車(chē)規(guī)級(jí)傳感器國(guó)產(chǎn)化加速取得階段性重要突破
近年來(lái),隨著汽車(chē)智能化、電動(dòng)化進(jìn)程的持續(xù)推進(jìn),傳感器作為智能汽車(chē)感知系統(tǒng)的核心組件,愈發(fā)成為產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵焦點(diǎn)。尤其是車(chē)規(guī)級(jí)傳感器,因其對(duì)可靠性、安全性與環(huán)境適應(yīng)性提出極高要求,成為衡量一個(gè)國(guó)家汽車(chē)產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)能力的重要標(biāo)志。長(zhǎng)期以來(lái),該領(lǐng)域關(guān)鍵核心器件多依賴(lài)進(jìn)口,國(guó)內(nèi)廠商面臨“卡脖子”難題。值得欣喜的是,經(jīng)過(guò)多年的研發(fā)投入與技術(shù)積累,國(guó)內(nèi)一批優(yōu)秀企業(yè)在車(chē)規(guī)級(jí)傳感器領(lǐng)域不斷實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)布局完善,標(biāo)志著我國(guó)在該領(lǐng)域的自主化進(jìn)程迎來(lái)重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。尤其是在壓力傳感器、溫濕度傳感器、加速度傳感器、激光雷達(dá)傳感器等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域,國(guó)產(chǎn)化步伐顯著提速,一些核心指標(biāo)甚至達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,為國(guó)產(chǎn)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈的自主可控奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
一、車(chē)規(guī)級(jí)傳感器的技術(shù)壁壘與產(chǎn)業(yè)價(jià)值
車(chē)規(guī)級(jí)傳感器不同于消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品,它要求在極端溫度、濕度、電磁環(huán)境下長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,同時(shí)具備高精度、快速響應(yīng)、抗干擾性強(qiáng)等特性。其主要應(yīng)用于智能駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)、整車(chē)控制、安全氣囊、胎壓監(jiān)測(cè)、動(dòng)力系統(tǒng)、車(chē)身姿態(tài)監(jiān)測(cè)等多個(gè)關(guān)鍵模塊。
由于車(chē)規(guī)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(如AEC-Q100、ISO 26262、IATF 16949等)對(duì)器件的壽命、穩(wěn)定性、安全性有極高門(mén)檻,使得該領(lǐng)域長(zhǎng)期被歐美、日系企業(yè)壟斷,包括博世、英飛凌、德州儀器、意法半導(dǎo)體等在內(nèi)的跨國(guó)巨頭,占據(jù)了全球車(chē)用傳感器市場(chǎng)超過(guò)80%的份額。國(guó)產(chǎn)廠商在此前面臨設(shè)計(jì)能力薄弱、核心器件依賴(lài)進(jìn)口、測(cè)試驗(yàn)證體系不完善等挑戰(zhàn),制約了技術(shù)突破的廣度與深度。
但在新能源汽車(chē)和智能駕駛快速發(fā)展的大背景下,傳感器需求激增,為國(guó)產(chǎn)廠商提供了前所未有的窗口期。國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的支持、資本的加持和下游整車(chē)企業(yè)的國(guó)產(chǎn)替代訴求,共同推動(dòng)國(guó)產(chǎn)車(chē)規(guī)級(jí)傳感器企業(yè)向中高端市場(chǎng)邁進(jìn)。
二、階段性重要突破的關(guān)鍵表現(xiàn)
1. 核心技術(shù)取得突破性進(jìn)展
目前,國(guó)產(chǎn)企業(yè)在MEMS傳感器芯片設(shè)計(jì)、封裝、工藝控制等方面取得了一系列實(shí)質(zhì)性成果,例如,廣州慧聞科技成功研發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的MEMS壓力傳感器芯片,關(guān)鍵指標(biāo)達(dá)到了AEC-Q100認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn);蘇州敏芯微電子已在MEMS加速度傳感器方面實(shí)現(xiàn)技術(shù)閉環(huán),廣泛應(yīng)用于國(guó)產(chǎn)新能源汽車(chē)的ESC系統(tǒng)與碰撞檢測(cè)系統(tǒng)。
同時(shí),北京航芯、兆易創(chuàng)新、卓勝微等國(guó)內(nèi)廠商紛紛加大對(duì)車(chē)規(guī)級(jí)傳感器芯片研發(fā)的投入,在高溫抗干擾、高頻率數(shù)據(jù)采樣、微納結(jié)構(gòu)控制等關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)取得突破。
2. 可靠性認(rèn)證體系日益成熟
通過(guò)大量投入建設(shè)車(chē)規(guī)級(jí)可靠性驗(yàn)證中心與實(shí)驗(yàn)平臺(tái),國(guó)產(chǎn)傳感器企業(yè)逐步構(gòu)建起涵蓋“設(shè)計(jì)—驗(yàn)證—測(cè)試—量產(chǎn)”全流程的質(zhì)量保障體系。例如,上海矽睿科技建立了符合AEC-Q標(biāo)準(zhǔn)的全流程車(chē)規(guī)測(cè)試平臺(tái),可提供超過(guò)100項(xiàng)極限工況測(cè)試,覆蓋-40℃至+150℃的溫濕環(huán)境,滿(mǎn)足主機(jī)廠對(duì)核心器件“十年不壞”的要求。
此外,一些具備前裝配套能力的企業(yè),如賽微電子、中科藍(lán)訊等,已獲得主流車(chē)企及Tier 1客戶(hù)的項(xiàng)目定點(diǎn),標(biāo)志著國(guó)產(chǎn)車(chē)規(guī)傳感器產(chǎn)品逐步實(shí)現(xiàn)從實(shí)驗(yàn)室走向量產(chǎn)裝車(chē)的轉(zhuǎn)變。
3. 國(guó)產(chǎn)供應(yīng)鏈逐步形成閉環(huán)
車(chē)規(guī)級(jí)傳感器產(chǎn)業(yè)鏈涉及芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造、封裝測(cè)試、模組集成、系統(tǒng)軟件適配等多個(gè)環(huán)節(jié)。此前國(guó)內(nèi)多依賴(lài)外資代工廠和封測(cè)廠,造成產(chǎn)業(yè)鏈易受制于人。近年來(lái),在國(guó)家新基建和智能制造戰(zhàn)略推動(dòng)下,一批本土制造企業(yè)迅速崛起。
比如華潤(rùn)微、芯源微等具備自主晶圓制造能力,顯著縮短車(chē)規(guī)芯片的開(kāi)發(fā)周期;長(zhǎng)電科技、通富微電等本土封測(cè)廠商引入專(zhuān)用車(chē)規(guī)級(jí)工藝線,提升國(guó)產(chǎn)模組的穩(wěn)定性;此外,億車(chē)通、地平線等企業(yè)在車(chē)載系統(tǒng)融合與邊緣計(jì)算方面構(gòu)建出軟硬件一體化生態(tài),使國(guó)產(chǎn)傳感器產(chǎn)品更具競(jìng)爭(zhēng)力。
三、代表性產(chǎn)品與典型應(yīng)用場(chǎng)景
1. 胎壓監(jiān)測(cè)傳感器(TPMS)
作為典型的車(chē)規(guī)傳感器產(chǎn)品,TPMS在新能源汽車(chē)中成為標(biāo)配,市場(chǎng)空間廣闊。上海感境科技推出的國(guó)產(chǎn)TPMS傳感器,已在多款主流自主品牌新能源車(chē)型中批量裝車(chē),并通過(guò)了ISO 26262 ASIL-B認(rèn)證,具備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)喚醒、無(wú)線傳輸?shù)裙δ堋?/p>
2. 車(chē)身姿態(tài)與慣性導(dǎo)航傳感器
地平線、星輿科技等企業(yè)推出的國(guó)產(chǎn)六軸慣性傳感器,實(shí)現(xiàn)了高精度、低延遲姿態(tài)檢測(cè)功能,并支持與毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)融合定位,已在部分L2+級(jí)自動(dòng)駕駛平臺(tái)中部署試點(diǎn)。
3. 激光雷達(dá)角度與速度檢測(cè)模塊
禾賽科技、速騰聚創(chuàng)等企業(yè)不僅在激光雷達(dá)本體研發(fā)方面領(lǐng)先,還通過(guò)配套車(chē)規(guī)級(jí)姿態(tài)傳感器,提升探測(cè)精度與識(shí)別率,實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)車(chē)輛或行人的精確捕捉。這一模塊對(duì)智能駕駛環(huán)境感知系統(tǒng)有重要支撐作用。
4. 動(dòng)力總成與電池系統(tǒng)溫度傳感器
新能源汽車(chē)熱管理系統(tǒng)對(duì)溫度監(jiān)測(cè)精度要求極高。兆華電子、三利譜科技推出的高溫抗干擾溫度傳感器已通過(guò)國(guó)標(biāo)與車(chē)規(guī)雙重認(rèn)證,具備較高靈敏度與壽命周期,廣泛應(yīng)用于電池包與BMS系統(tǒng)。
四、國(guó)產(chǎn)化提速的戰(zhàn)略意義
1. 降低整車(chē)成本,提高產(chǎn)業(yè)鏈掌控力
相比進(jìn)口產(chǎn)品,國(guó)產(chǎn)傳感器具有成本優(yōu)勢(shì),有助于整車(chē)廠降低整車(chē)BOM成本,在激烈的新能源汽車(chē)價(jià)格戰(zhàn)中爭(zhēng)奪更高市場(chǎng)份額。此外,國(guó)產(chǎn)器件能顯著提升本土企業(yè)對(duì)核心技術(shù)與供應(yīng)鏈的掌控能力,降低外部環(huán)境干擾下的供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)。
2. 推動(dòng)“芯傳感-算法-整車(chē)”融合創(chuàng)新
國(guó)產(chǎn)車(chē)規(guī)級(jí)傳感器的崛起,不僅是技術(shù)層面的突破,更是產(chǎn)業(yè)生態(tài)的重塑。通過(guò)將芯片、感知層與控制算法深度融合,本土車(chē)企能夠打造出更具競(jìng)爭(zhēng)力的智能駕駛系統(tǒng),例如比亞迪、小鵬等廠商已與傳感器供應(yīng)商開(kāi)展聯(lián)合開(kāi)發(fā)模式,推動(dòng)軟硬件協(xié)同優(yōu)化。
3. 強(qiáng)化國(guó)家科技安全與產(chǎn)業(yè)自主能力
核心傳感器的自主可控關(guān)乎國(guó)家產(chǎn)業(yè)安全,尤其在全球科技競(jìng)爭(zhēng)加劇的背景下,加快核心器件國(guó)產(chǎn)替代,是建設(shè)高水平科技強(qiáng)國(guó)的必要路徑。車(chē)規(guī)級(jí)傳感器的國(guó)產(chǎn)化突破,對(duì)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)強(qiáng)國(guó)目標(biāo)具有重要戰(zhàn)略意義。
五、仍面臨的挑戰(zhàn)與應(yīng)對(duì)策略
盡管階段性突破已取得,但國(guó)產(chǎn)車(chē)規(guī)級(jí)傳感器的發(fā)展仍面臨以下幾大挑戰(zhàn):
與國(guó)際巨頭技術(shù)差距仍存在:部分關(guān)鍵指標(biāo)如溫漂系數(shù)、長(zhǎng)期穩(wěn)定性、封裝一致性等尚需持續(xù)優(yōu)化。
高端人才與設(shè)備缺口:MEMS芯片設(shè)計(jì)、封裝測(cè)試等領(lǐng)域高端人才儲(chǔ)備仍不足,部分關(guān)鍵設(shè)備需依賴(lài)進(jìn)口。
車(chē)規(guī)認(rèn)證周期長(zhǎng)、成本高:整車(chē)廠對(duì)新器件的測(cè)試周期長(zhǎng),對(duì)中小企業(yè)構(gòu)成一定壁壘。
應(yīng)對(duì)策略包括:加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作,提升人才儲(chǔ)備;加大設(shè)備國(guó)產(chǎn)化攻關(guān)力度;國(guó)家出臺(tái)專(zhuān)項(xiàng)扶持政策,鼓勵(lì)車(chē)企采購(gòu)國(guó)產(chǎn)傳感器;建設(shè)公共驗(yàn)證平臺(tái),分擔(dān)中小企業(yè)認(rèn)證成本。
總的來(lái)講,車(chē)規(guī)級(jí)傳感器國(guó)產(chǎn)化從“跟跑”逐步邁向“并跑”,如今正向“領(lǐng)跑”發(fā)起沖刺。技術(shù)突破、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同、政策支持三位一體構(gòu)建起堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),助力中國(guó)汽車(chē)工業(yè)擺脫關(guān)鍵器件依賴(lài)。隨著自主化程度不斷提升,國(guó)產(chǎn)車(chē)規(guī)級(jí)傳感器必將在全球智能汽車(chē)產(chǎn)業(yè)變革中占據(jù)更加重要的位置,為我國(guó)從汽車(chē)大國(guó)邁向汽車(chē)強(qiáng)國(guó)注入堅(jiān)實(shí)動(dòng)能。
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