近年來,伴隨著信息與通信技術與汽車、交通領域的深度融合,車聯網已成為近年市場需求最明確、最有產業(yè)潛力的物聯網應用領域之一,也是新基建、5G應用的最重要場景之一。
在車聯網的驅動下,磁性元件廠商對汽車的關注點也將進一步拓寬,不再局限于眼前的OBC、DC/DC、充電樁等市場,車聯網市場更可能成為磁性元件未來展現高端產品實力的市場。
車聯網再造一個10萬億市場
9月21日上午,主題為“跨界融合——5G應用與智能交通”的交通信息化論壇在蘇州國際博覽中心舉行。中國工程院院士、光纖傳送網與寬帶信息網專家鄔賀銓以《5G賦能車聯網》為題,做了精彩的報告。
鄔賀銓認為,“未來車聯網向5G發(fā)展是一個方向。”
車聯網產業(yè)是汽車、電子、信息通信、道路交通運輸等行業(yè)深度融合的新型產業(yè),也是全球科技創(chuàng)新熱點和未來產業(yè)發(fā)展制高點和必爭之地。
目前,國內車聯網產業(yè)發(fā)展環(huán)境正在加速形成,車聯網已經成為智能汽車發(fā)展的基礎設施。
招商證券認為,隨著5G網絡的建設推廣、V2X技術的發(fā)展和下游應用的增加刺激用戶增值付費提升,中國車聯網市場有望在2020年迎來爆發(fā)式增長,實現同比增速將近70%,并將在2021年整體市場規(guī)模突破1000億元。
賽迪數據顯示,到2021年,中國車聯網市場規(guī)模將達到1150億元。
麥肯錫咨詢公司的預測稱:到2025年,車聯網會帶來萬億美元的經濟規(guī)模,每年能挽救3萬至15萬人的生命,減少廢氣排放90%;到2030年,車聯網產品和服務的衍生商業(yè)模式,會使汽車行業(yè)收入增加1.5萬億美元(折合10.2363萬億人民幣)。
據統計,現有全球汽車產業(yè)規(guī)模為2萬億美元,車聯網的需求,近乎再造一個汽車產業(yè)市場規(guī)模。
中國信息通信研究院主任工程師、5G應用產業(yè)方陣車聯網組組長葛雨明指出,車聯網數據應用的發(fā)展勢頭迅猛,但成熟度仍然不足,存在規(guī)范性、兼容性、開放性和安全等存顧慮。
鄔賀銓認為,汽車永遠在路上,5G車聯網的創(chuàng)新也永遠在路上。
5G推動下自動駕駛加快落地
自動駕駛研發(fā)作為一項復雜的系統性工程,其實現過程需要綜合使用多項技術,包括5G、人工智能、云計算等前沿技術,甚至區(qū)塊鏈也正被部分企業(yè)用于研發(fā)自動駕駛。
新基礎涉及5G、物聯網、工業(yè)互聯網、人工智能、云計算、區(qū)塊鏈、大數據等多項技術,這些技術都對未來自動駕駛的落地有直接促進作用,新基建有望為自動駕駛產業(yè)在中國發(fā)展、落地創(chuàng)造前所未有的窗口期。
世界經濟論壇汽車與無人駕駛出行領域中國區(qū)負責人何鵬認為,5G是促進汽車產業(yè)向新四化轉型的重要技術,但這項技術的落地勢必需要良好的商業(yè)模式進行支撐。在他看來,探討5G對行業(yè)的價值,不僅僅從汽車產業(yè)的視角出發(fā),5G技術的加持,將對交通運輸、智慧城市等帶來根本性的變革。
新基建讓許多產業(yè)和制造企業(yè)調整了發(fā)展步調,四川東閣科技總經理應冬茍說到,目前,他們已結合了國家提出的新基建,結合自己產業(yè),針對性的做了一些生產上的調整,以及時滿足市場的需求。
上汽大通汽車有限公司總經理王瑞認為,5G會給汽車行業(yè)帶來諸多改變,其中最重要的是改變了行業(yè)的合作伙伴關系,未來會有越來越多通信領域或互聯網行業(yè)的企業(yè)滲透到汽車行業(yè)內,并扮演重要的角色。
北汽產投分析師唐嘉良認為,5G具有高可靠性和低延時特性,是自動駕駛技術進一步發(fā)展的“敲門磚”“車聯萬物”是5G的核心落地場景。
在車聯網領域,5G通信技術給車輛的應用場景帶來更大的想象空間。基于C-V2X的車聯網應用,從信息服務向提升安全效率和自動駕駛服務演進。
中研普華集團研究員趙勇認為,5G將進一步推動智能駕駛汽車的網聯化。目前5G網絡的傳輸時延是1毫秒,可以滿足所有自動駕駛級別的時延需求,為智能網聯發(fā)展提供技術先決條件。
談及車聯網與自動駕駛之間的關系,葛雨明表示,網聯已經有一些實際落地,它的使用率更強,產業(yè)鏈也更長,符合未來形成新的產業(yè)集聚的核心要求。而自動駕駛則更多的是應用的場景落地服務。
未來,面向協同階段,基于5G要構建起一個人、車、路、云能夠高度耦合的互聯環(huán)境,實現車路協同控制、車車協同編隊、遠程操作等高級/完全自動駕駛業(yè)務,最終支撐實現完全自動駕駛。
鄔賀銓說,“原來我們切換,是看到另一個小區(qū)信號強就切換過去,與原先的小區(qū)斷開,會有一個短暫的兩邊不接。現在5G先接上新的小區(qū),再把上一個小區(qū)斷開,在切換過程中永遠保證會有連接。”
5G在定位上還可以解決現有的衛(wèi)星導航定位如北斗、GPS解決不了的地下車庫定位問題。鄔賀銓說,車聯網要求定位精度1.5米,而5G定位可以達到0.3米。
鄔賀銓認為,當務之急是要盡快完善5G的車聯網標準,面向車聯網做更多的創(chuàng)新和試驗,在5G和車路協同上仍然要做更大的努力。
無人駕駛是目前全球熱門的研發(fā)技術,不少車企推出自動駕駛汽車進行測試,互聯網、科技企業(yè)也紛紛布局其中。
今年4月,百度宣布在長沙上線無人駕駛出租車,并向市民開放。百度集團副總裁、智能駕駛事業(yè)群組總經理李震宇預測,無人駕駛預計在2023年或者2024年才能真正變的可行。
根據公開資料,北京已經成為中國自動駕駛開放測試道路最長的城市,有200條道路699.58公里。截至2020年6月,北京自動駕駛車輛的道路測試路程已超過158萬公里,有13家企業(yè)共77輛自動駕駛汽車獲得臨時號牌。
6月27日,滴滴出行首次面向公眾開放自動駕駛服務,開始在上海接受公眾體驗報名。滴滴出行首席運營官孟醒表示:“到2030年,滴滴出行的平臺將擁有100萬輛全自動的無人駕駛汽車。”
此外,亞馬遜宣布收購無人駕駛技術公司Zoox,該筆收購預計花費近20億美元。
6月28日,沃爾沃宣布與Waymo達成戰(zhàn)略合作,Waymo將成為沃爾沃汽車集團以及旗下品牌L4級別自動駕駛技術的合作伙伴。雙方目標是最終提供網約車服務在內的應用場景和商業(yè)模式。
另外,參與華為“5G汽車生態(tài)圈”的眾多車企比亞迪、上汽集團、長安汽車、宇通客車、長城汽車等已將加快布局的步伐。
雖然目前在技術方面,自動駕駛現在很多人在做,但是自動駕駛對于在某些場景下或者某些因素的感知方面,還存在著非常大的不足。此外,由于疫情的影響,今年很多自動駕駛創(chuàng)企都面臨生存挑戰(zhàn),不得不發(fā)起裁員,以節(jié)約成本,甚至已經有企業(yè)黯然離場。
綜合安全風險、政策風險等因素,無人駕駛技術的商業(yè)化會遵循著低速到高速、封閉到開放的路線走。江西耀潤磁電科技有限公司總工程師馮則坤認為,目前的無人駕駛技術不能做到完全載客運營,但在貨運、封閉園區(qū)等細分領域,技術需求相對較低,無人駕駛車輛可以逐步代替?zhèn)鹘y車輛,率先實現商業(yè)化。
車聯網政策密集推出
今年年初工業(yè)和信息化部發(fā)布了《關于推動5G加快發(fā)展的通知》,其中提出促進“5G+車聯網”協同發(fā)展,推動車聯網無線通信技術標準的研制及研發(fā)驗證。
針對車聯網環(huán)境下的車輛智能管理工作需求,工信部、公安部、國家標準化管理委員會還聯合印發(fā)《國家車聯網產業(yè)標準體系建設指南(車輛智能管理)》,指導智能網聯汽車登記管理、身份認證與安全、道路運行管理以及車路協同管控與服務等領域標準化工作。
今年2月,國家發(fā)展改革委等11個部門聯合印發(fā)《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》提出,到2025年,我國將實現高度自動駕駛的智能汽車在特定環(huán)境下市場化應用。
3月9日,工信部發(fā)布《汽車駕駛自動化分級》推薦性國家標準報批公示,將駕駛自動化分成 0~5 級。此標準的制定,意味著中國即將正式擁有自己的自動駕駛汽車分級標準,將為我國后續(xù)自動駕駛相關法律、法規(guī)、強制性標準的出臺提供重要支撐。
4月16日,工信部又發(fā)布了《2020年智能網聯汽車標準化工作要點》,從通用類標準制定、測試評價類標準制定和急需關鍵標準制定等多個方面對今年智能網聯汽車標準化工作的開展作出指引,以加速智能網聯汽車技術應用和商業(yè)化進程。
9月23日,工業(yè)和信息化部在對十三屆全國人大三次會議第6649號建議的答復中表示,工信部將與相關部門密切協作,加快推動出臺《國家車聯網產業(yè)標準體系建設指南(智能交通相關)》,構建形成綜合統一、科學合理、協調配套的國家車聯網產業(yè)標準體系。
隨著多項支持政策密集推出,國家戰(zhàn)略規(guī)劃成為車聯網發(fā)展的重要推動力,車聯網產業(yè)借著“政策東風”在各類應用場景中加速布局。
BAT領銜聯合車企共建車聯網生態(tài)圈
東南大學交通法治與發(fā)展研究中心執(zhí)行主任顧大松認為,頭部企業(yè)布局自動駕駛項目,有利于加速自動駕駛量產化與規(guī)模化落地。
以BAT為例,在與車企的合作過程中,三巨頭各有側重,但都取得了不錯的成果。
騰訊車聯TAI與廣汽集團、上汽集團、奔馳、寶馬、蔚來、長安汽車、一汽集團等企業(yè)聯合,推出的針對智能網聯汽車的智慧解決方案,可以為用戶提供智能語音、智能出行、個性化內容、社交、運營增值等全場景服務。6月5日,騰訊智慧出行與辛巴科技在深圳簽署戰(zhàn)略合作協議。雙方將圍繞5G新基建、車聯網、云、車主運營、大數據等領域展開全方位深度合作,共同推動汽車產業(yè)數字化升級,探索多場景服務的商業(yè)模式。
阿里旗下斑馬智行車載智能網聯系統整合了阿里巴巴集團旗下的資源,比如支付寶支付,計劃打通停車場、加油站、高速公路,目前應用于上汽榮威、長安福特、上汽-大眾斯柯達、觀致、上汽名爵、東風標致、東風雪鐵龍等企業(yè)產品。
百度攜手頭部車聯網生態(tài)伙伴300家,與60多家國內外一線汽車品牌達成合作關系,合作上市車型超過400余款。目前百度的智能車載系統已經落地福特全系新品、上汽通用旗下凱迪拉克、別克、雪佛蘭全系車型以及豐田、現代起亞全系以及啟辰等。
在5G時代下,車企與科技公司的合作不僅為傳統車企提供了更靈活的車機系統,也加速了科技公司在汽車產業(yè)的布局。
李震宇稱,“現在,車聯網不再只是車輛的額外賣點,而是車輛的核心模塊,不智能的車反倒將成另類。”
車聯網的進一步發(fā)展,也仰仗于電信行業(yè)和汽車行業(yè)的協同合作,5G汽車聯盟是電信與汽車行業(yè)的全球跨行業(yè)產業(yè)聯盟,成立于2016年9月,主要成員包括德系三大車企奧迪、寶馬、戴姆勒,以及愛立信、華為、中興通訊、諾基亞、英特爾、高通,旨在探索5G通信技術在車聯網領域的深入應用。
大散點、小集中式開展車聯網試驗
目前,車聯網、自動駕駛技術的試驗和探究已在全國多地呈現大散點、小集中式分布,為擴大車聯網技術應用做更多初始嘗試。
搭乘無人網約車也有望未來成為市民日常出行的“新時尚”。今年高德、百度都先后在上海、長沙試運營無人網約車。上海市民可通過高德打車平臺呼叫無人車,并在政府指定許可的自動駕駛范圍內免費體驗。
湖南湘江新區(qū)管委會產業(yè)促進局局長鄭平說,車路協同技術不僅服務于自動駕駛、智能網聯,也能服務于市民日常出行。鄭平介紹,除了自動駕駛出租車,長沙市民早在2018年底就可以體驗在開放道路上自動駕駛的智慧公交車。由湘江新區(qū)投資建設的國家智能網聯汽車(長沙)測試區(qū)智慧公交示范線,全長7.8公里,共11個站點。
全國首條基于5G的車路協同示范道路年初在北京順義區(qū)北小營鎮(zhèn)建成,半年來,交叉路口安全性提升了60%,通行效率較改造前提升了20%,相當于兩條車道實現了三至四條車道的通行效率。
北小營5G車路協同道路整體落地解決方案提供方蘑菇車聯負責人介紹,該道路全路段18個路側均完成了基于5G的智能化改造,能實現交通信號控制、流量分配、緊急車輛優(yōu)先、車速引導、行人預警等場景。
北小營車聯網產業(yè)不僅是新興產業(yè),還以發(fā)展成為當地重點產業(yè)。北小營鎮(zhèn)副鎮(zhèn)長趙毅透露,目前,圍繞車聯網相關的企業(yè)稅收已占到全鎮(zhèn)近三成,成為鎮(zhèn)域主導產業(yè),是保增長促復蘇的關鍵。今年前3個月,屬地稅收不僅沒有受到疫情影響,反而同比增長超40%,一般公共預算收入同比增長超80%。
數據顯示,截至2019年12月,北京已為13家自動駕駛企業(yè)的77輛車發(fā)放了道路測試牌照,安全測試里程超過100萬公里。2019年11月,河北滄州開放我國首個區(qū)級全域測試路網,啟動規(guī)模化自動駕駛載人測試。
今年6月福州首個車聯網示范項目在瑯岐啟動, 項目投入使用后,在該路段行駛的車輛,前方如果遇到交通問題,車輛就會自動發(fā)出提醒駕駛員繞路。車聯網的建設將構筑新基建未來發(fā)展戰(zhàn)略新優(yōu)勢,全面助力瑯岐智慧型國際生態(tài)旅游島的建設。
截止6月,江蘇南通崇川區(qū)現有車聯網產業(yè)鏈企業(yè)30多家,在車載單元、路側設施、傳感器、通信模組、高精度定位等領域已形成一定的產業(yè)基礎和規(guī)模。崇川區(qū)已規(guī)劃10萬平方米的同濟科技園,作為車聯網產業(yè)示范園區(qū)。示范園區(qū)建成后,將成為江北首個以5G+車路協同為特色的車聯網示范園區(qū)。
預計到2022年末,全區(qū)車聯網終端和智能路側設施產業(yè)鏈基本形成,相關產業(yè)產值突破100億元,培育和引進50家以上車聯網相關企業(yè)。今后隨著示范應用的不斷深入,崇川區(qū)車聯網產業(yè)園的企業(yè)聯合體還將率先探索車聯網商業(yè)應用模式,把5G+車聯網+智慧船廠、智能港口、智慧景區(qū)、智能園區(qū)結合起來,最終形成以多場景、跨領域、強融合為特色的5G-V2X車路協同及智能交通云控服務體系。
車聯網會有更多CPU、處理器被使用
鄔賀銓指出,汽車本身是物聯網的節(jié)點,或者說是大型的移動智能終端。一個汽車有十多個CPU,汽車電子系統占到汽車整個成本的30%到60%,未來汽車創(chuàng)新的80%將來自汽車電子系統。
智能車載電子系統(VES)主要包括車載信息娛樂系統、車載導航系統、車載音響系統及車載家電產品等。這類系統已由簡單非智能無操作系統向嵌入式全智能化可擴展方向發(fā)展。2015年,我國車載信息系統市場規(guī)模為688.1億元,2019年我國車載信息系統市場規(guī)模增長至1432.3億元。
現如今,汽車產業(yè)正經歷著一場數字革命的洗禮,這無差別于燃油車還是新能源汽車,數字化汽車內置了幾十甚至上百個嵌入式處理器,它們通過數字網路相互連接,以控制和優(yōu)化汽車內幾乎每一個系統的運轉。無論是CPU、亦或處理器的增加,都將帶動電感器等功率器件量的提升。
汽車市場要求處理器供應商做出長期的承諾,例如,汽車制造商會要求其供應商對某一處理器產品提供長達10-15年塑封電感器的供應承諾。
森根科技高級技術經理徐永攀認為,汽車類的客戶做的周期比較長,前期可能要多次溝通整改,特別是在一些產品結構上,可能三五天就需要改動一次,這對于一些側重于生產型的企業(yè)來說,根本承受不了;由于某個汽車車型一般產量就幾千幾萬,甚至只有幾百只,在量上可能就讓一些企業(yè)退步,但是汽車類比家電類更加穩(wěn)定,一旦進入某汽車品牌供應鏈,基本上方案都不會變,只要在之前溝通的基礎繼續(xù)保持和客戶的密切合作,很難被替代。
總的來說,進入汽車類市場前期投入比較多,但是后續(xù)的訂單量會相對比較穩(wěn)定。
在汽車市場中,由于對電子部件的強烈結構需求,因此有朝著小型化的強烈趨勢,同時還面臨著提高DC/DC轉換器的開關頻率的挑戰(zhàn)。因此,他們需要找到對于高頻開關和降低鐵損而言“可持續(xù)”組件。
基美電子公司產品管理總監(jiān)Michael Freitag表示:“電感器本身至少是其中的一部分,可以通過使用金屬復合結構來使其小型化。
Michael Freitag 說,在電感器的特性中, 我們可以區(qū)分飽和電流和自諧振頻率。飽和電流是直流(DC )值,該值會由于鐵磁芯的飽和而導致電感減小,通常約為10%。每個組件的性能取決于集中磁通量的材料的飽和特性,一旦從設計中選擇了正確的電感值, DC/DC轉換器中使用的所有電感器便會使用這種磁芯,產品的最終選擇必須考慮飽和現象的發(fā)生方式以及電路操作可能帶來的后果。
磁性元件廠有針對性推出新品
車聯網的推動下,汽車對電子系統的需求和采用在不斷增加,根據Fortune Business Insights預測,到2026年,汽車電子控制單元市場預計將達到129.2億美元,七年間復合年增長率為11.9%。車企也普遍要求這些系統能夠提供更高的效率,產生更少的熱量,并具備更低的功耗。
新型功率電感器可提供高效的功率轉換,同時將電磁干擾(EMI)降至最低,非常適用于汽車系統中越來越多的電子控制單元(ECU)DC-DC開關電源等應用。
今年3月,基美公司推出全新金屬復合功率電感器系列,以滿足汽車市場的嚴格要求。新發(fā)布的MPXV系列擴展了基美METCOM產品的范圍,并且通過了AEC-Q200認證,能夠以多種行業(yè)標準SMD尺寸提供,可在高達155℃溫度下工作,具有較低的電氣噪聲,能夠應用于汽車的所有不同區(qū)域,包括引擎蓋下電子設備以及動力總成等非常具有挑戰(zhàn)性的工作環(huán)境。
該產品還專門針對汽車應用進行了優(yōu)化,MPXV系列電感器的金屬復合芯具有同類領先的高磁導率,非常適合于熱量因素至關重要的設計,大大降低了熱量形式的功率損耗,使其對于極端的熱性能有用,能夠避免對其他關鍵系統產生不利影響。
9月14日,記者從三星電機官網獲悉,三星電機新開發(fā)了一款超微型功率電感器,應對當前終端設備大電流、高功率、小型化的需求,功率電感器是電感器的一種,主要用于電源系統,在射頻等器件中負責提供DC-DC電源轉換功能,隨著車聯網的進一步擴大化,射頻器件的需求量提升不言而喻。
TDK中國本社社長淺沼俊英表示,由于汽車電氣化和電子化的需求越來越高,由此帶來了對高功率高效率的電感、電容等需求的大幅提升,這些變化對于他們業(yè)務水平提升帶來明顯幫助,2018年,他們18%的收入來自汽車市場。
《磁性元件與電源》記者還注意到,近兩年來,被動元件大廠威世已多次推出供貨周期更短的商用汽車級電感器。
順絡電子是國內磁性元件廠商與車聯網走得較近廠商,汽車電子是順絡電子重要業(yè)務領域之一,在新能源電動化和智能化領域布局多年,順絡電子有關汽車電子產品的涵蓋了汽車電池管理系統、自動駕駛系統、車載充電系統、車聯網、大燈控制系統、電機管理系統、車身控制系統、影音娛樂系統等。
因為疫情影響,上半年全球汽車產業(yè)出現整體短期下滑,順絡電子海外汽車電子營收也受到部分影響,現在已經開始逐步恢復。他們認為,該市場未來空間巨大,汽車電子業(yè)務將為他們長期持續(xù)穩(wěn)定增長奠定堅實基礎。
另外,體積小、成本低、屏蔽性能優(yōu)良、可靠性高、適合于高密度表面安裝的片式電感在汽車電子領域也開始獲得廣泛關注,逐步成為電感市場重點發(fā)展方向,銘普光磁董事長也說到,他們這一產品,已通過全自動化生產模式實現大批量量產。
此外,車聯網的推動下,車載網絡對高速率傳輸、穩(wěn)定性等方面的要求也非常嚴格,在對圖像和信息采集、數據傳輸,數據即時處理等方面的要求會越來越高,對磁性器件的要求也在提高,而這些都是磁件未來新的應用場景和研究重點。
數據傳輸平臺方面,GPS/北斗導航信息傳遞、圖像采集及傳遞、BMS 電池數據管理及傳遞、ADAS 數據傳遞、車載激光雷達掃描數據及傳遞、車載信息中心的數據交流,這類以網絡數據信息采集及傳輸為主的未來車載系統,將成為諸如網絡變壓器等車用磁性材料及器件未來的新方向。四川經緯達科技集團有限公司進入車載網絡行業(yè)早,已與多關鍵生產環(huán)節(jié)的廠商做協調匹配。經緯達董事長王強表示,經緯達現已成為專業(yè)的網絡磁性元件方案供應商,未來在車聯網市場可望大放異彩,向市場提供高速數據傳輸器件、EMC器件及能源轉換等器件。
顯然,從車聯網生態(tài)下的磁性元件來看,我國臺灣廠商以及國際知名被動元件廠商,在汽車電子使用的新型電感器的研發(fā)實力上仍高于內地廠商,目前國內磁性元件廠商更多的是發(fā)力于OBC、DC/DC模組,以及充電樁所涉及的電子變壓器等產品。對于國內磁性元件廠商來說,有些忌憚于難以進入車聯網市場,在自身產品實力不足、難以打開市場的情況下,對這一未詳市場只能望而卻步,國產自強的道路仍任重而道遠。
新能源汽車是國產磁企入車聯網契機
《磁性元件與電源》雜志記者在探訪產業(yè)鏈過程中,行業(yè)人士普遍認為,對于汽車市場來說,很多磁性元件廠商難以進入傳統車企IC設計、CPU、處理器等供應鏈,由于這些供應鏈在產品開始設計時,很多國產產商并沒有機會進入,后續(xù)又難以撼動他們原有設計,因而遲遲未能打開局面。而當前國內新能源汽車的興起,極有可能成為未來全球新能源汽車的核心研發(fā)和生產市場,這也是未來國產磁性元件廠商通過新能源汽車進入車聯網市場的重要契機。
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