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隨汽車電子化智能化輕型化程度斷提升傳感器在汽車中用量幅增加對汽車經(jīng)濟性安全性舒適性等影響也日趨顯著 本文來源汽車制造網(wǎng) 概述 汽車傳感器廣泛應(yīng)用于汽車動力驅(qū)動安全舒適系統(tǒng)汽車電子控制系統(tǒng)信息源核心汽車傳感器可對溫度壓力位置轉(zhuǎn)速加速度流量濕度電磁光電氣體振動圖像等信息進行實時有效準(zhǔn)確測量控制輛汽車所用傳感器數(shù)量技術(shù)水平也決定這輛汽車控制系統(tǒng)級別 傳感器在汽車應(yīng)用始于20世紀60年代最早汽車傳感器包括機油壓力傳感器油量傳感器水溫傳感器等隨70年代催化轉(zhuǎn)換器電子點火燃油噴射裝置等出現(xiàn)汽車增加可用于維持定空燃比以控制排放傳感器80年代帶有傳感器防抱死制動裝置氣囊用于汽車以提汽車安全性進入90年代量傳感器應(yīng)用于汽車各主要電子系統(tǒng)目前普通汽車傳感器數(shù)量可達30種/200余只世紀90年代4倍 由于汽車性能直接關(guān)系駕乘人員人身安全加之汽車行駛環(huán)境中溫度氣候條件變化汽車傳感器必須具備可靠性精度響應(yīng)快環(huán)境耐受力強等特性如可在-50℃～150℃（部分需1000℃）環(huán)境中正常工作受來自發(fā)動機內(nèi)部電器部件工作時各種干擾影響受酸堿鹽油等物質(zhì)腐蝕能經(jīng)受各種路況引起震動并具備與車同等或使用壽命等 技術(shù)現(xiàn)狀 目前汽車傳感器斷向微型化功能化集成化智能化方向演進微機電系統(tǒng)（MEMS）傳感器占比斷增汽車傳感器可將汽車運行過程中各種工況信息如動力驅(qū)動安全管理車身舒適等系統(tǒng)參數(shù)轉(zhuǎn)化成電信號輸送給中央控制單元（ECU）經(jīng)由ECU調(diào)整反饋使汽車處于最佳運行狀態(tài)其中動力驅(qū)動系統(tǒng)用傳感器數(shù)量最,安全系統(tǒng)舒適系統(tǒng)用傳感器市場發(fā)展最快 1.以MEMS傳感器為發(fā)展重點 由于汽車電子控制系統(tǒng)樣化,所用傳感器種類數(shù)量斷增加,對傳感器微型化智能化功能化集成化提出迫切需求MEMS因具有精度體積價格工作壽命易集成適合量產(chǎn)等特點而獲重點發(fā)展并已占據(jù)汽車傳感器市場主要份額如MEMS傳感器可通過微納加工工藝實現(xiàn)傳統(tǒng)傳感器微型化已范圍取代傳統(tǒng)機械式應(yīng)變片式滑動電位器等傳感器可在同襯底與其他個MEMS傳感器功能集成可通過與信息處理控制芯片集成實現(xiàn)自診斷參數(shù)混合測量誤差補償?shù)戎悄芑δ?span>可有效縮整體體積降系統(tǒng)功耗提可靠性 2.動力驅(qū)動系統(tǒng)用傳感器注重節(jié)能減排 動力驅(qū)動系統(tǒng)主要包括發(fā)動機底盤管理系統(tǒng)使用傳感器主要有流量傳感器壓力傳感器（進氣壓力氣缸壓力氣壓油壓等）溫度傳感器（空氣水潤滑油等）爆震傳感器曲軸傳感器氣體濃度傳感器節(jié)氣門位置傳感器怠速傳感器懸架系統(tǒng)傳感器以及在自動變速箱中車輪速傳感器發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器油門踏板位置傳感器等發(fā)動機電子控制單元根據(jù)傳感器提供信息對發(fā)動機各項工況進行準(zhǔn)確控制,從而提發(fā)動機動力性可維護性,降油耗減輕排放由于工作環(huán)境惡劣,動力驅(qū)動系統(tǒng)用傳感器比般工業(yè)用傳感器精度可靠性均出1～2個數(shù)量級 3.安全管理系統(tǒng)用傳感器轉(zhuǎn)向主動安全 隨技術(shù)斷發(fā)展汽車安全管理系統(tǒng)目標(biāo)已從被動防御轉(zhuǎn)向主動保護目前在用安全管理系統(tǒng)如安全氣囊系統(tǒng)胎壓監(jiān)測系統(tǒng)防抱死制動系統(tǒng)（ABS）電子制動力分配（EBD）系統(tǒng)先進駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）夜視系統(tǒng)等都使用量傳感器采集信息包括汽車各個方向加速度胎壓制動踏板位置碰撞壓力接警告等這類傳感器年汽車應(yīng)用領(lǐng)域創(chuàng)新最活躍部分 4.舒適系統(tǒng)用傳感器重在提升駕乘體驗 隨人們對駕乘舒適性愉悅性要求斷提升,除傳統(tǒng)空調(diào)溫濕度車內(nèi)煙霧檢測車椅調(diào)節(jié)底盤調(diào)節(jié)車窗調(diào)節(jié)承重傳感器外定速巡航導(dǎo)航環(huán)境感知車輛防盜汽車燈光檢測等各類新應(yīng)用量涌現(xiàn),直接推動車速傳感器陀螺儀羅盤傳感器紅外報警傳感器光電池傳感器等發(fā)展這類傳感器隨汽車人性化發(fā)展需求具備最發(fā)展?jié)摿?span> 市場產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 隨汽車安全經(jīng)濟環(huán)保智能需求日益旺盛以及汽車銷量斷增加汽車傳感器市場迅速擴但全球汽車傳感器市場超過90%份額依然被美德日等發(fā)達國家傳感器龍頭企業(yè)所占據(jù) 1.全球市場增速5～6%并繼續(xù)加快 2011年至2014年全球傳感器市場保持5～6%速度并于2014年達到150億美元規(guī)模如圖1所示從全球分布來看美國德國日本等發(fā)達國家由于擁有世界主要汽車電子系統(tǒng)型半導(dǎo)體器件傳感器供應(yīng)商占據(jù)汽車傳感器市場主要份額中國印度巴西等新興市場則因汽車產(chǎn)銷數(shù)量急劇增加成為汽車傳感器市場增最快區(qū)2014年全球汽車傳感器市場區(qū)域占比如圖2所示 未來幾年全球傳感器市場平均增速有望達到8～9%根據(jù)行業(yè)知名研究公司BCC 2014年5月發(fā)布報告預(yù)計全球汽車傳感器市場將從2015年221億美元漲到2020年352億美元年復(fù)合增率（CAGR）達到9.7%Marketsandmarkets公司同期發(fā)布報告預(yù)計全球汽車傳感器市場將在2022年達到357.8億美元2014年至2022年CAGR為8.6%另據(jù)透明市場研究公司2015年10月發(fā)布報告預(yù)計全球傳感器市場到2021年將達到333.7億美元2015年至2021年CAGR為8.7% 2.國內(nèi)市場增速達到全球2～3倍 我國自2009年起已成為世界第汽車產(chǎn)銷國帶動汽車傳感器市場快速發(fā)展根據(jù)行業(yè)知名研究公司Strategy Analytics研究數(shù)據(jù)顯示我國2011年至2014年傳感器市場保持15～16%增速并于2014年達到19億美元規(guī)模如圖3所示目前我國汽車電子市場呈現(xiàn)出良發(fā)展態(tài)勢量新興電子產(chǎn)品斷進入汽車應(yīng)用汽車電子產(chǎn)品升級步伐也在斷加快因此可預(yù)測我國汽車傳感器市場未來幾年仍將保持15～20%增速度 3.主要企業(yè)集中在美德日國 美國德國日本等發(fā)達國家為世界主要汽車生產(chǎn)國也因此集中全球數(shù)汽車傳感器生產(chǎn)商如德國博世陸英飛凌日本電裝松美國德爾福森薩塔亞德諾通用霍尼韋爾飛思卡爾 MEAS 德州儀器等這些龍頭企業(yè)在全球汽車傳感器市場占比超過90%由于MEMS傳感器已占據(jù)汽車傳感器主流因此汽車傳感器廠商部分都已MEMS傳感器生產(chǎn)商根據(jù)行業(yè)知名研究公司IHS在2014年6月發(fā)布數(shù)據(jù)2013年全球前MEMS汽車傳感器生產(chǎn)商如表1所列2015年10月美國著名MEMS傳感器生產(chǎn)商應(yīng)盛美也宣布進軍汽車領(lǐng)域 全球汽車傳感器企業(yè)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)型集團化型專業(yè)化共存局面集團化公司憑借其強技術(shù)資金優(yōu)勢通過自主研發(fā)兼并收購等方式斷擴產(chǎn)品覆蓋范圍占據(jù)技術(shù)領(lǐng)先位甚至形成壟斷例如英飛凌在過去10年售出集成式磁性壓力傳感器總量超過25億顆每天向汽車電子市場供應(yīng)超過100萬顆傳感器約占市場分之為行業(yè)最水平博世生產(chǎn)汽車氧傳感器占全球市場80%至今銷量已達5億顆而專業(yè)化中/企業(yè)因其能適應(yīng)市場批量產(chǎn)品需求仍有其獨有生存發(fā)展空間機遇 發(fā)展趨勢 隨汽車智能互聯(lián)舒適安全節(jié)能等需求加強以及汽車電子控制系統(tǒng)日趨集中化汽車傳感器未來除繼續(xù)沿MEMS傳感器向智能微型功能集成化方向發(fā)展外還將在安全排放控制等領(lǐng)域開辟量新應(yīng)用并在未來度智能汽車中發(fā)揮無可替代作用 1.在未來智能汽車中舉足輕重 傳感器廣泛量應(yīng)用正推動包括無人駕駛在內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)以驚人速度快速發(fā)展2014年美國電氣與電子工程師協(xié)會（IEEE）組織200名無人駕駛領(lǐng)域研究人員行業(yè)專家政府機構(gòu)社會團體成員等就無人駕駛汽車前景進行調(diào)研結(jié)果顯示到2035年批量生產(chǎn)汽車可能將沒有方向盤油門/剎車踏板喇叭后視鏡而傳感器將最核心首要技術(shù)該協(xié)會會員德國卡爾斯魯厄理工學(xué)院教授克里斯夫?斯蒂勒認為無人駕駛汽車需要穩(wěn)定道路及環(huán)境信息流進行決策傳感器正提這種場景感知能力至關(guān)重要值信賴技術(shù)之而且傳感器技術(shù)成本相對較對于控制無人駕駛汽車成本有重要影響 2.重點發(fā)展安全排放控制領(lǐng)域 隨汽車智能化發(fā)展量主動安全技術(shù)應(yīng)用全球車用傳感器市場迎來快速擴張機會以目前主動安全領(lǐng)域發(fā)展最迅速ADAS用防碰撞傳感器為例該類傳感器分為雷達（無線電探測器）攝像頭超聲波傳感器激光傳感器其中雷達與攝像頭應(yīng)用最為廣泛占比超過70%博世在2014年銷售用于ADAS環(huán)境傳感器總量超過5000萬套陸為占據(jù)該細分市場已推出360度全景單/雙眼攝像頭/距雷達等產(chǎn)品根據(jù)IHS在2014年底預(yù)測2014年2020年全球ADAS用防碰撞傳感器整體市場規(guī)模將分別達到39.4億美元99億美元CAGR達到14%其中雷達與攝像頭增潛力巨銷售額有望分別達到43.8億與39.3億美元超聲波傳感器增潛力相對較銷售額有望達到14.1億美元如圖4所示此外隨環(huán)境污染問題日益嚴峻排放標(biāo)準(zhǔn)斷嚴格傳感器在排放控制領(lǐng)域需求也將迅速增加 3.積極引入新材料工藝技術(shù) 為斷推進汽車傳感器微型智能功能集成化并降成本新型傳感器研發(fā)產(chǎn)業(yè)化受到各國重視半導(dǎo)體等新材料微細加工工藝斷被嘗試引入到汽車傳感器研制生產(chǎn)中目前在研傳感器材料主要有從單晶體到晶體/非晶體材料從單型材料到復(fù)合型材料人工合成原子分子型材料半導(dǎo)體敏感材料陶瓷材料磁性材料智能材料等以及具有新效應(yīng)敏感功能材料在加工工藝方面益于集成電路生產(chǎn)工藝快速發(fā)展集成技術(shù)薄膜技術(shù)等微細加工技術(shù)被越來越用于汽車傳感器制造在汽車傳感器新技術(shù)方面無線傳感器光纖傳感器智能傳感器金屬氧化傳感器等成為研究重點 建議 與美德日等國家相比我國汽車傳感器技術(shù)存在起步晚規(guī)模水平發(fā)展均衡關(guān)鍵技術(shù)材料缺失配套困難銷量成本等問題僅在溫度傳感器流量傳感器等技術(shù)含量附加值較端市場占有定份額面對當(dāng)前重發(fā)展機遇我國政府應(yīng)以MEMS汽車傳感器為發(fā)展重點充分發(fā)揮現(xiàn)有政策作用并推進傳感器電子系統(tǒng)汽車生產(chǎn)商間密切合作企業(yè)則應(yīng)堅持技術(shù)創(chuàng)新走體系化發(fā)展道路 1.做現(xiàn)有政策落推廣 年來為促進傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展我國僅在《國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃》等相關(guān)政策中將傳感器研發(fā)產(chǎn)業(yè)化列為重點發(fā)展領(lǐng)域還專門發(fā)布《加快推進傳感器及智能化儀器儀表產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃》明確系列支持推動傳感器發(fā)展政策我國各級政府部門應(yīng)結(jié)合汽車領(lǐng)域特點通過加強推廣宣傳完善配套制度健全激勵機制等手段將規(guī)劃計劃變成行動實在效果推進汽車傳感器產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展 2.重點發(fā)展汽車用MEMS傳感器 由于MEMS傳感器在汽車領(lǐng)域重要作用所占份額迅速增加加我國又正值集成電路新能源汽車發(fā)展期建議政府應(yīng)充分結(jié)合自動駕駛新能源汽車等應(yīng)用需求重點加快汽車用MEMS傳感器研究開發(fā)以此既快速帶動我國汽車傳感器產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級又有力推動新能源汽車智能汽車發(fā)展實現(xiàn)我國汽車產(chǎn)業(yè)跨道超車 3.推進汽車電子游合作 在汽車應(yīng)用領(lǐng)域傳感器需與游應(yīng)用密切結(jié)合特點尤為明顯汽車傳感器都以配套汽車電子系統(tǒng)形式進入整車所以建議政府創(chuàng)造個良產(chǎn)業(yè)鏈合作環(huán)境促進汽車傳感器生產(chǎn)商汽車電子系統(tǒng)生產(chǎn)商車企間緊密合作以此方面降車企研發(fā)成本縮研發(fā)周期提升汽車供應(yīng)鏈整體競爭力另方面形成自主品牌供應(yīng)鏈并逐步納入全球汽車供應(yīng)鏈 4.企業(yè)應(yīng)堅持技術(shù)自主創(chuàng)新 我國汽車傳感器企業(yè)首先必須改變以往所采取規(guī)模價發(fā)展策略堅持以自主創(chuàng)新為方向以提升產(chǎn)品技術(shù)含量為目標(biāo)其次應(yīng)從技術(shù)研發(fā)之初就樹立體系化發(fā)展思路將傳感器由硬件拓展為包括算法系統(tǒng)架構(gòu)在內(nèi)傳感器系統(tǒng)從而盡快實現(xiàn)技術(shù)全面提升滿足汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求 |
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