文|光大證券 劉凱 石崎良
編輯|智東西內參
智能控制器指在儀器、設備、裝置、系統中為完成特定用途而設計的計算機控制單元，一般以微控制器（MCU）芯片或數字信號處理器（DSP）芯片為核心部件，通過置入相應的計算機軟件程序以完成某些特定的感知、計算和控制功能。智能控制器是智能設備的大腦，位于產業鏈中游。成本構成中直接材料成本占比高，其中上游芯片為最重要的原材料。下游終端市場包含汽車電子、家用電器、電動工具、醫療設備、智能家居等領域。
本期的智能內參，我們推薦光大證券的報告《AIoT 行業動態報告之智能控制器篇》，詳解智能控制器的上下游產業鏈概況和國產廠商的發展趨勢。
01.智能控制器：智能終端的大腦
智能控制器是內置于智能設備中的一種計算機控制單元，其通過接口獲取設備工作狀態、命令執行結果以及環境數據等信息，執行內部控制程序，輸出控制信號來控制設備，實現對被控設備的自動化控制。智能控制器是生活電器、電動工具汽車等整機產品在原有功能應用基礎上進行拓展的高附加值產品，位于產業鏈中部。
其上游原材料主要有 IC 芯片、PCB 板、晶體管、電容電阻等元器件，下游應用廣泛，主要包含家用電器、汽車電子、電動工具、智能家居、醫療健康等相關行業。其中,上游原材料中最核心的零部件為 IC 芯片,主要制造公司有恩智浦、三星電子、意法半導體等，控制器廠商國外主要有代傲、英維斯，國內主要廠商有拓邦股份、和而泰、朗科智能、貝仕達克等。下游各子領域主要公司有家用電器領域的美的、海爾、西門子、九陽等家電企業，電動工具領域的 TTI、VAX、AEG 等海外電動工具龍頭，汽車電子領域的博格華納、尼德科等 TIER1 廠商以及特斯拉、BBA 等汽車主機廠。
▲智能控制器產業鏈
21 世紀 90 年代，小家電行業誕生，作為家電上游行業的智能控制器行業逐步從家電整機制造行業中分離，成為一個新興行業。中國智能控制器行業自起步至今大致可劃分為三個發展階段：
▲中國智能控制器行業發展歷程
智能控制器的產業鏈上游原材料主要由 IC 芯片、PCB 板、電容電感、三極管、線材等電子元器件構成。從成本占比來看（2020H1），根據瑞德智能招股書，直接材料是智能控制器成本的最主要來源，占比約在 79%左右。其中，IC 芯片是成本占比最高的上游元器件，占比約為 17%。而從技術層面來看，IC 芯片生產涵蓋設計、晶圓制造、封裝、測試等多個步驟，技術含量也相對較高，是上游材料中的核心部件。
▲2020 年 1-6 月智能控制器原材料成本占比
智能控制器所用的 IC 芯片以 MCU 芯片為主。MCU 即微控制器，能夠實現對特定應用的控制處理，其工頻和功耗低于 CPU、MPU 等芯片，廣泛應用于智能控制、家電等領域。目前 MCU 供給主要來自海外，國內廠商技術相對落后且產能難以滿足需求。根據 IC Insights 的數據，按銷售額統計 2020 年美國 IC芯片份額占全球的 55%，韓國占 21%，中國大陸僅占 5%左右。而從細分結構來看，2020 年國內 MCU 芯片占 IC 產品比重僅為 3.6%。從實際采購情況來看，國際電子商情的調研數據表明，2020 年約有 73%的公司選擇海外供應商，相對集中在意法半導體（18%）、恩智浦（14%）、德州儀器（11%）等海外龍頭。
▲全球 IC 芯片份額分布
智能控制器行業下游應用廣泛，涉及領域眾多，主要包括家用電器領域、電動工具及設備領域、健康及護理領域、汽車電子領域和智能建筑及家居領域等。根據沙利文數據顯示，中國智能控制器各應用領域市場規模占比中，汽車電子、家用電器和電動工具及設備占據前三大份額，市場規模占比分別為 23.6%，13.2%和 11.8%，合計共占約 50%的份額。伴隨互聯網和通訊技術的不斷發展，各產品及行業領域的互通性不斷加強，大數據應用等智能化需求將大幅度增加，持續刺激家用電器、汽車電子和電動工具及設備等領域對智能控制器需求的增長。
作為中游部件，智能控制器對于下游景氣度具有較高的依賴，下游市場空間的變化趨勢對于智能控制器企業影響深遠。伴隨著物聯網的高速成長，產品智能化進程不斷加快，智能控制器的下游空間被進一步打開，前景廣闊。增長空間廣闊。根據 Frost &Sullivan 的預測，到 2024 年全球智能控制器市場規模有望達到約2 萬億美元，國內智能控制器市場將達到 3.8 萬億元。2015-2020 年，國內智能控制器市場規模 CAGR 達到 15.2%，而全球 2015-2020 年智能控制器市場的CAGR 為 5.6%，國內市場年復合增長速度相對更快，增長空間廣闊。
▲全球智能控制器市場規模預測（單位：億美元）
▲國內智能控制器市場規模預測（單位：億元）
02.巨大增量空間，國產廠商加速成長
國內公司的生產模式逐步向 ODM、JDM 轉移，為下游公司節約了設計成本，進一步拉升了國內廠商的國際競爭力。ODM 模式和 JDM 模式下的產品設計基本由控制器公司完成，設計權限從下游向中游的轉移能夠提升下游公司的客戶黏性，幫助國內企業完成從獲取海外份額到留住海外份額的轉換。目前，國內智能控制器規模較大的企業和而泰 ODM 比例在 70%左右，拓邦股份在 50%左右，中小規模公司朗特智能、瑞德智能的 ODM 比例也達到 45%以上。
▲國內公司研發費用不斷提升（單位：億元）
從全球競爭格局來看，海外智能控制器行業發展相對較早，占據較多市場份額，國內廠商份額占比較少。但隨著國內廠商技術實力的不斷加強，以及國內工程師紅利的逐步釋放，部分海外訂單流入國內，國內市場的整體份額有所增長。2017 年以來，國內智能控制器公司如拓邦股份、和而泰、朗科智能等公司的海外業務收入均維持增長，海外份額不斷提升。
▲國內公司海外收入不斷提升（單位：億元）
另外，近年來受到國家相關政策的持續推動，發展環境友好。2020 年 3 月，發改委等 22 部門聯合頒布《關于促進消費擴容提質加快形成強大國內市場的實施意見》，明確提出要鼓勵企業利用物聯網、大數據、云計算、人工智能等技術推動各類電子產品的智能化升級；2020年 5 月，工信部提出要推廣移動物聯網技術在智能家居、可穿戴設備、兒童及老人照看、寵物追蹤等產品中的應用，進一步明確了物聯網快速滲透的技術背景下智能控制行業的明朗前景。
▲智能控制器行業有關支持政策
家用電器是智能控制器最主要的應用場景之一，具有多品類、多功能的特點。家電行業的發展能夠拉動各品類家用電器智能控制器需求提升。
▲我國家電行業主營業務收入變化（單位：萬億元）
從家電的品類結構來看，近幾年小家電產品越來越多樣，榨汁機、面包機、空氣炸鍋、美容儀、除螨儀等層出不窮，在滿足消費者的精細化需求的同時，具有低單價、小體積的差異優勢，成為拉動家電領域的重要板塊。根據 Frost &Sullivan的預測，到 2024 年，我國小家電市場規模有望突破 2000 億元，2020 年到 2024年復合增長率有望達到 9.77%。而根據智研咨詢的數據，2020 年我國家庭平均擁有小家電數量不足 10 件，而歐美國家該數據在 20-30 件左右，我國小家電市場仍有較為可觀的滲透空間。隨著消費者需求的不斷細化，以及小家電品類的逐步多元，我國家電行業將受到小家電快速增長的有力拉動，迎來增長動能。
▲我國小家電市場規模預測（單位：億元）
電動工具是以電力為能源的機械化工具，包括電鉆、電錘、割草機、掃雪機等，是對傳統工具的技術升級。智能控制器能夠精準控制電動工具的轉速、功率等參數，是電動工具的核心部件之一。按應用場景劃分，電動工具主要可以分為專業級、工業級、DIY 級三種，其中專業級和工業級主要面向 B 端，能夠實現更加精細的機械切割、機械控制等。DIY 級電動工具則主要面向 C 端，以家庭為主要應用場景。
從行業格局來看，電動工具行業份額集中度高且集中于海外，Stanley、TTI 等為行業龍頭。從區域份額來看，受居住場景與生活習慣的影響，電動工具應用市場主要在北美和歐洲，亞太區域的滲透率仍有待提升。根據 Choice 的數據，2019年全球電動工具銷售額分別有 38.4%、32.1%分布在北美和歐洲，亞太則占20.8%。
智能控制器對接方面，2018 年在 TTI 產品智能控制器的前八名供應商中，我國的 4 家企業拓邦股份、和而泰、朗科智能、貝仕達克對TTI 供應占比達到 80%以上。我們認為，我國智能控制器企業在電動工具領域已經積累了一定的海外客戶經驗，在海外電動工具需求穩定的區域特征下，拓邦股份、和而泰等領軍公司有望進一步打入其他海外客戶的供應體系，打開海外成長空間。根據頭豹研究院的預測，到 2025 年，我國電動工具市場規模有望達到 937億元，2020 年到 2025 年 CAGR 在 3%左右。智能汽車是汽車領域的重要發展方向，也是國家高度重視的發展方向，為此，國家多次出臺配套政策標準推動行業發展。早在 2015 年，國務院發布的我國實施制造強國戰略第一個十年的行動綱領《中國制造 2025》中就將智能輔助駕駛放在重要位置，指出到 2025 年我國要掌握智能駕駛核心技術，初步建立智能網聯汽車相關研發體系及配套產業群。
▲截至 2021 年國家智能汽車相關政策
近年來，隨著谷歌、百度、華為、特斯拉等全球科技巨頭進行大量的研發投入，智能網聯汽車發展的相關技術瓶頸被逐步攻克，L2-L4 級別輔助駕駛智能汽車已逐步量產。根據前瞻產業研究院數據，2019 年配備嵌入式移動網絡的全球智能網聯汽車出貨量達到 5110 萬輛，與 2018 年相比增長了 45.4%;預計到 2025 年，全球智能網聯汽車的出貨量將進一步增至 9323 萬臺。中國的智能汽車數量從2016 年的 146 萬輛增長到 2020 年的 1306 萬輛，CAGR 高達 72.9%，智能汽車滲透率也提高到了 52%。隨著智能網聯新車型的加速投放，市場及潛在消費者對于智能網聯認可度的提升，智能網聯新車市場滲透率有望逐步提升，預計到2030 年將達到 95%。
▲中國智能汽車市場規模及滲透率（單位：萬輛）
汽車電子是指汽車中所搭載的電子裝置和設施的統稱，主要可分為汽車電子控制系統和車載電子電器兩大類。汽車電子對于智能控制器的需求存在較大剛性，是智能控制器應用最廣泛的領域之一。隨著物聯網技術推動車聯網的成熟落地，汽車電子智能化趨勢催生了十分多元的汽車電子品類，從而對智能控制器形成了新的需求。根據智研咨詢預測，2022 年我國汽車電子市場規模有望達到9783 億元，2017 年到 2022 年 CAGR 有望達到 10.6%，超過全球市場 6.7%的CAGR。
▲我國及全球汽車電子市場規模預測（單位：億元）
汽車電子領域未來的驅動力主要來源于汽車電動化和智能化，新能源汽車對傳統汽車的替代，以及物聯網智能化的發展有望通過刺激汽車電子行業來間接推動智能控制器行業景氣上行。首先，受鋰電技術的不斷成熟以及世界各國節能減排政策的推動，汽車電動化趨勢不斷加深，并將在未來繼續滲透，形成對燃油車的全面替代。而電動化能夠明顯提升汽車電子的價值比例，我們認為這將為零部件廠商帶來增益，利好控制器行業發展。對于傳統緊湊車型，一輛車的成本構成中汽車電子所占比例在 15%左右，而對于純電動車型而言該比例達到65%，提升明顯。
目前，汽車中的電子控制單元被稱為 ECU，其特點是搭載數量會隨著功用單元的增加而線性增加。而汽車智能化的發展趨勢下，各類功能被不斷催生，ECU數量的持續增加將加劇總線壓力，降低傳輸效率。從發展趨勢來看，目前的 ECU分布式結構將會隨汽車智能化程度的加深轉向 DCU 域集中結構，而這將倒逼智能控制器的技術升級，提升控制器的價值量。
近年來，國內智能控制器行業的競爭格局呈現強者恒強趨勢，龍頭企業逐步顯現。從營收規模、營收增速、研發實力三個維度考慮，國內智能控制企業大致可細分為三個陣營。第一陣營包含拓邦股份、和而泰，此類公司控制器業務起步相對較早，具備一定的先發優勢，下游覆蓋廣泛，具有較大營收規模的同時維持著較高的增速；第二陣營包括和晶科技、朗科智能、華聯電子等，此類公司營收規模在 10~20 億元，營收增速相對較低；第三陣營包括振邦智能、貝仕達克、朗特智能等控制器業務起步相對較晚的公司，此類公司營收規模在 10 億元以下，但增速較高，具有較好的成長性。
2018 年以來，位列第一陣營的拓邦股份、和而泰相對占有率（占圖表 41 內 8家上市公司收入總和比例）不斷提升，2020 年兩家廠商相對占有率已達 57.47%，拓邦股份、和而泰的體量和其他 6 家廠商相比已存在明顯優勢。國內智能控制器行業的規模效應釋放越來越明顯，上游芯片緊缺背景下龍頭企業成本優勢、產能優勢、技術優勢等與其他公司的差距將逐步拉開。
作為頭部廠商，拓邦股份、和而泰不僅營收比其他公司更高，研發投入比例也高于同業公司。隨著消費者需求的不斷升級，智能控制器的技術含量也越來越高，研發水平將會成為智能控制器行業的關鍵成功因素，頭部廠商高額的營收足以支撐其加大研發投入，進一步拉開同其他廠商的技術差距，從而打入更多優質客戶供應鏈，獲得更多市場份額。相比之下，眾多未上市的小企業由于資金量難以支撐研發需要，產品性能難以滿足下游客戶需求，將會逐步喪失市場訂單，最終被高速發展迭代的市場淘汰。
智東西認為，智能控制器行業頭部企業由于具有生產成本更低、原材料供應更穩定、研發投入更高、客戶黏性更強等優勢，因此在行業景氣周期向上階段將會更加具有彈性。此外在 AIOT 和 5G 的萬物智能時代，國產替代浪潮打開智能控制器上游中國芯片廠商的成長空間。