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原标题:二〇〇两年本国汽车MCU市集规模将超50亿元,传感

浏览次数:198 时间:2019-09-24

汽车传感器能把外部环境的各种物理信号和参数如车速、温度、发动机运转工况等,转化成电信号,并为中央处理器提供必需的感知信息。汽车传感器作为汽车电子控制系统的重要信息源,是汽车电子控制系统的关键部件,也是汽车半导体技术领域研究的核心内容之一。评价一个现代高级轿车的电子化控制系统水平的关键,在于采用传感器的数量和水平。

StrategyAnalytics预测从2004年到2009年,全球车用传感器将呈现9%左右的成长率,2008年市场需求量估计将可达14.87亿个。中国市场更是车用传感器发展的温床,计世资讯(CCWResearch)最新调查数据显示,2006年中国汽车传感器的市场销售额达到3.9亿美元,同比增长率为42.8%,2007年-2010年期间中国汽车传感器市场销售额的年度复合增长率将超过35%。预计2007年市场销售额将达到5.4亿美元,其同比增长率为36.3%;预计2009年市场销售额将接近10.5亿美元,其同比增长率为40.5%;预计2010年市场销售额将超过13.2亿美元,其同比增长率为35.2%。

计世资讯(CCW Research)的研究报告《2006-2007年中国汽车半导体市场发展趋势研究报告》预测表明,未来中国汽车MCU市场将步入快速成长期,2007年-2010年期间中国汽车MCU市场销售额的年度复合增长率将超过30%,预计2007年市场销售额将超过20亿元,2009年市场销售额将接近40亿元,2010年市场销售额将超过50亿元,同比增长率将达到29.3%。

2010年市场规模将超过100亿元

汽车电子涉及到的传感器种类繁多,我们将为你分析中国市场内最具代表意义的传感器技术发展概况,为你的相关设计工作提供一点启示。

EMS和汽车音响是两大应用领域

汽车传感器包括压力、液位、流量、位置、高度、距离、速度、转速、转矩、加速度、温度、图像、智能等多种传感器。汽车传感器的供应商主要有Bosch SensoNor、西门子VDO、德尔福、德科、霍尼韦尔、飞思卡尔、英飞凌、ADI、NXP等公司。

安全性能成主打,创新应用不断涌现

2006年中国汽车MCU的应用市场结构中,按MCU在各种汽车电子产品中的销售额计算,发动机电子控制系统和汽车音响依次占据市场排名的前两位。发动机电子控制系统所用MCU占总体市场份额达到25.3%,排名第一。随着国Ⅲ排放标准逐步在中国市场推广应用,能满足这种排放标准控制精度的32位MCU成为大势所趋。汽车音响所用MCU占总体市场份额达到22.3%,排名第二,两者所占市场份额总和超过45%。随着全球汽车音响产业的转移和扩张,中国正成为全球汽车音响的主要生产基地和产业转移的主要承接地,专业化分工亦日趋明显。同时中国本土的汽车电子企业以生产汽车音响为主,汽车音响中的MCU主要是16位和32位,技术含量比较高。

现代汽车电子从所应用的电子元器件到车内电子系统的架构均已进入一个有本质性提高的新阶段,其中最有代表性的核心器件就是传感器。随着汽车半导体技术的发展,汽车会变得越来越人性化,甚至会实现全部功能的电气化,操作更加舒适、方便、环保,汽车的安全、环保、娱乐等需求推动着

随着汽车的逐渐普及,人们对汽车安全性能、舒适性能的要求已经越来越高,很多国家甚至制定相关标准来对此进行规范化管理。英飞凌科技北美公司汽车、工业和多元化电子市场部总经理ChristopherCook表示:“美国汽车界要求汽车采用车轮胎压监测系统以满足相关安全法规。我们的目标是开发越来越智能化的传感器,使汽车驾驶更加安全,油耗和污染排放进一步降低,在引擎管理中发挥越来越重要的作用。”而其它地区,特别是欧洲,TPMS也正日渐普及。人们对汽车安全性的重视度可见一斑。为了帮助客户提升汽车产品的竞争力,各个传感器厂商在技术发展上特别用心,除了继续走智能化、集成化以及小型化路线以外,传感器创新的应用模式也不断涌现。

中国汽车微控制器MCU供应商主要有飞思卡尔、富士通、ST、瑞萨科技、英飞凌、Microchip、东芝、NEC、Cypress和AMIS等。

汽车传感器市场快速发展。

英飞凌去年年底在Convergence2006展会上推出了SP35胎压传感器,这是第一款将TPMS模块所有功能融入单一封装的器件。这个高度集成的器件安装在印刷电路板上,与电池和天线一起组成一个完整的TPMS模块,使汽车行业供应商可以经济有效地满足美国安全法规的要求。该独立封装器件集成了带有8位微控制器的微机电系统压力、加速和温度传感器,TPMS模块和电子控制单元之间通过调幅/调频、射频发送器和低频接收器进行无线通信。MCU芯片还带有存储器、电池电压监测器和高级功率控制单元。通过去除TPMS模块中的独立通信芯片,SP35使模块设计复杂度和成本降低了大约10%。

从低端不断向高端演进

根据计世资讯(CCW Research)的研究报告《2006-2007年中国汽车半导体市场发展趋势研究报告》研究表明,2006年中国汽车传感器的市场销售额达到29.84亿元,同比增长率为42.8%。未来中国汽车传感器市场将步入快速成长期,2007年-2010年期间中国汽车传感器市场销售额的年度复合增长率将超过35%,预计2007年市场销售额将达到40.67亿元,其同比增长率将达到36.3%;预计2009年市场销售额将接近80亿元,其同比增长率将达到40.5%,达到未来四年中的最高点;预计2010年市场销售额将超过100亿元,其同比增长率将达到35.2%。

与英飞凌SP35的单片TPMS解决方案相呼应,飞思卡尔的8针脚胎压监测传感器MPXY8020A也是一款高集成度产品。它由一个变容压力传感器元件、一个温度传感元件和一个界面电路组成,所有这三个元件都在单块芯片中。MPXY8020A可与遥控车门开关系统结合使用,提供一个高度集成的低成本系统。

随着汽车向更节能、更安全、更舒适方向发展,汽车电子系统的功能日趋复杂,汽车MCU从低端不断向高端演进成为用户需求趋势,汽车用MCU的需求层次和数量不断提升。目前一部中档汽车采用的MCU数量大约是40至50片,而高档车型可达到80甚至100片。

EMS和电子仪表是两大应用领域

MEMS是面向汽车安全应用的传感器技术的一个亮点。专家最新提出一个汽车“黑匣子”的概念,该“黑匣子”用以监控汽车的速度、安全带的使用状况以及由于汽车急转弯、急刹车、行驶不稳定、异常减速和不安全倒车等原因造成的超重力行驶,为驾驶者提供指导和预警帮助。这些系统配有加速感应器和回转感应器,采用MEMS技术以减小器件尺寸和成本,并获得了市场的认可。

MCU是汽车电子中的核心部件,从简单的车灯控制到复杂的发动机控制、汽车远程通信,实现高、中、低端微控制器MCU在汽车中都可以发挥作用,可以共存于一个系统中,汽车众多的控制功能,无不与MCU的功能密切相关。中国汽车微控制器MCU的市场规模不断增长,由于电子产品在汽车整车中所占的比例将逐年提高,系统的运行也从最初的单一控制发展到如今的多变量、多目标综合协调控制,这就需要大量高性能的MCU。可见,随着汽车电子系统的功能需求日趋复杂,车用MCU从低端不断向高端演进。

自20世纪80年代以来,汽车上应用的传感器越来越多。各种各样的传感器已经深刻地融入到汽车的各个功能系统,包括发动机管理系统、底盘与传动系统、安全系统、车身电子系统、空调环境系统等等。

Memsic公司北美销售总监JohnP.Pyle表示:“‘黑匣子’的市场将遍及全世界,我们预期未来所有的汽车生产商都将会安装某种形式的黑匣子。这必将导致MEMS传感器和加速感应器市场份额的急剧扩大。我们预计到2007年,MEMS传感器在汽车领域的销售规模将达15亿美元,这包括所有的MEMS传感器和加速感应器,其中加速感应器占70%。”

汽车MCU已成为半导体厂商争逐的热点市场。8位、16位、32位MCU适用于不同的系统应用,安全系统、马达控制、电力机车、安全与控制以及车载娱乐系统将成为16位和32位MCU产品的新驱动力。并且随着市场对汽车智能化、舒适性、安全性要求的不断提高,32位MCU发展最为快速。未来几年汽车MCU最集中的发展方向将是混合动力车用MCU的开发。

2006年中国汽车传感器的应用市场结构中,按传感器在各种汽车电子产品中的销售额计算,发动机电子控制系统和电子仪表依次占据市场排名的前两位,二者所占市场份额总和接近60%,其中发动机电子控制系统用传感器的市场份额达到40%,排名第一。这是由于环保、油耗法规的要求不断严格,使发动机越来越复杂,发动机电子控制系统性能就会相应提高,这就要求不断提高传感器的用量和精度,在汽车发动机电子控制系统中,传感器处于十分重要的地位。

在高端的汽车中,人们常常会使用智能图像传感器来辅助驾驶。由于该传感器价格昂贵,一直未能普及,但是就在近日,瑞士CSEM公司宣称其利用ViSe智能图像传感器设计的实时视觉系统,能把汽车视觉系统的成本从数千美元降低到数百美元。CSEM采用了双芯片解决方案,即该公司专有的视觉传感器搭配ADI公司并不昂贵的BlackfinDSP。CSEM正计划下一步把一个专有DSP芯片和其图像芯片集成在一起,提供单芯片解决方案。

单片解决方案成应用趋势

电子仪表用传感器的市场份额接近20%,排名第二。随着汽车半导体技术的发展,多功能、高精度、高灵敏度、读数直观的电子数字显示及图像显示的仪表不断应用于汽车。传感器是汽车电子组合仪表中较重要的一种半导体器件,大部分电子组合仪表显示的依据来自传感器,传感器装置根据被监测对象的状态变化而改变其电阻值,通过仪表指示出来。

面向倒车系统应用的传感器技术也是目前的热门之一。Murata推出了一系列超声波传感器产品用于倒车系统。以其MA40MF14-5B为例,该产品不仅具有小体积、防水、窄范围检测、响铃时间短等特点,最特别之处为该产品采用了110°×50°的不对称光栅,以提高检测的准确性,避免误操作。

随着成本意识的提高,单片解决方案将成为一种应用趋势。汽车电子逐渐与通信、无线技术、网络等技术的融合,催生了MCU集成RF、光传感器、模拟器件及多芯片的应用。特别是汽车MCU会集成模拟功能,如飞思卡尔推出了一系列器件,它们就是将高性能的闪存MCU与模拟IC集成在同一个封装中。

仪表板中最常用的是车速里程表,目前很多轿车仪表已经使用电子车速表。仪表板上的机油压力表、水温表和燃油表都是直接与发动机工作有关的仪表,它们各自都有相应的传感器将监测对象的信息反映在仪表上。

从精准处入手,优化发动机、底盘控制技术

同时MCU和DSP的集成将是实现低成本、高效率系统的关键,目前越来越多原来依赖MCU的应用现在也需要信号处理能力,而DSP能更好地完成这些功能,因此必须将MCU和DSP集成到一起。在此类应用中,DSP通常执行计算密集的算法,而MCU则负责接口、网络及控制等功能。与分立的MCU和DSP相比,将二者集成在单一芯片中,可以降低系统成本和功耗,同时提高了效率和性能。

走向多功能化、智能化和高可靠性

作为汽车的核心技术,发动机控制系统和底盘控制系统对传感器的要求一直以高精度与高可靠性为主。这类传感器技术已经非常成熟,其市场也主要以北美和欧洲为主。在这个应用领域内,为了进一步提升汽车的附加价值,传感器厂商在精准处下了不少功夫,如利用先进传感器提升电池的使用效率等。

内置闪存MCU将成市场主流

未来汽车用传感器技术的发展,不仅仅是传感器自身的开发,而且更注重于对传感器的互换性、耐久性、可靠性的开发。传感器产品技术正朝着微型化、多功能化、智能化和更高可靠性的方向高速发展。由于基于MEMS技术的微型传感器,在降低汽车电子系统成本及提高其性能方面的优势,它们已经开始逐步取代基于传统机电技术的传感器。

以德尔福公司新近推出的电池IVT传感器为例,由于车载电子设备越来越多,使为其提供电力的电池和交流电机工作负荷不断增大,因此对电池充电状态进行准确计算以确保电池发挥最佳性能的重要性也日益突出。德尔福的电池IVT传感器可帮助电池达到最佳性能,采用了IVT传感器后,每加仑燃油能支持汽车多跑0.5英里。该电池IVT传感器可精确测量作为确定电池工作状态三大关键参数的电流和温度。德尔福公司创新及电子/电气系统全球总监DaveWright表示,“在电池处于满充状态时,德尔福的电池IVT传感器可减少交流发电机所需输出的电力,从而降低发动机的机械载荷并达到提高燃料效率的目的。”

随着汽车向更节能、更安全、更舒适方向发展,内置闪存的MCU将成为市场主流,车载内置闪存MCU占据整个内置闪存MCU的市场份额达到20%。它将替代传统的MCU,其优势在于其不仅可以降低研发成本,缩短开发周期,还可减少管理费用,其最大的优势是灵活性,闪存MCU可以使开发人员快速响应用户的需求。

未来几年汽车传感器的主要增长领域,包括以下几个方面:用于提高汽车安全性和舒适性的生物体测量方面的传感器;用于车辆动力学控制和安全气囊的加速度计;用于传动、刹车、冷却、燃油等方面的压力传感器;用于车辆动态控制、翻车报警和GPS后备的偏航速率传感器;用于轮速以及凸轮轴、机轴、踏板位置敏感的位置传感器;车厢环境监控的湿度传感器;用于近距离障碍物检测和避撞的测距传感器;用于胎压监测系统的MEMS微型压力传感器,如飞思卡尔、英飞凌等公司都在向市场力推各自的轮胎压力传感器产品。

目前中国生产汽车发动机及底盘控制系统的厂商并不多,因此在中国市场上,面向这类应用的传感器寥寥无几。而面向车身控制以及信息娱乐系统的市场则非常大,市场上涌现了大批技术成熟的产品。如何将这些优秀的产品加以创新的应用,则是汽车厂商们面临的首要问题,也是决定汽车“档次”的关键问题。

内置闪存MCU在发动机控制、汽车音响、导航系统等领域将不断深入应用,增长趋势将不断显现。如英飞凌于2006年初宣布开始批量生产其面向汽车系统的高级32位嵌入式闪存MCU,2007年年底前,英飞凌预期将为欧洲汽车制造商供应大约600万套这类MCU。飞思卡尔32位MCU内置闪存容量提高到了1MB,而且针对车用MCU的不同需求,提出了不同解决方案。

总之,具有高灵敏度、耐冲击性、适应各种环境、高可靠性、高安全性等各种功能特点的传感器,将会是全球传感器市场产品需求的热点。

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