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行业研究

中国物流行业研究报告 2017-02-08 08:38:01

一、中国物流行业发展现状
物流一词最早来源于美国。2001年8月1日正式实施的《中华人民共和国国家标准物流术语》对物流进行了定义:“物流是指从供应地向接收地的实体流动过程。根据实际需要,将运输、储存、装卸、搬运、包装、流通加工、配送、信息处理等基本功能实施有机结合。”评价物流体系有五个主要因素,它们是品质、数量、时间、地点和价格。品质是指物流过程中,物料的品质保持不变。数量是指符合经济性的数量要求和运输活动中往返运输载重尽可能满载等。时间是指以合理费用及时送达为原则做到的快速。地点是指选择合理的集运地及仓库,避免两次无效运输及多次转运。价格是指保证质量及满足时间要求的前提下尽可能降低物流费用。2009年2月25日,物流行业成为国务院常委会议审议并原则通过的十大产业振兴规划中的第十个产业。
物流行业是指物流资源的产业化而形成的一种复合型或聚合型产业,物流资源有运输、仓储、装卸、搬运、包装、流通加工、配送、信息平台等,其中运输又包括铁路、公路、水运、航空、管道等。这些资源产业化就形成了运输业、仓储业、装卸业、包装业、加工配送业、物流信息业等。这些资源分散在多个领域,包括制造业、农业、流通业等。把产业化的物流资源加以整合,就形成了一种新的物流服务业。这是一种复合型产业,也可以叫聚合型产业,因为所有产业的物流资源不是简单的叠加,而是通过优化整合,可以起到1+1>2的功效。
目前,我国物流业处于快速发展阶段,2006-2011年社会物流总费用年复合增速17%。但物流效率不高,物流总费用占GDP比例17.8%,两倍于欧美日等发达国家。当下,国内物流行业内企业发展水平参差不齐,竞争主体资方背景呈现四足鼎立的格局,这四类企业各有特点和市场定位,其规模、服务内容及关注的行业存在较大差别。
中国物流市场产业集中度低,物流市场具有“多、小、少、弱、散、慢、乱”等特征。截至2011年11月,中国物流与采购联合会评估的A级物流企业共1506家,但代表我国物流业发展最高水平的5A级物流企业仅98家。物流行业企业数量多,规模都很小,入行门槛低。未来随着物流企业整合步伐加快,市场集中度有望进一步提高。
目前,我国物流业整体处于传统物流向现代物流转型期,多数企业只能提供传统的基础物流业务,竞争更多地体现为低端物流服务的价格竞争。长远来看,随着国家利好政策的连续出台、制造与商贸企业物流外包程度的不断扩大、物流企业技术水平和服务水平不断提升,中国物流行业将长期保持较快的增长速度,未来发展空间巨大。
金地毯研究团队认为,在系统工程思想的指导下,以信息技术为核心,强化资源整合和物流全过程优化是现代物流的最本质特征。预计“十二五”期间物流行业整体增速可以达到20%以上,但基础物流(简单仓储和运输)和高端物流(物流、资金流和信息流整合)增长将明显分化,前者约为10%,后者则可达30%。朝阳行业中的龙头公司成长性有望超过30%并成为引领物流行业发展的主要驱动力,而在传统重化工行业中,专业化物流企业和大型贸易供应链企业依托市场份额扩张,增速也可达到20%以上。
到“十二五”末期,基本形成布局合理、技术先进、节能环保、便捷高效、安全有序并具有一定国际竞争力的现代物流服务体系,物流业由注重基础建设向全面提升服务质量转变。另外,发改委近期将完成物流标准化、物流园区、煤炭物流、应急物流等4大物流专项规划。这4项规划将和冷链物流规划和商贸物流规划一起,成为促进物流行业发展的6大专项规划。
加入世贸组织后,国民经济快速发展,对社会物流的需求显著增加,推动物流产业保持持续、稳定、快速发展。党的十六大报告指出,要“深化流通体制改革,发展现代流通方式”。如今,许多地方政府正在积极筹划发展现代物流产业,把物流作为经济发展的支柱产业和新的经济增长点。上海市政府规划在“十五”期间着重发展三类物流,“十五”期末基本成为全球现代物流供应链中的重要枢纽和节点;深圳市政府将现代物流产业作为三个重要支柱产业之一;北京、大连、沈阳等城市都在加快制定物流发展规划并加紧实施;天津从2003年到2010年,每年拿出100亿元的资金用于物流基本建设,把物流产业作为天津经济发展的五大支柱产业之一强势推进。我国的现代物流已经进入快速增长、全面发展的新时期。中国物流与采购联合会常务副会长丁俊发预计,中国物流需求高速增长期将持续10-15年,特别是在“十一五”期间,随着国民经济的稳定快速发展和进出口贸易的进一步扩大,物流需求的规模还将继续扩大。如今,物流专业人才已被列为我国12类紧缺人才之一。物流行业被业界称为“第三利润源”、被媒体称为“21世纪最大的行业”、被老百姓称为“金饭碗”。
据国家邮政局数据显示,目前,中国快递规模世界第一。中国网络零售已成为国民经济的重要组成部分,2015年全年,中国网络零售占社会消费品零售总额的比重达到12.74%,并呈现持续较快增长的势头。2008年至今,快递业务量由15亿件增至206.7亿件,平均复合增长率为43.9%。2015年我国规模以上快递业务收入总额接近2800亿元,七年间年复合增长率达到31.4%。
快递行业上游供应商为仓储企业、运输公司等,下游客户为电商、企业或者个人消费者。快递需求主要集中在网络零售和商务件,其中网络零售件占六到七成。行业的高速增长与电子商务发展密不可分,电商快递随着网络零售产生的巨大运输需求成为行业最重要的业务构成。
二、2016年物流行业发展趋势
在国家由“十二五”向“十三五”的转变之际,我国物流业处于可以大有作为的战略机遇期,但也面临一系列矛盾和问题的严峻挑战,预计行业增速将继续趋稳放缓,传统的依靠成本价格竞争的粗放式发展模式难以为继,行业进入以转型升级为主线的发展新阶段。也就是说,传统仓配体系已经不能满足时代的需求,在后电商时代,电商仓储、城乡配送、大件物流、智慧化物流等都将成为物流发展的重点,整个物流行业将呈现出四大趋势。物流行业在2016年将迎来新的拐点,金地毯认为具体体现于以下几方面。
1、配送半径决定企业生存空间
最近,各路巨头在物流配送领域动作不断,比如饿了么在上海召开网上订餐开放配送平台大会,要集结数十万团队配送力量;百度也推出智能配送体系“物流3.0”,号称可以1秒钟完成1万订单的分配、实现实时的个性化数据挖掘服务以及可视化实时监控界面。其实,这些举措的根本目的是要缩短物流的配送半径。行业半径越小,那么用户获得商品的时间就越短,用户体验自然也越好。行业专家表示,互联网时代,物流体系最重要的是对网络进行运筹优化,提升体验降低成本,未来物流最理想的是找到一个“平衡点”,实现仓储布局与运力实现效益最大化,提升用户体验的同时降低企业的物流成本。目前,各行业巨头也纷纷开始试水寻找这一平衡点,京东在43座城市运营了143个大型仓库,覆盖全国范围内的1961个区县;苏宁物流在300个城市建立了分拨中心。
2、城市农村双向物流体系打通
国务院办公厅印发《关于推进农村一二三产业融合发展的指导意见》,指出发展电商和互联网,一方面把城市的工业产品带到农村,另一方面把农产品、农村的特色产品带到城市,但是无论是城市到农村,还是农村到城市,双向物流体系的打通成为关键。据了解,过去村里的农产品进城之路十分艰难,由于路途遥远,一方面时效难以保证,另一方面缺乏专业的包装和冷链设备,导致商品在路上损耗很大。而农村消费者网购与城市有着很大的差异,需要满足大量的个性化需求。“村里人时不时就买几根5至6米长的电线杆和休息用的凉亭。”这些商品不仅普通快递物流企业难以运送,有些还需要施工和安装,城乡双向体系的搭建成为考验物流企业的一道难题。由此可见,双向体系对物流企业送装能力、时效性等都提出了极高的要求。在“城乡互通”体系的搭建上,有的企业已经做了前瞻性探索。在“下乡”的道路上,依托自身从干线到区配及最后一公里配送能力建设,可为用户提供全国无盲区的到村入户、送装一体的服务,真正做到了“销售到村,送货到门,服务到户”。在“进城”的道路上,推出大件货品最后一公里配送服务平台,依托强大的智慧化系统技术支持,凭借标准的运营体系,既可以为电商平台、品牌企业提供一仓及多仓发全国的全流程个性化解决方案,又可以快速响应小批量、多批次的服务需求,为干线物流公司解决最后一公里难题,也可以为商贸企业和个人提供快捷、实惠、标准、诚实可信的大件货品仓配一体、送装同步的服务。从而解决多方存在的电商物流和城市配送需求。
3、物流行业迎来大爆发
据《家电网购报告》显示,中国家电网购市场规模,3年跨上3个台阶,2014年市场规模突破2000亿,同比增长51%,这一趋势还将进一步持续。从历年的双十一网购情况来看,大家电的网购再一次刷新纪录,其中互联网电视表现格外抢眼,纵观2015年,无疑是互联网电视急速上升的一年,传统厂商也在大刀阔斧改革的同时,小米、微鲸等新兴企业也前仆后继的加入。下一步,在用户需求和大件物流配送能力日臻完善的双力驱动下,将有更多的大品类上网销售,整个物流行业的发展结构也将逐步从趋于饱和的小件市场向空间广阔的大件市场倾斜,物流行业有望越做越大。
4、智慧化物流将破局
在物流行业的“拐点”上,各家企业纷纷亮出底牌,当亚马逊在全球布局智慧物流中心,大力发展无人机、智能手表等智能设备;当京东聚焦无人机送货和自动化物流中心的搭建;当马云宣布加快菜鸟网络布局,打造智能物流骨干节点城市的时候,智慧化物流的大潮已经成为行业不可逆转的趋势。据行业专家预测,未来中国物流技术与装备行业发展速度将继续保持世界第一,中国物流装备市场也将逐步成为世界第一的大市场,行业的发展战略机遇期还有8至10年。而国内的智慧化物流也进展的风生水起,据了解,为了提升用户体验,走在前列的物流公司已经完善了大件物流全流程智慧化解决方案,仓储用户可以通过系统从预约入库开始对库存商品实现可视化管理;而电商物流端用户也可通过全程可视化、社会化的开放物流平台,清楚知道自己购买的商品正处于哪个环节、位于何处,使网购更加便捷安心。此外,通过深入布局智慧化仓储体系,实现了物流配送体系的全面升级。“山重水复疑无路,柳暗花明又一村。”转型的过程是艰难的,企业唯有不断增强内功,加强互联网思维,才能为用户提供更全面的服务,在转型过程中立于不败之地。
三、物流行业的投资机会
物流业一直是个传统行业。我国第三方物流货主的外包率很高,经过了层层外包,给到物流经纪人和货运司机的利润空间非常狭窄,绝大多数第三方物流承担着二传手的角色,推高了居高不下的物流费用。近一两年来,陆续有企业或创业者推出互联网车队、互联网整合物流园区或互联网物流交易平台,成为以互联网模式融入到传统物流的商业模式,蕴含了巨大的商业潜力。
在“互联网+”的这场大趋势面前,互联网的概念不断的拥抱和改造传统行业时,物流业也不例外。金地毯了解到,传统的物流行业,在一些互联网物流信息平台崛起的影响下,正在提升运行效率,转变行业生态。互联网技术整合了物流资源,就会产生新的行业变革。
比如,一些公司开始在“互联网+”中寻找物流业新商机。在浙江嘉兴,一家物流公司开发了一款APP产品,货车司机或是有货运需求的企业,可以通过此程序查询货车位置、加入“我的车队”、发起运输任务,在企业与货车之间实现快速无缝对接。
物流行业市场调查分析报告显示,预计“互联网+金融+产业”将重构各行业的格局,孕育出一批千亿乃至万亿市值的公司。产业互联网中的智能制造、物流平台、交易平台和增信平台等与金融相结合,将产生更高的附加值。
金地毯认为,以下几个细分领域有望成为物流行业投资和创业的热点。
1、快递领域
随着消费对经济贡献增大,消费需求将成为物流行业发展的主要推动力。以终端消费者为对象,个性化、多样化的物流体验将成为电子商务条件下消费者的核心诉求,这其中最重要的就是快递服务。快递是指快递公司通过铁路、公路和空运等交通工具,对客户进行快速投递的物流活动,属于门对门服务,以时间和递送质量区别于其他运输方式。快递的高效运转是建立在完善的网络基础上的,且具有相当强的整合能力。
快递行业在电商引擎的高速驱动下仍将保持迅猛的发展势头,从物流分类上看,快递行业属于物流过程终端环节,即负责产品出库到运送到消费者手中的物流。在普通人所熟知的门对门服务快递的背后,是整个更为广泛的物流行业,是现代服务业的一个重要组成部分。
2、冷链物流
冷链物流是以冷冻工艺为基础、以制冷技术为手段的低温物流过程,在欧美日等发达国家有广泛的应用。冷链主要包括食品、医药、化工、电子等多个细分市场,其中食品冷链市场规模最大、增长潜力最强。冷链物流不仅满足人们对新鲜食品的需求,还力求使食物在运输途中尽量减少损失和浪费。
尽管我国冷链市场规模已达到1.12亿吨,但与发达国家相比仍有很大差距。2014年我国的公路冷藏车保有量为7.6万辆,美国是25万辆,日本是15万辆。中国物流与采购联合会副会长蔡进曾表示,我国综合冷链流通率不足20%,而美国、日本则分别达到90%与98%。
我国冷链物流行业面临极大的需求。一方面随着收入增加和生活水平的提高,消费者对生鲜产品、冷冻食品的需求增加;另一方面食品安全问题引发关注,消费者愿意为更安心的产品、更可靠的服务买单。
目前国内生鲜产品零售总额约为2.5万亿元。线上平台已成为发展速度最快的分销渠道。2015年我国生鲜电商交易规模达到560亿元,继续保持高速增长,预计2018年将达到1283亿元。然而因为产品的特殊性,对物流提出了极端而苛刻的要求。无论是采购、运输、销售还是配送,生鲜产品都无法脱离冷链物流,必须按时、保质将其送达消费者。
由于生鲜电商毛利率高、消费频次高,渗透率增长潜力巨大,电商或物流企业竞相巨资布局冷链行业,如菜鸟网络、中粮我买网、京东等。新兴的中小宅配冷链同样活跃在市场中。2015年冷链物流市场规模1509亿元,年增长22%,行业格局未定,以后仍有巨大的增长空间。
3、消费品物流
消费品一般是指购买频率较高、使用期限较短、消费规模较大的日用产品。社会消费品零售总额的快速上涨催生了对消费品物流的广泛需求。
由于消费品自身的特点,其物流配送也呈现出与其他行业物流差异化的特点,小批量、多品种、高频率,季节波动频繁,对质量和速度的要求高,物流管理的环节多且复杂性高。然而,也正因其服务于人民生活的刚性需求,消费品物流始终是社会的基础性物流长盛不衰的发展热点。
一般而言,消费品物流主要包含供应物流、销售物流、逆向物流等环节。通过高效、合理的物流管理,可以大大的降低企业活动成本,直接或间接地增加利润,提高企业服务水平,增强企业的市场竞争力。
与出行、饮食和服装相关的消费占比达到2/3,是社会消费品零售的大半江山。消费品物流的一个重要特点就是商流更加直接地影响物流,分销渠道决定着物流渠道。
因此,汽车和石油制品、食品和服装是消费品物流发展的重点,而由于目前汽车物流和石油制品的物流体系相对封闭,食品和服装行业的物流供应链则成为竞争的红海。
4、危险品物流
随着我国经济的持续发展、工业化进程的加快,危险化学品需求越来越大。危险品一般都是工业原料或产品,因为具有特殊的物理、化学性能,在接触和处理过程中必须遵守相应的规则,以免发生事故,造成危害。危险品物流具有很强的技术性和专业性,主要特点为: 一是品类多,性质各不相同。按照危险货物的危险性,《危险货物分类与品名编号》将危险品分为9类共22项。现有的近3000种危险货物和每年新增加的危险品,各有各的物理和化学特性。
二是危险性大。危险货物在道路运输和仓储中危险性很大,容易造成人员伤亡和财产损失,所产生的事故不仅使相关企业受到损失,还会对公众安全与环境安全带来严重威胁,因此备受关注。
三是运输管理方面的相关规章、规定多。危险品运输除须遵守道路货物运输共同的规章,还要遵守许多特殊规定。比如,联合国颁布的《关于危险货物运输的建议书》和《国际公路运输危险货物协议》等;我国制定的道路危险货物运输标准,如《危险货物运输保障通用技术条件》等;行业规定的道路危险货物运输标准,如《汽车运输危险货物规则》等。
四是专业性强。危险品运输除了满足一般货物的运输条件,还要根据货物的物理和化学性质,满足特殊的运输条件。这方面,国家有专门的规定和限制。比如业务专营,国家规定只有符合规定资质并办理相关手续的经营者才能从事道路危险货物运输。
综合以上特点,危险品及化工产品的运输是物流中一个重要的需求点,也是投资和创业的一个极佳的切入点。

互联网消费金融研究报告 2017-02-07 07:56:01

空间:消费金融大发展的必然性
消费成为拉动经济的主要动力
中国的GDP 增速放缓,经济进入新常态阶段。长期支撑中国经济高速增长的投资和出口开始变得乏力,参照发达国家的发展历程,消费将成为拉动经济增长的主要动力。我国最终消费支出对GDP 的贡献率呈现出上升趋势,2015 年占比达到60.9%。
图表1:最终消费支出的GDP贡献率

中国的城镇化进程不断推进,消费人群数量和消费需求不断提升。随着90 后踏入社会,消费观念开始转变,享受性消费和超前消费需求爆发。改革开放以来,居民年消费水平呈现指数级增长,2015 年所有居民的平均年消费水平达到19308 元。城乡居民储蓄存款余额保持增长,增长率从2008 年之后呈现下降趋势,2015 年的增长率为8.06%。
个人信贷规模不断上升,消费金融的潜在市场空间大
无论是居民部门的整体杠杆率还是短期消费信贷的杠杆率,中国都远低于美国。中国的居民部门杠杆率在2008 年后呈现上升趋势,而美国则呈现下降趋势,但2014年,美国的杠杆率仍超过中国的两倍。从信贷结构来看,中国的居民消费性贷款中长期贷款的比例高达80%,反映出房贷在中国居民消费贷款中的高比例。对比中美短期消费信贷的杠杆率,中国几乎只有美国的1/4,潜在的增长空间大。
图表2:中美短期消费信贷/GDP

长期以来,能获得小额信贷服务的人群有限,银行只能服务到头部客户,从意愿上到能力上都无法服务大量长尾客户,央行征信的覆盖率可见一斑。消费金融的发展有助于提高信贷的渗透率,提高居民消费杠杆,践行普惠金融。目前我国人均信用卡持卡量在0.3 张。根据人民银行的数据,截至2015 年底,全国信用卡在用发卡数量共计3.9 亿张,信用卡期末应偿信贷余额为3.1 万亿元,占国内居民人民币短期消费贷款比重约75%。综合来看,大量潜在的长尾客户的信贷需求等待释放。
对国内的消费金融市场规模做个大致的测算。2015 年底,个人短期消费信贷的规模约为4 万亿,艾瑞咨询估算的互联网消费金融的规模在千亿级水平。预计未来5 年个人消费信贷规模的增速为20%,其中短期消费信贷的增速快于长期消费信贷,预计增速在25%左右,那么到2020 年,我国个人短期消费信贷的规模将超过12 万亿。根据目前互联网消费金融的发展态势来看,其占比将快速提升,如果占比能达到1/3的话,其规模将超过4 万亿。根据本次调研的反馈信息,非银行的消费金融的贷款余额正在实现从千亿到万亿的跨越。
催化剂:多项催化剂利好全行业发展
消费金融的政策支持力度不断加强
从政策推进速度可以明显看出今年以来对消费金融行业的支持力度正在加大。从对金融机构的定向业务支持转而对整个消费金融行业的全面支持。持牌消费金融公司仍具有一定的申请门槛,在资金成本上能获得优势,但对业务开展的制约不大。另外,我们看到银行也加大对信用卡分期业务的推广力度,产品日益丰富。
互联网公司在获客端具有优势
互联网巨头的流量优势明显。电商巨头凭借大量的网购客户储备和数据优势,推出了小额信贷产品,如京东白条和蚂蚁金服的花呗、借呗。腾讯微众银行则是基于QQ产品多年的社交数据累积推出了纯线上个人小额信用循环消费贷款产品微粒贷。互联网获客从线上蔓延至线下。随着智能手机的普及,电商基本已经完成向移动端导流的过程。在刚结束的双十一,天猫实现的商品交易额达到1207 亿元,其中无线成交占比达到82%。移动互联网打破了线上和线下割裂的情况,打通了线下产品销售和服务的生态。无论是线上的商品购买或是线下的服务体验都成为消费金融天然的应用场景。丰富的线下场景成为各类消费金融公司竞相争夺的对象。
大数据和云计算成就了互联网征信
2014 年成为消费金融行业发展的分水岭。在过去几年,消费金融业务增长稳定,线下业务开展主要依靠人工,成本高,产能低,一旦加速发展,人员跟不上,操作风险增加。互联网化改变了消费金融的业务模式,首先,智能手机的普及从获客途径、消费场景、大数据源、支付工具等多方面为消费金融发展提供了便利。其次,依靠数据累积和机器决策,减少对人工的依赖,大幅提升了消费金融的服务效率,业务受理能力实现跨越式增长。最后,凭借大数据和云计算,信贷审核的时间已经可以缩短至分钟级,征信成本基本控制在10 元/单以内,并且大幅提高了贷中监测和贷后催收的效率。
大量资金涌入消费金融行业
互联网金融监管要求不断细化,消费金融几乎成为P2P 平台转型的唯一选择。从2015年7 月人民银行等十部门联合印发《关于促进互联网金融健康发展的指导意见》开始,整个互联网金融行业进入整顿期。之后随着监管的深入,具体细则不断出台,今年8 月发布的《网络借贷信息中介机构业务活动管理暂行办法》对单个自然人网络借贷的借款余额上限做了明确的规定,平台若想符合监管要求,必须将业务转向线上无抵押信用贷款,而消费金融小额高频的特点恰好符合条件。事实上,不少P2P平台已经转型。
一级市场融资活动活跃,无论是持牌的消费金融公司,还是互联网消费金融的创业公司都在积极寻求融资,以应对日益激烈的市场竞争。而投资者也看到了消费金融的盈利能力,谋划布局。
ABS 陆续发行,消费金额公司的融资渠道拓宽。此外,ABS 市场的热度催生出资金
中介平台,如京东的资产证券化云平台通过创造金融产品和充当交易对手,为客户
提供流动性和风险管理服务,降低消费金融公司ABS 的发行门槛和发行成本。
格局:众多参与者构建多层次市场
消费金融产业链生态丰富
在整个消费金融领域,参与的机构数量和类型日益丰富。从产业链的角度来看,在上游有专门提供数据服务的机构,具体包括征信数据接口、黑名单、反欺诈等。其次,电商和社交等移动平台也为消费金融公司提供了客户导流,线下的实体店尤其是提供服务的门店构成了广阔的消费场景的市场。第三,目前除了自有资金,消费金融公司主要依赖外部的资金支持,主要包括金融机构和P2P 平台投资者,前者的成本总体上低于后者。金融机构包括银行、信托、保险等。此外,ABS 有望成为消费金融的重要资金来源之一,通过资产的生成、打包、出售形成资金闭环。从产业链下游来看,催收是一个重要的环节。目前,各家消费金融公司都有自己的催收部门,规模或大或小,以电催为主。超过一定期限的不良贷款都会外包给专门的催收公司进行催收。消费金融具有小额、高频、分散的特别,其催收方式与传统的线下个人贷款有较大的区别,通常消费金融公司需要建立相应的催收模型以提高催收效率。长远来看,催收的效果将直接影响消费金融公司的盈利能力。
图表3:消费金融产业链

市场参与者的商业模式各有不同
消费金融业务的直接参与者包括银行、持牌的消费金融公司、电商平台、P2P 平台、各垂直领域的分期平台以及现金贷平台等。每个主体在业务拓展方式和目标客群的定位上各有不同。多种的商业模式构建了多层次的消费金融市场。授信方式和速度的升级将大幅扩大消费金融用户数和信贷规模。
从目标客群来看,包括银行在内,都在下沉中低端客户。大型机构如商业银行和JBAT一般采用从上往下的策略,先抓次优客户,而中小型的创业公司则会从底层客户开始切入,避免过早地与大型金融机构或电商直接竞争,目标客户包括蓝领、农民等,市场拓展到三、四线城市,产品的期限短、利率高,典型的产品就是发薪日贷款。
从消费场景来看,目前主要覆盖领域包括3C 产品、教育、旅游、租房、装修、医美等,产品形式一般为分期。由于不同产品和服务的受众不同,针对每一类细分人群都会设定专门的风控模型,区别定价。另外一种现金贷产品则不以具体的消费场景为放贷依据,直接根据申请人的信用审核结果发放现金,不限定资金用途。
图表4:消费金融商业模式

调研信息汇总
本次调研覆盖10 多家互联网消费金融相关公司,包括第三方数据服务公司、电商平台、P2P 平台、各种垂直领域的分期平台以及现金贷平台。以下是调研的互联网消费金融公司的关键信息汇总。每家公司的商业模式都不尽相同。
案例分析
第三方数据服务公司案例分析——百融金服
百融金服是一家独立第三方的数据服务公司,利用大数据技术为金融行业提供客户全生命周期管理产品和服务。百融金服的服务对象为各种层级的金融机构,包括银行、持牌的消费金融公司、P2P、分期平台、发薪日贷款平台,这些平台以API 接口获得数据服务。另外为地方性小贷公司提供网页版的风险罗盘,客户可登录查询。
百融金服提供的是数据产品服务,产品形式主要是个人及小微企业主的信用评估报告,涵盖多维度数据,呈现的是脱敏之后的标签化数据,以反映用户的信用水平。百融会和深度合作的金融机构联合建立模型,提供精准度较高的百融评分。已取得信任的金融机构会直接依据百融评分进行放贷。目前,百融金服在银行风控领域已经成为最大的一家数据产品提供方,融入了银行内部的风控体系。
图表5:信用评估产品

百融金服的历史源于百分点。百分点具有很强的移动数据搜集、处理和关联能力,通过设备指纹、关联算法、ID hub 等技术积累了大量个人画像数据。目前百融金服有自建的数据中心,每天产生1.8T 的数据,覆盖8200 万客户,已累积6.1 亿条实名数据和11 亿条匿名数据。每天的进件查询量达到了230 万件。累计的查询覆盖1.3亿人,其中有60%来自银行。公司业务现已覆盖贷前准入、贷中监测管理和贷后催收。通过贷后的数据回流,已累积3500 万条黑名单信息,建立催收模型,并提供电话催收服务。
对于从事信贷业务的金融机构来说,像百融金服这样的第三方数据服务公司在整合多维数据时具有优势,能成为央行征信系统和传统银行风控系统的有效补充,扩大信贷服务的受众范围,满足不同客户的信贷需求。
电商平台案例分析——京东白条
狭义的京东白条服务于京东商城客户,主要是有卡客户,根据客户行为、历史消费、地址等个人信息进行授信,提供赊销额度,类似内部信用卡。另外,参照央行二类帐户规定,京东白条和浦发银行、上海银行合作,做了手机闪付,在体外场景使用白条,借用银行的信用卡通道,但授信和资金由京东来提供。京东白条100 多亿存量,年交易流水达到千亿级别。京东白条的平均授信额度在几千元,上限为一万五千元。
广义上的大白条与外部的应用场景进行合作,覆盖旅游、教育、租房等各种生活消费场景。大白条存量在20 亿以上,每月的流水在几亿。大白条用户画像为35 岁以下年轻人,刚毕业,可能尚未办理信用卡,收入在上升阶段,根据第三方数据整合勾画出用户画像,判断其职业和收入情况。大白条的风控会综合评价合作渠道的资质、客户信用评分和共享黑名单。
结构金融部主要负责资金来源,通过发行ABS 产品进行资金循环,同时承担投资职能,建立了资产证券化云平台,作为资金方,对接外部放贷机构,将外部信贷资产进行结构化处理,再发行产品进行融资。
消费金融公司的成功关键在于成本把控
资金端的成本处于下降趋势中。刚起步的创业公司通常会依靠P2P 平台作为资金来源,P2P 的资金比较灵活,但是成本较高。随着市场利率的下降,目前P2P 的资金成本也从去年的15%降到了11%以下。当然,金融机构是消费金融更加偏好的资金来源,经济下行导致的资产荒使消费金融资产的吸引力增加,金融机构的资金成本相对更低,通常在6.5‐10%之间,但门槛相应提高,对于消费金融的业务规模和盈利情况都有一定的要求。ABS 有望成为另一重要资金来源,但对于发行规模和贷款周期都有更高的要求。
资产端的获取在于切入好的消费场景,深耕细分市场,垂直领域的体量足够大是关键。好的场景并不多,一旦出现,竞争会迅速加剧。互联网已进入存量时代,获客成本正在不断上升,一个有效客户的获取成本已经达到100 元/单。场景很重要,但并不是必要条件,现金贷平台将重点放在反欺诈和信用模型的建立,完善用户画像,精准定价,只有合理的定价才能吸引优质的信贷客户,避免逆向选择。
自动化审核是趋势。在处理大批量小额信贷申请的时候,人工处理是不现实的,通过风控模型自动审核贷款可以大幅提高工作效率,降低运营成本。即使在必须人工处理的环节也尽量做到标准化、程序化,减少操作风险和人为主观判断。在反欺诈和用户体验上有时需要权衡,以获取好客户为目标,在风险可控的前提下,满足其对放贷速度、信贷额度、利率水平和用户体验的需求。
完善的风控体系有助于消费金融公司实现良性循环。在降低获客成本、提高运营效率和降低坏账率的同时,资金成本必定也会下降。资金成本下降又能反过来支持消费金融公司去获取优质客户。消费金融需要经历信贷周期的考验,不可忽视其风险后置的事实,能活下去是首要任务。
图表6:消费金融公司的成功关键因素

投资机会
2016 年10 月国务院办公厅发布了《互联网金融风险专项整治工作实施方案》,对互联网金融风险专项整治工作进行了全面部署安排。专项整治工作的时间和任务明确,具体工作已于2016 年4 月开始,计划至2017 年3 月底前完成。在整治期间,互联网金融相关企业在资本市场上遇到一定的限制,相关业务的并购重组或企业融资受到影响。一旦整治结束,监管常态化之后,互联网金融行业在资本市场上的活动将有望恢复正常。
消费金融的市场空间巨大,市场层级丰富,预计在未来5 到10 年会保持高速增长态势。消费金融业务的盈利能力强,灵活性大,行业中普遍存在竞合关系,具有外延式成长机会。参考国外消费金融的发展历程,通常会与传统金融机构紧密合作,或与制造业和零售业深度融合,建立产业金融生态。
综上所述,金地毯大数据中心建议关注消费金融投资机会。

生物识别市场研究报告 2017-02-04 08:59:18

1、从身份证网上副本说起,生物识别正在崛起
近日,公安部第一研究所在2016国家网络安全宣传周活动上发布消息,自己所研发的“网络可信身份认证服务平台”即将在多地投入试点。通过该平台个人可以在网上生成一个终身唯一编号的“身份证网上副本”,今后无需携带身份证,在办理入住酒店、开网店等需实名认证的业务时,靠“刷脸”就可完成身份认证,同时还能避免身份被冒用的风险。
刷脸认证的技术原理是生物识别技术中的人脸识别。所谓生物识别技术,就是通过计算机与光学、声学、生物传感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合,利用人体固有的生理特性,(如指纹、脸象、虹膜、静脉等)和行为特征(如声音、步态等)来进行个人身份的鉴定。
由于人体特征具有人体所固有的不可复制的唯一性,这一生物密钥无法复制、失窃或被遗忘,利用生物识别技术进行身份认定,安全、可靠、准确。而常见的口令、IC卡、条纹码、磁卡或钥匙则存在着丢失、遗忘、复制及被盗用诸多不利因素。另外,生物识别技术产品均借助于现代计算机技术实现,很容易配合电脑和安全、监控、管理系统整合,实现自动化管理。
长久以来,技术创新不足、应用推广有限、价格成本高企是制约我国生物识别发展的三大因素。技术方面,生物特征传感器和核心算法的原始创新不足、技术标准制定不完善;应用方面,生物识别基本局限在门禁考勤、银行内部控制以及公安部门出入境管理和刑事中,生物识别也未能渗透到个人消费当中;价格方面,市场竞争不足和技术不成熟导致价格处于高位。但近几年来,这一情形开始转向,三大问题正在逐渐得到解决。
技术:深度学习算法的成熟,使得生物识别的准确率得到大幅提升。以深度学习算法为基础的计算机技术的进步,为生物识别提供了强大的计算和分析工具。反过来,巨量的生物特征数据也为机器训练提供了丰富的素材,“大数据成为人工智能的燃料”。人脸识别方面,Face++团队创造了世界上最高的人脸识别正确率,曾在人脸检测FDDB评测、人脸关键点定位300-W评测和人脸识别LFW评测上,接连拿下了三项世界第一。指纹识别方面,国内的迈瑞微、神盾、维尔科技等厂商已经拥有指纹识别自主算法及核心专利,除此之外,还涌现了杭州晟元、深圳指芯等第三方的指纹识别算法提供商。虹膜识别方面,天诚盛业推出了全球最小的虹膜识别模组,可以利用一颗模组达到自然阅读距离情况下(7-30cm)实现自然的虹膜识别。静脉识别方面,国防科技大学电子科学与工程学院成功研制出静脉特征识别安保系统。
应用:目前,生物识别的应用场景已经极大地拓宽。银行在客户身份核验场景下应用生物识别,覆盖了弱实名电子账户开户、结算账户开户和存取款等不同风险层级的场景。第三方支付和手机银行等移动支付应用开始使用生物识别方案。公安部门在视频监控和多类场所的人员进出管理中大力引入指纹、人脸识别等技术。在政策推动下,生物识别也已入驻社保、教育、医疗系统。近几年,国内智能手机消费剧增,手机用户的移动支付习惯逐渐养成,智能家居渐受青睐,三方面个人消费需求的增长推动手机端的消费级指纹识别开始爆发,虹膜也渐渐入局。
价格:指纹识别方面,指纹识别模组价格近两年不断下降。人脸识别方面,汉王的500人规模人脸识别考勤机在2009年第一代推出时价格超过4000元,2010年第二代推出时已降至3000元左右,2012年第三代推出时进一步下降到2700元左右。
受益于三大问题的逐步解决,国内生物识别产业正迎来前所未有的发展机会,其应用范围和市场规模有望实现快速扩张。
2、生物识别技术初探
2.1、生物识别的最小系统和基本工作过程
通常情况下,一个生物识别的最小系统包含传感器、存储器和处理器3个部分。传感器是用户生物信息的采集机构;处理器负责信息预处理、特征提取、特征训练、特征匹配和特征识别;存储器负责特征提取和训练结果的存放。生物识别工作过程包括用户注册和身份认证2个阶段,其过程主要包含生物特征采集、预处理、特征提取及模式识别四个步骤:
1)特征采集
特征采集是利用传感器把人体固有的生理特征转换为计算机可读取的数字信息的过程。生物识别传感器器主要采用高精度的扫描仪、摄像机等光学设备,以及基于电容、电场技术的晶体传感芯片、超声波扫描、红外线扫描等设备。
2)预处理
预处理是将传感器读取的数字信息进行标准化,将原始数据处理成半结构化数据的过程。通常预处理方法主要包括信息压缩、降噪和数据归一化等。
3)特征提取
特征提取是提取生物特征中最具代表性的部分,是将其转换为结构化数据的过程。特征提取和表达是生物识别过程的重点和难点,例如虹膜、指纹、人脸等图像在采集时极易出现光照不均、平面旋转、局部遮挡和三维形变等情况。这给后续的特征匹配与模式识别带来极大的障碍,可能导致识别失败,不能进行身份认定。
4)模式识别
模式识别通常包括特征训练、特征匹配和特征识别,是通过机器学习与数据挖掘手段构建分类器,对结构化的特征向量进行匹配和识别的过程。其中,特征训练是通过机器学习方法对用户注册阶段采集的生物特征数据集进行学习,生成生物特征分类器模型;特征匹配是将身份认证阶段提取的生物特征与用户注册阶段生成的生物特征数据库模型进行匹配,并计算二者相似度;特征识别设置相似度阈值等识别准则,并对识别的结果进行接受或拒绝。
2.2、浅析六类生物识别技术
目前生物识别技术中较为主流的主要有指纹、人脸、虹膜、静脉、声纹,步态识别六类。本章将简单介绍其各自的技术原理、技术特点以及目前所处发展阶段。
指纹识别
自动指纹识别系统(Automatic Fingerprint Identification System,AFIS)是模式识别领域中使用最早的,也是最为成熟的生物鉴定技术,它集传感器技术、生物技术、电子技术、数字图像处理、模式识别于一体。
图:指纹识别系统简图

一般说来,AFIS 系统主要由以下部分组成:
(1)指纹图像输入
AFIS 系统中获取指纹图像一般采用两种方式,光学扫描采集和固体传感器采集。光学扫描采集指纹图像一般采用全反射技术(FTIR)。当手指放在棱镜上,手指的脊和棱镜相接触而谷不和棱镜接触,激光以一定角度照射棱镜产生全反射,由CCD 阵列接收并获取指纹图像。固体传感器采集图像时,利用手指放在传感器表面改变电容器的电压从而获取图像。固体传感器与光学扫描相比具有体积小、集成度高、数字化等特点,但采集范围较小,而光学扫描在采集范围大小则很少受到限制。
(2)指纹图像增强
指纹图像的特征定义有许多种,目前最常用细节特征的定义是美国FBI提出的细节模型。它将指纹图像的最显著特征分为脊终点和分叉点。每个清晰指纹一般有40~100个这样的细节点。细节特征提取算法的性能严重依赖于输入指纹图像的质量,为了确保细节特征算法的性能,在提取特征前首先需要首先进行指纹图像增强。指纹图像增强的目的就在于提高可恢复区域的脊信息清晰度同时删除不可恢复区域。一般来说,图像的增强采用平滑、滤波、二值化、细化等数字图像处理方法来进行。
(3)指纹图像特征提取
匹配两幅指纹图像大量地采用基于比对两幅指纹图像的点模式的方法。用来匹配的点可以分为两类:细节点和单独点。用来匹配指纹图像的点称为细节点,在指纹图像拓扑中它们是脊终点和分叉点。单独点包括中心点和三角点,它们之间的距离以及脊线的数目一般认为不会随图像变换、旋转、放大和缩小而改变。因此,往往利用这一特性来减少匹配时数据库的搜索空间。
(4)指纹图像匹配
指纹图像匹配就是对两个输入指纹的特征集合(模板)判断是否属于同一指纹。指纹匹配算法方法很多,包括基于图像的匹配、脊模式匹配、点模式匹配及基于图形的匹配。
尽管指纹识别技术技术成熟,成本较为低廉,但仍然存在着容易被伪造,精度较低,隐秘性差,容易受检验者状态和环境影响等缺点。
目前也出现了超声波传感器采集图像,它是利用超声波反射测距来采集的。超声波指纹技术能够穿透由玻璃、铝、不锈钢、蓝宝石或塑料制成的智能手机外壳进行扫描。扫描能够不受手指上可能存在的污物影响,例如汗水、护手霜或凝露等,从而提供一种更稳定、更精确的认证方法。此外,基于超声波的解决方案利用声波直接穿过皮肤表层,识别出当前基于电容式触摸屏的指纹技术无法识别出的三维细节和独特指纹特征,包括指纹脊线和汗毛孔等。这样能够产生细节丰富,难于仿制的指纹表面图。
人脸识别
人脸识别技术是基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术,包括人脸图像采集、人脸定位、人脸识别预处理、身份确认以及身份查找等。该技术融合了生物学、心理学、认知学、模式识别、图像处理、计算机视觉等多领域的知识和相关技术,可广泛应用于身份确认、身份鉴别、访问控制、安全监控、人机交换场景。
人脸识别的工程应用始于20世纪60年代,经过50多年的发展,人脸识别技术已经取得了重大突破,很多经典算法和人脸库相继出现。目前人脸识别系统最高的正确率可以达到99.5%,而人眼在同等条件下识别的正确率仅为97.52%,人脸识别的准确率已经做到了比肉眼更精准。
同时随着高性能计算机的发展,国内外已经有许多机器全自动识别系统相继问世,促使人脸识别技术已经进入了实用化阶段。国外比较成功的商用人脸识别系统有Identix公司研发的FaceIt、AcSys公司的AcSysFRS、EyeMatic公司的EPL等。
我国的人脸识别技术位居世界一流水平。目前,世界上最高的人脸识别正确率即由我国的Face++团队创造。同时由于我国人口基数大的特殊国情,政府和产业对人脸识别技术具有较为迫切的需求,推动了我国的人脸识别商业化进程走在世界前列,人脸识别技术和产品已被应用于政府、军队、银行、社保、电子商务、安防等领域。
与其他生物特征识别技术相比,人脸识别技术在实用性方面具有独到的技术优势,主要体现在以下方面:
1、非接触:人脸图像的采集不同于指纹、掌纹需要接触指掌纹专用采集设备,指掌纹的采集除了对设备有一定的磨损外,也不卫生,容易引起被采集者的反感,而人脸图像采集的设备是摄像头,无须接触。
2、非侵扰:人脸照片的采集可使用摄像头自动拍照,无须工作人员干预,也无须被采集者配合,只需以正常状态经过摄像头前即可。
3、友好:人脸是一个人出生之后暴露在外的生物特征,因此它的隐私性并不像指掌纹、虹膜那样强,因此人脸的采集并不像指掌纹采集那样难以让人接受。
4、直观:我们判断一个人是谁,通过看这个人的脸就是最直观的方式,不像指掌纹、虹膜等需要相关领域专家才可以判别。
5、快速:从摄像头监控区域进行人脸的采集是非常快速的,因为它的非干预性和非接触性,让人脸采集的时间大大缩短。
6、简便:人脸采集前端设备——摄像头随处可见,它不是专用设备,因此简单易操作。
7、可扩展性好:它的采集端完全可以采用现有视频监控系统的摄像设备,后端应用的扩展性决定了人脸识别可以应用在出入控制、黑名单监控、人脸照片搜索等多领域。
虹膜识别
每一个虹膜都包含一个独一无二的基于像冠、水晶体、细丝等特征的结构,没有任何两个虹膜是一样的。虹膜识别技术是利用虹膜终身不变性和差异性的特点来识别身份的。虹膜识别系统主要由虹膜图像获取、图像预处理、特征提取、特征匹配、结论等部分组成。
(1)虹膜图像的获取:虹膜识别的首要任务是获取高质量的虹膜图像,这是虹膜识别最难解决的关键技术之一。由于虹膜的区分主要在于纹理细节的不同,而虹膜的纹理不是很清晰,特别是黄种人,用普通的CCD 摄像头和在正常的光照条件下很难获得清晰的虹膜图像。目前具有代表性的虹膜图像摄取装置有两种。一种是通过调整LED光源,数码摄像机从30~50 cm的距离摄取分辨率为256×256像素的眼部图像。另一种是一种小型便携式光机电装置,将该装置外壳的上端扣在被试者的眼睛上,在红外发射管及发光二极管的照射下,虹膜图像被CCD 摄像头采集并输入到计算机中。
(2)虹膜图像预处理:预处理是有效进行特征提取和特征匹配的前提。其主要任务是从摄取的眼睛图像中将虹膜图像分离出来。如采用自适应Wiener滤波去除由于反光等噪声干扰、用直方图均衡化的方法对虹膜图像进行局部增强、用Hough 变换对虹膜的内外边缘进行准确定位、用平移变换、图像对准的方法消除漂移、缩放和旋转,使虹膜图像结构之间具有一致性。
(3)特征提取:虹膜特征提取采用复数二维Gabor小波对虹膜图像进行分解。
(4)特征匹配:获得了虹膜图像的编码后,就要对编码作识别,以辨别身份的真伪。用于图像匹配技术的算法有多种,常用的有:相关函数测度算法、相关系数测度算法、分层搜索判决算法等。
总体而言,虹膜识别有极高的准确度,如果阀值设臵合理,虹膜识别的认假率几乎为0,且极难伪造,有很好的活体识别特性。但是仍然存在设备昂贵,采集困难,技术尚未完全成熟等问题。
静脉识别
静脉识别技术是一种生物特征识别技术,是利用人体静脉血液中的血红素具有对近红外光吸光的特性,通过静脉识别算法,实现对人的身份识别,具有安全可靠、识别精度高等特点。最常见的静脉识别部位包括指静脉和掌静脉。
从技术体系而言,静脉识别主要包括图像采集、预处理、特征提取及匹配这4个阶段,首先利用人类静脉中流动的血液可吸收特定波长的光线这一特性,使用特定波长光线对特定部位进行照射得到相关部位静脉的清晰图像,进而对获取的影像进行分析处理得到特定部位静脉的生物特征,再将得到的静脉特征信息与事先注册的静脉特征进行比对,从而确认登录者的身份。
在安全性方面,活体识别和静脉特征的唯一性使得静脉识别具有显著优势。由于静脉血管隐藏在人体内,同时血红蛋白储存在静脉血管中,只有血液流通才能提供血红蛋白的活性,从而被识别出来,因此很难被复制与盗用。同时对于成年人来说,他们的左右手静脉纹路是完全不同的,随年龄的增长静脉纹路也是不会改变,即使是双胞胎也不会出现完全相同的静脉纹路,静脉特征的唯一性很强。
在准确性方面,静脉识别是识别率最高的生物特征识别方式之一。通过近红外线照射采集的人体内部样本受外界环境干扰小,识别率很高。经过医学界严格的测试,静脉识别技术的拒真率小于0.01%,认假率小于0.0001%,登录失败率为0%,准确性位居其他生物特征识别前列。
尽管筋脉识别具有安全、准确的优点,但目前静脉识别由于采集方式受自身特点限制,产品难以小型化,对采集设备有特殊要求,设计相对复杂,制造成本偏高。
综合看在,在较为常见的生物识别技术中,指纹、人脸、虹膜是别是目前应用较为成功的三种,其中,指纹识别由于其较低的成本和采集的低门槛,已经得到了广泛的应用,人脸识别也随着图像识别技术的成熟在逐渐推广;虹膜识别精确度极高,但由于成本高、采集门槛高,应用场景有限。静脉识别也随着技术的不断进步成熟,得到了越来越广泛的应用,在某些场合实现对指纹识别的替代。
声纹识别
人在讲话时使用的器官在尺寸和形态等方面差异会很大,所以任何两个人的声纹图谱都有差异,而对于每个人而言,从十几岁发育变声后直到五十多岁,其声纹基本保持不变。声纹识别技术正是利用这一特点,将声音输入到声谱仪中,使声音不同频率的机械振动变成频谱图像,显示在荧光屏或记录在纸上,这种图像就是声纹。
声纹识别系统的工作过程一般可以分为两个过程:训练过程和识别过程。首先,需要对输入的原始语音信号进行预处理,如采样、量化、预加重和加窗等处理过程。在训练过程中,声纹识别系统要对所提取出来的说话人语音特征进行学习训练,建立声纹模板或语音模型库,或者对系统中已有的声纹模板或语音模型库进行适应性修改。在识别过程中,声纹识别系统要根据系统已有的声纹模板或语音模型库对输入语音的特征参数进行模式匹配计算,从而实现识别判断,得出识别结果。
从 20 世纪 70 年代末开始随着计算机技术的飞速发展,声纹识别研究转向对各种声学特征参数的非线性处理及新模式匹配方法上。在特征参数提取技术方面,小波特征参数及不同特征参数的的线性预测组合等非线性处理方法相继提出并得到广泛地应用。近年来, DSP 芯片计算技术的采用,使目前语音特征参数提取技术达到比较成熟的阶段。在模式匹配判断技方面: 20 世纪 80 年代开始,年代开始,隐马尔可夫模型、人工神经网络等技术在声纹识别方面得到有效的利用,逐渐成为声纹识别系统主流的模式匹配方法;进入90 年代后,高斯混合模型技术由于简单、有效及较好的鲁棒性也迅速成为重要的声纹识别技术;步入21 世纪以来,支持向量机技术及多种模式匹配方法融合也得到不断深入研究与发展,并进入了商业化实用阶段。
与其他生物识别技术相比,声纹具有简便、准确经济及可扩展性良好 与其他生物识别技术相比,声纹具有简便、准确经济及可扩展性良好 等众多优势,当然声纹识别技术 还存在一些技术难点,如:用很短的语音进行 还存在一些技术难点,如:用很短的语音进行 模型训练和识别、有效地区分仿声音真正消除或减弱变化带来的 模型训练和识别、有效地区分仿声音真正消除或减弱变化带来的 影响;消除信道差异和背景噪音带来的等。
步态识别
步态是指人们走路的姿势,一种可在远距离感知生物行为特征,用步态特征进行身份认证是近年来计算机视觉和生物特征识别领域的一个研究热点。步态识别就是要对包含人体运动的图像序列进行分析处理,通常括步态检测、表 别就是要对包含人体运动的图像序列进行分析处理,通常括步态检测、步态表征和步态识别3个过程。
步态检测是在图像序列中将人体步态轮廓区域从背景图像中提取出来。这方面的研究包括背景估计、目标检测和形态学后处理等。步态轮廓区域的有效分割对于特征提取、目标分类等后期处理非常重要,因此步态检测常被视为步态识别的预处理部分。步态表征就是采取某种方法表示检测出的步态和数据库中的已知步态,又称为步态特征提取。步态识别指将待识别的步态信息与数据库中的步态特征进行比对,通过一定的判断依据决定它所属的类别。有模板匹配法、状态空间法等。
步态识别的优势在于非接触性、非侵犯性、易于感知、难于隐藏和难于伪装。基于这些优点,步态识别在门禁系统、安全监控、人机交互、医疗诊断等领域具有广泛的应用前景和经济价值。
和其他生物特征识别技术(如指纹、人脸、虹膜等)相比,收益于数据的可得性和检测的非接触性,声纹识别与步态识别都有其独特的优势,因此在特定领域具有较高应用价值。
3、商业级应用:积淀深厚,新技术新场景驱动新市场
3.1、门禁:指纹应用广,人脸趋成熟
指纹识别是目前门禁系统中应用最广泛、价格最低廉、易用性极高的生物识别技术。但是指纹毕竟是表皮的纹路,容量受到外界因素的影响而受到变化,也容易被伪造等,在安全性要求高的行业中,指纹识别产品将一定程度上受到限制。将人脸识别产品嵌入到门禁控制系统中的新一代门禁控制产品正日趋成熟,目前人脸识别门禁系统主要应用于对安全需求较高的场所,如监狱门禁、银行金库等。此外,近年来虹膜、静脉识别等技术也开始应用到门禁系统中。2011年中船重工710所成功研制出指静脉身份识别门禁系统。
图:国内门禁系统市场规模(亿元)

近年来,智能小区及银行、智慧城市平安等项目推动门禁市场快速增长,近三年来增长率不断提升,2015 年市场规模达到了 160 亿元。叠加生物识别技术在门禁市场中渗透率的提高,生物识别将实现快速增长。
3.2、考勤:指纹当道,人脸实现技术突破
将生物识别技术应用于企业员工考勤系统,有助解决传统打卡钟、 C 卡考勤方 式带来的代打卡问题,保证考勤数据真实,提高企业员工管理的效率和质量。
在应用于考勤机的所有生物识别技术中,指纹占份额最大。另外,随着3D活体指纹识别技术在产品中得到进一步应用,利用指纹膜代打卡、指纹表皮环境异常导致纹识别困难、识别速度慢造成排队考勤的几大问题将得到缓解, 3D 指纹考勤机将在一定程度上实现对传统光学指纹识别考勤机的替代。通过对人脸一些独一无二的特征识别对验进行考勤,目前技术层面已突破昼夜光的影响,能在自然状态下达到快速识别。相较于指纹识别,人脸识别彻底杜绝了代打卡考勤的发生,也消除了指纹考勤接触使用的尴尬情况。虹膜识别技术在早期被广泛于煤矿行业的考勤。目前,将虹膜识别技术应用于建筑实名制管理系统项已在全国范围内进行推广,并以珠海和贵阳两地的案例较为突出。静脉识别考勤系统也已经在部分企业和高校中获得应用。
3.3、金融行业应用:深耕银行客户,移动支付撬动增量市场
金融机构对安全性的要求极高,因而生物识别技术首先被广泛应用于银行的内部控制中,银行的机密资料保险柜、金库门禁、柜员业务授权基本上都采用了生物识别技术。2013年5月,光大银行引入指纹识别统一身份认证平台,将指纹识别取代了密码进行柜员核心业务系统和验印系统等银行内部业务系统登录。
从弱实名电子帐户卡开到存取款,生物识别向更高风险的银行客户身份核验场 景拓展。2015年 12 月,为改进个人银行结算账户服务,中国人民银行发布了《中国人民银行关于改进个人银行账户加强账户管理的通知》。《通知》明确提出要拓宽开户渠道并增设远程开户渠道,有条件的银行可探索将生物特征识别技术和其他安全有效的技术手段作为核验开户申请人身份信息辅助。明确政 和其他安全有效的技术手段作为核验开户申请人身份的辅助手段。明确的政策支持进一步推动生物识别技术在银行客户身份核验场景进入实用化阶段。
图:招行刷脸取款

早在 2014 年,江苏银行就在全辖范围全部实体网点启用“刷脸”技术,主要用于辅助开户、联网核查、人像比对。经过多年的发展,人脸识别、静脉识别、声纹识别三类技术均已有产品落地。人脸识别目前的应用范围最广,主要用于弱实名电子账户 (如直销银行账户 )开立时的身份核验。弱实名电子账户不能支付、 转转账、取现、汇兑,因而生物识别技术的应用风险较小。比如属于弱实名电子帐户直销银行账户,其功能仅限于购买本及合作发卡、代销的余额理财产品,资金进出都只能通过绑定的银行结算账 户。此外,人脸识别技术也已用于辅助进出都只能通过绑定的银行结算账户。此外,人脸识别技术也已用于辅助户的核身开立,手机银行开户、信用卡申请也使用到人脸识别技术。随着招商户的核身开立,手机银行、信用卡申请也使到人脸识别技术。随着招商行在2015年推出刷脸取款业务,人脸识别正式进入存取款时的身份核实场景。静脉识别已经应用于多家银行自助设备的存取款业务,声纹识别则率先在建设银行的手机银行登录验证服务中得到应用。
移动支付打开巨大增量市场。目前应用最广、落地最好的技术是指纹识别。支付宝、微信等第三方移动支付工具和多家银行的手机银行都已推出指纹直支付功能。2015年9月,中信银行与华为合作首推指纹识别近场支付,MateS华为钱包APP内绑定中信银行信用卡,即可在线开通等额度的电子信用卡,用户在银联POS机上刷手机即可完成熄屏支付。“熄屏支付”即用户在结账时,只需持手机靠近POS机,即可熄屏唤起支付页面,进行指纹验证,就能完成200元以内的小额支付;若消费金额超过200元,也只需在POS机上再行键入信用卡密码,就能完成付款。最近,民生银行在业内第一家推出了虹膜支付。人脸识别技术提出已久,但至今还未在第三方移动支付工具中落地。声纹识别也还未实际投入使用。
与银行客户的身份验证相比,生物识别技术在移动支付场景中的应用还处于初级阶段,目前只有指纹支付实现了较广范围的落地。TrendForce拓墣产业研究所指出,2015年全球移动支付市场规模为4,500亿美元,预估2016年将达6,200亿美元,年成长率37.8%。2015年,中国手机网上支付用户规模达到3.58亿,增长率为64.5%,是整体网上支付市场用户规模增长速度的1.8倍,网民手机网上支付的使用比例由39.0%提升至57.7%。伴随着指纹识别渗透率的进一步提升,以及人脸识别、虹膜声纹等技术的落地,生物识别技术在第三方支付工具及手机银行等移动支付应用中将打开巨大的增量市场。
2009 年,我国生物识别产业细分市场中商应用占 84.9% (按销售额计算)。 (按销售额计算)。 如果这一比例保持不变,按预测的中国2020年生物识别市场规模为300亿元计算,商业级应用的市场规模将达到 254.7 亿元。
4、政府及公共级应用:初具规模,多政策支持开启稳定市场
4.1、公安部门:智能监控+人员进出管理助人脸识别独领风骚
今年,公安部门在生物识别上重点发力监控和人员进出管理方面实现了多个项目的落地。而在多技术中,人脸识别独领风骚。
人脸识别促进视频监控向智能化发展。随着平安城市建设的推进,中国很多城市已经部署了大量的安防监控摄像头,由此产生的海量视频数据给公共区域安全防范带来机遇的同时也带来极大的挑战。完全依靠人工监视或排查,无法满足实际应用的需求,将人脸识别技术融入视频监控系统,提升视频监控的智能分析水平,是应对挑战的有效途径。今年,合肥开启人脸识别“天网”,合肥市所有火车、汽车站的进出口都布有人脸识别设备,所有经过的人都会被系统抓取采集面部信息,采集完毕存入库中。当案件发生时,合肥的安防视频监控报警系统可以将犯罪嫌疑人的面貌录入库中进行检索,找到与之匹配的人脸。
人脸识别开始用于多类场所的人员进出管理:今年7月,深圳机场成为全国首家将人脸识别系统嵌入机场安检信息系统、实现两套系统一体化运行的机场。最先嵌入该系统的机场国内安检7号、8号通道,近一个月通过该系统检查发现冒用证件乘机旅客10人次,占到机场安检站近期查获该类旅客总人数的近三成,系统在提升现场查验能力、有效甄别旅客是否冒用证件等方面显示了很强的专业性和实用性,可有效杜绝违法分子分别取换登机牌后再故意交换登机牌登上对方飞机的安检漏洞。今年9月,南京交警首次使用人脸识别技术,自人脸识别系统启用以来,该公安检查站共检查3200人次,发现32人次存在问题,包括身份证过期、人证不符等,还有2名逃犯和2名吸毒人员被抓获。
2014年,公安部部级的生物识别采购金额为819.2万元,2015年采购金额为899.78万元,而今年截止到现在,采购金额已达1471.08万元。如果地方公安机关的采购额能够实现相似的增速,生物识别将在公安行业将迎来翻倍增长。此外,公安部部级近三年的采购项目基本都是人脸识别项目,对于其他生物识别技术,仅在今年采购了236万元的签证指纹采集仪硬备。可见,人脸识别短期内将主导市场的增长。
4.2、社保部门:生物识别正式入驻社保系统
2015年,人社部提出要紧密跟踪芯片技术的发展方向,积极研究无线支付、基于互联网服务的用卡方式、生物特征识别等新技术的应用,为新一代社会保障卡做好技术储备。由此,生物识别技术正式入驻社保卡。社保生物识别系统的基本结构和工作过程如下:
1) 特征采集:参保人在系统中注册,填报本人的身份证、年龄、地址、所属单位等基本信息,设置本人的系统登录密码并采集生物特征信息;系统将所有用户信息和其对应的生物特征集中存储于数据库中。
2) 认证:参保人定期使用密码或身份证登录系统,并进行生物特征认证,以确参保人的身份和生存状态;系统则根据用户提供的登录信息提取其生物特征进行匹配验证,认证过程中可以录像保存验证资料。 <
3) 社会保险信息系统依据认证获得的身份和生存信息决定如何进行社会保险的发放。
年以来,各级人社部门对生物识别的采购包括了人脸识别、静脉识别和指纹识别三类技术。根据下表数据,我们假设每个市的采购金额为200万元。按国内共计293个地级市计算,市级人社部门的生物识别市场约为5.86亿元。同时,假设省级采购金额为1200万元(甘肃省2016年采购金额为1264万元),按国内共计32个省和自治区计算,省级人社部门的生物识别市场约为3.84亿元。加总之后全国人社部门生物识别市场的空间约为9.7亿元。
表:各级人社部门部分生物识别采购项目

4.3、教育部门:各类考试有望搭建新入口
2016 年 2月 29 号,教育部发布了《关于做好2016年普通高校招生工作的通知》,通知中教育部明确提出:要结合各地实际,采用二代身份证现场报名确认、现场采集照片和指纹或静脉等生物特征、及时进行信息比对措施严防替考。通知 采集照片和指纹或静脉等生物特征、及时进行信息比对措施严防替考。通知表明,指纹识别、人脸识别和静脉识别三类技术有可能成为未来高考身份核查的强制手段。
早在 2012 年,河北省教育考试院为了进一步规范考试流程,就率先在国内教育为了进一步规范考试流程,就率先在国内教育考试领域试点引入指纹识别技术。 2016 年,北京、四川、湖北、广东等多个省份的高考采用人脸识别+指纹识别双重技术确认考生身份。每个考点都配备身份核验终端,考生进入考场时需要在设备上同完成刷身份证、按捺指纹、人脸拍照,并且与之前注册信息进行联网比对,三者核验均通过才能予以参加高考。而从2015年开始,蒙古自治区在高考身份核查中使用指静脉识别技术。
指纹识别率先打开了高考市场,紧随其后的是人脸 。当前和指纹识别率先打开了高考市场,紧随其后的是人脸 。当前和识别两类技术已经应用于多省的高考身份核查,指静脉 识别两类技术已经应用于多省的高考身份核查,指静脉 识别技术还未大范围应用。 随着教育部通知的进一步落地,更多省将在高考中使用静脉识别技术。
图:高考人脸识别+指纹识别双重技术

高考之外,自2015年起,司法考试在各省各考区推行国家司法考试人脸识别系统,考生必须先扫描身份证并现场拍照,通过人脸比对后方可进入考场。2016年,部分地区的英语等级考试也引入了人脸识别技术。高考之外各类考试逐渐引入生物识别技术,将放大生物识别在教育部门的市场空间。
4.4、医疗部门:人脸识别带动智慧医疗新进展
2016年3月,全国首家“人脸识别”医保支付系统在武汉市中心医院上线,通过手机刷脸支付,医保患者偶有不适可以在家通过网络院问诊,电子处方开具后,可以直接完成医保费用的缴纳,实现了医保患者网上就诊,药品快递到家。
人脸识别系统应用于医保支付系统,是智慧医疗的新突破。不过由于刷脸支付涉及医保账户线上使用的资金安全等问题,技术能否在国各大院推广还需 涉及医保账户线上使用的资金安全等问题,技术能否在全国各大院推广,还需要看政府层面下一步的支持力度。
5、消费级应用:方兴未艾,需求端打开奠定最大增长动力
5.1、手机端指纹识别:指纹识别硬件价跌量涨,NFC支付形成新推力
指纹识别产业链主要由硬件环节和软件环节构成。硬件环节包括指纹识别芯片、指纹识别模组, 软件环节包括指纹识别方案、手机终端和软件应用。在硬指环节,从芯片到模组,还需经历封装、 coating、盖板、金属环等环节。
需求扩大和价格成本下降推动指纹模组出货量高速上升。近年来,智能手机和移 动支付需求的扩张带动了手机端指纹识别技术需求的增长。同时,指纹识别逐渐成为中高端旗舰机型的标配,且在低端千元市场的普及率剧增。两方面因素叠加,推动指纹模组的需求不断扩张。而随着中国本土厂商全面进入识别市场并加快推出产品,指纹识别模组价格进入下行通道。指纹模组的价格2014年底约为10美元,2015年降至5美元,目前市场均价在3-4美元/片。需求的扩张和价格的下行带来指纹模组出货量快速增长。2016 年上半年,指纹模组的出货量呈现逐月增长的趋势,上半年出货总达到1.51亿(不计算苹果手机的指纹模组)。我们保守估计2016年整年的出货总量为3亿,假设均价为3美元,2016年整年指纹模组的销售额将达到9亿美元。
据接近FPC的业内资深人士分析称,今年指纹识别渗透率为20%-25% 。如果指纹识别渗透率可以达到50%的水平,指纹芯片、模组市场规模将实现翻倍增长。
NFC 支付相继推出,移动成为手机指纹识别关键应用场景。2013年9月,苹果推出首款搭载正面按压式指纹识别(Touch ID)的手机iphone5s,支持解锁/支付、与 Home 键完美融合。自iPhone5s之后,全世界的高端旗舰手机都开始攻关指纹识别技术,指纹识别在消费级市场迎来了爆发式增长。手机端指纹识别的应用场景包括:屏幕解锁、对手机的文件或者 应用场景包括:屏幕解锁、对手机的文件或者app进行加密、应用互动(比如长按指纹传感器给预先设定的人打电话,双击传感器就能共享照片,打开播放器的时候在传感器上向右滑动就能切换下一首歌等)以及自家服务(各手机厂商独特的指纹解锁服务,例如华为的应用锁、OPPO N3的拍照等方面)。而随着第三方支付工具和手机银行逐渐支持指纹识别,移动支付开始成为手机指纹识别的主要应用场景。另外,三星、华为、中兴、小米等厂商相继与银联达成合作,推出NFC支付。NFC支付可在不联网的状态下完成,与手机硬件的结合更加完善,且由于其信用加密等安全功能集成在硬件上,安全性更高。NFC支付在分割当前移动支付存量市场的同时,有望凭借其优势撬动一部分增量市场,这将对指纹识别芯片、模组和指纹识别软件环节形成拉动作用。
5.2、手机端虹膜识别:正处产业化初级阶段,高端机存在空间
2015年5月,富士通推出了全球首款搭载虹膜识别技术的新款机型Arrows NX F-04G,用户只要短暂凝视触控屏便可自动解锁,并能够实现购买APP的账号输入或具备登陆网页的密码功能。三星今年的旗舰机型Galaxy Note 7支持虹膜扫描,用于解锁的同时,Samsung Pay也获得了对于虹膜扫描功能的支持。而即将发布的华为年度旗舰Mate 9据称也将内置虹膜识别功能。
图:Galaxy Note 7虹膜扫描

虹膜识别算法国外领先,国内进入产业化阶段。虹膜识别技术的核心环节是算法。在该环节,国际领先的厂商有美国Iridian、Iriteck和韩国Jiris等。美国Iridian公司是全球最大的专业虹膜识别技术和产品提供商,它和Irisguard、Securimetrics 、LG、松下、OKI、NEC 等公司进行合作,以授权方式提供虹膜识别核心算法,支持合作伙伴生产虹膜识别系统。Iritech提供核心软件以及镜头,由其他公司在此基础上开发应用系统,并且负责销售。目前,国内的虹膜识别核心算法处于起步阶段,技术提供商主要是上海交大图像所和中科院自动化所,其虹膜研究成果已经产业化,主要由中科虹霸和聚虹光电这两家公司进行运营。目前,两家公司的产品已经在商业和公共领域获得了应用,未来有望拓展到消费级的手机端。
大量黑色虹膜样本为国内研发提供契机。当前,国内虹膜技术的关键研发方向是针对东方人的黑色虹膜识别。相对于西方人的虹膜,黑色虹膜颜色更深,纹理区域更狭窄,纹理数量更少,而且普遍存在比较严重的眼睑或睫毛遮挡,这些特点导致一般的虹膜识别技术在应用于东方人时识别精度会大大下降,甚至成为虹膜识别技术在东方人群中扩大应用的潜在障碍。中国拥有最大的黑色虹膜样本,这将为国内研究机构和厂商提供契机,在该研发方向上实现赶超。
指纹识别可复制的特性一定程度上削弱了它的安全性。而中高端手机用户对手机数据保密性和支付安全性的要求极高,因而,虹膜识别技术在中高端机型上存在市场空间。
5.3、指纹锁:渗透率尚低,作为智能家居入口优势明显
指纹、智能锁应用。指纹锁是将电子技术、集成电路设计、大量的电子元器件,结合计算机网络技术、内置软件卡、网络报警、锁体的机械设计、生物识别等多种创新的识别技术的综合产品。
目前指纹锁在国内渗透率较低。国内指纹锁市场至今已经过了10多年的漫长培 育。从2012 年开始,指纹锁产品处于高速增长的阶段,2015年比2014年增长了 82% ,但目前渗透率仍然较低。以往在中国智能锁主要被用于高端酒店、公寓与别墅当中,在普通家庭用户普及率不到2%,而在欧美等西方发达国家智能锁的市场,而在欧美等西方发达国家智能锁的市场,占有率在50%以上,日本、韩国智能锁更占民用锁70%以上的市场。
近年来,在智能家居系统中,指纹锁有着独特的应用场景与集成空间。伴随智能家居功能延伸与智硬件创业浪潮,指纹锁开始成为重要的应用落地点。然而与之前相比,目前市场情况可能出现了以下变化:目前市场情况可能出现了以下变化:
(1) 去中间化销售:在2015年之前,指纹锁产品的零售价基本在三千元以上,部分品牌可以达到四千元以上。随着创新型企业进入指纹锁领域,从2016年开始,很多智能家居品牌也延伸到这一领域,再加上互联网品牌的新运作新模式助推,部分做到了去中间化,在价格上有所下降。另外,大量企业进入指纹锁市场,加速行业普及,对传统企业的产业链体系会造成冲击。随着技术和生产门槛进一步降低,各个生产厂家出现竞争现象,压缩了成本。
(2) 整体产品设计能力的提升:包括与门厂和孔位匹配兼容性的提升。以前指纹锁和门厂的设计相互都没有贴合,这就导致指纹锁到门厂去需要经过比较复杂的安装调试,安装调试和销售维护的成本都比较高。现在指纹锁和门厂在技术上形成了联通,指纹锁的安装标准遵循着门厂的标准,各方面的成本都会降低。
(3) 指纹识别和嵌入式单片机技术的成熟:包括芯片成本的降低,这会让指纹锁产品进一步稳定,推动行业发展。
(4) 智能家居和物联网技术的成熟: 智能家居和物联网技术的成熟: 让指纹锁 融入到了智能家居整体的范畴。 智能家居在宣传推广方面可以让消 费者快速认识指纹锁,有知就会智能家居在宣传推广方面可以让消 费者快速认识指纹锁,有知就会费和普及。
(5) 使用者消费习惯改变:
过去住宅等的主要购买者多为70后,没有形成指纹识别的习惯,而目前购房者中开始出现80甚至90后,这一部分消费群体由于iphone等智能手机的使用习惯培养,对于指纹识别已经较为熟悉,更愿意在住宅中接受指纹锁。
从“指纹锁”到“智能锁”:在指纹加密外,近年来新型智能锁还能做到APP 发短信、云联网报警,使得智能锁的安全级别大大高于机械锁,手指指纹代替了传统钥匙,产品体验也更便捷。
与其他众多智能家居硬件相比,指纹锁作为入口有得天独厚优势:智能锁的更换周期为 5-8年,相比于其它智能家居使用频次高,更周期长,智能化成本较低。同时智锁以个人指纹作为ID可以连接其他智能家居硬件,具备生态链的纵深潜力;
在新的市场环境下,指纹锁、智能锁创业项目迎来了投融资的春天:知名智能锁品牌第吉尔、耶鲁被瑞典锁具巨头亚萨合莱收购,行业资源整合力度加剧。国内项目,小嘀云智能锁于2016年3月获得A轮1.23亿人民币融资,代表着智能家居的突破点正从智能家电向智能安防领域转移的趋势。
目前,智能锁市场潜力巨大。随着中国人口基数扩大、新建楼盘增多、楼价总体水平上升、国人对居住条件的要求提高,目前,国内一线、二线城市房价不断上涨,如果每平米售价10000元以上,那么指纹锁的成本平摊到每平米价格上,总价上涨幅度基本可以忽略。因此,越来越多的房开商采用指纹锁来吸引消费者。同时还有对高科技的热衷、社会不稳定因素带来的安防问题,使指纹锁市场逐渐扩大。根据华经视点对物理门禁控制市场的调查研究表明,超过70%的最终用户和80%的行业受访者认为,在未来3至5年内,他们希望以手机、钥匙牌、标签或凭证卡等方式替代现在的传统门锁。目前我国全国城镇住宅在3.4亿套左右,假设有一半能实现智能锁渗透,每户使用智能生物识别锁1.5个,那智能锁的需求量可以达到2.55亿个。按照每个智能锁2000元的价格计算,总市场规模可以达到5100亿元。
6、广阔市场和多种盈利模式带来巨大利润空间
6.1、从硬件销售到数据变现,盈利模式多样
生物识别盈利模式较为多样化:我们认为盈利模式可以分硬件销售,软件、解决方案服务提供,云服务提供,未来可能的数据变现几种。 (1)硬件销售。硬件是生物识别的入口,硬件销售也是生物识别领域最基础的盈利模式。提供优秀的硬件,是生物识别领域公司一种较为传统的盈利途径。
例如虹膜识别,由于提取眼白毛细血管信息的过程容易受到光线的干扰,因此首先需要使用近红外LED 来提供照射光线,需要使用四元晶粒机台设备,这一技术难度较大,主要红外线LED 厂商包括日本EPITEX、欧洲厂商欧司朗、台湾的晶电和研晶。同时,提取信息需要小型摄像头模组(CCM),它将光学图像转化为电子视频信号的装臵,其后电子信号将被转化为于数码影像设备之显示屏上,以供使用者将其储存为数码影像。
例如指纹识别。每一次的指纹解锁经历三个过程,首先传感器检测到手指按下并判断手指覆盖传感器面积达到验证的标准,其次进行指纹数据验证,最后验证通过点亮屏幕并解锁屏幕,每一个过程都依赖于硬件本身的处理能力,因此硬件在整个指纹识别产业链中占有极高地位。在整个指纹识别产业中,芯片价值占比极高,占整个模组的70%;又分为IC设计、晶圆制造、封测三个环节,在我国A股上市公司中,硕贝德、晶方科技等公司都具有一定的封装和模组技术实力。
(2)软件、解决方案服务提供。优秀的软件技术有助于降低识别错误率,提高
识别效率,是生物识别中的核心环节,特别在人脸识别、声纹识别、步态识别等对于算法要求较高的领域。专注软件和平台开发的公司将最受益于该类领域。
例如人脸识别。目前已有多家公司在人脸识别解决方案领域布局。例如川大智胜,公司三维人脸识别技术采用“三维建库,二维识别”的方式,投入小、精度高,具有明显的技术优势。该系统已经开始试点应用。佳都科重点布局的是云从科技公司的人脸识别技术,目前研发的多项产品进入了试点和应用阶段未来,公司还将进一步加大对人脸识别等图形图像智能分析技术的投入力度,加快产品化和产业化进程,向国际领先的技术水平迈进。除此以外,东方网力、海康等上市公司已经在视频管理、人脸识别领域有较强的技术优势和稳固的市场地位。
云服务模式。除了直接提供解决方案或软件外,部分生物识别公司还应用云模式提供服务。例如旷视科技应用PaaS模式,打造智能视觉云服务,通过向下游客户提供人脸或者图像识别的服务来获得收入。例如,美图秀秀就是旷视科技“人脸识别云服务”的客户,美图秀秀不用自己开发相应的人脸识别模块,只需要接入旷视科技提供的API和离线引擎就可以享受现成的人脸检测、分析和识别等服务。这种模式区别于传统的项目制,具有非常好的盈利前景。
极视角科技是一家计算机视觉及大数据分析公司,是一家PaaS平台提供商。公司通过开放云端平台,为算法开发者提供开发环境、海量数据、架构支持等优质算法和解决方案。
(3)大数据变现。计算机公司除了提供软件工具与服务,还有可能通过与客户的合作,共同实现客户数据的变现,拓展新的商业模式。
例如指纹识别领域。作为只能家居入口的指纹锁模块,可以掌握大量有价值的用户数据,例如,户主的作息情况、家居使用频次、家人健康状况等。通过这些数据,可以实现各种衍生功能。例如儿童上、下学监督和监护,通过智能锁根据孩子的进出门纪录做到监督孩子是否按时回家或者感知人身是否安全,从而起到监督和保护的双重作用。老人健康作息管理和监护,记录每天家中老人开关门作纪录,得知老人的活动情况,从而推断出老人是否外出活动,或者是否长久没有出外活动,据此就能大致判断出家中老人身体情况。作为家庭安全中心,防止其他安全事件发生,比如加入传感器,在室内温度异常,或者空气当中某项气体超标的 同时,在用户手机进行远程报警,从而预防一下火灾和煤气爆炸事故的发生等。
在人脸识别领域。客户购买计算机公司的产品或服务,可以满足自己识别分析的需要。但数据的价值仍然没有被充分挖掘。
例如,政府掌握的人脸数据可以用于监控和破案,也可以用于其它的商业领域。
但政府作为非盈利机构,没有动力去进一步变现其数据价值。未来,技术公司可以通过与政府达成合作,在不违背公民隐私保护的前提下,进一步挖掘政府掌握的人脸数据价值,获取商业利益。未来企业可为开发者提供人脸识别软件开发包,所有基于人脸应用类型的APP(美图、刷脸推荐音乐的emo)可以通过API调取人脸相关的功能函数实现基于人脸的创新业务。同时公司可以向开发人员以技术授权形式收费。
除此之外,人脸识别盈利模式还具有其他巨大的想象空间,比如:基于刷脸消费占据支付入口,其重要性及未来变现空间不言而喻;同时基于百货商场VIP 客户识别及精准营销等应用均为人脸识别带来巨大的变现空间。
6.2、市场高速扩张,多项技术同生共长
根据前瞻产业研究院的数据,全球生物识别行业的市场规模已经由2007年的30.1亿美元增长到2015年的130亿美元,年复合增长率CAGR为20.07%。预计到2010年,全球生物识别市场将突破250亿美元。
图:全球生物识别行业市场规模与预测(亿美元)

在国内市场方面,前瞻产业研究院的数据显示2010至2014年,国内生物识别市场平均增长率保持在60% 以上,2014年生物识别市场规模为80多亿元人民币。 在当前多种驱动力的推下,预计到2020年,国内生物识别市场规模将突破300亿元。
图:中国生物识别行业市场规模与预测(亿元)

在市场结构方面,根据国际生物识别集团(IBG)的报告《生物识别市场与产业报告2009 -2014》,在多种生物特征识别技术中自动指纹系统(AFIS)和实时扫描所占份额最大,为38.3% ;指纹识别占到28.4%(自动指纹识别系统(AFIS)和实时扫描,是指在公安、刑侦、机场、安检等行业应用的指纹识别系统;指纹 识别,是指其他指纹识别的民用市场。)人脸识别占到11.4%;虹膜识别、语音识别、静脉识别和掌形识别各占8.0%、3.0%、2.4%和1.8%。
在中国市场,2014年国内人脸识别市场占比达 18%,而指纹识别占比由之前的98%下降到82%。人脸识别对指纹的替代趋势明显。此外,每一项生物技术独特的应用应用特点和应用场景、技术成熟度的提升以及多种相互融合的趋势,正在推动虹膜、声纹、静脉等生物识别技术快速成长。未来,国内生物识别领域将呈现多项技术同生共长的局面。

5G网络通信行业研究报告 2017-02-03 08:44:10

一、 提供极致体验,5G 标准及研发加速推进
1.1 新应用场景的需求是5G 核心驱动力
自20 世纪80 年代以来,通信系统经过了30 多年的发展,随着4G 商用逐渐成熟,面向2020 年及未来的第五代移动通信(5G)已成为全球的研发热点。5G 并非仅来源于技术自身的更迭,更重要的是移动互联网和物联网等业务的发展,在不同场景下对多种通信业务都产生了现实的极致体验需求。5G 移动通信系统将能解决例如高流量密度、高连接数、高移动性等各类场景下的通信需求,用户体验速率、流量密度、时延、能效和连接数是不同场景下可能的挑战性指标。5G 愿景从主要应用场景、业务需求与挑战出发,归纳出连续广域覆盖、热点高容量、低功耗大连接和低时延高可靠四个主要技术场景。
依据中国IMT-2020(5G)推进组的《5G 概念白皮书》,连续广域覆盖和热点高容量主要为了满足2020 年及未来的移动互联网业务需求。连续广域覆盖场景以保证用户的移动性和业务连续性为目标,为用户提供无缝的高速业务体验,随时随地为用户提供100Mbps 以上的体验速率;热点高容量场景面向局部热点区域,为用户提供极高数据传输速率,满足极高流量密度需求,达到1Gbps 的用户体验速率、数十Gbps 峰值速率和数十Tbps/ km2的流量密度。
低功耗大连接和低时延高可靠主要面向物联网业务,低功耗大连接场景包括智慧城市、环境监测、智能农业等场景,具有数据包小、功耗低、海量连接等特点。这类场景要求网络具备超千亿连接的支持能力,满足100 万/km2连接数密度指标,还要保证终端的超低功耗和超低成本。低时延高可靠场景主要面向车联网、工业控制等垂直行业特殊应用需求,需要为用户提供毫秒级的端到端时延和接近100%的业务可靠性保证。
1.2 网络性能八大指标提供全新极致体验
为了满足应用场景的实际需求,ITU 和IMT-2020 工作组对5G 网络的关键能力指标给出了具体要求。5G 网络在八大性能指标方面相较于现有网络有大幅提升。相较于4G 网络,体验速率提升100 倍,峰值速率达到20 倍,空口时延1/20,频谱效率提升3-10 倍,连接密度10 倍。具体指标峰值速率要达到20Gbps、用户体验速率达到1Gbps、支持终端移动性达到500km/h,时延达到1 毫秒等。
移动通信技术经历了3G 时代的三大主要标准(TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000)、4G 时代两大主要标准共存(TDD-LTE、FDD- LTE),到5G 时代有望实现通信标准的全球统一,移动通信每十年出现新一代技术,通过关键技术的引入,实现频谱效率和容量和成倍提升,推动新的业务类型不断涌现。随着4G 在全球范围内规模商用,5G 已成为全球业界的研发焦点,制定全球统一5G 标准已经成为业界共识。
1.3 标准和研发快速推进,力争2020 年商用
国际电信联盟ITU 管辖的ITU-R 成立WP5D 特殊小组负责5G 工作,制定网络需求和指标,评估5G 技术,2015 年10 月,ITU-R 正式确定由中国方面建议的5G 法定名称“IMT-2020”,并批准了三项有利于推进5G 研究进程的决议。国际标准组织包括3GPP 和IEEE 等对5G 标准制定进行具体推进工作,3GPP 目前在推进5G 计划标准制定方面占据主要地位,IEEE 主要提供的是基于802.11ax等无线技术接入5G 系统的方案。各国推进组负责为标准组织提供具体的技术文档和白皮书,我国5G 主要标准     机构为IMT-2020(5G)工作组,于2013 年2 月由我国工信部、发改委、科技部联合推动成立,是联合产学研、推动5G 技术研究和国家交流合作的基础工作平台,已完成发表《5G概念白皮书》、《5G 网络架构设计白皮书》等工作,并组织国内三个阶段的5G 方案研发试验工作。
图1:3GPP 5G 标准制定时间表及中国 IMT-2020 工作组研发试验计划

我国IMT-2020 工作组对5G 试验主要分为两步实施,第一步是2015-2018 年的技术研发试验阶段,由中国信息通信研究院牵头组织,运营企业、设备企业及科研机构共同参与,第二步是2018-2020年的产品研发阶段,由国内运营企业牵头组织,设备企业及科研机构共同参与实施。当前的技术研发试验阶段具体划分为三个阶段,分别为关键技术验证(2015.9-2016.9),进行单点关键技术样机性能测试;技术方案验证(2016.6-2017.9),融合多种关键技术,开展单基站性能测试;系统验证(2017.6-2018.10)进行5G 系统的组网技术性能测试和典型业务演示。
二、 5G 移动通信系统关键技术的革新趋势
2.1 关键技术革新主要体现在无线传输和无线网络
参考东南大学移动通信国家重点实验室、工信部电信研究院和中国工程院的学者于2014 年发表在《中国科学》上的论文(尤肖虎,潘志文,高西奇等.5G 移动通信发展趋势与若干关键技术.中国科学:信息科学,2014),5G 移动通信标志性的关键技术主要体现在超高效能的无线传输技术和高密度无线网络(high density wireless network) 技术。其中基于大规模MIMO 的无线传输技术将有可能使频谱效率和功率效率在4G 的基础上再提升一个量级。超密集网络(ultra dense network, UDN) 已引起业界的广泛关注,网络协同与干扰管理将是提升高密度无线网络容量的核心关键问题。体系结构变革是新一代无线移动通信系统发展的主要方向。现有的扁平化SAE/LTE (system architecture evolution/long term evolution) 体系结构促进了移动通信系统与互联网的高度融合,高密度、智能化、可编程代表了未来移动通信演进的进一步发展趋势,而内容分发网络(CDN) 向核心网络的边缘部署,可有效减少网络访问路由的负荷,并显著改善移动互联网用户的业务体验。
综合无线传输和无线网络上的关键技术,5G 网络技术和变革主要表现在以下方向(由于5G 标准尚未最终确定,本报告内容基于现有研究,探讨未来可能的技术趋势),包括:Massive MIMO 大规模天线阵列、超密集组网、高级编码技术、新多址技术、多载波技术、毫米波技术、自组织网络、移动边缘计算、软件定义网络和网络虚拟化(SDN/NFV)等。关键技术主要涉及无线传输和网络架构两个方面,将对相关产业造成不同程度的影响,也为积累相关技术、规模优势和优秀商业模式的企业带来新的机遇。
2.2 大规模多输入多输出天线(Massive MIMO)
MIMO 技术已经广泛应用于LTE、WIFI 等领域,理论上天线越多,频谱效率和传输可靠性就会越高。3D-MIMO 技术在原有的MIMO 基础上增加了垂直维度,使得波束在空间上可以三维赋型,可避免相互之间的干扰。4G 移动通信时代基站天线支持4x4 MIMO,下行峰值速率100Mbps,LTE-A 最多支持8x8 MIMO,下行峰值速率达到1Gbps。
MIMO 技术为实现在高频段上进行移动通信提供了广阔前景,可以成倍提升无线频谱效率,增强网络覆盖和系统容量,帮助运营商最大限度利用已有站址和频谱资源。从理论角度,假设有一个20 平方厘米的天线物理平面,如果天线以0.5λ的间距排列,那么如果工作频段在3.5GHz,可以部署16根天线,而如果频段在10GHz,可以部署169 根天线,如果在20GHz,则可以部署676 根天线。
传统MIMO 技术到5G 时代已不能满足呈指数上涨的无线数据需求,2010 年底,贝尔实验室科学家Thomas L.Marzetta 提出了大规模MIMO,也叫Massive MIMO 的概念。Massive MIMO 技术指基站天线数目庞大,而用户终端采用单天线接收的通信方式,作为目前移动通信系统一种平滑的过渡方式,通过对基站的改造,提高系统的频谱利用率。和LTE 相比,同样占用20MHz 的带宽,MassiveMIMO 的小区吞吐率可以达到1200Mbit/s,频率利用率达到了60Bit/s/Hz/小区。
图2:瑞典德隆大学大规模天线试验系统

Massive MIMO的应用场景包括中心式天线系统和分布式天线系统。中心式天线系统适用于宏蜂窝小区,中心基站使用大规模天线,微小区为大部分用户提供服务,而大规模天线基站为微小区范围以外的用户提供服务,同时对微小区进行控制调度。分布式天线系统大规模天线分布在区域联合处理(C-RAN),适用于高用户密度或者室内场景。
当基站的天线数趋近于无穷时,信道容量应该无限大,但是在实际应用的场景中并不成立。唯一限制因素就是导频污染(Pilot Contamination),导频污染问题产生的主要原因是在上行信道估计中,相邻小区的用户发送的训练序列非正交,到基站端进行信道估计的结果并非本地用户和基站之间的信道,而是被其他小区的用户发送的训练序列污染之后的估计。目前并没有很有效的方法可以完全消除导频污染。Massive MIMO 技术的应用面临主要的挑战还包括如何使用更少的天线数而非无穷多的天线来获取更高系统容量,如何设计更复杂有效的预编码机制,如何进行大规模天线单元及阵列设计以满足低能耗的需求,以及研制适合Massive MIMO 的较高并行计算需求的数据处理芯片。
2.3 超密集组网(Ultra Dense Network)
超密集组网通过增加单位面积内小基站的密度,并通过在异构网络中引入超大规模低功率节点实现热点增强、消除盲点、改善网络覆盖、提高系统容量。通过超密集组网可以满足热点地区500-1000倍的流量增长需求,达到几十Tbps/km2,100 万连接/km2,1Gbps 用户体验速率。应用场景包括密集街区、密集住宅、办公室、公寓、大型集会、体育场等区域。
异构网络(HetNet)将是应对未来数据流量陡增,满足容量增长需求的主要途径。在宏蜂窝网络层中,运营商可通过布放大量低功率的微蜂窝(Microcell)、微微蜂窝(Picocell)、毫微微蜂窝(Femtocell)等非标准六边形蜂窝接入点,形成低功率节点层,大量重用系统已有频谱资源,增强总的等效功率资源,并有针对性地按需部署、就近接入,来满足热点地区对容量的需求。对于异构网络的建设,面临的挑战主要包括:(1)需要多种产品和解决方案的支持。针对话务热点和深度覆盖盲区,通过建设室内覆盖系统、室外的微蜂窝基站来吸收话务,比如小基站。对于话务和数据热点重合的应用场景,集成Picocell+WiFi 产品有利于分流。(2)对低功率小基站进行部署需要精准的热点发现。由于微蜂窝的覆盖面积相对较小,针对热点和盲区的精确布放尤为重要,否则将大大降低小基站的覆盖效率和分流效果。(3)需要完善的网络规划和优化做保证。立体分层网络在覆盖和干扰形式上变得复杂,在频率规划、小区选择与切换机制等方面给系统带来了挑战。(4)网络需要具有SON 自组织功能,使小基站具有自规划、自配置、自优化以及自修复等能力,有效降低运维成本,提高运营效率。
2.4 新编码技术(Rolar 码、LDPC 码)
通信编码技术涉及信源编码和信道编码两类,信源编码是对输入信息进行编码,优化信息和压缩信息并且转化为符合标准的数据包,作用一是设法减少码元数目和降低码元速率,即数据压缩,作用二是将信源的模拟信号转化为数字信号以实现模拟信号的数字化传输。信源编码在现代通信应用中常见的包括Huffman 编码、算术编码、L-Z 编码等。信道编码也叫差错控制编码,是在发送端对原数据添加冗余信息,再在接收端根据这种相关性的冗余信息来检测和纠正传输过程中产生的差错。
图3:通信信号传输模型

1948 年,香农发表《通信的数学理论》,根据香农定理,要想在一个带宽确定而存在噪声的信道里可靠地传送信号实现路径包括加大信噪比或者在信号编码中加入附加纠错码。差错控制编码方案历史上出现了Hamming 码、Golay 码、卷积码、Turbo 码、LDPC 码等,Turbo 码与LDPC 码具有逼近香农极限的性能,能很好满足3G、4G 通信的需求,但由于两者各有优缺点,满足全部5G 应用并不现实。Polar 码是2007 年由土耳其比尔肯大学教授E.Arikan 基于信道极化理论提出的一种线性信道编码方法,能达到香农极限,并且具有较低的编译码复杂度,但由于出现较晚,在实际场景中没有Turbo 码和LDPC 码应用广泛,产业链也较为不成熟。2016 年11 月,3GPP RAN1 87 次会议确定了5G eMBB(增强移动宽带)场景下的信道编码方案:数据通道为LDPC 码,控制通道为Polar极化码。
目前在各信道编码方案的推动厂商方面,Turbo 码主要推动方为爱立信、Orange 等欧洲厂商,LDPC码主要为高通、诺基亚、Intel、三星,而Polar 码主要推动与支持厂商大多为中国厂商,包括华为、中兴、烽火、大唐、中国移动、中国电信、中国联通、宏碁、海能达、联想等。由于主推动厂商在编码方案的硬件与软件实现方面前期投入了大量研发,具备先行优势,一旦进入通信标准,将十分有益于主推动厂商在专利许可、产品性能方面占据先导优势,相关支持厂商也能因此获益。
信道编码方案涉及到主要通信产品为基带处理单元,在基带处理单元中编码器和译码器是主要组成部分,编码译码占据了基带芯片近70%的资源和功耗。我们认为在信道编码方案中有前期研发投入积累的厂商,不仅能够提高自身产品的性能,扩大市场份额,也能够利用专利授权获取收益。从2015年LTE 市场的基带芯片生产商和消费商来看,高通仍然占据市场份额第一的位置,为68.8%,联发科位列第二位,为13.8%,华为海思市场份额位列第五,仅为3.3%,展讯位列第七,为2.0%。中国厂商在基带芯片市场的占有率与高通的差距仍然很大。在基带芯片市场的追赶不仅依靠制造工艺,更需要核心通信标准专利方面的积累。我国厂商主推的Polar 码信道编码方案进入5G 标准是我国第一次在核心通信标准上实现突破,其意义不仅对于主推动厂商华为形成利好,整个通信产业链上的支持厂商包括芯片、软件、设备、终端、测试、运营商等都将受益。
2.5非正交多址接入技术(NOMA)
在无线通信系统中,多用户同时通过同一个基站和其他用户进行通信,必须对不同用户和基站发出的信号赋予不同特征,这些特征使基站从众多手机发射的信号中,区分出是哪一个用户的手机发出来的信号,各用户的手机能在基站发出的信号中,识别出哪一个是发给自己的信号。对这些特征进行定义区分的方式就需使用多址技术寻址。移动通信多址技术分为频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)、空分多址(SDMA)等。
3G移动通信时代采用的是直接序列码分多址(DS-CDMA)技术,手机接收端使用Rake接收器,必须使用快速功率控制(TPC)来解决非正交特性带来的手机和小区之间的远近问题。4G网络采用的是正交频分多址(OFDM)技术,不但可以克服多径干扰,而且和MIMO技术配合,极大提高了数据速率,TPC被舍弃,采用自适应编码(AMC)来实现链路自适应。NOMA技术仍使用3G时代非正交多用户复用原理,并融合在现在的OFDM技术之中,NOMA在时域、频域、码域之外增加了一个功率域维度,目的是为了利用每个用户不同的路径损耗来实现多用户复用。
运用NOMA 多址技术,接收端需要加装一个持续干扰消除(SIC),通过SIC 加上信道编码,就可以实现在接收端区分出不同用户的信号。NOMA 技术的优势在于能够利用不同路径损耗差异来对多路信号叠加,提高信号增益,不仅能让同一小区内的所有移动设备获得最大可接入带宽,还可以解决大规模连接带来的网络挑战。另外,NOMA 无需知道每个信道的状态信息(CSI),进而便于在高速移动场景下获得更好性能。
2.6基于滤波器组的多载波技术(FBMC)
OFDM在频谱效率、对抗多径衰落、低实现复杂度方面具备优势,但是也存在很多不足之处。比如需要插入循环前缀以对抗多径衰落,对载波频偏敏感性高,方波的基带波形载波旁瓣较大使得相邻载波之间的干扰比较严重。基于滤波器组的多载波(FBMC)被认为是解决以上问题的有效手段。
滤波器组技术起源于20世纪70年代,在FBMC技术中,发送端通过合成滤波器组来实现多载波调制,接收端通过分析滤波器组来实现多载波解调。合成滤波器组和分析滤波器组由一组并行的成员滤波器构成,各个成员滤波器都是由原型滤波器经载波调制而得到的调制滤波器。由于在FBMC技术中多载波性能取决于原型滤波器的设计和调制滤波器的设计,而为了满足特定频率响应特性要求,硬件实现的复杂度高,对于FBMC技术来说,发展符合5G要求的滤波器组快速实现算法是一项重要的方向和趋势。
2.7 高频段毫米波相关技术
受6GHz 以下频段资源有限,以及5G 超高速率和大容量通信对大带宽频段资源需求的双重影响,5G 移动通信需要开发未利用的频段资源,6GHz 以上高频段资源是比较理想的选择。5G 无线技术由5G 高频段新空口和低频段新空口两部分组成,低频空口应用于广域覆盖、热点覆盖、低功耗大连接、低时延高可靠场景,高频段新空口联合低频空口将重点用于热点覆盖场景。美国联邦通信委员会(FCC)已于2015 年10 月发布了拟议规范公告,针对28GHz、37GHz、39 GHz、64-71GHz 频带提出了全新且灵活的服务规则。日本NTT 也已提议将3.5 GHz、4.5 GHz 和28 GHz频段作为5G 服务的潜在备选频段。我国开展的5G 技术研发试验阶段确定的是3.4-3.6GHz,在技术研发试验第三阶段开始将会确定考虑增加低频频段,同时引入6-100 GHz 的高频段。在高频通信这一重点技术领域,各大厂商都在进行研发试验测试,在我国5G 试验中,爱立信完成15 GHz、华为完成73 GHz、中兴完成了15 GHz 的高频段测试。
毫米波应用于移动通信系统存在三个主要的障碍。一是相较于传统的3GHz 以下的频带,在毫米波频段的信号路径衰减相对较高;二是毫米波频段的电磁波易于在视线范围内传播,这容易导致无线链路容易被移动的物体或者人阻挡;三是毫米波频段的信号在穿过建筑物的时候,穿透衰减相对比较严重,容易发生室外无线接入系统在室内用户使用时产生阻断的现象。
尽管存在这些障碍,毫米波通信仍存在很多的优点。在毫米波的频段有大量的可用频谱,比如在60GHz 频段,有9GHz 的未授权频谱可以使用。毫米波通信的其他优点还包括更小的天线尺寸和更小的波长,这将允许在一平方厘米的平面上可以放置10 个天线单元,这种特性可以使在相对小的区域完成很高的波束赋型增益。结合智能相控阵天线,可以充分利用无线信道的空间自由度,进而进一步提高系统容量,并且随着移动终端的移动,波束赋形的权重可以自适应的调整,从而使天线的波束始终指向基站。
2.8 自组织网络(SON)
传统移动通信网络中,网络部署和运维基本依靠人工方式来完成,给运营商带来巨大运行成本。由NGMN(next generation mobile network)联盟中的运营商主导,联合主要的设备制造商提出了自组织网络Self-Organising Network(SON)的概念。SON 的思路是在网络中引入自组织能力,包括自配置、自优化、自愈合等,实现网络规划、部署、维护、优化和排障等各个环节的自动进行,最大限度地减少人工干预。
由于5G 网络采用了复杂的无线传输技术和无线网络架构,网络管理远比现有网络复杂,SON 将成为5G 的一项重要技术。例如在小基站数量快速增加的情况下,邻区干扰、用户移动的平滑性、无线资源调配等这些问题都需要小基站自己完成设置和优化。5G 采用大规模MIMO 无线传输技术使得空间自由度大幅增加,带来天线选择、协作节点优化、波束选择等方面的灵活性,这些都是SON技术重要的应用方向。
2.9 移动边缘计算(MEC)与SDN/NFV 技术
由欧洲电信标准协会ETSI 提出的移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)是基于5G 演进的架构,将移动接入网与互联网业务深度融合的一种技术。MEC 可改善用户体验,节省带宽资源,并通过将计算能力下沉到移动边缘节点,提供第三方应用集成,为移动边缘入口的服务创新提供可能。
2016 年11 月30 日首届边缘计算产业峰会上,我国边缘计算产业联盟宣布成立。该联盟由华为技术、中国科学院沈阳自动化研究所、中国信息通信研究院、英特尔、ARM 和软通动力6 家单位联合发起。而在德国慕尼黑召开的第二届全球移动边缘计算大会上,凭借室内外联合精准定位的移动大数据服务商用部署,华为和中国移动荣获最具潜力MEC 商用大奖,标志着基于Small Cell 的MEC 创新应用生态进一步走向成熟。MEC 目前在资源下沉的位置方面可以下沉到基站、可以下沉到P-GW,也可以将CDN 下沉成为MEC 服务器。MEC 设备也将对包括网络功能虚拟化(Network Function Virtualization,NFV)和软件定义网络(Software Defined Network,SDN)等技术功能进行广泛应用。
根据SDN 产业联盟于2015 年4 月发表的《SDN 产业发展白皮书》,现有的网络架构由于缺乏管理运维方面的设计,在部署一个全局业务策略时需要逐一配置每台设备,任一新技术的引入都严重依赖现网设备,需要多个设备同步更新,随着设备支持的功能和业务越来越多,实现复杂度显著增加,制约网络演进发展。2006 年SDN 技术诞生于美国GENI 项目资助的斯坦福大学Clean Slate 课题,侧重于L4 以下流量的控制调度,而NFV 适用于L2-L7 的任何业务的虚拟化实现。通过SDN 与NFV的结合,利用业务编排进行统一调度可构成完整的软件定义网络的解决方案。SDN 技术方案打破网络的封闭架构,增强网络的灵活配置和可编程能力,采用与传统网络截然不同的控制架构,将网络控制平面和转发平面分离,采用集中控制替代原有分布式控制,并通过开放和可编程接口实现软件定义。
SDN 典型的网络架构包括转发层、控制层和应用层。新型的架构使转发和控制分离,硬件组件趋于通用化,而且便于不同厂商设备的互通。集中的控制平面可以实现海量网络设备的集中管理,通过控制平面可以方便地对网络设备实施各种策略,提供开放的北向接口允许上层应用直接访问所需的网络资源和服务,加速网络创新。
图4:SDN 网络分层架构

目前SDN 技术已经应用在IDC 网络中,谷歌的数据中心WAN 网使用SDN 技术,效率优化提升到95%。2014 年4 月,北京电信和华为合作推出全球首个运营商SDN 商用部署,将SDN 技术成功应用于IDC 网络。但对于运营商广域网市场,目前SDN 短期全面替代存量网络还不太现实。中国三大运营商对SDN/NFV 的规划包括:中国移动计划以数据中心引入SDN 优先,其次再考虑传输网和IP 承载网,NFV 从VoLTE、物联网专网和固定接入三大方向入手。中国电信的规划也是先从数据中心进入SDN 开始有序开展,逐步推进到终端和接入侧。中国联通计划2017-2018 年完成SDN/NFV产品孵化和部署,2019 年以后拓展多领域的应用。总的来说,SDN/NFV 的引入将大大增强运营商对于网络的控制力,为新兴的通信设备厂商进入相对封闭的设备市场提供了更多的机会,并且打破了原有的网络设备供需关系,未来网络运营商可以自己联合器件供应商研发网络设备,也将会可能与设备商形成更紧密的合作关系。
三、 细分行业与新兴行业投资机遇
3.1 细分行业—滤波器与陶瓷基座需求增长
在4G 时代,由于LTE 是一种新兴技术,其网络部署是个逐步推进的过程,意味着相当长的一段时期内全球运营商都将面临LTE 网络与现有多网并存这一共性问题。因此,为满足业务连续性以及国际漫游需求,多模多频段终端将是市场过渡阶段一种必然选择。
对于运营商而言,不但要求其终端在原有多模的基础上增加支持新网络制式及相应工作频段,还要增加可以确保用户实现国际漫游的工作频段。不同于2G/3G 时代,目前全球分配的LTE 频谱众多且相对离散,为更好地支持国际漫游,终端需要支持较多的频段。以中国移动为例,4G TD-LTE 引入后,为满足自身的运营需求,终端至少需要支持TD-LTE,TD-SCDMA,GSM 三种模式和八个频段来确保业务的连续性。为提升用户的国际漫游体验,终端还要支持FDD LTE 模式,结合全球FDD LTE部署现状,目前终端至少需支持Band1/7/17(或13)3 个频段才能实现通过FDD LTE 漫游到日本、欧洲、美国的部分地区,而且随着FDD LTE 在全球部署规模的逐步扩大,终端还要增加新的FDD LTE频段才能实现全球漫游。考虑到WCDMA 的全球部署范围广、成熟度高且漫游能力强,为提升终端的国际漫游能力,还将鼓励终端支持WCDMA 模式及相应的工作频段。
无线通信模块由芯片平台、射频前端和天线3 大部分构成。其中,芯片平台包括基带芯片、射频芯片以及电源管理芯片等,射频前端包括SAW(Surface Acoustic Wave,声表面波)滤波器、双工器(Duplexer)、低通滤波器(Low Pass Filter,LPF)、功放(Power Amplifier)、开关(Switch)等器件。基带芯片负责物理层算法及高层协议的处理,涉及多模互操作实现;射频芯片负责射频信号和基带信号之间的相互转换;SAW 滤波器负责TDD 系统接收通道的射频信号滤波;双工器负责FDD系统的双工切换以及接收/发送通道的射频信号滤波;功放负责发射通道的射频信号放大;开关负责接收通道和发射通道之间的相互转换;天线负责射频信号和电磁信号之间的互相转换。
图5:我国SAW滤波器产量(万只)

为了抑制外界干扰信号对终端接收信号灵敏度的影响,同时抑制发射通路射频信号的带外干扰,通常需要在TDD 系统射频前端的接收通道和发射通道上分别配置SAW 滤波器和低通滤波器,而对于FDD 系统,则需要配置双工器来解决射频前端接收通道和发射通道的滤波问题。由于滤波器件数量是随着频段数量增加而线性递增的,且LTE 系统采用的又是接收分集,所以在LTE 上增加支持新的频段会比在TD-SCDMA(或GSM)上增加支持相同数量的频段对终端滤波器件数量影响更为明显。现有的TD-SCDMA/GSM 终端支持6 个频段需要12 个射频前端滤波器件,而TD-LTE/TDSCDMA/GSM 终端支持8 个频段则需要18 个射频前端滤波器件,较前者多支持2 个频段却多增加了6 个滤波器件。同时,TD-LTE/FDD LTE/TD-SCDMA/GSM 终端若支持11 个频段则需要24 个射频前端滤波器件。
频谱资源是一种非常珍贵的资源,由2G 到4G,使用的频段变多,且频带宽了,可以提供的容量增大了,用户可以享受更高的网络速度。以手机为例,手机每增加一个频段,大约需要增加2 个滤波器(接收和发送),1 个功率放大器和1 个天线开关。2015 年全球手机出货量达到19.4 亿部,比14 年增加了0.6 亿部。智能手机方面,2015 年全球智能手机出货量为14.3 亿部。IDC 认为在2019年之前,全球智能手机市场将保持7.9%的年化增长速度,最终在2019 年达到19 亿部的单年出货量。同时IDC 预计2016 年中国智能手机市场的同比增长率将近10%,中国市场未来仍有望实现更大的增幅。我国2014 年手机出货量为4.52 亿部,同比下降22%,但随着4G 在2014 年正式商用,2015 年4G 手机出货量的膨胀带动国内手机出货量的增加。2015 年我国手机出货量为5.18 亿部,同比增长了15%,增长率由负转正。
图6:全球手机出货量(亿部)

图7:国内手机出货量(亿部)

4G 手机出货量呈井喷之势:2014 年是4G 正式商用的第一年,也是国内手机向4G 转型的重要一年。数据显示,15 年国内4G 手机出货量达到4.4 亿部,接近14 年全年国内手机出货量的总和。4G手机出货量占比也由14年的37.87%迅速提升到15 年的84.98%。截止16 年前五月占比达到91.59%。
图8:2G、3G、4G手机出货量占比

从2G 到5G 的应用意味着频段的增加,单个终端的滤波器需求也将从几个增加到上百个,滤波器这个细分行业将从中受益。声表面波器件是一种新型的模拟信号处理器件,在抑制电子信息设备高次谐波、镜像信息、发射漏泄信号以及各类寄生杂波干扰等方面起到良好的作用,可以实现任意所需精度的幅频和相频特性的滤波,这是其它滤波器难以完成的。通信频谱资源日益紧张,频段分配越来越复杂,共站共址情况日益增加,保护频段不断变窄,市场对滤波器性能的要求也越来越严格。
2012 年至2016 年5 月,国内手机累计出货量达到22.23 亿部,其中2G、3G、4G 手机分别为5.05、9.15 和8.02 亿部,占比分别为23%,41%和36%。未来随着人们对于手机传输速度及质量要求的提高,2G 和3G 手机将会逐步被4G 手机所取代,而全网通手机将成为基本配置。从2G 到4G 的应用意味着频段的增加,滤波器这个细分行业将从中受益。
图9:2G/3G手机升级为4G手机(亿部)

目前我国市场上新上市的机型大部分为4G手机,所支持的频段都在9-25个之间。假设平均一部手机仅支持十五个频段,则每个手机手机用30个滤波器。根据IDC的数据,16-19年国内手机年均出货量在5亿部以上,而4G手机占比达90%以上,因此未来国内每年新增滤波器需求在135亿只以上,滤波器单价在0.1-1美元不等,假设每只滤波器仅仅0.1美元计算,则国内滤波器每年新增市场规模约为13.5亿美元,市场容量较大。
HTCC陶瓷是High-temperature co-fired ceramics的缩写,意思为高温共烧陶瓷。HTCC陶瓷基座就是高温共烧陶瓷基座,是将钨、钼、钼、锰等高熔点金属发热电阻浆料按照发热电路设计的要求印刷于92~96%的氧化铝流延陶瓷生坯上,4~8%的烧结助剂,然后多层叠合,在1500~1600℃下高温下共烧成一体,从而具有耐腐蚀、耐高温、寿命长、高效节能、温度均匀、导热性能良好、热补偿速度快等优点,而且不含铅、镉、汞、六价铬、多溴联苯、多溴二苯醚等有害物质,符合环保要求。
随着滤波器市场的爆发,滤波器基座作为配套使用的部件也将迎来爆发。过去滤波器通常使用成本较低的金属基座,但由于导热性能和对高频器件的适应性等因素,金属基座并不能完全满足滤波器等射频器件的要求。随着封装技术和新材料的发展,滤波器越来越多地使用陶瓷基座,陶瓷基座不论在导热性能、高频特性还是稳定性上都更胜一筹。
随着各种电子器件集成时代的到来,电子整机对电路小型化、高密度、多功能性、高可靠性、高速度及大功率化提出了更高的要求,因为共烧多层陶瓷基板能够满足电子整机对电路的诸多要求,所以在近几年获得了广泛的应用。共烧多层陶瓷基板可分为高温共烧多层陶瓷(HTCC)基板和低温共烧多层陶瓷(LTCC)基板两种。高温共烧陶瓷与低温共烧陶瓷相比具有机械强度高、布线密度高、化学性能稳定和散热系数高等优点,在热稳定性要求更高、高温挥发性气体要求更小、密封性要求更高的发热及封装领域,得到了更为广泛的应用。
图10:HTCC陶瓷基座特点

HTCC 陶瓷基座的出现,使得滤波器基座的性能得到了很大的提升。因烧成温度高,HTCC 不能采用金、银、铜等低熔点金属材料,必须采用钨、钼、锰等难熔金属材料。高温共烧陶瓷中较为重要的是以氧化铝、莫来石、氮化铝为主要成分的陶瓷。HTCC 工艺流程主要有混料、流延、打孔、填孔、叠片、等静压、排胶烧结等主要工序。HTCC 陶瓷具有比LTCC 陶瓷更高的热导率,而且化学性能更稳定,但成本要高于LTCC 陶瓷。
随着SAW 滤波器等滤波器件在智能手机中的用量增加,HTCC 陶瓷基座将作为一对一的配套器件,其需求也将随着移动通信技术的发展而增加。随着5G 网络预期在2020 年左右投入商用,滤波器的用量将会大规模增长,陶瓷基座在滤波器领域会获得有力的增长点。
3.2 新兴行业—促进车联网行业加速成长
车联网是指按照约定的通信协议和数据交互标准,在车与车(V2V)、车与路(V2R)、车与人(V2M)、车与互联网(V2I)之间,进行无线通讯和信息交换的大系统网络,能够实现智能化交通管理、智能动态信息服务和车辆智能化控制,是物联网技术在交通系统领域的典型应用。汽车业发展的整体趋势是汽车将不仅仅是一个需要人力来控制的交通工具,未来的汽车应该是人类生活的一个场景,并实现完全的智能驾驶,成为整个物联网络中的连接设备的一部分。在这个趋势中,汽车的进化在两个路径上演进。一是在信息处理上,汽车需要实现对其他车辆、对公共设施、对人、对互联网的信息交换,另一个是在运行控制上,需要完成单车的智能化驾驶,解放人力,让车辆自己完成在全部条件下的全部任务。当两条路径的技术均成熟且实现商用普及后,车联网络完全智能化,利用智能网联汽车系统,人类在地面的空间移动将实现运输效率的最大化和运输资源的最充分利用,解放生产力,带来巨大的经济效益。
在信息处理路径上,以Tesla 为代表的汽车厂商通过毫米波雷达、摄像头和传感器来实现对驾驶环境的识别,易受技术和设备的精确度和稳定性的影响。Tesla 自动驾驶事故的发生即是由于车载摄像头错把拖挂车的白色侧面识别为蓝天而引发。
我们认为车联网技术的突破和应用将是汽车进化在信息处理这一条路径上的标志性事件。车联网将从根本上解决车辆与外界的信息交换问题,也将彻底避免依靠传感器等探测技术进行驾驶环境识别出现失误这一类事故的发生。车联网整个产业链条的构成至少应该在三个层面上形成价值联系。第一个层面是基础设施层,包括芯片模组、车载设备、终端解决方案、通信设备与运营、通信服务等,为车联网的运作提供基础条件;第二个层面是服务平台层,利用数据实现安全服务和其他扩展功能;第三个层面包括其他衍生应用层面,例如与服务平台层合作为车载提供精准营销、内容分发、保险金融等相关服务。TSP 服务平台(Telematics Service Provider)位于产业链的核心位置,连接了车载终端、通讯运营、整车厂商、内容服务提供商和用户等多个环节,整合资源为用户提供服务。TSP 通过车载终端收集车辆和用户的实时数据,并整合公共设施管理机构的平台数据。车载终端设备一部分是由整车厂前装,另一部分是由经销商或其他渠道后装。TSP 还连接到通信运营商为用户接入互联网,并自建数据中心、呼叫中心等设施为用户提供紧急呼叫、自动碰撞报警、车辆救援、导航等服务,还可以为内容应用提供商(CP)提供接口,给用户提供娱乐资讯、精准营销等其他应用服务。
我国汽车保有量2015 年达到1.72 亿辆,参照发达国家汽车保有量的增速水平,假设至2020 年保有量增速以近10%的增速增长,预测2020 年我国汽车保有量将达到2.83 亿辆。分别以保守预计19%、乐观预计24%的智能网联汽车渗透率来估算,2020 年保守预计网联汽车的数量将达到5652 万辆。车联网市场进入成熟阶段后,Gartner 预计产业链各环节的营收占比为:终端传感器及芯片厂商占比10%,通信模块设备厂商占比20%,通信运营服务占比10%,平台服务商占比20%,垂直行业应用解决方案商占比40%。我们以2020 年每辆车载硬件终端1500 元的产品价格来估算,硬件市场有近850 亿元的市场规模。假设2020 年车载终端的车联网功能并未达到成熟的程度,仅令单个用户的ARPU 值达到2000 元,服务市场规模约为1100 亿元,保守预计2020 年我国车联网市场总体市场规模2000 亿元,CAGR 达到50.39%。
埃森哲的市场调研显示,中国消费者愿意为车联网额外支付的费用最高可达新车价格的16%。如果参照这一数据,并参考成熟阶段的产业各环节营收占比推算,远期我国车联网整体市场规模有望达到1 万亿元以上。
图11:2016-2020年我国汽车保有量及增速预测

我国车联网市场发展起于2009 年,以车厂主导的车载信息终端(Telematics)产品的发布为标志性事件而正式启动。从2009 年丰田G-Book 和通用Onstar 的上市至今,在Telematics 市场已经形成了车厂主导的自家品牌的前装产品、车载电子或应用服务商提供的后装产品等市场。2015 年我国Telematics 前装市场累计出货约200 万台,后装产品累计出货约1400 万台,总计约1600 万台,占当年汽车保有量的9%,渗透率还很低。由于车联网服务平台的网络外部性决定了网络的价值取决于连接到网络的用户的数量,我国汽车市场以占全球汽车保有量的14.9%的巨大基数,一旦在车联网时代形成统一的网络平台,市场潜力将十分巨大。
综合行业发展阶段的多项特征,我们判断我国车联网行业尚处幼稚期末期,正临近进入成长期的关键节点,主要原因有以下三点。一是,目前的车辆对驾驶条件的感知主要利用雷达、摄像头和传感器,车联网络在V2V、V2M、V2I、V2R 等条件下的通信标准协议及商用推广尚不明朗,Telematics产品上的操作系统也有多家平台参与。二是以车联网成熟阶段用户可以享受到的服务来说,目前的Telematics 产品功能非常单薄,后装产品大多提供的仅仅是导航、信息娱乐功能,前装产品能更多地提供紧急救援、防盗追踪、车况诊断等服务,与车联网时代可以实现的盲区预警、碰撞预警、车道偏离预警、交通路况实时导航、自适应巡航、车载娱乐和丰富的行业应用等功能相比还相去甚远。
三是,前装市场由各家车厂主导发展各自独立品牌的TSP,后装市场参与者众多,进入壁垒较低。而随着车联网的推进,市场还将陆续迎来公共设施管理机构、通信运营商、行业应用厂商等多方潜在进入者的参与,较为明晰的市场结构也并未形成。
对车辆驾驶环境探测的相关技术目前在自动驾驶领域逐步推进,目前主要有两大路径。一是以谷歌等互联网公司为代表的完全自动驾驶路径,即直接进入NHTSA(美国高速公路安全局)所定义的自动驾驶的Level 4 阶段。这一路径主要的探测技术是以激光雷达(LiDar)为核心。二是以特斯拉等汽车厂商为代表的辅助驾驶升级路径,即NHTSA 定义的Level 2-3 的阶段,探测技术主要依赖摄像头、毫米波雷达、超声雷达等。两大路径在技术上的重要差别是辅助驾驶的核心是自动控制技术,而完全自动驾驶的核心是即时空间建模和人工智能技术。
目前两条路径都还有各自需要解决的问题,互联网公司代表的完全自动驾驶路径依赖的激光雷达还需解决在大雪、大雨等极端天气下的运行问题,并且对高精度地图的依赖也会限制车辆行驶的范围;辅助驾驶升级路径还需解决的问题在于利用的探测技术如何达到100%的成功率。
仅仅依靠各类驾驶环境探测技术和单车的智能化来实现完全无人驾驶的智能交通远景显然不够,未来这一远景的实现十分需要通信技术将车辆与外界驾驶环境的通信彻底解决。目前在车联网通信技术方面,主要存在DSRC 和LTE-V2X 两个标准。DSRC 标准已经制定完毕,在美国、日本等国家推进较快,主要用于实现车与车、车与路之间的通信;LTE-V2X 目前在 3GPP 的标准研究制定阶段,由于我国在这一标准上具备一定自主知识产权,有望在我国得到扶持和推广。未来的5G 移动通信网络的需求制定过程中也已经考虑到了低时延高可靠场景的应用,车联网即是重要的场景之一。
现有车联网通信技术的两条路线
V2X 需要实现车车、车人、车路、车与互联网之间的通信,为了满足在智能网联汽车时代的应用场景,网络性能需要有较为特殊的需求:一是需要低时延,车辆在高速运动中相互通信,如果要实现碰撞预警等功能,通信时延就必须要求在20ms 以内;二是高可靠性,智能交通管理和安全驾驶等应用相较于普通通信网络对通信可靠性要求更高,至少在95%以上;三是需要支持高速运动中的通信,最高需要支持280km/h 的移动速度。目前实现车联网V2X 的两条无线通信技术路线包括DSRC和LTE-V2X 两种。
目前国际上车联网领域大多采用专用短程通信技术(DSRC),这项技术在2010 年已经完成标准化工作,欧美日的主流车厂和美日的V2V 实验项目大都采用DSRC,只是通信频段不同。DSRC 是一个以IEEE802.11p 为基础的标准,美国联邦通信委员会(FCC)在1999 年专门为智能交通系统(ITS)所分配,采用专属无线频率5.9GHz 频段内的75MHz 频谱。基于DSRC 通信技术的核心技术、专利基本上已经集中在欧美车厂、汽车电子企业手中。
2015 年3GPP 设立LTE for V2X 研究专题纳入Release 14,标志LTE-V2X 技术标准研究正式启动。该标准的主要推动厂商是我国的华为、大唐和LG 等。基于通信安全的考虑,我国目前倾向于采用LTE-V2X 技术,自2015 年9 月开始,工信部先后与浙江省、京津冀三地、重庆市签署合作协议来推动该项技术在智慧汽车和智慧交通领域的应用。2016 年6 月7 日,工信部批准的首个“国家智能网联汽车(上海)试点示范区”封闭测试区正式开园运营。
车联网不同的应用业务,包括车辆主动安全、交通效率管理和车载信息娱乐,对LTE-V 技术提出了不同的通信需求。
LTE 网络本身的峰值速率上行为50Mbps,下行为100Mbps,控制面时延≤100ms,支持车速120-350km/h,覆盖范围几百米到1km。为支持车联网低时延、高移动性、高可靠性的特点,LTE-V定义了两种通信方式,蜂窝式(LTE-V-Cell)和直通式(LTE-V-Direct)。其中车与车、车与基础设施的通信的应用主要依赖于直通式来实现,传统车联网例如导航、信息娱乐业务依赖蜂窝式实现。LTE-V-Cell 峰值速率上行提高到500Mbps,下行1Gbps,用户面时延≤10ms,支持车速500km/h。而LTE-V-Direct 支持车速280km/h,最大时延在100ms 以内,面向V2V 防撞为20ms。随着通信网络的演进,LTE-V 可以平滑演进至5G,达到毫秒级别的时延、99.99%的可靠性、Gbps 级的传输速率并能支持海量的连接。
根据大唐电信的公开资料,实现LTE-V 车联网系统,在系统架构上将分为感知层、网络层和应用层。感知层由车载智能终端、监控设备、道路传感网、车辆传感网组成,收集车联网的数据信息,网络层利用蜂窝式和直通式两种通信方式进行数据交换,并在应用层基于数据平台开展交通监管、车辆调度、行车辅助等各类车联网应用业务。
DSRC 成熟度领先,LTE-V 具备技术优势但进展落后
专用短距离通信(DSRC)的发展由来已久。早在1992 年,美国材料与试验协会(ASTM)就已经开始发展DSRC 技术,当时主要针对的是ETC 技术。1999 年,美国联邦通信委员会(FCC)在5.9GHz 区域为V2x 留出了75 MHz 的带宽。2014 年2 月,DSRC 被美国交通部确认为V2V 的标准。
目前从全球范围来看,5.8-5.9GHz 基本为美国、欧盟及日本所使用的DSRC 频段,经过各国超过十年的研发与测试,DSRC 的标准已经制定完毕。DSRC 无线技术基于IEEE 802.11p 标准,802.11p在设计上一开始就明确要以最严格的性能指标满足V2X 应用的所有需求,在该标准于2009 年获得批准后,业界进行了一些现场试验,包括Autotalks、恩智浦半导体和Renesas 在内的多家半导体公司还设计并测试了符合802.11p 标准的产品。
DSRC 技术目前已做好部署准备,欧洲电信标准化协会(ETSI)已组织了四次ITS“插拔测试”,另外各国针对DSRC 技术还进行了广泛的现场试验,比如美国的“安全驾驶员”项目、欧洲的“驾驶C2X”项目、德国的SIM-TD 项目等。在ITS 走廊项目中,荷兰、德国和奥地利的基础设施组织对V2I 专用802.11p 标准和C-ITS 中央系统技术的成熟度进行了评估。这些现场试验反映出相关国家过去10 年为验证802.11p 技术已经进行了大量的投资。美国NHTSA 估计,DSRC 系统可以减少高达80%的交通事故伤亡,并且有望2019 年强制所有新车安装DSRC 系统,已经有不少车企宣布将最早在2017 年量产的车型上搭载DSRC 系统。
相较于DSRC 技术的成熟,LTE-V 之所以在推出的较短时间内就获得广泛关注在于它具备一些重要优势:一是LTE-V 能重复使用现有的蜂巢式基础建设与频谱,运营商不需要布建专用的路侧设备以及提供专用频谱。二是DSRC 在主动安全方面具备优势,但是很难保证车辆实时联网,在未来的智能驾驶时代, LTE-V 在智能交通系统管理方面具备天然优势。三是LTE-V 与DSRC 的关键技术在物理层和MAC 上也存在差异,LTE-V 在技术性能指标上存在优势。
LTE-V2X 标准的进展显著落后于DSRC 技术,目前处在3GPP 的标准研究和制定阶段。3GPP 于 2015 年3 月在SA 启动了V2X 的需求研究:在R14 中,已全部完成V2X SI 以及WI 需求研究,基本完成V2X 架构SI 研究,2016 年5 月启动WI 研究;在R15 中,计划于2016 年12 月完成V2X需求研究。于2015 年6 月在RAN 启动V2X 研究:在R13 V2X SI 阶段,已于2016 年6 月完成研究;在R14 V2V WI 阶段,计划于2016 年9 月完成;在R14 V2X WI 阶段,计划于2017 年3 月完成。国内标准化工作也已启动,2014 年CCSA 已完成基于TD-LTE 的车辆安全应用可行性研究,并启动了LTE V2X 需求和架构工作项目。2015 年3 月,CCSA 启动关于V2X 无线通信频段的研究,预计需求与系统架构将于2016 年底完成标准化,空口技术于2017 年3 月完成标准化。
由于LTE-V2X 技术标准的研究制定过程中有中国厂商包括华为、大唐的深度参与,LTE-V 具备了我国自主知识产权属性,再加上通信运营商的利益诉求和信息安全方面的考虑,我国车联网市场采用LTE-V 技术标准是大概率事件。但在LTE-V2X 标准制定方面的工作进展严重落后于DSRC、产业链远未成熟的情况下,不排除合资汽车厂商在国际市场DSRC 芯片模块成本快速下降的趋势下会优先部署部分终端应用,期间标准之争或有反复,但仍坚定看好LTE-V2X 技术远期在我国智能网联汽车时代的全面应用前景。
LTE-V 将平滑过渡到5G,车联网行业加速成长
我国车联网行业目前主要存在的三大问题,包括应用功能欠缺、技术标准尚未规范、竞争壁垒较低导致行业进入者众多等,背后的原因是车联网尚处于主题概念阶段,真正的应用还未到来。车联网在我国真正进入成长阶段的标志将是通信技术标准的制定规范以及正式商用的开展,这个时间点是2017-2018 年。
首先是LTE-V 标准冻结并正式商用,随着采用该协议的芯片模组厂商推出相应产品,在实现一定普及度的条件下,装载了V2X 模块的Telematics 将为车辆用户提供独特的应用功能体验。参考3GPP对LTE-V 需求的研究,相关典型应用至少包含主动安全、行车效率和车主服务三大类13 个功能。这些功能显著改善了车辆用户的驾驶体验,并提升了交通运行效率,将成为车联网时代车辆用户的必选功能需求。
基于4G LTE移动通信网络的LTE-V2X技术在未来5G时代也将会平滑过渡到新网络制式中。可以预见,随着车联网相关通信标准的制定规范和正式商用,车辆用户和智能交通的需求被真正激活以后,车联网整条产业链上各个环节的企业拥抱巨大的市场,具备竞争实力的玩家将野蛮成长,快速实现市占率的提升,行业将加速进入成长阶段。
3.3新兴行业—网络升级加速VR/AR快速普及
根据Digi-Capital完成的首个VR头戴式显示器技术基准,为达到适合大规模商业化运用的级别,VR头戴式产品至少应该在七个关键因素上满足标准,包括移动性、视觉、沉浸性、实用性、灵活性、可穿戴性和可负担性。综合国际相关标准和现有产品性能,我们将VR头戴式产品技术指标归纳为四个方面,满足最佳标准即能保证用户比较完美的体验需求。
目前的VR头戴式消费级产品主要有两大类型,一类是头盔类产品,其中部分产品需要连接PC或游戏主机,例如2016年销售的Oculus Rift、SONY PlayStation VR、HTC Vive以及Avegant Glyph等,另外部分产品是把原本与头盔配套的主机进行集成形成的一体机产品;另一类是手机架产品,例如Google Cardboard、暴风魔镜等。头盔类产品因具有较高技术门槛和高性能的配置,能带来逼真体验,因而价格较高。头盔类产品目前受限于通信网络,为满足VR 视频传输最佳1Gbps 的速率以及时延的要求,必须需要以连接PC 或游戏主机的方式接入网络来实现,这在很大程度上使VR头盔类产品的移动便捷性大大折扣,并且只能在固定场所空间内使用,为VR 头盔产品的快速普及造成了障碍,如果考虑未来AR 产品例如AR 眼镜的普及,移动性更是必备条件之一,这对移动通信网络提出了很高的要求,5G 网络的传输速率和时延将能满足VR/AR 产品和应用的需求,将加速VR/AR 行业的普及与成熟。
目前我国VR 产业链上的企业,在头盔终端制造领域包括:深圳虚拟现实科技有限公司,专注于智能穿戴和虚拟现实设备等领域的研发制造,产品为VR 头盔3Glasses;上海乐相科技公司推出DeePoon 头盔产品,还拥有一站式VR 资源分发平台“大朋助手”。此外在VR 消费者终端产品生产领域还有蚁视科技、博思尼科技、乐蜗科技、维阿时代、真幻、小宅等公司在生产各自的头戴产品。
在VR 内容例如游戏研发运营领域的企业包括:TVR 时光机,已获得IDG 数百万人民币天使投资,开发了游戏产品《再现甲午》和《Finding》;北京兰亭数字科技有限公司专注于VR 内容领域的研发制作,2015 年打造了中国首部VR 电影;焰火工坊开发了虚拟现实开发工具VRfires SDK,可运用于VR 游戏与影视制作。在交互设备制造领域的企业包括:诺亦腾是VR 输入设备领域的优质企业,自主开发动作捕捉技术,运用在VR 游戏与影视制作等领域;七鑫易维是国内首家拥有自主知识产权眼球追踪控制技术的科技公司。
我们对VR 头盔终端产品市场进行市场规模的预测。全球市场上,市场研究机构BI Intelligence 预计2020 年头戴式VR 硬件市场规模将达到28 亿美元。Digi-Capital 对2020 年VR 硬件市场包括终端与外设一起的规模预测在60 亿美元左右。国内市场上,根据易观智库对VR 终端设备(包括外接式头盔、一体机、手机架以及输入设备等)的市场规模预测,预计2016 年达到7.2 亿元,2017 年VR终端设备市场规模将高于20 亿元人民币。
图12:对中国VR设备市场规模的预测

我们采取对产品销量和产品价格进行估算的方式来对我国VR 头盔终端产品的市场规模进行预测。VR 头盔终端产品包括三类,外接式头盔、一体机和手机架产品。外接式头盔的用户是中度和重度游戏娱乐玩家,这部分群体与客户端游戏玩家重叠。一体机产品受限于硬件性能,短期体验效果尚难满足重度娱乐需求,中长期有望成为主流。手机架产品因价格低廉,体验效果一般,属于过渡性产品,用户以轻度游戏娱乐需求的群体为主。
我们对外接式头盔和一体机潜在用户规模的预测参考国内客户端游戏的用户规模1.58 亿人,对手机架产品潜在用户规模的预测参考国内移动游戏的用户规模并给予一定比例折扣,为5500 万人。外接式头盔和一体机的潜在保有数量以80%的潜在用户有购买意愿,其中20%会购买使用为推测依据,并假设产品在10 年后即2025 年达到接近潜在保有量的销售水平。手机架产品的潜在保有数量假设与潜在用户规模相同,也在2025 年达到接近潜在保有量的销售水平。经测算,外接式头盔产品的潜在保有数量为2500 万台,平均售价为2000 元,截至2025 年累计销售额500 亿元,市场自2017 年开始起步,预计2017 年15 亿。同样推算一体机和手机架产品,一体机和手机架产品截至2025 年累计销售额分别为150 亿元和55 亿元。总计VR 头盔终端产品2017年市场规模24 亿元,2018 年31 亿元,2020 年105 亿元。
四、 投资策略
5G网络设备及部件投资策略
我国厂商积极参与5G通信标准的制定,在物理层技术层面主导的相关标准进入5G规范,后续预期5G标准的持续推进中我国厂商仍将能在部分专利积累上获得优势。底层物理技术研发投入和专利积累使得我国厂商在基带芯片和射频芯片等核心部件上形成突破可能。我国厂商主推的Polar码信道编码方案进入5G标准是我国第一次在核心通信标准上实现突破,其意义不仅对于主推动厂商华为形成利好,整个通信产业链上的支持厂商包括芯片、软件、设备、终端、测试、运营商等都将受益。
5G 推动细分行业需求投资策略
滤波器是手机射频前端的关键器件,其封装技术基本上被国外厂商所垄断,如日本的Murata、TDK旗下的EPCOS、Taiyo 等,国内手机产品所需要的CSP 封装滤波器主要通过国外进口。随着4G 的普及和未来5G 到来后新频段的增加,手机滤波器的需求将快速增长。
随着智能手机无线通信功能日益丰富,智能手机对天线需求量大幅提升,从过去的2G/3G 天线、Wifi 天线到现在的4G 天线、NFC 天线等新型功能天线。智能手机配置天线数量大幅提升。同时越来越多的厂商开始为自家手机搭载指纹识别模块,未来该技术恐怕将成为手机的标配。
5G 推动新兴行业应用投资策略
5G通信标准制定的推进和车联网LTE-V2X通信标准的制定将助力车联网从主题加速走入成长阶段,建议关注深度参与5G 标准与LTE-V2X 通信标准研发制定、具备自主知识产权的通信设备及解决方案提供商大唐电信、高鸿股份。随着未来我国智能网联汽车技术路线图的公布和3GPP 在2017 年对LTE-V 通信标准的冻结,相关芯片模组的商业化预计在标准冻结后半年开始启动,2018 年有望商用,LTE-V 技术的通信设备及解决方案方在行业需求爆发下将首先获益。

汽车零部件行业研究报告 2017-02-02 09:29:50

1 变速器:汽车动力总成核心部件 自动替代手动是趋势
1.1 实现扭矩收放自如 三大功能决定核心位置
变速器解决发动机输出扭矩与实际需求扭矩的矛盾。汽车动力总成主要由发动机和变速器构成,发动机一旦被制造出来,其排量大小是不变的,可燃混合气的成分也基本不变,因此发动机输出的转矩变化范围较小;但是,汽车在起步和上坡时,一般需要的扭矩要比发动机直接输出的大很多,而在平坦的路面上高速行驶时,需要的扭矩甚至可以小于发动机直接输出扭矩。为了解决这些矛盾,变速器应运而生;变速器通过齿轮之间的配合实现扭矩的增大与减小,有效解决发动机输出扭矩与实际需求之间的矛盾。
变速器主要有三种功能:
1)通过变矩实现变速:由实验得知,汽车在沥青路低速均速行驶,需要克服约为1.5%总重力的滚动阻力,假设某车自重为9,290Kg,总重为91,135N,最小滚动阻力为1,367N,该车发动机(6100Q1)最大输出扭矩为353N•m,但传送到驱动轮上产生的牵引力仅为784N,小于1,367N;这说明:如果没有变速器,即便在平路上,汽车也是启动不了的。如果有变速器的存在,利用小齿轮带动大齿轮增大扭矩,大齿轮带动小齿轮减小扭矩的原理实现变矩,就可以实现通过变矩实现变速。
2)实现倒车:内燃机不可能实现反向旋转,在保证发动机旋转方向不变的情况下,只能通过变速器来实现驱动轮的反转,实现倒车。
3)中断动力传送:发动机在不停止运转情况下,要实现汽车暂时停驻,仅需要变速器保持与发动机中断状态即可。
1.2 手动挡逐渐势微 自动代手动是趋势
按照是否需要手动操作换挡,变速器可分为手动变速和自动变速两类。其中手动变速的变速器又分为手动变速器(MT)和自动离合变速器(AMT)两种,两者都采用齿轮传动的变速结构,其区别是MT 有离合器踏板,而AMT 无离合器踏板。AMT 是在MT 的基础上改进而来的,可以理解成电控的手动挡,当踩下刹车的时候,电脑会控制变速器断开离合器,因此不需要离合器踏板。
自动变速的变速器可分为自动变速器(AT)、双离合变速器(DCT)和无级变速器(CVT)。AT、CVT 与DCT 这三种变速器都没有离合器踏板;AT 可分为纯自动变速器和手自一体变速器,采用液力变矩器+齿轮变速的结构。DCT 和CVT 都是手自一体变速器,既可自动换挡也可手动换挡;其中,DCT 采用纯齿轮变速结构,CVT 采用液力变矩器+金属带变速的结构。
手动挡占比持续下滑,自动变速器多技术同发展。从国内汽车上牌数量数据来看,MT 车型的市占率持续下滑,从2009 年的53%下滑到2015 年的44.6%;MT 占比下滑的主要原因在于:1)自动变速器技术已经成熟;2)自动变速器操作性优于MT;3)自动变速器更加适宜于城市路况驾驶。2015 年AT、CVT、DCT 的市占率分别为37.9%、9.3%、7.7%。
图1:国内2015年不同变速器新车占率情况(单位:%)

置换新车时变速器的选择倾向:自动变速器成为首选,CVT 与DCT 份额提升。据汽车之家的汽车置换市场调研得知,72%的消费者会选择自动变速器置换车型;细分到自动变速器的选择,CVT 和DCT 在置换时的比例有所增加,分别达到17%与18%。
2 地域技术路线分析:日系CVT/美系AT/欧系AT 与DCT
2.1 日本汽车启停频繁 自动变速器偏爱CVT
日本汽车自动变速器的配套比例在80%以上,尤其偏爱CVT。日本自动变速器中CVT 在数量上占据绝对优势,主要原因在于,CVT 有利于提高燃效和更适应于城市交通拥堵导致的频繁启停情况。日系车中,排量为2.5L 及以下的FF(发动机前置/前轮驱动)/4WD(基于FF)车型(含微车型)几乎均搭载CVT;其中,全球CVT 龙头加特可为全部日产车型配套CVT;爱信AW 生产的E-CVT(THS-II)为丰田等车企的混合动力车型配套,因此近年来日本的E-CVT 配套量逐年增多。
图2:日系车2015年变速器市占率情况(单位:%)

2.2 美国大型车居多 AT 占绝对主流
AT 占比90%以上,档位增多趋势明显。与日本市场相同,美国也是自动变速器的主力市场;但与日本市场不同的是,美国以大型车居多,因此自动变速器以AT 居多,CVT 主要配套于通用乐驰(Spark)等极少数小型车,而通用和福特的HEV 和PHEV 车型则分别搭载自主生产的E-CVT。据Marklines 统计,2011 年美国本土汽车自动变速器渗透率为95.6%(AT 占比达到90%以上),比2009 年增0.7 个百分点;美国汽车AT 档位增多趋势明显,其中,6AT 从2009 年的29.1%激增至2011 年的53.7%,4AT 从28.4%减半至15.3%。
图3:美国发售汽车变速器市场格局(单位:%)

2.3 欧洲消费者重驾驶操纵 AT 与DCT 表现佳
MT 占比在50%左右,AT 与DCT 表现良好。欧洲汽车消费者喜欢MT 手动操纵带来的刺激感,同时对油耗也比较看重,因此一直以来欧洲的手动变速器的渗透率一直维持较高水平。自动变速器方面,欧洲D 级和E 级车型配套自动变速器的比例逐步增加,而且从CVT过渡到多档AT,我们预计CVT 在欧洲仍将处于少数比例,8AT 与9AT 逐渐取代7AT,开始成为主流。除此之外,欧洲多数车企开始在中低端车领域开发DCT,德国大众继续保持技术领先。
图4:欧系车2015年变速器市占率情况(单位:%)

2.4 国内自动挡配套率低 多技术路线共存
自主品牌汽车自动变速器匹配率低,未来将加速提升。盖世汽车对2015 年在售的394 款主流车型变速器的统计表明,国内车型MT 占比45%,AT 占比34%,DCT 与CVT 占比分别为9%和8%,少量车型为AMT 与电动变速器。其中,自主品牌MT 配套车型占比达56%,AT 占比仅为25%,其他变速器占比均低于10%;外资品牌车型整体以AT 为主,占比达44%,MT 占比为34%,DCT 和CVT 占比分别为12%和9%。值得注意的是,虽然自主品牌在车型数量上MT 占比为56%,但销量占比却达到80%,说明自主品牌汽车自动挡车型销量并不多,主要原因在于:1)自主变速器企业配套能力弱,外资变速器企业对自主品牌配套限量;2)之前自动品牌汽车主拼性价比,自动变速器价格较高。随着自主品牌的加速崛起和自主变速器企业在自动变速器领域的突破,自主品牌汽车的自动变速器占比将越来越高。
受外资影响,自动变速器多技术共发展。国内AT 应用市场中,上汽通用、上汽大众、北京现代、一汽丰田和一汽大众是AT 产销的主体,独立供应商以日本爱信和德国采埃孚为主。DCT 的大户主要是一汽大众、上汽大众和长安福特三家公司,市场占比达95%以上,其余份额主要为广汽菲亚特和比亚迪。CVT 主要以日系品牌为主(东风日产占比很大的市场份额),供应商主要是日本加特可(广州),其他还有丰田常熟、本田佛山、南京邦奇(主要配套自主车型)等。
3 AT:自动变速器中的老大哥 中高端市场中的绝对霸主
3.1 AT 多档位趋势加快 供应商市场集中度较高
AT 多档位化趋势加快,中低端市场份额发生微变。AT 全球市场的主要变化趋势有两个:1)AT 升级多档位趋势明显,目前7AT、8AT 和9AT 均已在中高端汽车领域规模量产,同时本田、福特和通用均发表投放10AT 的计划;2)中低端领域,AT 市占率虽占优势,但CVT 和DCT 加快市场渗透,正蚕食AT 在中低端领域的市场份额。
不考虑整车自主生产,供应商市场集中度相对较高。具有代表性的供应商包括生产乘用车和轻型车专用AT 的日本爱信AW 与加特可、生产乘用车和轻/重型商用车AT 的德国采埃孚、生产重型商用车AT 的Allison。除此之外,整车厂自主生产方面情况有,日系车,本田全部自产,三菱和日产不进行自产(加特可前身就是日产自动变速器工厂,三菱在2002年就将京都、水岛和八木各大工厂的全部AT 和CVT 统一由加特可生产);欧美系乘用车中,美系三大整车厂(通用、福特和克莱斯勒)、欧系的德国戴姆勒和法国雷诺与标致均实现自主生产,其他整车厂基本接受采埃孚和爱信AW 的供应。
3.2 AT 结构解析:液力变矩器+行星齿轮组
AT=液力变矩器+变速机构。世界最早的‚可自动变速的变速器‛就是AT,最早可追溯到100 年前的T 型车,但真正意义上的AT 还是‚液力变矩器+行星齿轮组‛组合的出现。时至今日,AT 还是保持着液力变矩器和其后方变速机构的基础性结构。
液力变矩器工作原理如同插电的风扇能够带动对面不插电的风扇转动。液力变矩器由泵轮、定叶轮、涡轮以及锁止离合器组成的,动力传递路径由‚壳体-泵轮-涡轮-变速器‛单向传递。工作时,液力变矩器中充满传动油,发动机带动泵轮旋转,传动油带动与输出轴相连的涡轮一起转动,从而将动力传递出去;当车速超过一定范围时,锁止离合器会将发动机与变速机构直接相连,以此降低油耗。
液力变矩器不仅仅是缓冲器,更可以将其看成一个无级变速器。液力变矩器除了相当于缓冲器外,还可以实现变矩。由于液力变矩器是靠液压传动的机构,液力本身具备储能特性,工作时可以实现扭矩的放大;这其实在某种程度上可以把它视作一个可以瞬间工作、小齿比范围的无级变速器。
行星齿轮组是AT 扭矩输出的核心。AT 每一个档位对应一组离合片控制,一组离合片对应一套行星齿轮组。AT 均采用电磁阀对离合片进行控制,ECU 获得指令和车速后,控制电磁阀运动,从而改变变速器油在阀体油道的走向,当某档位的多片式离合片油压达到致动压力时,离合片结合从而促使相应的行星齿轮组输出动力。值得注意的是AT 与MT 所用的传动齿轮不同,AT 是通过行星齿轮组实现扭矩的转换。
图5:行星齿轮结构

3.3 新型AT:换挡不输DCT 舒适度不输CVT
传统AT 过度依赖液力变矩器,以至于出现CVT 和DCT。传统AT 由于技术和工艺的限值,难以增加太多档位,因此常见传统AT 的档位一般少于MT的,即4MT普及时代对应着3AT,5MT 普及对应着4AT 的发展。在发动机扭矩范围不是很宽泛的年代中,要让4AT 实现5MT甚至6MT 的齿比范围就必须要让液力变矩器担任更多的任务,甚至起到用传动油传递动力的工况。这样设计的结果就造成了传统AT 传动效率低,油耗高,加速满的缺点。随着动力总成工作效率提升的要求日益升高,矛盾越来越尖锐,矛盾的尖锐促使了CVT 和DCT的出世。
新型AT 变革实现多档位,在液力变矩器的辅助下性能得到极大地提升。传统AT 一直停滞在6 档位,本世纪初,戴姆勒推出了7AT;后来,采埃孚推出8AT,并匹配大多数纵置宝马车型。从8AT 开始,AT 的性能得到全面的提升,完全可以做到比同款车MT 省油。由于档位的增多,液力变矩器的变矩作用被弱化,更多的时候在担任缓冲器的作用;与此同时,极小的齿比落差和伺服机构的革新,使得多档位AT 换挡速度直接与DCT 媲美,舒适性不输CVT。
图6:10AT档位数

低档位AT 油耗指标获得长足发展。在AT 不断实现多档位的同时,低端少档位AT 也获得了长足的发展;在基于发动机技术的进步和伺服控制机构的提升,少档位AT 在避免冲击的情况可以提升换挡速度和增加液力变矩器的锁止频率,从而实现高效运转,达到降低油耗的目的。例如,爱信配备在威驰和乐风RV 等车型上的4AT 综合油耗可以做到与5MT完全一样。
3.4 AT 在高端车型中竞争力十足
在高端车型领域,AT 有可能会进一步扩大市占率。在中高端车型中,除了大众还在继续推广DCT 外,其他汽车品牌几乎全部改用AT,其中包括之前尝试DCT 的福特和沃尔沃等;同时,随着大众宣布放弃10 速DSG 的研发,其旗下的多数SUV 和顶级豪华轿车奥迪A8 等也开始采用AT。多档位AT 在高端车型中的优势和竞争力十足,未来仍有进一步扩大市场份额的可能。
在中低端领域,DCT 与CVT 将与AT 分庭抗礼。虽然低档位AT 性能得以提升,但考虑到不同车系选择技术路线的不同,不同车系在DCT、CVT 和AT 上均投入大量资金;在成本、性能、布置方式等多方权衡的情况下,DCT 和CVT 依然具备足够的竞争力与4AT、5AT或6AT 分庭抗礼。从目前的竞争格局来看,未来AT 在中低端车型中的市占率可能会进一步下降,最终与DCT 和CVT 形成三足鼎立局面。
4 DCT 与CVT 将大放异彩 中低端将与AT 达三足之势
4.1 DCT:大众全力推广 中低端或将大有所为
4.1.1 DCT 结构解析:双离合器+定轴齿轮组
DCT 换挡可实现无停滞。一般手动挡汽车换挡时,离合器在分离与结合之间存在动力传递中断的现象;为了消除换挡时的动力传递停滞现象,实现更快的平稳换挡,双离合变速器DCT 应运而生。
双离合器是DCT 的核心部件,市场集中度较高。DCT 基本是由双离合器和后续的换挡机构构成,其中双离合器是技术壁垒最高的零部件,目前主要被博格华纳和舍弗勒旗下的Luk所垄断。
闲置离合器提前挂挡,实现最快换挡。以6 档DCT 为例,两个离合器与变速器装配在同一机构内,其中一个离合器负责挂1、3、5 和倒挡;另一个离合器负责控制2、4、6 档。
当驾驶人挂上1 档,松开离合器踏板起步时,另外一个离合器预先挂上2 档,但保持离合器分离状态;当车速提上来准备换挡时,第一个离合器分离同时,第二个离合器结合,2档开始工作;与此同时,第一个离合器所控制的3 档齿轮组完成啮合并等待换挡指令。这样的换挡构架省略了档位控制的一刹那,使动力传递更加连续。
4.1.2 DCT 技术不断优化 大众全力推广应用
DCT 换挡快、更省油,德国大众为其推广主力军。DCT 采用四轴两组传动轴和两个离合器的构架,由于离合器是硬传动,因此DCT 主打的宣传口号是:换挡快+传动效率高(省油)。大众在国内率先大力推广DCT,2007 年3 月,大众发布‚中国动力总成技术‛,计划将TSI(同时装载涡轮增压和机械增压,并采用分层燃烧的发动机)+DSG(DCT 变速器大众自称)技术引入中国,实现本土化生产,TSI+DSG 也自然而然成为大众旗下大众品牌和斯柯达的主要卖点。除此之外,福特推出自己的DCT,将其命名为Powershift;2011年3 月份,长安福特新上市蒙迪欧2.0T 版本就搭载进口的福特Powershift;沃尔沃2011款和2012 款的S60 和XC60 均有配备DCT。
DCT 出现抖动、过热和失速等质量问题。随着AT 和动力总成的技术进步,多档位AT 大幅度突破档位数瓶颈,在效率、加速度和油耗方面丝毫不差于DCT,DCT 在高端领域开始失去竞争优势;而低端AT 源于发动机扭矩变宽,同样可以增加液力变矩器的锁止频率,油耗接近DCT。2012 年3 月,315 曝光大众DSG 存在抖动、顿挫感强力、不能换挡、过热和失速等质量问题;随后,福特和沃尔沃等车型陆续曝光出现类似情况,因此福特新蒙迪欧和沃尔沃S60 与XC60 等车型均改用8AT 或者6AT 替代原有DCT。目前,国内主要的DCT 车型均是大众系车型。
DCT 问题属于软件问题,需要时间来优化解决。很多人认为,DCT 的抖动、过热和失速是结构性缺陷,这些问题其实出在控制系统,更准确的说是控制软件。从DCT 的保有量来看,出问题的比例其实并不高,符合一个新兴变速器的正常范畴;大众近年来一直在优化其DSG 变速器,是国内推广DCT 的主力军,目前大众天津和大连变速器基地主要生产大众DSG,大连基地年产销在100 万套左右,天津基地2016 年产能开始释放,未来具备180 万套的产能潜力。我们认为随着时间和技术的积累,不断发现问题,不断优化算法,DCT 的这些问题终将会得到解决。
4.1.3 DCT 市场在中低端 干式或许更符合发展需要
湿式DCT 多用于大车型,干式DCT 用于小车型。双离合变速器又分为干式双离合和湿式双离合,以大众DSG 为例,其拥有6 速湿式双离合变速器(离合器由博格华纳提供)和7 速干式双离合变速器(离合器由舍弗勒旗下Luk 提供)。从工作原理和基本构造上,干式双离合与湿式双离合并没有本质上的差别;不同之处在于双离合摩擦片的冷却方式:湿式DCT 的两组离合器在一个密封的油槽中,通过浸泡着离合器片的变速器油吸收热量,而干式DCT 摩擦片则没有密封油槽,需要通过风冷散热。一般来讲,湿式DCT 因具备良好的散热效果,可以承载较大的动力传递,也能更好地适应较为激烈的驾驶环境,因此在一些发动机功率和扭矩输出较大的车型往往配备湿式DCT(大众汽车一般会为2.0 TSI 或更高级的发动机配备6 速湿式双离合,例如迈腾、帕萨特和CC 的2.0TSI、3.0L V6 FSI 版本、高尔夫GTI、速腾GLi 等车型)。干式DCT 少了液力系统,结构简单,成本降低,燃油经济性也有所提高,多用于小扭矩动力传递,适用于小车型,大众的1.2TSI、1.4TSI、1.8TSI 等‚小排量低功率‛发动机一般匹配7 速干式离合器。
湿式DCT 在跑车领域具备竞争力,豪华车领域依然弱于多档位AT。由于双离合变速器换挡速度快,动力衔接几乎没有中断,这在很多追求加速性能表现的车型上获得认可。湿式DCT 在超级跑车上得到比较广泛的应用,例如,法拉利已经全面使用双离合变速器替代之前助推的序列式变速器,保时捷跑车系列、日产GT-R、迈凯轮MP-4、甚至布加迪威航都采用的是双离合变速器。我们认为湿式DCT 在超豪华跑车这个细分领域具备一定的市场竞争力;但在中高端豪华车市场中,多档位AT 的竞争力依然要强于湿式DCT。
图7:搭载湿式DCT的保时捷911

DCT 市场空间在中低端车型,干式或许能更好满足市场需求。考虑到双离合变速器自身特点以及AT 的发展,我们认为DCT 更大的发挥空间应该在中低端汽车市场。干式与湿式相比最大的优势是效率高、重量轻、成本低,这些特性符合中低端车型的设计诉求,也符合轻量化、低能耗、发动机小型化的发展趋势。而且限于成本要求,中低端车型尚不可能全面普及8AT(或以上),这就让干式DCT 的竞争优势凸显出来。干式DCT 换挡速度快、操纵感强、油耗低等特性突出,与主流的6AT 相比具备一定的性价比优势。
大众DSG 国产化进程加快。大众在中国的业务约占整个大众全球汽车产量的30%,面对国内汽车市场竞争越加激烈,大众率先实行变速器国产化。2010 年5 月,大众投资1.7亿欧元的大众汽车自动变速器(大连)有限公司投产,由此拉开了大众动力总成国产化的序幕。2014 年,大众汽车自动变速器(天津)有限公司成立,投资额达10 亿欧元,主要生产DQ380、DQ500 和DL382 系列变速器。
4.1.4 自主品牌加强技术储备 后期发展值得期待
12 家自主整车厂与博格华纳成立合资公司,解决DCT 核心零部件技术短缺问题。2009年3 月,国家发改委牵头成立博格华纳联合传动系统有限公司,该公司在国内生产双离合器模块、扭振减震器模块和控制模块等核心零部件,目的在于引进博格华纳双离合器核心技术,实现自主品牌DCT 的国产化。合资公司由博格华纳(中国)投资有限公司(66%)和中发联投资有限公司(34%)设立。中发联投资有限公司由一汽、上汽、东风、长安、奇瑞、华晨、江淮、长丰、吉利、广汽、北汽、天海、长城12 家整车企业组成;一汽、上汽各占20%股份,长安、东风、奇瑞各占10%,除长城2%、中顺3%外,其余5 家都是5%(天顺于2011 年初退出,股份拍卖给了北汽和天海)。合资公司大连工厂于2011年4 月开始正式投产,设计产能50 万套,首批优先为上汽和一汽供货;合资公司的成立缓解自主品牌DCT 核心零部件技术短缺问题,同时也为自主品牌整车厂积累一定的技术经验。
自主品牌整车厂陆续开始上市DCT 车型。近年来,自主乘用车陆续开始上市搭载DCT 的车型。其中,上汽集团MG、荣威两大品牌已经多款车型匹配;比亚迪几乎已经是全系自动挡均搭载DCT;广汽逐步将DCT 普及于旗下各级别车型;奇瑞观致3 开始采用DCT,艾瑞泽7 后推车型也将配套;长安逸动、CS35、致尚XT 等车型也陆续换装DCT;吉利帝豪GS 搭载DCT 车型也开始开售。
自主品牌DCT 技术近年来得到了快速发展,得到了政府和整车企业的重点关注。主要原因在于:1)DCT 与其他自动变速器不同,传承了部分的MT 技术,是在手动变速器基础上开发的,70%的手动变速器生产能力都可以利用,比较适合MT 生产基础雄厚的中国。2)与AT 相比,AT 国外发展70 余年,产品档位提升速度快,工艺投入较大,专利壁垒比较高,DCT 属于新型自动变速器,与国外的技术差距相对较小,市场相对开放;3)大众重点在国内推行DSG 国产化,基础配套体系较为健全。
4.2 CVT:中低端市场有望与AT 和DCT 构建三国演义
4.2.1 日本加特可与爱信AW 主导全球CVT 市场
第三方供应商掌握更大的市场份额。日本的加特可和爱信AW 两大CVT 供应商主导着全球CVT 市场,德国采埃孚虽然是混合动力变速器的供应商,但并不生产CVT。整车自主生产方面,日系整车厂本田、富士重工、大发全部自主生产,三菱、日产和铃木不进行自主生产(均由加特可供应);美系的福特和欧系的戴姆勒和奥迪自主生产,其他车企均由爱信和加特可供应。
4.2.2 CVT 结构解析:两个滑轮+一条金属带
ECU 通过控制V 型槽宽窄,进而实现变速。CVT 无级变速器的主要部件是两个滑轮和一条金属带,金属带套在两个滑轮上。滑轮由两块轮盘组成,这两片轮盘中间的凹槽形成一个V 形,其中一边的轮盘由液压控制机构控制。液压控制机构可以视不同的发动机转速,进行分开与拉近动作,V 形凹槽也随之变宽或变窄,将金属带升高或降低,从而改变金属带与滑轮接触的直径,相当于齿轮变速中切换不同直径的齿轮。两个滑轮呈反向调节,即其中一个带轮凹槽逐渐变宽时,另一个带轮凹槽就会逐渐变窄,从而迅速加大传动比的变化。主动滑轮调节V 型槽应对不同的工况。当汽车慢速行驶时,可以令主动滑轮的凹槽宽度大于被动滑轮凹槽,主动滑轮的金属带圆周半径小于被动滑轮的金属带圆周半径,即小圆带大圆,因此能传递较大的转矩。当汽车逐渐转为高速时,主动滑轮的一边轮盘向内靠拢,凹槽宽度变小迫使金属带升起,直至最高顶端,而被动滑轮的一边轮盘刚好相反,向外移动拉大凹槽宽度迫使金属带降下,即主动滑轮金属带的圆周半径大于被动滑轮金属带的圆周半径,变成大圆带小圆,因此能保证汽车高速行驶时的速度要求。
钢带是核心零部件,被博世和Luk 等企业把控。钢带是CVT 的核心部件,直接关系到动力的传输稳定性,目前博世占据全球CVT 钢带60%的市场份额,钢带设计寿命高达30万公里;舍弗勒旗下Luk 也占有一定的市场空间。除此之外,日产、斯巴鲁等主机厂和加特可等一级供应商也会自产部分钢带。电子控制系统供应商有大陆汽车电子以及联合汽车电子。
图8:舍弗勒Luk的CVT钢带结构图

4.2.3 CVT 优点与缺点针锋相对
CVT 独特的结构特性决定了其优点与缺点是针锋相对的,具体来看:
CVT 主要优点有:
1)换挡顺滑:换挡平顺性可以受伺服机构和软件程序的影响,但是归根到底还是传动比的落差决定的,全世界只有CVT 的传动比落差可以做到无穷小,因此只有CVT 可以做到彻底没有换挡冲击。
2)油耗低:由于CVT 速比连续可变且可和车速联动,因此发动机转速区间不再受车速变速的限值,这也是CVT 与AT 和DCT 等齿轮传动变速器最大的区别之一,可以保证发动机保持在经济转速区间,从而实现更好的节油效果。虽然说AT 技术的进步使得油耗可媲美CVT,但是依然不能说CVT 没有节油优势,只能说节油的优势开始不明显。
3)更好的爬坡性能:CVT 在爬坡过程中不会出现其他类型变速器由于换挡出现的动力中断问题,发动机可以实现很好的动力输出。
4)成本低:CVT 结构比多档位AT 更简单,成本也更低,这也是CVT 存在的主要原因之一。
5)适用于城市街道:城市街道行车需要不断启停,CVT 由于自身特点,可以实现更好的节油效果,这也是日本大力推广CVT 的主要原因之一。
图9:CVT变速器优点

CVT 的主要缺点几乎都是优点的伴随者:
1)换挡速度慢,驾驶操作性差:换挡速度是衡量一款变速器技术和性能的重要指标,DCT号称换挡速度超过优秀的赛车手,新型多档位AT 换挡速度甚至赶超DCT,而且可以实现跳档换挡;而CVT 不管是钢带还是链条传动,传动比都是一个递进的过程,也就是说换挡顺滑的优点造成了换挡慢的缺点。
2)在重型车中限制使用:CVT 采用的是钢带摩擦传动,重型车辆易超出静摩擦力而出现相对摩擦,从而磨损钢带。目前,通过设计优化、结构强化和控制系统智能化,小型车的CVT 打滑几率已经几乎为零。
3)限制发动机的输出功率和扭矩:过大的发动机输出功率或扭矩一样会损坏钢带,所以CVT 一般搭载自然吸气发动机,影响驾驶感。但这并不意味着油耗高,相反自然吸气发动机与CVT 可以实现更好的匹配,使得自然吸气发动机在经济转速区内工作,同样可以发挥较好的节油效果。
4.2.4 高端领域逐步退出 中低端家用领域大有可为
配套车企的一进一出说明CVT 市场在中低端家用领域。在CVT 阵营里有两个非常重要却方向相反的标志性事件:1)奥迪Multitronic 退出CVT,转投DCT 或AT;2)丰田、本田重新启用CVT,并且将其作为下一步最主要的变速器;尤其是本田,几乎涵盖了从小型车到B 级车、从小型SUV 到紧凑型SUV 的大部分领域,普及度直逼日产,俨然已成为除了日产外的第二大CVT 支持者;有了丰田、本田的加盟,再结合斯巴鲁、三菱等固有支持者,CVT 的阵营可谓不降反增。上述的一系列变化表明CVT 在逐步退出高端汽车市场的同时,正在加快中低端市场的渗透。
4.2.5 日系占国内CVT 半壁江山 自主品牌表现优秀
日系掌控国内CVT 市场,自主品牌表现抢眼。在国内装配CVT 的乘用车市场中,大约60%为国内厂商直接供应,其余40%则依赖国外进口。国内市场上的CVT 变速器又可分为四大板块,主流的CVT 变速器是加特可7CVT 和8CVT 两个系列,为日系汽车品牌配套;德国舍弗勒集团和奥迪研发生产的Multitronic CVT 变速器装备于奥迪车型,但目前已经逐步退出市场;丰田所用的CVT 来自丰田和爱信进口;自主品牌企业中只有奇瑞实现自主开发(变速器业务被万里扬收购),其他车企基本是采购南京邦奇的CVT 产品。
5 新能源汽车:综合性能的提升依然离不开变速器
5.1‚限购城市牌照+购置补贴‛驱动新能源汽车高增长
新能源汽车快速增长,2020 年产销有望达到260 万辆。2015 年在新能源汽车购车补贴和限购城市免费牌照的刺激下,新能源汽车迎来了大幅度增长,全年生产37.9 万辆,同比增长3.5 倍,一举成为全球最大新能源汽车市场。2016 年1-9 月,在克服查骗补和补贴政策推迟落地等利空因素,新能源汽车累计生产35.5 万辆,同比增长77.9%。我们认为随着充电基础设施的完善,新能源汽车支持政策的继续执行以及用车费用低等因素的推动下,新能源汽车将继续保持高增长,2020 年全年产销有望接近260 万辆。
5.2 混合动力:技术路线‚百花齐放 百家争鸣‛
混合动力汽车基本上都可以CVT、DCT 和AT 变速器,与传统内燃机变速器不同的是,混合动力在选择变速器的时候主要要考虑一下几点问题:1)如何有效地将电机与内燃机的输出动力进行合理耦合;2)由于多了电机及其扭矩传送机构,如何合理有效地将多余的零部件装载在有限的空间内;3)在保证性能的前提下,如何更好地降低设计成本与生产成本。由于各大车企解决以上问题的方式不同,目前混合动力汽车变速器的技术路线呈现多样化。
5.2.1 CVT:混合动力汽车应用最多
CVT 逐步成为量产混合动力汽车车型应最多的传动方案。CVT 的速比可以在一定范围内实现连续变化,若用于混合动力汽车传动,可以根据整车的状态,灵活地调整发动机工作点,使发动机工作在燃油效率高的工况下,提高整车的综合性能。
基于CVT 的混合动力汽车关键技术主要集中在动力总成的协调与控制。其中包括发动机与电机输出转矩如何进行耦合,动力如何分配以实现高效的传动,CVT 的速比与夹紧力如何调整,多种工作模式间切换时如何保证模式切换的平顺性,整车控制算法如何实现多目标优化等。
基于CVT 的混合动力汽车动力系统常见的构成方案有以下三种:
1)分轴四驱方案:内燃机驱动前桥(或后桥),电动驱动另一个桥;优点在于对CVT 的改动少(主要对CVT 速比控制、离合器控制和制动器控制进行技术更改),方案简单易行;缺点在于电机的转矩未经过变速器,需要在电机的驱动桥上增加一个两档变速器,导致系统更加复杂。
2)纵置后驱方案:发动机纵置同轴并联ISG 电机,经CVT 驱动后桥;优点在于对CVT改动较少(改动主要集中在CVT 前部,前壳体与ISG 电机外壳机械连接,液力变矩器与ISG 电机定子机械连接,电子控制方面改动),因此怠速停机、发动机排量减小、制动能量回收等功能均可以实现,具有很大的发展前景。
3)横置前驱方案:发动机横置前驱是大多数轿车的动力总成布置形式,为实现该方案,CVT 需要取消液力变矩器,以此来节省出一定的空间。如果能够在CVT 的主动轮上集成驱动电机,则可以较好的实现低速纯电动,同时电机转矩经过变矩,电动性能更好,但是对CVT 的改动较大。
从国内外应用开发状况来看,CVT 自动变速器和驱动电机正在朝着一体化方向发展,即电机与变速器成为一个整体,比较典型的方案就是丰田THS-C 系统总成。
丰田E-CVT 由一套行星齿轮构成。丰田混合动力汽车搭载的E-CVT 是通过一套行星齿轮实现无级变速的;其中,丰田E-CVT 是由外齿圈(连接2 号电机和输出轴)和行星齿轮架(连接发动机)和太阳齿轮(连接1 号电机)组成。其电机的动力传递流为:2 号电机—外齿圈—输出轴;内燃机的动力传递流为:发动机—行星组—外齿圈—输出轴。
图10:丰田THS E-CVT变速器系统

控制MG1 与MG2 这两个电机的转速就可以实现无级变速。E-CVT 其实就是一套行星齿轮减速机构,并没有CVT 中的链条或钢带,也没有AT 的液力变矩器。因为行星齿轮组的巧妙特性,发动机、车轮、电动机能够实时连接在一起运转而又能互不干扰,所以不需要离合器。如此简单的E-CVT,却可以实现无级变速,主要的原因在于:因为齿数的比例关系(外齿圈齿数78,太阳轮齿数30),可以得到公式:S=C×3.6-R×2.6(S 为太阳齿轮转速;C 为发动机转速;R 为外齿圈转速)。汽车从启动到刹车停止的一系列不同工况下,对扭矩的要求是有极大变化的,传统动力汽车就是因为这样需要变速器来调节发动机的输出动力。但是在E-CVT 这种特定结构里面由于存在两个电机,在不同的工况下,只要控制MG1 与MG2 这两个电机的不同转速就能使外齿圈上获得的发动机动力无极变化,从而汽车达到无极变速。
5.2.2 DCT:自身结构特点更加适应于混合动力
基于DCT 的性能特点,其适应于混合动力汽车,并且具备以下优势:
1)降低动力总成的复杂度和传动系的成本:DCT 没有液力变矩器,同时双离合的紧凑结构使得变速器体积远小于其他类型变速器,质量更加轻便;
2)符合取消发动机怠速的要求:DCT 因在停车时可将发动机与变速器完全分离,从而彻底取消发动机怠速,进一步提高燃油经济性;
3)电机布置更加灵活:根据DCT 自身结构特点,其换挡可实现无动力中断,可改善电机工作效率;
4)换挡动力性与燃油经济性二者可兼得:混合动力汽车构型设计和参数匹配时,有时需要牺牲换挡动力性以换取整车燃油经济性,而DCT 具有动力性换挡的优势,弥补了此项缺陷。
鉴于DCT 应用于混合动力汽车的独特优势,各大汽车厂商先后提出多种技术方案。我们按照主电机与DCT 的位置关系,DCT 混合动力汽车可分为3 大类,共6 种构型方案:
1)主电机DCT 后布置方案:BSG+主电机DCT 后布置方案,ISG+主电机DCT 后布置方案;
2)主电机DCT 前布置方案:BSG+主电机DCT 前布置方案,单电机DCT 前布置方案;
3)主电机DCT 内部改造方案:BSG+DCT 奇数轴电机双电机结构,BSG+DCT 奇偶数轴电机三电机方案。
短期看主驱动前后置方案可行性高,长期看好集合程度高的BSG+DC 奇数轴电机双电机结构。BSG 与主驱动电机前、后置结构的工程化改动最小,短期内具有较高的可行性,比亚迪插电混合动力秦与唐都是采用主驱动电机后驱动方案。而从长远来看,集成化是混合动力总成发展的主要趋势,BSG+DC 奇数轴电机双电机结构作为高度集成化的混合动力DCT 方案,其奇数轴电机即可单独,也可配合发动机介入双离合变速器的换挡过程,进一步实现双离合变速器的协调控制应该是DCT 混合动力汽车的主要发展趋势。
5.2.3 AT:采埃孚在8AT 领域技术领先
混合动力AT 的典型代表就是采埃孚(ZF)的ZF-8HP 变速器,代表车型为宝马5 系插电混合动力汽车。这款变速器通过将电动机放置于液力变矩器后方,并加入湿式启动离合器(HCC)实现电动动力的传动;相比变矩器而言,HCC 的质量惯性矩更小,尤其符合运动车型的高扭矩要求。由于电动机位于液力变矩器后方,所以在电动机驱动的工况下短接了液力变矩器和发动机,然后通过液体冷却式离合器锁止速比实现电动驱动。这样的架构是目前插电式混合动力车型较为主流的配置方式,典型车型为宝马5 系插电混合动力汽车。
ZF-8HP 与传统6AT 大小相当,油耗可降低6%。ZF-8HP 的体积并没有比传统6AT 大,这是得益于采用线控换挡方式,(取消自由轮),同时引入了轴向平行链条式机油泵。在结构上,ZF 利用5 个换挡元件和4 个行星齿轮实现了8 个档位速比变化。由于HCC 的加入,大大降低了液力变矩器的作用,从而可减少更多原件和独立控制机构,降低重量和油耗(比上一代6AT 油耗降低6%)。
上汽通过自主研发,研发出EDU GEN1 的2 档自动变速器,目前已经在荣威E550 等车型量产配套。
上汽PHEV 自主研发2 档自动变速器。上汽EDU GEN1 是一款拥有完全自主知识产权的2AT 变速器,是上汽插电式混合动力整车最核心的零部件;该系统自主研发,在软件和硬件上均有创新,可实现8 种工作模式,基本覆盖日常用车需求。
上汽PHEV 变速器集成了两个电机和两个离合器。表面来看,EDU 变速器都带有‚P、R、N、D”档位,与普通AT 变速器类似;其实,其内部跟一般的AT 变速器完全不同,除了有变速机构外,还集成了两个电机和两个离合器。上汽PHEV 的EDU 与发动机和电机等部位相连,发动机与ISD(Integrated Starter Generator)启动电机相连并通过C1 离合器连接中间的齿轮组,中间是两档齿轮组,再往右就是C2 离合器和TM(Traction motor)牵引电机。同时,由于连接发动机的C1 离合器是设定为常开,而连接主电机TM 的C2 离合器设定是常闭,可见该系统在多数电力充足的情况下都是倾向于以电动机驱动为主,在电量低或者需要大扭矩的时候,才会需要发动机介入,这样的设计更接近电动车,减少发动机介入有利于降低油耗。
5.3 纯电动汽车需要多档变速器 自主品牌面临较大挑战
5.3.1 特斯拉被迫采用单级 未来可能配二级变速器
变速器质量不稳定,特斯拉被迫放弃‚180kW 电机+2 档变速器+60kWh”方案,改用大电机与大电池。特斯拉的第一个车型Roadster 的最初设计是‚180kW 电机+2 档变速器+60kWh”,后因变速器生产质量的问题,被迫采用了第二种方案。第二种方案采取的是‚240kW 电机+80kWh”,电池成本提升30%多。如果说多级变速器匹配成功,可以在保持现有续航里程的前提下,大幅度降低生产成本,而且可以提升产品的整体性能。
特斯拉异步电机特性目前可以不配多级变速器。特斯拉电机特性曲线,一开始是等扭矩输出,之后是等功率输出,再过一点功率就会以某种凹曲线形式缓慢下降。一般巡航的速度区间,42-72mph,也就是68-116 公里/时,功率曲线基本平坦的,此段区扭矩随转速升高而下降,此时通过变速器提高档位,降低发动机转速,发动机扭矩上升的因素和减速比下降的因素彼此抵消,达不到增加输出的目的。
图11:特斯拉Model S

未来特斯拉仍可能配备二级变速器。特斯拉Model S P85 在加速阶段表现优秀,但在中后
段加速却频输对手。究其原因,问题就在于特斯拉匹配单级变速器,当速度拉升到高速,电机不能回到最佳扭矩输出区间,再加速动力被大幅削弱。考虑到特斯拉豪华轿跑的市场
定位,为了提升整车的驾驶性能、提升续航里程,特斯拉未来仍有可能配备二级变速器。
采用永磁电机的纯电动汽车对变速器的需求更强烈。因为电机在额定转速以上的弱磁控制
方式的不同,异步只要降低转子励磁电流就可以了,永磁需要提供去磁电流,对异步效率
很小影响而后者对效率的影响就会很大,所以永磁电机不能用弱磁拓展很大的工作范围,
必须用变速器来匹配。
5.3.2 纯电动汽车搭载多档变速器是大势所趋
传统汽车的内燃机必须要有变速器的配合。经过上百年的改进,现代内燃机技术成熟,性能强劲;但是内燃机有如下几个缺点:1)低转速下无法输出转矩;2)高转速下最大输出转矩急剧降低;这就直接导致了内燃机的可工作范围较窄,典型范围1,000-4,000rpm。如果没有变速器的话,会出现无法启动汽车以及不能兼顾低速或高速行驶(若减速器的减速比高,则只能低速不能高速;若减速器的减速比低,则只能高速不能低速)。为解决这些问题,工程师发明了变速器与离合器。
国内在售纯电动汽车基本采用固定齿轮比变速器。目前,国内纯电动汽车没有配备多级变速器的主要原因在于:1)电动机低速下,甚至零转速下也可以输出很大的转矩,这表明没有离合器和变速器的条件下,汽车也可以正常工作;2)变速器整体研发体系落后于发达国家,体系研发能力弱,而且对于自动变速器的认识不够;3)新能源汽车补贴政策让大量小企业生产电动汽车,补贴退坡也促使厂家急于出车抢补贴,无心研发纯电动汽车变速器。
纯电动汽车配备二级变速器是未来的发展趋势。据《自动变速器技术国内外发展现状和趋势》的实验结果,配备二级减速器的纯电动汽车相对一级变速器的优势明显:1)降低电机性能要求,电机扭矩仅为一级变速器的58%;2)实际二氧化碳的排放量降低7%;3)续航里程提升8%。纯电动汽车搭载二级变速器的额外成本,可以通过降低电机要求和减少电池用量来得到弥补,同时可以提升整车性能,因此我们认为纯电动汽车搭载二级变速器是未来发展的趋势。
图12:电动车单级减速与二级减速比较

6 思考:自主变速器企业如何在国外技术封锁下实现崛起?
6.1 以史为鉴:获得整车配套是自动变速器崛起的核心
获得整车配套是自动变速器崛起的必然条件。自动变速器的发展需要基础产业链的支撑和企业自身研发能力的支持,但最为关键的是获得稳定的订单,生产出来的产品需要车型来配套,以此不断优化产品性能。参考国外三大独立变速器供应商(爱信AW、加特可和采埃孚),其均与整车厂保持紧密的联系,有的供应商甚至直接由整车厂控股或参股;其中,爱信AW 与加特可前身为整车厂变速器部门,独立后均由整车厂控股;采埃孚则与宝马、奔驰、沃尔沃等整车厂形成紧密合作关系,宝马搭载的所有AT 几乎均由采埃孚配套。
6.2 自主车企变速器市场空间更大
自主变速器品牌进入合资汽车配套体系难度较大。汽车是一个比较成熟的产业,欧系、美系、日系和韩系车企在崛起的时候都会培养自己固定的供应商。外资车企国产化进行合资建厂后,其变速器等核心零部件供应商一般会跟随来国内以独资或合资的方式建厂生产,相互之间合作紧密,而且变速器数据核心部件,只要质量稳定,不出严重安全事故,车企很难会更换供应商,因此自主变速器供应商进入合资汽车配套体系难度系数比较大。
自主变速器品牌机会在自主车企市场。自主车企与合资车企相比相对开放,自主变速器供应商更容易进入其配套体系。2015 年,自主品牌手动挡占比明显过高,达到80%(合资品牌汽车MT 市占率达到34%);AT、CVT、DCT 分别为11.3%、3.7%、2.9%。与合资品牌车型相比,自主车企自动变速器的市场渗透率还很低(自主约20%,合资约为65%),自主自动变速器企业可发挥空间更大。
自主变速器供应商还需自主品牌来养。参考国外汽车产业发展史,主流车企在快速发展的同时会培养自己固定的变速器供应商;外资车企国产合资建厂后,对应的配套变速器供应商一般会跟随主机厂在国内独资或合资建厂,双方合作更加密切,自主变速器短期难以进入合资配套体系。自主汽车品牌正处于上升阶段,其中吉利、广汽、长安、长城、上汽等品牌表现尤为抢眼;我们认为在自主品牌崛起的同时,国内会出现1-2 家行业领军性质的自主变速器集成供应商;届时,自主变速器虽然在高端自动变速器达不到国际顶尖,但在产品质量和稳定性上将满足合资品牌需求,加上本土的成本和服务优势,将逐步打开合资品牌市场。
6.3 自主品牌规划产能达490 万台 增长将超行业整体表现
国内自主品牌现有产能约为100 万台,规划产能490 万台:
1)在AT 市场中:国内自主品牌主要有哈尔滨东安、湖南吉盛、华泰欧意德、山东盛瑞传动等,其现有产能分别为5 万、10 万、10 万、10 万,规划产能总计为175 万。除了盛瑞传动可生产8AT 外,其他三家厂商的产品多集中于6AT 和5AT,但是产品依然与国际及合资品牌厂商存在一定差距。
2)在DCT 市场中:自主品牌主要有上汽、一汽、重庆青山(长安)、安徽星瑞(江淮)、比亚迪、广汽乘用车、长城汽车等厂商;除了上汽与比亚迪已经形成投产形成一定产能,其他几家基本还停留在研发规划阶段。国内自主品牌DCT 现有产能达到35 万台,规划产能达到90 万台。
3)在CVT 市场中:国内奇瑞精机、江麓容大、北汽动力总成是现在和未来主要的生产商,其中奇瑞精机与江麓容大已经正式投产上市,目前国内整体产能达到20 万台,规划产能达到175 万台。
4)在AMT 市场方面:重庆青山、上汽变速器和湖南中德是现有的纯中资厂商,整体产能达到12 万台,规划产能达到50 万台。
2020 年国内自动变速器市场有望达到2,600 亿元。2015 年国内自动变速器市场渗透率为55.4%,而北美与日本自动变速器的市占率已经达到90%。假设2020 年,国内汽车产销达到3,300 万辆,自动变速器的市场占有率达到80%,则自动变速器的总需求超过2,600万台;如果平均一台自动变速器价格为1 万元,则2020 年的市场规模达到2,600 亿元。国内自主品牌变速器增长将高于行业增速。国内自动变速器现有产能规模约为100 万台,假设自主品牌产能达产率为70%,年产销达到70 万台,仅占国内自动变速器市场的5%。
我们假设到2020 年自主乘用车销量占比达60%(2016 年1-9 月占比为42%),销量接近2,000 万辆,自动挡变速器市场渗透率达60%,其中自主变速器企业配套占比80%,则自主品牌汽车2020 年对自动变速器需求接近1,200 万台,自主变速器企业的配套量接近1,000 万辆。假设自动变速器单价1 万元,到2020 年自主自动变速器的市场规模达到1000亿元,2015 年到2020 年的年均复合增长率则接近70%,业绩增长高于行业整体增速。
图13:自主变速器配套市场测算(单位:亿元)

7 投资分析
自动代手动 自主迎新春
自动代手动是必然,自主自动变速器未来发展看好。变速器是决定汽车整体性能的核心部件,自动变速器逐步替代手动变速器是行业发展的必然趋势。未来多档位AT 将继续扩大巩固在中高端豪华车领域的领先优势;低档位AT、DCT 与CVT 将在中低端领域构建三足鼎立之势。国内汽车产业发展较晚,受合资车企影响,虽AT 占比较高,但是DCT 与CVT均得到较快速度发展;自主车企自动变速器配套率远低于合资品牌,未来替代空间大,发展速度将高于行业整体增速,为自主变速器孕育发展机会。
通过借鉴国外变速器零部件巨头成功经验,金地毯大数据中心认为两种企业将分享行业红利:
1)获得整车配套资格的自动变速器集成供应商;
2)为自动变速器配套齿轮等技术含量高的二级供应商。

中国健身行业研究报告 2017-02-01 08:18:41

一、 日益增加的锻炼人口和专业化指导需求
我国经常参加体育锻炼的人群日益增加。2009-2014 年我国经常参加体育锻炼的人数不断
上升,2014 年人数达到3.83 亿人。随着我国城乡居民体育锻炼的意识增强,参加体育锻炼的积极性增高,就近就便锻炼和“花钱买健康”已经得到越来越多人的认可,快速增长的健身人口为健身行业的发展带来了巨大的需求。
图1:2009-2014年我国经常参加体育锻炼的人数(单位:万人)

另一方面,在健身的过程中,人们开始注重防止运动损伤带来的伤害,更多的人倾向于在运动前接受专业化的指导。国家体育局的数据显示,在20 岁及以上人群中,参加体育锻炼的人群中有48.0%的人接受过体育锻炼方面的指导,比2007 年提高了14.7 个百分点。健身人群对专业化指导的需求进一步推动了专业健身馆及私人教练的发展。
二、中国健身行业规模:与北美差距巨大,2020 年有望突破1200 亿
不断扩大的体育锻炼人群以及人们对运动损伤防范的重视,使得我国健身行业在近年开始出现增长的态势,2015 年健身房数量增速超过20%。健身俱乐部数量是健身行业发展状况的重要指标,我国健身俱乐部数量自出现以来一直保持较高的增长,从2009 年2930 家增长至2014 年的3650 家,年均增长率4.5%左右。虽然在2011-2013 年间,由于健身市场竞争加剧导致行业出现关门潮,健身俱乐部数量增长速度放缓甚至为负。但是,随着近年来健身人口的快速增长和专业化指导需求加剧,新一轮的健身风潮带动行业出现复苏迹象,健身俱乐部数量也随之迅速增长,2015 年俱乐部数量增长20%以上,超过4000 家。
图2:国内健身俱乐部总数情况

然而,从健身房密度角度,我国仍远远落后于美国。美国人均每1 万人就拥有一个健身房,而我国若以超过4000 家健身房计算,每35 万人人才拥有一个健身房,仍然潜力巨大。
健身房主要采取会员收费制度,收入与会员人数密切相关,因此健身俱乐部会员人数与俱乐部数量保持一致变化。同样,在2011-2013 年间会员人数增长放缓,但近两年随着新一轮健身潮流的兴起以及健身俱乐部的扩张,会员人数又出现了显著的增长。
图3:国内健身俱乐部会员人数

但是同样与以美国为首的北美市场相比,我国会员人数仍远远落后。2015 年,北美健身俱乐部会员人数达到5600 万,而我国仅为600 多万。如果以总人口计算会员渗透率,北美会员率为15.8%,而我国仅为0.5%左右,相差近30 倍,存在巨大的发展空间。
图4:中国和北美健身俱乐部会员渗透率

在健身俱乐部数量和会员人数迅猛增长的推动下,我国健身房市场规模有望在2020 年突破1200 亿。2015 年我国健身产业产值约为700 亿元,随着我国人民健身意识的进一步提升和健身房商业模式的进一步成熟,我国健身房市场预计仍将保持稳健发展,未来五年有望保持12%的年复合增长率,到2020 年健身房市场规模将达到1230 亿元。
图5:2016-2020年我国健身房市场规模预测

三、我国健身行业发展现状
除去健身场馆的缺少外,目前我国已有健身场所还面临着同质化高盈利能力低、用户体验差、市场集中度低、以及健身教练人数有限的问题。
1、健身场馆同质化较为严重,盈利能力低
2014 年中国商业健身俱乐部总数约为5100 家,但由于我国健身俱乐部盈利模式较为单一, 仅有20%的健身房处于盈利状态。我国现有健身俱乐部主要通过预售会员卡以及私人教练来获取收入,对比美国健身俱乐部,其收入来源有五种:一、会员制工作室注册会费;二、一对一私教服务;三、一对多私教服务;四、小团体课程;五、设备、服饰和配件销售收入。
盈利模式单一导致我国健身馆同质化较为严重,各品牌难以形成自身特色。同质化的健身设施及服务使得各家健身房之间竞争较为激烈,缺乏多品类私教授课以及小团体课程等细分市场也使我国健身房收入较为单一并且没有鲜明品牌特色,这些都是的我国健身馆目前运营情况不佳。
图6:我国健身俱乐部收入构成情况

2、中国健身场景用户体验较差,纯线上产品很难满足用户
在同质化之外,中国健身用户整体上对现有健身房体验仍有很多不满。从外围访谈结果来看:用户普遍反映健身场馆年卡付费制度给个人有一定的压力,并且表示是否续费还会继续考虑;健身场馆没有营造良好的健身氛围,私教课教练推销较多,价格也较贵。说明现有健身房仍无法满足健身会员对健身房的基本要求,仍有较大的改善空间。
目前线上健身软件发展较快,KEEP 获得3200 万美元C 轮融资,众多投资机构追捧健身领域,用户突破3000 万健身需求可见一斑,但是健身仍然是一个注重线下体验的活动,纯线上产品很难满足用户,互联网健身产品也在寻找合适的变现场景,提高线下健身房的服务水平仍然是健身行业急需解决的问题。
3、我国健身产业市场集中度不高,个人工作室大量涌现
我国健身房市场前十大品牌市占率仅为16%,个人工作室大量涌现使得全行业规模效应难以得到体现。我国健身俱乐部类型主要有五类,其中连锁型为主,多为大型健身俱乐部,整
体占比35%,其余中小型健身会所占到了会所总量的60%以上。国内健身房市场品牌分散,2014 年中国前十大品牌健身房总体数量740 家,仅占市场整体的16.4%。
同时个人工作室大量涌现,根据业内人士介绍,目前全国个人工作室在1 万-2 万家左右, 个人工作室为客户提供健身场地和群体课程的同时也为客户提供个性化私教授课服务。然而这些小型工作室规模普遍较小,并没有成体系的培训体系及管理模式,很难在长期保证大规模服务的质量。
4、健身教练数量明显不足,工作环境整体较差
由于我国健身教练收入较低,健身教练数量与美国差距很大。中国仅有专业教练15,560人,人均教练只有0.12/万人;而美国拥有专业教练240,000 人,人均教练达到7.5/万人。健身教练总体收入较低,大约30%的教练收入在4,000 以下,60%的教练收入在8,000 以下。健身教练职业发展缺陷比较明显,吃青春饭为主,人均跳槽达到3 次,常在从业5 年左右选择创业,自行成立工作室等。根据调查显示,79.6%的教练认为工作中成就感受挫,69.2%的教练认为收入低于预期。
图7:健身教练工作情况调查

四、资本进入有望解决我国健身行业目前痛点
基于以上问题,我们认为场地、教练、用户体验是健身行业核心竞争优势,而这中间的很大一部分有望通过资本的途径解决。
首先,距离大中城市目标人群较近的区位将成为选址的核心地区,门店的开始运营均需要先期资本的投入。由于目前健身房的收费(一线城市2000+/年,二线城市1000+/年)相对我国整体群众收入仍然较高,因此一二线大城市围绕居民聚集区的商场,社区店,酒店共享点,写字楼,白领公寓等将是我国健身房的首选场所,靠近这些找高收入人群聚集地将有利于健身房客流的保证。由于一线城市健身房按照300 平米计算年租金在50 万左右(二线城市20 万+),装修家设备支持每家店大概需要40 万上下,外加人员等费用,每家店开始正常运转都需要超过100 万的资金,因此健身房开始仍旧需要先期投入。
其次,想要解决教练问题的唯一途径是提高教练薪资水平。传统健身房教练中,操课教练的薪资目前只有5000-6000 元/月,私教课教练300 元/节的课费其只能抽成25%,因此这使得目前我国健身教练数量有限,难以保证课堂的教学质量及用户体验。因此资本的介入也使得通过高薪吸引健身人才的方式成为了可能。
同时,在投入硬件设施外,健身房通过投入软件提升课程安排质量、开展线上线下互动以及通过大数据为用户提供健康建议等,均能够提升客户的体验。(1)健身房可以在课程安排上根据用户作息上下班时间以及喜好程度开设课程,同时通过数据分析对学员进行具体参加
课程项目提出建议。(2)另外,其可以通过微信微博线等社交平台让学员与健身房之间时刻
保持互动,同时健身房KOL 与学员在线上线下的互动也可以增强学员对健身房的粘性,使得健身不再变成索然无味的运动。(3)除此之外,大数据的投入可以让学员观察自己在参课后身体的变化、对学员的身体健康状况进行跟踪并及时反馈,同时让学员能够对服务的质量进行针对性反馈,保证健身房能时刻作出改进。
由于目前我国健身行业市场虽然增速极快但是市场依旧极其分散并没有出现绝对的市场龙头;同时健身行业目前仍存在诸多痛点,而这些痛点我们认为均有望通过资本的途径得到解决。因此,我们认为现在正是资本进入健身行业、抓住消费升级在健身行业起步机会极好的时间点。
五、中国国内健身品牌
(一)、威尔士健身公司
威尔士成立于1996 年,注册资金1000 万美元,至今在全国范围内已拥有115 家直营专业健身俱乐部,会员人数超过八十万。2007 年底上海威尔士健身获得Trust. Bridge Capital 的2000 万人民币投资,占公司股份的6.1%(淡马锡是T.B Capital 的有限责任合伙人)。威尔士是中国健身行业的领跑性企业,被称为“健身界爱马仕”。
1、选址三原则
威尔士健身中心选址有三个原则:1、繁荣的CBD 商业中心,高档的商务写字楼,大型
购物中心;2、高档住宅的小区里;3、高级住宅、别墅区的内部健身会所。公司直营店遍布全国8 个省市,除在大型商业中心开店,还与汤臣集团、龙湖地产、华润置地等40 家地产商和大牌商业项目有合作关系,将健身中心深入高端住宅区中。
图8:威尔士健身房

2、盈利模式
威尔士采用传统健身房盈利模式,销售会员卡和私教课程是主要收入来源。会所会员卡分
为三种:年卡5288 元、季卡1200 元、月卡399 元。会费涵盖有氧运动区、单功能力量区、自有力量区、团操房、瑜伽房、单身房、游泳、SPA 设施的服务以及部分瑜伽及团体团操课程。
一对一私教课程另外收费,目前开设的私教课程有壶铃训练课程、NMA 笼中竞技、W-Boxing
课程、W-Posture 拉伸课程、Pole Dance 钢管舞课程、TRX 悬吊课程以及ViPR 训练课程。公司目前有私人教练共约900 名,约有15%的会员会另外购买会所私教课程,每日累计上课平均可达到9500 课时。
3、公司优势
威尔士健身有国际一流健身设备的支持,Nautilus, Lifefitness, Star Tac 遍布旗下各家会所,并独立配置顶级体测设备,同时还引进了当前全球最为流行的Power Plate,针对每一位会员,配备专业的私人教练团队,拥有最齐全的国际流行团操课程,并获得莱美课程体系的发布权,不定期的国际大师级表演让会员生活充满乐趣。
威尔士健身注重与国际大牌的合作,独家签约ADIDAS、REEBOK 成为战略联盟,并结合世界一流乃至独家的健身内容及专业团队,以此扩充和完善自身形象,发展出 Will’ s/ Will’s Plus / my Will’ s by Reebok / W Fitness 四个高端健身品牌。2008 年做为唯一一家健身服务性企业和LV、劳力士等一线奢侈品牌一起荣获50 强奢侈消费品牌。2015 年威尔士健身与世界知名运动品牌UA 达成战略合作协议,Under Armour 现已正式成为威尔士健身的独家运动装备赞助商。
(二)、一兆韦德
一兆韦德成立于2001 年,注册资金4500 万人民币,2007 年11 月公司收到淡马锡2000 万美金投资。目前公司员工3000 人左右,累计服务超过100 万会员,每天服务人次超过50000 次,是全国仅次于威尔士的第二大健身公司。公司主要采取直营为主,加盟为辅的模式在国内扩张,在上海、北京、深圳、杭州等9 个城市拥有近百家会所。会馆内大多配备国际顶尖器械品牌,如Technogym,Matrix 等,拥有会员休息区、有氧及无氧器械区、标准泳池等各类配套措施。
1、盈利模式
公司盈利模式与国内健身房主流盈利模式相同,都是年卡+私教模式。一兆韦德具有先进的管理模式,在2008 年斥资引入ERP 系统对会员进行追踪和管理。根据系统大数据分析,每周运动1 次以上的客户更倾向于续卡,因此为了提高会员的复购率,公司会对每月运动次数低于4 次的会员进行提醒和督促。此外,由于企业用户具有一次性购买量大、管理成本小的优点, 一兆韦德一直重视发展企业用户以及创新相关产品。目前,公司相关产品有企业团卡、员工健康管理、企业活动等,内含员工体质监测、专属运动及饮食计划、品牌特色团操课程、企业联赛等多项内容,与上海石化、中国银行、万达广场、沃尔沃等企业建立商业关系。
2、重视树立品牌形象
一兆韦德自成立以来非常注重品牌形象的树立,通过服务居民以及各种公关活动提高品牌知名度和口碑。一方面,公司积极为老年人创造健身环境。以上海市中原社区体育中心为例, 一兆韦德避开晚高峰在17 点以前,推出“早上1 元跳操”活动,几百元的非高峰卡,让居民(特别是老年人)在安全的环境和专业人士指导下进行运动。公司还会不定期向周围居民提供免费体检和免费课程等多项服务。另一方面,公司还在体育赛事和公关活动中投入巨大,积极与上海市管理中心等机构合作。比如,曾在2008 年与闵行区体育局合办三对三篮球赛,得到闵行区有关领导的肯定;2014 年更是相继举办了“一兆韦德杯第一届550 崇明绿华半程马拉松赛”, “一兆韦德杯”2014 中国陆上划船器公开赛等大型赛事活动。
六、北美健身房:大型连锁成趋势,高端+亲民路线同扩张
北美商业健身房发展起步较早,发展成熟,逐渐呈现出大型连锁健身房一枝独秀,精品课程工作室遍地开花的发展态势。长远来看,连锁健身房依然处于优势地位,更能随着潮流变化与时俱进。
其中:提供全方位高品质健康管理服务为特色的Life Time Fitness,以及以低价+特色服务为特点的Planet Fitness 分别代表了健身行业实现增长的两种模式:通过增值服务提高单卡消费从而提高总体收入,以及凭借平价优势吸收非强意愿健身平民会员,迅速扩展网点。
(一)、Life Time Fitness(LTM):高端全方位健康管理服务
Life Time Fitness 是来自美国的一家健身俱乐部公司。诞生于1992 年的Life Time 健身, 于2004 年成功在美国纽交所上市。其战略主要在于通过为会员提供一站式健身健康管理服务来实现增长 。自成立以来,公司不断扩张,连锁健身会所由04 年的44 家增长为15 年的114 家,拥有超过140 万会员。
1、从经营业绩上看:即使在2008 年之后经济衰退,美国健身消费支出缩减的背景下,其近年收入依然保持稳健增长,毛利率也维持在40%的高位。
2、其经营特点在于:
大规模健身中心,提供全方位健康管理服务。其中包括健身、SPA、瑜伽营养护理等服务。其还为会员提供全面的健康检查,并且根据检测数据提供个性化的全面健康计划。公司现有健身中心平均面积在10,000 ㎡,能够容纳6,500-10,500 名会员同时活动,可同时满足会员运动、健康管理、家庭娱乐、美容spa 等多种需求。
图9:LTM健身房

会员分级收费,注重家庭服务提供,增加客户粘性。Life Time 另外一个创新之处是收费模式。它将会员套餐分成5 个等级:青铜、黄金、铂金、玛瑙、钻石,而且入会者既可以个人为单位入会,也可以以家庭为单位入会。如果以个人为单位入会,等级最低的青铜入门级会费每月为40-60 美元,如果以家庭为单位入会,则入门级会费每月为100-140 美元。为了配合按家庭为单位的收费模式,Life Time 还专门设立了儿童健身及娱乐空间。这种复合型的收费模式,无疑有利于会员基数的扩大,以及销售收入的增长。
选址近郊,降低租赁成本同时方便活动场馆建设及标准化服务提供。公司于近郊地区开设超大面积场馆,租赁成本相对市中心较低,同时便于公司建设多样化设施同时为目标客户家庭的所有成员提供适宜自己的活动内容。
(二)、Planet Fitness:亲民低价,打造“快餐式”健身房
Planet Fitness 成立于1992 年,不同于大流健身房,PF 通过低价策略吸引大众客户,为客户提供限于固定+有氧休闲健身设施和特色服务,而取消了大量不必要的团体训练课程场地、泳池、日护中心、果汁吧等设施。
图10:Planet Fitness 俱乐部

1、其快餐式健身服务为其快速增长打下基础,公司通过加盟扩张成为全美最大健身房品牌之一:1)2011 年仅有488 家门店发展至2015 年1124 家门店,未来美国地区门店有望突破4000 家;2)会员人数从2011 年290 万人增长至2015 年730 万人。
从业绩上来看:公司近年收入维持双位数增长,2015 年财报收入为3.31 亿美元,其中特许加盟费占比为为71%,其余为自营门店收入。2015 年全体系健身房零售端共产生收入15 亿美元,其中加盟门店贡献14 亿收入。2015 年净利润同比下降明显主要受上市费用以及公司所适用的所得税率在上市后受到大幅提升影响。
2、经营特点:
超低入会价格,吸引大众客户。PF 的一般会员会费仅为10 美元/月,可不限次使用会籍所在场馆设施并参与小班健康训练课程,黑卡用户能享受任意网点锻炼和免费使用晒黑机和按摩椅的服务,只需交纳20 美金的开通费和每月19.99 美金会员费。
健身设施以休闲娱乐式为主,取消不必要娱乐设施。公司创立初衷在于创立廉价24小时健身店让其为客户消磨时间的选择之一,健身房内并不鼓励大强渡运动。持续提供特色活动。每周一提供免费披萨、每周二提供免费百吉饼的活动向所有会员开放,大大提高了客户粘性。
图11:Planet Fitness 特色活动

教育行业研究报告 2017-01-31 08:46:42

1. 教育体系简介
1.1. 公立教育与民办教育互相补充,民办教育市场规模可达万亿
教育行业总体可分为体制内教育及体制外的教育。目前,国家体制内的教育仍然占据绝对的主导作用,公立教育产业规模约为3 万亿。同时,中国体制外教育机构和培训行业也在逐步发展,从一定程度上补充了国家体制教育的不足。根据《中国民办教育行业市场分析报告》,国内民办教育市场巨大。2015 年民办教育市场规模达8600 亿,2016 年将达到9200 亿元以上,预计至2020 年将达1.6 万亿,复合年均增长率13%,其中学前教育为民办教育的一大主体。
图1:民办教育市场规模增长较快

1.2. 产业规模逐步扩张,各细分领域蓬勃发展
尽管2016 年A 股教育板块的股价表现不如2014 年,2015 年火热,但从一级市场及二级市场投资情况看,市场活跃度依旧高涨,行业规模处于扩张阶段。根据德勤统计,2015 年中国教育产业的总体规模为1.6 万亿元,德勤预计直至2020 年,行业总体规模有望达到3 万亿,并实现12.6%的年均复合增长率。我们认为,未来早幼教,K12 课外培训,职业教育是主力增长点。早幼教的增长点主要来自二胎政策所带来的人口基数的增加,以及学前教育的大力普及,大力发展公办幼儿园,积极扶持民办幼儿园等政策支持。K12 课外培训的增长点来自于“提高分数”的刚性属性,就业压力倒逼学生从孩提时代就开始注重自身竞争力的提升。职业教育的增长则来源于信息时代的变革催生出更多新兴职业需求,比如互联网时代下的产品经理,新媒体时代下的品牌运营,工业时代的机器人培训等等,社会对企业对人才的需求随着时代逐步更新迭代,终生学习成为可能。
我国教育行业具有万亿级蓝海,市场需求巨大;公办教育无法满足整个市场需求,近80%多的市场空间需要民办教育来填补;民办幼儿园与培训教育行业市场规模增长较快(我国民办教育在校生以学前、义务教育、普通高校阶段为主,这些阶段的学生分别是接受学前教育、课外辅导培训、职业技能培训的主体)。
1.3. 投资四维度:政策、人、科技、资本
我们认为,把握教育行业的整体框架,需要关注四个维度:政策,人,科技,资本。
其一,政策。任何一个行业的发展离不开国家政策的推动。目前我国教育体系仍以公办教育为主,民办教育则多集中在培训行业。随着《教育一揽子修正法》及《民办教育促进法》逐步推进,民间资本得以进入教育,从而带动新生力量。此外,2012 年教育部发布《教育信息化发展十年规划》,带动了全国教育信息化体系建设,目前全国中小学互联网接入率达到了85%,多媒体教室的使用率则达到77%。学前教育,K12 课外辅导,国际教育,职业教育均在政策的引导下得以规范发展,在此不一一阐述。
其二,人。教育之所以特殊,在于整个行业均围绕着人服务:教育的供给(老师),需求(学生),付费者(家长)。这一属性使得行业变得多元,区域特征明显,难以标准化,与此同时,也产生多样的细分领域需求(幼儿教育,K12 教育,大学教育,职业教育,出国留学等),从而给予企业更多赚钱机会。
其三,科技。好未来公开演讲曾指出,教育资源从来不稀缺,但是优质的教育资源,在任何时间、任何国家、任何地域都是稀缺的。优秀老师的时间维度和空间维度有天花板。而科技互联网可以打破优质教育的边界。从市场观察看,自适应学习,MOOC,口语测评,作业批改等领域正随着科技的发展应运而生。从投资角度,我们看好教育+互联网的模式,并认为教育科技(在线教育,教育信息化,VR 教育等)是整个教育生态发展不可或缺的催化剂。
其四,资本。从政府资金角度,2015 年全国教育经费总投入为36129.19 亿元,比上年的32806.46 亿元增长10.13%。国家财政性教育经费为29221.45 亿元,比上年的26420.58 亿元增长10.60%,占GDP 比例为4.26%,比上年的4.10%增加了0.16个百分点,但仍低于发达国家水平。从民间资本角度,据不完全统计,国内教育行业资产证券化率长期处于较低水平,2013 年后才刚刚突破4%,2015 年的资产证券化率仅为4.3%。我们认为,随着民办教育培训机构的营利性得到确认,未来幼教,K12 课外辅导,职业教育领域资产证券化障碍有望扫清。企业的做大做强离不开资本的支持,随着资本的逐步进入,相信未来A 股市场能够诞生教育大白马。
2. 政策: 《民促法》三审通过,民办教育迎新纪元
纵观2016 年教育政策,其中最受二级市场投资关注的莫过于《民办教育促进法》的推进。目前政策推进进度符合市场预期,相关细则的敲定仍需要时间。我们认为在新法的促进下,民办教育行业将迎来发展新纪元。
《民办教育促进法》历经三审尘埃落地,新法于2017 年9 月1 日起实施。2016 年11 月7 日,十二届全国人大常委会第二十四次会议表决通过了关于修改民办教育促进法的决定,最终确定营利性与非营利性民办学校的分类管理办法,以及相关规定。对比二审稿,三审稿主要丰富了以下内容:1)两类学校的划分标准的准入问题;2)民办学校管理办法和非营利性学校终止时剩余财产的处理;3)法律实施前后的过渡办法。
修法核心是建立营利性、非营利性学校分类管理制度。区分营利性与非营利性的关键是举办者能否取得办学活动中的收益、学校终止时能否分配办学结余,而不是收费的高低。1)非营利性:举办者出资举办民办学校不能从办学活动中取得收益,办学的结余必须全部用于继续办学。2)营利性:举办者可以从办学活动中取得收益,有利润、有结余,可以在出资者之间进行分配,在办学终止时,清偿学校债务后剩余的财产可以按照公司法等有关法律、行政法规来处理。
区分营利性与非营利关键在于创办者是否分红,与收费高低无直接相关。区分营利性民办学校和非营利性民办学校的关键,是看学校创办者是否分红,分红就是营利,不分红把经费用于教育发展就是非营利。
义务教育阶段禁止设立营利性民办学校。三审稿重大变化:1)义务教育阶段禁止设立营利性民办学校,现存的义务教育阶段民办学校可以自由选择为营利还是非营,选择时间没有再做限定;2)对于选择为营利性的民办学校将不再对出资人进行补偿,而是明确财产权属,缴纳相关税费,重新登记办学。对选择为非营利性的民办学校,终止办学时,给予出资人相应补偿或者奖励。3)不得举办实施义务教育的营利性民办学校,并不是限制义务教育阶段由民办学校提供有特色、多样化的教育服务。现有收费较高的民办学校可以按照办学成本、市场需求等因素,根据各地的具体办法来确定收费标准,保持自己的办学特色。
配套政策尚未出台,但方向明确,市场视机而动。根据2015 年全国教育事业发展统计公报,目前义务教育阶段民办学校大致有10000 所(民办普通小学5859 所,民办普通初中4876 所),由于国家实施的配套细则及各省地方的配套法规尚未出台(预计需要2-3 年时间),但方向基本明确,从我们观察看,市场目前情绪如下:1)部分的企业会根据条文做出战略调整,如加大幼儿园、高中阶段的扩张,减少义务教育阶段的投入。2)《民促法》三审仍释放较多积极因素,如对幼儿园,大学阶段没有严格限制,短期内可能会吸引资本进入非义务教育阶段投资。3)关于现有VIE架构服务收费的合规性问题,市场目前处于观察阶段,部分投资者担心将来政策可能对VIE 结构做出禁止性规定。
图2:形成完备的管理体系需要较长时间

营利性和非营利性教育机构各有利弊。营利性机构进行资产证券化较为方便,以公司形式运营激励制度也较好,但需要缴纳相当数额的税,包括增值税、营业税、所得税,总税务比率约30%,土地优惠也较少;而非营利教育机构享受税务、土地相关的优惠,但若选择非营利性机构,则不能收回投资回报,作为举办者,只能获得工资,并不能获得投资回报,也不能进行资产证券化。但对于需要上市或被并购进入资本市场的机构来说,只能选择营利性,而选择营利性就意味着失去了很多税收、土地等方面的优惠。
明确营利性民办学校的合法地位,完善行业不规范行为的治理办法。修法明确了民办营利性与非营利性学校的定价原则为“优质优价,供求关系”,建立了清晰的民办学校产权制度使得行业资本的流动性得以释放。新法将促进民办教育行业规范、健康、有序的发展。我们认为在新法的促进下,民办教育行业将迎来发展新纪元。
3. 人:人口催生需求,人才驱动成长
教育是一个极度依赖于人的行业。
从需求端角度,一方面,人口基数的爆发带来基数的沉淀。另一方面,教育是一个服务于人的产业,消耗的是每个人的时间,时间的不可逆性决定了用户在选择教育品质时格外慎重,而人的需求确又是个性化的,时常变化的。这一特性为教育企业带来挑战,也带来机遇。一方面,时间的不可逆性,决定了用户愿意为高品质的教育资源付出更高的费用,拥有优质内容企业有望胜出。另一方面,因为有不同的需求,企业有望在教育的“红海”中寻找“蓝海”,从不同的细分领域切入市场,赚取利润。
从供给端的角度,教育对老师的依赖极高,从而导致优秀的教育资源只能集中在少量的区域,制约了企业的扩张。我们认为解决的方式:1)通过科技的手段,如网课老师的方式实现优质资源的传播,但这一阶段对幼教并不适用。2)企业建立自身教研培训体系,尽可能实现教育内容标准化,从而提高(优质教师)产出效率。
从使用者与付费者的角度,中国大部分阶段的教育,如幼教、K12 课外辅导、甚至是国际教育,教育的使用者(学生)和教育的付费者(家长)是分离的,这一特性在幼教领域最为明显。企业不仅需要研究使用者特性,还需要关注付费者的想法。如K12 阶段,付费者最大的关注点在于提分。如在幼教领域,80 后家长比70 后家长更关心素质教育,从而带催生出了儿童机器人教育,儿童国学教育等新兴的热潮。
我们以幼教为例详细阐述以上观点:
3.1. 需求旺盛,二胎政策提供实质性利好
目前中国正在经历第四次人口高峰,80 年代末的回声婴儿潮带来了目前新一轮出生高峰,加上2015 年10 月二胎政策的全面开放,预计未来几年每年将有2000 万新生儿出生,全国0-6 岁婴幼儿数量将在2020 年达到1.43 亿,较2014 年增加2959万。
中国婴幼儿教育形态包括2 大类,幼儿园教育(3~6 岁的儿童教育为幼教),以及幼儿园外教育即早教(针对0~3 岁的儿童教育为早教),这类教育以亲子班为主。从增长趋势看,中国的婴幼儿教育经过十几年的发展,已经顺利度过萌芽期,现在处于茁壮成长的发展期。国内早教市场以及整个婴幼儿教育市场规模都呈指数型增长态势。相对于2010 年,整个市场规模扩大两倍以上,据中国早教行业发展趋势及市场规模预测,早教市场规模将在2017 年达到2123 亿,相较于2015 年增长46.41%,早幼教金矿巨大。
3.2. 公立园供给不足,优质幼教资源缺口大,民办园多为散小园
公立幼儿园供给不足,需求缺口大。公办幼儿园是由国家机构建设,办学经费由财政拨付,因而有办学条件好,师资优良,费用低廉等特点,但是由于招生人数有限,常常出现供不应求,全国各地出现“入园难”的现象。以2010 年为例,公办幼儿园平均在园人数是民办幼儿园的两倍有余,尽管情况近年来有所改善,但还是有着显著差异。直至2014 年,公办幼儿园数量缩减至35%,但是仍然承担这46%的入园压力,公立幼儿园数量与实际需求相比缺口依旧很大。
幼教师资人数和整体质量都未达标准,优质幼儿园资源稀缺。幼儿教育未纳入义务教育,幼师岗位存在缺编制、工作累、待遇低等问题,导致幼师工作满意度低、流动性大。同时幼师队伍建设滞后,人才缺口大。从人数方面看,2014 年专任教师总数为184.41 万人,平均每所幼儿园有8.79 名专任教师,每个班级拥有1.33 名专职教师,我国规定全日制幼儿园每班配备两名专职教师和1 名保育员,或配3 名专职教师,现在缺口数量达到231 万。从素质方面看,近年来幼教教师资源趋于优质化,园长和专职教师学历水平都逐渐提高。幼师学历水平从大部分是高中毕业逐步转为专科毕业,并且园长学历高于专职教师。2014 年本科毕业的园长和专职教师人数分别占比27%和17.06%,但是整体的师资学历依然处于中下水平,难以满足日益增长的高品质幼教服务需求。
目前幼儿园的数量还不能匹配快速增长的幼儿园适龄人口,与教育行业类似,幼儿园也是处于小而散的格局。整体上由于资金、师资等问题,民办散小幼儿园的教育质量不高,通常只提供看护和简单的教育服务。而公立幼儿园一般都是单体分布,其教育理念和方式都较陈旧,优质的幼儿园炙手可热。国内散小幼儿园和农村幼儿园占据市场份额的75%以上,意味着有相当大比重的幼儿得不到相对优质的幼教服务。国内拥有50 家以上园所的品牌幼儿园连锁不足3%,且大多为区域性集中在一二线城市,教育资源分布极不平均。
表:2015年全国幼儿园是哒加盟品牌

市场集中度低,缺乏整合者。幼教行业市场格局分散,市场集中度低。根据威创股份公告,前十名的幼教机构拥有园所数量(直营)合计不超过500 家,园所占比例不超过5‰,收入规模不超过1%。按直营、加盟园所合计数,截止2015 年末,国内最大连锁品牌红缨集团预计有2500 家幼儿园以上(业绩承诺),仅仅略高于市场份额的1%。幼儿园top10 品牌市场占有率不足1%。两极分化现象也非常严重,低端幼儿园软硬件条件落后,门可罗雀,而高端幼儿园却人满为患。产业链上下游各自为政,未能形成整合格局。目前市场上幼教内容、幼教信息化、幼师培训等业及创业者大都局限在单一领域发展,尚未出现能够整体运营、整合入口和配套服务的一体化方案解决商。
3.3. 幼教衍生产品种类繁多
从早幼教相关公司经营方向分布来看,幼教机构主要是幼儿园(家园共育,设备用品,投融资理财,场所维修,课程教材),幼儿培训机构(师资培训,教、玩具),早教中心(品牌加盟,家园共育)。每个方向都有不同的平台支撑和典型的产品,主要包括电子绘本,自媒体,社群,智能机器人等,智能机器人是一种特殊的课程教材,主要以教育机器人课程为主要培训内容,运用PDCA 循环理念的教学模式,借助机器人教具,培养儿童的动手能力、创造能力和沟通能力。在产品选择方面,上市公司和跨行业者也有不同的侧重。
对于早幼教产品而言,需求多样化导致每个幼儿园都有自己不同的选择标准,每个家长也有自己的选择标准,不同的产品在不同地区的市场规模不同。因此整个产业的上游内容制作方,产品制作方和下游渠道全国几千几万个,其标准化难度较大,目前早教产品标准化程度仍然较低。
3.4. 幼教付费者和使用者分离:教育理念转变,新时代新诉求
对于早幼教产品而言,孩子是学习的主体、而付费大多数情况下会是家长,因此除了考虑要让儿童爱玩,爱看,还要让家长懂得如何使用它来辅助家庭教育。幼儿园教育和小学、初中、高中不一样,小学以后家长的诉求可能都集中于分数,对于幼儿产品来说,其评判标准可以是多样化,有一定产品溢价空间。
消费升级带来教育支出显著提升。据统计,80 后家长作为第一代独生子女,已经逐步承担养育儿女的责任,其孩子主要在0-6 岁阶段,主要是早教及幼教阶段。随着居民可支配收入的增长以及对学前教育重视程度的提高,以80,90 后为主的家长群体对高质量幼教服务的需求不断提高,根据《2015 中国家庭教育消费者图谱》中0-6 岁家庭月收入/每月教育支出情况显示,月收入在5000 元以下的家庭,近六成每月支出中早教教育费用为300 元以下;月收入达到10000 元以上,教育支出有显著的增长,平均每月家庭早教教育支出达到1000 元以上;月收入达到30000 元以上,对教育的投资更加可观,20%以上的家庭每月投入2000 元以上。随着80 后职场地位的稳步提升和工资不断上涨,家长在婴幼儿教育支出也会不断增大。
80 后家长更愿意尝试不同的教育方式,STEAM 教育重要性逐渐被认知。80 后家长大多新锐时尚,会更随主流教育趋势,不介意价格,思维开阔洞察力敏锐,容易接受不同的教育方式。消费升级使得家长们能有眼界也有财力诉求培养出学生的各方面素质和综合能力。STEAM 教育理念作为全球教育理念的主流形式正好满足家长的诉求,其重要性不断被家长认知和接受,也逐渐成为家长推崇和使用的教育方式。
4. 科技:重塑边界已成为事实
科技所带来的教育创新如下:教育信息化、互联网教育创新、个性化学习、人工智能、大数据等。MOOC 和录播课为互联网教育创新和教育信息化的结晶,翻转课堂为教育信息化和个性化学习的结合。教育信息化技术的代表云计算应用于“翻转课堂”。翻转课堂是指重新调整课堂内外的时间,将学习的决定权从教师转移给学生。主要分为课前模块和课中模块。课前模块包括观看教学微视频、课前练习和难点/疑点反馈。课中模块包括疑点/难点讲解、独立/协作学习、针对性测验和反馈评价。通过这种模式,实现个性化学习。各大教育前沿革新通过应用串联在一起,形成网状的“教育+科技”版图。
4.1. 教育信息化,将信息技术融于教研
教育信息化有两层含义。一是把提高信息素养纳入教育目标,培养适应信息社会的人才;二是把信息技术手段有效应用于教学与科研,注重教育信息资源的开发和利用。2012 年开始,我国大力推进“三通两平台”建设,即宽带网络校校通、优质资源班班通、网络学习空间人人通,建设教育资源公共服务平台、教育管理公共服务平台。如今,“三通两平台”成果颇丰。2014 年中国教育行业IT 投资总规模为571.9亿元,同比增长率达到9.5%。截至2016 年6 月,全国中小学互联网接入比例为87.5%,较2014 年提高了5.3 个百分点。其中,带宽在10M 以上的学校比例为64.3%,较2014 年提高了23.3 个百分点。北京、上海等地已全面实现学校“宽带网络”全覆盖。此外,“一师一优课、一课一名师”活动广泛开展。全国已有562 万名中小学教师参与,新增教师200 万,共计晒课302 万堂。各地推荐省级“优课”4.8 万堂,实现了优质数字教育资源的汇聚与共享。
图3:2013-2015年中国教育行业信息化规模(单位:亿元)

数字校园——教育信息化To B 端新模式。数字校园即在传统校园的基础上,利用高科技信息化产品,将校园的各项资源数字化。它以网络为基础,从环境(校内、校外)、资源(人力、设备、资料等)到运营(教、学、管理等)全部信息化。如今,不少教育企业为学校、培训机构提供数字校园相应的服务。
科大讯飞为该领域代表。2016 年5 月,科大讯飞以 4.96 亿人民币收购北京乐知行软件有限公司 100% 股权,加速和乐知行“数字校园”产品的合作。讯飞的智慧课堂包括云平台、智慧教室、移动端工具和微云服务器。其主要功能是将师生在教学过程中产生的数字化内容通过平台提供的空间及资源管理系统,实现内容的“收存管用”,并通过微课系统与课堂教学衔接,既可以实现辅助教学,也可以提供完整的在线学习。同时,智慧课堂可与名校互通、互联,分享各类优质资源,远离信息孤岛。
4.2. 互联网教育:连接优质教育资源
在线教育为互联网教育的核心。根据前瞻产业研究院数据显示,自2010 年开始,在线教育市场规模增长速度加快,达到10%以上。2015 年,该市场规模超过达到1171亿元。
图4:2010-2015年国内在线教育市场规模(单位:亿元)

其中,K12 在线教育成为热门的垂直领域,2014 年国内该市场规模达到275.0 亿元。2015 规模推测为359.2 亿元,增长率为30.6%。据国家统计局数据显示,2013 年处于K12 教育阶段的学龄人口约有1.62 亿,且呈向上增长趋势。2015 年第1 季度,中国K12 互联网教育市场活跃用户规模达到1280.13 万人,仅占全国学龄人口的8%以下。可见K12 在线教育的发展潜力仍然很大。
如今,K12 在线教育中线上B2C 模式较为火热。代表企业为全课网、猿题库和51Talk等。全课网的线上课程模式如下。
智阅卷。通过大数据分析来大幅提升教师的阅卷效率,为学校统计考试 成绩、试卷分析、排名对比等;帮助家长/学生了解知识点强弱项和在线错题本分类等功能。从而提升孩子的学习力。
作文教学。全国各地著名儿童文学作家坐镇,掌握并播报作家宣讲会、签书会等最新活动。在线提问,与专家探讨各类写作问题,迅速找到解决方案。在线提供系统专业写作资讯文章,指导范围涵盖各类写作体裁。从阅读、理解、构思、下笔各个阶段不断巩固、练习从而提高孩子作文水平。
英语教学。语智通致力于中小学在线英语学习,营造情景英语学习体系,让孩子快乐学英语,并让孩子的英语学习从语言到文化进行纵向延伸。
理科学习。学习任务:数理化三合一多功能教辅,学生可根据自身学习进度选择章节练习,参加平台趣味活动,赢取更多积分和奖励。错题分析:智能错题本按章节收录所有错题,提供详细解析与专业名师教学视频。测评报告:明确考点、知识点,“强化练习”针对性习题推荐,轻松掌握考试重点,提升成绩更高效。排名榜单:优+排行榜荣誉体系,实时查看自身成绩波动。激励学生学习。
高考教育咨询。测目标:大数据分析,预测大学录取概率——由华科大顶尖科学家团队,在分析了过去5 年的考生录取情况后,根据科学的位次分析法得到,保证预测结果更加可靠。填志愿——智高考用“专业优先”和“院校优先”两种排序方法、以“冲”“稳”“保” “垫”四个梯度为考生量身匹配合适院校和专业,充分发挥考生每一分的价值。顶级名师——深耕高考领域多年,深入挖掘数据,专业解读政策,潜心研究算法,以保预测准确。
4.3. 人工智能:可预见的未来
人工智能是指生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器,包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能应用于教育主要涉及到教育机器人和视觉识别技术等。教育机器人即配合教师授课的机器人。机器人能够控制PPT,和同学互动答疑,并根据教师所讲内容做出相应肢体反应。视觉识别技术即通过相应装臵来识别学生面部表情来了解其心理状态和性格特点来实行个性化教育方案。此外,虚拟现实技术、3D 技术也开始应用于教育。
4.4. 内容为王,技术为辅
我们认为,教育科技须依托于高质量的教育内容,科技只是辅助手段并非主体。以达内科技为例,达内自主研发教学平台TTS (Tarena Teaching System)在经过13年的创新发展后已升级到TTS8.0。其最大特点为对学院学习进度的运程跟踪管理功能。通过学习进度跟踪、培训事件提醒、项目案例管理、课程内容管理、考试测验管理、授课视频回顾、技术问题解答来保证学员学习质量。同时,学院在该系统下必须做到“每日一练、每周一做、每周一检、每月一考”,而学习中间一共要通过20 次技能评审、4 次项目评审,严格要求每位学员达标,保证最终培训质量。在此系统下,学员可收获1000 多个核心知识点,近200 万字在线文档,2000 道针对所有知识点的在线测试和300 多个企业级经典案例。此外,TTS8.0 学习平台支持全天24 小时学习、两万多名学员共同学习,同时配备1000 多名教师线上答疑。TTS8.0串联起学生的线上和线下学习(O2O 模式)。目前,集团所有课程皆为达内自主研发,
课程研发主要面向企业招聘,符合人才市场的要求。
由于IT 行业迭代速度较快,对于此类课程,达内每年升级两次。课程核心不变,但部分应用会发生变化。2014 年,达内的研发支出为170 万美元,比上年同期的120 万美元增长39.8%。2015 年,达内的研发支出同比增长40.6%,达到230 万美元。
此外,达内聘请优秀老师进行授课。达内认为,教育行业最重要的资源是老师,老师好才能保证课程的品质。达内要求聘用老师在业内有7 年以上的开发经验。达内将优秀教师集中在一起,通过远程直播的方式授课。为保证师资力量和降低教师流动性,达内所有员工都是全职的,专家数量超过76 名。达内在各地培训中心都配有助教。助教从学过整套课程的优秀学员中选出,他们对学院心态有所了解。考核助教的主要标准是学员成绩和就业率。为了保证学员听课质量,助教可以辅助教师远程回答问题。每个助教覆盖30-50 名学生。除了主角之外,每个班级都配有项目经理。项目经理负责观察学员在学习过程当中的状态,记录每天的考勤、学习认真程度,还有学员求职前整个学习过程的心态,还包括求职简历、模拟面试、职业发展建议等等。
5. 资本:驱动行业高速发展
从投资创业潮到资本寒冬,过去一年的中国互联网经历了 “过山车”的发展,但是教育资本市场却依旧很活跃。根据《2016 中国教育行业蓝皮书》,2016 年我国教育行业的投资金额预计为96.9 亿元,仅比泡沫较大的2015 年下降23%。根据芥末堆的统计来看,2013 年到今年9 月份,我国教育行业的投资额从8.5 亿元增加至96.9 亿元,其增幅已经超过10 倍。另一方面,从投资数量上来看,2013 年我国教育投资量为72 个,而到2016 年,预计数量有142 个。
图5:中国教育投资额和投资数量变化情况图(单位:亿元,个)

在一级市场上,2016 年前三季度我国教育行业种子轮投资的占比从原来的39%降到了20%,而A 轮投资的比例则从28%升到了45%,这说明投资者对早期还未成熟的项目的投资态度变得越来越谨慎。而在另一方面,并购成为二级市场的主题,2016 年前三季度二级市场的并购资金为163 亿元,这远超超过了2015 年的109 亿元。
另外随着境内资本市场逐渐成熟和国内教育机构的逐渐规范,在国内A 股上市的教育企业也越来越多。2013 年开始,教育企业上市数量明显增速加快,同时在新三板挂牌数量也急剧增加。据《2016 中国教育行业蓝皮书》统计,新三板挂牌机构目前已达109 家。2016 年5 月,新三板开始实施分层管理,共计22 家教育机构进入创新层。新东方、ATA、远程正保等美股上市的教育企业也纷纷选择分拆部分业务回国在新三板挂牌。
二级市场上,上市公司布局教育产业热情依旧高涨。2015 年并购金额突破了140 亿,同比2013 年增幅逼近6 倍,而且2016 年前三个季度的并购金额也已经超越了2015年全年,达到145.1 亿。
6. 投资建议
经历2015 年资本的追逐,2016 年教育板块投资逐步趋于理性,企业运营逐步回归商业的本质。长期,我们坚定看好教育板块的时代机遇和刚性的内生需求。考虑到资源整合和资产注入的预期,我们认为教育产业的新布局可能较快形成。建议关注行业领军者、团队执行力强,资金储备足、具有先发优势、教育基因纯正的个股,寻找教育服务业王者。短期,结合《民办教育促进法》所带来的市场影响,看好有望优先受益于资本青睐早幼教,K12 课外培训(小初高)及职业教育板块。