對我國汽車電子發(fā)展趨勢與困境分析探討

　　目前，汽車上的電子系統(tǒng)成本可能占汽車整車成本的25~30%左右，今年將超過40%。2012年中國汽車電子市場規(guī)模預計已經突破3000億元。另一方面新能源車的迅速發(fā)展也加速了電子控制系統(tǒng)在汽車上應用和發(fā)展的步伐。汽車電子控制技術已成為汽車技術發(fā)展和和市場競爭的主戰(zhàn)場。

　　從市場發(fā)展趨勢看，汽車電子技術的系統(tǒng)化、一體化集成和智能化是必然方向，三個趨勢沿著汽車安全性、節(jié)能減排和舒適便捷/增強性能三條主線發(fā)展。而貫穿這三條主線的技術主流則是汽車系統(tǒng)的電子化、系統(tǒng)化、集成化和智能化。

　　汽車電子三條主線

　　1、汽車安全技術

　　汽車安全性技術的市場和社會需求主要來源于三方面的因素：消費者對安全性的要求、最新安全法規(guī)的制定、駕駛員越來越分心。調查發(fā)現，57%的消費者認為，幫助他們防止偏離車道的駕駛員輔助系統(tǒng)或行車道導向系統(tǒng)是他們購買汽車時要考慮的十分重要的因素。為了降低汽車事故發(fā)生，很多國家已經制定了各種法規(guī)對汽車的安全性做出具體要求。

　　另一方面，智能手機、車內娛樂系統(tǒng)和導航系統(tǒng)在車上的應用使駕駛員越來越分心，使用不當就很有可能引發(fā)交通事故。因此，政府法規(guī)和用戶要求決定了市場的發(fā)展規(guī)律，現代電子技術使避免事故和車禍成為可能，或能夠大大降低車禍的損失程度，推動安全性技術的發(fā)展。

　　汽車安全性技術可分為主動安全性系統(tǒng)和被動安全性系統(tǒng)兩大類。主動安全系統(tǒng)指能夠預防事故發(fā)生的安全性技術如ABS/ESC，各種駕駛員輔助系統(tǒng)如碰撞報警、車道保持系統(tǒng)、盲點預警系統(tǒng)和車尾監(jiān)視系統(tǒng)，胎壓監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)、電動助力轉向系統(tǒng)(EPS)以及車身電子安全系統(tǒng)等;被動安全系統(tǒng)指用于事故發(fā)生后避免或降低傷亡程度的安全性技術如安全帶、安全氣囊、側翻乘客保護系統(tǒng)等。

　　2、汽車節(jié)能減排電子技術

　　對于傳統(tǒng)能源汽車來說，包括發(fā)動機電子控制和管理系統(tǒng)、電控自動變速器(ECAT)、電控轉向系統(tǒng)和車輛啟動/停止系統(tǒng)等。而對于新能源車而言，汽車電子控制技術是實現新能源車的基本技術條件，反過來新能源車的發(fā)展給汽車電子帶來了更多新的機會，包括驅動電機和驅動控制系統(tǒng)、電池和電池管理系統(tǒng)(BMS)、整車電控系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、EPS或線控轉向系統(tǒng)、制動能量回收系統(tǒng)等。

　　3、舒適便捷/增強系統(tǒng)性能

　　乘坐舒適、網絡信息化和系統(tǒng)性能改善也是汽車系統(tǒng)電子化的主要驅動力。主要包括：車身控制模塊(BCM)：汽車內部車身上的控制模塊的網絡化集成，包括車門、車窗、雨刮器、大燈、座椅控制、除霧/除霜等;車載信息系統(tǒng)(Telematics)即車聯網：汽車與外界網絡連接。電話、GPS導航、實時交通信息、上網、遠程故障診斷/防盜、娛樂、C2C通信等使汽車成為一臺“移動網絡終端”的各種電子模塊;智能導航/智能交通系統(tǒng)(ITS)：可實現目標監(jiān)控、調度以及道路交通信息服務、車輛輔助導航等。系統(tǒng)可獲取沿途天氣、前方道路車流量、交通事故、交通堵塞等信息，根據駕駛員提供的目標數據項，提供距離最短且能繞開車輛密度相對集中處的最佳行駛路線，實現智能車輛輔助導航。其他：如自動空調控制系統(tǒng)、車內主動噪聲消除技術等。

　　汽車電子三大主流技術

　　汽車上的電控單元越來越多，嵌入式系統(tǒng)集成控制技術、計算機技術和網絡技術的發(fā)展和成熟，使汽車電子控制系統(tǒng)的一體化集成、網絡化和智能化成為汽車技術發(fā)展的必然趨勢。

　　1、一體化集成。協調和加強汽車系統(tǒng)的安全性、燃油經濟性、操縱穩(wěn)定性、舒適性等性能，提高汽車的價值，降低總成本。當前最典型的兩個集成領域在于底盤和動力傳動系統(tǒng)的集成。

　　2、網絡化。數據的快速交換、高可靠性及低成本是對汽車電子網絡系統(tǒng)的要求，可實現數據通信、信息共享和各個系統(tǒng)間的功能協調和優(yōu)化。

　　總線技術將汽車中各種電控單元、智能傳感器、智能儀表等連接起來，構成汽車內部局域網，通過協議進行相互通信，實現各系統(tǒng)間的信息等的共享。主要優(yōu)點包括：大大減少汽車線束的數量、連接點和種類，提高系統(tǒng)的可靠性和可維護性;采用通用傳感器，達到數據信息共享目的;改善系統(tǒng)的靈活性，即通過軟件可實現系統(tǒng)功能的變化。

　　3、智能化?，F代汽車技術正朝著更加主動智能化趨勢的方向發(fā)展，以達到“人-車-環(huán)境”的智能協調。智能系統(tǒng)的主要特點是以技術彌補認為因素的缺陷，使得即便在很復雜的道路環(huán)境情況下，能自動地更精確地操控汽車，使汽車更安全，更舒適，更節(jié)能，性能更好，汽車電子產品在整車中的價值和效能得到進一步的提高。

　　智能化的特點是系統(tǒng)能夠主動協助駕駛員采取必要的動作，體現在系統(tǒng)必須具有三個方面的特征，即具有實時感知能力、判斷決策能力和操控執(zhí)行的能力。實際上，目前正在開發(fā)的具有高度反應性的駕駛員輔助系統(tǒng)等(主動安全性系統(tǒng))都具有相當高的智能化程度，例如：車道偏離防止系統(tǒng)/車道保持系統(tǒng)、主動碰撞避免系統(tǒng)、自適應巡航控制系統(tǒng)、智能導航/智能交通系統(tǒng)、智能駕駛系統(tǒng)-無人駕駛汽車、智能化安全氣囊等。

　　汽車電子系統(tǒng)關鍵核心技術

　　國內汽車電子產業(yè)的發(fā)展與競爭力的提高，有賴于國內上游半導體產品和集成模塊的開發(fā)和產業(yè)化發(fā)展，芯片和核心零部件技術是汽車電子產業(yè)發(fā)展的基礎和保障。而現在國內這一領域被外企壟斷，基本靠進口，在此基礎上進行二次開發(fā)，在技術和成本上都不具有優(yōu)勢。

　　汽車電子系統(tǒng)的關鍵核心技術包括：

　　電控單元(ECU)：電控系統(tǒng)的核心。開發(fā)和制造性能強，耐久可靠，質量高，成本低并能在復雜和惡劣環(huán)境下工作的汽車嵌入式電子芯片和PCB的能力，是汽車電控系統(tǒng)對電控單元的基本要求?？刂坪蛙浖夹g：控制算法和嵌入式軟件是汽車電子技術發(fā)展的最關鍵部分，也是最大的技術瓶頸，要實現核心的控制功能，故障診斷和故障安全保護，與其他系統(tǒng)和零部件的通信。電控執(zhí)行機構：是電控系統(tǒng)的關鍵部件。其工作精度、性能和可靠性直接決定了控制系統(tǒng)的性能和質量。對執(zhí)行機構的基本要求是精度高、反應快、功率密度高(體積小重量輕)，噪音低、耐久可靠，質量高、成本低。傳感器技術：所需的傳感器種類和數量不斷增加高精度、高可靠性、高質量且低成本是系統(tǒng)應用的基本需求。未來傳感器技術也正朝著多功能化、集成化、智能化和微型化方向發(fā)展。

　　電子系統(tǒng)網絡化和整車集成：系統(tǒng)的性能和成本取決于零部件在系統(tǒng)中的優(yōu)化匹配。集成包括電控系統(tǒng)自身的系統(tǒng)或整車的，網絡通信的集成，必須具有機電集成的技術知識和經驗，具有對系統(tǒng)知識的精深了解，甚至對整車動力學和有關系統(tǒng)的深入掌握。

　　以MCU(微控制器)為例，英飛凌、飛思卡爾、NXP、瑞薩、TI等國際廠商占據了90%以上的市場，每臺車使用數量超過100個，一些高端車甚至達到250個以上，MCU占PCBA(PrintedCircuitBoard+Assembly)總成本1/4以上，外企和本土企業(yè)采購成本存在巨大差別。

　　又例如ASIC(專用集成電路)，目前國內芯片制造商還沒有真正開始在汽車領域有大量應用芯片的案例，再加上基本所有專用芯片都有專利限制，因此，國內零配件廠ASIC的購買主要是從一家在國際大廠采購應用或正在應用的簡化版，國內零配件廠商基本沒有選擇余地，也喪失了議價能力。

　　而掌握以上幾方面關鍵核心技術是具備汽車電控系統(tǒng)開發(fā)能力，并實現產業(yè)化，制造出高性能、高質量、低成本的高端電子技術產品目標的關鍵所在。

　　國內汽車電子技術困境和突圍之路

　　上海航天汽車機電股份有限公司汽車電子技術中心總經理潘定海曾表示，“我們的汽車市場仍處于戰(zhàn)國時期，是全世界汽車行業(yè)的戰(zhàn)場，但在汽車技術領域，可以說是一盤散沙。”他指出，國內整車和配套企業(yè)至今還基本沒掌握核心技術，尤其是缺乏汽車產業(yè)發(fā)展的關鍵前沿技術保障：汽車電子技術。

　　盡管從整體市場數據上看中國汽車電子市場前景似乎一片光明，但國內市場利潤幾乎被外國廠商瓜分，本土企業(yè)最多只能搶到剩下的1/10。

　　首先，汽車電子面臨著外企的技術和市場壟斷。盡管大部分技術已在國外發(fā)展的很成熟，但核心技術都控制在歐美日等配套商的手里，并實行技術保護和壟斷，國內的市場也幾乎被其壟斷。

　　其次，缺乏核心技術和研發(fā)能力。國內企業(yè)研發(fā)能力弱、缺乏核心技術和創(chuàng)新能力，產品在低級和小規(guī)模水平徘徊。

　　同時，還缺乏長遠戰(zhàn)略和合作精神。大家都開發(fā)-重復開發(fā)，研發(fā)技術力量分散，資源浪費嚴重。汽配產業(yè)得不到主機廠實質性和戰(zhàn)略性的支持，情況并不樂觀。

　　針對這些困境，潘定海提出了幾點思路：

　　首先整車廠與國內汽配供應商之間長期性的戰(zhàn)略合作不可或缺。整車廠應有計劃有目的有針對性地培育國內電子技術供應商，與其建立長期的戰(zhàn)略合作，給予市場支持和成長的機會，這是對國內電子技術發(fā)展最有效最直接的支持。

　　其二是汽車電子企業(yè)直接的戰(zhàn)略合作。汽車電子技術難度高、研發(fā)周期長投入大、競爭對手實力強大。如果大家聯合起來，可以大幅增強研發(fā)實力，降低投資風險，也許是一條突圍之路。

　　再次，呼吁國家加大政策支持，但決策要科學、資源要集中。最后，建議建立相對獨立的國家級核心技術和產品開發(fā)平臺。從國家層面進行核心技術的研發(fā)，在基礎技術和共性技術等方面力圖實現突破，包括核心零部件供應鏈體系的建立和培育。