传感器加速汽车转型

来源:化合物半导体发布时间:2023-05-26

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内容概览：

• 汽车半导体传感器市场于 2022-2028 年预计将以 10% 的 CAGR22-28 增长，至 2028 年可达 140 亿美元。

• 电气化和 ADAS2 与安全性仍然是影响传感器制造商的主要驱动力，根据它们不同的市场定位，这一影响的结果可能是业务增长或缩减。

• 车载半导体传感器预计将在所有汽车领域蓬勃发展。

• 随着汽车成为人们的第三生活空间，与舒适和娱乐相关的应用越来越多，用户体验领域将和动力总成 ADAS与安全性领域一样，迎来 10% 的 CAGR22-28 。

传感技术正在不断拓展增长。传感器最初是为了优化动力总成的效率，如今日益增加的安全顾虑使一些传感器成为强制性配置，如：ABS3、ESC4、安全气囊等。一方面是技术加持，同时还有传感器在高端汽车中的初步整合带来的推动，近年来此类创新已经扩散到中低端车型，催生了一项规模达数十亿出货量的产业。

根据 Yole Intelligence 光电与传感部门技术与市场高级分析师 PierrickBoulay 的分析：“2022 年传感器在全球汽车市场的出货量为 54 亿，创造了 78 亿美元的收益。我们预期这一收益在 2022 年至 2028 年期间收益将以 10% 的年复合增长率增长，到 2028 年将增至 140 亿美元，传感器的全球出货量将达到 83 亿。”

在如此活跃的形势下，Yole Intelligence 发布了一份关于传感和致动技术的全新报告：《Semiconductor Sensors for Automotive 2023》。作为 Yole Group 集团下属的子公司，Yole Intelligence 旨在通过这项新的分析对车用半导体传感器进行完整而详细的概述。这份报告提供了对技术和市场趋势的全面理解，介绍了其背后的技术，支撑产业运行的供应链，以及其竞争格局。

在未来几年中，汽车产业预期在汽车的四个领域中全都经历一次重大转型：

• 动力总成：汽车产业正在从基于 ICE5 的汽车（在 2018 年产量中占比 93%）转型为电动汽车（预计在2028 年产量中将占比 37%）。在传感器方面，动力总成和 EM6 领域的价值将以 2% 的 CAGR22-28 增长，截至 2028 年将超过 15 亿美元。从长远来看，汽车的电气化将催生新的应用，同时淘汰其他应用，从而引发传感器领域的重大变化。

• ADAS 与安全性：从更高的安全性到自动驾驶，汽车正在变得更加智能。摄像头、LIDAR7、雷达等设备正在帮助汽车了解周边环境并在此基础上采取行动。ADAS 与安全性领域的收益是迄今为止所有细分市场中最高的，截至 2028 年预期将产生 80 亿美元的收益。

• 用户体验：为了实现产品差异化，增加了功能数量，车内舒适性近年来也有所提升。自动驾驶让司机和乘客对娱乐产生更多需求，该领域将以 10% 的 CAGR22-28 这样的良好势头增长，至 2028 年可达 29 亿美元以上。

• 车身和底盘：为了提升乘客安全性，为了向 ADAS 计算单元发送有价值的数据，甚至是为了让汽车摆脱液压元件，整车传感化将让传感器需求量以 7% 的 CAGR22-28 增长。在收益方面，Yole Intelligence 预计该领域在 2028 年将产生近 14 亿美元的收益。

ADAS 和自动驾驶、电气化，以及整车传感化在未来几年里可望让用于汽车产业的传感器发生重大转型。这将令这一产业及其供应链的结构经历重大重组。因此，现在正是制定战略性商业计划并与合适的合作伙伴携手并进的好时机。

在 Yole Intelligence 光子与传感部门技术与市场分析师 PierreDelbos 看来：“诚然，电气化和 ADAS 与安全性是主要的驱动因素，但所有汽车领域的技术都可望向前发展。”

• 动力总成：增加电池容量和开发 800V 电池已成为大趋势，由此磁性（隔离）技术未来几年在各种应用中的渗透将加快步伐，用于OBC8 中的电流检测、DC/DC9、逆变器，以及功率模块。的确，分流传感器价格便宜且非常精确，只是缺乏电气隔离。因此，YoleIntelligence 的分析师们预期未来几年将出现从分流传感器到磁性传感器的技术转变。

此外，必须保持电池处在最佳温度范围内，以确保性能更佳，符合安全要求，并延长使用寿命。为此，磁性传感器被安装在热阀上，以精确控制冷却/加热流体的喷射。于是每辆 BEV10 中的传感器含量价值将从2022 年的 4.3 美元增长到 2028 年的 6.5 美元。（这些数字包含 BEV 动力总成专用传感器）。

• ADAS 与安全性：CMOS 图像传感器预计将有所发展，增加每秒帧数、动态范围和温度耐受性能。这虽然不是重大技术变革，但是将会满足一级供应商和原始设备制造商的需要。

雷达传感器将继续不断发展，接下去的一项重大变化与引入 4D 成像雷达有关，旨在实现低于 1° 的角分辨率，这是传统 3D 雷达无法实现的。这种演变与新 MIMO11 技术的发展相关，这项技术能在保持合理物理尺寸的同时增加虚拟孔径。

与图像传感器和雷达相比，LIDAR 还相当年轻，此类技术也在快速发生着变化。改进效果与 LIDAR 可感知的距离有关。为此，可以使用不同类型的激光器：EEL12、VCSEL13，或光纤。但主要的改进与接收器相关，这方面的技术正在从雪崩光电二极管向更加灵敏的 SPAD14 和 SiPM15 转型。这将让每辆汽车中的 ADAS 与安全性传感器含量从 2022 年的 45 美元增长到 2028 年的 87 美元。

• 用户体验：Yole Intelligence 在其新报告中称该领域预期不会出现真正的突破性技术，但会有更多用于提升舒适性的传感器。MEMS 传感器将被用于改进车内打电话和降噪应用。电容式传感器将取代物理按键，雷达将被用于乘员监测。此外，环境传感器将成为改善车内空气质量的关键设备。

• 车身和底盘：主要创新涉及到制动和线控驱动技术的发展，旨在让汽车不再使用液压组件。在这方面，磁性传感器对于踏板位置传感和电机位置监测至关重要。此外，Yole Intelligence 预期对智能 TPMS16 模块的采用会很慢，此类模块不仅能测量轮胎压力，而且能向汽车的主处理单元提供关于轮胎质量、天气情况和汽车负载的必要信息。

还有其他相关应用，包括监测驾驶员在座椅上的位置，并在长途旅行中随着时间过去对位置进行微调。

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