從吉利攜手百度組建智能汽車公司，到微軟投資自動(dòng)駕駛公司Cruise，再到供應(yīng)鏈傳出特斯拉與三星合作5nm自動(dòng)駕駛芯片的消息，自動(dòng)駕駛成為近一個(gè)月的高頻熱詞。

如果說主控芯片是汽車之腦，傳感器就是汽車的五官，負(fù)責(zé)收集周圍環(huán)境和汽車自身的信息。在車用傳感器中，MEMS憑借微型化、集成化、類型多樣等優(yōu)勢，成為汽車傳感器的新風(fēng)向。自動(dòng)駕駛等級(jí)從L2及L2.5向L3、L4進(jìn)化的過程中，高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)（ADAS）及無人駕駛正在為MEMS開辟新的賽道，注入增長的動(dòng)力。

車用MEMS迎來第二波浪潮

隨著人們對汽車智能化、安全化的追求日益凸顯，汽車電子的市場需求不斷增長，而對汽車電子起核心作用的元件當(dāng)屬傳感器。其中，MEMS憑借小型化、類型多樣、測量范圍廣等優(yōu)勢，逐漸成為汽車電子的主流傳感器類型。

“汽車電子產(chǎn)業(yè)被認(rèn)為是MEMS傳感器第一波應(yīng)用高潮的推動(dòng)者，MEMS傳感器可滿足汽車環(huán)境苛刻、可靠性高、精度準(zhǔn)確、成本低的要求。應(yīng)用方向和市場需求包括車輛的防抱死系統(tǒng)、電子車身穩(wěn)定程序、電控懸掛、電動(dòng)手剎、斜坡起動(dòng)輔助、胎壓監(jiān)控、引擎防抖、主動(dòng)降噪、智能車鑰匙、車輛傾角計(jì)量和安全氣囊觸發(fā)監(jiān)測等?！?a target="_blank">ADI醫(yī)療、消費(fèi)與新興業(yè)務(wù)總監(jiān)趙延輝向《中國電子報(bào)》指出。

ADAS、自動(dòng)駕駛、新能源汽車的交互發(fā)展，正在催生車用MEMS的第二波浪潮。

“車用MEMS和傳感器市場穩(wěn)步擴(kuò)展的主要驅(qū)動(dòng)力來源于ADAS的部署，以及新能源汽車和自動(dòng)駕駛汽車的快速發(fā)展。同時(shí)，受益于激光雷達(dá)、高性能慣性傳感器等高價(jià)值傳感器日益廣泛的應(yīng)用，近年來車用MEMS和傳感器市場增速高于汽車市場?！?麥姆斯咨詢創(chuàng)始人兼CEO王懿向《中國電子報(bào)》記者表示。

發(fā)展自動(dòng)駕駛，車聯(lián)網(wǎng)是必不可少的標(biāo)配，車路協(xié)同是車聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分。與單車智能一樣，車路協(xié)同也將為MEMS帶來增量空間。

“單車智能和車路協(xié)同，對于國內(nèi)的自動(dòng)駕駛來說是同步發(fā)展的，所以路端也會(huì)用到MEMS傳感器。隨著新基建的投資力度加大，路端的MEMS需求也會(huì)快速增長。”賽迪顧問物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究中心分析師趙振越向記者指出。

當(dāng)智能駕駛技術(shù)發(fā)展到真正的無人駕駛層面，又會(huì)催生新的MEMS需求。

“無人駕駛的普及，勢必帶來其他的安全問題。在無人值守的情況下，要了解車本身更多的情況，就需要更多不同種類的傳感器，比如機(jī)械故障自動(dòng)診斷是不可或缺的，這將是MEMS傳感器又一強(qiáng)力增長點(diǎn)?！?趙延輝說。

除了技術(shù)革新，各國發(fā)布的汽車安全標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)也對車用MEMS起到推進(jìn)作用。為了提升車輛和道路的安全性，歐盟新車安全評(píng)鑒協(xié)會(huì)(Euro NCAP)決定從2020年起將駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)(DMS)作為五星評(píng)級(jí)的必備安全功能指標(biāo)，這將促進(jìn)CMOS圖像傳感器、ToF傳感器、壓力傳感器等在汽車領(lǐng)域的滲透。中國于2020年實(shí)施的胎壓監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)強(qiáng)制安裝法規(guī)，也將提升胎壓傳感器的市場需求。

MEMS在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域大有可為

自動(dòng)駕駛由感知、決策、執(zhí)行三大系統(tǒng)組成，傳感器作為汽車的“五官”，是“感知”的主要承擔(dān)者。傳統(tǒng)燃油車大多具備針對轉(zhuǎn)速、壓力、振動(dòng)等參數(shù)的狀態(tài)傳感器，智能網(wǎng)聯(lián)汽車則增加了兩大類傳感器：一類是環(huán)境感知傳感器，包括超聲波傳感器、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等測距/測速傳感器和攝像頭等視覺傳感器；另一類是導(dǎo)航定位傳感器，主要包括衛(wèi)星定位傳感器和慣性傳感器。

“MEMS在激光雷達(dá)和慣性傳感器方面大有可為。車用慣導(dǎo)是MEMS的主場；MEMS激光雷達(dá)具有低成本、小型化優(yōu)勢，可以解決可靠性問題，是最被看好的量產(chǎn)車激光雷達(dá)方案之一。” 美泰電子科技有限公司董事長楊擁軍向《中國電子報(bào)》表示。

如楊擁軍所言，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是伴隨自動(dòng)駕駛興起的新增市場。Yole數(shù)據(jù)顯示，慣性傳感器在2018年的全球市場規(guī)模為1.6億美元，預(yù)計(jì)2022年將達(dá)到9億美元。

“用于導(dǎo)航平臺(tái)穩(wěn)定控制和導(dǎo)航的高性能MEMS IMU是自動(dòng)駕駛定位的最后一道防線，與GNSS定位依靠衛(wèi)星不同，MEMS IMU具有獨(dú)特的提供連續(xù)性導(dǎo)航的能力，即使進(jìn)入隧道或地庫，也能持續(xù)導(dǎo)航，且短時(shí)精度很高，長期精度取決于所選MEMS IMU的等級(jí)?！壁w延輝表示。

目前，博世、ADI等廠商已推出面向智能駕駛的MEMS慣導(dǎo)方案。其中，ADI的高可靠性IMU已應(yīng)用于自動(dòng)駕駛對精準(zhǔn)地理定位的需求。國內(nèi)也有美泰電子、敏芯、格納微等廠商布局。楊擁軍表示，國內(nèi)MEMS廠商在慣導(dǎo)市場有很多機(jī)會(huì)。

“美泰電子的慣性傳感器已經(jīng)搭載到某L2.5級(jí)智能駕駛汽車，率先實(shí)現(xiàn)了在量產(chǎn)車的裝載，也獲得了其他多家知名車企L3級(jí)量產(chǎn)車的定點(diǎn)?！睏顡碥姳硎?，“作為供應(yīng)商，首先要有敬畏之心，打進(jìn)供應(yīng)鏈并非易事，需要在公開競標(biāo)、上車試驗(yàn)比測中獲勝才有機(jī)會(huì)。其次是采用嚴(yán)格的管理流程，保障產(chǎn)品質(zhì)量和客戶口碑。相信國內(nèi)廠商在新賽道上有進(jìn)一步開拓市場，甚至取得領(lǐng)先的機(jī)會(huì)。”

MEMS激光雷達(dá)由于價(jià)格低廉、技術(shù)相對容易實(shí)現(xiàn)，是有望率先落地的自動(dòng)駕駛技術(shù)之一。Luminar、Innoviz以及國內(nèi)速騰聚創(chuàng)等廠商陸續(xù)推出了車規(guī)級(jí)MEMS激光雷達(dá)。

“激光雷達(dá)的高性能、低成本和高可靠性會(huì)是汽車ADAS市場最重要的核心能力，而實(shí)現(xiàn)高性能、低成本、高可靠性的關(guān)鍵途徑是芯片化。解決高性能汽車傳感器芯片設(shè)計(jì)和車規(guī)級(jí)芯片代工問題是提升國內(nèi)MEMS企業(yè)競爭力的關(guān)鍵。”麥姆斯咨詢王懿說。

傳感器融合是未來競爭關(guān)鍵

在自動(dòng)駕駛走向L3+的過程中，利用多傳感器融合和人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)對環(huán)境和自身的全方位感知，成為熱門趨勢。

“應(yīng)用于自動(dòng)駕駛的傳感器不僅僅需要MEMS，還需要IC?？傮w來說，自動(dòng)駕駛需要多傳感器融合的智能感知技術(shù)，這也是車用MEMS和傳感器領(lǐng)域的投資并購日益增多的原因。”王懿說。

可以說，多傳感器融合是自動(dòng)駕駛走向量產(chǎn)的主要出路。激光雷達(dá)或者慣導(dǎo)都有價(jià)格從幾萬到幾十萬美元不等的獨(dú)立系統(tǒng)方案，但這種價(jià)格很難被主機(jī)廠接受，也難以覆蓋復(fù)雜多樣的路況場景。

“自動(dòng)駕駛的過程中，超聲波傳感器、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、攝像頭、衛(wèi)星定位、慣性傳感器各有所長，單一傳感器難以勝任自動(dòng)駕駛需求。例如慣導(dǎo)需要和衛(wèi)星配合，還要和胎壓、輪速等傳感器融合?！睏顡碥姳硎荆跋啾葞兹f甚至幾十萬美元的單一傳感器方案，采用多個(gè)低成本的傳感器，更容易被主機(jī)廠接受，且不同傳感器各有所長、互相補(bǔ)充，能實(shí)現(xiàn)更好的性價(jià)比?！?/p>

趙延輝也指出，單種傳感器特性突出，均不能形成完全信息覆蓋，MEMS傳感器與其他自動(dòng)駕駛技術(shù)融合以形成高性能、低成本、差異化、系統(tǒng)級(jí)解決方案，減少通信損耗，提高響應(yīng)速度，達(dá)到降低成本、提升整體效率是必然趨勢。

ADI已經(jīng)在傳感器融合方面做出積極探索，將MEMS IMU與雷達(dá)、激光雷達(dá)等進(jìn)行融合，推出了Drive360技術(shù)平臺(tái)，能檢測體積更小、移動(dòng)速度更快、距離更遠(yuǎn)的物體，在自動(dòng)駕駛汽車周圍打造360度保護(hù)屏障，全方位保護(hù)汽車和乘員安全。

傳感器融合建立在多種傳感器、IC、智能控制軟件貫通集成的基礎(chǔ)上，需要供應(yīng)商從單一器件、單一技術(shù)的進(jìn)步，走向整體解決方案的優(yōu)化，提升供應(yīng)鏈上下游的協(xié)同能力。

“在應(yīng)用層面，汽車的智能化感知需要傳感器融合等算法，國內(nèi)MEMS企業(yè)需要與汽車軟件、系統(tǒng)開發(fā)商深度綁定，更好地協(xié)同車輛感知和控制;在產(chǎn)品層面，要從單一產(chǎn)品向多功能高集成化的感知解決方案發(fā)展。國內(nèi)企業(yè)可以橫縱聯(lián)合，與友商和產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)合作，從單點(diǎn)突破向生態(tài)突圍轉(zhuǎn)變?！壁w振越向記者指出。

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