3)集成化:一般來說,單顆 MEMS 往往在封裝機械傳感器的同時,還會集成 ASIC芯片,控制 MEMS 芯片以及轉換模擬量為數(shù)字量輸出。
▲MEMS 與 ASIC 芯片集成化封裝
▲MEMS 可批量生產降低制造成本
國外大廠壟斷 MEMS 傳感器市場,市場集中度較高。根據(jù) HIS Automotive 統(tǒng)計,2017年全球 MEMS 前三大供應商(博世、森薩塔、恩智浦)占據(jù)了 57%的市場份額,其中博世占據(jù)鰲頭,2017 年市占率達到 33.62%,森薩塔市占率達到 12.34%,恩智浦市占率達到 11.91%。電裝(8.94%)、亞德諾(8.51%)、松下(7.45%)、英飛凌(7.23%)等廠商也占有一定份額。
國外大廠產品線廣、技術領先、客戶眾多、形成較高的進入門檻。MEMS 傳感器的研發(fā)難度及其制造工藝的復雜性是形成行業(yè)壁壘的主要原因。Invensense、英飛凌等國外廠商擁有 2 到 3 條產品線,博世、電裝、意法半導體等 MEMS 產品線超過 4 條。相比之下,小供應商很難在較短時間內實現(xiàn)大批量生產制造,因此排名靠前的大供應商市場份額相對穩(wěn)定,市場集中度較高。
MEMS 傳感器裝配量和價值量與其裝配車型價位成正比。目前平均每輛汽車包含 24個 MEMS 傳感器,而在高檔汽車中,大約會采用 25-40 個 MEMS 傳感器。例如 BMW高端車型僅發(fā)動機就可以用到 20-40 個傳感器,而入門級車型僅 5 個左右。常用 MEMS傳感器后裝單車價值在 2000-20000 元不等;合資車通常不低于 4000 元,而自主品牌僅 2000 元左右,高端車型約為 10000-20000 元。 預計到 2019 年 MEMS 傳感器市場規(guī)??蛇_到 420.13 億元;隨著智能化和電動化的提升,2020 年和 2021 年市場規(guī)??煞謩e達到 446.21 億元,472.27 億元,2015-2021 年復合增速為 6.5%。
3.智能傳感器:自動駕駛核心
(1)毫米波雷達:ADAS 系統(tǒng)核心傳感器
毫米波雷達是指利用波長 1-10nm,頻率 30GHZ-300GHZ 的毫米波,通過測量回波的時間差算出距離。毫米波雷達始用于軍事領域,隨著技術水平的提升,開始逐漸應用于汽車領域。
毫米波雷達的優(yōu)勢主要為以下 3 個方面:1)探測性能穩(wěn)定、作用距離較長、環(huán)境適用性好。2)與超聲波雷達相比,體積小、質量輕和空間分辨率高的特點。3)與光學傳感器相比,毫米波雷達穿透霧、煙、灰塵的能力強,具有全天候全天時的特點。但也存在著成本較高,對行人的識別較為困難等不足之處。
▲毫米波雷達優(yōu)劣勢
77 GHz 在性能和體積上都更具優(yōu)勢。目前車載雷達的頻率主要分為 24GHZ 頻段和77GHZ 頻段。與 24GHz 毫米波雷達相比,77GHz 的距離分辨率更高,體積更是小了三分之一。2018 年,中國新車評價規(guī)程(C-NCAP)將自動緊急制動系統(tǒng)(AEBS)納入評分體系,從而將帶動 77GHz 毫米波雷達在未來的市場需求。而從長遠來看,77GHz毫米波雷達的體積更小、探距更長,使得其較 24GHz 毫米波雷達將具備更大的市場空間。
▲毫米波雷達 24GHz 和 77GHz 比較
24GHz 與 77GHz 毫米波雷達兼?zhèn)溆?ADAS 的長短距檢測。毫米波雷達因其硬件體積小,且不受惡劣天氣影響,被廣泛應用在 ADAS 系統(tǒng)之中。24GHz 目前大量應用于汽車的盲點監(jiān)測、變道輔助。雷達安裝在車輛的后保險杠內,用于監(jiān)測車輛后方兩側的車道是否有車、可否進行變道。77GHz 雷達在探測精度與距離上優(yōu)于 24GHz 雷達,主要用來裝配在車輛的前保險杠上,探測與前車的距離以及前車的速度,實現(xiàn)的主要是緊急制動、自動跟車等主動安全領域的功能。完全實現(xiàn) ADAS 各項功能一般需要“1長+4 中短”5 個毫米波雷達,奧迪 A8 搭載 5 個毫米波雷達(1LRR+4MRR),奔馳 S 級搭載 6 個毫米波雷(1LRR+6SRR)。目前 77GHz 的毫米波雷達系統(tǒng)單價在 1000元左右,24GHz 毫米波雷達單價在 500 元左右。
▲毫米波雷達在 ADAS 系統(tǒng)中的應用