中国汽车电子市场和发展机会分析

中国汽车电子市场和发展机会分析2003年世界汽车产量增长不到3%，其中80%的增量来自中国，中国汽车电子行业的快速发展引起了全球汽车电子产业的关注。本文概要介绍中国汽车电子技术和市场的现状、面临的困难和发展的趋势，以及汽车电源管理器件和技术的发展方向，这些内容有助于汽车电子设计工程师、技术、市场和销售经理以及汽车半导体供应商抓住中国汽车电子发展的机会。汽车电子产品可为两大类：1.汽车电子控制装置，包括动力总成控制、底盘和车身电子控制、舒适和防盗系统。2.车载汽车电子装置，包括汽车信息系统(车载电脑)、导航系统、汽车视听娱乐系统、车载通信系统、车载网络等。图1所示为瑞萨科技对汽车电子系统的划分示意图。中国汽车电子行业的发展方向和面临困难目前，中国车载电子系统制造商已经具有一定经济规模，他们正在通过兼或重组等方式，融入车厂的配套体系之中，并逐步打入国际高档轿车配套市场。发展车载电子设备是迅速发展中国汽车电子产业的重要方向之一。相比之下，中国汽车电子控制系统的产业化水平和研发能力与国外的差距还很大。在不利的市场竞争环境面前，中国科技人员并没有停滞不前。随着能源形势日益紧张，中国国家“863”计划积极推进在电动汽车和燃料电池汽车电子控制系统领域的研究，汽车电子的研究和产业化主要集中在：1.信息化：时速表、发动机转速表和油量表将被集网络、诊断和数字显示功能于一体的触摸式液晶屏幕所取代，并通过车载动态信息系统的“专家智囊团”实现现场诊断、道路自主导航、电子地图、车辆定位动态显示和轨迹回放等功能；2.节能化：高速行驶时方向盘转向很容易，而缓速转弯时，打方向盘很吃力，这会增加2%左右的油耗。新研发的电动助力转向系统有望反其道而行之，让行车省力又安全，并节省能源。3.舒适化：目前车用空调是由发动机一机多用带动的，温度全靠司机手动控制，耗能问题严重。自动空调系统和智能化空调系统的研发将自动搜集车内外温度、湿度、阳光及车速等一系列信号，按一定的数学模型计算，随时自动调节以获得最佳空调运行模式。上述三大研究成果将率先在燃料电池汽车上应用，并视条件对传统汽车逐步进行改建。此外，中国信息产业部将重点支持发展六项汽车电图1：汽车电子各分系统的构成示意图(图片来源：瑞萨科技)。子产品：统一的汽车计算平台、电控燃油喷射系统ECU、汽车行驶监控记录仪、车用音视频导航系统、汽车用半导体器件及专用芯片、智能交通系统。目前中国新兴汽车电子企业在开展研究和产品产业化面临的主要困难在于：对国际标准体系的要求了解不够，整车厂与新兴的汽车电子制造商以自顶向下、根据整车电子产品配置需求开展项目合作的商业模式没有完全建立起来。由于缺乏整车的需求牵引，汽车电子制造商不得不自行研发产品的功能性样机，才到整车厂接受测试，通过测试之后才寻求配套厂家，中国汽车技术研发中心一位高级工程师表示，由于测试次数少和费用高的原因，产品经受的试验时间比较短，在稳定性和安全性上难以达到国际标准的要求。与此同时，由于汽车电子产品与整车的配套相关性很高，新兴的中国汽车电子企业要上规模，很难走出合资经营模式，因此容易被整车厂控制。这两方面的原因综合作用下，可能妨碍中国汽车电子企业在短时间内推出满足市场需求的产品并发展壮大。在研发过程中，国内生产汽车电子产品零部件的配套厂家受到合资企业的控制，造成汽车电子配套市场不健全，对中国汽车电子研发企业的发展也有一定的负面影响，存在采购周期长、购买不方便、规格不符合汽车专用要求等比较普遍的问题，上海新代车辆技术有限公司的马锡平经理说：“汽车电子的高功率、大电流环境对线缆和器件的配套有较高的要求，这方面存在配套困难。”对此问题，天津富士通天电子有限公司的白雪亮主任说：“为给中国本地的汽车电子厂家提供配套，我们已经针对中国汽车电子的迅猛发展刚成立了富士通天研发中心天津有限公司，目的就是为需要汽车电子产品设计的整车厂提供服务。”而摩托罗拉电子有限公司的郭鲁宁经理认为，中国汽车电子企业要参与国际性的汽车电子采购大会，逐步了解市场需求和国际标准，从配套入手发展中国的汽车电子产业。目前，在电动助力、高电压电源安全管理系统、车身电机控制、数字仪表、低速总线控制系统、胎压监测和报警系统的研究和产业化进程上，中国汽车电子企业已经开始推出产品。中国“国家汽车计算平台工程”的启动有望攻克汽车控制、驾驶、信息处理、智能交通、传感、执行等重大核心技术，从而为第三代移动通信、高清晰度数字电视、卫星导航、智能交通、图2：中国具有较大市场前景的汽车电子产品。移动网络的应用和信息化在汽车电子的应用提供重大发展机遇，并将形成汽车工业和电子信息产业良性互动的发展格局。随着国际顶级汽车半导体方案提供商进入中国，中国汽车电子行业有望加速发展。中国主要汽车电子产品市场和发展机会安全、节能、环保以及智能化和信息化是未来汽车的发展趋势。中国汽车市场的高速增长促成了中国车载娱乐系统市场规模的成倍增长，市场研究表明在2003～2006年间，中国轿车产量合计应在1200-1600万辆左右，汽车娱乐系统市场的规模在500-800万套左右，主要提供OEM配套服务。采用车载计算机作为平台，将车载通信、导航、视听娱乐、网络控制等集成为一体化多媒体信息系统是该领域的市场发展趋势。调查分析表明，中国目前发展前景较大的汽车电子产品市场依此如图2所示，可见与汽车行驶安全和控制相关性不大的车载娱乐和导航信息系统、车身电子是中国汽车电子产品市场的主要发展方向。1.车载自主导航系统市场快速发展中国计划以京、津、沪、穗4大城市为中心向外拓展导航电子地图的覆盖空间，提供导航电子地图数据库的北京四维图新导航信息技术有限公司总经理孙玉国说：“目前符合汽车工业标准和中国法律的汽车自主导航电子地图产品已投放京、津、沪、穗4个城市。”到2005年，覆盖中国大部分地区的导航电子地图产品面世，以满足2008年北京奥运会和2010年上海世博会对汽车导航产品的需要。车载自主导航系统由车载GPS(全球卫星定位系统)接收机监测车辆当前位置，并将存储在光盘或内置存储器(如硬盘)中、用户自定义的目的地电子地图数据做比较，计算行驶路线，并实时将定位和路线信息提供给驾车者。汽车电子地图市场的发展，将驱动对GPS、电子地图存储设备、显示设备的巨大需求。StrategyAnalytics预测，全球导航系统的年需求将由2002年的430万套增加到2010年的1,220万套。TelematicsResearchGroup预测GPS接收机的需求将从2004年的940万台，增加到2010年的3,000万台。图3：现有主流汽车总线标准、用途和速率的简要说明(图片来源：瑞萨科技)从技术上看，为旧车配备车载GPS自主导航系统会面临一些空间限制，利用车载DVD光盘大容量存储的优势，就可以通过DVD播放机显示电子地图信息，因此，车载DVD市场有望快速成长。TelematicsResearchGroup2004年7月预测，全球车载DVD市场的年需求将从2004年的450万台增加到2010年的3,300万台。由于全球汽车市场的增长主要来自中国，中国车载自主导航系统市场的快速发展对全球市场有举足轻重的影响。据日本媒体报道，基于DVD/HDD的导航系统正在呈现增长的趋势，在中国虽然此类系统只是在2003年才刚刚推出，但预计其销售量到2008年将超过100万个。电子地图数据提供商将在此巨大的市场需求推动下获益。现在的比较敏感的是电子地图的普及有可能涉及国家安全问题。此外，汽车无线电接收机技术正在从模拟接收方式向数字接收方式演变，基于软件无线电技术的数字信号处理器将引领车载数字无线电接收机的发展方向，最终有可能将AM/FM、电视接收机和卫星数字广播接收机、GPS甚至通信等功能集成为一体。飞利浦CarDSP解决方案可提供增强的多路径修正和各种天线自适应功能，对于改善AM/FM或数字广播无线电等车载视听设备品质有重要意义，值得关注。2.车身电子领域发展空间很大由于汽车电子电器数量的急剧增多，为了减少连接导线的数量和车身的重量，网络和总线技术在此期间有了很大的发展，目的是解决汽车电子子系统的增加带来的数据传输的安全性、可靠性、车内线缆总长度太长导致车重增加等问题，并满足线控汽车的需要。国际汽车巨头和顶级汽车半导体制造商提出了一系列汽车总线标准，包括：IDB-1394和MOST(用于多媒体)、FlexRAY和TTCAN(用于线控)、CAN、IDB-C和GMLANSWC(用于动力总成控制)、J1850和LIN(用于车身控制)、Keywrod2000和ISO9141(用于诊断)。图3所示为现有主流汽车总线标准、用途和速率的简要说明。图3：现有主流汽车总线标准、用途和速率的简要说明(图片来源：瑞萨科技)。图4：汽车电子技术改进汽车安全性能的发展路线图。我们认为，汽车车身网络系统的发展将为中国汽车电子产业带来了很好的机遇和切入点，因为：1.它降低了企业的进入门槛。借助具备LIN或CAN总线接口的单芯片方案，缩短了企业开展车身电子研究的周期，降低了企业进入汽车电子配套市场的门槛。2.提高汽车使用的舒适度，拓展汽车增值空间。过去利用手工控制机械装置，例如车内空调环境控制、锁、车窗、座椅、内部和外部照明、后视镜、雨刷等子系统，都可以通过基于CAN或LIN总线的车身网络系统连接起来，从而有机会将原来要手动操作的部件改为电控，逐步实现中低档轿车和轻型货车车身控制装置的机电一体化。iSuppli汽车电子市场高级分析师NancyDang说：“目前国外高级轿车的汽车电子车身子系统多达50多个，国内中档轿车的车身电子子系统只有6-7个，因此，在车身电子领域中国汽车电子行业未来的发展空间很大。”据信息产业部经济运行司的预测，中国车身电子将从2003年的10.32亿人民币增长为2007年的50.33亿人民币，增幅为3.8倍，仅次于车载信息通信系统的增幅(2007年比2003年增长4.2倍)。因此，对具有LIN/CAN总线接口的MCU、相关的功率驱动器件、电机控制MCU和执行电子机械构件的车身电子产品将产生存在巨大需求。飞思卡尔(Freescale)汽车电子半导体部业务拓展经理康晓敦认为：1.本目前ISO9141和Keyword2000主要用于诊断系统，后者在汽车电子控制上用的多一些。2.J1850原来只有北美使用，在2006年或2007年将停止使用，然后全部转至CAN总线。3.LIN为CAN的补充，两者一般结合使用，与CAN总线相比，LIN总线控制方式的成本较低是最大的优势；从高容错性的比较而言，CAN总线的目标应用是汽车的高速和多路数据通信。4.目前，CAN仍然是汽车电子控制中可靠性最高的总线，Flexray是它的升级，但是目前成本还很高，不能实际应用。5.MOST主要用于音视频流传输的基于光纤的总线，不能用于控制。其它总线在汽车电子上的推广不好。康晓敦说：“目前在中国CAN/LIN总线的实际应用才刚刚开始，不同的车辆可能会有很大的差别，基本配置可能有4、5个节点，高档车可能达到50个以上的节点。”目前，LIN联盟的支持厂家包括国际汽车巨头，例如BMW、Volvo、Audi、VW、DaimlerChrysler等，因此，代表了未来车身电子网络系统的发展方向之一。康晓敦补充说：“将MCU、功率驱动、电压调节和LIN物理层接口集成为一体构成单芯片LIN子节点是目前车身电子控制器的主要发展趋势。”3.汽车安全系统增长最强劲据StrategyAnalytics公司的市场研究报告指出，汽车安全系统是汽车电子领域增长最强劲的需求之一，年平均增幅达到25%以上。杜邦汽车最新调查表明，大部分用户认为最需要考虑的问题是汽车的安全性，它比汽车性能、车载娱乐和燃油效率都更重要，安全气囊和ABS有望成为标准配置。Visteon的研究也表明：安全性是汽车消费者最关心的问题。Renesas对中档轿车的研究揭示：国外1996年就将安全气囊作为标准配置，从2002年起国际上已经将两个乘客测知座椅、预紧式安全带和传感器系统与安全气囊一起作为标准配置，预计到2006