國(guó)外智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況及啟示

　　智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)，是指搭載先進(jìn)的車(chē)載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置，并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車(chē)與X(車(chē)、路、人、云等)智能信息交換、共享，具備復(fù)雜環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制等功能，可實(shí)現(xiàn)“安全、高效、舒適、節(jié)能”行駛，并最終可實(shí)現(xiàn)替代人來(lái)操作的新一代汽車(chē)。

　　汽車(chē)智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)成為了全球科技創(chuàng)新領(lǐng)域新的焦點(diǎn)，而智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)是繼新能源汽車(chē)后汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的又一制高點(diǎn)。在這樣的背景下，奔馳、寶馬、奧迪、比亞迪、上汽等全球知名汽車(chē)制造商，以及華為、Intel、百度、中興、高通等國(guó)內(nèi)外IT產(chǎn)業(yè)巨頭都將智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)作為自身發(fā)展的一大重點(diǎn)。

　　放眼國(guó)內(nèi)，國(guó)家層面給予了高度重視和及時(shí)引導(dǎo)，國(guó)內(nèi)長(zhǎng)安、一汽、上汽、北汽等大型整車(chē)企業(yè)都制定了智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)發(fā)展的規(guī)劃和戰(zhàn)略。從智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的技術(shù)架構(gòu)來(lái)看，環(huán)境感知技術(shù)是實(shí)現(xiàn)車(chē)與車(chē)、車(chē)與路、車(chē)與人以及車(chē)與云之間信息交換的“五官”，而傳感器在其中扮演著信息采集非常重要的角色。為此，本文旨在分析國(guó)內(nèi)外智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)傳感器產(chǎn)業(yè)國(guó)內(nèi)外進(jìn)展，二者的差距，以期從中得出有益的結(jié)論，為我國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展夯實(shí)基礎(chǔ)獻(xiàn)策建議。

　　一、各國(guó)高度重視智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)發(fā)展

　　(一)美國(guó)：國(guó)家戰(zhàn)略和配套政策法規(guī)為產(chǎn)業(yè)發(fā)展保駕護(hù)航

　　早在2015年，美國(guó)交通運(yùn)輸部就發(fā)布了《美國(guó)智能交通系統(tǒng)(ITS)戰(zhàn)略規(guī)劃(2015-2019年)》，該戰(zhàn)略的核心是汽車(chē)的智能化與網(wǎng)聯(lián)化，旨在解決美國(guó)交通系統(tǒng)存在的問(wèn)題。為了自動(dòng)駕駛技術(shù)在制度和政策法規(guī)上有據(jù)可循，美國(guó)交通運(yùn)輸部聯(lián)合國(guó)家公路交通安全管理局于2016年發(fā)布了《聯(lián)邦自動(dòng)駕駛汽車(chē)政策》，對(duì)自動(dòng)駕駛汽車(chē)技術(shù)必須滿足的安全評(píng)估作出了明確規(guī)定。此后，包括加州、密歇根州、內(nèi)華達(dá)州等多個(gè)州以及哥倫比亞特區(qū)出臺(tái)了地方性的無(wú)人駕駛法規(guī)，各州根據(jù)實(shí)際情況對(duì)自動(dòng)駕駛技術(shù)的研發(fā)和測(cè)試作了不同規(guī)定。

　　(二)歐洲：加大資金投入，多國(guó)已開(kāi)展無(wú)人駕駛路測(cè)

　　英國(guó)：2014年，英國(guó)政府與整車(chē)企業(yè)共同出資2億英鎊(雙方各出資1億英鎊)成立 “智能移動(dòng)基金”，重點(diǎn)扶持與自動(dòng)駕駛相關(guān)的研發(fā)、測(cè)試和商業(yè)化發(fā)展。2017年，為了增強(qiáng)英國(guó)汽車(chē)行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)，英國(guó)政府對(duì)5×StarS聯(lián)盟進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)資助。此外，英國(guó)政府向?qū)汃R、福特、路虎等政策企業(yè)投資超過(guò)1億英鎊，大力推動(dòng)自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)展。

　　法國(guó)：2014年，法國(guó)發(fā)布自動(dòng)駕駛汽車(chē)發(fā)展路線圖，并宣布投資1億歐元進(jìn)行自動(dòng)駕駛汽車(chē)實(shí)際道路測(cè)試，同時(shí)啟動(dòng)道路交通法規(guī)修訂程序。2016年8月，法國(guó)政府進(jìn)一步放寬了路測(cè)準(zhǔn)入，允許外國(guó)汽車(chē)制造商在法國(guó)開(kāi)展路測(cè)，這項(xiàng)政策也是法國(guó)新工業(yè)戰(zhàn)略的重要部分。此外，德國(guó)、瑞典、挪威等國(guó)已在進(jìn)行或正在推進(jìn)無(wú)人駕駛路測(cè)。

　　(三)亞洲：智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)處于高速發(fā)展階段

　　日本：日本IT綜合戰(zhàn)略本部于2016年制定了自動(dòng)駕駛普及路線圖，允許自動(dòng)駕駛汽車(chē)在有司機(jī)的情況下可以2020年上高速公路行駛。2017年4月，日本將汽車(chē)保險(xiǎn)的賠付范圍延伸至自動(dòng)駕駛期間的交通事故;2017年6月，日本允許汽車(chē)在駕駛位無(wú)人的狀態(tài)下進(jìn)行路測(cè)。

　　新加坡：2014年8月，新加坡成立自動(dòng)駕駛汽車(chē)動(dòng)議委員會(huì)，從2015年1月開(kāi)放近5公里的特定路段供無(wú)人駕駛汽車(chē)測(cè)試。2017年底，開(kāi)通一條路測(cè)專(zhuān)線，允許自動(dòng)駕駛汽車(chē)在許可范圍內(nèi)進(jìn)行公共道路測(cè)試。近年來(lái)，新加坡無(wú)人駕駛的政策環(huán)境和研發(fā)路測(cè)環(huán)境都在不斷完善，極大地促進(jìn)了智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

　　二、全球汽車(chē)傳感器產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)新的發(fā)展趨勢(shì)

　　(一)傳感器市場(chǎng)需求空間進(jìn)一步加大

　　智能駕駛的發(fā)展將大幅提升對(duì)傳感器的需求量。傳感器在智能汽車(chē)領(lǐng)域起著重要作用，擔(dān)任著智能駕駛汽車(chē)的感知系統(tǒng)，比如ADAS的感知層中需要用到大量的攝像頭、超聲波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、夜視儀等傳感器。隨著ADAS系統(tǒng)逐漸成熟，汽車(chē)傳感器的需求量將會(huì)大幅攀升。隨著汽車(chē)電子化、智能化和網(wǎng)聯(lián)化，傳感器在汽車(chē)上的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，2000 年汽車(chē)上裝配的傳感器只有 10 個(gè)左右，到今天中高端的車(chē)上傳感器已經(jīng)增長(zhǎng)到 100 多個(gè)，未來(lái)隨著智能網(wǎng)聯(lián)的進(jìn)一步深化，汽車(chē)配備的各類(lèi)傳感器仍將有 4 倍的增長(zhǎng)空間。權(quán)威部門(mén)預(yù)測(cè)，2016年到2025年全球車(chē)用傳感器市場(chǎng)規(guī)模將從82億美元增長(zhǎng)至290億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率(CAGR)達(dá)到15 %。

　　(二)傳感器智能化、微型化趨勢(shì)愈加明顯

　　傳感器智能化是指?jìng)鞲衅鞒藢?shí)現(xiàn)傳感的基本功能之外，還具備自我校準(zhǔn)、自我標(biāo)定等功能，更重要的是能夠基于自身邏輯判斷和信息處理能力，對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行智能處理。在實(shí)際應(yīng)用中，相較于一般的傳感器，智能傳感器在測(cè)量精度、信噪比、遠(yuǎn)程可維護(hù)性、穩(wěn)定性和可靠性等方面都更勝一籌，非常適合智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的需求。而對(duì)于微型化，主要是利用基于半導(dǎo)體集成電路技術(shù)發(fā)展的MEMS技術(shù)，在一塊芯片上將敏感器件、DSP、數(shù)據(jù)處理裝置集成封裝，能夠有效降低傳感器成本、提升傳感器集成度、縮小傳感器體積并提高系統(tǒng)的測(cè)試精度。目前，基于MEMS技術(shù)的傳感器已經(jīng)在汽車(chē)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，取代傳統(tǒng)傳感器趨勢(shì)明顯。隨著電子制造工藝的不斷迭代，微型傳感器將進(jìn)一步向納米傳感器演進(jìn)，更加適合智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的發(fā)展。

　　(三)自動(dòng)駕駛安全性保障需要多傳感器的融合應(yīng)用

　　一方面，不同類(lèi)型的傳感器適應(yīng)的最優(yōu)應(yīng)用場(chǎng)景存在差異性，智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)實(shí)際行駛環(huán)境復(fù)雜，現(xiàn)有單一傳感器并不能滿足復(fù)雜路況下的所有需求。以攝像頭和激光雷達(dá)為例，攝像頭成本低、應(yīng)用廣泛，但算法識(shí)別率有待進(jìn)一步提高;而激光雷達(dá)雖然識(shí)別率更高，但成本偏高且環(huán)境適應(yīng)能力較差。采用多傳感器協(xié)同工作，可優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，進(jìn)而提高駕駛安全性。另一方面，為了保證自動(dòng)駕駛的行駛安全性，智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)感知方案必須要具備安全冗余性。在此前提下，多傳感器協(xié)同工作，以及協(xié)同工作下產(chǎn)生的信息冗余就顯得非常有必要。目前來(lái)看，毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)及攝像頭等傳感器多路融合是自動(dòng)駕駛傳感器方案的主流發(fā)展趨勢(shì)。

　　三、我國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)傳感器發(fā)展存在的問(wèn)題

　　(一)核心專(zhuān)利被國(guó)外企業(yè)壟斷

　　國(guó)內(nèi)汽車(chē)傳感器市場(chǎng)的需求量巨大，每年進(jìn)口額都超過(guò)千億人民幣，這主要是國(guó)內(nèi)汽車(chē)傳感器芯片、傳感器關(guān)鍵技術(shù)和傳感器產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與國(guó)外存在較大差距，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)汽車(chē)傳感器在高端市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中缺位或者是競(jìng)爭(zhēng)力不足。比如國(guó)內(nèi)企業(yè)多數(shù)只能做一些水溫和壓力傳感器等技術(shù)含量不高、附加值低的產(chǎn)品，而針對(duì)國(guó)五、國(guó)六排放階段在尾氣處理上必須要用到的氮氧化物傳感器等一些高技術(shù)含量產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)目前還是完全依賴(lài)進(jìn)口。目前，國(guó)內(nèi)汽車(chē)傳感器市場(chǎng)絕大部分被西門(mén)子、博世、霍尼韋爾等國(guó)際零部件巨頭占據(jù)，90%傳感器依賴(lài)國(guó)外。國(guó)內(nèi)在汽車(chē)傳感器新原理、新器件和新材料等方面的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化能力較弱，汽車(chē)傳感器核心專(zhuān)利大部分被外資廠商壟斷，嚴(yán)重阻礙了中國(guó)自主傳感器產(chǎn)品的發(fā)展。

　　(二)企業(yè)研發(fā)投入資金來(lái)源有限

　　汽車(chē)傳感器的研發(fā)投入動(dòng)輒上千萬(wàn)甚至上億元，一般民營(yíng)企業(yè)憑借自身實(shí)力有限，并且融資渠道也同樣缺乏。汽車(chē)傳感器產(chǎn)業(yè)鏈上的很多企業(yè)在不斷加大投資之后，往往會(huì)面臨“后繼乏力”的困境。其主要原因是汽車(chē)傳感器產(chǎn)業(yè)大投入、長(zhǎng)周期、高風(fēng)險(xiǎn)等因素，使常規(guī)的市場(chǎng)渠道難以支撐行業(yè)的持續(xù)巨額資金投入。以傳感器芯片為例，新產(chǎn)品一般要過(guò)2至4年才可以進(jìn)入市場(chǎng)，5至6年開(kāi)始實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售，8至9年才可能達(dá)到收支平衡，10年才可能達(dá)到盈利，期間每年又需投入數(shù)億美元，一般的投資很難連續(xù)支撐。由于短期內(nèi)難以獲利，銀行等金融機(jī)構(gòu)對(duì)于該行業(yè)缺乏足夠的投資興趣，導(dǎo)致汽車(chē)傳感器產(chǎn)業(yè)的投融資渠道更加不順暢。

　　(三)汽車(chē)傳感器缺乏配套試驗(yàn)和應(yīng)用環(huán)境

　　汽車(chē)是由多達(dá)幾千個(gè)電子零部件組成的復(fù)雜產(chǎn)品，特別是隨著汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，控制電子部分、多媒體電子部分、導(dǎo)航及車(chē)載通信等等越來(lái)越多，使車(chē)輛復(fù)雜程度不斷加大。而這些電子零部件產(chǎn)品可靠性十分重要，直接決定了整車(chē)的安全及運(yùn)行可靠性。特別是嚴(yán)苛的環(huán)境(運(yùn)輸過(guò)程、存放、工作中、氣候等因素)，都在考驗(yàn)著汽車(chē)電子產(chǎn)品的可靠性。汽車(chē)傳感器作為汽車(chē)電子產(chǎn)品中最典型代表在應(yīng)用時(shí)要和發(fā)動(dòng)機(jī)以及整個(gè)調(diào)校系統(tǒng)進(jìn)行匹配試驗(yàn)，但國(guó)內(nèi)在這個(gè)環(huán)節(jié)上的配套環(huán)境不成熟，現(xiàn)有的系統(tǒng)和設(shè)備嚴(yán)重落后。這就導(dǎo)致企業(yè)無(wú)法真正了解產(chǎn)品后續(xù)的匹配性和可靠性以及所需的改進(jìn)方案，有直接影響了下游企業(yè)對(duì)使用國(guó)產(chǎn)傳感器的信心。

　　四、對(duì)策建議

　　(一)加強(qiáng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)傳感器核心技術(shù)攻關(guān)

　　一是依托現(xiàn)有基礎(chǔ)，提高自主創(chuàng)新能力。利用較為成熟的轉(zhuǎn)速傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器技術(shù)，加大車(chē)用傳感器研發(fā)投入，推進(jìn)傳感器企業(yè)與國(guó)際知名汽車(chē)零部件企業(yè)及國(guó)內(nèi)整車(chē)企業(yè)、科研院所等單位的交流合作，協(xié)同開(kāi)發(fā)新型車(chē)載傳感器技術(shù)與產(chǎn)品。二是聚焦重點(diǎn)，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量升級(jí)。重點(diǎn)圍繞激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、超聲波傳感等智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)亟需的傳感器產(chǎn)品，突破激光二極管、雪崩二極管、高端 CMOS 圖像傳感芯片、DSP 芯片、77GHz 雷達(dá)等核心部件，以及自動(dòng)化設(shè)計(jì)、試驗(yàn)仿真、軟件算法等關(guān)鍵配套技術(shù)。推動(dòng)MEMS技術(shù)逐步取代傳統(tǒng)機(jī)電技術(shù)生產(chǎn)傳感器，提高車(chē)用傳感器總體設(shè)計(jì)水平、技術(shù)水平和產(chǎn)品可靠性。

　　(二)完善智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)傳感器產(chǎn)業(yè)鏈布局

　　一是聯(lián)合攻關(guān)，提高競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。支持國(guó)內(nèi)汽車(chē)傳感器企業(yè)開(kāi)展器件設(shè)計(jì)、制造封裝工藝、系統(tǒng)集成等聯(lián)合攻關(guān)，提升產(chǎn)品性能，提高產(chǎn)業(yè)整體競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。二是產(chǎn)業(yè)鏈上下游聯(lián)動(dòng)，縮短產(chǎn)品市場(chǎng)化周期。瞄準(zhǔn)汽車(chē)電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、無(wú)人駕駛系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)，大力推動(dòng)新型車(chē)用傳感器自主研發(fā)。加大智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)傳感器配套政策引導(dǎo)，鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)整車(chē)廠商與國(guó)內(nèi)傳感器制造企業(yè)加強(qiáng)技術(shù)交流與合作，共同推進(jìn)國(guó)內(nèi)汽車(chē)傳感器產(chǎn)品在新能源汽車(chē)和智能汽車(chē)上的市場(chǎng)準(zhǔn)入，并在這一過(guò)程中形成產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展態(tài)勢(shì)。三是把握時(shí)間窗口，加大示范應(yīng)用力度。把握智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)快速發(fā)展的契機(jī)，以下游整車(chē)企業(yè)需求為牽引，實(shí)施智能網(wǎng)卡汽車(chē)傳感器重大示范應(yīng)用工程，積極提升國(guó)產(chǎn)化汽車(chē)傳感器的實(shí)際應(yīng)用水平，帶動(dòng)國(guó)產(chǎn)化汽車(chē)傳感器的市場(chǎng)占有量，降低產(chǎn)品成本，推進(jìn)我國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)傳感器產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)協(xié)同發(fā)展。

　　(三)加大資金和人才保障力度

　　資金方面，不僅要研究利用現(xiàn)有財(cái)政資金渠道，優(yōu)化資源配置，加大對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)傳感器產(chǎn)業(yè)扶持力度，更要進(jìn)一步研究PPP、產(chǎn)業(yè)投資基金、科技投資保險(xiǎn)、金融租賃等投融資新模式，吸納社會(huì)資本，建立公平的投資環(huán)境，優(yōu)化投融資環(huán)境。建立國(guó)家智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)傳感器專(zhuān)項(xiàng)資金，采取委托貸款、股權(quán)投資等方式，引導(dǎo)和撬動(dòng)更多的社會(huì)和金融資本，投向智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)傳感器領(lǐng)域。人才方面，鼓勵(lì)高等院校、科研機(jī)構(gòu)根據(jù)需求和自身特色，聯(lián)合公共服務(wù)平臺(tái)和企業(yè)，建設(shè)跨學(xué)科的智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)傳感器綜合人才培養(yǎng)基地，為企業(yè)輸送高層次工藝人才和技術(shù)創(chuàng)新人才。積極引進(jìn)海外領(lǐng)軍人才和髙端技術(shù)人才，持續(xù)優(yōu)化人才環(huán)境，支持相關(guān)院士工作站、博士后工作站、技術(shù)中心、孵化創(chuàng)業(yè)中心等建設(shè)，為高端人才集聚提供載體。