全球汽车电子产业发展特点和趋势

2017-11-16 21:58
中国计算机报 2017年40期
关键词:胎压智能网汽车产业

随着消费电子市场迎来“智能化”普及的高潮,智能化的概念向各个领域快速渗透。汽车作为家庭消费必需品,电气电子程度和移动互联网接入率不断提高,智能化成为大势所趋。智能化的本质,在于设备系统集成度提高,功能扩展性增强,易用性大大改善,给用户带来卓绝的使用体验。在汽车的智能化方面,大众、宝马、特斯拉等车厂已经在前装集成系统方面展开竞争。

全球汽车电子产业发展格局和特点

全球汽车产业规模不断增长的背景下,汽车产业大格局发生变化:美国正逐渐走出经济困境,汽车市场强势复苏,稳定的劳动市场、低利率、低油价、高消费者信心指数等大环境促进美国汽车市场发展,2016年美国新车销量达到1755万辆。诚然英国脱欧、德国和法国的大选等政治活动为汽车行业带来一些不稳定因素,但是,欧洲一些国家经济稳定回暖给汽车市场的平稳发展奠定了良好的基础,2016年,欧洲地区乘用车注册量攀升6.8%,连续三年保持稳定增长。亚太地区在全球销量占比接近一半,成为继北美和欧洲之后的又一世界汽车发展中枢,产业多极化趋势明显,亚太地区的中国成为继日本和韩国之后最有可能影响世界汽车产业的国家。各主要新兴市场在分别经历爆发式增长后成长趋于稳定,汽车行业正在经历全球范围内的产能重新布局。

各大汽车企业通过完善汽车产品来不断挖掘新的增长点,一方面各国针对油耗、排放,以及安全等方面,出台了较为严苛的法律法规,欧美国家相继实施多项法规,确保完成节能减排的目标,并且全力提升驾乘安全性。另一方面汽车技术的发展日新月异,汽车智能化的发展趋势促进汽车电子技术的高速发展,推动了70%的汽车技术创新。在汽车轻量化、智能化、电动化趋势的推动下,汽车电子的整体市场规模增长迅速。汽车电子市场在汽车保有量提升、电子器件成本占比提升、电气化普及率提升等因素作用下,市场规模稳健增长。2016年全球汽车电子规模达2348亿美元,年增长率达到10%。

目前,汽车电子产业呈现出国际零部件寡头垄断的市场格局,全球前10大汽车电子供应商占据70%的市场。国外汽车电子产业起步较早,依托本国汽车巨头进行全球配套扩张,产业化优势明显。近年来,德国、日本和美国零部件企业一直在全球汽车零配件百强中占据超过半数席位,2017年全球零部件百强排行榜中,日本企业最多达28家,美国、德国分别有22家和16家。由于汽车电子产品认证周期长,可靠性要求高,行业壁垒高,使得整个行业集中度较高,博世、电装、麦格纳等国际巨头占有市场主导地位。

与此同时,国外汽车电子零部件企业与汽车整车企业已形成稳定的供货与合作关系,一般以成立合资公司的形式布局中国市场,凭借较强的技术优势与客户基础,占据我国前装汽车电子市场。汽车电子领域大型跨国公司具有很强的企业技术能力,整车平台开发技术基本上被其垄断,随着车身网络化和智能化的提高,这种趋势愈加明显,中小企业根本无法设计单个的汽车电子单元。即使凭借成本优势获得一些订单,但由于技术、资金、人才所限,开发的产品难以形成系列,导致开发周期过长,开发工作量过大,产品升级换代非常困难,企业最终难以为继。

从应用领域来看,汽车电子市场发展重点是车载控制系统和车载信息系统两大方面,其中车载控制系统中的动力控制系统、安全辅助系统、车身控制的技术壁垒高,我国在这些领域的核心技术掌控能力整体较弱。

近年来,电动化、智能化的发展趋势加快了汽车行业变革,传统行业巨头为了稳固企业的龙头地位,纷纷并购有助于新能源汽车、智能网联汽车发展的企业,汽车零部件的行业内整合正進一步加速。汽车产业兼并重组目的体现在以下三点:一是通过形成规模效应,打造行业龙头企业;二是通过购买新技术,切入汽车产业新业务;三是拓宽市场渠道,布局具有发展潜力的新兴市场。汽车产业经过多年发展,已经形成了一个完整但相对封闭的产业链,特别是汽车产业涉及人身安全,产品验证耗时很长。新进入者或者新开发技术很难立刻融入到汽车产业的供应链体系中,然而,通过并购成熟公司或技术来切入产业链是行业内主要的方法和手段。

汽车电子领域是汽车产业新一轮产业变革下的战略高地,近年来各大公司布局明显加速,汽车电子领域掀起并购浪潮。以2015年为例,汽车电子零部件企业兼并重组交易规模和数量不断增加并创历史新高,全年汽车行业并购涉及金额达到480亿美元。由于汽车电子技术含量高,发展前景广阔,涉及领域广,产业整合升级,并进入快速增长上升通道,因此几乎所有的并购案例都事涉汽车电子领域。

全球汽车电子产业重点领域发展情况

智能化是引领未来汽车产业技术进步的主要方向,我国在《中国制造2025》战略规划中将智能网联汽车列为汽车产业的重点发展领域之一,提出到2025年我国要掌握智能网联汽车自动驾驶总体和各项关键技术,建立较完善的自主研发、生产配套体系和产业群。以车联网为基础的智能网联汽车,不仅横跨汽车、交通、通信、信息、服务与城市建设等诸多领域,更涉及汽车研发设计、生产制造、销售使用、维护服务等全产业链各个环节,是未来汽车产业的重大战略发展机遇。自动驾驶技术是智能网联汽车复杂度最高的技术,是支撑智能网联汽车的重要系统。其关键技术包括自动驾驶的传感器、控制器与执行器,电子/电气架构,驾驶员监控,在线地图数据。ADAS是实现自动驾驶的必经阶段,其系统集成,以及相关技术的研发和应用将是智能网联汽车产业的重大发展机遇。ADAS工作原理是利用摄像头、雷达等硬件设备采集汽车行驶环境中的各种静、动态信息,经过芯片算法处理加工,形成一套系统完备的安全辅助信息,提供给驾驶员或自行对汽车进行相应的控制。ADAS上游企业包括芯片企业、摄像头企业、雷达企业和算法公司,下游是ADAS系统零部件供应商。ADAS系统的集成涉及感应、控制、计算等多个模块,对集成水平具有极高的要求,整车企业主要从国际化企业采购。国外汽车零部件巨头德尔福、大陆、电装、奥托立夫在全球乘用车ADAS领域具有优势地位,市场份额占比超过60%,天合、法雷奥、麦格纳、海拉等企业也具有较强的竞争力。

胎压监测系统通过记录车轮转速或安装在轮胎中的电子传感器,对汽车轮胎的状况进行实时自动检测,为汽车行驶提供行之有效的安全保障,TPMS与安全气囊、ABS并称为汽车三大安全系统。同时,除了具有安全防御性之外,TPMS还具有降低油耗、延长轮胎使用寿命的功效。目前,胎压监测系统包含直接式和间接式两种:直接式胎压监测系统是采用无线传输技术,利用固定于汽车轮胎内高灵敏度微型无线传感器装置在汽车行车和静止的状态下,采集轮胎压力、温度等数据,并在轮胎出现高压、低压、高温等特殊情况时进行报警,避免由于轮胎故障引发交通事故,以确保行车安全。间接式胎压监测系统通过ABS防抱死系统轮速传感器比较轮胎之间的转速差别,达到实时监测胎压的目的。当轮胎胎压处于较低状态时,车身重量会使汽车轮胎直径变小。在行驶过程中轮胎线速度不变的情况下,角速度加快,轮速传感器感知异常,从而触发报警系统。两种监测方式中,间接系统成本较低,具有ABS功能的汽车容易升级,然而其准确率不高,检测方式也存在着一定的局限,当四个轮胎同时发生胎压不足时无法监测到异常现象发生。直接系统可以随时测定每个轮胎内部的气压值,并直接反馈给驾驶员。随着各国相关法律法规、行业标准对于汽车安全性能要求的不断提升,直接式胎压监测系统必将成为将来汽车行业关于胎压监测的唯一标准。

由于胎压对于行驶安全的重要影响,很多国家以政策法规形式强制胎压监测装置作为新车标准配置。胎压不足已经成为影响汽车行驶安全的重要因素,美国汽车工程师学会的调查数据显示,“美国每年有26万交通事故是由于轮胎气压低或渗漏造成的,另外每年75%的轮胎故障是由于轮胎渗漏或充气不足引起的。”2000年11月,时任美国总统克林顿签署批准国会关于修改联邦运输法的提案,要求2003年11月份以后的新车要逐步将TPMS作为标配。2005年4月,美国国家高速公路交通安全管理局发布最终规定2005年10月5日,20%美国新车要求安装TPMS;2006年9月,70%新车要求安装TPMS;2007年9月,100%新车要求安装TPMS(最大设计总质量不超过4536kg)。

目前ADAS芯片和算法市场集中度较高,Mobileye、ADI、TI等国外公司占据市场主导地位。其中Mobileye在技术方面具有较大优势,具有数据、算法长时间积累并研发了专用芯片EyeQ5,占据全球市场70%以上的市场份额。包括特斯拉、奥迪、宝马、通用、大众、雪铁龙、福特、日产、本田、捷豹、陆虎、现代、欧宝、雷诺、丰田、沃尔沃等汽车品牌都和Mobileye有合作。其他芯片巨头也推出了ADAS相关产品,如NXP的BlueBox、ADI的Blackfin处理器,TI的TDASoC系列等。

近年来,各国政府对于汽车安全问题的重视程度逐渐加强,同时伴随自动驾驶引发的巨大效应,有关ADAS的法律法规纷纷出台。发达国家均将ADAS列入汽车安全法規。综观汽车行业发展,产业政策和强制标准通常是新技术发展的最大动力,随着汽车智能化的不断演进,ADAS市场将迎来高速发展。

猜你喜欢
胎压智能网汽车产业
汽车胎压监测技术探讨
2019款广汽传祺Aion S车胎压报警灯点亮
——元征X-431标定胎压传感器的方法
5G赋能智能网联汽车
解读《新能源汽车产业发展规划(2021-2035)》
智能网联硬实力趋强
迎战智能网联大爆发
基于Android 胎压监测系统的设计
基于SJA1000的CAN总线智能网桥设计