智能化发展—汽车连接器

电气化+智能化，驱动汽车连接器行业高增，预计未来五年高压连接器。高速连接器市场CAGR超过45%。汽车连接器属于中高端连接器产品，技术和工艺壁垒高。高速连接器的障碍在于射频设计和自动化生产。TOP10，全球汽车连接器制造商，以美国和日本企业为主，泰科、矢崎、安波福市场了67%的市场份额。汽车连接器行业国产化率低，我们估计中国市场高速连接器国产化率只有5%，高压连接器国产化率不到30%。
一、高增长：电气化+智能化，驱动汽车连接器行业高增长。
连接器是电子系统设备之间电流或信号传输和交换的电子部件。
作为一个节点，设备、组件、设备和子系统通过独立或与电缆一起传输电流或信号，输电流或信号，并保持每个系统之间不发生信号失真和能量损失。
从产业链来看，上游包括金属材料、塑料材料、同轴电缆等原材料，以及机械加工设备、电镀加工设备、测试设备、装配设备等设备供应商；下游覆盖汽车、通信、消费电子、军事、工业、航空航天、轨道等领域。
连接器由四个基本结构组件组成:接触件、壳体、绝缘体和附件。
其中，接触件是连接器完成电连接功能的核心部件，一般由公共和母端子组成；外壳为公共和母胶外壳，是连接器的外罩，为内部提供机械保护，确保插头和插座的对齐；绝缘体又称基座，使接触件按所需位置和间距排列，保证接触件与外壳之间的绝缘性能；附件包括密封圈、垫片等。连接器由公头和母头组成。公共连接器俗称插头，母连接器俗称插座。公母端接触后可传输信号或电流。连接器的公母性能可以增强安全性，保证设备的正常运行。
近年来，全球连接器市场呈现稳步增长趋势。
据悉，全球连接器市场规模从2010年的479.39亿美元增长到2020年的627.27亿美元，期间CAGR为2.7%。由于需求反弹和订单激增，预计2021年全球连接器销售额将达到771.7亿美元，同比增长23.0%。
随着下游终端市场规模的增长和技术的迭代更新，未来连接器市场规模将继续扩大。预计2023年全球连接器市场规模将超过900亿美元。
汽车连接器占全球连接器市场的23.7%，是连接器的主要应用领域。
同时，2019年全球汽车连接器市场规模达到152亿美元(相当于988亿元人民币)，2014-2019年CAGR为4%，高于同期全球增速。2019年，中国汽车连接器市场规模达到30亿美元(相当于195亿元人民币)，2014-2019年CAGR为8%。
近年来，汽车工业经历了技术和商业模式的双重变化。整合重建、电气化、智能化的变革趋势加快了汽车工业的发展，新能源汽车更符合未来自主驾驶和汽车互联网的发展趋势，其节能环保的特点符合当今国际社会对能源短缺和环境污染的关注。随着新能源汽车普及率的提高和汽车电子化、智能化程度的不断提高，连接器作为汽车制造的必需品，市场需求也呈上升趋势。
根据传输介质的不同，汽车连接器可分为传输交换数据信号的高速连接器和传输交换电流的电连接器。根据不同的工作电压，电连接器可进一步分为低压连接器和高压连接器。
低压连接器通常用于传统燃油车的BMS、空调系统、车灯等，工作电压一般为14V。
高压连接器广泛应用于新能源汽车，一般根据不同的场景提供60V380V或更高的电压等级传输，以及10A-300A或更高的电流等级传输。高压连接器主要用于新能源汽车的电池、PDU(高压配电箱)、OBC(车载充电机)、DC/DC、空调、PTC加热、直/交流充电接口等。
高速连接器分为FAKRA射频连接器、Mini-FAKRA连接器、HSD(High-SpedData)连接器和以太网连接器，主要用于摄像头、传感器、广播天线、GPS、蓝牙、WiFi、无钥匙进入、信息娱乐系统、导航和驾驶辅助系统等。
高压连接器电动连接，高速连接器智能连接。
1）与传统燃油汽车不同，新能源汽车的核心部件在于电池、电机和电控三电系统。由于新能源汽车采用电力驱动电机的原理，为了实现更大的扭矩和扭矩，需要提供大功率的驱动能量、相应的高压和大电流，远远超过传统燃油汽车的14V电压，高压连接器应运而生。
2)随着车联网时代的开启和智能驾驶的普及，需要以更快的速度收集和处理更多的数据，一种是内外摄像头、雷达、激光雷达等传感器，另一种是从车辆到车辆(V2V)、从车辆到网络(V2N)、从车辆到基础设施(V2I)、从车辆到行人(V2P)、从车辆到公用事业(V2U)、从车联网(V2X)的无线通信。
例如，LIDAR模块可以围绕汽车提供高精度、高分辨率三维和360°成像数据，可以产生70Mbps的数据流，摄像头可以产生40Mbps的数据流，RADAR模块可以产生100Kbps的数据流，导航系统可以产生50Kbps的数据流。随着自动驾驶等级从L2.L3升级到L4.L5，独立传感器的数量将大幅增加，从而产生更多的数据。
根据Keysight预测，自动驾驶汽车每天会产生大约4TB的数据。由此衍生的大量实时传输数据将推动对高速连接器的需求，以及传统FAKRA连接器对Mini-FAKRA连接器的升级，以太网将成为新一代汽车数据网络的稳定连接解决方案。
预计2021年新能源汽车渗透率将迅速提高。
1)特斯拉是电动汽车和自动辅助驾驶的领导者。2012年，特斯拉推出了世界上第一款电动汽车modelS，配备了L2级自动辅助驾驶系统，价格为5万美元。然而，由于价格高、生产能力有限、配套基础设施不足等原因，此时的电动汽车注定是利基产品。
2017年，特斯拉推出革命性产品——入门级电动车model3，配备L2级自动辅助驾驶系统，价格3.5万美元。该产品的推出也帮助特斯拉占据了8%的市场份额。此后，由于上海工厂投产，规模效应降低，截至2021年8月，model3定价已降至24万元。
2)随着成本的下降、续航能力的提高和基础设施的完善，我们认为新能源汽车已经从政策导向转向需求导向。随着更多供应方推出新能源汽车，预计新能源汽车的渗透率将迅速提高。预计智能手机渗透率S曲线将高度拟合。
3)在特斯拉的鲶鱼效应下，其他新能源汽车制造商和传统汽车制造商必然会快速跟进自动辅助驾驶系统及其相关装载硬件。
考虑到整车厂从车型规划到投产的周期在3年以上，我们认为L2级自动辅助驾驶的渗透率在2021年迅速提高。预计未来自动辅助驾驶的渗透率曲线将与智能手机的渗透率S曲线高度匹配。
预计2025年中国高速连接器和高压连接器的市场规模将分别达到120亿元和270亿元高速连接器市场规模将达到450.900亿元。
据中汽协估计，到2025年，中国汽车销量有望达到3000万辆。
2)高速连接器自行车价值500-1000元，预计2020.2025年自行车高速连接器价值500元.800元，远期至1500元，预计2020.2025年智能驾驶普及率为15%.50%。预计2020年高速连接器市场将达到19亿元，2025年市场将达到120亿元，远期市场将达到450亿元。
3)高压连接器自行车价值3000元，预计2020.2025年新能源汽车渗透率为5%.30%，预计2020年高压连接器市场为41亿元，2025年为270亿元，远期市场为900亿元。
二、高壁垒:技术壁垒+客户壁垒高，定点企业先发优势明显。
汽车连接器的性能体现在机械性能、电气性能和环境性能三个维度上。
机械性能主要包括插拔力、机械寿命、耐振动、耐机械冲击等。插拔力分为插入力和拔出力，一般规定插入力的最大值和拔出力的最小值；机械寿命，又称拔出寿命，是一个耐久性指标，以一次插入和一次拔出为循环。连接器的插入力和机械寿命通常与接触部件的涂层质量和布置尺寸精度有关；此外，由于车辆在行驶过程中长期处于动态环境中，抗振动和机械冲击能有效减少接触部件摩擦造成的表面磨损，提高产品的可靠性，进而提高整车系统的安全性。
电气性能主要包括接触电阻、绝缘电阻、耐电压、抗电磁干扰(EMC)、信号衰减、载流能力、串扰等。
接触电阻是指连接器连接的公母端子接触面之间产生的附加电阻，会直接影响汽车电气设备的信号传输和电气传输。如果接触电阻过大，温升会升高，影响连接器的使用寿命和可靠性；绝缘电阻是指在连接器的绝缘部分施加电压，使绝缘部分的表面或内部产生漏电流而产生的电阻值。如果绝缘电阻过低，可能会形成反馈电路，增加功率损耗。造成干扰，过量漏电流可能破坏绝缘，危及安全；抗电磁干扰，即电磁兼容性，是指对其他设备没有电磁干扰，即使受到其他设备的电磁干扰，仍然保持原有的性能，这在汽车电子系统中尤为重要。
在环境性能方面，要求连接器具有耐温、耐湿、耐盐雾、耐腐蚀气体等性能。耐温性要求连接器的工作温度。由于连接器工作时，电流在接触点产生热量，导致温升。如果温升过高超过正常工作温度，很容易导致短路、火灾等严重事故；耐湿、耐盐雾、耐腐蚀气体可避免连接器的金属结构件。接触部件氧化腐蚀，影响接触电阻。
汽车连接器属于中高端连接器产品，技术和工艺壁垒高。
连接器产品本身的工艺要求高，技术含量高，质量要求高，这就要求制造商具有较强的行业经验、研发能力、工艺能力和质量保证能力，其研发设计能力与生产加工工艺高度匹配，以适应产品更新迭代的技术创新和工艺创新。
连接器的专利壁垒很多，后进者绕过专利需要很长时间的技术积累和投入，门槛高。
从连接器产品的生产工艺来看，主要工艺包括:精密注塑、精密冲压、压铸、机械加工、表面处理、装配和测试，涉及材料技术、结构设计、仿真技术、微波技术、表面处理技术、模具开发技术、注塑技术、冲压技术等。
模具开发是一大障碍。
模具的设计和制造是实现产品批量生产的前提，其设计水平和制造工艺决定了连接器产品的精度、产量和生产效率。
连接器制造商通常需要支持高精度的模具加工设备，如高精度的线切割、放电火花机、磨床等，价格高，精密模具制造工艺复杂，一般为单件生产，生产周期长，成本高，对企业的财务实力和研发实力也提出了较高的要求。
自动机组装是自动化生产的关键。
1)冲压是一种冷冲压加工方法。借助标准或专用冲压设备的动力冲击材料，将其切割、弯曲或塑造成模具规范的成品形状和尺寸，分为分离/冲压工艺和成型工艺。
冲裁可以使冲压件沿一定的轮廓线从板材上分离，保证分离断面的质量要求；成型过程可以使板材在不破坯的情况下塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。冲压工艺的关键在于如何高速稳定地生产精度高、形状复杂的产品。
2)行业注塑模具加工精度平均为±10微米，领先水平可达±1微米，厂家通常配备自动精密注塑系统，可实现塑料原料的自动干燥。智能吸收材料，配备机械手或多关节机器人辅助，实现全过程无人操作和实时监控，大大提高了生产效率。
3)自动机组装可以提高生产效率，同时保证产品质量和质量，具有更大的规模效应。自动机的组装效率和量产规模决定了企业的成本。
高速连接器的障碍在于射频设计和自动化生产。
1)在设计方面，射频传输理论和微波电子学需要作为理论基础以最小的损耗和反射传输射频信号是关键。信号传输过程中存在衰减：
首先，由于皮肤效应，由于频率的增加，磁场效应使电流传输越来越倾向于金属表面，导致导体电阻和损耗功率的增加，对内外导体和介质材料的选择和设计提出了很高的要求；
二是传输过程中反射的能量损失，主要是特性阻抗不连续造成的。如何补偿和过渡设计是重点；第三，射频线泄漏是由于表面裸露造成的，因此需要设计屏蔽护套，以确保良好的密封和绝缘性能。
2)从技术方面，企业需要建立科学、高效、标准化的精密制造流程，实施高标准的质量监督体系，控制生产、组装和测试环节。考虑到良率和效率，数控技术、自动化和信息技术得到了整合。