现代汽车电子元器件市场扫描 二

3. 基础电子元器件助推现代汽车的发展

　　传感器、控制器、执行器作为汽车电子的基础，对整个汽车系统起着重要的支撑作用，这些技术的发展也随着汽车的发展不断前进。现代汽车已经越来越接近于“自动车;、“智能车;，汽车用基础电子元器件也已经成为这些先进系统的“神经末梢;或“控制神经;。当今只要有新的汽车电子应用系统出现，都将催生新的汽车用基础电子元器件与之配套。

　　传感器。汽车传感器作为汽车电子控制系统的信息“捕获者;，是其关键部件，也是汽车电子技术领域研究的核心内容之一。世界各国对车用传感器的研究开发、提高性价比都非常重视。“没有传感器技术就没有现代汽车;的观点已被世界所公认。汽车电子化越发达，自动化程度越高，对传感器依赖性就越大。目前，一辆普通家用轿车上大约安装几十只传感器，而豪华轿车上的传感器数量可多达200余只。据市场研究报告，2005年全球汽车传感器市场已达到90.5亿美元，在2006年达到101亿美元，预计到2012年汽车传感器销售额达158亿美元。传感器在汽车上主要应用在发动机控制系统、底盘控制系统和车身控制系统。主要有温度传感器、压力传感器、位置和转速传感器、加速度传感器、距离传感器、陀螺仪和车速传感器、方向盘转角传感器等。

　　智能传感器的迅速发展将汽车的安全性能提高到一个前所未有的高度。从目前发展来看，正在逐渐开始被导入高档轿车的智能传感器系统有以下几种：酒精检测MEMS系统，如意法半导体的新型信号处理电路集成酒精传感器，自动雨刷系统，电子式自动照明系统，胎压监测系统，安全气囊触发系统，如飞思卡尔推出的卫星加速度传感器。

　　加速度、振动、速度传感器是汽车运动测量中的三种主要传感器，目前，世界生产这三种传感器的大型企业有30几家，其中前5名公司占据了31.3%的市场份额。例如Endeveo占13.6%，WilcoxaResearch占9.1%，摩托罗拉占4.2%，IMI占3.0%，AnalogDevices占1.4%。西方发达国家排放法规对尾气排放量日益严格的要求，推动了汽车用氧传感器的开发与生产。目前，已实用的汽车氧传感器有氧化锗氧传感器、二氧化钛氧传感器等几种。

　　目前国内汽车行业引进国外的先进技术及与之相配套的传感器生产技术，基本满足了国内小批量、低水平车型的配套需求。但国内汽车传感器行业品种少，生产厂家分散，各厂产品品种单一，不配套；性能较落后，抗干扰性差；缺少核心传感器等。国内部分企业采用与国外进行合资经营的方式，消化吸收国外先进的传感器技术，使产品升级换代，逐步发展壮大，但绝大多数企业还只是处于配套生产的状态，利润薄、产品单一、产品质量和技术水平低下。

　　控制器(ECU)。车用控制器以微控制器(MCU)为核心，还包括前置的A/D转换器、数字信号缓冲器以及放大器等。当前ECU的发展总趋势是从单系统向多系统集中控制过渡。随着通信、连接、计算机技术与汽车的日益融合，MCU在汽车中应用的数量越来越多。过去几年里，平均一部汽车大约会用到20个MCU，而现在汽车中使用的MCU数量已达40-60个，部分高档轿车MCU数量已经达到上百个。2004年，全球汽车继电器的收入是160亿美元，其中汽车MCU的销售收入就占到34%，数年内这一比例继续保持。MCU是汽车电子中的核心部件，由于它在汽车电子中实现的功能呈现多样性，从简单的车灯控制到复杂的发动机控制、汽车半导体通信等，因此高、中、低端MCU在汽车中都可以发挥作用，可以共存于一个系统中。通过各类MCU销售收入所占百分比的变化可以看出，未来几年高、中、低端MCU在汽车中的应用格局与现在差别不大。总体上呈现出中档MCU所占份额有所下降，而高、低端MCU不断对中档MCU进行挤压。在应用方面来看，未来8位MCU的应用集中在中、低端，32位MCU的应用集中在高端。我国近年来在车身控制器方面取得了很大的发展，中国车身控制系统的增幅仅次于车载信息通信系统的增幅。但是，由于我国缺乏高端MCU应用(如汽车动力和ABS等方面)的开发经验且中国汽车电子应用多受成本抑制，导致中国汽车电子市场低端MCU占据主导地位。

　　执行器。执行器是用来精确无误地执行电子控制器发出的命令信号。目前汽车用机电式执行器类型很多，如电磁阀、压电元件、点火电子组件、松下、热电耦等。其中继电器的发展最为活跃。它是仅次于传感器在汽车上应用最多的汽车电子元器件之一。汽车继电器主要有机电式电磁继电器、电子混合式继电器、热保护继电器、延时继电器等几大类。统计数据显示，2006年全球继电器销售额为42.2亿美元，其中汽车继电器销售额为8.5亿美元，占20.1%。预计2007年全球继电器销售额将达44亿美元，其中汽车继电器销售额为8.9亿美元，增幅4.71%。当前国外汽车继电器的生产量以泰科为龙头，接下来有OMRON、远程、安电、富土通等公司。在众多执行器产品中，汽车继电器在我国也得到了迅猛发展。目前我国境内有300多家继电器生产企业，其中约有一半生产汽车继电器。有数据显示，2005年我国汽车继电器总产量为4.5亿个，2006年增长到5.4亿个，而到2007年大约升至6.48亿个。

4. 汽车电子元器件的开发重点

　　随着辅助系统的增加，必须使电子装置之间获得协调，应该从系统功能和电子部件的硬件两方面加以统筹考虑。因此，汽车电子装置之间的协调、可靠性和安全性是今后开发的重点。

　　控制系统在每辆车上装用多个控制辅助系统，在系统开发阶段就应该考虑到它们之间的协调性。作为车辆的基本性能“行驶;方面，应考虑发动机与传动系的综合控制，并应与防滑控制功能相协调。在“制动;功能方面，应该考虑防抱死制动装置(ABS)，在“转向;方面，动力转向，四轮转向(4WS)在功能上相近，都应考虑到这些辅助装置之间的协调性。也就是说，要开发出能满足上述3种基本性能的协调系统。从功能上来讲，在分组化的协调系统内，就能易于设计出功能上互相配套合作、支援，系统可靠性良好的产品。另一方面，在设计时应有效配置传感器以节约成本，这也是设计上必须注意的要点。当考虑到故障诊断时，分为各控制单元内相互联接的车载式自诊断系统与由专门维修调整站进行的非车载式诊断系统，对此，也应考虑到这些设备之间的协调。这样，系统间协调的设计思想将对车辆性能的改进、系统设计、故障诊断设计提供广阔的设计思路，即使对于维修装置也是至为重要的。

　　信息通信、显示系统之间的协调为了显示汽车的行驶状态而开发了高清晰、高精度、高品位、多功能的一系列显示元件，如液晶显示元件、彩色阴极射线管等增大了设计的自由度。在今后不断发展的信息化社会环境中，有必要向驾车者提供车辆状态的多种信息，增加与驾驶计算机导航系统相适应的信息终端设备的功能。随着信息通信需求的增加，移动体通信技术的进步，汽车作为信息载体进一步系统化。在显示技术和信息通信技术向综合系统化发展的过程中，必须注意到系统协调的必要性。

　　可靠性、安全性随着电子辅助系统的增加，必须提高可靠性，消除故障引起的事故发生率，因此必须进一步发展汽车电子化技术。车用电子装置众多，从使用微机开始，到大型计算机可靠性的提高及类似的援助技术；另一方面，也有组装在机器中的计算机系统的特殊性，所以，必须经常考虑车用电子装置的特殊性。各种车用电子辅助控制系统大多采用微机，由于是内装式结构，很难分离硬件和软件。因此要求有高度重视成本的设计思想和专业的程序，能较容易编制复杂的程序体系的特点，为此，在开发、生产、检验阶段，要求具有分离硬件软件的分析方法和开发装置，包括开发辅助系统间干扰的检查方法，多样化的程序标准化方法。利用硬件标准化，不断提高电子系统的可靠性，是必不可少的方面。电子系统可靠性的提高，与装车使用的电控单元、传感器、执行元件等要素构成可靠性(硬件方面)，与该系统必要的控制方式的可靠性(软件方面)燥有同等重要性。

　　在控制系统设计阶段，要采取故障安全保险软件、支援系统、容错系统的方法。容错系统，对于降低汽车成本是一个相当困难的问题，解决的重要途径在提高计算机性能和降低成本两个方面。主要是研制用于分离硬件、软件功能的硬件模拟器和软件模拟器。硬件开发要依靠相当丰富的经验。各种车用辅助系统虽然规模小，但种类繁多，要一个个制造模拟器是非常麻烦的。但是为了保证汽车电子系统的整体可靠性，必须设立必要的检验机构。

　　电子技术对控制系统、信息系统和显示系统起到了重要作用，为了进一步发展，必须从通用技术方面进行改进：开发高密度电路组装技术、小型化技术，以使功能扩大数十倍；在高密度组装的电路之间，开发用于传感器、执行元件间电气联接的多重通信技术；利用高性能微机和系统控制技术，开发ASIC技术；用于提高软件开发效率的软件开发支援系统。

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