北京時間09月22日消息,中國觸摸屏網訊,

報告主要包括四部分,具體如下:HUD 基本情況、簡述HUD 技術原理、HUD 技術全球發展史。

    本文來自:http://www.chenligw.com/lcd/news/dynamic/2022/0922/61785.html

HUD 技術整體發展趨勢:縱覽該領域全球技術迭代歷程,主要產品迭代階段;以及HUD 核心技術的突破方向、該技術領域國家間的競爭格局和技術市場布局情況。

HUD 技術企業競爭格局:淺析HUD4 家代表性企業技術發展趨勢、全球技術布局、核心團隊成員及最新專利申請,4 家代表性企業分別是:兩家全球龍頭企業(日本精機、日本電裝)、兩家中國龍頭企業(華陽多媒體電子、未來黑科技)。

HUD 技術未來展望:基于基礎調研、專利分析以及代表性企業的技術對比,對 HUD 主要技術趨勢進行展望。

報告主要包括以下結論:

1. 從整體技術研發特性上看,全球HUD技術領域的相關專利量共約1.95 萬件。在 2011 年-2017年期間,HUD 技術專利量呈現逐年增加的態勢,2017 年專利申請量達到歷年頂峰,2017 年后全球HUD 專利申請量稍有回落。

2. 從核心技術未來發展路線上看,投影單元(PGU)作為HUD 的核心技術壁壘決定著產業未來發展方向。我們判斷,HUD 投影技術正處于拐點時期。雖然,從歷年專利增量維度看,LCD 投影技術專利規模最大,專利增速最快。但因存在散熱不足等缺點,限制了該技術的大規模應用。而MEMS 激光投影技術因具備結構簡單等優勢,未來如果能在成本端和溫度端實現技術突破,則具有廣泛應用前景。

3. 從國家競爭格局上看,全球超過三分之二的專利申請都聚集在日本、中國、美國。其中,日本在HUD 技術領域研發起步較早,是目前全球專利申請量最多的國家。然而,近幾年HUD 技術卻在中國市場呈現蓬勃發展態勢,2020 年首次超越日本成為該技術領域研發熱度最高的國家。

4. 從技術市場格局上看,中日美是HUD 技術應用最重要的三個目標市場。隨著2015 年前后開始的汽車工業“新四化“浪潮催生中國HUD 產業變革,中國市場已經成為世界企業爭相布局的焦點,并且近年來逐步拉大與其他國家之間的差距。

5. 從企業競爭格局上看:HUD 技術研發領域呈現“兩極爭霸”的競爭格局,日本精機和日本電裝在技術研發和專利儲備上均遙遙領先。而中國供應商華陽多媒體電子、未來黑科技成為全球HUD 技術20 強中僅有的2 家中國公司。

引言

當今世界正經歷百年未有之大變局,新一輪科技革命和產業變革方興未艾,隨著人工智能以及移動通信技術的高速發展,電動化、智能化、網聯化、共享化已經成為汽車行業未來的發展趨勢。汽車也正在由交通工具向智能移動終端演變,這些趨勢將帶來人的生活與出行方式的極大變革,也導致汽車座艙形態、座艙功能和交互方式發生翻天覆地的變化。而面對智能座艙域中日益增多的車內外信息和車載功能時,駕駛員如何有效進行操控就變得極為重要。

為保證駕駛安全和舒適性,高效的人機交互方式成為一個重要的課題。其中,抬頭顯示系統作為智能座艙具有代表性的功能之一,因能夠提升駕駛安全性與便捷性,現已經成為越來越多主機廠競爭的技術重點;诖,本報告將從專利視角出發,全方位分析目前全球抬頭顯示系統產業技術發展情況,包括抬頭顯示系統的技術創新發展趨勢、前沿技術突破、國家競爭格局、技術市場分布和企業競爭格局。

一.HUD 基本情況

1.1 技術原理

抬頭顯示(Heads-up display, 以下簡稱:HUD)系統,又稱平視顯示系統。其作用是把時速、導航等重要的行車信息,投影到駕駛員前面的擋風玻璃上,讓駕駛員盡量做到不低頭、不轉頭就能看到時速、導航等重要的駕駛信息。(見圖表1)作為智能座艙的核心賣點, 預計2025 年全球和中國的抬頭顯示系統市場規模將分別達到385/125 億元,2020-2025 年的CAGR 將分別為42%/42%?梢,消費者對抬頭顯示系統的認知度正以前所未有的速度增長。圖表1:HUD 技術原理(資料來源:網絡、智慧芽整理)

1.2 技術發展史

HUD 技術發展史可分為三個階段:技術萌芽階段、技術轉化階段、技術成長階段。技術萌芽階段:HUD 原先是戰爭的產物,最早開始是被應用于戰斗機上,飛行員在高速飛行中需要極快的反應速度和高度集中的注意力。而戰機的儀表復雜,所以為了避免飛行員頻繁的通過儀表查看飛行數據,分散注意力,HUD 系統應運而生。


 

技術轉化階段:1972 年,英國專利人員提出了對平視系統應用在汽車上的改進,根據對汽車擋風玻璃的弧度、駕駛員視線角度等參數的調整,提供了將平視系統應用在汽車上的具體技術方案。然而由于成像質量不理想且成本高昂,這一方案沒能投入到市場進行應用。

技術成長階段:1988 年,通用汽車在其旗下的Oldsmobile Cutlass Supreme Indianapolis 500Pace Car 上首次采用了HUD 抬頭顯示器,成為世界上首款采用該技術的汽車。(見圖表2)此后,寶馬、奔馳、本田、豐田等整車廠也相繼在旗下車型上配備HUD,HUD 開始被越來越多的廠商應用到汽車上。

如今隨著汽車功能的不斷增多,HUD 可以通過與汽車行車電腦、GPS 導航儀以及倒車雷達等設備的配合,為駕駛員實時顯示車速、發動機轉速、擋位狀況、轉向燈、導航提示、故障提示、定速巡航狀態及巡航速度、收聽廣播的頻率等信息。一些具備自動車距巡航控制功能的汽車,HUD還可以顯示與前車的距離等信息。


 

二.HUD 技術整體發展趨勢

2.1 技術迭代歷程

通過關鍵詞在智慧芽全球專利數據庫中檢索發現,HUD 技術領域相關專利量共約1.95 萬件。結合HUD 技術發展史發現,隨著汽車邁向智能化的進程加速,HUD 技術專利量在2011 年-2017年間,呈現逐年增加的態勢。其中,2016 年,Intersil 公司提出的采用MEMS 激光掃描技術來作為HUD 的投影單元(該單元具有更高的電導率,并且降低了整體光學系統復雜性和尺寸),大力推動了HUD 技術的進步。作為行業的里程碑事件,也帶動了HUD 技術領域的研發熱度,專利申請量也在2017 年達到頂峰。2017 年后,全球HUD 技術專利申請量稍有回落。

(見圖表3)而HUD 產品根據技術原理的不同主要分為三代,第一代是C-HUD(Combiner HUD,組合式抬頭顯示),第二代是W-HUD(WindshieldHUD,風擋型抬頭顯示),第三代為AR-HUD(增強現實型抬頭顯示)。目前市場以W-HUD 為主流,C-HUD 正在逐漸未來的升級趨勢。


 

2.2 核心技術突破

HUD 整體結構主要包括主控PCB 板,LED 光源,投影單元(PGU)以及反射鏡。而作為HUD 最核心的部件——投影單元,主要用于投影成像,約占其整體系統總價值量的50%。投影單元(PGU) 具體可分為LCD、DLP、和MEMS 激光投影三種技術。以下將通過智慧芽全球專利數據庫檢索三種投影技術。

傳統LCD 投影技術:主要是液晶屏顯示后通過反射改變光源角度最終在擋風玻璃上成像。從2011 年至今,傳統LCD 投影技術共申請專利約3000 件,且每年專利增長數量均大幅超過其他兩類投影技術,是近十年內行業內最主流的研發方向。但其缺點在于光線經過液晶后亮度會有一定程度的衰減,并且因為液晶之間有一定的距離,其分辨率清晰度存在缺陷與不足。所以HUD 相關的技術廠商近幾年開始逐漸轉向顯示效果更好的DLP 和MEMS 激光投影等技術方向。

MEMS 激光投影技術:通過使用具有較高功率的紅、綠、藍(三基色)單色激光器為光源,激光在機器內經過相應的光學元件和處理芯片的整合與掃描后投射在顯示屏上。其技術優勢在于其色域空間大、色飽和度高、分辨率清晰。從專利申請趨勢來看,MEMS 激光投影技術從2011 年開始每年的專利增長數量與LCD 投影技術間的差距逐漸縮小。

MEMS 激光投影技術逐漸成為HUD 技術領域重要的研發方向。但由于目前成本高且不能達到車規要求的85 攝氏度的工作要求,其技術熱度從2017 年開始呈現下滑趨勢。

DLP 投影技術:是一種以數字微鏡裝置作為成像器件,通過調節反射光實現投射圖像的投影技術。技術優勢在于投影效果亮度高、分辨率高、成像逼真,而且在AR-HUD 體系設計中,具有溫升控制功能的DLP 投影技術相比LCD 投影技術更具優勢。從專利申請趨勢來看,從2011 年至今,DLP 投影技術共申請專利約1000 件,且每年的專利增長數量均低于LCD 和激光投影技術。

主要源于DLP 數字光處理核心技術屬于美國德州儀器(TI)公司,其他廠商在使用該技術時均需要取得德州儀器的專利授權,而且目前DLP 投影技術的設計難度與生產成本均高于LCD 投影技術,因此限制了DLP 投影技術的發展。其次,從宏觀層面看,中美貿易摩擦不斷,若主機廠大規模采用DLP 投影技術則存在斷供風險,或者若TI 與主機廠業務關系發生不利變化、其供貨價格有重要調整、亦或因國家間貿易爭端或新冠疫情進一步蔓延導致無法及時供貨,也會對主機廠的生產經營進一步產生不利影響。(見圖表4)


 

投影單元(PGU)作為HUD 的核心壁壘,其技術類型決定著未來HUD 產業發展方向。綜合比較以上所述三種投影技術類型,我們判斷,HUD投影技術正處于技術迭代的拐點時期。1)雖然當前LCD 仍為最成熟的主流投影方案,但由于其天然存在散熱不足的問題,在HUD 與AR 技術相結合的大趨勢下,LCD 投影技術將逐漸被新技術取代。2)雖然基于DLP 技術的AR-HUD顯示效果更為出色,但是DLP 投影技術的核心專利被美國德州儀器(TI)公司壟斷,存在成本高及斷供風險,亟需有企業打破技術壟斷。3)MEMS 激光投影技術相比于DLP 技術,結構簡單,光學引擎大幅簡化。如果能在成本端和溫度端實現技術突破,MEMS 激光投影技術則非常具有應用前景。

2.3 國家競爭格局

在國家競爭格局層面分析發現,全球超過三分之二的專利申請都聚集在日本、中國、美國三個國家。

從全球專利市場主要技術來源國分布來看,2011 年-2021 年期間,排名第一的日本在HUD技術領域的專利申請量達到6402 件, 占比32.86%;其次是中國在HUD 技術領域的專利申請量4571 件,占比23.57%;美國排名第三,申請量3216 件,占比16.51%,專利申請量和增長率與排名前二的日本、中國均存在不小差距。


 

可以看出,在HUD 技術領域中,國家間的實力不平衡態勢顯著,第一梯隊(日中美)間的專利儲備層次相差較大。進一步對比中日美三國專利申請量的時間維度發現,中國在該領域的增長速度最快,并且在2020 年中國首次超越日本成為全球第一的HUD技術來源國。而其他國家/ 地區的專利申請量增速均有所下降,其中日本和美國下降最為顯著。(見圖表5)

2.4 技術市場布局

從技術市場格局上看,中日美也是HUD 技術應用最重要的三個目標市場。

從主要申請人中日美的HUD 技術專利申請趨勢發現,2014 年-2015 年是重要分水嶺。在2014年之前,中日美三國HUD 技術的專利申請量呈現膠著增長態勢。2014 年后,中國開始迅速成長為全球最受關注的HUD 技術目標市場。此后,中國連續7 年成為全球HUD 技術領域專利布局的第一市場。截至2021 年,全球共有約30% 的專利被布局在中國市場。

從宏觀層面分析發現,過去十年世界HUD 技術市場競爭格局的變化可能源于2015 年提出的汽車“新四化”概念。由此概念下的中國車企逐步走上電動化的道路,通過彎道超車改變了中國汽車行業的發展現狀。而汽車行業電動化的變革,也標志著汽車功能的日益完善,意味著汽車產業正在由電動化的基礎向智能化發展的趨勢。所以,伴隨著我國新能源汽車保有量的不斷增長,充電設施網絡的逐步建設,眾多國際汽車零部件供應商都在把中國市場作為探索轉型的道路。而美、日兩國政府在汽車電動化和智能化轉型的步調明顯落后于中國政府,使得日本和美國與中國間的差距逐漸被拉大。(見圖表6)


 

三.HUD 技術企業競爭格局

隨著世界經濟環境的變化和科技水平的發展,企業面對的市場競爭愈加激烈,只有通過創新,不斷生產出滿足市場需求的新產品,符合消費者的需要,才可以提高企業自身的市場競爭力和市場占有率。而專利數從某種程度上看意味著一家企業真正研發能力的體現。

3.1 全球企業競爭總體格局

從全球專利申請量排名來看,前20 的專利申請人持有HUD 專利總量為5700 余件,約占HUD專利總數的29%,體現出該技術專利集中度較高的特點。

HUD 技術研發領域呈現“兩極爭霸”的競爭格局,日本精機和日本電裝在技術研發和儲備上遙遙領先。其中,日本精機以超過1000 件相關專利量排名第一,占比約18%;日本電裝以約1000 件相關專利量排名第二,占比約17%;日本矢崎以約340 件相關專利量排名第三,占比約6%。日本企業壟斷了前三名,且11 家日本企業占全球HUD 技術前二十名專利申請人申請量的約69%,體現出日本企業在HUD 技術領域的領先實力和深厚的技術儲備。而我國僅有華陽多媒體和未來黑科技兩家企業上榜,分別位列第十四和第十七名。

而企業作為最直接的市場競爭主體,專利申請量不僅能夠體現出日本企業在HUD 技術的研發實力比較突出的特點,在企業市場占有率中也會有直接體現。結合市場份額層面,目前HUD 市場基本被日本精機株式會社、德國大陸汽車有限公司和日本電裝株式會社三家公司壟斷,共占據了全球將近90% 的市場份額。(見圖表7)

日本精機株式會社和日本電裝株式會社作為HUD 技術領域排名第一和第二的主要專利申請人,占HUD 技術領域全球專利前二十申請人專利申請量的35%,說明HUD 技術研發領域呈現出以日本精機和日本電裝為首,其余企業跟隨的“兩極爭霸”的競爭態勢。并且在HUD 全球市場占有率上,日本精機和日本電裝市占率近60%。故選擇日本精機和日本電裝作為本次國外HUD 技術典型企業進行對標分析。


 

惠州市華陽多媒體電子有限公司和未來黑科技有限公司作為中國企業,分別位列HUD 技術領域全球專利申請人的第十四和十七名,是僅有的兩家上榜的中國公司。從市場占有率來看,華陽多媒體是國產HUD 產品的龍頭企業,而未來黑科技也是眾多國際和國內車企的技術合作伙伴,故選擇華陽多媒體和未來黑科技作為本次國內HUD 技術典型企業進行對標分析。

從日本精機、日本電裝、華陽多媒體和未來黑科技四家公司在HUD 技術領域的專利申請趨勢圖中可以發現,兩家日本公司在該技術領域研發起步早,而華陽多媒體和未來黑科技分別是于2013 年和2016 年才在HUD 技術領域的研發有所進展。其次,從年專利申請量來看,日本精機和日本電裝年均專利申請量均遠超于華陽通用和未來黑科技,說明國產HUD 公司與HUD 頭部公司在技術研發的廣度和深度方面仍存在著顯著差距。不過,近年來華陽多媒體和未來黑科技在HUD 核心技術的研發上持續突破,在質量達標的前提下,汽車整車廠會更傾向于選擇國產HUD 企業作為定點供應商。(見圖表8)


 

3.2 全球HUD 龍頭企業技術分析

3.2.1 日本精機株式會社(Nippon Seiki)

日本精機株式會社成立于1946 年,主營車載儀表業務、零部件業務、樹脂材料業務等,其中汽車儀表在全球市場中占有12%的份額,摩托車儀表在全球市場中占有37%的份額,抬頭顯示器(HUD)則擁有全球最大的市場份額。

 

  1. 技術研發趨勢
  2.  

 

日本精機株式會社累計申請HUD 技術領域相關專利超過1000 余件。1987 年,日本精機開始將HUD 定位于繼儀器儀表后業務擴展的支柱業務,并于同年開始投入開發。1989 年日本精機申請了第一件HUD 專利,并于1999 年開始大規模量產。此后,從2011 年開始,日本精機在HUD 領域從技術萌芽期走到技術成長期,每年申請HUD 相關專利超過20 件,專利申請量于2017 年達到波峰。2018 年之后,日本精機在HUD 技術領域的專利申請量呈現下滑趨勢(由于專利申請公布存在滯后性,可能造成的近兩年的數據更新滯后)。(見圖表9)


 

在AR-HUD 領域,日本精機也已經研發多年,目前日本精機現有AR-HUD 產品的投影距離可以達到10m,是傳統HUD 顯示距離的3 倍以上,圖像顯示面積也能達到80 英寸。尤其在光學設計和生產技術方面,從設計到制造的集成生產系統,日本精機的客戶響應/ 支持能力以及全球部署的制造基地方面都具有領先優勢。其主要的合作方是德系和日系車企,具體包括寶馬、通用、奧迪、奔馳、本田、馬自達等國際頭部車企。

2. 全球技術布局

日本精機在HUD 技術的專利申請策略體現出跟隨性的特點。從全球技術布局來看,日本精機除了在日本本土進行大量布局專利外,也會跟隨其主要客戶(德系和日系主機廠)的市場需求進行專利布局。其主要客戶在美國、德國和中國市場均有大量業務和市占率,日本精機在這些市場進行不同程度的專利布局,體現出強跟隨性的特點。(見圖表10)

3. 核心團隊及最新研發進展

從日本精機排名前十的發明人及其活躍時間發現,公司的核心發明人平均活躍時間均> 8 年,有5 位核心發明人在企業工作時間超過10 年,體現出日本精機在人才管理方面具有較高的穩定性。最新的專利申請能夠代表企業最新的研發成果,從側面體現出企業在該技術領域的研發進展和技術能力。2021 年7 月,日本精機最新申請的HUD 相關專利是一種抬頭顯示器(WO2022024962A1)。該發明研究了一種能夠在相當寬的區域內同時顯示多個各種圖像( 虛擬圖像) 的HUD 裝置。例如,向前看以及向遠處觀看的駕駛員被HUD 設備所顯示的圖像(虛擬圖像)阻擋,從而與前方的實際視圖(前景)重疊,降低了前景的可見度。所以本發明設想的HUD 顯示區域并不是完全固定的,而是會根據駕駛者的視線方向的變化而變化,從而降低駕駛者的心理負擔。(見圖表11)


 


 

3.2.2 日本電裝株式會社(Nippon Denso)

日本電裝株式會社成立于1949 年12 月16 日,前身曾是豐田旗下的部門,獨立后仍沿襲豐田“精益生產“和”獨立自主研發與制造“,使得日本電裝迅速進入世界汽車系統零部件的頂級供應商行列。

 

  1. 技術研發趨勢
  2.  

 

日本電裝株式會社累計申請HUD 技術領域相關專利約1000 件。1987 年, 日本電裝申請了第一件HUD 專利。此后,直到2003 年12 月,日本電裝才正式推出其首款商用HUD,此后約數十年時間,日本電裝在HUD 技術領域的技術研發陷入低潮期。直到近年,電裝開始轉向開發ARHUD,并且深入結合語音識別及視線識別功能,其專利量開始呈現快速增加的態勢。(見圖表12)

客戶方面,日本電裝主供日系車企,其中豐田是其最大的客戶(約占2020 年銷量的43%),其次是現代(21%)、馬自達(16%)、沃爾沃、凱迪拉克以及別克等國際頭部車企。并且近年來,公司受益于豐田在中國市場車型HUD 搭載率的提升,市占率得到快速提升。


 


 

2. 全球技術布局

日本電裝在HUD 技術的專利申請策略體現出跟隨性和占位性的特點。跟隨性體現在日本電裝主要跟隨其最大客戶豐田,在豐田主要銷售的美國、日本和中國市場進行專利布局。其次,德國作為現代汽車的發祥地和當今全球汽車工業的中心,在德國汽車發展較為重要的區域進行儲備性專利布局,提前進行專利圈地,希望未來能夠發揮限制競爭對手發展,對抗其專利攻擊的作用。(見圖表13)

3. 核心團隊及最新研發進展

從日本電裝排名前十的發明人及其活躍時間發現,竹森大祐、小島一輝和羽藤猛三個核心發明人間交流密切。而安藤浩、南原孝啓、ANDO,HIROSHI 和NAMBARA, TAKAHIRO 發明人在HUD 技術領域的研發推進則較為獨立。最新的專利申請能夠代表企業最新的研發成果,從側面體現出企業在該技術領域的研發進展和技術能力。2021 年10 月,日本電裝最新申請的HUD 相關專利是圖像處理設備和駕駛支持裝置(JP2022002959A)。該發明能夠直觀地識別出車道偏離報警(LDW)裝置和車道保持輔助系統(LKA)裝置的活動性狀態,通過檢測和操作分割線的位置,使得駕駛輔助裝置能夠將圖像直觀地反饋給駕駛員精確的狀態信息。(見圖表14)


 

3.3 國內HUD 龍頭企業技術分析

3.3.1 華陽多媒體電子

惠州華陽多媒體電子有限公司是惠州市華陽集團股份有限公司(股票代碼:002906)全資子公司,成立于2002 年,是一家專注汽車電子研發、生產與銷售的國家級高新技術企業。主要提供智能座艙域與智能駕駛域的產品及服務,包括信息娛樂、液晶儀表、屏顯示類、座艙域控制器等系統。

 

  1. 技術研發趨勢
  2.  

 

華陽多媒體累計申請HUD 技術領域相關專利約200 件。雖然華陽多媒體成立于2002 年,但其真正開始將產品研發方向轉向HUD 主要源于2013 年華陽集團的整體業務轉向,從視盤機精密零部件業務階段轉型到汽車電子業務領域。伴隨集團業務轉型,華陽多媒體于同年6 月申請了第一件HUD 專利。此后,其專利申請量每年均呈現遞增態勢,直到2017 年達到頂峰。(見圖表15)

在客戶方面,華陽多媒體在HUD 前裝配套客戶的拓展上在近年取得明顯進展。近7 年的核心技術和算法能力的積累,逐漸形成了成熟的HUD 前裝產品解決方案,從技術研發轉向實際生產獲利。在自主品牌方面,2020 年公司 HUD產品 在長城的三款車型上量產,2021 年公司又獲得包括長城、長安、廣汽、北汽、奇瑞等眾多自主品牌 HUD 定點。目前華陽集團已為長城哈弗、坦克、WEY 等眾多系列配套 HUD,與長城汽車在 HUD 領域形成緊密合作;其他自主車企如長安、廣汽也逐步開始配置 HUD,2021 年9 月廣汽傳祺第二代 GS8 亮相,公司為其配套基于 DLP 技術的 AR-HUD,目前已實現量產出貨。

2. 全球技術布局

華陽集團基于多年的機芯技術和微投整機的技術儲備,自2012 年就組建了HUD 團隊,目前也已推出較為成熟的C-HUD、W-HUD 及AR-HUD產品及解決方案,其中W-HUD 更是獲得了多個國內以及海外車企的量產項目。在AR-HUD 領域,公司更是憑借汽車電子業務在智能座艙領域的多年耕耘以及在智能駕駛領域的布局,獨立搭建了完整的AR-HUD 功能實現平臺,包括ADAS、儀表、車機、DMS 等。

從華陽集團年度財報來看,華陽多媒體公司主要客戶為長城(2020 年出貨近10 萬套)。而長城汽車作為我國大型國有股份制企業,其主要的消費市場是中國本土。從華陽通用在全球技術布局來看,也表現出扎根國內的特點,其專利布局主要集中在國內,在國外市場專布局較少,僅通過世界知識產權組織(WIPO)申請專利1件。(見圖表16)


 


 


 

3. 核心團隊及最新研發進展

從華陽多媒體排名前十的發明人及其活躍時間發現,華陽多媒體圍繞以汽車電子事業部經理朱妙賢為核心,馬紅虎和王波為主,包括楊雪萌、劉鵬、盧盤三人組成的發明團隊;以及以胡德雄為首的,陳曉偉、蘇遠漢組成的發明團隊。最新的專利申請能夠代表企業最新的研發成果,從側面體現出企業在該技術領域的研發進展和技術能力。2021 年9 月27 日,華陽多媒體最新申請的HUD 相關專利是一種抬頭顯示器PGU 溫度過熱保護方法、過熱保護結構(CN113950224A),目前該發明專利已進入實質審查階段。該發明主要研究了一種抬頭顯示系統投影單元(PGU)溫度過熱保護方法,在抬頭顯示器的主控系統檢測到PGU屏幕發生太陽光逆光照射或溫度過高時,采取主動保護措施對PGU 屏幕溫度進行控制使PGU 屏幕溫度低于主控系統的預設溫度的過熱保護方法。(見圖表17)

3.3.2 未來黑科技

未來黑科技成立于2016 年,是一家集光學成像、增強現實、人機交互設計(HMI)、全車窗顯示和計算機算法研發于一體的創新型高科技公司,產品覆蓋經典HUD、光場AR HUD、全景顯示器和全息影像等。

 

  1. 技術研發趨勢
  2.  

 

結合專利檢索整理資料發現,最初未來黑科技將產品定位在面向消費者的后裝HUD 市場。初步嘗試后發現,后裝HUD 市場基本被國際供應商壟斷。而前裝市場相對比較友好,國內的自主品牌車企在質量過關的前提下,會更多的選擇國產HUD 供應商。所以在認識到產品定位需要轉變后,僅僅探索幾個月的時間,未來黑科技便迅速轉移方向改攻HUD 前裝市場,并一舉獲得2017 年世界上最大的消費電子技術展CESAsia 最佳創新獎。此后,伴隨著轉型 “陣痛”,公司在2018 年專利申請下滑到僅有1 件。但僅一年后,未來黑科技在2019 和2020 年的專利申請量迅速攀升到53 件和79 件。從市場層面最直接的體現是在2020 年的CES 展覽上未來黑科技成為唯一擁有混合現實全景顯示技術的公司,并且在北美、歐洲、日本、韓國、印度、中國等多個國家和地區進行專利布局。(見圖表18)

2. 全球技術布局

結合未來黑科技的客戶類型來看,未來黑科技在前裝領域與包括德國寶馬在內的歐洲豪華車品牌和國內頂尖自主品牌展開了緊密合作。其中與寶馬的合作較為緊密,尤其在2020 年世界互聯網大會上發布的信息娛樂座艙,未來黑科技作為核心技術提供方與寶馬一同研發智能座艙。結合未來黑科技的市場和專利戰略來看,作為幾大國際頭部車廠的新技術合作供應商,從2020 年開始未來黑科技將專利布局由國內市場拓展到全球布局。其中,通過WIPO 申請國際專利11 件。此外,還在韓國、美國和歐洲專利局等國家/ 地區申請專利。(見圖表19)


 

3. 核心團隊及最新研發進展

從未來黑科技排名前十的發明人及其活躍時間發現,未來黑科技組成了以其CEO 徐俊峰為核心,吳慧軍、方濤為輔的發明人研發團隊,開展在HUD 領域的技術研發。

最新的專利申請能夠代表企業最新的研發成果,從側面體現出企業在該技術領域的研發進展和技術能力。2020 年7 月,未來黑科技最新申請的HUD 相關專利是圖像源、抬頭顯示器以及交通設備(WO2022022675A1)。該發明主要解決抬頭顯示器(HUD) 將圖像投射到車輛擋風玻璃等成像窗上時,HUD 的圖像源需要較高的顯示亮度,以使駕駛員可以清楚地看到HUD 顯示的內容。所以研發出一種能夠有效利用偏振光的抬頭顯示器,提高抬頭顯示器光源發出光線的利用效率。(見圖表20)


 


 

四.HUD 技術未來展望

4.1 HUD 技術迭代處于拐點時期,即將進入AR-HUD時代

在當前HUD 市場中,目前主要出貨的HUD 產品類型還是基于LCD 投影技術路線的C-HUD 和W-HUD。然而HUD 廠商經過長期的技術研發投入,已經在DLP 和MEMS 激光投影技術研發上接連完成核心技術攻關。放眼未來,HUD 技術迭代處于拐點時期,即將迎來從傳統HUD 走向AR 時代。

4.2 自主品牌本土優勢巨大,有望打破外資壟斷

傳統的國際頭部汽車零部件廠商在中國汽車零部件領域研發起步早,沉淀時間長,其在具備行業先發優勢的基礎上,已在資金、技術與量產資源等方面構筑起較高的行業壁壘,常年盤踞中國車載HUD 市場的主導地位,且頭部規;黠@。相較于外資供應商,我國自主品牌起步較晚,但受益于國內低廉的原材料價格,國內企業可以有效降低設計生產成本,獲得價格優勢。而在質量過關的前提下,汽車整車廠則會傾向于選擇國內供應商。將來,預計國內一批新興的HUD 黑馬企業將不斷增強產品競爭力,率先實現在本土HUD 市場的扭轉。

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