3)集成化:一般來(lái)說(shuō),單顆 MEMS 往往在封裝機(jī)械傳感器的同時(shí),還會(huì)集成 ASIC芯片,控制 MEMS 芯片以及轉(zhuǎn)換模擬量為數(shù)字量輸出。
▲MEMS 與 ASIC 芯片集成化封裝
▲MEMS 可批量生產(chǎn)降低制造成本
國(guó)外大廠壟斷 MEMS 傳感器市場(chǎng),市場(chǎng)集中度較高。根據(jù) HIS Automotive 統(tǒng)計(jì),2017年全球 MEMS 前三大供應(yīng)商(博世、森薩塔、恩智浦)占據(jù)了 57%的市場(chǎng)份額,其中博世占據(jù)鰲頭,2017 年市占率達(dá)到 33.62%,森薩塔市占率達(dá)到 12.34%,恩智浦市占率達(dá)到 11.91%。電裝(8.94%)、亞德諾(8.51%)、松下(7.45%)、英飛凌(7.23%)等廠商也占有一定份額。
國(guó)外大廠產(chǎn)品線廣、技術(shù)領(lǐng)先、客戶眾多、形成較高的進(jìn)入門檻。MEMS 傳感器的研發(fā)難度及其制造工藝的復(fù)雜性是形成行業(yè)壁壘的主要原因。Invensense、英飛凌等國(guó)外廠商擁有 2 到 3 條產(chǎn)品線,博世、電裝、意法半導(dǎo)體等 MEMS 產(chǎn)品線超過(guò) 4 條。相比之下,小供應(yīng)商很難在較短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)制造,因此排名靠前的大供應(yīng)商市場(chǎng)份額相對(duì)穩(wěn)定,市場(chǎng)集中度較高。
MEMS 傳感器裝配量和價(jià)值量與其裝配車型價(jià)位成正比。目前平均每輛汽車包含 24個(gè) MEMS 傳感器,而在高檔汽車中,大約會(huì)采用 25-40 個(gè) MEMS 傳感器。例如 BMW高端車型僅發(fā)動(dòng)機(jī)就可以用到 20-40 個(gè)傳感器,而入門級(jí)車型僅 5 個(gè)左右。常用 MEMS傳感器后裝單車價(jià)值在 2000-20000 元不等;合資車通常不低于 4000 元,而自主品牌僅 2000 元左右,高端車型約為 10000-20000 元。 預(yù)計(jì)到 2019 年 MEMS 傳感器市場(chǎng)規(guī)??蛇_(dá)到 420.13 億元;隨著智能化和電動(dòng)化的提升,2020 年和 2021 年市場(chǎng)規(guī)??煞謩e達(dá)到 446.21 億元,472.27 億元,2015-2021 年復(fù)合增速為 6.5%。
3.智能傳感器:自動(dòng)駕駛核心
(1)毫米波雷達(dá):ADAS 系統(tǒng)核心傳感器
毫米波雷達(dá)是指利用波長(zhǎng) 1-10nm,頻率 30GHZ-300GHZ 的毫米波,通過(guò)測(cè)量回波的時(shí)間差算出距離。毫米波雷達(dá)始用于軍事領(lǐng)域,隨著技術(shù)水平的提升,開(kāi)始逐漸應(yīng)用于汽車領(lǐng)域。
毫米波雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)主要為以下 3 個(gè)方面:1)探測(cè)性能穩(wěn)定、作用距離較長(zhǎng)、環(huán)境適用性好。2)與超聲波雷達(dá)相比,體積小、質(zhì)量輕和空間分辨率高的特點(diǎn)。3)與光學(xué)傳感器相比,毫米波雷達(dá)穿透霧、煙、灰塵的能力強(qiáng),具有全天候全天時(shí)的特點(diǎn)。但也存在著成本較高,對(duì)行人的識(shí)別較為困難等不足之處。
▲毫米波雷達(dá)優(yōu)劣勢(shì)
77 GHz 在性能和體積上都更具優(yōu)勢(shì)。目前車載雷達(dá)的頻率主要分為 24GHZ 頻段和77GHZ 頻段。與 24GHz 毫米波雷達(dá)相比,77GHz 的距離分辨率更高,體積更是小了三分之一。2018 年,中國(guó)新車評(píng)價(jià)規(guī)程(C-NCAP)將自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)(AEBS)納入評(píng)分體系,從而將帶動(dòng) 77GHz 毫米波雷達(dá)在未來(lái)的市場(chǎng)需求。而從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,77GHz毫米波雷達(dá)的體積更小、探距更長(zhǎng),使得其較 24GHz 毫米波雷達(dá)將具備更大的市場(chǎng)空間。
▲毫米波雷達(dá) 24GHz 和 77GHz 比較
24GHz 與 77GHz 毫米波雷達(dá)兼?zhèn)溆?ADAS 的長(zhǎng)短距檢測(cè)。毫米波雷達(dá)因其硬件體積小,且不受惡劣天氣影響,被廣泛應(yīng)用在 ADAS 系統(tǒng)之中。24GHz 目前大量應(yīng)用于汽車的盲點(diǎn)監(jiān)測(cè)、變道輔助。雷達(dá)安裝在車輛的后保險(xiǎn)杠內(nèi),用于監(jiān)測(cè)車輛后方兩側(cè)的車道是否有車、可否進(jìn)行變道。77GHz 雷達(dá)在探測(cè)精度與距離上優(yōu)于 24GHz 雷達(dá),主要用來(lái)裝配在車輛的前保險(xiǎn)杠上,探測(cè)與前車的距離以及前車的速度,實(shí)現(xiàn)的主要是緊急制動(dòng)、自動(dòng)跟車等主動(dòng)安全領(lǐng)域的功能。完全實(shí)現(xiàn) ADAS 各項(xiàng)功能一般需要“1長(zhǎng)+4 中短”5 個(gè)毫米波雷達(dá),奧迪 A8 搭載 5 個(gè)毫米波雷達(dá)(1LRR+4MRR),奔馳 S 級(jí)搭載 6 個(gè)毫米波雷(1LRR+6SRR)。目前 77GHz 的毫米波雷達(dá)系統(tǒng)單價(jià)在 1000元左右,24GHz 毫米波雷達(dá)單價(jià)在 500 元左右。
▲毫米波雷達(dá)在 ADAS 系統(tǒng)中的應(yīng)用