“如何感受一輛汽車的智能化水平?坐進(jìn)駕駛室里面感受一下。”“如何感受駕駛室的智能化水平?計(jì)算一下其中傳感器的種類和數(shù)量。”這兩句話反映了消費(fèi)者對(duì)汽車智能化進(jìn)程的最直觀感受，也體現(xiàn)出傳感器在汽車智能化中所起到的重要作用。

　　沒有汽車傳感器，任何現(xiàn)代汽車都不會(huì)上路。有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器，并且也可以在安全氣囊和車輪上找到它們。傳感器技術(shù)對(duì)于檢測車輛周圍的環(huán)境也很重要，因此對(duì)于自動(dòng)駕駛和自動(dòng)停車功能也很重要。

　　今年以來，多款新車陸續(xù)發(fā)布，單車傳感器數(shù)量增長迅速。按傳感器數(shù)量統(tǒng)計(jì)，6月發(fā)布的理想L9整車超25個(gè)視覺傳感器，7月上市的長安深藍(lán)SL03可選裝到27個(gè)傳感器，推遲到明年上市的小鵬P7具備31個(gè)傳感器，剛剛上市的比亞迪海豹也有15個(gè)傳感器，今年4月份華為發(fā)布的阿爾法s的傳感器則高達(dá)34個(gè)。

　　近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，工信部頒發(fā)了《基礎(chǔ)電子元器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2021-2023)》支持電子元器件的關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展。深圳發(fā)布全國首部智能網(wǎng)聯(lián)汽車法規(guī)，無人駕駛汽車可合法上路，汽車智能化持續(xù)提速。

　　在自動(dòng)駕駛的層級(jí)結(jié)構(gòu)中，汽車傳感器處于感知層，產(chǎn)品附加值高，是實(shí)現(xiàn)單車智能駕駛的核心硬件。汽車傳感器位于產(chǎn)業(yè)鏈中游。上游主要為傳感器制造原材料供應(yīng)商。下游為汽車OEMs，包括合資品牌、自主品牌和新勢力等。

　　國海證券楊陽在6月24日發(fā)布的研報(bào)中表示，預(yù)計(jì)2025年中國乘用車汽車傳感器市場規(guī)模有望達(dá)1003.8億元，2021-2025年CAGR達(dá)39.19%。

　　汽車傳感器可根據(jù)使用目的不同分為車身感知傳感器和環(huán)境感知傳感器。車身感知傳感器提高了單車自身的信息化水平，按照輸入的被測量不同主要分為壓力傳感器、位置傳感器、溫度傳感器等，從工作原理上看這些傳感器大都采用MEMS方案;環(huán)境感知傳感器主要分為車載攝像頭、超聲波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)。

　　車身感知傳感器MEMS化是主要趨勢，電磁類傳感器有望受益于新能源汽車滲透率提升。MEMS是微機(jī)電系統(tǒng)，每種MEMS傳感器都是針對(duì)下游特定的場景來生產(chǎn)，按照工作原理MEMS傳感器可分為物理類、化學(xué)類、生物類，細(xì)分種類多樣、幾乎涵蓋車用傳感器的所有類型。

　　1、市場不斷增長，傳感器種類、數(shù)量雙提升

　　從概念上來講，智能座艙是一個(gè)以汽車的座艙域控制器為核心，以顯示屏、HMI(人機(jī)交互)、視覺追蹤等部件共同組成的一個(gè)系統(tǒng)。由于汽車座艙暫不涉及底盤控制等方面，技術(shù)實(shí)現(xiàn)上難度相對(duì)較低，加之座艙是與駕乘人員接觸最密切的空間，功能落地更易被用戶感知，因此智能座艙也成為當(dāng)前汽車智能化步伐最快的部分。

　　作為一個(gè)代表，駕駛座艙系統(tǒng)的發(fā)展又反映了整個(gè)汽車智能化的進(jìn)程。在此過程中，傳感器都將發(fā)揮關(guān)鍵作用?！翱梢园哑嚠?dāng)做是一個(gè)安裝傳感器的平臺(tái)，各種物理量、化學(xué)量、生物量的傳感器隨著汽車智能化的發(fā)展將會(huì)越來越多地應(yīng)用于汽車當(dāng)中。汽車智能化的程度將會(huì)成為決定汽車性能和功能的關(guān)鍵因素。智能化的基礎(chǔ)之一就是感知技術(shù)。”郭源生指出。

　　在這樣一個(gè)大背景下，車用傳感器市場規(guī)模不斷增長。IHS數(shù)據(jù)顯示2021年全球智能座艙市場規(guī)模約為420億美元，預(yù)計(jì)2030年增長至681億美元。以此為基點(diǎn)可以看出，汽車智能化的進(jìn)程將不斷發(fā)展，并為上游半導(dǎo)體產(chǎn)品提供更多新的增長點(diǎn)。IHSMarkit統(tǒng)計(jì)顯示2020年平均單車傳感器(僅包括攝像頭、毫米波雷達(dá)和體征監(jiān)測傳感器)搭載量為3.3個(gè)，預(yù)計(jì)至2030年增長至11.3個(gè)。

　　從趨勢來看，未來車用傳感器市場將呈快速上升勢頭。車用傳感器大致可以劃分為存量與增量兩個(gè)市場。一方面，以車身、底盤等應(yīng)用為主的存量市場規(guī)模不會(huì)減少，以進(jìn)行一定的更新?lián)Q代為主;另一方面，以智能座艙、自動(dòng)駕駛為主的增量市場上升勢頭也非?？?。目前，激光雷達(dá)大多數(shù)車型還沒有被安裝，毫米波雷達(dá)只有少量上車，疲勞駕駛監(jiān)控傳感器也只在少數(shù)車型上安裝。這些都是可以預(yù)見的增量市場。如果以新型傳感器的增長來判斷，預(yù)計(jì)每年會(huì)有10%以上的增長。

　　傳統(tǒng)汽車傳感器裝備數(shù)量至少90個(gè);

　　據(jù)四川省汽車產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)，目前平均每輛汽車裝配24個(gè)MEMS傳感器，高檔汽車中搭載約25-40，甚至上百個(gè)MEMS傳感器;安全性需求的推動(dòng)下汽車MEMS傳感器有望繼續(xù)增長。

　　MEMS傳感器產(chǎn)業(yè)鏈分為設(shè)計(jì)研發(fā)、生產(chǎn)制造、封裝測試、系統(tǒng)應(yīng)用四個(gè)環(huán)節(jié)。上游主要是設(shè)計(jì)、原材料與設(shè)備，中游是制造與封測，下游是消費(fèi)電子、汽車電子等系統(tǒng)應(yīng)用的終端產(chǎn)品。

　　據(jù)中國信息通信研究院估計(jì)，2017-2022年汽車市場領(lǐng)域MEMS傳感器市場規(guī)模有望從 22.82億美元增長至32億美元，CAGR可達(dá)7%。MEMS傳感器應(yīng)用廣泛，在汽車行業(yè)安全保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)等政策驅(qū)動(dòng)下增長趨勢有望延續(xù);汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化的趨勢有望為MEMS傳感器催生出更多元的應(yīng)用場景需求。

　　分析師表示，汽車傳感器中MEMS傳感器、車載攝像頭、超聲波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)有望受益;車載激光雷達(dá)市場剛剛起步，2022有望迎來放量元年，國內(nèi)廠商或?qū)⑴c全球競爭。

　　2、可靠性穩(wěn)定性凸顯，車規(guī)級(jí)傳感發(fā)展成重點(diǎn)

　　隨著車用傳感器的市場擴(kuò)大，越來越多企業(yè)在切入車用傳感器賽道之余，展現(xiàn)出一些新的技術(shù)趨勢。首先是將有越來越多MEMS等半導(dǎo)體制造工藝的先進(jìn)傳感器替代傳統(tǒng)類型的傳感器。MEMS和先進(jìn)傳感器的成本低、復(fù)制性好，良率高，對(duì)傳統(tǒng)類型傳感器有很大的替代作用。當(dāng)然，MEMS和先進(jìn)傳感器并不會(huì)全面取代傳統(tǒng)類型的傳感器，硅基產(chǎn)品仍然存在一定的局限性，比如測量尾氣排放的傳感器需要支持800℃的高溫環(huán)境，這是硅基產(chǎn)品所不具備的特性。

　　其次，汽車中的多傳感器融合已成為主流趨勢。研究機(jī)構(gòu)威爾森在《汽車智能網(wǎng)聯(lián)前瞻技術(shù)報(bào)告》中表示，鑒于車外環(huán)境感知對(duì)象非常復(fù)雜，為應(yīng)對(duì)不同場景及保證車輛行駛安全，選擇多傳感器融合的感知方案已是行業(yè)共識(shí)。多傳感器融合在應(yīng)對(duì)不同場景上優(yōu)勢明顯，在提高感知準(zhǔn)確度、增加感知維度的同時(shí)增強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)能力，進(jìn)一步提升系統(tǒng)決策可靠性。

　　再次，傳感器與人工智能技術(shù)的結(jié)合變得越來越緊密，感知人的情緒和行為，為安全駕駛提供幫助。張程怡表示，人工智能可以處理來自攝像頭、麥克風(fēng)、生物傳感器甚至雷達(dá)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，然后幫助汽車做出決策。計(jì)算機(jī)視覺是人工智能領(lǐng)域的一個(gè)分支，讓計(jì)算機(jī)和系統(tǒng)能夠從數(shù)字圖像、視頻和其他視覺輸入數(shù)據(jù)中提取有意義的信息，并根據(jù)這些信息采取行動(dòng)或提出建議。

　　最后，可靠性與穩(wěn)定性是車規(guī)級(jí)傳感器最為強(qiáng)調(diào)的性能。郭源生指出，中國的地理環(huán)境非常復(fù)雜，可靠性與穩(wěn)定性對(duì)車用傳感器十分重要。汽車在運(yùn)動(dòng)過程中需要承受較多的震動(dòng)和沖擊，這就需要車用傳感器要提供長壽命、高穩(wěn)定性，并滿足汽車產(chǎn)品的高可靠性等要求。

　　基于這些技術(shù)趨勢，郭源生強(qiáng)調(diào)，我國發(fā)展車用傳感器產(chǎn)業(yè)，應(yīng)以用戶為龍頭，集合系統(tǒng)集成商，模塊硬件、傳感器器件與芯片廠商，共同搭建起一個(gè)產(chǎn)學(xué)研用的技術(shù)研發(fā)平臺(tái)。只有這樣才能按照產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)架，建立一個(gè)完整的研發(fā)體系，打通產(chǎn)業(yè)不同環(huán)節(jié)，推動(dòng)基礎(chǔ)技術(shù)的開發(fā)，共同推進(jìn)車用傳感器的本土化發(fā)展。

　　3、汽車應(yīng)用中的激光雷達(dá)

　　與雷達(dá)一樣，汽車行業(yè)被視為激光雷達(dá)的關(guān)鍵增長機(jī)會(huì)。在該領(lǐng)域，激光雷達(dá)系統(tǒng)的工作波長為 905 nm 或 1,550 nm。典型激光雷達(dá)系統(tǒng)的主要硬件模塊是發(fā)射、接收、光束控制、光學(xué)、讀出以及電源和系統(tǒng)管理。

　　激光雷達(dá)的支持者指出，它能夠快速生成詳細(xì)、準(zhǔn)確的 3D 車輛周圍環(huán)境地圖。他們還指出它可以很好地檢測小物體，這要?dú)w功于它與雷達(dá)相比具有相對(duì)較高的分辨率。最近的一項(xiàng)進(jìn)步是 4D 激光雷達(dá)，它由一個(gè)模塊提供，該模塊不僅可以確定到物體的距離及其 x、y 和 z 坐標(biāo)，還可以將速度繪制為第四維。

　　迄今為止，三個(gè)主要因素限制了激光雷達(dá)在汽車領(lǐng)域的更廣泛采用：成本、機(jī)械復(fù)雜性(這既是成本因素又是令人頭疼的維護(hù)問題)以及惡劣天氣條件下的性能。

　　汽車激光雷達(dá)的機(jī)械復(fù)雜性源于激光雷達(dá)發(fā)射器(激光器)及其接收器都需要一個(gè)光束控制機(jī)制，以提供車輛周圍的 360 度視圖。

　　然而，即使一切都變得更簡單、更實(shí)惠，激光雷達(dá)仍因其在惡劣天氣條件下的性能限制而受阻。在雨、雪和霧中，它與視覺系統(tǒng)一樣面臨同樣的挑戰(zhàn)——無論是人類還是其他。

　　盡管存在這些挑戰(zhàn)，但據(jù)報(bào)道，大多數(shù)自動(dòng)駕駛汽車公司都對(duì)他們計(jì)劃進(jìn)軍汽車領(lǐng)域表現(xiàn)出興趣。

　　來源：半導(dǎo)體行業(yè)觀察，中國電子報(bào)，ICVS智能汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟