容;(2)高附加值智能玻璃: 福耀紧跟汽车智能化趋势布局HUD玻璃、智能调光玻璃、智能车窗等高附加值产品,先发优势将随产品渗透率提升后逐步凸显,未来有望成 为公司第二增长曲线。

HUD量产上车推动挡风玻璃价值量提升,龙头利润有望进一步增厚。

W-HUD和AR-HUD的投影介质均为挡风玻璃,但是光线在穿出玻璃前后 折射率不同,反射到驾驶员眼中的光分别会产生虚像和重影图像(需要消除),而传统玻璃为了流畅的车身会设计成曲面从而加剧重影,因 此挡风玻璃需要根据HUD参数定制置于玻璃夹层的楔形膜,使得虚像与重影图像尽可能重叠到人眼无法分辨。

对玻璃进行定制化将提升挡风 玻璃的价值量,而福耀玻璃作为绝对龙头,在此趋势下利润有望得到增厚。

同时,HUD也会增加消费者对原厂挡风玻璃的黏性,原因是前装 W-HUD和AR-HUD的车型在更换挡风玻璃时必须是原厂或经过原厂认证的,非原厂玻璃很难把控楔形角的角度,使用后投影会有重影,因而 也有望进一步加深龙头福耀玻璃的护城河。

4.3舜宇光学科技:36年光学沉淀,Tier-2光学龙头切入HUD供应链 舜宇光学是全球光学领域龙头供应商,目前已在车载领域实现全栈式布局。

舜宇成立36年以来,聚焦于光学领域研发创新,产品广泛应用于 智能手机、数码相机、车载等领域。

过去十年,舜宇充分受益于智能手机行业的快速增长,营业收入从2010年的18.1亿元提升到2020年的380 亿元,十年间复合增长率35.6%,即使在受疫情严重冲击的2020年,舜宇也依然实现了逆势增长,手机镜头/手机模组出货量同比 +13.9%/+9.7%,充分彰显其龙头地位;在车载领域,舜宇光学于2004年开始布局,从硬件、设备到芯片软件实现全栈布局,现已形成车载镜 头、镜片、摄像头模组、激光雷达、HUD、智能大灯等多元化产品。

根据公司公告数据统计,2020年公司车载镜头出货量达5617.4万颗,同 比增长12.1%,车载镜头业务继续保持全球市占率第一。

舜宇光学技术储备深厚,Tier-2光学龙头成功切入HUD供应链。

舜宇光学具备30多年光学开发经验和核心光学零部件量产经验,其前装车规 产品品质得到全球主流主机厂认可。

基于丰富的光学技术储备,舜宇光学成功切入HUD产业链,产品覆盖光学零部件与PGU光机。

其中,光 学零部件涵盖投影镜头、自由曲面镜、准直透镜、复眼透镜以及平面反射镜等,PGU光机包含TFTPGU、DLPPGU、MEMSPGU等多种解决 方案,整机实现C-HUD、W-HUD、AR-HUD全产品覆盖。

目前,公司成功切入大陆集团的W-HUD产业链,AR-HUD核心模块也已经给客户 送样。

未来有望在HUD渗透率快速提升的背景下,凭借其深厚的光学研发经验,快速切入全球各个主机厂HUD供应链。

4.4 表8:受益公司盈利预测及估值 受益公司盈利预测及估值 华阳集团:国内HUD领跑者,携手华为打开成长空间 福耀玻璃:汽车智能化升级趋势下汽玻将迎量价齐升新机遇 舜宇光学科技:36年光学沉淀,Tier-2光学龙头切入HUD供应链 证券代码证券简称评级 2021/10/15 EPS(元/股) PE 收盘价 总市值 2021E 2022E 2023E 2021E 2022E 2023E (亿元) 002906.SZ华阳集团买入41.72197.900.630.881.1466.2247.4136.60 600660.SH福耀玻璃买入49.271209.841.591.952.3230.9925.2721.24 2382.HK舜宇光学科技未评级165.112188.005.426.638.1830.4624.9020.18 数据来源:Wind、开源证券研究所(舜宇光学科技预测数据来自Wind一致预期,1港币=0.8273人民币) 1 DLP为AR-HUD主流方案,全息光波导为当前技术突破点2 3 目录 CONTENTS 开辟人车交互新窗口,AR-HUD乘风而来 AR-HUD放量在即,国内厂商将大有可为 4受益标的:华阳集团、福耀玻璃、舜宇光学科技 5风险提示 5风险提示 智能汽车推进不及预期 HUD技术推进不及预期等 分析师声明 负责准备本报告以及撰写本报告的所有研究分析师或工作人员在此保证,本研究报告中关于任何发行商或证券所发表的观点均如实反映分析人员的 个人观点。

负责准备本报告的分析师获取报酬的评判因素包括研究的质量和准确性、客户的反馈、竞争性因素以及开源证券股份有限公司的整体收 益。

所有研究分析师或工作人员保证他们报酬的任何一部分不曾与,不与,也将不会与本报告中具体的推荐意见或观点有直接或间接的联系。

股票投资评级说明 评级说明 备注:评级标准为以报告日后的6~12个月内,证券相对于市 场基准指数的涨跌幅表现,其中A股基准指数为沪深300指数、 港股基准指数为恒生指数、新三板基准指数为三板成指(针对 协议转让标的)或三板做市指数(针对做市转让标的)、美股 基准指数为标普500或纳斯达克综合指数。

我们在此提醒您, 不同证券研究机构采用不同的评级术语及评级标准。

我们采用 的是相对评级体系,表示投资的相对比重建议;投资者买入或 者卖出证券的决定取决于个人的实际情况,比如当前的持仓结 构以及其他需要考虑的因素。

投资者应阅读整篇报告,以获取 比较完整的观点与信息,不应仅仅依靠投资评级来推断结论。

证券评级 买入(buy)预计相对强于市场表现20%以上; 增持(outperform)预计相对强于市场表现5%~20%; 中性(Neutral)预计相对市场表现在-5%~+5%之间波动; 减持(underperform)预计相对弱于市场表现5%以下。

行业评级 看好(overweight)预计行业超越整体市场表现; 中性(Neutral)预计行业与整体市场表现基本持平; 看淡(underperform)预计行业弱于整体市场表现。

分析、估值方法的局限性说明 本报告所包含的分析基于各种假设,不同假设可能导致分析结果出现重大不同。

本报告采用的各种估值方法及模型均有其局限性,估值结果不保证 所涉及证券能够在该价格交易。

特别声明 《证券期货投资者适当性管理办法》、《证券经营机构投资者适当性管理实施指引(试行)》已于2017年7月1日起正式实施。

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