汽车元器件需求攀升产品,现代汽车电子元器件市场扫描

by admin on 2019年9月22日

汽车需求空间巨大

传感器、控制器、执行器作为汽车电子的基础,对整个汽车系统起着重要的支撑作用,这些技术的发展也随着汽车的发展不断前进。现代汽车已经越来越接近于“自动车”、“智能车”,汽车用基础电子元器件也已经成为这些先进系统的“神经末梢”或“控制神经”。当今只要有新的汽车电子应用系统出现,都将催生新的汽车用基础电子元器件与之配套。

1. 今天的汽车已经进入信息时代

在汽车上用量最多的元器件无疑是传感器,传感器的数量和水平已成为衡量现代高级轿车控制系统水平的关键。当前,一辆国内普通家用轿车上大约安装了近百个传感器,而豪华轿车上的传感器数量多达两百只。2005年汽车传感器市场规模达到84.5亿美元,2006汽车传感器市场规模已超百亿美元,速度与位置传感器、氧传感器、压力传感器以及温度传感器的需求量将继续扩大。

汽车用基础电子元器件发展现状

人类进入21世纪,现代汽车工业已进入成熟期,世界汽车生产能力已大于需求总量的20%。世界各大汽车公司为进一步争夺世界市场,不断增加开发投资力度,试图从不断提高汽车安全性、减低能耗、改善乘坐舒适性和扩大功能范围方面继续保持汽车工业的生存,从而推动汽车工业向高附加值方向发展。其重要标志是汽车技术向机电一体化迈进,汽车电子化程度不断提高。

汽车继电器是汽车零部件中一种重要的电子元器件,是仅次于汽车电子传感器在汽车产品上应用最多的汽车电子元器件之一。目前汽车业已成为继通信业之后的继电器第二大应用领域市场,目前全球汽车继电器的销售额约占继电器总销售额的20%。厦门宏发电声有限公司孙碧育表示,目前汽车继电器用量呈现快速上升趋势。统计数据显示,2006年全球继电器销售额为42.2亿美元,其中汽车继电器销售额为8.5亿美元。预计2007年全球继电器销售额将达44亿美元,其中汽车继电器销售额为8.9亿美元,增幅4.71%。预计2010年世界汽车继电器市场需求量将突破25亿只。由此可见,汽车继电器的发展空间非常巨大。

1.国外汽车用基础电子元器件发展现状 传感器
汽车传感器作为汽车电子控制系统的信息“捕获者”,是其关键部件,也是汽车电子技术领域研究的核心内容之一。世界各国对车用传感器的研究开发、提高性价比都非常重视。“没有传感器技术就没有现代汽车”的观点已被世界所公认。汽车电子化越发达,自动化程度越高,对传感器依赖性就越大。

据报载,近年来是日本以汽车导航系统为主角的汽车多媒体时代。汽车多媒体是汽车的音频装置、电视装置、微机和交通工具的复合体,通用型微机的普及是汽车多媒体时代的必要条件。在欧美汽车保有率达到500辆/千人以上的情况下,为了保证交通安全、防止交通堵塞,必须大力改进现代车辆的交通信息设备。汽车信息化发展的重要标志是电子导航系统。电子导航系统对汽车交通的现代化具有重要的作用。例如由日本建设省、警视厅、邮政省共同推进的道路交通信息系统,通过车载导航系统的FM发射电波,使车辆能在繁杂的交通条件下以最短时间到达目的地。随着TFF液晶成本的下降与半导体元件的高集成化,车辆选装件的普及价格为整车价格的10%。欧美日跨国汽车公司都相继成立了汽车电子研究中心,而世界著名的电子和计算机公司也积极开拓汽车电子产品市场,如德国波许、西门子、法国瓦雷奥、英国卢卡斯、日本日立、松下,美国英特尔、摩托罗拉等。可以说,汽车电子化引起了现代汽车工业的重大变革。

微特电机作为汽车上的另一关键零部件之一,每辆经济型汽车配备微特电机30台左右,高级轿车至少配备微特电机50台以上,豪华型轿车配备微特电机近百台。中国电子元件行业协会微特电机与组件分会秘书长陈宝表示,随着电子技术广泛应用于汽车,微特电机在汽车上的应用会更加宽广,如信息系统、导航系统、汽车音响、电视娱乐系统、车载通信系统等,其微特电机的应用数量也随之增加。此外,诸如扬声器、磁性元器件等元器件在汽车电子中应用亦十分广泛。

目前,一辆普通家用轿车上大约安装几十只传感器,而豪华轿车上的传感器数量可多达200余只。据市场研究机构StrategyAnalytics2006年初的报告,2005年全球汽车传感器市场已达到90.5亿美元,在2006年达到101亿美元,预计到2012年汽车传感器销售额达158亿美元。传感器在汽车上主要应用在发动机控制系统、底盘控制系统和车身控制系统。主要有温度

汽车电子化速度进入新世纪以来,其发展之速,应用之广与日俱增,汽车电子产品的种类和产量不断增加。电子技术的进步无疑奠定了电子装备在汽车上应用的深厚基础。其中必须提到的是为减少汽车的公害,节约能源,电子技术被充分应用到汽车排放净化与提高燃油经济性等方面。半导体技术,特别是微机的发展为汽车技术带来了根本性变革。电子技术首先应用于汽车发动机排放控制与燃油耗控制上,接着被应用于底盘系统的控制,以提高汽车行驶性与乘坐舒适性。而且随着交通运输的高密度发展,电子技术进一步被应用于汽车乘坐安全性提高和导航等方面。随着汽车工业与电子工业的不断发展,在现代汽车上,电子技术的应用越来越广泛。今天的汽车已经逐步进入了电脑控制的时代。专家预测未来3—5年内汽车上装用的电子装置成本将占汽车整车成本的25%以上,汽车将由单纯的机械产品向高级的机电一体化产品方向发展,成为所谓的“电子汽车”。现代汽车电子化的应用情况见图1。

技术要求更高

传感器、压力传感器、位置和转速传感器、加速度传感器、距离传感器、陀螺仪和车速传感器、方向盘转角传感器等。

图片 1

汽车已成为高科技技术应用的重要载体,其需求差异化、多样化的特征以及消费者对汽车更安全、更舒适、更智能的需求,对汽车元器件的要求相应走高。

加速度、振动、速度传感器是汽车运动测量中的三种主要传感器,自2000年来一直保持稳定而强劲的增长势头。目前,世界生产这三种传感器的大型企业有30几家,其中前5名公司占据了31.3%的市场份额。例如Endevco占13.6%,WilcoxaResearch占9.1%,摩托罗拉占4.2%,IMI占3.0%,AnalogDevices占1.4%。

2. 现代汽车电子技术的应用空间

中国电声协会秘书长王润礼表示,随着车用音响的档次越来越高,对车用扬声器的技术性能的要求也水涨船高。对汽车扬声器的要求体现在:体积小、承受功率大、频响宽、失真小、耐高温潮湿、抗震性能好、可靠性高。为了使汽车扬声器满足以上的特殊要求,目前国内外汽车扬声器厂家都在致力于改进和提高汽车扬声器的技术性能,尽可能采用新设计、新工艺和新材料。

西方发达国家排放法规对尾气排放量日益严格的要求,推动了汽车用氧传感器的开发与生产。目前,已实用的汽车氧传感器有氧化锗氧传感器、二氧化钛氧传感器等几种。

当前,汽车电子技术进入了优化人—汽车—环境的整体关系的阶段,它向着超微型磁体、超高效电机以及集成电路的微型化方向发展,并为汽车上的集中控制提供了基础(例如制动、转向和悬架的集中控制以及发动机和变速器的集中控制)。汽车电子技术成就汽车工业的未来,未来汽车电子技术应在以下几方面进行突破。

此外,汽车技术的不断提升使得被应用的汽车传感器品种在不断丰富。同时,未来有新的汽车应用系统出现,都将催生新的汽车传感器与之配套。比如汽车自动巡航系统,需要车速、测距雷达、扭矩、转角位置、3D相机等多种传感器来为其提供完善的信息服务;新的混合动力汽车,可能会需要新的传感器品种。

智能传感器的迅速发展将汽车的安全性能提高到一个前所未有的高度。从目前发展来看,正在逐渐开始被导入高档轿车的智能传感器系统有以下

传盛器技术。由于汽车电子控制系统的多样化,使其所需要的传感器种类和数量不断增加。为此,研制新型、高精度、高可靠性和低成本的传感器是十分必要的。未来的智能化集成传感器,不仅要能提供用于模拟和处理的信号,而且还能对信号作放大和处理。同时,它还能自动进行时漂、温漂和非线性的自校正,具有较强的抵抗外部电磁干扰的能力,保证传感器信号的质量不受影响,即使在特别严酷的使用条件下仍能保持较高的精度。它还具有结构紧凑、安装方便的优点,从而免受机械特性的影响。

业内人士表示,传感器未来新技术发展包括新的工艺,比如MEMS工艺,或者新的设计思路,比如热膜式流量传感器。最近一个比较新型的技术是磁阻式传感器的引入,适用于速度传感器。未来汽车传感器技术总的发展趋势是微型化、多功能化和智能化。

几种:酒精检测MEMS系统,如意法半导体的新型信号处理电路集成酒精传感器,自动雨刷系统,电子式自动照明系统,胎压监测系统,安全气囊触发系统,如飞思卡尔推出的卫星加速度传感器。

微处理机技术。微处理机的出现给汽车仪表带来了革命性的变化,世界汽车工业的微处理机用量激增,由从前单一的仪器逐步发展为多用途、智能化仪表,不但可以很精确地把汽车上所有的待测量都检测出来,分别显示和打印需要的结果,而且还有运算、判断、预测和引导等功能。如可监视汽车各大部件的工作情况,还可以对蓄电池电压、轮胎气压、车速等检测量的高低限量进行报警。微处理机将更广泛地应用于安全、环保、发动机、传动系、速度控制和故障诊断中。

MEMS传感器亦得到迅速发展。在中高档汽车中,大约采用了25只~40只MEMS传感器。水清木华分析师指出,MEMS传感器的大规模应用不再局限于发动机燃烧控制和安全气囊,在未来5年~7年内,包括发动机控制、自适应导航、安全系统在内的应用将为MEMS技术提供广阔的市场。

控制器

软件新技术。随着汽车电子技术应用的增加,对有关控制软件的需求也将会增加,并可能要求进一步计算机联网。因此,要求使用多种软件,并开发出通用的高水平语言,以满足多种硬件的要求。轿车上多通道传输网络将大大地依赖于软件,软件总数的增加及其功能的提高,将能够使计算机能完成越来越复杂的任务。

在磁性元器件领域,中电元协会磁性材料与器件分会陈国华也表示,随着汽车电子多功能化应用普及,在汽车电子配套的软磁元器件将朝着高频化、低损耗、耐高温、抗干扰性强发展;永磁元器件朝着高磁能积、高矫顽力、高剩磁、宽温度范围等趋势发展,市场将不断扩大。

车用控制器以微控制器为核心,还包括前置的A/D转换器、数字信号缓冲器以及放大器等。当前ECU的发展总趋势是从单系统向多系统集中控制过渡。

智能汽车及智能交通系统。汽车智能化相关的技术问题已受到汽车制造商们的高度重视。其主要技术中“自动驾驶仪”的构想必将依赖于电子技术实现。智能交通系统的开发将与电子、卫星定位等多个交叉学科相结合,它能根据驾驶员提供的目标资料,向驾驶员提供距离最短而且能绕开车辆密度相对集中处的最佳行驶路线。它装有电子地图,可以显示出前方道路、并采用卫星导航。从全球定位卫星获取沿途天气、车流量、交通事故、交通堵塞等各种情况,自动筛选出最佳行车路线。未来的某天,路上行驶的都会是由计算机控制的智能汽车。

国内厂商应紧跟步伐

随着通信、连接、计算机技术与汽车的日益融合,MCU在汽车中应用的数量越来越多。过去几年里,平均一部汽车大约会用到20个MCU,而现在汽车中使用的MCU数量已达40~60个,部分高档轿车MCU数量已经达到上百个。
2004年,全球汽车半导体的收入是160亿美元,其中汽车MCU的销售收入就占到34%,数年内这一比例继续保持。
MCU是汽车电子中的核心部件,由于它在汽车电子中实现的功能呈现多样性,从简单的车灯控制到复杂的发动机控制、汽车远程通信等,因此高、中、低端MCU在汽车中都可以发挥作用,可以共存于一个系统中。

多通道传输技术。多通道传输技术由试验室将逐步进入实用阶段。采用这种技术后,使各个数据线成为一个网络,以便分离汽车中心计算机的信息。微处理机可通过网络接收其它单元的信号。传感器和执行机构之间要有一个新式接口,以便与多通道传输系统相联系。

目前中国已成为汽车生产大国,全球主要汽车厂商均已在中国投资建厂。并且迫于成本压力,大多数汽车厂商正在逐步推进进口零部件的本地化进程,这为中国汽车元器件企业的发展带来了巨大的机遇。目前国内元器件厂商正积极应对,并在某些领域取得一定的突破,但在一些关键的应用领域尚存“缺口”。

通过各类MCU销售收入所占百分比的变化可以看出,未来几年高、中、低端MCU在汽车中的应用格局与现在差别不大。总体上呈现出中档MCU所占份额有所下降,而高、低端MCU不断对中档MCU进行挤压。在应用方面来看,未来8位MCU的应用集中在中、低端,32位MCU的应用集中在高端。

数据传输载体方面的电子新技术。汽车电子技术未来将实现整车控制系统。这一系统要求有一个庞大而复杂的信息交换与控制系统,车用计算机的容量要求更大,计算速度则要求更高。由于汽车用计算机控制系统的数量日益增多,采用高速数据传输网络日益显得必要。光导纤维可为此传输网络提供传输介质,以解决电子控制系统防电磁干扰的问题。

目前汽车传感器仍是西门子VDO、博世、Honeywell等国际零部件厂商的天下,国内汽车传感器尚未形成独立的产业,仍然依附于汽车仪表企业。业内人士表示,国内现有最高水平的汽车传感器产品比国外同类产品落后10多年,每年要进口50万套以上的高性能汽车传感器。而伴随着国内汽车产量的迅速增长,今后几年国内汽车工业对传感器及其配套变送器和仪表的需求亦将大大增加。因而实现汽车传感器的国产化势在必行。

执行器

汽车车载电子网络。随着电控器件在汽车上越来越多的应用,车载电子设备间的数据通信变得越来越重要。以分布式控制系统为基础构造汽车车载电子网络系统是很有必要的。大量数据的快速交换、高可靠性及价廉是对汽车电子网络系统的要求。在该系统中,各从处理机独立运行,控制改善汽车某一方面的性能。同时在其它处理机需要时提供数据服务。主处理机收集整理各从处理机的数据,并生成车况显示。通信控制器保证数据的正常流动。

而在汽车继电器领域,目前国内汽车继电器生产厂商达100余家,并且大都仍以多品种、小批量的生产格局为主。除厦门宏发、上海沪工、贵州天义等少数企业逐步实现规模化、自动化生产外,其他企业仍然规模较小、专业化程度较低。目前,国内汽车继电器厂商应加紧“补课”,不断提高自动化程度,加快提升自身实力。

执行器是用来精确无误地执行电子控制器发出的命令信号。目前汽车用机电式执行器类型很多,如电磁阀、压电元件、点火电子组件、继电器、热电耦等。其中继电器的发展最为活跃。它是仅次于传感器在汽车上应用最多的汽车电子元器件之一。

此外,电子技术中的集成化制造技术等在未来几年内也将会有大的突破。

我们看到,国内元器件企业的前进步履正在加快。今后,中国汽车元器件企业应加大高新技术产品的开发力度,提升产品质量,降低成本,不断提升竞争力,使国内元器件企业在汽车舞台上放射出更耀眼的光芒。

汽车继电器主要有机电式电磁继电器、电子混合式继电器、热保护继电器、延时继电器等几大类。统计数据显示,2006年全球继电器销售额为42.2亿美元,其中汽车继电器销售额为8.5亿美元,占20.1%。预计2007年全球继电器销售额将达44亿美元,其中汽车继电器销售额为8.9亿美元,增幅4.71%。当前国外汽车继电器的生产量以泰科为龙头,接下来有OMRON、松下、安电、富士通等公司。

随着中国汽车工业的发展,以及汽车消费者对汽车各方面要求的不断提高,汽车电子产品市场在中国逐步兴起并迅速壮大起来。汽车电子不仅仅是汽车中的仪表盘和半导体收音机,EMS、ABS、安全气囊等众多汽车电子产品被应用到国产汽车中,由于汽车电子产品符合消费者的需求,顺应中国汽车产业的发展方向,汽车电子产品正以惊人的速度在国产汽车产品中普及,从2006年开始,中国汽车电子产品市场进入加速增长阶段,增长的主要动力除了汽车增产以外,很大程度上取决于新型汽车电子产品在汽车产品中的普及速度不断加快,汽车稳定系统、车载娱乐系统、车载信息系统、车载网络产品等汽车电子产品将逐渐与汽车仪表、汽车空调等产品一样作为汽车的基本配置应用到汽车产品中。汽车电子市场这种加速增长的局面将一直持续到2010年,由于市场规模以达到较高的高度,而且中国汽车产业进入稳定发展时期,汽车电子市场规模增长速度放缓,但仍保持相当高的水平。预计到2010年,中国汽车电子产品市场规模将达到1500亿元。

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