汽車電子控制系統(tǒng)中的各種傳感器技術(shù)解析

汽車傳感器

先進駕駛輔助系統(tǒng)（Advanced Driver Assistant System），簡稱ADAS，是利用安裝于車上的各式各樣的傳感器， 在第一時間收集車內(nèi)外的環(huán)境數(shù)據(jù)， 進行靜、動態(tài)物體的辨識、偵測與追蹤等技術(shù)上的處理， 從而能夠讓駕駛者在最快的時間察覺可能發(fā)生的危險， 以引起注意和提高安全性的主動安全技術(shù)。

汽車傳感器裝備的目的不同，可以分為提升單車信息化水平的傳統(tǒng)微機電傳感器（MEMS）和為無人駕駛提供支持的智能傳感器兩大類。MEMS 在汽車各系統(tǒng)控制過程中進行信息的反饋，實現(xiàn)自動控制，是汽車的“神經(jīng)元”。而智能傳感器則直接向外界收集信息，是無人駕駛車輛的“眼睛”。

01.汽車智能化的根基——傳感器

傳感器是汽車電子控制系統(tǒng)的信息來源，是車輛電子控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)關(guān)鍵部件。傳感器通常由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和轉(zhuǎn)換電路組成，其中敏感元件是指傳感器中能直接感受或響應(yīng)被測量的部分，轉(zhuǎn)換元件是將上述非電量轉(zhuǎn)換成電參量，轉(zhuǎn)換電路的作用是將轉(zhuǎn)換元件輸出的電信號經(jīng)過處理轉(zhuǎn)換成便于處理、顯示、記錄和控制的部分。從目前汽車傳感器裝備的目的不同，可以分為提升單車信息化水平的傳統(tǒng)微機電傳感器和為無人駕駛提供支持的智能傳感器兩大類。

▲汽車傳感器的構(gòu)成

傳統(tǒng)傳感器 ：各個系統(tǒng)控制過程依靠傳感器，進行信息的反饋，實現(xiàn)自動控制工作，是汽車的“神經(jīng)元”。汽車傳統(tǒng)傳感器依照功能可以分為壓力傳感器、位置傳感器、溫度傳感器、加速度傳感器、角速度傳感器、流量傳感器、氣體濃度傳感器和液位傳感器等 8 類。汽車傳感器主要應(yīng)用于動力總成系統(tǒng)，車身控制系統(tǒng)以及底盤系統(tǒng)中。汽車傳感器在這些系統(tǒng)中擔(dān)負著信息的采集和傳輸功用，它采集的信息由電控單元進行處理后，形成向執(zhí)行器發(fā)出的指令，完成電子控制。

▲傳統(tǒng)傳感器分類

智能傳感器 ：智能傳感器是無人駕駛車輛的“眼睛”。隨著汽車無人駕駛技術(shù)的突破，汽車電子開始注重傳感器的智能化發(fā)展；汽車正在向一臺安全聯(lián)網(wǎng)的自動駕駛機器人快速演進，進行環(huán)境感知、規(guī)劃決策，最終實現(xiàn)安全抵達目的地。目前應(yīng)用于環(huán)境感知的主流傳感器產(chǎn)品主要包括激光雷達、毫米波雷達、超聲波雷達和攝像頭等四類。

▲智能傳感器分類

02.MEMS 傳感器：汽車微感官

MEMS 傳感器是在半導(dǎo)體制造技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來，采用微電子和微機械加工技術(shù)制造出來的新型傳感器。MEMS 傳感器廣泛應(yīng)用于電子車身穩(wěn)定程序（ESP）、防抱死（ABS）、電控懸掛（ECS）、胎壓監(jiān)控（TPMS） 等系統(tǒng)。其中，壓力傳感器、加速計、陀螺儀與流量傳感器是汽車中使用最多的 MEMS 傳感器，占汽車 MEMS 系統(tǒng)的 99%。

▲MEMS 應(yīng)用廣泛

▲MEMS 傳感器價值較為集中

MEMS 具有較為明顯的優(yōu)勢，是未來構(gòu)筑物聯(lián)網(wǎng)感知層傳感器的主要選擇之一，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：1）微型化、2）硅基加工工藝、3）批量生產(chǎn)、4）集成化。

1）微型化：MEMS 器件體積小，單個尺寸以毫米甚至微米作為計量單位，重量輕，耗能低。MEMS 更高的表面體積比（表面積比體積）可以提高表面?zhèn)鞲衅鞯拿舾谐潭取?/p>

2）批量生產(chǎn)：以單個 5mm5mm 尺寸的 MEMS 傳感器為例，用硅微加工工藝在一片 8英寸的硅片晶元上可同時切割出大約 1000 個 MEMS 芯片，批量生產(chǎn)可大大降低單個MEMS 的生產(chǎn)成本 。

3）集成化：一般來說，單顆 MEMS 往往在封裝機械傳感器的同時，還會集成 ASIC芯片，控制 MEMS 芯片以及轉(zhuǎn)換模擬量為數(shù)字量輸出。

▲MEMS 與 ASIC 芯片集成化封裝

▲MEMS 可批量生產(chǎn)降低制造成本

國外大廠壟斷 MEMS 傳感器市場，市場集中度較高。根據(jù) HIS Automotive 統(tǒng)計，2017年全球 MEMS 前三大供應(yīng)商（博世、森薩塔、恩智浦）占據(jù)了 57%的市場份額，其中博世占據(jù)鰲頭，2017 年市占率達到 33.62%，森薩塔市占率達到 12.34%，恩智浦市占率達到 11.91%。電裝（8.94%）、亞德諾（8.51%）、松下（7.45%）、英飛凌（7.23%）等廠商也占有一定份額。

國外大廠產(chǎn)品線廣、技術(shù)領(lǐng)先、客戶眾多、形成較高的進入門檻。MEMS 傳感器的研發(fā)難度及其制造工藝的復(fù)雜性是形成行業(yè)壁壘的主要原因。Invensense、英飛凌等國外廠商擁有 2 到 3 條產(chǎn)品線，博世、電裝、意法半導(dǎo)體等 MEMS 產(chǎn)品線超過 4 條。相比之下，小供應(yīng)商很難在較短時間內(nèi)實現(xiàn)大批量生產(chǎn)制造，因此排名靠前的大供應(yīng)商市場份額相對穩(wěn)定，市場集中度較高。

MEMS 傳感器裝配量和價值量與其裝配車型價位成正比。目前平均每輛汽車包含 24個 MEMS 傳感器，而在高檔汽車中，大約會采用 25-40 個 MEMS 傳感器。例如 BMW高端車型僅發(fā)動機就可以用到 20-40 個傳感器，而入門級車型僅 5 個左右。常用 MEMS傳感器后裝單車價值在 2000-20000 元不等；合資車通常不低于 4000 元，而自主品牌僅 2000 元左右，高端車型約為 10000-20000 元。 預(yù)計到 2019 年 MEMS 傳感器市場規(guī)?？蛇_到 420.13 億元；隨著智能化和電動化的提升，2020 年和 2021 年市場規(guī)模可分別達到 446.21 億元，472.27 億元，2015-2021 年復(fù)合增速為 6.5%。

03.智能傳感器：自動駕駛核心

3.1 毫米波雷達：ADAS 系統(tǒng)核心傳感器

毫米波雷達是指利用波長 1-10nm，頻率 30GHZ-300GHZ 的毫米波，通過測量回波的時間差算出距離。毫米波雷達始用于軍事領(lǐng)域，隨著技術(shù)水平的提升，開始逐漸應(yīng)用于汽車領(lǐng)域。

毫米波雷達的優(yōu)勢主要為以下 3 個方面：1）探測性能穩(wěn)定、作用距離較長、環(huán)境適用性好。2）與超聲波雷達相比，體積小、質(zhì)量輕和空間分辨率高的特點。3）與光學(xué)傳感器相比，毫米波雷達穿透霧、煙、灰塵的能力強，具有全天候全天時的特點。但也存在著成本較高，對行人的識別較為困難等不足之處。

▲毫米波雷達優(yōu)劣勢

77 GHz 在性能和體積上都更具優(yōu)勢。目前車載雷達的頻率主要分為 24GHZ 頻段和77GHZ 頻段。與 24GHz 毫米波雷達相比，77GHz 的距離分辨率更高，體積更是小了三分之一。2018 年，中國新車評價規(guī)程（C-NCAP）將自動緊急制動系統(tǒng)（AEBS）納入評分體系，從而將帶動 77GHz 毫米波雷達在未來的市場需求。而從長遠來看，77GHz毫米波雷達的體積更小、探距更長，使得其較 24GHz 毫米波雷達將具備更大的市場空間。

▲毫米波雷達 24GHz 和 77GHz 比較

24GHz 與 77GHz 毫米波雷達兼?zhèn)溆?ADAS 的長短距檢測。毫米波雷達因其硬件體積小，且不受惡劣天氣影響，被廣泛應(yīng)用在 ADAS 系統(tǒng)之中。24GHz 目前大量應(yīng)用于汽車的盲點監(jiān)測、變道輔助。雷達安裝在車輛的后保險杠內(nèi)，用于監(jiān)測車輛后方兩側(cè)的車道是否有車、可否進行變道。

77GHz 雷達在探測精度與距離上優(yōu)于 24GHz 雷達，主要用來裝配在車輛的前保險杠上，探測與前車的距離以及前車的速度，實現(xiàn)的主要是緊急制動、自動跟車等主動安全領(lǐng)域的功能。完全實現(xiàn) ADAS 各項功能一般需要“1長+4 中短”5 個毫米波雷達，奧迪 A8 搭載 5 個毫米波雷達（1LRR+4MRR），奔馳 S 級搭載 6 個毫米波雷（1LRR+6SRR）。目前 77GHz 的毫米波雷達系統(tǒng)單價在 1000元左右，24GHz 毫米波雷達單價在 500 元左右。

▲毫米波雷達在 ADAS 系統(tǒng)中的應(yīng)用

毫米波雷達關(guān)鍵技術(shù)被外商壟斷，集中度較高。在全球毫米波雷達市場上，占主導(dǎo)地位的是德國、美國、日本等國家。目前毫米波雷達技術(shù)主要由大陸、博世、電裝、奧托立夫、Denso、德爾福等傳統(tǒng)零部巨頭所壟斷；其中，77GHz 毫米波雷達技術(shù)被壟斷于博世、大陸、德爾福、電裝、TRW、富士通天、Hitachi 等公司手中。2016年，博世和大陸全球毫米波雷達市場占有率均為 17%，并列第一；電裝、海拉并列第二，市場份額為 11%，采埃孚占據(jù) 8%，德爾福占據(jù) 6%，奧托立夫占據(jù) 4%。前七大供應(yīng)商巨頭市場占有率達到 73%。

▲毫米波雷達海外主要供應(yīng)商及產(chǎn)品

國內(nèi)毫米波雷達依賴進口，受限國外技術(shù)封鎖，24GHz 毫米波雷達是主流方向。目前中國市場中高端汽車裝配的毫米波雷達傳感器全部都依賴國外進口，市場被美、日、德企業(yè)壟斷，價格昂貴，并采取了技術(shù)封鎖，自主可控迫在眉睫。國內(nèi)自主車載毫米波雷達產(chǎn)品總體仍處于研制階段?？紤]到研發(fā)成本和 77GHz 開發(fā)技術(shù)受限，目前國內(nèi)廠商對于毫米波雷達的研發(fā)方向集中于 24GHz。國內(nèi)市場上，24GHz 毫米波雷達的產(chǎn)品體系已經(jīng)相對成熟，供應(yīng)鏈已經(jīng)相對穩(wěn)定，24GHz 的核心芯片能從英飛凌、飛思卡爾等芯片供應(yīng)商獲得。據(jù)麥姆斯咨詢研究表明，2016 年中國汽車預(yù)裝毫米波雷達的數(shù)量達到 105 萬個，其中 24GHz 雷達占比 63.8%，77GHz 雷達占比 36.2%。

根據(jù)測算，毫米波雷達 2019、2020 年以及 2025 年市場規(guī)?？梢赃_到 4.7 億元、36億元、80 億元。2017-2025 復(fù)合增長率達到 58%左右。

3.2 激光雷達：L3-L5 自動駕駛中的關(guān)鍵

激光雷達是一種綜合的光探測與測量系統(tǒng)，通過發(fā)射接受激光束，分析激光遇到目標(biāo)對象后的折返時間，計算出目標(biāo)對象與車的相對距離。目前常見的有 8 線、16 線、32 線激光雷達。激光雷達線束越多，測量精度越高，安全性越高。激光雷達并不是新鮮事物，早已在航空航天、測繪等領(lǐng)域進行了應(yīng)用。隨著汽車智能化的發(fā)展，L3 級別自動駕駛中開始應(yīng)用激光雷達，由于其高精度、實時 3D 環(huán)境建模的特點將成為 L3-L5 階段中最為關(guān)鍵的傳感器。

▲激光雷達工作原理

▲Velodyne HDL-64E 激光雷達 3D 呈像

激光雷達固態(tài)化是未來趨勢，存在小型化、低成本優(yōu)勢。業(yè)內(nèi)降低激光雷達成本主要有兩個方式：1）取消機械旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)、采用固態(tài)化技術(shù)根本性降低激光雷達成本。固態(tài)激光雷達體積更小，方便集成，并且系統(tǒng)可靠性提升，因此激光雷達有向固態(tài)發(fā)展的趨勢。2）降低激光雷達線數(shù)，組合使用多個低線數(shù)激光雷達。從機械旋轉(zhuǎn)式過渡到混合固態(tài)再到純固態(tài)激光雷達，隨著量產(chǎn)規(guī)模的擴大、技術(shù)迭代更新，成本不斷降低，激光雷達也在不斷向小型化、低功耗、集成化發(fā)展。

激光雷達的核心技術(shù)主要掌握在 Velodyne、Ibeo、Quanergy 三家企業(yè)中。美國Velodyne 的機械式激光雷達起步較早，技術(shù)領(lǐng)先，最新已推出 128 線原型產(chǎn)品VLS-128，同時與谷歌、通用汽車、福特、Uber、百度等全球自動駕駛領(lǐng)軍企業(yè)建立了合作關(guān)系，占據(jù)了車載激光雷達大部分的市場份額。

Google、百度、福特、奧迪、寶馬等各企業(yè)相繼采用激光雷達的感知解決方案。寶馬聲明聯(lián)手激光雷達創(chuàng)企 Innoviz 研發(fā)無人駕駛汽車，預(yù)計 2021 年推出。根據(jù)個公司官網(wǎng)激光雷達產(chǎn)品價格，單車激光雷達傳感器價值在 3~8 萬美元之間。

短期內(nèi)激光雷達不會大規(guī)模應(yīng)用于汽車領(lǐng)域。盡管自動駕駛加速發(fā)展給激光雷達行業(yè)創(chuàng)造了較好的應(yīng)用前景，但是激光雷達自身發(fā)展的諸多痛點卻限制了其在自動駕駛汽車上的應(yīng)用。限制因素主要有三個方面：1）成本高昂。激光雷達龍頭 Velodyne16線產(chǎn)品 0.8 萬美元，32 線產(chǎn)品 4 萬美元，64 線產(chǎn)品約 8 萬美元。

高昂的產(chǎn)品價格也抑制了激光雷達在自動駕駛車輛中的應(yīng)用。2）難以量產(chǎn)、交貨周期長。Velodyne64線產(chǎn)品生產(chǎn)周期要 4-8 周，32 線和 16 線也要 2-4 周，為了保證激光雷達傳遞接受信號的精準(zhǔn)性，其復(fù)雜的組裝和調(diào)校過程拉大了其交貨周期。3）缺乏相關(guān)車規(guī)。目前自動駕駛只是一個前瞻性的概念，具體還沒有實踐，沒有相應(yīng)的政策法規(guī)的強制性要求，這在一定程度上也限制了激光雷達在自動駕駛領(lǐng)域的普及。

3.3 超聲波雷達：自動泊車系統(tǒng)的主流傳感器

超聲波雷達的工作原理是通過超聲波發(fā)射裝置向外發(fā)出超聲波，到通過接收器接收到發(fā)送過來超聲波時的時間差來測算距離。超聲波雷達在自動駕駛中，其基礎(chǔ)應(yīng)用為泊車輔助預(yù)警以及汽車盲區(qū)碰撞預(yù)警功能。超聲波雷達成本低，短距離測量中具有優(yōu)勢，探測范圍在 0.1-3 米之間，而且精度較高，因此非常適合應(yīng)用于泊車。但測量距離有限，且很容易受到惡劣天氣的影響。

▲超聲波雷達工作原理

自動泊車普及激發(fā)超聲波雷達需求。超聲波雷達一般安裝在汽車的保險杠或者側(cè)面，前者稱為 UPA，一般用于測量汽車前后障礙物，后者稱為 APA，用于測量側(cè)方障礙物。APA 超聲波傳感器是自動泊車輔助系統(tǒng)的核心部件，探測距離較遠，可用作探測車位寬度，獲得車位尺寸及車輛的位置信息。超聲波雷達主要應(yīng)用于倒車?yán)走_，以及自動泊車系統(tǒng)中近距離障礙監(jiān)測。倒車?yán)走_已經(jīng)由高端車型下沉到中低端車型，滲透率較高，前裝率達 80%左右。倒車?yán)走_系統(tǒng)通常需要 4 個 UPA 超聲波雷達，自動泊車?yán)走_系統(tǒng)需要 6-12 個超聲波雷達，典型配置是 8 個 UPA+4 個 APA。

▲超聲波雷達在汽車中的應(yīng)用

▲UPA、APA 超聲波雷達比較

超聲波雷達技術(shù)方案各有優(yōu)劣，模擬式雷達占據(jù)主要市場。超聲波雷達的技術(shù)方案，一般有模擬式、四線式數(shù)位、二線式數(shù)位、三線式主動數(shù)位四種，其在信號干擾的處理效果上依次提升。四種技術(shù)方案在技術(shù)難度、裝配以及價格上各有優(yōu)劣。目前市場上使用較多的是“模擬式”技術(shù)路線，其優(yōu)點為產(chǎn)品成本低，但易受外界環(huán)境干擾。未來智能化趨勢下，“數(shù)位式”技術(shù)路線會更受歡迎?！皵?shù)位式”技術(shù)路線下，信號數(shù)字化，可以極大程度地提高雷達的抗干擾能力，但成本較高，技術(shù)難度大，現(xiàn)階段的工藝水平只能多數(shù)采取四線式做法。

▲超聲波雷達 4 種技術(shù)路線方案

超聲波雷達市場主要由博世（BOSCH）、日本村田（Murata）、日本尼賽拉（Nicera）等占據(jù)，國內(nèi)奧迪威和同致電子具有較高的競爭力。奧迪威是國內(nèi)領(lǐng)先的超聲波傳感器生產(chǎn)商，2016 年奧迪威車載超聲波傳感器的銷量為 2627 萬個，全球車載超聲波傳感器的市場容量約 27400 萬個，奧迪威的車載超聲波傳感器占全球乘用車市場份額的 9%。奧迪威的第一大客戶是***同致電子。***同致電子其核心產(chǎn)品為倒車?yán)走_，2016 年其市場份額位居亞洲第一。

超聲波中短期市場有望繼續(xù)提升，長期可能會受到其他雷達傳感器的替代壓力。目前，后向的超聲波雷達搭載率最高，達到 45.2%，“前向+后向雷達”搭載率為 28.3%，不搭載占比 26.5%。隨著自動化駕駛的發(fā)展，“前向+后向”雷達有望成為搭載標(biāo)配。因此，預(yù)計中短期內(nèi)，超聲波雷達市場滲透率將繼續(xù)提升，但長期來看，未來搭載高級別自動駕駛車型中，部分或者全部的超聲波雷達會被綜合性能更好的毫米波雷達、激光雷達等替代。

根據(jù)測算，2019、2020 年、2025 年超聲波雷達的市場規(guī)模分別將達到 42億元，87 億元，192 億元。2016-2025 年復(fù)合增長率達到 38%左右。

3.4 攝像頭：ADAS 系統(tǒng)主要視覺傳感器

車載攝像頭是 ADAS 系統(tǒng)的主要視覺傳感器，是最為成熟的車載傳感器之一。借由鏡頭采集圖像后，攝像頭內(nèi)的感光組件電路及控制組件對圖像進行處理并轉(zhuǎn)化為電腦能處理的數(shù)字信號，從而實現(xiàn)感知車輛周邊的路況情況。攝像頭主要應(yīng)用在 360全景影像、前向碰撞預(yù)警、車道偏移報警和行人檢測等 ADAS 功能中。

▲攝像頭檢測道路行人

▲攝像頭在全景泊車系統(tǒng)中的應(yīng)用

ADAS 系統(tǒng)配套 6 個以上攝像頭。根據(jù)不同 ADAS 功能的需要，攝像頭的安裝位置也有不同。主要分為前視、后視、側(cè)視以及內(nèi)置。實現(xiàn)自動駕駛時全套 ADAS 功能將安裝 6 個以上攝像頭，前視攝像頭因需要復(fù)雜的算法和芯片，單價在 1500 元左右，后視、側(cè)視以及內(nèi)置攝像頭單價在 200 元左右。ADAS 的普及應(yīng)用為車載攝像頭傳感器帶來了巨大的市場空間。

▲攝像頭安裝位置及特點

短期內(nèi)單目攝像頭為主流技術(shù)路線。前視攝像頭 ADAS 系統(tǒng)可分為搭載單目攝像頭和搭載雙目攝像頭兩種技術(shù)路線。相比單目攝像頭，雙目攝像頭的功能更加強大，測度更加精準(zhǔn)，但成本比較高，因此多搭載于高檔汽車。雙目攝像頭的方案在成本、制造工藝、可靠性、精確度等綜合因素的制約下，導(dǎo)致其難以在市場上推廣，而單目攝像頭低成本可靠性的解決方案，搭配其他傳感器，完全可以滿足 L1，L2，以及部分 L3 場景下的功能。因此在現(xiàn)有的市場環(huán)境下，單目攝像頭的解決方案依然會是主流。

攝像頭主要作為雷達輔助傳感器。雖然攝像頭分辨率高、可以探測到物體的質(zhì)地與顏色，但在逆光或者光影復(fù)雜的情況下視覺效果較差，極易受惡劣天氣影響，因此攝像頭獲取的圖像信息將主要負責(zé)交通標(biāo)志識別等少數(shù)領(lǐng)域，作為激光雷達和毫米波雷達的補充。

攝像頭產(chǎn)業(yè)鏈可以大致劃分為上游元件生產(chǎn)、中游模組封裝集成、下游產(chǎn)品應(yīng)用三部分。1）上游元件主要包括 CMOS 傳感器、鏡頭組、DSP 等，上游市場中 CMOS 傳感器以及 DSP 主要被索尼、三星、TI、安森美等國外企業(yè)壟斷，國內(nèi)企業(yè)在鏡頭組生產(chǎn)方面具有優(yōu)勢，其中自主品牌舜宇光學(xué)等具有較高的競爭力；2）中游封裝集成包括模組封裝和系統(tǒng)集成兩部分。模組封裝以及集成工藝復(fù)雜，市場被外企壟斷，主要廠商有 Panasonic、索尼、法雷奧等企業(yè)。3）下游產(chǎn)品應(yīng)用于整車廠、4S 店。

車載攝像頭產(chǎn)業(yè)制作工藝要求高，認證周期長。相對于手機攝像頭，車載攝像頭所面臨的工況更加惡劣，需要滿足耐高溫、抗震、防磁、穩(wěn)定等多項要求。特別是應(yīng)用于 ADAS 系統(tǒng)的前視攝像頭，涉及行車安全，對可靠性的要求必須非常高，因此車載攝像頭的制作工藝要求非常高。企業(yè)在成為整車廠商的一級供應(yīng)商之前，需要經(jīng)過大量不同種類的嚴(yán)格測試，一旦進入整車廠商的供應(yīng)體系就會形成很高的壁壘，很難被替代，替換成本也非常高。例如，國外視覺傳感器龍頭 Mobileye 用了 8 年的時間從研發(fā)進入到前裝市場。

根據(jù)測算，預(yù)計攝像頭傳感器 2019 年攝像頭市場規(guī)模達到 150 億元，進入 L3 階段，2020 年和 2025 年市場規(guī)模可以達到 205 億元和 315 億元，2016-2025 年復(fù)合增長率達到 17%左右。

04.多傳感器融合是必然趨勢

ADAS 融合多種傳感器，帶動傳感器市場發(fā)展。隨著未來智能汽車比重的提升，ADAS市場將加速成長。根據(jù)高盛全球投資研究部門研究，當(dāng)前全球 ADAS 滲透率普遍不高，歐美日滲透率只有 8%-12%。根據(jù)蓋世汽車研究院測算，我國 ADAS 的滲透率在 2%-5%左右；從生命周期上判斷，ADAS 已經(jīng)實現(xiàn)從導(dǎo)入期到成長期的跨越?？傮w來看，智能駕駛、無人駕駛浪潮下，汽車電子化、智能化水平不斷提升，ADAS 具有很大的成長空間。環(huán)境感知作為 ADAS 的硬件基礎(chǔ)，傳感器的應(yīng)用必不可少，ADAS 滲透率的提升將帶動車載傳感器需求量的大幅增加，未來傳感器的市場規(guī)模將會進一步擴大。

▲ADAS 融合多種傳感器

環(huán)境感知傳感器是汽車的眼睛，毫米波雷達綜合優(yōu)勢突出。智能化時代背景下，環(huán)境感知顯得尤為重要，不同傳感器的原理和功能各不相同，在不同的場景里發(fā)揮各自的優(yōu)勢，難以相互替代。毫米波雷達綜合優(yōu)勢突出，有望率先成為 ADAS 系統(tǒng)主力傳感器。

▲各種傳感器優(yōu)劣勢比較

▲毫米波雷達綜合優(yōu)勢突出

單種傳感器特性突出，均不能形成完全信息覆蓋，多傳感器融合是未來發(fā)展必然趨勢。并且為Level3-Level5 級自動駕駛方案的實現(xiàn)提供了必要的技術(shù)儲備。目前自動駕駛環(huán)境感知的技術(shù)路線主要有兩種：一種是以特斯拉為代表的視覺主導(dǎo)的多傳感器融合方案，另一種是以低成本激光雷達為主導(dǎo)，典型代表如谷歌Waymo。國外主流車企如特斯拉、奧迪、通用等均發(fā)布了其自動駕駛汽車多傳感器規(guī)劃。多傳感器融合對于保證車輛對周邊環(huán)境的全局定位和理解是至關(guān)重要的。

總的來說，ADAS 采用的傳感器主要有攝像頭、雷達、激光和超聲波等，可以探測光、熱、壓力或其它用于監(jiān)測汽車狀態(tài)的變量， 通常位于車輛的前后保險杠、側(cè)視鏡、駕駛桿內(nèi)部或者擋風(fēng)玻璃上。ADAS內(nèi)每一類子系統(tǒng)在運作時，都離不開信息的搜集、處理與判斷，以及判斷完畢后系統(tǒng)給予車體指令，使汽車進行不同動作等各階段。在這樣的流程中，雷達和攝影機等傳感器，以及MCU或影像處理IC等處理器，就成了最主要的使用元件。在通往L5級別自動駕駛的道路上，ADAS系統(tǒng)的成熟與完善是基本保障。

全球MEMS汽車傳感器TOP20廠商

德國Robert Bosch仍是目前汽車MEMS傳感器的龍頭業(yè)者。排名第二的Sensata 主要是透過購并CST、Kaylico、Schrader等業(yè)者而來。排名第三的恩智浦（NXP）則是透過購并飛思卡爾（Freescale）而擠進車用MEMS感測器主要供應(yīng)商名單。NXP原本在車用感測器的布局主要集中在磁力感測器，購并飛思卡爾后，取得了壓力、加速度等重要的車用感測器產(chǎn)品線。下面介紹一下TOP20廠商：

1.德爾福（DELPHI）-美國

公司簡介：德爾福是全球領(lǐng)先的汽車電子零部件及系統(tǒng)技術(shù)供應(yīng)商。其產(chǎn)品系列包括動力，推進，熱交換，內(nèi)飾，電氣，電子及安全系統(tǒng)等，這些產(chǎn)品幾乎涵蓋了現(xiàn)代汽車零部件工業(yè)的主要領(lǐng)域，為客戶提供全面的產(chǎn)品與系統(tǒng)解決方案。

2.東芝（toshiba）-日本

公司簡介：東芝（Toshiba），是日本最大的半導(dǎo)體制造商，也是第二大綜合電機制造商，隸屬于三井集團。

公司創(chuàng)立于1875年7月，原名東京芝浦電氣株式會社，1939年由東京電氣株式會社和芝浦制作所合并而成，業(yè)務(wù)領(lǐng)域包括數(shù)碼產(chǎn)品、電子元器件、社會基礎(chǔ)設(shè)備、家電等。20世紀(jì)80年代以來，東芝從一個以家用電器、重型電機為主體的企業(yè)，轉(zhuǎn)變?yōu)榘ㄍㄓ?、電子在?nèi)的綜合電子電器企業(yè)。

進入90年代，東芝在數(shù)字技術(shù)、移動通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等領(lǐng)域取得了飛速發(fā)展，成功從家電行業(yè)的巨人轉(zhuǎn)變?yōu)镮T行業(yè)的先鋒。

3.英飛凌（INFINEON）-美國

公司簡介：西門子半導(dǎo)體事業(yè)部作為英飛凌科技（中國）有限公司的前身于1995年正式進入中國市場。自從1996年在無錫建立第一家企業(yè)以來，英飛凌的業(yè)務(wù)取得非常迅速的增長，目前在中國已經(jīng)擁有8家公司和1700多名員工。總英飛凌平均每年投入銷售額的17%用于研發(fā)，全球共擁有22900項專利。該公司是全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體公司之一，生產(chǎn)的半導(dǎo)體傳感器性能優(yōu)良。

4.偉世通（VISTEON）-美國

公司簡介：偉世通公司是全球知名汽車零部件集成供應(yīng)商，總部位于美國密歇根州偉世通公司為全球汽車生產(chǎn)廠商設(shè)計和制造創(chuàng)新的空調(diào)系統(tǒng)，汽車內(nèi)飾，以及包括照明在內(nèi)的電子系統(tǒng)，并提供多種產(chǎn)品以滿足汽車售后市場的需求。

偉世通在汽車電子領(lǐng)域提供的主要產(chǎn)品包括音響，信息娛樂，駕駛信息，動力總成控制和照明。目前，偉世通在全球汽車電子供應(yīng)商中處于領(lǐng)軍地位，全球電子產(chǎn)品部的成立將進一步加強偉世通在汽車電子行業(yè)的優(yōu)勢。

5.博世（BOSCH）-德國

公司簡介：博世集團是全球第一大汽車技術(shù)供應(yīng)商，2013年銷售額達到 382億歐元，其中在中國銷售額達到274億人民幣。博世在全球雇員 約275，000名，其中在中國雇員約21，200名。博世汽車技術(shù)正在大舉進入中國，從而投身于迅猛發(fā)展的中國汽車工業(yè)。博世集團與中國的業(yè)務(wù)伙伴關(guān)系可以追溯到 1909 年。

6.霍尼韋爾（Honeywell）-美國

公司簡介：霍尼韋爾是一家營業(yè)額達300多億美元的多元化高科技和制造企業(yè)，在全球，其業(yè)務(wù)涉及：航空產(chǎn)品和服務(wù)，樓宇、家庭和工業(yè)控制技術(shù)，汽車產(chǎn)品，渦輪增壓器，以及特殊材料。

7.森薩塔科技（SENSATA）-美國

公司簡介：森薩塔科技，總部位于美國馬薩諸塞州的阿特波羅（Attleboro），迄今已有95年的發(fā)展歷史，是傳感器，電氣保護器，控制器設(shè)計及制造領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者。2010年3月11日，公司成功在美國紐約證券交易所上市，成為獨立的上市公司。

8.飛思卡爾（FREESCALE）-美國

公司簡介：飛思卡爾是嵌入式處理解決方案領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，主要業(yè)務(wù)涉及汽車電子，消費電子，工業(yè)電子以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等市場。從微控制器和微處理器，到傳感器，模擬IC以及連接器件 — 我們的技術(shù)和產(chǎn)品成為新一波創(chuàng)新浪潮的推動者。了解飛思卡爾如何在物聯(lián)網(wǎng)時代讓世界變得更智能。

9.大陸（continenental）-德國

公司簡介：大陸集團是德國運輸行業(yè)制造商。主要產(chǎn)品為輪胎，制動系統(tǒng)，車身穩(wěn)定控制系統(tǒng)，發(fā)動機噴射系統(tǒng)，轉(zhuǎn)速表，以及其他汽車和和運輸行零部件。該公司總部設(shè)在德國漢諾威。它是世界第四大輪胎制造商，排在普利司通，米其林和固特異之后。他的前身是創(chuàng)立于1871年的橡膠制造商，Continental-Caoutchouc und Gutta-Percha Compagnie。在收購了Siemens VDO之后 ，它已成為全球五大汽車零部件供應(yīng)商之一。

10.電裝（DENSO）-日本

公司簡介：作為世界頂級汽車技術(shù)，系統(tǒng)以及零部件的全球性供應(yīng)商，電裝在環(huán)境保護，發(fā)動機管理，車身電子產(chǎn)品，駕駛控制與安全，信息和通訊等領(lǐng)域，成為全球主要整車生產(chǎn)商可信賴的合作伙伴。

電裝提供多樣化的產(chǎn)品及其售后服務(wù)，包括汽車空調(diào)設(shè)備和供熱系統(tǒng)，電子自動化和電子控制產(chǎn)品，燃油管理系統(tǒng)，散熱器，火花塞，組合儀表，過濾器，產(chǎn)業(yè)機器人，電信產(chǎn)品以及信息處理設(shè)備。目前，電裝共有21種產(chǎn)品排名世界第一。

11.安華高科技（AVAGO）-美國

公司簡介：安華高科技（Avago）為聚焦復(fù)合III-V族半導(dǎo)體產(chǎn)品各種廣泛模擬半導(dǎo)體器件的領(lǐng)先設(shè)計，開發(fā)和全球供貨商，通過高性能設(shè)計和集成能力使我們與眾不同，我們的產(chǎn)品線涵蓋廣泛，為4個主要目標(biāo)市場，包括無線通信，有線基礎(chǔ)設(shè)施，工業(yè)和汽車電子以及消費類和計算機外設(shè)提供接近6，500樣產(chǎn)品，安華高科技（Avago Technologies）以10億美元收購施耐德電氣美國傳感器部門，施耐德傳感和技術(shù)部門生產(chǎn)用于汽車，航空，能源和基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域的傳感器。

12.應(yīng)美勝（INVENSENCE）-美國

公司簡介：應(yīng)美盛（InvenSense）為智能型運動處理方案的先驅(qū)，全球業(yè)界的領(lǐng)導(dǎo)廠商，驅(qū)動了運動感測人機接口在消費性電子產(chǎn)品上的應(yīng)用。公司提供的集成電路（IC）整合了運動傳感器-陀螺儀以及相對應(yīng)的軟件，有別于其他廠商，有著小尺寸，高整合，高性能，高可靠度與低價格的優(yōu)勢。公司產(chǎn)品可應(yīng)用于眾多市場上。

13.村田制作所（Murata）-日本

公司簡介：村田制作所是全球領(lǐng)先的電子元器件制造商。村田制作所的客戶分布在PC，手機，汽車電子等領(lǐng)域。

隨著消費電子領(lǐng)域競爭的不斷加劇，產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度不斷加快，而作為上游電子元器件供應(yīng)商，能夠隨時了解客戶需求，甚至走在客戶之前開發(fā)出更新產(chǎn)品，成為村田制作所業(yè)務(wù)持續(xù)增長的關(guān)鍵。

不斷推出新產(chǎn)品是村田制作所的競爭力源泉，而不斷推出市場需要的產(chǎn)品則是其業(yè)績保持增長的保障。

14.安費諾（Amphenol）-美國

公司簡介：安費諾（Amphenol）總部位于美國康涅狄格州，集團在全球?qū)嵤┍镜鼗瘧?zhàn)略，共在全球設(shè)立90 多間工廠及100多個銷售辦事處，直接為各大洲的客戶提供產(chǎn)品和實施本地化服務(wù)。

其最大的事業(yè)部是位于紐約西德尼的航空事業(yè)部。美國安費諾（Amphenol） 宣布將以3.18億美元（約合元人民幣）的價格收購?fù)ㄓ秒姎庀冗M傳感器業(yè)務(wù)，以此來擴充自己的傳感器業(yè)務(wù)。

15.泰科電子（TE）-瑞士

公司簡介：憑借50多年的領(lǐng)先地位，TE Connectivity （TE）是一家全球化的公司，年銷售額達133億美元。TE Connectivity是一家獨立的公開上市公司，普通股在紐約證交所（NYSE） 掛牌交易，代碼是“TEL”。

TE Connectivity 1989年進入中國，在上海開設(shè)了第一家工廠。目前，TE Connectivity在中國擁有約38，000名員工，建立了16個生產(chǎn)基地，泰科電子（上海）有限公司是TE Connectivity在中國注冊的公司，負責(zé)管理中國事務(wù)，TE通過設(shè)在全國14個城市的銷售辦事處為客戶提供服務(wù)。2012財年TE中國區(qū)銷售總額達22億美元，占公司年度總收入的16.5%。

16.聯(lián)合電子（UAES）-中德合資

公司簡介：公司總部位于上海市浦東新區(qū)，在上海，無錫，西安，蕪湖和柳州設(shè)有生產(chǎn)基地，并在上海，重慶和蕪湖設(shè)有技術(shù)中心。公司有效整合本地優(yōu)勢和全球領(lǐng)先的聯(lián)合汽車電子有限公司技術(shù)為國內(nèi)各汽車廠商提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品和服務(wù)，并為滿足日益嚴(yán)格的法規(guī)要求提供技術(shù)支持。

憑借扎實的本地研發(fā)和生產(chǎn)能力，聯(lián)合汽車電子有限公司致力于為客戶提供先進的，完整的汽車動力總成和車身控制系統(tǒng)解決方案，并積極為節(jié)約能源和保護環(huán)境做出貢獻。

17.艾菲發(fā)動機零件（武漢）（EFI）-法資

公司簡介：艾菲發(fā)動機零件（武漢）有限公司，是一家具有50年發(fā)動機管理系統(tǒng)零部件研發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)驗的法國獨資企業(yè)。是全球主機廠及主要系統(tǒng)供應(yīng)商認可的具有多學(xué)科技術(shù)開發(fā)能力的專業(yè)廠家。專業(yè)的設(shè)計理念和豐富的多學(xué)科經(jīng)驗保證我們的產(chǎn)品在性能，成本，尺寸設(shè)計上達到最優(yōu)化。

艾菲發(fā)動機零件（武漢）有限公司現(xiàn)擁有員工250人，2011年實現(xiàn)全年銷售額1.3億元人民幣。主要致力于生產(chǎn)：動力系統(tǒng)傳感器，動力系統(tǒng)促動器，動力系統(tǒng)機電模塊，電池管理模塊，點火系統(tǒng)。其中傳感器類產(chǎn)品占全球市場份額達40%以上。

18.賀利氏電測騎士（Heraeous）-德資

公司簡介：賀利氏集團是德國賀利氏博士于1851年創(chuàng)辦的，至今已發(fā)展成為在全世界擁有105個子公司的大型跨國集團。

賀利氏電測騎士――HeraeusElectro-Nite（簡稱HEN）是賀利氏集團的五大分支之一，主要生產(chǎn)和推廣冶金，鑄造過程中對液態(tài)金屬進行在線測量分析的儀表，傳感器，取樣器等高科技產(chǎn)品。

HEN以其高超的技術(shù)水平和雄厚的經(jīng)濟實力，不斷推出該領(lǐng)域的更新?lián)Q代產(chǎn)品。近三十年來，在全世界范圍內(nèi)HEN一直處于該領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位。上海賀利氏電測騎士有限公司是HEN下屬的子公司，總投資為600萬美元。

19.森太克汽車電子-中美合資

公司簡介：上海森太克汽車電子有限公司是專業(yè)生產(chǎn)汽車傳感器，汽車數(shù)字信息多媒體系統(tǒng)的企業(yè)，公司生產(chǎn)經(jīng)營范圍還包括HVAC控制面板，組合儀表，新型車用電熱杯。

公司由上海德科電子儀表有限公司與美國DL國際集團出資創(chuàng)立，分別占60%和40%的股份。上海德科電子公司在汽車電子行業(yè)有豐富的技術(shù)開發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)驗，完善的質(zhì)量管理體系，并得到美國德爾福公司的技術(shù)支持，DL公司是美國TI在國內(nèi)汽車電子市場的代表，得到美國TI的技術(shù)支持?；谀腹镜馁Y源支持，公司具有雄厚的技術(shù)開發(fā)能力和質(zhì)量控制能力。

20.航天機電（HT）-中國

公司簡介：上海航天汽車機電股份有限公司（簡稱“航天機電”）成立于1998年5月28日，是中國首家以“航天”命名的上市公司，是航天技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化的重要平臺。

依托央企資源，把握國家戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，經(jīng)過多年不懈努力，航天機電現(xiàn)已形成新能源光伏，高端汽配和新材料應(yīng)用三大產(chǎn)業(yè)格局，建成了垂直一體化的航天光伏產(chǎn)業(yè)鏈，打造了集研發(fā)，制造，營銷于一體的高端汽配產(chǎn)業(yè)和軍民融合的新材料產(chǎn)業(yè)平臺，創(chuàng)建了上海，內(nèi)蒙古，江蘇三大產(chǎn)研基地，擁有一個國家級，五個省市級技術(shù)研發(fā)中心，五家上海市高新技術(shù)企業(yè)，以及境內(nèi)外兩個資本運作平臺。

全球汽車產(chǎn)業(yè)開始蛻變，進入加速擁抱新技術(shù)和新科技的時代，主要表現(xiàn)為新車型的推出速度越來越快、新技術(shù)的采用更加的廣泛、汽車領(lǐng)域相關(guān)專利數(shù)量不斷攀升等。新能源汽車、自動駕駛和車聯(lián)網(wǎng)，也將汽車傳感器產(chǎn)業(yè)帶入新的階段。而MEMS在汽車領(lǐng)域獲得大規(guī)模應(yīng)用，未來空間仍然十分巨大。新能源汽車、自動駕駛和車聯(lián)網(wǎng)，也將汽車傳感器產(chǎn)業(yè)帶入新的階段。

中國汽車傳感器面臨著一條艱難的道路，所以中國的汽車傳感器廠商要在提高技術(shù)上下功夫，只有技術(shù)突破，以價值取勝，才能在未來競爭中占據(jù)主導(dǎo)權(quán)。
來源：?今日半導(dǎo)體