当前位置: 首页 > 科技迭代

中国汽车传感器厂要寻找新路

时间:2024-02-25 20:56:04 科技迭代

文章|半导体行业对比 随着汽车变得更加智能化,对车载传感器的需求也不断上升。

汽车传感器类型可分为相对成熟的传统市场和智能驾驶驱动的新兴市场。

国外领先企业提高了传统市场的进入门槛,但中国传感器企业在新兴市场仍然存在机会。

“坚不可摧”的传统汽车传感器市场 传统汽车传感器市场主要是应用于车身的传感器。

根据所处位置的不同,可分为发动机控制传感器、底盘控制传感器、车身控制传感器和导航系统传感器。

发动机控制传感器:发动机控制系统传感器是整个汽车传感器的核心。

种类很多,包括温度传感器、压力传感器、位置和速度传感器、流量传感器、气体浓度传感器和爆震传感器等。

这些传感器向发动机的电子控制单元(ECU)提供发动机工作状态信息,使得ECU准确控制发动机的工作状态,以提高发动机功率,降低油耗,减少废气排放,并进行故障检测。

底盘控制传感器:底盘控制传感器是指用于变速箱控制系统、悬架控制系统、动力转向系统、防抱死制动系统等底盘控制系统的传感器。

虽然这些传感器分布在不同的系统中,但其工作原理与发动机中相应的传感器相同。

而且,随着汽车电子控制系统集成度的提高和CAN-BUS技术的广泛应用,同一个传感器不仅可以向发动机控制系统提供信号,还可以向底盘控制系统提供信号。

车身控制传感器:车身控制传感器主要用于提高汽车的安全性、可靠性和舒适性。

由于其工作条件不像发动机和底盘那么恶劣,一般工业传感器稍作改进即可应用。

主要包括自动空调系统中使用的温度传感器、湿度传感器、风量传感器、阳光传感器等;安全气囊系统中使用的加速度传感器;用于门锁控制的车速传感器;用于自动亮度控制的光传感器;用于保持车辆之间距离的距离传感器等。

导航系统传感器:随着基于GPS/GIS(全球定位系统和地理信息系统)的导航系统在汽车上的应用,导航传感器近年来发展迅速。

导航系统中使用的传感器主要包括:确定汽车行驶方向的指南针传感器、陀螺仪和车速传感器、方向盘角度传感器等。

MEMS是汽车传感器的一大趋势。

MEMS传感器可以满足恶劣的汽车环境、高可靠性、高精度和低成本的要求。

目前,MEMS传感器可应用于安全气囊系统、车辆防抱死制动系统、电子车身稳定程序、电控悬架、电动手刹、坡道起步辅助、胎压监测、发动机防抖、车辆倾斜角度测量和汽车心跳检测等。

汽车MEMS传感器市场主要由BOSCH、NXP、Infineon等国际供应商控制。

2021年,工信部发布《基础电子元器件产业发展行动计划(2021-2023)》支持电子元件关键技术发展,重点发展温度、气体、位移、速度、光电、生化等门类高端传感器,以及新型MEMS传感器和智能传感器,重点推动汽车行业。

标准传感器等电子元件的应用。

中国传感器企业想要突围,需要另辟蹊径。

智能驾驶汽车推动新传感器市场发展随着汽车变得更加智能,现代汽车配备了越来越多的环境传感器,如超声波雷达、激光雷达和车载摄像头,以实现高级驾驶辅助(ADAS)功能和自动驾驶。

随着自动驾驶技术的快速发展以及ADAS在现代汽车中的应用,雷达将作为自动驾驶汽车的关键部件迅速发展,因为它们可以利用飞行时间原理和回声定位来提高汽车安全系统的性能和检测能力。

雷达传感器领域的汽车传感器市场到2030年可能会以10%的年复合增长率增长。

2022年6月21日,理想L9正式发布。

丽丽L9标配旗舰级ADMax智能驾驶系统。

丽丽AD Max配备1个前向128线激光雷达、6个8兆像素摄像头和5个2兆像素摄像头,以及1个前向毫米波雷达和12个超声波传感器。

传感器可以实现对车身周围环境的全方位感知和远距离感知。

从传感器数量来看,理想的L9车辆拥有超过25个视觉传感器。

激光雷达:通过发射和接收激光束,分析激光遇到目标物体后的再入时间,计算到目标物体的相对距离,并利用表面大量密集点的三维坐标和反射过程中收集的目标对象。

利用速率、纹理等信息,快速获取被测目标的三维模型以及线、面、体等各种相关数据,建立三维点云(PointCloud)图,绘制环境图地图来达到环境感知的目的。

由于光速非常快,飞行时间可以非常短,因此要求测量设备具有非常高的精度。

实际上,激光雷达的尺寸(线束)越多,测量精度越高,安全性越高。

全球激光雷达市场最大的汽车激光雷达公司是Velodyne LiDAR。

其前身是硅谷科技公司Velodyne。

在谷歌部署无人驾驶汽车之前,它就开始在汽车激光雷达行业发力。

后来与谷歌合作,成为汽车激光雷达行业。

激光雷达行业的领导者。

国内车载激光雷达的发展起步不晚于国外。

北科天汇于2005年在北京成立,几乎与Velodyne的激光雷达计划同时启动。

速腾钜创、禾赛科技等公司均提供自动驾驶“硬件+算法”一体化解决方案,希望以低线、低成本、量产的激光雷达产品打开市场;用于机器人和无人机的激光雷达制造商北星光子和士兰科技也在制定自动驾驶计划。

目前,有新势力、国内自主品牌、合资、外资等车企,包括蔚来、小鹏、理想、长城、广汽艾安、北汽吉虎、奔驰、宝马等,将2021年和2022年逐步启动搭载激光雷达的车型的发布和上市。

据Yole统计,全球激光雷达厂商中,有5家中国厂商跻身市场份额前十,分别是速腾聚创、大疆创新、华为、禾赛科技、土大通。

毫米波雷达:目前智能驾驶大多采用“毫米波雷达+摄像头”的方案。

毫米波雷达发射1~10毫米的电磁波,根据反射波的时间差和强度来测量距离。

汽车毫米波雷达的频段主要为24GHz和77GHz。

优点是性价比高、探测距离远、精度高、透雾防尘能力强、可全天候工作;缺点是行人的反射波容易被其他物体的反射波掩埋,难以区分,无法识别行人。

例如,利用毫米波雷达和摄像头传感系统实现自动驾驶的特斯拉,在行人较多的闹市区会自动锁定自动驾驶功能。

车载毫米波雷达方面,车载毫米波雷达中,国内也出现了单片微波集成电路(MMIC)等一批毫米波雷达芯片初创公司,例如Gatland、E-line Semiconductor、思杰。

车载摄像头:与毫米波雷达、激光雷达相比,车载摄像头成本较低,硬件技术也相对成熟。

它们的核心优势是可以识别物体内容(例如识别标志和道路标记),因此它们成为第一个安装在车辆中的核心传感器。

Yole数据显示,2020年汽车摄像头市场规模为35亿美元,占ADAS感知层传感器市场的41%。

在车载CIS方面,韦尔股份与BBA、特斯拉、吉利、长城、比亚迪等国内外知名车企合作,2021年全球市场份额约为29% %。

在车载镜头及模组方面,舜宇光学深耕光学领域30余年,已成长为手机、车载摄像头领域的行业领先者。

在技??术实力和客户资源方面具有领先优势,有望借助ADAS发展机遇再上新台阶;联创电子为蔚来、特斯拉供应ADAS镜头,并与Nvidia、Mobileye、华为、百度等达成战略合作。

其在ADAS镜头领域积累了丰富的经验,有望逐步成长为全球领先者。

而且,ADAS镜头模组封装业务有望逐步从Tier 1转向车用镜头厂商,进一步为车用镜头厂商打开成长空间。

但在新兴领域,技术路线百家争鸣,技术标准尚未被国外大厂商垄断。

这或许是中国汽车传感器厂商突围的方向。

大市场和大机遇 Global Market Insights 的一项新研究预测,到 2030 年,汽车传感器市场将超过 550 亿美元。

包括 LiDAR、压力、温度和成像在内的各种类型的传感器在汽车安全解决方案中发挥着关键作用,提供了更大的发生事故或碰撞时的准确性和更快的响应时间。

此外,许多监管机构还发布法规,要求汽车制造商为其新车型配备被动安全系统,这可能会增加对汽车传感器技术的需求。

市场的持续增长将导致传感器类型和数量的增加。

作为能够做出关键自主决策的自动驾驶系统的一部分,传感器融合系统必须满足严格的功能和信息安全标准。

目前,汽车制造商、一级供应商和半导体供应商都在积极寻找传感器融合的方法,但尚未出现经过验证且可靠的解决方案。

我国新能源汽车产销量连续七年位居世界第一。

如此大的市场,给中国传感器企业留下了广阔的天地。

值得一提的是,每个传感器都有其局限性,本身无法提供车辆周围环境的所有信息来实现安全功能。

通过结合多个传感器的信息,可以有足够的信心生成完整的环境模型,以实现 ADAS 功能或自动驾驶功能。

因此,各大厂商现在都在探索传感器融合。

自动驾驶车辆传感器融合系统,来源:英飞凌。

考虑到中国汽车半导体整体发展相对滞后,目前还没有厂商有足够的实力完成这样的项目。

这或许需要多个领域厂商的共同努力。