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現在汽車技術的發展主要圍繞汽車安全性、節能減排和汽車性能/舒適便捷這三個方向進行。貫穿這三條主線的技術發展趨勢是汽車系統的電子化、一體化集成和智能化。尤其在“電子底盤”領域里的發展尤為突出。這一技術趨勢將成就汽車工業的未來。 日前在上海舉行的2013汽車電子暨半導體技術創新國際論壇上，上海航天汽車機電股份有限公司汽車電子技術中心總經理潘定海就一些汽車關鍵電子系統領域的應用，以及關鍵核心技術進行了系統的描述，并就技術的發展趨勢進行了詳細介紹，特別是汽車級芯片技術應用的發展趨勢和汽車電子對芯片的要求做了更進一步的闡述。同時他對國內汽車電子技術發展現狀和存在的一些問題進行了探討，為今后試圖突破汽車電子技術瓶頸的發展之路和策略提出思考和建議。 汽車技術發展的三條主線 目前，汽車上的電子系統成本可能占汽車整車成本的25~30%左右，幾年將超過40%。2012年中國汽車電子市場規模預計已經突破3000億元。另一方面新能源車的迅速發展也加速了電子控制系統在汽車上應用和發展的步伐。汽車電子控制技術已成為汽車技術發展和和市場競爭的主戰場。 從目前市場發展趨勢看，潘定海認為汽車電子技術的系統化、一體化集成和智能化是必然方向，三個趨勢沿著汽車安全性、節能減排和舒適便捷/增強性能三條主線發展。而貫穿這三條主線的技術主流則是汽車系統的電子化、系統化、集成化和智能化。 先說汽車安全性。潘定海指出，汽車安全性技術的市場和社會需求主要來源于三方面的因素：消費者對安全性的要求、最新安全法規的制定、駕駛員越來越分心。“調查發現57%的消費者認為，幫助他們防止偏離車道的駕駛員輔助系統或行車道導向系統時他們購買汽車時要考慮的十分重要的因素。為了降低汽車事故發生，很多國家已經制定了各種法規對汽車的安全性做出具體要求。另一方面，智能手機、車內娛樂系統和導航系統在車上的應用使駕駛員越來越分心，使用不當就很有可能引發交通事故。因此，政府法規和用戶要求決定了市場的發展規律，現代電子技術使避免事故和車禍成為可能，或能夠大大降低車禍的損失程度，推動安全性技術的發展。” 汽車安全性技術可分為主動安全性系統和被動安全性系統兩大類。主動安全系統指能夠預防事故發生的安全性技術如ABS/ESC，各種駕駛員輔助系統如碰撞報警、車道保持系統、盲點預警系統和車尾監視系統，胎壓監測系統（TPMS）、電動助力轉向系統（EPS）以及車身電子安全系統等；被動安全系統指用于事故發生后避免或降低傷亡程度的安全性技術如安全帶、安全氣囊、側翻乘客保護系統等。 汽車節能減排電子技術，對于傳統能源汽車來說，包括發動機電子控制和管理系統、電控自動變速器（ECAT）、電控轉向系統和車輛啟動/停止系統等。而對于新能源車而言，汽車電子控制技術是實現新能源車的基本技術條件，反過來新能源車的發展給汽車電子帶來了更多新的機會，包括驅動電機和驅動控制系統、電池和電池管理系統（BMS）、整車電控系統、熱管理系統、EPS或線控轉向系統、制動能量回收系統等。 除了安全與節能，乘坐舒適、網絡信息化和系統性能改善也是汽車系統電子化的主要驅動力。為汽車提供舒適便捷/增強系統性能的電子技術包括車身控制模塊（BCM）-汽車內部車身上的控制模塊的網絡化集成，車門、車窗、雨刮器、大燈、座椅控制、除霧/除霜等；車載信息系統（Telematics）即車聯網-汽車與外界網絡連接，電話、GPS導航、實時交通信息、上網、遠程故障診斷/防盜、娛樂、C2C通信等使汽車成為一臺“移動網絡終端”的各種電子模塊；智能導航/智能交通系統（ITS），可實現目標監控、調度以及道路交通信息服務、車輛輔助導航等。系統可獲取沿途天氣、前方道路車流量、交通事故、交通堵塞等信息，根據駕駛員提供的目標數據項其提供距離最短且能繞開車輛密度相對集中處的最佳行駛路線，實現智能車輛輔助導航。其他還有自動空調控制系統、車內主動噪聲消除技術等。 汽車電子技術的一體化集成、網絡化和智能化 汽車上的電控單元越來越多，嵌入式系統集成控制技術、計算機技術和網絡技術的發展和成熟，使汽車電子控制系統的一體化集成、網絡化和智能化成為汽車技術發展的必然趨勢。潘定海指出，通過一體化集成，協調和加強汽車系統的安全性、燃油經濟性、操縱穩定性、舒適性等性能，提高汽車的價值，降低總成本。當前最典型的兩個集成領域在于地盤和動力傳動系統的集成。 智能化。現代汽車技術正朝著更加主動智能化趨勢的方向發展，以達到“人-汽車-環境”的智能協調。智能系統的主要特點是以技術彌補認為因素的缺陷，使得即便在很復制的道路等環境情況下，能自動地更精確地操控汽車，使汽車更安全，更舒適，更節能，性能更好，汽車電子產品在整車中的價值和效能得到進一步的提高。智能化的特點是系統能夠主動協助駕駛員采取必要的動作，體現在系統必須具有三個方面的特征，即具有實時感知能力、判斷決策能力和操控執行的能力。“實際上，目前正在開發的具有高度反應性的駕駛員輔助系統等（主動安全性系統）都具有相當高的智能化程度，例如：車道偏離防止系統/車道保持系統；主動碰撞避免系統等；自適應巡航控制系統；智能導航/智能交通系統；智能駕駛系統-無人駕駛汽車；智能化安全氣囊等。” 網絡化。數據的快速交換、高可靠性及低成本是對汽車電子網絡系統的要求，實現數據通信、信息共享和各個系統間的功能協調和優化。總線技術將汽車中各種電控單元、智能傳感器、智能儀表等連接起來，構成汽車內部局域網，通過協議進行相互通信，實現各系統間的信息等的共享。主要優點包括：大大減少汽車線束的數量、連接點和種類，提高系統的可靠性和可維護性；采用通用傳感器，達到數據信息共享目的；改善系統的靈活性，即通過軟件可實現系統功能的變化。 汽車電子控制系統關鍵核心技術 潘定海表示，國內汽車電子產業的發展與競爭力的提高，有賴于國內上游半導體產品和集成模塊的開發和產業化發展，芯片和核心拎部件技術和產業的圖片是汽車電子產業發展的基礎和保障。而現在國內這一領域基本被外企壟斷，基本靠進口，在此基礎上進行二次開發，在技術和成本上都不具有優勢。 汽車電子系統的關鍵核心技術包括： 電控單元（ECU）：電控系統的核心。開發和制造性能強，耐久可靠，質量高，成本低并能在復雜和惡劣環境下工作的汽車嵌入式電子芯片和PCB的能力，是汽車電控系統對電控單元的基本要求。 控制和軟件技術：控制算法和嵌入式軟件是汽車電子技術發展的最關鍵部分，也是最大的技術瓶頸，要實現核心的控制功能，故障診斷和故障安全保護，與其他系統和零部件的通信。 電控執行機構：是電控系統的關鍵部件。其工作精度、性能和可靠性直接決定了控制系統的性能和質量。對執行機構的基本要求是精度高、反應快、功率密度高（體積小重量輕），噪音低、耐久可靠，質量高、成本低。 傳感器技術：所需的傳感器種類和數量不斷增加高精度、高可靠性、高質量且低成本是系統應用的基本需求。未來傳感器技術也正朝著多功能化、集成化、智能化和微型化方向發展。 電子系統網絡化和整車集成：系統的性能和成本取決于零部件在系統中的優化匹配。集成包括電控系統自身的系統或整車的，網絡通信的集成，必須具有機電集成的技術知識和經驗，具有對系統知識的精深了解，甚至對整車動力學和有關系統的深入掌握。 汽車用關鍵電子元器件及主要供應商： 以MCU為例，英飛凌、飛思卡爾、NXP、瑞薩、TI等國際廠商占據了90%以上的市場，每臺車使用數量超過100個，一些高端車甚至達到250個以上，MCU占PCBA總成本1/4以上，外企和本土企業采購成本存在巨大差別。 又例如ASIC，目前國內芯片制造商還沒有真正開始在汽車領域有大量應用芯片的案例，再加上基本所有專用芯片都有專利限制，因此，國內零配件廠ASIC的購買主要是從一家在國際大廠超市應用或正在應用的簡化版，國內零配件廠商基本沒有選擇余地，也喪失了議價能力。 他認為，掌握以上幾方面關鍵核心技術是具備汽車電控系統開發能力，并實現產業化，制造出高性能、高質量、低成本的高端電子技術產品目標的關鍵所在。 
潘定海表示，“我們的汽車市場仍處于戰國時期，是全世界汽車行業的戰場，但在汽車技術領域，可以說是一盤散沙。”他指出，國內整車和配套企業至今還基本沒掌握核心技術，尤其是缺乏汽車產業發展的關鍵前沿技術保障：汽車電子技術。盡管從整體市場數據上看中國汽車電子市場前景似乎一片光明，但國內市場利潤幾乎被外國廠商瓜分，本土企業最多只能搶到剩下的1/10。 “目前國內在汽車電子技術領域里，首先面臨著外企的技術和市場壟斷。盡管大部分技術已在國外發展的很成熟，但核心技術都控制在歐美日等配套商的手里，并實行技術保護和壟斷，國內的市場也幾乎被其壟斷。其次，缺乏核心技術和研發能力。國內企業研發能力弱、缺乏核心技術和創新能力，產品在低級和小規模水平徘徊，” 潘定海說，“同時，還缺乏長遠戰略和合作精神。大家都開發-重復開發，研發技術力量分散，資源浪費嚴重。汽配產業得不到主機廠實質性和戰略性的支持，情況并不樂觀。” 針對這些困境，潘定海提出了幾點思路。首先他認為整車廠與國內汽配供應商之間長期性的戰略合作是不可或缺的。“整車廠應用有計劃有目的有針對性地培育國內電子技術供應商，與其建立長期的戰略合作，給予市場支持和成長的機會，這是對國內電子技術發展最有效最直接的支持。” 其二是汽車電子企業直接的戰略合作。他表示，“汽車電子技術難度高、研發周期長投入大、競爭對手實力強大。如果大家聯合起來，可以大幅增強研發實力，降低投資風險，也許是一條突圍之路。” 再次，他呼吁國家加大政策支持，但決策要科學、資源要集中。 最后，他建議建立相對獨立的國家級核心技術和產品開發平臺，從國家層面進行核心技術的研發，在基礎技術和共性技術等方面力圖實現突破，包括核心零部件供應鏈體系的建立和培育。 |
