車用MEMS傳感器的應(yīng)用方向和市場需求包括車輛的防抱死系統(tǒng)(ABS)、電子車身穩(wěn)定程序(ESP)、電控懸掛(ECS)、電動手剎(EPB)、斜坡起動輔助(HAS)、胎壓監(jiān)控(EPMS)、引擎防抖、車輛傾角計量和車內(nèi)心跳檢測等等。
隨著高端汽車與智能汽車的普及,以及無人駕駛技術(shù)的推進,超聲波傳感器、圖像傳感器、激光雷達(dá)傳感器、微波傳感器、紅外傳感器等也都被采用。汽車傳感器已經(jīng)成為MEMS傳感器的一個主要的應(yīng)用市場。
車用MEMS的應(yīng)用
目前,壓力傳感器、加速計、陀螺儀與流量傳感器四類器件合計占汽車MEMS系統(tǒng)的99%。其五年增長率均在3-12%。MEMS壓力傳感器是汽車中應(yīng)用最多的傳感器,汽車用MEMS壓力傳感器的價格大概在5——7美元。在汽車領(lǐng)域,MEMS壓力傳感器營業(yè)收入2013年預(yù)計達(dá)到12.6億美元,占當(dāng)年總體產(chǎn)業(yè)營業(yè)收入的74%。至少18個汽車應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒋龠M壓力傳感器的增長,包括:輪胎壓力,電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)中的剎車傳感器,側(cè)面氣囊,與日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的引擎控制,大氣壓力與廢氣再循環(huán)壓力。
按銷售額計算,最大的五種汽車MEMS應(yīng)用按降序排名是:ESC,安全氣囊,進氣歧管絕對壓力(MAP),TPMS與翻滾探測。
具體應(yīng)用體現(xiàn):
1)MEMS傳感器的大批量高精度生產(chǎn)和高可靠性及單價廉價,特別適宜在汽車電控系統(tǒng)中應(yīng)用;
2)安全氣囊中的汽車安全氣囊感應(yīng)器;
3)MEMS汽車微加速度計正替代以往的機電式加速度傳感器;
4)MEMS陀螺儀在高端汽車中的應(yīng)用包括:懸架控制、翻滾;
5)汽車MEMS壓力傳感器和輪胎氣壓自動監(jiān)測系統(tǒng),MEMS壓力傳感器適合于任何類型的輪胎,在輪胎胎壁埋設(shè)一小塊感壓力敏芯片,自動測量輪胎氣壓、溫度、轉(zhuǎn)速和其它一些數(shù)據(jù),并用特定的代碼發(fā)送出來;
6)發(fā)動機管理系統(tǒng)中的MEMS應(yīng)用;
7)微機械陀螺是一種振動式角速率傳感器,在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用開發(fā)倍受關(guān)注,主要用于汽車導(dǎo)航的GPS信號補償和汽車底盤控制系統(tǒng);
8)汽車電控燃油噴射系統(tǒng)EFI要使用多重壓力MAP傳感器,監(jiān)測發(fā)動機進氣歧絕對壓力,提高其動力性能,降低油耗,減少廢氣排放;
9)微型硅壓阻式MEMS壓力傳感器可用于發(fā)動機廢氣循環(huán)系統(tǒng),替代陶瓷電容式壓力傳感器。
汽車大國自然成為了汽車傳感器應(yīng)用大國
經(jīng)過多年發(fā)展,中國汽車市場已成為全球增速最快的汽車市場之一。隨著中國汽車銷量的增加,傳感器應(yīng)用也隨之快速增長。 2016年全球汽車傳感器市場達(dá)到225億美元的規(guī)模。預(yù)計2020年將達(dá)到309億美元,2015——2020期間的復(fù)合年增長率為7.72%。并且MEMS技術(shù)汽車傳感器逐步取代傳統(tǒng)的傳感器,成為汽車傳感器的主流。
目前中國是最大的汽車生產(chǎn)和消費國家, 所以中國自然是汽車傳感器應(yīng)用大國。2016年我國汽車傳感器市場規(guī)模增長到48億美元, 預(yù)計到2020年將達(dá)到93億美元。
ADAS系統(tǒng)推進汽車傳感器的融合技術(shù)
汽車ADAS(先進駕駛輔助系統(tǒng))向高級輔助駕駛、自動駕駛演進過程中,機器的自動/輔助駕駛功能逐漸替代人的主動性,完成環(huán)境感知、計算分析、控制執(zhí)行的一系列程序。
汽車自動/輔助駕駛系統(tǒng)所用到傳感器主要包括:微波/毫米波雷達(dá)、超聲波傳感器、攝像頭、激光雷達(dá)。
ADAS系統(tǒng)目前在全球和國內(nèi)的滲透率分別只有8%-12%和2%-3%,受益于政策的支持以及消費電子的規(guī)模效應(yīng),未來幾年汽車傳感器行業(yè)可望實現(xiàn)快速增長。根據(jù)IHSAutomoTIve的預(yù)測:到2020年這一市場的規(guī)模預(yù)計將達(dá)99億美元。
汽車各類傳感器在測量范圍、精準(zhǔn)度和有效距離等方面各有優(yōu)劣,在各類輔助駕駛/無人駕駛解決方案中也基本采用多傳感器融合的解決方案。
在外資企業(yè)的壟斷背景下,中國初創(chuàng)企業(yè)初露端倪
汽車產(chǎn)業(yè)固有的體系極其嚴(yán)格,傳統(tǒng)的汽車傳感器市場非常穩(wěn)固,少數(shù)歐美日巨頭壟斷全球市場。中國90%的車用傳感器市場被大陸、博世、德爾福、森薩塔、霍尼韋爾等幾家外資企業(yè)壟斷。
目前雷達(dá)、ABS等越來越多地成為整車企業(yè)的前裝產(chǎn)品,這一類的傳感器需求迅速上升。此外,汽車排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提升, 比如在發(fā)動機運行管理系統(tǒng)中和廢氣與空氣質(zhì)量控制系統(tǒng)中傳感器的應(yīng)用,對材料和工藝的要求比較嚴(yán)格,大陸公司研發(fā)出的一款氮氧傳感器就迅速壟斷了市場。大陸氮氧傳感器擁有專利技術(shù),正好趕上中國汽車排放升級,所有的柴油車都需要安裝這款傳感器,這款傳感器的市場占有率是100%。
ADAS系統(tǒng)的毫米波雷達(dá)市場集中, 長期為國外汽車零部件巨頭所壟斷,以德國、美國和日本等國家為研發(fā)地,主要公司有博世、大陸、海拉、富士通天、電裝、天合、德爾福、奧托立夫等。
國內(nèi)微波/毫米波雷達(dá)傳感器企業(yè)近年來逐漸涌現(xiàn),多為初創(chuàng)企業(yè),普遍缺乏車載行業(yè)背景。隨著ADAS(先進駕駛輔助系統(tǒng))的加速滲透,越來越多的汽車產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)商如滬電股份、亞太股份、華域汽車等大廠紛紛通過自主研發(fā)、國際合作、投資創(chuàng)業(yè)團隊等方式切入加速布局。
全球MEMS汽車傳感器TOP10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TOP10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(dá)到 382億歐元,其中在中國銷售額達(dá)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(dá)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。
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