从市场发展趋势看,汽车电子技术的系统化、一体化集成和智能化是必然方向,三个趋势沿着汽车安全性、节能减排和舒适便捷/增强性能三条主线发展。而贯穿这三条主线的技术主流则是汽车系统的电子化、系统化、集成化和智能化。

汽车上的电控单元越来越多,嵌入式系统集成控制技术、计算机技术和网络技术的发展和成熟,使汽车电子控制系统的一体化集成、网络化和智能化成为汽车技术发展的必然趋势。
一体化集成
协调和加强汽车系统的安全性、燃油经济性、操纵稳定性、舒适性等性能,提高汽车的价值,降低总成本。当前最典型的两个集成领域在于底盘和动力传动系统的集成。
网络化
数据的快速交换、高可靠性及低成本是对汽车电子网络系统的要求,可实现数据通信、信息共享和各个系统间的功能协调和优化。
总线技术将汽车中各种电控单元、智能传感器、智能仪表等连接起来,构成汽车内部局域网,通过协议进行相互通信,实现各系统间的信息等的共享。主要优点包括:大大减少汽车线束的数量、连接点和种类,提高系统的可靠性和可维护性;采用通用传感器,达到数据信息共享目的;改善系统的灵活性,即通过软件可实现系统功能的变化。
智能化
现代汽车技术正朝着更加主动智能化趋势的方向发展,以达到“人-车-环境”的智能协调。智能系统的主要特点是以技术弥补认为因素的缺陷,使得即便在很复杂的道路环境情况下,能自动地更精确地操控汽车,使汽车更安全,更舒适,更节能,性能更好,汽车电子产品在整车中的价值和效能得到进一步的提高。
智能化的特点是系统能够主动协助驾驶员采取必要的动作,体现在系统必须具有三个方面的特征,即具有实时感知能力、判断决策能力和操控执行的能力。实际上,目前正在开发的具有高度反应性的驾驶员辅助系统等(主动安全性系统)都具有相当高的智能化程度,例如:车道偏离防止系统/车道保持系统、主动碰撞避免系统、自适应巡航控制系统、智能导航/智能交通系统、智能驾驶系统-无人驾驶汽车、智能化安全气囊等。
汽车电子系统关键核心技术
国内汽车电子产业的发展与竞争力的提高,有赖于国内上游半导体产品和集成模块的开发和产业化发展,芯片和核心零部件技术是汽车电子产业发展的基础和保障。而现在国内这一领域被外企垄断,基本靠进口,在此基础上进行二次开发,在技术和成本上都不具有优势。
电控单元(ECU):电控系统的核心。开发和制造性能强,耐久可靠,质量高,成本低并能在复杂和恶劣环境下工作的汽车嵌入式电子芯片和PCB的能力,是汽车电控系统对电控单元的基本要求。
控制和软件技术:控制算法和嵌入式软件是汽车电子技术发展的最关键部分,也是最大的技术瓶颈,要实现核心的控制功能,故障诊断和故障安全保护,与其他系统和零部件的通信。
电控执行机构:是电控系统的关键部件。其工作精度、性能和可靠性直接决定了控制系统的性能和质量。对执行机构的基本要求是精度高、反应快、功率密度高(体积小重量轻),噪音低、耐久可靠,质量高、成本低。
传感器技术:所需的传感器种类和数量不断增加高精度、高可靠性、高质量且低成本是系统应用的基本需求。未来传感器技术也正朝着多功能化、集成化、智能化和微型化方向发展。
电子系统网络化和整车集成:系统的性能和成本取决于零部件在系统中的优化匹配。集成包括电控系统自身的系统或整车的,网络通信的集成,必须具有机电集成的技术知识和经验,具有对系统知识的精深了解,甚至对整车动力学和有关系统的深入掌握。
以MCU(微控制器)为例,英飞凌、飞思卡尔、NXP、瑞萨、TI等国际厂商占据了90%以上的市场,每辆车使用数量超过100个,一些高端车甚至达到250个以上,MCU占PCBA(Printed Circuit Board+Assembly)总成本1/4以上,外企和本土企业采购成本存在巨大差别。
又例如ASIC(专用集成电路),目前国内芯片制造商还没有真正开始在汽车领域有大量应用芯片的案例,再加上基本所有专用芯片都有专利限制,因此,国内零配件厂ASIC的购买主要是从一家在国际大厂采购应用或正在应用的简化版,国内零配件厂商基本没有选择余地,也丧失了议价能力。
而掌握以上几方面关键核心技术是具备汽车电控系统开发能力,并实现产业化,制造出高性能、高质量、低成本的高端电子技术产品目标的关键所在。
汽车电子市场竞争进一步加剧
据了解,目前整车超过20%的成本都来自电子系统,而在不久后这一占比或将超过40%,单从数据来看,对于众汽车电子厂商来说,汽车电子系统这块大蛋糕已经着实令人“垂涎欲滴”了。
而从目前的市场需求来看,汽车的安全性、节能减排法规的日益严苛以及汽车作为智能娱乐工具的需求都催生了汽车电子市场容量的不断扩大。
在汽车安全性方面,目前被动安全技术的发展已经接近饱和,而主动安全系统如防抱死制动系统(ABS)、制动力分配系统(EBD)、车身电子稳定系统(ESP)、红外成像等技术已不断被应用在市场上,并已成为汽车安全高新技术的一个重要发展方向。
在节能减排方面,对于传统能源汽车来说,包括发动机电子控制和管理系统(EMS)、电控自动变速器(ECAT)、电控转向系统和车辆启动/停止系统等都需要电子技术的支持。而对于新能源汽车而言,则包括了驱动电机和驱动控制系统、电池和电池管理系统 (BMS)、整车电控系统、热管理系统等。值得关注的是,日前新能源汽车整个产业链的蓬勃发展必定也将加速电子技术与控制系统进一步发展的步伐。
而在智能娱乐方面,车联网、自动驾驶、智能导航/智能交通系统(ITS)等的高增长率也为电子产业带来了一次全新的机遇。从当前市场格局来看,车联网生态产业正在逐渐形成,据预测,未来3~5年内,全球车联网市场规模也有望达到3000亿元。从当下来说,阿里巴巴、百度、腾讯、苹果等互联网巨头都已经纷至沓来,意欲抢夺车联网的先机,而传统的汽车厂家也都纷纷选择主动出击拥抱互联网,可以说,互联网技术的持续推动将给汽车产业带来一场全新的革命,而这也意味着汽车电子技术的竞争将进一步加剧。
外资企业成市场霸主 技术疲软成国内企业竞争之殇
据了解,目前全球知名汽车电子厂商的产品都已涵盖了多类汽车电子产品,在车用电子稳定系统、汽车电子控制系统等核心技术领域可以说已是垄断地位。那么我国的汽车电子产业格局几何呢?
当前,我国是汽车大国,但不是汽车强国,我国的汽车电子核心技术阵地正在处于不利的地位。国内车企面临的主要问题在于没有消化和掌握核心技术:国内汽车业上游基础核心技术依旧空白,如半导体及关键元器件的质量仍难以达到汽车级的要求,而这也是源于我国基础技术研发的投入未跟上系统技术发展的要求的原因;另外,我国本土电子系统的技术能力也相对薄弱,自主汽车电子系统企业就目前来讲还很难作为一级配套供应进入整车厂(如EMS、ESC、DAS、EPS等);此外,国内车企的一些关键核心零部件都需要从外企供应商处采购得来,这使得国内汽车企业在成本上也失去了竞争优势。
对此,相关行业专家表示,往往连关键的原材料、核心零部件、设备、工具等都需要进口,受制于人,造成汽车电子市场被外企垄断的直接原因是我国最根本基础技术的缺乏。基础技术不发达,系统技术是不可能发展强大。
未来国内汽车电子产业发展的出路在何处?
当前,我国汽车市场正处于发展的关键时期,产销量连续几年居全世界第一位置,但在汽车技术领域,可以说是相对落后很多。国内整车和配套企业至今还基本没掌握核心技术,尤其是缺乏汽车产业发展的关键前沿技术保障:汽车电子技术。
对此相关行业专家指出,要实现国内汽车电子产业的突破,首先必须解决芯片、软件和核心零部件技术的突破;其二,在国家层面需要有长远和持续稳定的核心汽车技术发展战略;其三,企业(尤其国企)的管理体制必须改革;其四,企业之间需要形成以整车厂为龙头的协同合作模式,其中,汽车电子企业之间的战略合作与共享资源尤为重要。
尽管这条“复兴之路”显得困难重重,然而对于国内汽车电子企业而言,希望仍存。当然,首先要暂时避开复杂程度高、要求高的电控系统(尤其是与主动安全性有关的系统)主战场,进而主攻其他相对简单的车载和车身电子系统,或者可先以后装市场为主,逐步再过渡到前装市场领域。而像Mobileye的崛起也应该给国内汽车电子企业一些思考:此类通过创新途径进入市场的方式或许也是一种另类的捷径。
结语
未来汽车电子化、智能化、网络化是大势所趋,结构性变迁可能带来数千亿元的市场空间。相对消费电子市场,汽车电子门槛更高、单机价值量亦更大,而新能源和智能化趋势则给汽车电子产业链带来新增市场,中国电子厂商亦在逐步崛起,不断提高研发能力,不断创新,加速进口替代。未来在车联网、智能汽车等新技术大发展的背景下,我国汽车电子产业定会迎来发展新高峰。







