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汽车强制配备“黑匣子” 芯片再添增量市场

时间:2022-01-03 15:05:32    来源: 中国电子报

  按照国家标准《机动车运行安全技术条件》(GB7258-2017)的最新规定,自2022年1月1日起,国内所有新生产的乘用车都将强制要求配备EDR(Event Data Recorder,汽车事件数据记录系统,俗称汽车“黑匣子”),或者符合规定的DVR(车载视频行驶记录系统)。而微控制器(MCU)、存储器、传感器等都是EDR中必不可少的主要器件。

  有观点认为,这将是继ETC之后,芯片在汽车领域的又一风口。同时,对于国内集成电路企业来说,这也是一个进入车规市场的难得机会。

  EDR新市场数十亿规模待撬动

  EDR由一个或多个车载电子模块构成,具有监测、采集并记录碰撞事件发生前、发生时和发生后车辆和乘员保护系统的数据功能。换句话说,EDR就是汽车行业中的“黑匣子”,其记录的信息可以重现事故过程,用于汽车事故的分析。

  对此,有行业专家介绍,EDR主要是针对车辆发生突发剧烈运动时的场景,采集记录行车运行数据。在汽车正常平稳行驶时,EDR默认处于休眠模式;当突发车辆事故时,EDR会被唤醒,并开始记录车辆的运行数据。这次国家之所以出台标准强制安装EDR,一方面是为了方便事故分析;另一方面,随着近年来新能源等智能汽车得到大力发展,相比传统燃油车,其复杂的电控系统、自动驾驶技术,有可能产生一系列有别于传统车辆的系统故障、驾驶员误操作、网络信息安全等安全隐患,EDR系统的数据记录还原功能就显得尤为重要,对于未来智能驾驶将提供法律层面的底层保障。

  其实,目前除中国以外有不少国家也将乘用车配备EDR写入了法案或行业标准。美国早在2014年就明确了所有新车都需强制配备EDR,韩国自2015年12月起强制安装EDR,欧洲要求于2022年3月起对新车强制安装,并计划于2024年对存量车进行配备。

  而在这样的背景下,一个巨大的产品技术升级的市场机会也有望随之产生。此前,EDR系统主要是安装在高端车型或者智能化水平较高的车型之中。根据高工产业研究的数据,2020年新车中搭载EDR设备的新车仅135.71万辆,市场渗透率7.12%。方正证券研报表明, 2022年预计中国乘用车销量将达2300万辆,按照增量EDR设备为80%左右测算,明年中国的EDR增量市场将达到55亿~74亿元,同时后续存量乘用车配备EDR的潜在市场也非常可观。

  ETC之后芯片业的又一风口

  面对如此巨大的EDR增量和存量市场,有观点认为这将是继ETC之后,芯片行业的又一风口。“从内部电路结构来看,EDR的核心器件主要包括了车规级MCU、存储器、CAN收发器、安全算法组件等相关芯片产品。其中,传感器负责数据采集,主控芯片将采集的状态信息解析压缩后写入存储单元中,再通过汽车CAN数据总线接收和发送实时数据。”国民技术市场总监程维告诉记者。

  与车载视频记录仪相比,EDR的整体结构更小,设备稳定性和数据可靠性要求也更高。这对相关芯片产品来说将是一次技术升级。具体来看,传感器模块主要用于检测车辆碰撞的阈值。当碰撞触发阈值时,CAN通信模块开始接收目标数据,采集数据主要包括车辆速度、驾驶员安全带状态、转向信号开关状态、制动踏板位置等,相应产品涉及MEMS传感器,但对于采集数据的种类、及时性、稳定性都有更高的要求。

  主控芯片负责相关数据处理,主要为车规级MCU。主控芯片负责将传感器采集的车辆速度、驾驶员安全带状态、转向信号开关状态、制动踏板位置等车辆信息进行解析和压缩后写入存储器芯片,通过汽车CAN数据总线接收和发送实时数据。这对主控MCU的高速处理能力提出更高要求,同时还应集成信息安全组件,用于数据的加解密。

  数据存储模块主要采用闪存进行数据存储,内建擦除与写入算法,为防止意外擦除或写入操作,还应建立保护机制,数据一经写入即被锁死,不可轻易擦除和更改。未来,其存储容量及安全稳定性都有更高要求。

  “对于EDR应用来说,对MCU芯片的高速运算处理能力、大容量eFlash存储、内嵌密码硬件加速、高速ADC采样,以及CAN接口支持等技术方面都有刚性需求。因此,高集成、高性能、高可靠、高安全、丰富接口(特别是对CAN接口的支持)等,是用于EDR芯片的主要发展趋势。”程维强调指出。

  而作为未来新车标配,EDR将会带动MCU、存储、传感器等芯片需求的提升。在国家政策推动下,对产品整体的安全性、稳定性都提出了更高要求。能够提供安全可靠的产品、具有稳健的供应链来支撑合作伙伴进行产品应用创新的芯片企业,将拥有更多的机会。

  车规市场存在壁垒却非无法逾越

  随着我国汽车产业的快速发展,尤其是新能源汽车比例的大幅提高,不仅仅是EDR市场,汽车发动机控制、智能座舱、车胎监测、安全气囊和传输管理系统等诸多领域都对芯片产生更多、更高需求,汽车芯片正在酝酿越来越大的增长潜力。ICV Tank统计数据显示,2020年全球汽车芯片市场规模已达460亿美元,预计2022年将超635亿美元。未来一辆汽车上的半导体产品将达到6000~1万个。尽管国际企业在这个市场占据主导地位,但是随着整个市场空间的打开,也将为中国企业创造更多机会。

  复旦微高级工程师、电力电子事业部总经理助理翟金刚指出,目前车规芯片呈现高可靠性、低功耗、具备安全特性和个性化的电路设计等发展趋势。由于汽车作为高速交通工具须保障对用户生命安全,同时经常工作在十分恶劣的环境中,其对内部电子设备的可靠性要求要远高于一般性电子产品。

  因此,车规芯片是一个市场壁垒较高的赛道。其高壁垒不仅体现在市场上,也体现在产品定义、产品设计以及技术门槛上。在稳定性、安全性、可靠性、长寿命等方面,汽车行业的技术指标要求都更高,对国内芯片企业来说也提出了更大挑战。当前市场上出现对车用芯片各种需求,既是机遇也是挑战,如何能在这样一个有限的时间窗口内,把产品做出来,并且顺利上车,通过用户企业的验证测试,以及未来用什么样的产品继续升级,都是需要慎重思考的。

  不过,翟金刚强调,市场在变,虽然存在壁垒,但并非无法逾越。近年来,汽车行业的发展变化非常快。今年电动车的销量就远远超出人们的预期。传统燃油车的很多技术指标、技术路径,甚至是传统的体系结构都是不能生搬硬套的。人们经常会发现很多传统燃油车的器件,并不适合直接移植到新能源汽车当中,新能源汽车也有很多新的需求在燃油车的体系里追溯不到。对于芯片供应商来说,一方面要尊重传统,另一方面在传统工作的基础上也要勇于创新,基于我们自己对行业的理解进行开发,并将产品快速推向市场。

  Silicon Labs公司MCU产品经理Eric Bauereis也指出,中国MCU等芯片公司可以抓住许多机会。但是营销和销售成本以及建立行业声誉需要时间。“我们预计他们的大部分机会短期内将来自中国市场或邻近的亚太地区。”Eric Bauereis说。(记者陈炳欣)

编辑: 园园
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