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CITE 2014八大产业预测

一、CITE2014风向标之集成电路:发展面临的两大限制和三条路径

沿着“摩尔定律”,集成电路技术走过了50余年的历程。如今的生产技术已接近达到22nm,如果继续沿着按比例缩小(scaling down)之路走下去,根据2011年ITRS(International Technology Roadmap for Semiconductors)的预测,DRAM的最小加工线宽在2024年有可能达到8nm,进入量子物理和介观(mesoscopic)物理的范畴,这时将面对两大限制。一是微观尺度限制。由于介观尺度的材料一方面含有一定量粒子,无法仅仅用薛定谔方程求解,同时,其粒子数又没有多到可以忽略统计涨落的程度(根据传统测量方法得到的硅原子半径为110pm,通过计算方法得到的硅原子半径111pm),这就使得集成电路技术的进一步发展遇到很多物理障碍,如费米钉扎、库伦阻塞、量子隧穿、杂质涨落、自旋输运等,需用介观物理和基于量子化的处理方法来解决。二是功耗限制。英特尔认为他们Pentium系列芯片的功率密度已与电炉相当。由于高温对集成电路的高频性能、漏电和可靠性劣化产生巨大影响,如任其发展,则集成电路的发热要向着核反应堆、火箭喷嘴乃至太阳表面的功率密度发展,显然,这是不可能被接受的事实。对于不断增长的热耗散,要么采用水冷装置来解决散热问题,但这与电子设备的小型化、轻量化、移动化的发展方向相悖;要么必须开发低功耗乃至甚低功耗的集成电路来解决集成电路功耗不断上升的问题。

如何突破集成电路的上述限制并满足节能社会的需求,目前在进行的有三条技术途径:一是继续摩尔定律(More Moore),也就是继续走scaling down之路,将与数字有关的内容集成在单一芯片上,成为芯片系统(SoC,system on chip),但16/14nm之后的大生产工艺尚不明朗,还正在摸索之中;二是超越摩尔(More than Moore),即采取系统封装(SiP,System in Package)的方法将非数字的内容,如模拟电路、射频电路、高压和功率电路、传感器乃至生物芯片全部集成在一起,形成功能更全、性能更优、价值更高的电子系统;三是采取新原理(Beyond CMOS),即采用自下而上(bottom up)的方法或采用新的材料创建新的器件结构,如量子器件(单电子器件、自旋器件、磁通量器件等)和基于自组装的原子和分子器件(石墨烯、碳纳米管、纳米线等),也有可能随着物理、数学、化学、生物等新发现和技术突破,另辟蹊径,建立新形态的信息科学技术及其产业。预计集成电路技术在21世纪30年代,上述技术途径在相互碰撞的火花中会产生革命性的突破。

虽然器件结构、器件材料在未来的几十年中有可能产生革命性的变化,但是,硅平面工艺作为加工工艺将相对长期存在,如机械工业、航空运输业存在了200多年一样,而且它的应用将从集成电路向各相关领域发展,如微机电系统(MEMS)与纳机电系统(NEMS),用于制备各种传感器和生物芯片、显示器件、微光学系统、节能环保器件以及神经控制单元等。硅基CMOS技术(包括经典与非经典)在21世纪的上半叶仍将是集成电路的主流技术。其中,为解决传统(经典)CMOS器件与电路遇到的各种困难而提出的包括新结构、新材料和新工艺在内的,我们称之为非经典的CMOS器件与电路,将在小于4nm技术节点后逐步发挥作用。但是无论是哪种结构、材料与工艺,从产业经济效益考虑,必将首先采用与现行硅基CMOS技术相兼容。已经投入数以万亿美元的集成电路产业仍将保持着顽强的生命力。

 二、CITE2014风向标之智能汽车:未来产业竞争的五大制高点

智能汽车在经历了从感知到控制、从部件到整车、从单项到集成、从单向到互动、从车内到车外之后,正进入“全面感知+可靠通信+智能驾驶”的新时代。汽车巨头与ICT巨头们正在布局和抢占下一个移动互联网终端——汽车的产业发展制高点,这一制高点可以概括以下几个方面:

一是智能驾驶技术。目前,初级智能驾驶(汽车能够在驾驶者监控下或长或短的时间段内自动操控)已经得到规模应用,如汽车巡航控制系统(CCS)已经广泛应用于中高档轿车。高级智能驾驶(汽车可以在不受驾驶者监控下实现长时间自动操控)在车辆自身智能化方面已基本成熟,但在车路互通和信息服务等方面仍处于初级发展阶段,这限制了高级智能驾驶技术的应用普及。各大汽车厂商正在积极联合网络运营、软件开发、芯片供应等领域厂商推动汽车网络的建设,同时加快优化和展示自身的智能驾驶技术,以提高消费者对智能驾驶的信心。

二是智能控制系统。当前汽车电子机电一体化、集成化、网络化和智能化是目前汽车智能控制系统行业的竞争焦点,机电一体化和集成化进展很快,如变速箱控制单元的电子器件、传感器以及电磁线圈已经可以完全嵌入到变速箱内,发送机管理系统和自动变速器控制系统已经集成为综合控制的动力传动系统。但是在网络化和智能化方面仍不尽人意,目前汽车的动力总成网络(高速网络)、舒适系统网络(中低速网络)和信息娱乐系统网络(多媒体网络)等各自独立,尚未形成统一的网络系统,汽车智能化仍处于起步阶段。

三是人车互动入口。人车互动入口是智能汽车领域展示最为关键的部分,竞争主要集中在以下三个方面:一是人与车内的直接互动入口(驾驶者与车之间的信息互通);二是人与车内的间接互动入口(驾驶者通过第三方,如智能移动终端,与汽车的信息互通);三是人与车外的互动入口(驾驶者与路、网和信息中心的信息互通)。人与车内的直接互动入口由于采用成熟的通用技术而趋于成熟,语音识别、手势识别、视觉识别等技术已经逐渐被用户接受,有望在短期内实现小规模应用。人与车外的互动入口技术虽不成问题,但是受限于外部系统的成熟度不足,短期内规模应用仍难以取得突破。汽车巨头如通用正在建立自己的生态系统,并已经取得了一定进展。

四是汽车操作系统。汽车作为继手机、平板之后下一步移动智能终端,已成为IT巨头们超前布局和竞争的战略核心,而汽车操作系统是新一轮竞争的焦点,苹果和谷歌各自牵头启动了 “iOS in the Car”和“开放汽车联盟”(Open Automotive Alliance,OAA)计划。相对于手机或PC操作系统,汽车操作系统控制外部设备的功能更加突出,这要求其与车辆的CAN总线进行很好的对接,同时,各汽车企业当前的车载软件自成体系,将手机的操作系统移植到汽车上也非易事,汽车操作系统的产业化仍处于起步阶段。

五是汽车核心芯片。芯片企业对汽车行业的重视是今年的突出特点。当前的汽车芯片产业发展重点和市场竞争焦点是MCU和传感器,这两类芯片在中档汽车中的数量都超过了200个,占整个汽车芯片的70%以上。车用MCU的低功耗和集成化是目前发展的重点,飞思卡尔、Microchip、恩智浦、英飞凌、富士通、瑞萨等是行业内的主要竞争者;车用传感器的MEMS化和智能化是当前研发的主流,意法半导体博世、通用电气、MEAS等主导者产业发展方向。展望未来,随着汽车智能化程度不断提高,车用MPU将成为汽车芯片发展的焦点,高通和英伟达的两款车用MPU的亮相预示着这一时代即将到来。同时,混合动力汽车或纯电动汽车的发展,也将推动IGBT需求的增长,功率半导体也将是汽车芯片产业发展的另一个重点。

 三、CITE2014风向标之可穿戴设备:决定产业未来发展的三大因素

可穿戴设备是信息通信产品走向小型化、低功耗和高速率和人们对健康和娱乐需求不断提高相结合的必然结果。当前,产业发展方向以及发展模式还在探索中,发展的快慢将取决于以下三个方面:

一是杀手级产品。目前市场上可穿戴设备的种类繁多,主要可以分为以下几类:以手腕为支撑的watch类、以头颈为支撑的Glass类、以脚部为支撑的shoes类、以腰部为支撑的girdle类。但目前同质化现象较为严重,杀手级产品及杀手级应用仍然缺乏。综合来看,未来杀手级可穿戴设备应至少具备以下条件:一是功能的集成化。随着传感器集成技术不断进步,单一功能可穿戴设备将逐步退出舞台,集成多种功能的设备将成为主导方向;二是交互的便捷化。可穿戴设备能够与手机、平板电脑等智能终端形成互动,且功能形成互补;三是使用的友好性。在特定的应用场景,其使用方式是最便捷友好的,具有不可替代性。四是服务的专业化。在医疗健康等领域,基于可穿戴设备采集数据的专业化服务才具有最大的商业价值,能不能提供个性化、高质量、精准化的健康服务是产品核心竞争力的重要组成部分。

二是产业成熟度。从产业链环节看,可穿戴设备的技术还在不断演进中。从元器件的角度看,可穿戴设备小巧、轻薄的特点必然会对电池的续航能力和CPU、无线传输芯片的功耗提出更为苛刻的要求;由于携带方式的变革,人机交互方式较传统的“触屏”操作有了较大的颠覆,以微投射和体感控制为代表的创新型交互技术有望引领下一个十年。在软件应用环节,语音识别与合成技术的成熟将进一步支撑人机交互方式的变革,云计算的发展将有利于使复杂的终端计算和存储向云端迁移,从而大幅降低产品功耗;最后,大量的健康管理和健身类应用也催生了对海量用户数据处理和分析需求,因而大数据技术将登上舞台。这也给技术定型以及杀手级产品问世带来了不确定性。另一方面,可穿戴设备正处于产业化高速发展孕育期,消费者对其期望值还在不断提升,各种企业纷纷涉足其中,不仅仅包括微软、谷歌、苹果、三星、英特尔这样的国际巨头,还有像Jawbone、Fitbit、Recon和Pebble这样的创新型企业。为了抢占可穿戴市场的领先地位,各式各样的可穿戴设备被推向市场,人们在试探中寻找产业发展方向,期待着杀手级应用、杀手级产品、领袖级企业以及新生态系统的出现。

三是产业生态系统。进入智能时代后,任何硬件产品的成功离不开包含软件产品在内的生态体系。结合产业链环节划分,可穿戴设备企业要整合产业链,构建新的生态体系,需要处理好二个环节。第一,准确定位消费者需求,挖掘并满足可穿戴产品在人们特定生活场景中不可替代的、便捷的、友好的潜在需求和良好的应用体验将,是未来很长一段时间可穿戴产品发展的关键。第二,围绕需求整合软硬件产业链,构建全新的生态系统,是掌握可穿戴产品产业发展主导权的关键。在硬件设备基本能够满足可穿戴设备需求、移动互联网给智能可穿戴设备带来良好用户体验的条件下,应用软件开发和服务应用成为整合关键。

最终谁会胜出成为可穿戴产品领军者还有待市场的检验,但可穿戴设备的美好产业前景是毫无疑问的。据相关机构预测,仅智能手表就将从2013年的500万台增长至2016年的8000万台。与医疗健康相关的可穿戴设备预计会有更快的增长。BCC Research预计,移动医疗市场将在从2010年的98亿美元增长到2015年的230亿美元,复合增长率达18.6%。新一轮产品竞争的大幕已经拉开。

四、CITE2014风向标之MEMS:未来如何提升智能终端的功能和性能

近年来,MEMS在智能终端中的应用给用户带来的新鲜体验超出人们的预料,正在成为智能终端产业新发展的希望所在。

目前,智能终端上成熟的MEMS器件主要是传感类和射频类器件。虽然用量还不多,但已经显现出巨大的作用。MEMS麦克风已经取代了传统驻极体麦克风驱动,而且可以组成多个麦克风阵列,能够实现高清的语音和录音,甚至可以对音源进行三维定位。MEMS BAW滤波器和双工器件已经是智能手机的标配,对智能终端的低功耗和高品质通信功不可没;MEMS运动传感器(包括加速度计、陀螺仪和电子罗盘)也已较为普遍,不但能够感受智能终端的运动状态从而作为体感游戏的终端,而且可以据此进行室内导航定位。

目前用到的智能终端MEMS应用仅仅是冰山一角,在传感器专用处理器的带动下,更大规模的MEMS应用正在走进现实。根据相关研究机构分析,MEMS压力传感器、环境传感器、对焦器、扬声器、微型燃料电池、能量搜集器等已经进入研发或接近成熟阶段,将在未来几年或十几年进入应用,届时手机的性能和功能将发生巨大的变化。

从提高性能方面看,MEMS摄像头(对焦器)比传统的VCM对焦更快(时间是VCM的1/5)、更准(精度是VCM的1/15)和更省电(能耗是VCM的1%),目前Digital Optics公司已经推出用于智能手机的MEMS自动对焦摄像头模块MEMS Cam;MEMS扬声器和MEMS运动集成传感器(将加速度计、陀螺仪和电子罗盘集成在同一块MEMS上)不但可以减小体积、降低功耗,而且在性能上有更大的提升;MEMS能源搜集器件、MEMS热电堆、燃料电池等将使得手机的供电时间延长至数个月,能够从根本上解决当前移动终端的供电问题。

从拓展功能方面看,MEMS环境传感器可以自动判断手机所处的海拔高度、周边的温度和湿度,甚至是空气质量,为用户特别是运动员、老人或病人提供所需的信息;MEMS人体传感器(可以植入手机中,也可以植入与手机通信的可穿戴设备中),可以自动感知人体的生理参数(如血压、血糖、脉搏、心跳等),成为远程实时健康信息监测终端,甚至可以感知人的心理状态(喜悦、恐慌、焦虑、失眠等),配合后台的大数据系统,自动为用户提供反馈和指导;MEMS距离传感器(基于红外或激光)可以探测到附近物体距离手机的距离,从而判断用户的意图,自动调整工作状态。至于这些MEMS感知的数据(地理位置、压力、温度、湿度、震动、距离等)与移动互联网结合以后能够产生多少新的应用,也许远远比人们想象到的多得多。展望未来,手机在信息感知方面将会基本实现依赖MEMS器件,从声音、图像、压力、温度、地理位置等。手机正在从原始的点对点通信功能、互联网终端功能发展到具有用户全部信息感知和自动分析及判断的完整智能功能。

智能终端将带动MEMS产业的持续高速增长。根据Yole Development的估计,2012年至2018年,智能终端的MEMS器件市场GAGR将高达20%,到2018年超过64亿美元。预计2018年每部手机和平板电脑中都会集成5至10个MEMS器件。从细分领域来看,现在手机中已普遍配置的加速度计、陀螺仪、磁力计、BAW和麦克风等MEMS器件保持相对低速增长,从2013年的16亿美元增加值2018年的27亿美元,其中麦克风和BAW仍然是金额最大的MEMS器件。值得注意的是,目前刚刚开始进入甚至还没有进入手机的部分MEMS新器件或集成器件,将成为未来手机MEMS器件的主力军,如MEMS湿度传感器、射频转换器、运动集成传感器、显示器件、计时器件、红外器件等,将实现高速增长,特别是MEMS摄像头(自动对焦器)将从2013年的近乎为零增长到2018年的近5亿美元。

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五、CITE2014风向标之智慧城市:未来发展的三大趋势

随着全球经济的快速发展,使得人口高度集中于大城市,并衍生出诸如能源、水资源、交通、防灾、环境、教育、卫生、治安、医疗护理等等问题。为有效解决这些问题,近年来各国政府对智慧城市(Smart City)的推展不遗余力,并已展开超过400项的计划,希望通过信息通信技术的力量,提供居民更便利的服务。

根据日经BP社CleanTech研究所《全球智慧城市研究报告》指出,由智慧城市的架构中所发展出来的服务涵括行政服务、家庭网络、医疗保健、生态系统服务、智能城乡、市场营销、智能交通运输产业、能源等八类与民众生活息息相关的智慧新服务,预计到2030年时,其市场规模将达到1000兆日圆,并呈现出三大趋势:

一是委托民间私营企业进行分工,高度提升效率的行政服务。例如美国乔治亚州的沙泉市(Sandy Springs)借助公私合营方式,将包括市民服务中心、网站经营、公共事业招标、税金征收、公共交通网的规划等行政业务,大量外包给民间企业,市府仅聘用5名职员;通过市民满意度调查机制,掌握外包质量,让市政府运作更有效率。

二是为医疗、健康与自然共生等方向,提供舒适居住的环境。位于中国最南方的海南岛,利用其东岸的万泉河中州上的乐岛,建设成长期疗养的观光地,除引进世界最先进的医疗服务,同时考虑到环境问题,在中州及河川的两岸规定只能行驶电动车,利用太阳能发电或电力发电系统创造再生能源,降低二氧化碳排放量,以建设一个宜人居的新城镇。

三是提供社群层级而非个人化的服务。过去的行政服务一直是以社群为单位,但随着整合了健康医疗、交通运输、能源等各种服务的平台出现,今后各种服务之间很可能延伸发展出互相结合的新服务。例如车辆共享服务,即是通过有车人士与签约会员,共同使用特定车辆(多人共享一台车),提高车辆运转率,使得所需的车辆总数量减少,减轻环境的负担。

六、CITE2014风向标之LED照明:近期的产业发展前景

2014年以来,LED背光和照明市场需求旺盛,芯片、封装和应用厂商订单饱满。业界普遍认为,LED暴发将于今年四季度开启,接下来将迎来七至八年的繁荣期。

权威数据预测,到2020年全球照明市场规模将超过1500亿美元,较2010年的1340亿美元增长11.9%。虽然整体规模增长不大,但是照明产品结构会发生明显变化。其中,LED照明市场份额将由2010年的50亿美元左右增加到750亿美元。也就是说10年扩张15倍。此外,根据台湾拓扑产业研究所的数据,目前全球LED照明的渗透率仅为10%,到2015年或最迟2020年,渗透率达到50%。

来自LED一线企业家感受同样乐观,认为LED产业成长空间巨大,成为第二个光伏绝无可能。原因在于LED属于消费类电子,消费类电子最大的特点就是应用非常广泛,市场极其广阔。LED市场大暴发的临界点已近,未来七到八年将迎来产业繁荣期。

事实上,由于芯片和散热材料成本过高,长时间以来,LED产品尤其是照明产品的应用广度受到了制约。相关数据显示,2013年初,LED照明购置成本是普通节能灯的7-8倍,是带调光功能节能灯的2倍。比如,欧美主流品牌厂商的LED照明产品售价为19美元/千流明,而普通节能灯仅售2.5美元/千流明,带调光功能节能灯也只要10美元/千流明。但LED照明可节省成本的地方很多,空间不小。未来芯片有望继续下降20%,散热铝材能省30%。随着芯片继续降价,同时,芯片发光效率提升,散热装置大量简化,LED照明产品价格正在不断逼近节能灯。根据2013年5月京东商城数据,某照明品牌800流明的产品(等效60w白炽灯亮度)售价仅为50元人民币,折合为10美元/千流明。如果考虑到出口退税的因素,出口售价约为9美元/千流明。这已经可以和带调光功能节能灯“分庭抗礼”了。LED光源到2014年初即可下滑到15美元/千流明,部分激进的亚太地区照明厂商的光源价格将降入8美元/千流明。大概2-3年,LED照明产品成本便会下降到对全球节能灯的大规模替代的临界替代点(5美元)。

业界预测,LED照明市场可能在今年第四季度或者明年第一季度爆发。分产品看,LED对传统光源产品大规模替代可能率先在商用照明领域尤其是需要调光功能的细分市场展开。分区域看,欧洲和日本等工商业电价较高地区可能率先启动。以日本为例,使用LED光源较普通节能灯多出的成本,两年就能收回。预计2015年初,欧洲和日本的家用LED照明市场将启动。同时,发展中国家的工商业照明市场也会启动。

 七、CITE2014风向标之移动互联网:未来发展的五大焦点

随着智能手机的普及、3G及超3G时代的到来及各种应用的推出,在产业链各方的推动下,互联网已经从电脑走向手机及其他移动设备,从办公室、书房走向口袋,移动互联网和有线互联网融合的速度加快。移动互联网主要占据的是人们的上下班途中的时间、外出旅行时间、等候时间及在外的休闲娱乐时间,使人们能够便捷地享受互联网的服务,将互联网延伸至大众生活的全天候24小时。未来移动互联网主要呈现出六大发展趋势。

一是移动互联网超越PC互联网,引领发展新潮流。有线互联网(又称PC互联网、桌面互联网、传统互联网)是互联网的早期形态,移动互联网(无线互联网)是互联网的未来。PC机只是互联网的终端之一,智能手机、平板电脑、电子阅读器(电纸书)已经成为重要终端,电视机、车载设备正在成为终端,冰箱、微波炉、抽油烟机、照相机,甚至眼镜、手表等穿戴之物,都可能成为泛终端。

二是移动互联网和传统行业融合,催生新的应用模式。在移动互联网、云计算、物联网等新技术的推动下,传统行业与互联网的融合正在呈现出新的特点,平台和模式都发生了改变。这一方面可以作为业务推广的一种手段,如食品、餐饮、娱乐、航空、汽车、金融、家电等传统行业的APP和企业推广平台,另一方面也重构了移动端的业务模式,如医疗、教育、旅游、交通、传媒等领域的业务改造。

三是云计算的这种模式的普及,使网络资源得到最大化的运用。而这种网络化资源一定是全球性的。个人的配置再高、硬盘再大,计算能力和存储量始终是有限的。有了云计算这种模式,全世界的资源就可以为个人所用,而且这些信息不在个人设备里。云计算使得全球性的网络平台变成个人的计算平台、分享模式。所以,云计算远远超过了单个设备的能力,使所有的扩展性资源实现按需服务。

四是移动互联网商业模式多样化,细分市场继续发力。随着移动互联网发展进入快车道,网络、终端、用户等方面已经打好了坚实的基础,不盈利的情况已开始改变,移动互联网已融入主流生活与商业社会,货币化浪潮即将到来。移动游戏、移动广告、移动电子商务、移动视频等业务模式流量变现能力快速提升。

五是大数据挖掘成蓝海,精准营销潜力凸显。随着移动带宽技术的迅速提升,更多的传感设备、移动终端随时随地地接入网络,加之云计算、物联网等技术的带动,移动互联网也逐渐步入“大数据”时代。目前的移动互联网领域,仍然是以位置的精准营销为主,但未来随着大数据相关技术的发展,人们对数据挖掘的不断深入,针对用户个性化定制的应用服务和营销方式将成为发展趋势,它将是移动互联网的另一片蓝海。

 八、CITE2014风向标之动力电池:多种电池各显神通、百花齐放

随着世界范围石油资源匮乏与环境污染的加剧,车辆能源结构调整和新能源产业已成为全球科学研究和经济发展的一个热点。电动汽车作为新一代环境协调型交通工具的发展方向已被形成共识。近几年内,混合动力电动汽车、各种纯电动车和电动自行车将得到快速发展。全球环保要求的提高和电动车等新型交通工具的发展,将推动动力电池产业快速发展。车用动力电池将对21世纪的能源结构产生重大和深远的影响。根据全球汽车工业的发展趋势,随着汽车功能的增加,如满足驾乘人员舒适性要求的电加热座椅、电动液压制动,满足环保要求的催化剂转换器预热,满足环保和节能要求的油电混合动力(轻度混合)以及新型汽车电器的增加,汽车对蓄电池功率的要求也将提高,汽车电源系统将由现在的12V/14V逐步向36V/42V过渡,该变化要求电池不仅能满足起动型电池的要求,同时要满足动力型电池的要求,既为铅蓄电池的发展带来了商机,也为氢镍、锂离子等其他新型二次电池带来发展机遇,同时为油电混合动力电动汽车向中度和高度混合发展创造了条件。据报道,全球发达国家完成汽车电源系统转换大多都在2020年之前,汽车工业的高速发展将推动动力电池需求增长。

传统的铅蓄电池由于性价比高、大功率性能优异、性能可靠等优势,在较长时期内,作为汽车起动型电源仍不会被其他系列的电池所取代;在轻度混合的油电混合动力电动汽车以及牵引、搬运等部分纯电动车辆中,仍将是主要电源之一;在欠发达国家,作为电动自行车电池仍将占有较大比重。铅蓄电池作为动力电池因环境保护和替代产品竞争等因素,发展将受到一定的限制。镉镍电池作为电动工具电池在短时间内仍不会被淘汰,因欧盟等国家产业政策的出台,其他动力电池将受到禁止。氢镍电池仍将是纯电动汽车和混合动力电动汽车的主要电源之一,因镍价大幅度上涨和电池组一致性差等技术问题,竞争优势下降。燃料电池等新型电池因技术成熟度和成本等问题,近期不可能成为动力电池的主流产品。锂电池随着一些新型材料产业化,性能不断提高,售价不断下降,作为小型动力电池将得到快速发展,中期将成为动力电池的主导产品。LiMn2O4、LiFePO4等新型正极材料的研发成功和产业化使锂电池的安全性得到提高,成本大幅度下降。电池本身的技术进步和保护系统性能的改善,使锂电池的安全性问题基本得到解决。较小容量的动力电池在日本等国已批量使用。但大容量电池(特别是LiCoO2系列)的安全性问题仍需进一步探讨。动力型锂电池性价比优势将越来越显现。随着新型材料和电池的规模化生产,电池价格下降的空间较大,售价在近几年内有望达到2元/Wh以下,远期可达到1~1.5元/Wh,综合使用成本有望接近铅蓄电池。LiMn2O4和LiFePO4将成为最有希望的锂电池正极材料,材料本身的弱点有望通过掺杂等研究获得进一步突破。日本配备锂电池的电动自行车已批量投放市场;我国苏州星恒电源等公司已批量投产电动自行车用锂电池。配备锂电池的混合动力电动汽车已在多个国家(包括我国)试验或批量应用试验。动力锂电池的性能将会有新的突破,成本有望大幅度下降。国内外产业政策将有利于锂电池、氢镍电池等“环保型”电池的发展。国内外对含有害物质电池的管理要求的提高,将使含铅、镉等重金属电池的经营成本提高,市场竞争力下降,也给“环保型”电池带来发展机遇。

动力电池的市场前景十分诱人,技术成熟度、产品性能、生产成本和环境污染是影响产业化和市场竞争力的关键因素。新型动力电池商品化进程主要受制于技术突破和售价,随着新材料技术的进步,其发展次序可能会打破常规。市场突破取决于技术的结合,电动汽车技术是一项系统工程,必须靠机械、电子、电化学、自动化、材料工程等多学科现代化技术的有效结合。

随着世界能源的紧缺和对汽车尾气排放法规的增多,新型动力能源是发展的必然趋势,这种电池动力能源汽车更是大势所趋,然而因为技术的原因,这些多种形式的动力电池也仅仅是比亚迪公司一家大规模投入市场应用。未来的动力电池也将会是各个汽车厂商重点研发的方向,对于世界庞大的汽车市场来说更是有非常巨大的市场前景。

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责任编辑:李军