带arhud抬头显示的汽车（汽车科技专题报告）

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1、HUD 的基本概念

1.1 HUD 抬头显示的基本分类

HUD（Heads Up Display）抬头显示仪是通过将重要的行车信息实时显示在前挡风玻璃 上，避免因驾驶员低头、转移视线等带来的安全隐患的一套显示系统。

HUD 系统主要由投影单元和显示介质两部分构成，其中投影单元内部集成了投影仪、反 射镜、投影镜、调节电机及控制单元，HUD 控制单元从车上数据总线获取车速、导航等 信息，并在投影仪输出图像。显示介质可以为单独安装的透明树脂玻璃或者前挡风玻璃。

HUD 应用历史：最开始是应用在飞机上，1988 年通用首先将该技术应用到汽车上，2003 年，宝马公司成为欧洲第一家使用 HUD 技术的汽车公司，此后，通用、奔驰、本田、丰 田等整车厂也相继在旗下车型上配备 HUD，HUD 之所以被越来越多的厂商应用到汽车上， 主要是随着汽车功能的增多，仪表盘显示的信息也越来越多，而在驾驶过程中需要不时 低头查看仪表盘或者中控屏信息，导致短暂的盲驾，不利于行车安全，而 HUD 将信息显 示到汽车的前挡风玻璃上，从而避免这样的问题。

根据成像方式及成像内容，目前汽车行业有三种产品形态：C-HUD、W-HUD 以及 AR-HUD。

C-HUD（Combiner HUD）：通过放置于仪表上方的一个半透明的树脂板作为投影介质反 射出虚像，该产品因安装便利，曾在售后市场引起一阵风潮。不过，弊端亦较为明显， 主要呈现在三个方面：①成像区域小、显示内容有限；②成像距离近，位置较低；③C-HUD 置于仪表上方，在车辆碰撞时可能会对驾驶员产生二次伤害，不利于车内安全。也正因 为有这些弊端，C-HUD 逐步被边缘化。

W-HUD（Windshield HUD）：使用前挡风玻璃作为投影介质来反射成像，可支持更大的 成像区域和更远的投影距离。该产品光学结构相对复杂，成本相对较高，目前主要应用 在中高端车型中，但正在往中低端车型普及。

AR-HUD （Augmented Reality HUD）：跟 W-HUD 一样使用前挡风玻璃作为投影介质来 反射成像，但是由于 AR-HUD 使用了增强投影面，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，使得增强过后的显示信息可以直接投 射在用户视野角度的道路上，使显示信息可以与交通状况进行融合。

AR-HUD 较 W-HUD 而言成像区域更大、投射距离更远，成像上也更为生动直观。

AR-HUD 可在驾驶员视线区域内合理叠加显示一些驾驶信息，将导航和 ADAS 信息与前 方道路融合，直接将转向指示、障碍物警告、车道偏离、前车预警、盲区监测等内容显 示出来。但是由于 AR-HUD 将信息直接显示在真实道路上，实现这一特性需要通过前视 摄像头对前方的路况进行解析建模，得到对象的位置、距离、大小，再把 HUD 需要显示 的信息精准地投影到对应的位置，这需要强大的运算能力。

1.2 HUD 的主要硬件结构

HUD 系统的主要硬件是投影介质和投影单元。

C-HUD 的投影介质主要是放置于仪表上方的一个半透明的树脂板，比较适合用于后装市 场。

W-HUD 的投影介质是前挡风玻璃，HUD 前挡风玻璃是双层的，两层玻璃之间有一层 PVB 薄膜夹层，如果把 HUD 图像投射到普通挡风玻璃上，在玻璃厚度和倾斜角度作用下，很 容易形成图像重影，投射效果差。

为了消除重影，现在主流的挡风玻璃是把玻璃夹层内部的 PVB 夹层做成楔形，即 PVB 膜呈上厚下薄，玻璃呈上薄下厚的状态，这样就不会形成图像重影。

福耀玻璃在未来会推出纳米膜玻璃来替代这种楔形 PVB 膜夹层玻璃。

楔形 PVB 膜夹层玻璃的具体原理如下图所示，入射光线会在前挡风玻璃前后两个反射面 均被反射回来，而投影虚像位于风挡玻璃前方有限远的距离，因此，如图 a 和图 b 所示 这两种结构都会在一定程度上造成重影现象，而做成如图 c 所示上薄下厚的形状，就可 以使两平面所成像的上下高度差减小，实现像的汇聚，有效地消除重影现象。

投影单元：一个投影单元内部集成了投影仪、反射镜、投影镜、调节电机及控制单元， HUD 控制单元与车辆数据总线连接，获取车速、导航、驾驶辅助等信息，并在投影仪输 出图像。

目前用在 HUD 上的主要投影技术包括 TFT-LCD 投影、DLP 投影、激光扫描投影等。

以下分别介绍这三种技术：

TFT-LCD 投影：

基于 TFT 显示器的 HUD 成像技术原理是液晶屏显示后通过反射改变光源角度最终在挡 风玻璃上成像。TFT（薄膜晶体管）为 LCD 液晶显示技术中的一种，液晶显示器上的每 一液晶像素点都是由集成在其后的薄膜晶体管来驱动，能够做到高速度、高亮度、高对 比度地显示屏幕信息。由于技术成熟、成本低廉，当前各大 HUD 供应商普遍采用 TFT 方案。

TFT-HUD 的优势包括：①方便应用于 3D 和 AR 设备；②基于显示器投影，是大众熟知 的技术，相关法规已经到位；③生命周期长；④色度可靠，通过显示器标定进行控制。

TFT-HUD 的难点包括：①视场有限，受源显示器限制；②最大亮度限制，提高亮度输出 可能会引起色度准确度和预期分布变化。

DLP 投影：

DLP（数码光输出）是一种以数字微镜装置作为成像器件，通过调节反射光实现投射图 像的投影技术，其亮度高、分辨率高、对比度好，但其设计难度与生产成本均高于 TFT。 DLP 数字光处理技术是美国德州仪器的专利技术，通过集成了数十万个超微型镜片的 DMD（数字微镜芯片），可以将强光源经过数字系统计算反射后投影出来。

DLP-HUD 的优势包括：①方便应用于 3D 和 AR 设备；②体积小巧，性能高；③大视场； ④图像明亮度、颜色饱和度、对比度等表现较佳。

DLP-HUD 的难点包括：图像对位，如清晰度、锐度、重影、失真等问题。

在 AR-HUD 体系的设计过程中，更倾向于选择使用具有温升控制优势的 DLP 技术。由 于 AR-HUD 虚拟图像距离较 W-HUD 增加，光学器件会变大，从而导致太阳辐照度水平 可能会更高，进而导致受到很强太阳辐照的机会更大，温度上升的可能性显著升高，TFT 面板的吸收性很高，因此容易因太阳辐照度造成的升温而使部件受到损害，而 DLP 技术 具有较强的温升控制优势，更适合用于 AR-HUD。

激光投影：

激光扫描投影技术使用具有较高功率的红、绿、蓝（三基色）单色激光器为光源，激光 在机器内经过相应的光学元件和处理芯片的整合与扫描后投射在显示屏上，该方案色域 空间大、色饱和度高、分辨率清晰，但其对温度较为敏感，易受环境亮度影响，成本居 高不下，且不能达到车规要求的 85 摄氏度的工作要求。

激光 HUD 的优势包括：①小组件；②低能耗；③高亮度（非常明亮）；④大视场，可以 在挡风玻璃的较大面积上成像（视场占据挡风玻璃的较大面积）。

激光 HUD 的难点包括：①限于 2D 固定投影；②分辨率低导致的“模糊”图像，从反光 镜分束器所折射单光束的影响造成类似于重影的影响；③斑点，当激光束发生漫反射时， 将会出现随机粒状图案。

1.3 HUD 前装市场配套情况

我们统计了汽车之家上所有在售车型，其中有 205 个车系 780 款在售车型（选配 标配） 配置了 HUD。配置 HUD 的车型以 25 万 的中高端及以上的车型为主，宝马、奔驰、奥 迪等豪华车以及日系车的 HUD 的配置率较高，大部分车型还是以选配为主。

分价格来看，这 780 款车中 80%的价格在 25 万以上，25-35 万、35-50 万、50-100 万、100 万以上占比分别为 18%、19%、25%、19%。25 万以下配置 HUD 的车中，10-15 万、15-20 万、20-25 万车款的占比分别为 3%、7%、8%，说明目前配置 HUD 的车型仍以中高端及 以上的车型为主。

分品牌来看，豪华品牌 BBA 渗透率最高，其中宝马所有车系均标配或选配了 HUD，日 系（本田、丰田）品牌和大众渗透率次之，自主品牌中吉利和蔚来渗透率最高。这 780 款选配或标配了 HUD 的车型中，宝马、奔驰、奥迪占比分别为 17%、11%、10%，其中 宝马品牌下所有车系均选配或标配了 HUD。主流合资品牌中，大众、丰田、本田、别克 占比分别为 3.7%、3.5%、2.6%、2.3%，日系（本田、丰田）和大众配置 HUD 的车型占 比更高；自主品牌中，吉利星越、博越、几何 A、领克 05、豪越等车型中均有多款标配 了 HUD，造车新势力蔚来 ES6、ES8 也有多款标配了 HUD。

2. 技术路线及发展趋势

2.1 HUD 的主要技术路线

HUD 的结构分为两个部分，分别是投影装置和显示介质。

目前所使用的投影技术，主要有 LCD 投影、DLP 投影、激光扫描投影、LCOS 投影。

不同的产品显示介质不同，CHUD 单独配置显示屏幕，使用一片透明树脂作为显示介质， 因此挡风玻璃不需要特殊处理，而 WHUD 和 AR-HUD 采用挡风玻璃作为显示玻璃，需 要在玻璃内置楔形 PVB 或是对玻璃进行镀纳米膜。

投影技术：由图像生成器产生图像，通过一系列光学手段将图像拉远、放大后显示 到驾驶员前方。

LCD 投影：是技术最为成熟、应用最多的投影技术，与 LCD 屏幕的原理类似，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。但光线在经过液晶 后亮度会有一定程度的衰减，并且因为液晶之间会有一定的距离，其分辨率也不高。但 其技术成熟、成本低廉成为现阶段很多 HUD 的首选。

DLP 投影：使用集成了数十万个超微型镜片的 DMD（数字微镜芯片）将图像投影到驾驶 员前方。该技术投影效果亮度高、分辨率高、成像逼真，目前较多的前装 HUD 采用此技 术。不过，由于 DLP 投影的是整个平面，为了提升显示效果需要针对不同的挡风玻璃， 定制高精度的反射非球面镜，导致该技术成本较高，而且汽车使用环境复杂，其核心部 件 DMD 较易出现坏点。

激光投影：用激光作为投影光源的技术，由于并不是全平面投影，激光投影具有色域广、 亮度高、聚焦效果好的特点，非常适合投影信息简单、亮度要求高的 HUD 场景。并且由于激光投影属于聚焦投影，并不需要 HUD 匹配复杂的光学系统。但目前激光二极管对温 度较为敏感，不能达到车规要求的 85℃的工作要求。

LCOS 投影：采用硅基液晶技术，是一种基于反射式的微型矩阵液晶显示技术，可以在 非常小的尺寸内显示丰富的信息，亮度、分辨率、对比度等性能都非常优越，Google Glass 采用的就是这种技术显示信息。但目前硅基液晶并不能大量量产，成本太高，仅有部分 工程试验 HUD 采用了这一技术。

显示介质：采用前挡风玻璃作为显示玻璃的，需要对前挡风玻璃做特殊处理，以消 除重影。

楔形 PVB 膜挡风玻璃：将汽车挡风玻璃中的 PVB 膜设计成楔形，使得挡风玻璃内外表 面反射的成像图案重叠，消除重影。该方案有三个缺点：①未能彻底消除重影，不适合 高清显示；②需要使用特殊规格的 PVB 膜，价格是普通 PVB 膜的 7-10 倍且工艺难度高， 所以材料和工艺成本都很高；③需要针对不同车型的前挡风玻璃重新设计。

纳米膜挡风玻璃：在挡风玻璃内侧涂覆纳米膜，纳米膜由两个不同折射率的折射层构成， 投影光源产生 P 偏振光，P 偏振光在挡风玻璃内表面的反射光强度正常，而折射进入挡 风玻璃的 P 偏振光在挡风玻璃的外表面发生反射时，由于布儒斯特角原理，强度会大幅 减弱，甚至强度为零，因此在挡风玻璃外表面反射回来的光线成像基本可以忽略，从而 消除重影。

2.2 AR-HUD 将是未来发展趋势

AR-HUD 显示效果出众，是 HUD 的发展方向，而 HUD 与整车系统的深度融合是未来的 发展趋势，是座舱电子解决方案和 ADAS 整体解决方案的重要部分。

AR-HUD 显示效果出众，是 HUD 的发展方向。普通 HUD 的视场角很窄，这样就使得虚 拟图像集中在眼正中间，虚拟图像的高亮度也吸引了人的视线，虚拟图像就像贴在挡风 玻璃上，影响司机视线，无法及时识别危险，如前方出现低矮障碍物或前车突然刹车， 有可能造成安全隐患。AR-HUD 有近投影和远投影两个成像点，近投影显示车辆状态信 息，如即时速度、限速、油量等信息，和普通 HUD 一样。远投影的视场角更大，成像距 离更远，因此有更大的显示尺寸，虚拟图像与真实世界融为一体，特别适合加入 ADAS 信息和导航信息。AR-HUD 的显示效果比普通 HUD 更好，近年来 HUD 的再次热潮，主 要就是由 AR-HUD 掀起的。

大陆最新发布的 AR-HUD，其近投影的视场角尺寸为 5°x 1°（相当于 210 mm x 42 mm），成像距离为 2.4 m，驾驶员查看信息需将视线下调约 6°，和普通 HUD 相同，该 投影采用LCD投影技术；其远投影的视场角度为10°X 4.8°（相当于1300 mm x630mm）， 成像距离为 7.5m，驾驶员查看信息只需将视线下调约 2.4°即可，该投影采用 DLP 投影技 术。

HUD 与整车系统的深度融合是未来的发展趋势。汽车智能化的发展，带来汽车上需要显 示的信息增多，一方面，如果仍然采用传统的仪表 中控屏的信息显示方式，驾驶员查看 信息更容易导致行车事故，另一方面，这些信息也为 HUD 显示提供了更多的高价值内容， HUD 与整车系统的深度融合可谓是大势所趋，特别是 AR-HUD 与 ADAS 相互结合，二 者的体验效果都能大幅提升。

奔驰 S 级 W223、大众 MEB ID.3、奥迪 Q4 E-tron 将搭载 AR-HUD，将于 2020 年下半 年陆续上市。

奔驰 S 级 W223 采用的 AR-HUD 使用德州仪器第二代 DMD 芯片 DLP5531（2018 年下半 年量产），有 130 万像素，视场角为 10°X 5°，成像距离为 33 英尺即 10 米，奔驰称这 相当于 77 英寸显示器。该车型不仅在 HUD 上使用了 DLP 投影，在车大灯上，奔驰还极 尽奢华使用了 DLP 投影，也是 DLP5531。该车型将于 2020 年下半年上市。

2020 年初大众 ID.3 发布了一个展示它所搭载的 AR-HUD 系统的视频，ID.3 的 AR-HUD 除了可以显示车速、主动安全功能以及导航信息等基础信息之外，在设置导航后还有路 径指引辅助线，并且在转弯时也有提示。另外，当到达导航设置目的地时，AR-HUD 上也会有图标显示。在打开 ACC 自适应巡航功能后，它也会自动标注出前车。ID.3 是大众 MEB 量产的首款车型，预计今年 9 月在欧洲正式交付，AR-HUD 可能作为选配或者部分 车款标配出现。

2.3 主要技术难点

HUD 的基本原理比较简单，但要做到显示清晰、信息丰富，具备良好的使用体验，难度 较大。

HUD 主要的难点在于多场景下显示质量，视场角、成像距离与设备体积，AR-HUD 还涉 及到显示图像与道路融合、驾驶员视线追踪的难点。

多场景下显示质量

汽车使用场景多变，HUD 的使用需要考虑在白天、夜晚、雨天、雾天等多种情况，这些 不同的场景对 HUD 的显示质量（亮度、颜色、清晰度、对比度、重影等）影响较大。LCD 投影方式显示质量一般，而价格更贵的 DLP 和激光扫描投影方式则效果更好，但是价格 更贵。最好的方案是显示的亮度、对比度等信息能够随着外界环境的变化而调整。

视场角、成像距离与设备体积

视场角和成像距离决定了光学仪器的视场范围，视场角越大，成像距离越远，显示尺寸 就越大。传统的 W-HUD 的视场角一般在 5°-6°，成像距离 2-3m，而 AR-HUD 的视场 角则都大于等于 10°，成像距离 5-10m。理论上来讲，厂商都希望把视场角做大一些， 成像距离做的远一些，可以显示的内容更多，更好地和路况融合，但是这需要更复杂、 更大的光路结构，直接导致设备体积变大，现有普通 HUD 的体积一般为 2-3L，而 AR-HUD 的体积则在 5-10L，过大的体积不便于在仪表板处的布置。如何在提高视场角和成像距离 的基础上又能将体积控制在较小的范围，成为考验厂商研发能力的一道技术难关。

AR-HUD 与路况的融合

实现这一特性需要通过前视摄像头对前方的道路情况进行解析建模，得到对象的位置、 距离、大小；再把 HUD 需要显示的信息精准的投影到对应的位置，让人眼、HUD 显示 面、真实道路在一条视线上，才能达到足够沉浸的 AR 体验，这需要强大的运算能力。 由于虚拟和现实结合，且都是动态的，一旦成像效果无法被固定和匹配，驾驶员需分辨 真实和虚拟动画，会产生眩晕，且会分散驾驶员注意力。

驾驶员视线追踪

人眼、HUD、道路三点一线还有一个极其不稳定的因素，就是眼睛的位置。驾驶员的高 矮、坐姿、头部位置等等都会影响眼睛的位置和视线的方向。这种情况下，要时刻保持 良好的 AR 显示效果还必须通过摄像头对驾驶员的视线进行实时追踪，并调整 HUD 的显 示位置。在目前看来，这个要求对算法和运算能力都带来了很大的挑战。

3. 行业格局及市场空间测算

3.1 行业格局及主要企业介绍

全球格局：目前 HUD 市场基本被国外巨头垄断，前五名占据了约 95%的市场份额。日 本精机、德国大陆、日本电装、伟世通、德国博世的市占率依次为 55%、18%、16%、 3%、3%。（2016 年）

国内厂商：国内也有众多规模相对偏小的供应商，比如华阳集团、泽景电子、未来黑科 技、水晶光电、点石创新、京龙睿信等，其中华阳集团综合实力最强。

HUD 前挡玻璃主要被福耀玻璃、板硝子、旭硝子、圣戈班等汽车玻璃巨头垄断。

HUD 系统国外主要供应商：

日本精机：全球最大的 HUD 制造商，基本都是 W-HUD。宝马（3 系、5 系、6 系、 7 系、X3、X5、X7、i3、i8）、奥迪（A4、A5、Q5、Q7）、奔驰（GLE）、凯迪拉克 （XTS）等都采用了日本精机的 HUD。日本精机计划在 2020 年产能达到 300 万台。

日本电装：电装 HUD 主要供应丰田等日系品牌，包括丰田的卡罗拉、皇冠、凯美瑞 双擎混动、马自达 CX-5、CX-9、雷克萨斯 LS 等。

美国伟世通：伟世通可提供多种级别的组合式抬头显示，力争为入门级豪华车型的 细分市场提供多款可扩展的抬头显示解决方案，已为量产车型提供了 100 多万套抬 头显示设备，主要客户为 PSA 等。

德国大陆：大陆是 HUD 技术较早推动者之一，相关产品在奔驰 S 级、GLC，奥迪的 A6、A7、A8，宝马的 3 系、4 系、5 系、6 系，大众帕萨特和途观上均有配置。

HUD 系统国内主要供应商：

华阳集团：华阳于 2012 年开始组建 HUD 团队，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 方面，华阳自行搭建了完整的 AR-HUD 的平台，包括 ADAS、仪表、导航的输入，相关产品将于 2021 底开始陆续搭载量产车型面世。

泽景电子：2011 年开始 HUD 研发，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。2018 年公司开始量产，主要客户有蔚来汽车等。

未来黑科技：专注于汽车显示技术，在 HUD、增强&混合光场显示、无介质光场显 示等领域均有布局。其推出三种不同版本 W-HUD：标准版/智能版/紧凑版，分别贴 合不同市场，智能版部分参数甚至达到 AR-HUD 水平。未来黑科技的 HUD 产品量 产客户主要包括宝马、一汽、上汽等。

水晶光电：一家专注于光电显示领域的上市公司，主导产品光学低通滤波器（OLPF）、 红外截止滤光片及组力件（IRCF）和窄带滤光片（NBPF）产销量居全球前列，3D 深度成像、光学元器件、AR 组件、半导体封装光学元器件等产品均已应用于全球知 名消费电子、汽车电子、安防监控等企业。HUD 领域产品主要包括 PGU（DLP 技术 路径显示模组）、W-HUD 以及 AR-HUD，目前公司前装产品正在打样阶段。

点石创新：专注于光学系统、人机交互（HMI）、图形算法、增强现实（AR）等领 域。在汽车平视显示（HUD）领域的技术已成熟稳定，为多个车型定制开发的 HUD 方案已批量上市。2017 年初，点石创新参与并完成基于上汽荣威某款车型的 AR-HUD 光学设计，该产品成为国内首款真正应用 AR 技术融合导航和高级驾驶辅助系统的 HUD，在体积控制、成像大小、画质效果等方面均处于国内领先水平。

3.2 国内及全球市场空间测算

我国 HUD 市场空间测算：假设 2019 年 HUD 在我国乘用车前装市场的装配率为 2.1%， 按 HUD 前挡玻璃平均单价 600 元/套、HUD 系统平均单价 1500 元/套计算，则 2019 年我 国 HUD 前挡风玻璃市场空间 2.7 亿元，HUD 系统市场空间 6.7 亿元。假设到 2025 年 HUD 在我国乘用车前装市场的装配率达到 30%，且假设 HUD 前挡玻璃和 HUD 系统的售价不 变（虽然 W-HUD 均价下降，但是由于高价格的 AR-HUD 占比提升，所以 HUD 整体均 价不一定下降，故此处假设售价不变），则 2025 年我国 HUD 前挡风玻璃市场空间将达到 40.8 亿元，HUD 系统市场空间 101.9 亿元，对应 19 年 CAGR=57.3%。

全球 HUD 市场空间测算：假设 2019 年 HUD 在全球乘用车前装市场的装配率为 8.5%， 按 HUD 前挡玻璃平均单价 678 元/套、HUD 系统平均单价 1695 元/套计算（假设全球 HUD 均价比国内高 13%），则 2019 全球 HUD 前挡风玻璃市场空间 38.7 亿元，HUD 系统市场空间 96.7 亿元。假设到 2025 年 HUD 在全球乘用车前装市场的装配率达到 31%，且假设 HUD 前挡玻璃和 HUD 系统的售价不变（虽然 W-HUD 均价下降，但是由于高价格的 AR-HUD 占比提升，所以 HUD 整体均价不一定下降，故此处假设售价不变），则 2025 年全球 HUD 前挡风玻璃市场空间将达到 127.1 亿元，HUD 系统市场空间 317.8 亿元，对 应 19 年 CAGR=21.9%。

4. 为什么之前 HUD 前装渗透率很低？

HUD 近几年的渗透率提升较快，但渗透率仍然处于较低水平，并且国内渗透率显著低于 国外渗透率。根据行业调研数据，2016-2019 年全球 HUD 汽车前装渗透率从 2.74%提升 至 8.50%，2016-2019 年中国 HUD 汽车前装渗透率从 0.3%提升至 2.1%。

我们认为目前渗透率偏低的主要原因是 HUD 缺陷还未彻底解决、售价较高、显示内容 比较贫乏及驾驶习惯难以改变 4 个方面。

①HUD 缺陷还未彻底解决

HUD 的原理比较简单，但是要做到显示清晰、信息丰富，具备良好的使用体验，难度较 大。

1）显示清晰度，部分 HUD 清晰度无法保真，可能会使驾驶员感到头晕，并且无论 C-HUD 还是 W-HUD 普遍会存在一定角度的强光照射下，HUD 的清晰度会受到影响，从而使驾 驶员看不清楚 HUD 上显示的内容。

2）视场角、成像距离与设备体积的取舍，视场角越大，成像距离越远，所需的光路结构 越复杂，设备体积越大。当前 HUD 限于技术、体积的限制，视场角做得较小，成像距离 较近，导致显示效果不够好。

3）高亮度与散热的问题，HUD 一般布置在仪表的前上方，完全暴露在太阳光下，因此 HUD 虽然在驾驶舱内使用，但也经受着高温环境的考验，并且高亮度投影本身需要大光 源的支持，整个设备的散热问题也是重点。

②HUD 售价较高

C-HUD 价格在 500 元至数千元不等，体验效果差距很大，产品良莠不齐，主要用于后装 市场，价格较低的后装 C-HUD 通常有显示信息较少、显示模糊等问题。

前装市场主要使用 W-HUD，W-HUD 是典型的复杂的光学定制产品，需要根据每辆车的 挡风玻璃的厚度和曲率做定制化设计和验证，这意味着每个项目都要投入高额的研发费 用，规模经济也难以实现，因此装配 W-HUD 的车型较少。

W-HUD 售价在 1000-2000 元，而 AR-HUD 售价则上升到 3000 元以上。HUD 产品目前 以选配为主，价格普遍较高，奔驰选配价格 9000 元，宝马选配价格 10000/11600 元，奥 迪则达到 17900/18700 元，价格高导致消费者接受度低。

③HUD 显示内容比较贫乏

在之前 ADAS 渗透率很低并且 AR 技术未应用到 HUD 产品上的情况下，HUD 长期只能 显示车速、油量等，显示内容比较贫乏，让消费者认为装配 HUD 显示的必要性不高。

④驾驶习惯难改变

对于已经习惯使用仪表盘的驾驶者，突然去开有 HUD 的车会不习惯，会觉得 HUD 在使 用时让人分心，反倒影响行驶安全。例如当 HUD 将一些信息显示在前挡风玻璃的时候， 他们总会有前方存在障碍物的错觉，从而影响驾驶者对路面信息的判断。

5. 当前是 HUD 大规模普及的启动点

5.1 HUD 将大规模普及的 4 大驱动因素

随着压制 HUD 渗透率的几大因素逐步减弱，我们认为 HUD 必然会大规模普及，从中高 端车向中低端车渗透。

我们认为 HUD 大规模普及主要有以下 5 大驱动因素：

1）HUD 主要缺陷逐步被解决，显示效果大幅改善，为大规模商业化应用奠定了基础。

2）技术突破以及国内厂商开始进入 HUD 配套市场推动 HUD 价格的逐步下降，HUD 的 性价比在逐步提升。

3）ADAS 渗透率提升使得更多的 HUD 可以显示智能辅助驾驶信息，AR 增强现实技术 的应用可显著提升 HUD 显示效果，二者显著提升了 HUD 的功能，使得驾驶者有更佳的 使用体验。

4）整车厂希望应用 HUD 提升汽车座舱智能化程度，提升科技感，来吸引年轻消费者。

5）HUD 可以在一定程度上提升驾驶安全性和舒适性，迎合当前消费升级大趋势。

①HUD 主要缺陷逐步被解决，显示效果大幅改善，为大规模商业化应用奠定了基础。

上文提到的 HUD 的一些技术型缺陷在这几年得以有效解决，显示效果大幅改善。显示的 分辨率、清晰度、色彩饱和度等都有一个明显的提升。给驾驶员带来的眩晕问题也得以 有效解决。

②技术突破以及国内厂商开始进入 HUD 配套市场推动 HUD 价格的逐步下降，HUD 的性价比在逐步提升。

一方面，随着 HUD 核心部件供应商在投影芯片、玻璃、光源等相关技术上取得突破，有 望带动 HUD 成本下降。目前显示效果最好是 DLP 投影技术，德州仪器在 2018 年发布第 二代 DLP 投影技术，相比较前代产品体积更小，可视面积更高，满足 AR-HUD 的需求。 核心部分DMD在尺寸上降低65%，PGU光源也更小，工作温度范围更大，达到-40-105℃。 而汽车玻璃龙头公司福耀玻璃也针对 HUD，开发了纳米膜挡风玻璃，比楔形 PVB 夹层挡 风玻璃更好适配投影装置，节省调试成本。

另一方面，HUD 技术长期被国外少数厂商所垄断，国外厂商在研发及生产成本上比国内 高不少，并且偏向于高价销售获取利润，较高的定价让 HUD 规模一直受限，无法进一步 的降低生产成本。而国内厂商从 2010 年前后才开始进入这个行业，2015 年前后才开始推 出产品，国内厂商华阳集团、泽景电子等厂商的 HUD 技术实力较强，目前已开始给主机 厂配套 W-HUD，国内厂商在研发及生产上的成本比国外低不少，且更愿意采用低价格销 售的策略以获取市场。

国内厂商的技术突破及规模上量之后将带动 HUD 价格的大幅下降，整车厂出于降本的压 力，也会愿意采用国内厂商的产品。

③ADAS 渗透率提升使得更多的 HUD 可以显示智能辅助驾驶信息，AR 增强现实技 术的应用可显著提升 HUD 显示效果，二者显著提升了 HUD 的功能，使得驾驶者有 更佳的使用体验。

ADAS 全称是高级辅助驾驶系统，拥有众多安全功能，如道偏离警示系统（LDW）、前向 碰撞预警系统（FCW）、盲区监测系统（BSD）、变道辅助系统（LCA）、自适应巡航系统 （ACC）、自动紧急制动（AEB）、自动泊车系统（APS）、车道保持系统（AFL）。

ADAS 渗透率快速提升，为 HUD 显示提供了更多内容。当前 ADAS 渗透率正处于快速 提升中，并且单个车辆配置的 ADAS 功能数也在增加，而且大部分的功能都需要提供信 息给驾驶者，如果采用传统的仪表盘或是中控屏的形式显示，会增加低头查看信息的频 率，反而在一定程度上不利于驾驶安全。HUD 的显示方式可以避免这样问题，并且随着 ADAS 渗透率的提升，可以丰富 HUD 的显示内容，提升 HUD 的自身存在价值。

根据中国汽车工程研究院披露的数据，在 2017 年销售的乘用车里面，有 287 万辆新车装 配有 ADAS 相关功能，涉及车型 728 款，装配率为 13%。而 2018 年，仅前 7 个月，就有 181 万辆新车装配有 ADAS 相关功能，共涉及 889 个车型，装配率进一步提升到 16.42%， 具体到 ADAS 系统里面的单项功能，装配率依次是 BSD（7.53%）、LDW（7.4%）、FCW （6.83%）、AEB（6.48%）、APS（4.58%），ACC（4.44%）、LKS（2.85%）。

AR 是增强现实技术，它是基于现实场景实时叠加数字模型，等于在实景上加标注，AR 技术与 HUD 技术的结合，可以在驾驶员视线区域内合理叠加显示一些驾驶信息，并结合 于实际交通路况当中。AR-HUD 有近投影和远投影两个成像点，近投影显示驾驶员所选 的状态信息，如即时速度、限速、油量等信息，和普通 HUD 一样。远投影的视场角更大， 成像距离更远，用于在路况画面上增加内容。

AR-HUD 将 ADAS 的显示信息与路况深度融合，显示的效果更直观，ADAS 功能在整车 上的普及也将极大丰富 HUD 的显示内容。二者深度融合可以提升各自功能的体验效果， 而已经成为汽车智能化刚需的 ADAS 发展迅猛，有望带动对 AR-HUD 的需求。

④整车厂希望应用 HUD 提升汽车座舱智能化程度，提升科技感，来吸引年轻消费 者。

汽车销量下滑，市场竞争越来越激烈，各整车厂都存在比较强烈的意愿搭载高科技产品 以吸引消费者。而 HUD 作为智能座舱的重要组成部分，科技感十足，在技术、成本成熟 的情况下，HUD 的前装市场已由 30 万以上车型下探至 20 万左右，前装渗透率提升。大 众 MEB 车型 ID3 将全部标配 AR-HUD，而长城汽车爆款车型 H6 即将推出的第三代的中 高配也将标配标配 HUD。

⑤HUD 可以在一定程度上提升驾驶安全性和舒适性，迎合当前消费升级大趋势。

现在消费者对行车安全性和舒适性的重视程度越来越高，而 HUD 可以在一定程度上提升 驾驶安全性和舒适性。

HUD 信息显示位置比传统的仪表位置高，驾驶员想查看车辆仪表信息时，通过 HUD 只 需低头 5-10°，而看组合盘的话则需低 20-25°，驾驶员从组合仪表上查看驾驶信息时， 眼睛从道路转移到组合仪表再转移到道路，由于道路亮度高而组合仪表（车内）的亮度低，眼睛就会经历由亮到暗再到亮的过程，眼睛瞳孔会进行调整，同时眼睛的聚集点会 由远到近再到远，因此驾驶员使用 HUD 可以减少视线转移的时间、视线转移带来的眼睛 瞳孔变化、眼睛聚集点的变化，最终结果就是驾驶员更加集中注意力看前方的路况，减 少眼睛的疲劳程度、提升行车安全性和舒适性。

5.2 目前已经出现向中低端车或自主品牌渗透的迹象

2019 年以来 HUD 开始逐步进入自主品牌中低端车型，自主品牌中以吉利汽车和上汽大 通配置 HUD 车型最多。目前自主品牌中配置 HUD 最多的汽车品牌是吉利汽车和上汽大 通，可以看到 2019 年开始吉利和上汽大通上市车型开始出现 HUD 配置，这些车型售价 基本在 20 万以内。从趋势上看，越来越多的自主品牌车型开始配置 HUD，一方面 2020 年上市且配置了 HUD 的车型数比 2019 年多（吉利和上汽大通 2019 年上市且配置 HUD 的车型合计有 6 个，2020 年合计有 9 个车型），另一方面同一款车型 2020 年上市新车 HUD 配置比例高于 2019 款（如吉利博瑞，20 款配置比例 1/5，21 款配置比例 1/3）。

陆续有 10 万元左右的自主品牌汽车开始标配 HUD，我们认为这是一个重要信号，随着 低价格自主品牌汽车开始标配 HUD，HUD 的大规模普及的确是大势所趋。

长城新一代哈弗 H6 的中高配版本也将标配 HUD，将于 2020 年下半年上市。 7 月初长 城公布了哈弗全新 H6 内饰预告图，新车将配备 12.3 英寸中控屏、全液晶数字仪表盘， 并且搭载同级罕见的 10 英寸 HUD 高清抬头显示，实现三屏联动。

6. 总结及投资建议（详见报告原文）

HUD（Heads Up Display）抬头显示仪是通过将重要的行车信息实时显示在前挡风玻璃 上，避免因驾驶员低头、转移视线等带来的安全隐患的一套显示系统。HUD 系统主要由 投影单元和显示介质两部分构成，其中投影单元内部集成了投影仪、反射镜、投影镜、 调节电机及控制单元，HUD 控制单元从车上数据总线获取车速、导航等信息，并在投影 仪输出图像。根据成像方式及成像内容，目前主要有三种产品形态：C-HUD、W-HUD 以 及 AR-HUD。

技术层面：① HUD 的结构分为两个部分，分别是投影装置和显示介质。目前所使用的 投影技术，主要有 LCD 投影、DLP 投影、激光扫描投影、LCOS 投影。不同的产品显示 介质不同， CHUD 单独配置显示屏幕，使用一片透明树脂作为显示介质，因此挡风玻璃 不需要特殊处理，而 WHUD 和 AR-HUD 采用挡风玻璃作为显示玻璃，需要在玻璃内置 楔形 PVB 或是对玻璃进行镀纳米膜。②AR-HUD 显示效果出众，是 HUD 的发展方向， 而 HUD 与整车系统的深度融合是未来的发展趋势，是座舱电子解决方案和 ADAS 整体 解决方案的重要部分。③HUD 主要的难点在于多场景下显示质量，视场角、成像距离与 设备体积，AR-HUD 还涉及到显示图像与道路融合、驾驶员视线追踪的难点。

市场格局：目前 HUD 市场基本被国外巨头垄断，前五名占据了 95%的市场份额。日本 精机、德国大陆、日本电装、伟世通、德国博世的市占率依次为 55%、18%、16%、3%、 3%。（2016 年）国内也有众多规模相对偏小的供应商，比如华阳集团、泽景电子、未来 黑科技、水晶光电、点石创新、京龙睿信等，其中华阳集团综合实力最强。HUD 前挡玻 璃主要被福耀玻璃、板硝子、旭硝子、圣戈班等汽车玻璃巨头垄断。

空间测算：①我国 HUD 市场空间测算：假设到 2025 年 HUD 在我国乘用车前装市场的 装配率达到 30%，则 2025 年我国 HUD 前挡风玻璃市场空间将达到 40.8 亿元，HUD 系 统市场空间 101.9 亿元，对应 19 年 CAGR=57.3%。②全球 HUD 市场空间测算：假设到 2025 年 HUD 在全球乘用车前装市场的装配率达到 31%，则 2025 年全球 HUD 前挡风玻 璃市场空间将达到 127.1 亿元，HUD 系统市场空间 317.8 亿元，对应 19 年 CAGR=21.9%。

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（报告观点属于原作者，仅供参考。报告来源：长城证券）

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