10多年前，美國國防部高級研究計劃局拉開了無人駕駛汽車城市挑戰(zhàn)賽的帷幕，彼時的參賽汽車大多數(shù)使用了價值超過300萬元的傳感器。

近年來，傳統(tǒng)汽車企業(yè)和新興互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)都對無人駕駛技術(shù)趨之若鶩。戴姆勒大中華區(qū)駕駛輔助系統(tǒng)負責人BernhardMorys就表示，無人駕駛的最大挑戰(zhàn)，來自傳感器對環(huán)境的感知。

20年后，中國有望超過美國，成為全球最大的自動駕駛汽車市場，自動駕駛汽車銷量將超過當年汽車總銷量的30%。

過去，由于中國汽車工業(yè)在整車控制系統(tǒng)等領(lǐng)域的技術(shù)缺失，使得我國傳感器企業(yè)失去了與國際巨頭同臺競技的機會。

如今，全球汽車工業(yè)迎來了向智能網(wǎng)聯(lián)時代深度變革的機遇期，我國傳感器企業(yè)能否借勢ADAS(高級駕駛輔助系統(tǒng))、無人駕駛等新興技術(shù)的發(fā)展，一掃往日陰霾?

車用傳感器難覓中國企業(yè)身影

微型化、集成化是MEMS(微機電系統(tǒng))傳感器的重要特征，這種集多種功能于一身的傳感器，尺寸通常僅為毫米或微米級。對于平均要采用上百個傳感器的汽車來說，MEMS傳感器已經(jīng)不可替代。正因為如此，汽車產(chǎn)業(yè)被認為是MEMS傳感器的第一波應(yīng)用高潮。

據(jù)統(tǒng)計，2014年全球車用MEMS傳感器市場已高達26億美元，預(yù)計在2021年以前將達到34億美元。但是在這一領(lǐng)域，卻很難見到國內(nèi)企業(yè)的身影。“車用MEMS傳感器市場不僅基本被國外企業(yè)占領(lǐng)，而且呈現(xiàn)高度集中的態(tài)勢。”賽迪智庫集成電路產(chǎn)業(yè)研究所副所長林雨告訴《中國電子報》記者，“前10名企業(yè)占據(jù)了近八成的市場份額。”

具體來看，博世擁有壓力傳感器、流量傳感器、加速度計和陀螺儀等MEMS傳感器系列產(chǎn)品，同時在十多項關(guān)鍵應(yīng)用領(lǐng)域都居于領(lǐng)導(dǎo)地位，2014年以7.9億美元的銷售金額穩(wěn)居行業(yè)榜首。

美國Sensata公司憑借壓力傳感器的優(yōu)勢超越飛思卡爾和日本電裝公司，躍居市場第二的位置，成為領(lǐng)先的胎壓監(jiān)測傳感器公司，銷售收入達到2.68億美元。

飛思卡爾排名第三，是防撞氣囊領(lǐng)域僅次于博世的傳感器廠商，且在胎壓監(jiān)測壓力傳感器領(lǐng)域占有一席之地。在被恩智浦收購后，配合智能網(wǎng)聯(lián)汽車整體方案的推出，或?qū)⒃谄囯娮宇I(lǐng)域擁有更多的話語權(quán)。

日本電裝公司在MEMS空調(diào)監(jiān)測及針對連續(xù)變速傳動系統(tǒng)的壓力計產(chǎn)品領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位，但受日元貶值的影響排名第四，市場占有率約為8%。另外，老牌汽車電子企業(yè)ADI、英飛凌、村田、松下、德爾福和愛普生也都躋身前十。

智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)造市場新機遇

當前，全球汽車工業(yè)正處于向智能網(wǎng)聯(lián)時代邁進的深度變革期，正是這一原因帶來了MEMS傳感器在汽車領(lǐng)域的大熱。

目前，車用MEMS傳感器的應(yīng)用主要有防抱死系統(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，涉及的主要MEMS器件有壓力傳感器、加速度傳感器、陀螺儀傳感器和流量傳感器。普通汽車采用的MEMS傳感器數(shù)量為50到100個，而豪華型汽車上的傳感器數(shù)量已經(jīng)超過了200個。

“智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展顯著帶動了車用MEMS傳感器的需求。”林雨認為，“未來隨著汽車的進一步智能化，對MEMS傳感器的需求也將加速提升。”

進一步智能化的就是ADAS(高級駕駛輔助系統(tǒng))以及更進一步的無人駕駛。遇到危險時無需駕駛者操作就能自動剎車的主動防撞系統(tǒng)，已經(jīng)成了2016年大眾帕薩特的新賣點。沃爾沃S60更是可以自己在高速上跟著堵車大隊挪動，解放了駕駛者踩下剎車或油門的雙腳。

谷歌公司無人駕駛汽車取得的成果有目共睹，百度公司的無人駕駛汽車在去年年底也已首次實現(xiàn)國內(nèi)城市、環(huán)路及高速道路混合路況下的全自動駕駛，長安汽車在4月18日表示已圓滿完成2000公里無人駕駛測試項目，樂視在4月20日推出無人駕駛汽車LeSEE……

不僅僅是傳統(tǒng)汽車企業(yè)，新興互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也對ADAS和無人駕駛技術(shù)的研發(fā)趨之若鶩。那么，如何讓汽車像人一樣感知和理解駕駛環(huán)境并做出正確判斷呢?沒錯，靠的正是傳感器。

傳感器的機會在于無人駕駛感知系統(tǒng)

汽車的無人駕駛系統(tǒng)由感知、決策、執(zhí)行三個層面組成。國家“千人計劃”專家、同濟大學(xué)教授白杰在接受《中國電子報》記者采訪時表示，感知系統(tǒng)是前提，相當于汽車的眼睛和耳朵，完成采集數(shù)據(jù)的任務(wù);決策系統(tǒng)基于感知的數(shù)據(jù)，通過“算法”分析做出判斷并發(fā)出指令，相當于汽車的大腦;最終由執(zhí)行機構(gòu)來完成這些指令，如啟動、制動和轉(zhuǎn)向等。

這三個層面中，都涉及了大量的傳感器應(yīng)用。對于國內(nèi)企業(yè)來說，哪里有我們的機會呢?

“執(zhí)行傳感器層面要和國際巨頭抗衡的難度太大，因為已經(jīng)形成了相對成熟的技術(shù)和市場。”白杰表示，“一旦國內(nèi)企業(yè)成功研制某一產(chǎn)品，國際巨頭就會大幅降低相應(yīng)的產(chǎn)品價格——防抱死系統(tǒng)就是個很好的例子。走這條產(chǎn)品仿制之路，如果沒有幾代技術(shù)的積累，就算產(chǎn)品再好，價格再便宜，最好的結(jié)果也就是成為一個二級甚至三級供應(yīng)商。”

日前，國內(nèi)消費電子領(lǐng)域傳感器龍頭企業(yè)歌爾聲學(xué)傳感器事業(yè)部總經(jīng)理宋青林曾向記者表示，相對于傳感器的設(shè)計和制造本身，他更關(guān)注傳感器的算法，因為好的算法才能讓傳感器物盡其用。

那么，在汽車領(lǐng)域，國內(nèi)企業(yè)是不是可以通過鉆研傳感器算法來實現(xiàn)突破?“買產(chǎn)品，送算法，是汽車領(lǐng)域的一大特點。”白杰表示，“脫離設(shè)計和制造，單純搞算法研究，也很難獲得長遠發(fā)展。”

這樣一來，汽車傳感器市場真正的機會就落在了無人駕駛的感知系統(tǒng)上。

毫米波雷達是不是下一個突破口?

攝像頭、毫米波雷達、激光雷達是汽車采集外部數(shù)據(jù)以實現(xiàn)ADAS和無人駕駛的三種主流傳感器。目前，部分汽車已經(jīng)初步具備通過攝像頭獲取信息并作出判斷的基本能力，但在自動駕駛中，僅僅通過攝像頭識別圖像是不夠的，通常還要搭配毫米波雷達和激光雷達一起使用，前者的監(jiān)測精度很高，后者在監(jiān)測障礙物方面較有優(yōu)勢。

從成本角度來看，攝像頭雖然成本較低，但會受光線等使用環(huán)境的影響，而激光雷達的價格又太過高昂。注意到谷歌無人駕駛汽車頂上突兀的“大鐵塊”了嗎?這種激光傳感器不僅塊頭大，而且價格也貴得離譜。據(jù)了解，其早期售價一度超過50萬元。這倒與“百度無人駕駛汽車1個激光雷達就要70萬元”的坊間傳言相符。

“不同產(chǎn)品有不同的使用空間。”白杰分析道，“激光雷達做為預(yù)警系統(tǒng)用是可以的，但作為整車廠前裝，缺點在于不能滿足全天候要求，霧霾天、下雨天不能用。另外，從工作原理分析，激光雷達必須保持整潔以滿足光的可穿透要求，需要經(jīng)常清洗，否則性能會受到響。所以激光雷達暫時不會成為主流。”

白杰認為，相對在攝像頭方面的激烈競爭，毫米波雷達更有創(chuàng)新性，潛在的市場空間更大，機會更多。毫米波成像技術(shù)也是一個研究方向，目前還不完全成熟，尚無公司做出專利。

據(jù)市場研究機構(gòu)IHS預(yù)測，隨著ADAS系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，汽車毫米波雷達傳感器市場的年均增長率將高達23%，預(yù)計到2021年的市場需求總量將達5000萬部。由于毫米波雷達抗環(huán)境干擾能力強、穩(wěn)定性高，在歐美等發(fā)達地區(qū)幾逐漸成為標配。2015年中國汽車銷售量為2459.8萬輛，保守按20%的裝配量計算的話，近500萬輛的市場規(guī)模已經(jīng)非?？捎^，且應(yīng)用前景更為廣闊。

記者了解到，國內(nèi)已經(jīng)有一些傳感器企業(yè)積極投身毫米波雷達研發(fā)，進軍ADAS領(lǐng)域。廈門意行半導(dǎo)體科技有限公司24GHz毫米波雷達低成本解決方案正在推進裝車應(yīng)用，沈陽承泰科技有限公司宣稱其77GHz毫米波雷達即將面世。

“兩到三年內(nèi)，我國自主研發(fā)的毫米波雷達傳感器應(yīng)該會有較大突破。”白杰對未來充滿了信心。

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