2003年世界汽車產(chǎn)量增長不到3%，其中80%的增量來自中國，中國汽車電子行業(yè)的快速發(fā)展引起了全球汽車電子產(chǎn)業(yè)的關注。本文概要介紹中國汽車電子技術和市場的現(xiàn)狀、面臨的困難和發(fā)展的趨勢，以及汽車電源管理器件和技術的發(fā)展方向，這些內容有助于汽車電子設計工程師、技術、市場和銷售經(jīng)理以及汽車半導體供應商抓住中國汽車電子發(fā)展的機會。
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圖1：汽車電子各分系統(tǒng)的構成示意圖(圖片來源：瑞薩科技)。 |
汽車電子產(chǎn)品可為兩大類：1. 汽車電子控制裝置，包括動力總成控制、底盤和車身電子控制、舒適和防盜系統(tǒng)。2. 車載汽車電子裝置，包括汽車信息系統(tǒng)(車載電腦)、導航系統(tǒng)、汽車視聽娛樂系統(tǒng)、車載通信系統(tǒng)、車載網(wǎng)絡等。圖1所示為瑞薩科技對汽車電子系統(tǒng)的劃分示意圖。
中國汽車電子行業(yè)的發(fā)展方向和面臨困難
目前，中國車載電子系統(tǒng)制造商已經(jīng)具有一定經(jīng)濟規(guī)模，他們正在通過兼或重組等方式，融入車廠的配套體系之中，并逐步打入國際高檔轎車配套市場。發(fā)展車載電子設備是迅速發(fā)展中國汽車電子產(chǎn)業(yè)的重要方向之一。相比之下，中國汽車電子控制系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化水平和研發(fā)能力與國外的差距還很大。
在不利的市場競爭環(huán)境面前，中國科技人員并沒有停滯不前。隨著能源形勢日益緊張，中國國家“863”計劃積極推進在電動汽車和燃料電池汽車電子控制系統(tǒng)領域的研究，汽車電子的研究和產(chǎn)業(yè)化主要集中在：1.信息化：時速表、發(fā)動機轉速表和油量表將被集網(wǎng)絡、診斷和數(shù)字顯示功能于一體的觸摸式液晶屏幕所取代，并通過車載動態(tài)信息系統(tǒng)的“專家智囊團”實現(xiàn)現(xiàn)場診斷、道路自主導航、電子地圖、車輛定位動態(tài)顯示和軌跡回放等功能；2. 節(jié)能化：高速行駛時方向盤轉向很容易，而緩速轉彎時，打方向盤很吃力，這會增加2%左右的油耗。新研發(fā)的電動助力轉向系統(tǒng)有望反其道而行之，讓行車省力又安全，并節(jié)省能源。3. 舒適化：目前車用空調是由發(fā)動機一機多用帶動的，溫度全靠司機手動控制，耗能問題嚴重。自動空調系統(tǒng)和智能化空調系統(tǒng)的研發(fā)將自動搜集車內外溫度、濕度、陽光及車速等一系列信號，按一定的數(shù)學模型計算，隨時自動調節(jié)以獲得最佳空調運行模式。上述三大研究成果將率先在燃料電池汽車上應用，并視條件對傳統(tǒng)汽車逐步進行改建。此外，中國信息產(chǎn)業(yè)部將重點支持發(fā)展六項汽車電子產(chǎn)品：統(tǒng)一的汽車計算平臺、電控燃油噴射系統(tǒng)ECU、汽車行駛監(jiān)控記錄儀、車用音視頻導航系統(tǒng)、汽車用半導體器件及專用芯片、智能交通系統(tǒng)。
目前中國新興汽車電子企業(yè)在開展研究和產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化面臨的主要困難在于：對國際標準體系的要求了解不夠，整車廠與新興的汽車電子制造商以自頂向下、根據(jù)整車電子產(chǎn)品配置需求開展項目合作的商業(yè)模式?jīng)]有完全建立起來。由于缺乏整車的需求牽引，汽車電子制造商不得不自行研發(fā)產(chǎn)品的功能性樣機，才到整車廠接受測試，通過測試之后才尋求配套廠家，中國汽車技術研發(fā)中心一位高級工程師表示，由于測試次數(shù)少和費用高的原因，產(chǎn)品經(jīng)受的試驗時間比較短，在穩(wěn)定性和安全性上難以達到國際標準的要求。與此同時，由于汽車電子產(chǎn)品與整車的配套相關性很高，新興的中國汽車電子企業(yè)要上規(guī)模，很難走出合資經(jīng)營模式，因此容易被整車廠控制。這兩方面的原因綜合作用下，可能妨礙中國汽車電子企業(yè)在短時間內推出滿足市場需求的產(chǎn)品并發(fā)展壯大。
在研發(fā)過程中，國內生產(chǎn)汽車電子產(chǎn)品零部件的配套廠家受到合資企業(yè)的控制，造成汽車電子配套市場不健全，對中國汽車電子研發(fā)企業(yè)的發(fā)展也有一定的負面影響，存在采購周期長、購買不方便、規(guī)格不符合汽車專用要求等比較普遍的問題，上海新代車輛技術有限公司的馬錫平經(jīng)理說：“汽車電子的高功率、大電流環(huán)境對線纜和器件的配套有較高的要求，這方面存在配套困難�！�
對此問題，天津富士通天電子有限公司的白雪亮主任說：“為給中國本地的汽車電子廠家提供配套，我們已經(jīng)針對中國汽車電子的迅猛發(fā)展剛成立了富士通天研發(fā)中心天津有限公司，目的就是為需要汽車電子產(chǎn)品設計的整車廠提供服務�！倍ν辛_拉電子有限公司的郭魯寧經(jīng)理認為，中國汽車電子企業(yè)要參與國際性的汽車電子采購大會，逐步了解市場需求和國際標準，從配套入手發(fā)展中國的汽車電子產(chǎn)業(yè)。
目前，在電動助力、高電壓電源安全管理系統(tǒng)、車身電機控制、數(shù)字儀表、低速總線控制系統(tǒng)、胎壓監(jiān)測和報警系統(tǒng)的研究和產(chǎn)業(yè)化進程上，中國汽車電子企業(yè)已經(jīng)開始推出產(chǎn)品。中國“國家汽車計算平臺工程”的啟動有望攻克汽車控制、駕駛、信息處理、智能交通、傳感、執(zhí)行等重大核心技術，從而為第三代移動通信、高清晰度數(shù)字電視、衛(wèi)星導航、智能交通、移動網(wǎng)絡的應用和信息化在汽車電子的應用提供重大發(fā)展機遇，并將形成汽車工業(yè)和電子信息產(chǎn)業(yè)良性互動的發(fā)展格局。隨著國際頂級汽車半導體方案提供商進入中國，中國汽車電子行業(yè)有望加速發(fā)展。
中國主要汽車電子產(chǎn)品市場和發(fā)展機會
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安全、節(jié)能、環(huán)保以及智能化和信息化是未來汽車的發(fā)展趨勢。中國汽車市場的高速增長促成了中國車載娛樂系統(tǒng)市場規(guī)模的成倍增長，市場研究表明在2003～2006年間，中國轎車產(chǎn)量合計應在1200-1600萬輛左右，汽車娛樂系統(tǒng)市場的規(guī)模在500-800萬套左右，主要提供OEM配套服務。采用車載計算機作為平臺，將車載通信、導航、視聽娛樂、網(wǎng)絡控制等集成為一體化多媒體信息系統(tǒng)是該領域的市場發(fā)展趨勢。調查分析表明，中國目前發(fā)展前景較大的汽車電子產(chǎn)品市場依此如圖2所示，可見與汽車行駛安全和控制相關性不大的車載娛樂和導航信息系統(tǒng)、車身電子是中國汽車電子產(chǎn)品市場的主要發(fā)展方向。
1. 車載自主導航系統(tǒng)市場快速發(fā)展
中國計劃以京、津、滬、穗4大城市為中心向外拓展導航電子地圖的覆蓋空間，提供導航電子地圖數(shù)據(jù)庫的北京四維圖新導航信息技術有限公司總經(jīng)理孫玉國說：“目前符合汽車工業(yè)標準和中國法律的汽車自主導航電子地圖產(chǎn)品已投放京、津、滬、穗4個城市�！鳖A計到2005年，覆蓋中國大部分地區(qū)的導航電子地圖產(chǎn)品將面世，以滿足2008年北京奧運會和2010年上海世博會對汽車導航產(chǎn)品的需要。車載自主導航系統(tǒng)由車載GPS(全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))接收機監(jiān)測車輛當前位置，并將存儲在光盤或內置存儲器(如硬盤)中、用戶自定義的目的地電子地圖數(shù)據(jù)做比較，計算行駛路線，并實時將定位和路線信息提供給駕車者。
汽車電子地圖市場的發(fā)展，將驅動對GPS、電子地圖存儲設備、顯示設備的巨大需求。Strategy Analytics預測，全球導航系統(tǒng)的年需求將由2002年的430萬套增加到2010年的1,220萬套。Telematics Research Group預測GPS接收機的需求將從2004年的940萬臺，增加到2010年的3,000萬臺。
從技術上看，為舊車配備車載GPS自主導航系統(tǒng)會面臨一些空間限制，利用車載DVD光盤大容量存儲的優(yōu)勢，就可以通過DVD播放機顯示電子地圖信息，因此，車載DVD市場有望快速成長。Telematics Research Group 2004年7月預測，全球車載DVD市場的年需求將從2004年的450萬臺增加到2010年的3,300萬臺。
由于全球汽車市場的增長主要來自中國，中國車載自主導航系統(tǒng)市場的快速發(fā)展對全球市場有舉足輕重的影響。據(jù)日本媒體報道，基于DVD/HDD的導航系統(tǒng)正在呈現(xiàn)增長的趨勢，此類系統(tǒng)的全球銷售量有望在2004年突破1,000萬個，在中國雖然此類系統(tǒng)只是在2003年才剛剛推出，但預計其銷售量到2008年將超過100萬個。電子地圖數(shù)據(jù)提供商將在此巨大的市場需求推動下獲益。現(xiàn)在的比較敏感的是電子地圖的普及有可能涉及國家安全問題。
此外，汽車無線電接收機技術正在從模擬接收方式向數(shù)字接收方式演變，基于軟件無線電技術的數(shù)字信號處理器將引領車載數(shù)字無線電接收機的發(fā)展方向，最終有可能將AM/FM、電視接收機和衛(wèi)星數(shù)字廣播接收機、GPS甚至通信等功能集成為一體。飛利浦CarDSP解決方案可提供增強的多路徑修正和各種天線自適應功能，對于改善AM/FM或數(shù)字廣播無線電等車載視聽設備品質有重要意義，值得關注。
2. 車身電子領域發(fā)展空間很大
由于汽車電子電器數(shù)量的急劇增多，為了減少連接導線的數(shù)量和車身的重量，網(wǎng)絡和總線技術在此期間有了很大的發(fā)展，目的是解決汽車電子子系統(tǒng)的增加帶來的數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴⒖煽啃�、車內線纜總長度太長導致車重增加等問題，并滿足線控汽車的需要。國際汽車巨頭和頂級汽車半導體制造商提出了一系列汽車總線標準，包括：IDB-1394和MOST(用于多媒體)、FlexRAY和TTCAN(用于線控)、CAN、IDB-C和GMLAN SWC(用于動力總成控制)、J1850和LIN(用于車身控制)、Keywrod2000和ISO 9141(用于診斷)。圖3所示為現(xiàn)有主流汽車總線標準、用途和速率的簡要說明。
