北京時(shí)間09月22日消息，中國觸摸屏網(wǎng)訊，
報(bào)告主要包括四部分，具體如下：HUD 基本情況、簡述HUD 技術(shù)原理、HUD 技術(shù)全球發(fā)展史。
本文來自：http://www.shushumall.com/lcd/news/dynamic/2022/0922/61785.html
HUD 技術(shù)整體發(fā)展趨勢：縱覽該領(lǐng)域全球技術(shù)迭代歷程，主要產(chǎn)品迭代階段；以及HUD 核心技術(shù)的突破方向、該技術(shù)領(lǐng)域國家間的競爭格局和技術(shù)市場布局情況。
HUD 技術(shù)企業(yè)競爭格局：淺析HUD4 家代表性企業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢、全球技術(shù)布局、核心團(tuán)隊(duì)成員及最新專利申請(qǐng)，4 家代表性企業(yè)分別是：兩家全球龍頭企業(yè)（日本精機(jī)、日本電裝）、兩家中國龍頭企業(yè)（華陽多媒體電子、未來黑科技）。
HUD 技術(shù)未來展望：基于基礎(chǔ)調(diào)研、專利分析以及代表性企業(yè)的技術(shù)對(duì)比，對(duì) HUD 主要技術(shù)趨勢進(jìn)行展望。
報(bào)告主要包括以下結(jié)論：
1. 從整體技術(shù)研發(fā)特性上看，全球HUD技術(shù)領(lǐng)域的相關(guān)專利量共約1.95 萬件。在 2011 年-2017年期間，HUD 技術(shù)專利量呈現(xiàn)逐年增加的態(tài)勢，2017 年專利申請(qǐng)量達(dá)到歷年頂峰，2017 年后全球HUD 專利申請(qǐng)量稍有回落。
2. 從核心技術(shù)未來發(fā)展路線上看，投影單元（PGU）作為HUD 的核心技術(shù)壁壘決定著產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展方向。我們判斷，HUD 投影技術(shù)正處于拐點(diǎn)時(shí)期。雖然，從歷年專利增量維度看，LCD 投影技術(shù)專利規(guī)模最大，專利增速最快。但因存在散熱不足等缺點(diǎn)，限制了該技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用。而MEMS 激光投影技術(shù)因具備結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)勢，未來如果能在成本端和溫度端實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，則具有廣泛應(yīng)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(qǐng)都聚集在日本、中國、美國。其中，日本在HUD 技術(shù)領(lǐng)域研發(fā)起步較早，是目前全球?qū)＠暾?qǐng)量最多的國家。然而，近幾年HUD 技術(shù)卻在中國市場呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展態(tài)勢，2020 年首次超越日本成為該技術(shù)領(lǐng)域研發(fā)熱度最高的國家。
4. 從技術(shù)市場格局上看，中日美是HUD 技術(shù)應(yīng)用最重要的三個(gè)目標(biāo)市場。隨著2015 年前后開始的汽車工業(yè)“新四化“浪潮催生中國HUD 產(chǎn)業(yè)變革，中國市場已經(jīng)成為世界企業(yè)爭相布局的焦點(diǎn)，并且近年來逐步拉大與其他國家之間的差距。
5. 從企業(yè)競爭格局上看：HUD 技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域呈現(xiàn)“兩極爭霸”的競爭格局，日本精機(jī)和日本電裝在技術(shù)研發(fā)和專利儲(chǔ)備上均遙遙領(lǐng)先。而中國供應(yīng)商華陽多媒體電子、未來黑科技成為全球HUD 技術(shù)20 強(qiáng)中僅有的2 家中國公司。
引言
當(dāng)今世界正經(jīng)歷百年未有之大變局，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革方興未艾，隨著人工智能以及移動(dòng)通信技術(shù)的高速發(fā)展，電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化已經(jīng)成為汽車行業(yè)未來的發(fā)展趨勢。汽車也正在由交通工具向智能移動(dòng)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(dǎo)致汽車座艙形態(tài)、座艙功能和交互方式發(fā)生翻天覆地的變化。而面對(duì)智能座艙域中日益增多的車內(nèi)外信息和車載功能時(shí)，駕駛員如何有效進(jìn)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(jī)交互方式成為一個(gè)重要的課題。其中，抬頭顯示系統(tǒng)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(xiàn)已經(jīng)成為越來越多主機(jī)廠競爭的技術(shù)重點(diǎn)。基于此，本報(bào)告將從專利視角出發(fā)，全方位分析目前全球抬頭顯示系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展情況，包括抬頭顯示系統(tǒng)的技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展趨勢、前沿技術(shù)突破、國家競爭格局、技術(shù)市場分布和企業(yè)競爭格局。
一．HUD 基本情況
1.1 技術(shù)原理
抬頭顯示（Heads-up display, 以下簡稱：HUD）系統(tǒng)，又稱平視顯示系統(tǒng)。其作用是把時(shí)速、導(dǎo)航等重要的行車信息，投影到駕駛員前面的擋風(fēng)玻璃上，讓駕駛員盡量做到不低頭、不轉(zhuǎn)頭就能看到時(shí)速、導(dǎo)航等重要的駕駛信息。（見圖表1）作為智能座艙的核心賣點(diǎn)， 預(yù)計(jì)2025 年全球和中國的抬頭顯示系統(tǒng)市場規(guī)模將分別達(dá)到385/125 億元，2020-2025 年的CAGR 將分別為42%/42%。可見，消費(fèi)者對(duì)抬頭顯示系統(tǒng)的認(rèn)知度正以前所未有的速度增長。圖表1：HUD 技術(shù)原理（資料來源：網(wǎng)絡(luò)、智慧芽整理）
1.2 技術(shù)發(fā)展史
HUD 技術(shù)發(fā)展史可分為三個(gè)階段：技術(shù)萌芽階段、技術(shù)轉(zhuǎn)化階段、技術(shù)成長階段。技術(shù)萌芽階段：HUD 原先是戰(zhàn)爭的產(chǎn)物，最早開始是被應(yīng)用于戰(zhàn)斗機(jī)上，飛行員在高速飛行中需要極快的反應(yīng)速度和高度集中的注意力。而戰(zhàn)機(jī)的儀表復(fù)雜，所以為了避免飛行員頻繁的通過儀表查看飛行數(shù)據(jù)，分散注意力，HUD 系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。
技術(shù)轉(zhuǎn)化階段：1972 年，英國專利人員提出了對(duì)平視系統(tǒng)應(yīng)用在汽車上的改進(jìn)，根據(jù)對(duì)汽車擋風(fēng)玻璃的弧度、駕駛員視線角度等參數(shù)的調(diào)整，提供了將平視系統(tǒng)應(yīng)用在汽車上的具體技術(shù)方案。然而由于成像質(zhì)量不理想且成本高昂，這一方案沒能投入到市場進(jìn)行應(yīng)用。
技術(shù)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(shù)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(yīng)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(dǎo)航儀以及倒車?yán)走_(dá)等設(shè)備的配合，為駕駛員實(shí)時(shí)顯示車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、擋位狀況、轉(zhuǎn)向燈、導(dǎo)航提示、故障提示、定速巡航狀態(tài)及巡航速度、收聽廣播的頻率等信息。一些具備自動(dòng)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(shù)整體發(fā)展趨勢
2.1 技術(shù)迭代歷程
通過關(guān)鍵詞在智慧芽全球?qū)＠麛?shù)據(jù)庫中檢索發(fā)現(xiàn)，HUD 技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)專利量共約1.95 萬件。結(jié)合HUD 技術(shù)發(fā)展史發(fā)現(xiàn)，隨著汽車邁向智能化的進(jìn)程加速，HUD 技術(shù)專利量在2011 年-2017年間，呈現(xiàn)逐年增加的態(tài)勢。其中，2016 年，Intersil 公司提出的采用MEMS 激光掃描技術(shù)來作為HUD 的投影單元（該單元具有更高的電導(dǎo)率，并且降低了整體光學(xué)系統(tǒng)復(fù)雜性和尺寸），大力推動(dòng)了HUD 技術(shù)的進(jìn)步。作為行業(yè)的里程碑事件，也帶動(dòng)了HUD 技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)熱度，專利申請(qǐng)量也在2017 年達(dá)到頂峰。2017 年后，全球HUD 技術(shù)專利申請(qǐng)量稍有回落。
（見圖表3）而HUD 產(chǎn)品根據(jù)技術(shù)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(fēng)擋型抬頭顯示），第三代為AR-HUD（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)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(jí)趨勢。
2.2 核心技術(shù)突破
HUD 整體結(jié)構(gòu)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(tǒng)總價(jià)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(shù)。以下將通過智慧芽全球?qū)＠麛?shù)據(jù)庫檢索三種投影技術(shù)。
傳統(tǒng)LCD 投影技術(shù)：主要是液晶屏顯示后通過反射改變光源角度最終在擋風(fēng)玻璃上成像。從2011 年至今，傳統(tǒng)LCD 投影技術(shù)共申請(qǐng)專利約3000 件，且每年專利增長數(shù)量均大幅超過其他兩類投影技術(shù)，是近十年內(nèi)行業(yè)內(nèi)最主流的研發(fā)方向。但其缺點(diǎn)在于光線經(jīng)過液晶后亮度會(huì)有一定程度的衰減，并且因?yàn)橐壕еg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(guān)的技術(shù)廠商近幾年開始逐漸轉(zhuǎn)向顯示效果更好的DLP 和MEMS 激光投影等技術(shù)方向。
MEMS 激光投影技術(shù)：通過使用具有較高功率的紅、綠、藍(lán)（三基色）單色激光器為光源，激光在機(jī)器內(nèi)經(jīng)過相應(yīng)的光學(xué)元件和處理芯片的整合與掃描后投射在顯示屏上。其技術(shù)優(yōu)勢在于其色域空間大、色飽和度高、分辨率清晰。從專利申請(qǐng)趨勢來看，MEMS 激光投影技術(shù)從2011 年開始每年的專利增長數(shù)量與LCD 投影技術(shù)間的差距逐漸縮小。
MEMS 激光投影技術(shù)逐漸成為HUD 技術(shù)領(lǐng)域重要的研發(fā)方向。但由于目前成本高且不能達(dá)到車規(guī)要求的85 攝氏度的工作要求，其技術(shù)熱度從2017 年開始呈現(xiàn)下滑趨勢。
DLP 投影技術(shù)：是一種以數(shù)字微鏡裝置作為成像器件，通過調(diào)節(jié)反射光實(shí)現(xiàn)投射圖像的投影技術(shù)。技術(shù)優(yōu)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(shè)計(jì)中，具有溫升控制功能的DLP 投影技術(shù)相比LCD 投影技術(shù)更具優(yōu)勢。從專利申請(qǐng)趨勢來看，從2011 年至今，DLP 投影技術(shù)共申請(qǐng)專利約1000 件，且每年的專利增長數(shù)量均低于LCD 和激光投影技術(shù)。
主要源于DLP 數(shù)字光處理核心技術(shù)屬于美國德州儀器（TI）公司，其他廠商在使用該技術(shù)時(shí)均需要取得德州儀器的專利授權(quán)，而且目前DLP 投影技術(shù)的設(shè)計(jì)難度與生產(chǎn)成本均高于LCD 投影技術(shù)，因此限制了DLP 投影技術(shù)的發(fā)展。其次，從宏觀層面看，中美貿(mào)易摩擦不斷，若主機(jī)廠大規(guī)模采用DLP 投影技術(shù)則存在斷供風(fēng)險(xiǎn)，或者若TI 與主機(jī)廠業(yè)務(wù)關(guān)系發(fā)生不利變化、其供貨價(jià)格有重要調(diào)整、亦或因國家間貿(mào)易爭端或新冠疫情進(jìn)一步蔓延導(dǎo)致無法及時(shí)供貨，也會(huì)對(duì)主機(jī)廠的生產(chǎn)經(jīng)營進(jìn)一步產(chǎn)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(shù)類型決定著未來HUD 產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。綜合比較以上所述三種投影技術(shù)類型，我們判斷，HUD投影技術(shù)正處于技術(shù)迭代的拐點(diǎn)時(shí)期。1）雖然當(dāng)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(shù)相結(jié)合的大趨勢下，LCD 投影技術(shù)將逐漸被新技術(shù)取代。2）雖然基于DLP 技術(shù)的AR-HUD顯示效果更為出色，但是DLP 投影技術(shù)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(fēng)險(xiǎn)，亟需有企業(yè)打破技術(shù)壟斷。3）MEMS 激光投影技術(shù)相比于DLP 技術(shù)，結(jié)構(gòu)簡單，光學(xué)引擎大幅簡化。如果能在成本端和溫度端實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，MEMS 激光投影技術(shù)則非常具有應(yīng)用前景。
2.3 國家競爭格局
在國家競爭格局層面分析發(fā)現(xiàn)，全球超過三分之二的專利申請(qǐng)都聚集在日本、中國、美國三個(gè)國家。
從全球?qū)＠袌鲋饕夹g(shù)來源國分布來看，2011 年-2021 年期間，排名第一的日本在HUD技術(shù)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量達(dá)到6402 件, 占比32.86%；其次是中國在HUD 技術(shù)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量4571 件，占比23.57%；美國排名第三，申請(qǐng)量3216 件，占比16.51%，專利申請(qǐng)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(shù)領(lǐng)域中，國家間的實(shí)力不平衡態(tài)勢顯著，第一梯隊(duì)（日中美）間的專利儲(chǔ)備層次相差較大。進(jìn)一步對(duì)比中日美三國專利申請(qǐng)量的時(shí)間維度發(fā)現(xiàn)，中國在該領(lǐng)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(shù)來源國。而其他國家/ 地區(qū)的專利申請(qǐng)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(shù)市場布局
從技術(shù)市場格局上看，中日美也是HUD 技術(shù)應(yīng)用最重要的三個(gè)目標(biāo)市場。
從主要申請(qǐng)人中日美的HUD 技術(shù)專利申請(qǐng)趨勢發(fā)現(xiàn)，2014 年-2015 年是重要分水嶺。在2014年之前，中日美三國HUD 技術(shù)的專利申請(qǐng)量呈現(xiàn)膠著增長態(tài)勢。2014 年后，中國開始迅速成長為全球最受關(guān)注的HUD 技術(shù)目標(biāo)市場。此后，中國連續(xù)7 年成為全球HUD 技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠季值牡谝皇袌觥＝刂?021 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(fā)現(xiàn)，過去十年世界HUD 技術(shù)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(dòng)化的道路，通過彎道超車改變了中國汽車行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀。而汽車行業(yè)電動(dòng)化的變革，也標(biāo)志著汽車功能的日益完善，意味著汽車產(chǎn)業(yè)正在由電動(dòng)化的基礎(chǔ)向智能化發(fā)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(shè)施網(wǎng)絡(luò)的逐步建設(shè)，眾多國際汽車零部件供應(yīng)商都在把中國市場作為探索轉(zhuǎn)型的道路。而美、日兩國政府在汽車電動(dòng)化和智能化轉(zhuǎn)型的步調(diào)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(shù)企業(yè)競爭格局
隨著世界經(jīng)濟(jì)環(huán)境的變化和科技水平的發(fā)展，企業(yè)面對(duì)的市場競爭愈加激烈，只有通過創(chuàng)新，不斷生產(chǎn)出滿足市場需求的新產(chǎn)品，符合消費(fèi)者的需要，才可以提高企業(yè)自身的市場競爭力和市場占有率。而專利數(shù)從某種程度上看意味著一家企業(yè)真正研發(fā)能力的體現(xiàn)。
3.1 全球企業(yè)競爭總體格局
從全球?qū)＠暾?qǐng)量排名來看，前20 的專利申請(qǐng)人持有HUD 專利總量為5700 余件，約占HUD專利總數(shù)的29%，體現(xiàn)出該技術(shù)專利集中度較高的特點(diǎn)。
HUD 技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域呈現(xiàn)“兩極爭霸”的競爭格局，日本精機(jī)和日本電裝在技術(shù)研發(fā)和儲(chǔ)備上遙遙領(lǐng)先。其中，日本精機(jī)以超過1000 件相關(guān)專利量排名第一，占比約18%；日本電裝以約1000 件相關(guān)專利量排名第二，占比約17%；日本矢崎以約340 件相關(guān)專利量排名第三，占比約6%。日本企業(yè)壟斷了前三名，且11 家日本企業(yè)占全球HUD 技術(shù)前二十名專利申請(qǐng)人申請(qǐng)量的約69%，體現(xiàn)出日本企業(yè)在HUD 技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先實(shí)力和深厚的技術(shù)儲(chǔ)備。而我國僅有華陽多媒體和未來黑科技兩家企業(yè)上榜，分別位列第十四和第十七名。
而企業(yè)作為最直接的市場競爭主體，專利申請(qǐng)量不僅能夠體現(xiàn)出日本企業(yè)在HUD 技術(shù)的研發(fā)實(shí)力比較突出的特點(diǎn)，在企業(yè)市場占有率中也會(huì)有直接體現(xiàn)。結(jié)合市場份額層面，目前HUD 市場基本被日本精機(jī)株式會(huì)社、德國大陸汽車有限公司和日本電裝株式會(huì)社三家公司壟斷，共占據(jù)了全球?qū)⒔?0% 的市場份額。（見圖表7）
日本精機(jī)株式會(huì)社和日本電裝株式會(huì)社作為HUD 技術(shù)領(lǐng)域排名第一和第二的主要專利申請(qǐng)人，占HUD 技術(shù)領(lǐng)域全球?qū)＠岸暾?qǐng)人專利申請(qǐng)量的35%，說明HUD 技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域呈現(xiàn)出以日本精機(jī)和日本電裝為首，其余企業(yè)跟隨的“兩極爭霸”的競爭態(tài)勢。并且在HUD 全球市場占有率上，日本精機(jī)和日本電裝市占率近60%。故選擇日本精機(jī)和日本電裝作為本次國外HUD 技術(shù)典型企業(yè)進(jìn)行對(duì)標(biāo)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(yè)，分別位列HUD 技術(shù)領(lǐng)域全球?qū)＠暾?qǐng)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(chǎn)HUD 產(chǎn)品的龍頭企業(yè)，而未來黑科技也是眾多國際和國內(nèi)車企的技術(shù)合作伙伴，故選擇華陽多媒體和未來黑科技作為本次國內(nèi)HUD 技術(shù)典型企業(yè)進(jìn)行對(duì)標(biāo)分析。
從日本精機(jī)、日本電裝、華陽多媒體和未來黑科技四家公司在HUD 技術(shù)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)趨勢圖中可以發(fā)現(xiàn)，兩家日本公司在該技術(shù)領(lǐng)域研發(fā)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(shù)領(lǐng)域的研發(fā)有所進(jìn)展。其次，從年專利申請(qǐng)量來看，日本精機(jī)和日本電裝年均專利申請(qǐng)量均遠(yuǎn)超于華陽通用和未來黑科技，說明國產(chǎn)HUD 公司與HUD 頭部公司在技術(shù)研發(fā)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(shù)的研發(fā)上持續(xù)突破，在質(zhì)量達(dá)標(biāo)的前提下，汽車整車廠會(huì)更傾向于選擇國產(chǎn)HUD 企業(yè)作為定點(diǎn)供應(yīng)商。（見圖表8）
3.2 全球HUD 龍頭企業(yè)技術(shù)分析
3.2.1 日本精機(jī)株式會(huì)社（Nippon Seiki）
日本精機(jī)株式會(huì)社成立于1946 年，主營車載儀表業(yè)務(wù)、零部件業(yè)務(wù)、樹脂材料業(yè)務(wù)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。
- 技術(shù)研發(fā)趨勢
日本精機(jī)株式會(huì)社累計(jì)申請(qǐng)HUD 技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)專利超過1000 余件。1987 年，日本精機(jī)開始將HUD 定位于繼儀器儀表后業(yè)務(wù)擴(kuò)展的支柱業(yè)務(wù)，并于同年開始投入開發(fā)。1989 年日本精機(jī)申請(qǐng)了第一件HUD 專利，并于1999 年開始大規(guī)模量產(chǎn)。此后，從2011 年開始，日本精機(jī)在HUD 領(lǐng)域從技術(shù)萌芽期走到技術(shù)成長期，每年申請(qǐng)HUD 相關(guān)專利超過20 件，專利申請(qǐng)量于2017 年達(dá)到波峰。2018 年之后，日本精機(jī)在HUD 技術(shù)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量呈現(xiàn)下滑趨勢（由于專利申請(qǐng)公布存在滯后性，可能造成的近兩年的數(shù)據(jù)更新滯后）。（見圖表9）
在AR-HUD 領(lǐng)域，日本精機(jī)也已經(jīng)研發(fā)多年，目前日本精機(jī)現(xiàn)有AR-HUD 產(chǎn)品的投影距離可以達(dá)到10m，是傳統(tǒng)HUD 顯示距離的3 倍以上，圖像顯示面積也能達(dá)到80 英寸。尤其在光學(xué)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)技術(shù)方面，從設(shè)計(jì)到制造的集成生產(chǎn)系統(tǒng)，日本精機(jī)的客戶響應(yīng)/ 支持能力以及全球部署的制造基地方面都具有領(lǐng)先優(yōu)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(dá)等國際頭部車企。
2. 全球技術(shù)布局
日本精機(jī)在HUD 技術(shù)的專利申請(qǐng)策略體現(xiàn)出跟隨性的特點(diǎn)。從全球技術(shù)布局來看，日本精機(jī)除了在日本本土進(jìn)行大量布局專利外，也會(huì)跟隨其主要客戶（德系和日系主機(jī)廠）的市場需求進(jìn)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(yè)務(wù)和市占率，日本精機(jī)在這些市場進(jìn)行不同程度的專利布局，體現(xiàn)出強(qiáng)跟隨性的特點(diǎn)。（見圖表10）
3. 核心團(tuán)隊(duì)及最新研發(fā)進(jìn)展
從日本精機(jī)排名前十的發(fā)明人及其活躍時(shí)間發(fā)現(xiàn)，公司的核心發(fā)明人平均活躍時(shí)間均＞ 8 年，有5 位核心發(fā)明人在企業(yè)工作時(shí)間超過10 年，體現(xiàn)出日本精機(jī)在人才管理方面具有較高的穩(wěn)定性。最新的專利申請(qǐng)能夠代表企業(yè)最新的研發(fā)成果，從側(cè)面體現(xiàn)出企業(yè)在該技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)進(jìn)展和技術(shù)能力。2021 年7 月，日本精機(jī)最新申請(qǐng)的HUD 相關(guān)專利是一種抬頭顯示器（WO2022024962A1）。該發(fā)明研究了一種能夠在相當(dāng)寬的區(qū)域內(nèi)同時(shí)顯示多個(gè)各種圖像( 虛擬圖像) 的HUD 裝置。例如，向前看以及向遠(yuǎn)處觀看的駕駛員被HUD 設(shè)備所顯示的圖像（虛擬圖像）阻擋，從而與前方的實(shí)際視圖（前景）重疊，降低了前景的可見度。所以本發(fā)明設(shè)想的HUD 顯示區(qū)域并不是完全固定的，而是會(huì)根據(jù)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(fù)擔(dān)。（見圖表11）
3.2.2 日本電裝株式會(huì)社（Nippon Denso）
日本電裝株式會(huì)社成立于1949 年12 月16 日，前身曾是豐田旗下的部門，獨(dú)立后仍沿襲豐田“精益生產(chǎn)“和”獨(dú)立自主研發(fā)與制造“，使得日本電裝迅速進(jìn)入世界汽車系統(tǒng)零部件的頂級(jí)供應(yīng)商行列。
- 技術(shù)研發(fā)趨勢
日本電裝株式會(huì)社累計(jì)申請(qǐng)HUD 技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)專利約1000 件。1987 年, 日本電裝申請(qǐng)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(shù)十年時(shí)間，日本電裝在HUD 技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)陷入低潮期。直到近年，電裝開始轉(zhuǎn)向開發(fā)ARHUD，并且深入結(jié)合語音識(shí)別及視線識(shí)別功能，其專利量開始呈現(xiàn)快速增加的態(tài)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(xiàn)代（21%）、馬自達(dá)（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(shù)布局
日本電裝在HUD 技術(shù)的專利申請(qǐng)策略體現(xiàn)出跟隨性和占位性的特點(diǎn)。跟隨性體現(xiàn)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(jìn)行專利布局。其次，德國作為現(xiàn)代汽車的發(fā)祥地和當(dāng)今全球汽車工業(yè)的中心，在德國汽車發(fā)展較為重要的區(qū)域進(jìn)行儲(chǔ)備性專利布局，提前進(jìn)行專利圈地，希望未來能夠發(fā)揮限制競爭對(duì)手發(fā)展，對(duì)抗其專利攻擊的作用。（見圖表13）
3. 核心團(tuán)隊(duì)及最新研發(fā)進(jìn)展
從日本電裝排名前十的發(fā)明人及其活躍時(shí)間發(fā)現(xiàn)，竹森大祐、小島一輝和羽藤猛三個(gè)核心發(fā)明人間交流密切。而安藤浩、南原孝啓、ANDO,HIROSHI 和NAMBARA, TAKAHIRO 發(fā)明人在HUD 技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)推進(jìn)則較為獨(dú)立。最新的專利申請(qǐng)能夠代表企業(yè)最新的研發(fā)成果，從側(cè)面體現(xiàn)出企業(yè)在該技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)進(jìn)展和技術(shù)能力。2021 年10 月，日本電裝最新申請(qǐng)的HUD 相關(guān)專利是圖像處理設(shè)備和駕駛支持裝置（JP2022002959A）。該發(fā)明能夠直觀地識(shí)別出車道偏離報(bào)警（LDW）裝置和車道保持輔助系統(tǒng)（LKA）裝置的活動(dòng)性狀態(tài)，通過檢測和操作分割線的位置，使得駕駛輔助裝置能夠?qū)D像直觀地反饋給駕駛員精確的狀態(tài)信息。（見圖表14）
3.3 國內(nèi)HUD 龍頭企業(yè)技術(shù)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(tuán)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(fā)、生產(chǎn)與銷售的國家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)。主要提供智能座艙域與智能駕駛域的產(chǎn)品及服務(wù)，包括信息娛樂、液晶儀表、屏顯示類、座艙域控制器等系統(tǒng)。
- 技術(shù)研發(fā)趨勢
華陽多媒體累計(jì)申請(qǐng)HUD 技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)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(chǎn)品研發(fā)方向轉(zhuǎn)向HUD 主要源于2013 年華陽集團(tuán)的整體業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)向，從視盤機(jī)精密零部件業(yè)務(wù)階段轉(zhuǎn)型到汽車電子業(yè)務(wù)領(lǐng)域。伴隨集團(tuán)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型，華陽多媒體于同年6 月申請(qǐng)了第一件HUD 專利。此后，其專利申請(qǐng)量每年均呈現(xiàn)遞增態(tài)勢，直到2017 年達(dá)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(jìn)展。近7 年的核心技術(shù)和算法能力的積累，逐漸形成了成熟的HUD 前裝產(chǎn)品解決方案，從技術(shù)研發(fā)轉(zhuǎn)向?qū)嶋H生產(chǎn)獲利。在自主品牌方面，2020 年公司 HUD產(chǎn)品 在長城的三款車型上量產(chǎn)，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(diǎn)。目前華陽集團(tuán)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(lǐng)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(shù)的 AR-HUD，目前已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)出貨。
2. 全球技術(shù)布局
華陽集團(tuán)基于多年的機(jī)芯技術(shù)和微投整機(jī)的技術(shù)儲(chǔ)備，自2012 年就組建了HUD 團(tuán)隊(duì)，目前也已推出較為成熟的C-HUD、W-HUD 及AR-HUD產(chǎn)品及解決方案，其中W-HUD 更是獲得了多個(gè)國內(nèi)以及海外車企的量產(chǎn)項(xiàng)目。在AR-HUD 領(lǐng)域，公司更是憑借汽車電子業(yè)務(wù)在智能座艙領(lǐng)域的多年耕耘以及在智能駕駛領(lǐng)域的布局，獨(dú)立搭建了完整的AR-HUD 功能實(shí)現(xiàn)平臺(tái)，包括ADAS、儀表、車機(jī)、DMS 等。
從華陽集團(tuán)年度財(cái)報(bào)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(yè)，其主要的消費(fèi)市場是中國本土。從華陽通用在全球技術(shù)布局來看，也表現(xiàn)出扎根國內(nèi)的特點(diǎn)，其專利布局主要集中在國內(nèi)，在國外市場專布局較少，僅通過世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織（WIPO）申請(qǐng)專利1件。（見圖表16）
3. 核心團(tuán)隊(duì)及最新研發(fā)進(jìn)展
從華陽多媒體排名前十的發(fā)明人及其活躍時(shí)間發(fā)現(xiàn)，華陽多媒體圍繞以汽車電子事業(yè)部經(jīng)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(fā)明團(tuán)隊(duì)；以及以胡德雄為首的，陳曉偉、蘇遠(yuǎn)漢組成的發(fā)明團(tuán)隊(duì)。最新的專利申請(qǐng)能夠代表企業(yè)最新的研發(fā)成果，從側(cè)面體現(xiàn)出企業(yè)在該技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)進(jìn)展和技術(shù)能力。2021 年9 月27 日，華陽多媒體最新申請(qǐng)的HUD 相關(guān)專利是一種抬頭顯示器PGU 溫度過熱保護(hù)方法、過熱保護(hù)結(jié)構(gòu)（CN113950224A），目前該發(fā)明專利已進(jìn)入實(shí)質(zhì)審查階段。該發(fā)明主要研究了一種抬頭顯示系統(tǒng)投影單元（PGU）溫度過熱保護(hù)方法，在抬頭顯示器的主控系統(tǒng)檢測到PGU屏幕發(fā)生太陽光逆光照射或溫度過高時(shí)，采取主動(dòng)保護(hù)措施對(duì)PGU 屏幕溫度進(jìn)行控制使PGU 屏幕溫度低于主控系統(tǒng)的預(yù)設(shè)溫度的過熱保護(hù)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(xué)成像、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、人機(jī)交互設(shè)計(jì)（HMI）、全車窗顯示和計(jì)算機(jī)算法研發(fā)于一體的創(chuàng)新型高科技公司，產(chǎn)品覆蓋經(jīng)典HUD、光場AR HUD、全景顯示器和全息影像等。
- 技術(shù)研發(fā)趨勢
結(jié)合專利檢索整理資料發(fā)現(xiàn)，最初未來黑科技將產(chǎn)品定位在面向消費(fèi)者的后裝HUD 市場。初步嘗試后發(fā)現(xiàn)，后裝HUD 市場基本被國際供應(yīng)商壟斷。而前裝市場相對(duì)比較友好，國內(nèi)的自主品牌車企在質(zhì)量過關(guān)的前提下，會(huì)更多的選擇國產(chǎn)HUD 供應(yīng)商。所以在認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品定位需要轉(zhuǎn)變后，僅僅探索幾個(gè)月的時(shí)間，未來黑科技便迅速轉(zhuǎn)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(fèi)電子技術(shù)展CESAsia 最佳創(chuàng)新獎(jiǎng)。此后，伴隨著轉(zhuǎn)型 “陣痛”，公司在2018 年專利申請(qǐng)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(qǐng)量迅速攀升到53 件和79 件。從市場層面最直接的體現(xiàn)是在2020 年的CES 展覽上未來黑科技成為唯一擁有混合現(xiàn)實(shí)全景顯示技術(shù)的公司，并且在北美、歐洲、日本、韓國、印度、中國等多個(gè)國家和地區(qū)進(jìn)行專利布局。（見圖表18）
2. 全球技術(shù)布局
結(jié)合未來黑科技的客戶類型來看，未來黑科技在前裝領(lǐng)域與包括德國寶馬在內(nèi)的歐洲豪華車品牌和國內(nèi)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(lián)網(wǎng)大會(huì)上發(fā)布的信息娛樂座艙，未來黑科技作為核心技術(shù)提供方與寶馬一同研發(fā)智能座艙。結(jié)合未來黑科技的市場和專利戰(zhàn)略來看，作為幾大國際頭部車廠的新技術(shù)合作供應(yīng)商，從2020 年開始未來黑科技將專利布局由國內(nèi)市場拓展到全球布局。其中，通過WIPO 申請(qǐng)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(qū)申請(qǐng)專利。（見圖表19）
3. 核心團(tuán)隊(duì)及最新研發(fā)進(jìn)展
從未來黑科技排名前十的發(fā)明人及其活躍時(shí)間發(fā)現(xiàn)，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(fā)明人研發(fā)團(tuán)隊(duì)，開展在HUD 領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)。
最新的專利申請(qǐng)能夠代表企業(yè)最新的研發(fā)成果，從側(cè)面體現(xiàn)出企業(yè)在該技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)進(jìn)展和技術(shù)能力。2020 年7 月，未來黑科技最新申請(qǐng)的HUD 相關(guān)專利是圖像源、抬頭顯示器以及交通設(shè)備（WO2022022675A1）。該發(fā)明主要解決抬頭顯示器(HUD) 將圖像投射到車輛擋風(fēng)玻璃等成像窗上時(shí)，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(nèi)容。所以研發(fā)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(fā)出光線的利用效率。（見圖表20）
四．HUD 技術(shù)未來展望
4.1 HUD 技術(shù)迭代處于拐點(diǎn)時(shí)期，即將進(jìn)入AR-HUD時(shí)代
在當(dāng)前HUD 市場中，目前主要出貨的HUD 產(chǎn)品類型還是基于LCD 投影技術(shù)路線的C-HUD 和W-HUD。然而HUD 廠商經(jīng)過長期的技術(shù)研發(fā)投入，已經(jīng)在DLP 和MEMS 激光投影技術(shù)研發(fā)上接連完成核心技術(shù)攻關(guān)。放眼未來，HUD 技術(shù)迭代處于拐點(diǎn)時(shí)期，即將迎來從傳統(tǒng)HUD 走向AR 時(shí)代。
4.2 自主品牌本土優(yōu)勢巨大，有望打破外資壟斷
傳統(tǒng)的國際頭部汽車零部件廠商在中國汽車零部件領(lǐng)域研發(fā)起步早，沉淀時(shí)間長，其在具備行業(yè)先發(fā)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，已在資金、技術(shù)與量產(chǎn)資源等方面構(gòu)筑起較高的行業(yè)壁壘，常年盤踞中國車載HUD 市場的主導(dǎo)地位，且頭部規(guī)模化效應(yīng)明顯。相較于外資供應(yīng)商，我國自主品牌起步較晚，但受益于國內(nèi)低廉的原材料價(jià)格，國內(nèi)企業(yè)可以有效降低設(shè)計(jì)生產(chǎn)成本，獲得價(jià)格優(yōu)勢。而在質(zhì)量過關(guān)的前提下，汽車整車廠則會(huì)傾向于選擇國內(nèi)供應(yīng)商。將來，預(yù)計(jì)國內(nèi)一批新興的HUD 黑馬企業(yè)將不斷增強(qiáng)產(chǎn)品競爭力，率先實(shí)現(xiàn)在本土HUD 市場的扭轉(zhuǎn)。
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