自動駕駛加持，車載傳感重要性提升

統(tǒng)計數據顯示，芯片在每輛汽車中的價值從2000年的250美元飆升至2017年的350美元，隨著智能化、電子化以及自動駕駛的發(fā)展，汽車中使用的芯片不斷增長。芯片對于汽車行業(yè)的重要性不斷增加，傳感器、存儲器、MCU、通信芯片……已經融入汽車當中，成為不可缺少的組成部分。當前汽車芯片的發(fā)展情況如何?展現(xiàn)出哪些趨勢?中國芯片企業(yè)如何抓住發(fā)展機遇?本報策劃智能汽車核“芯”系列報道，探討其中的發(fā)展脈絡。

隨著科技的發(fā)展，簡單的人機交互已經難以滿足人們的需求，為了節(jié)約駕駛時間成本以及提升交通的安全性，自動駕駛技術應運而生。工程師們利用傳感器不斷采集車輛周邊以及交通狀況的信息，并通過車聯(lián)網傳送到云端，利用大數據以及人工智能進行數據分析，再將控制指令傳回車輛執(zhí)行命令，這就是智能駕駛簡單的數據流程。由此可見，處于數據流程起步位置的傳感器起到決定性作用，那么它究竟是如何為整套系統(tǒng)提供支撐的呢?

　自動駕駛加持，車載傳感重要性提升

自動駕駛需要對于周圍環(huán)境進行感測，如何將數據在不同環(huán)境下順利采集到自動駕駛系統(tǒng)中，是傳感器的基本功。

車載環(huán)境感知傳感器分為三類：一類是常規(guī)傳感器，如橫擺角速度傳感器、加速度傳感器、輪速傳感器等;一類是感知傳感器，它們安裝于汽車車身上，如雷達、攝像頭和超聲波等;還有一類可稱為虛擬傳感器，具有代表性的如數字地圖和無線通信等就屬于這個范疇。

目前市場上感知傳感器較為普及。據記者了解，在眾多感知傳感器設備中，毫米波雷達(前向)能實現(xiàn)最大范圍的感知，其次便是前視攝像頭。但是攝像頭也并不是全部可以感知大范圍的環(huán)境，它會根據中遠距離場景分為單、雙、三目等種類，感知對象包括車道線、交通標識、障礙物、行人。除此之外，還會受到光照以及天氣等外部條件變化的影響。另一方面，攝像頭對于處理器的軟硬件要求也較高，相關技術壁壘成為各大廠商爭相突破的重點。

攝像頭對于信息的采集需要圖像傳感器的支持，目前市場上的圖像傳感器種類繁多，功能也多有不同。意法半導體與以色列汽車遠紅外成像技術(FIR)創(chuàng)業(yè)公司AdaSky宣布一份技術合作協(xié)議，利用ST專有的28納米FD-SOI(全耗盡型絕緣體上硅)工藝生產定制芯片，然后將該芯片集成于AdaSky紅外熱像儀，制成了名為為Viper的圖像傳感器。據記者了解，Viper可以解決目前圖像傳感器最為撓頭的問題：惡劣天氣以及昏暗光線下如何識別公路和周邊環(huán)境。

Viper在攝像頭的幫助下，利用FIR微輻射熱計傳感器來探測目標物體的溫度，采用基于卷積神經網絡的獨有算法對障礙進行分類，以此克服傳感器在某些光線或天氣條件下的短板和弱項。據意法半導體部門副總裁兼汽車數字產品部總經理Fabio Marchio介紹，Viper強大的紅外視覺傳感器和高價值的算法給現(xiàn)有的傳感器增加一個高價值的互補性信息層?！靶旭倵l件依然是自動駕駛主要關心的問題之一，如何解決形式條件帶來的挑戰(zhàn)性困難，正是我們努力的方向?！盕abio Marchio說。

　市場增長，國際巨頭紛紛入局

受到市場快速發(fā)展的影響，國際主要智能汽車與傳感器企業(yè)紛紛重點布局汽車用智能傳感領域。谷歌公司最早開始對智能汽車技術進行研究，利用傳感器獲取3D街景地圖，通過其環(huán)境感知系統(tǒng)方案，再加上360度掃描式激光雷達傳感器，就可以完成對周圍環(huán)境的信息采集。谷歌計算智能汽車與周邊目標物體的距離、速度和角度等物理信息是通過頂置式激光雷達傳感器來實現(xiàn)的，據專家分析，這部分的激光雷達是導致智能汽車難以產業(yè)化的原因之一。除了成本居高不下之外，在霧靄、暴雨和暴雪等惡劣天氣下，汽車的性能和穩(wěn)定性都會受到一定的影響。

德國大陸公司研發(fā)的智能汽車所使用的傳感器是另一類型的代表——多傳感器數據融合技術。其技術方案是通過毫米波雷達和相機等低成本的環(huán)境感知傳感器，感知車輛周圍的環(huán)境信息。在其整輛車上，具有智能天線模塊，可將整車的信息與外界進行交流。

博世也是傳感器國際大廠之一，產品覆蓋領域主要在毫米波雷達方面，目前技術發(fā)展集中于24GHz和77GHz，24GHz主要用在汽車后方，實現(xiàn)近距離探測，77GHz則用于前方與側面。“博世是全球最大的MEMS傳感器提供廠商。未來車聯(lián)網是一個大方向，還有很多不同的挑戰(zhàn)，但是博世已經準備好開拓產品應用，提供更適合的解決方案給博世的使用設計創(chuàng)造者?！辈┦纴喬珔^(qū)總裁Leopold Beer在BMA400新品發(fā)布會上對記者說。

集邦拓墣產業(yè)研究院分析師林雅惠表示，隨著各國對于專用頻段劃定，79GHz有望取代24GHz。除了毫米波雷達，博世在超音波雷達方面也有成熟產品。博世超音波雷達具有成本低廉、穿透力強、衰減小等優(yōu)勢，并且小型化技術發(fā)展仍有進步空間。

　中國車用傳感器產業(yè)，需盡快掌握核心技術

傳感器融合必然是未來發(fā)展的一個趨勢。自動駕駛通過傳感器持續(xù)不斷地收集車輛外部的環(huán)境信息，判斷周遭環(huán)境中運動以及靜止的物體，并對運動的物體進行檢測和跟蹤，再通過人工智能來判斷目標是否會造成威脅。整個系統(tǒng)采集的信息量巨大，絕非一個或者一種傳感器可以支撐，這就需要將不同的傳感器進行融合，優(yōu)化各傳感器的加權值，提高輸出目標數據精度和減少傳感器自身帶來的誤差?！皞鞲衅鞲饔袃?yōu)勢，但就單一傳感器而言，仍受限于天候與車輛高速行駛等因素干擾，使得感測融合(Sensor Fusion)與結合車聯(lián)網(V2X)成為自動駕駛技術開發(fā)的重點方向?！绷盅呕菡f。

除此之外，解決多重傳感器在非結構化道路中難以完全滿足車輛感知周圍環(huán)境信息的問題，也將是傳感器發(fā)展的一個重點。市場上解決這個問題需要用到機器學習或者神經網絡等智能算法，這便會帶來了運算速度及信息存儲量的技術壁壘。

“感測融合指處理器能夠同時匯集并運算多種信號，以應對復雜的環(huán)境感知需求，幫助車輛做出更安全的控制指令;結合車聯(lián)網則幫助車輛實時與周圍的車輛、行人、基礎設施等發(fā)出航向信息，幫助其他車輛進行路徑規(guī)劃。上述兩種技術將作為實現(xiàn)自動駕駛的重要輔助，有效提升自動駕駛系統(tǒng)安全性?！绷盅呕菡f。

目前，中國在車載傳感器中做得比較好的是毫米波雷達，廠商包括易道、森思泰克、卓泰達等。在車載鏡頭部分也有一些公司進行技術研發(fā)，例如蘇州智華、邁瑞思、浙江海康與北京經緯恒潤等。但是談到整體實力，中國車載傳感器技術依舊落后。

國家質檢總局原總工程師劉兆彬提出快速提升我國傳感器標準化水平。他表示，我國傳感器產業(yè)總體處于中低端水平，要使物聯(lián)網、傳感器產業(yè)由中低端向中高端轉型，就要大力提升產業(yè)價值鏈的協(xié)同，爭取掌握相應產品的定價權。

“中國車用傳感器一直高度依賴進口，相關產業(yè)發(fā)展落后于歐美國家，尚未形成獨立產業(yè)。就目前中國自產的傳感器而言，仍存在感測精度較低、抗干擾性弱等問題，加上中國缺乏一級供應商，使得傳感器廠商也難以系統(tǒng)地進入規(guī)模較大的整車廠，僅能基本滿足小批量、低階車的需求。”林雅惠說。

Isuppli汽車電子分析師王仁震表示，中國汽車電子的外資企業(yè)數量雖少，但是卻占據了市場的半壁江山。越來越多的外資企業(yè)都加大了對中國市場的研發(fā)投入?！皩χ袊囯娮悠髽I(yè)來說，既是機遇，又是挑戰(zhàn)。未來中國車載多媒體市場增長將放緩，但在主動安全系統(tǒng)應用的旺盛需求驅動下，中國傳感器市場將大幅增長?！蓖跞收鹫f。

隨著中國成為全球最大汽車市場，傳感器的整體規(guī)模必然會擴張?！拔磥砦迥?，國內傳感器市場平均銷售增長率將達31%。汽車電子會是中國傳感器需求規(guī)?？焖僭鲩L的主要動力?！苯鹉９た鼐W首席分析師羅百輝說。

龐大的市場規(guī)模的確有機會帶動國內車用傳感器發(fā)展。“尤其中國在自動駕駛發(fā)展上，算法與數據方面并不落后于歐美國家，為求更佳的軟硬件整合，國際自動駕駛解決方案提供商亦開始尋求中國的合作伙伴，故傳感器從業(yè)者應積極擴張與解決方案提供商的合作網絡，以次系統(tǒng)的方式進入整車廠的供應體系。”林雅惠說。

另一方面，中美貿易摩擦，汽車電子是主角，車用傳感器是美國本次征稅清單限制范圍的主要部分。TrendForce集邦咨詢認為，中國對美出口較少，貿易摩擦影響幾乎可以忽略不計，短期內甚至可能會有利于中國企業(yè)獲得自主科技創(chuàng)新與增強自主知識產權實力的空間和機會。

“暫時還沒看到影響，也許還需要一點時間，并且根據我了解到的部分，目前歐洲和中國的器件在這個傳感器市場上占比還是很大的，傳感器種類較多，美國也有不少傳感器公司?！币夥ò雽w微電機產品部市場經理秦亮說。

但長遠來看，當產業(yè)進入到白熱化競爭階段，并且中國還未能掌握核心技術時，該關稅清單則可能阻礙中國掌握汽車傳感器發(fā)展的核心技術。所以，對于國內汽車產業(yè)來說，需盡快掌握核心技術。