車身感知傳感器：汽車的“神經(jīng)末梢”

汽車傳感器指汽車計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的輸入裝置，由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、變換電路和輔助電源組成。在汽車運(yùn)行中，汽車傳感器能采集車身狀態(tài)（如溫度、壓力、位置、轉(zhuǎn)速等）和環(huán)境信息，并將采集到的信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳輸至汽車的中央控制單元。

汽車傳感器工作原理

資料來源：億渡數(shù)據(jù)

汽車傳感器作為信息采集源，根據(jù)信息采集內(nèi)容的不同可分為車身感知傳感器和環(huán)境感知傳感器。車身感知傳感器指分布于汽車的動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、底盤及安全系統(tǒng)及車身舒適性系統(tǒng)等子系統(tǒng)中，用于獲取汽車車身信息的基礎(chǔ)傳感器。環(huán)境感知傳感器指通過采集、輸出汽車周圍環(huán)境信息以協(xié)助汽車實(shí)現(xiàn)智能駕駛的汽車傳感器。

汽車傳感器的分類

資料來源：億渡數(shù)據(jù)

車身感知傳感器，按照輸入的被測(cè)量不同主要分為壓力傳感器、位置傳感器、溫度傳感器、(線)加速度傳感器、角(加)速度傳感器、空氣流量傳感器、氣體傳感器，從工作原理上看這些傳感器大都采用 MEMS 方案。

車身感知傳感器的類型及工作原理

資料來源：芯八哥整理

車身感知傳感器是汽車的“神經(jīng)末梢”。車身感知傳感器遍布汽車全身，被廣泛應(yīng)用于動(dòng)力系統(tǒng)（新能源車是三電系統(tǒng)）、底盤系統(tǒng)、車身系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車自身信息的感知并作出決策、執(zhí)行，是汽車的“神經(jīng)末梢”，目前發(fā)展較為成熟。

各種車身感知傳感器的具體應(yīng)用場(chǎng)景

資料來源：芯八哥整理

智能化、電動(dòng)化帶動(dòng)千億車身感知傳感器市場(chǎng)

根據(jù)賽迪顧問數(shù)據(jù)顯示，隨著新能源汽車、工業(yè)自動(dòng)化、環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療電子的智能化發(fā)展，2020年，全球傳感器市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到1606.3億美元。

全球傳感器市場(chǎng)規(guī)模（億美元）

數(shù)據(jù)來源：賽迪顧問，芯八哥整理

雖然在2022年度上半年，面對(duì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整沖擊和新冠疫情反復(fù)的復(fù)雜外部環(huán)境，電子產(chǎn)品的整體需求在下滑，但是隨著疫情的塵埃落地以及全球經(jīng)濟(jì)基本面的向好，在汽車、工業(yè)自動(dòng)化、醫(yī)療、環(huán)保、消費(fèi)等領(lǐng)域的智能化、數(shù)字化市場(chǎng)需求的持續(xù)帶動(dòng)下，預(yù)計(jì)2022年全球傳感器規(guī)模總體將進(jìn)一步增加，而到2025年，全球傳感器的規(guī)模預(yù)計(jì)將增至3200億美元。

2017-2021年，中國(guó)傳感器市場(chǎng)規(guī)模從2017年的1687億元增長(zhǎng)至2021年的2953億元， 年復(fù)合增長(zhǎng)率為15%。在國(guó)家政策的推動(dòng)下中國(guó)傳感器市場(chǎng)規(guī)模將持續(xù)增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2026年中國(guó)傳感器市場(chǎng)將達(dá)到5942億元。

2017-2026年中國(guó)傳感器市場(chǎng)規(guī)模（億元）

數(shù)據(jù)來源：億渡數(shù)據(jù)，芯八哥整理

2017-2021年，在智能汽車快速發(fā)展的推動(dòng)下，中國(guó)汽車傳感器市場(chǎng)規(guī)模從2017年的157.3億元增長(zhǎng)至2021年的263.9億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率為13.8%。在國(guó)家政策和智能汽車快速發(fā)展的推動(dòng)下，中國(guó)汽車傳感器市場(chǎng)規(guī)模將持續(xù)增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2026年中國(guó)汽車傳感器市場(chǎng)將接近500億元。

2017-2026年中國(guó)汽車傳感器市場(chǎng)規(guī)模（億元）

數(shù)據(jù)來源：億渡數(shù)據(jù)，芯八哥整理

2021年，中國(guó)汽車傳感器市場(chǎng)中，車身感知傳感器技術(shù)較為成熟，市場(chǎng)占比為28%。

2021年中國(guó)汽車傳感器細(xì)分市場(chǎng)占比

數(shù)據(jù)來源：億渡數(shù)據(jù)，芯八哥整理

在汽車智能化和電氣化的強(qiáng)力“雙擎”驅(qū)動(dòng)下，車身感知傳感器迎來行業(yè)機(jī)遇。

驅(qū)動(dòng)力一：汽車智能化

車身感知傳感器智能化升級(jí)的驅(qū)動(dòng)因素是汽車零部件及架構(gòu)的智能化升級(jí)。作為車規(guī)級(jí)產(chǎn)品，傳統(tǒng)車身傳感器在技術(shù)和成本上已近穩(wěn)態(tài)，但傳感器的綜合應(yīng)用仍具有邊際價(jià)值。例如，智能座艙中人臉識(shí)別、智能進(jìn)入、個(gè)性化車身控制等功能依賴于對(duì)駕駛員的感知；智能空調(diào)出風(fēng)口、智能氛圍燈對(duì)內(nèi)置傳感器提出智能化需求。在汽車智能化升級(jí)背景下，車身感知傳感器應(yīng)用場(chǎng)景更加豐富，同時(shí)智能化的要求有望提升價(jià)值量。 

2017-2030年各自動(dòng)駕駛級(jí)別滲透率

資料來源：易車網(wǎng)、汽車之家及懂車帝等汽車論壇、Marklines，芯八哥整理

驅(qū)動(dòng)力二：汽車電動(dòng)化

新能源汽車持續(xù)高景氣度，車身傳感器迎行業(yè)機(jī)遇。新能源汽車從根本上變革了汽車的動(dòng)力與傳動(dòng)系統(tǒng)，能量由動(dòng)力電池提供，對(duì)應(yīng)的傳感器也有所不同；車內(nèi)大部分機(jī)械的剛性信號(hào)被柔性的電信號(hào)取代，電源系統(tǒng)中電流傳感器需求提升；為更好控制電機(jī)的出入電壓計(jì)電流，傳感器精度要求隨之提升。新能源汽車滲透率提升，將帶動(dòng)相關(guān)車身傳感器需求放量。

國(guó)內(nèi)新能源汽車滲透率

數(shù)據(jù)來源：中汽協(xié)，芯八哥整理

巨頭壟斷，國(guó)內(nèi)MEMS廠商嶄露頭角

車身感知傳感器產(chǎn)業(yè)鏈分為設(shè)計(jì)研發(fā)、生產(chǎn)制造、封裝測(cè)試、系統(tǒng)應(yīng)用四個(gè)環(huán)節(jié)。上游主要是設(shè)計(jì)、原材料與設(shè)備，中游是制造與封測(cè)，下游是消費(fèi)電子、汽車電子等系統(tǒng)應(yīng)用的終端產(chǎn)品。

車身感知傳感器產(chǎn)業(yè)鏈

資料來源：賽迪顧問、歌爾微招股書

車身感知傳感器生產(chǎn)制造有 IDM 和 Fabless 兩種模式，國(guó)際大廠以 IDM 為主。

車身感知傳感器生產(chǎn)模式

資料來源：賽迪顧問、半導(dǎo)體行業(yè)觀察，芯八哥整理

國(guó)內(nèi)企業(yè)在設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試設(shè)備等環(huán)節(jié)與海外企業(yè)相比仍有差距，核心競(jìng)爭(zhēng)力有待提高。國(guó)內(nèi)車身感知傳感器產(chǎn)業(yè)形成從前端設(shè)計(jì)到后端封裝測(cè)試的完整鏈條，國(guó)內(nèi)各環(huán)節(jié)龍頭發(fā)展迅速，但在數(shù)量和規(guī)模上與海外依然存在差距。設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)國(guó)內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品線單一、規(guī)模偏小，多數(shù)企業(yè)年收入低于 1 億美元，商業(yè)化車身感知傳感器設(shè)計(jì)工具方面處于真空狀態(tài)；制造方面工藝水平差距明顯，僅能制備壓力傳感器等低端產(chǎn)品，尚未建立壓電材料等高端制造工藝線，出貨量有限；封裝環(huán)節(jié)國(guó)內(nèi)企業(yè)在技術(shù)上致力于三維封裝等第四代技術(shù)的研發(fā)；中國(guó)大陸全球市場(chǎng)份額可達(dá)20.7%，僅次于中國(guó)臺(tái)灣的 42%，是全球第二大芯片封裝基地；測(cè)試環(huán)節(jié)國(guó)內(nèi)高質(zhì)量測(cè)試設(shè)備企業(yè)較少，高端設(shè)備仍被國(guó)外龍頭壟斷。整體看產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)與海外企業(yè)相比仍有差距，核心競(jìng)爭(zhēng)力有待提高。

國(guó)內(nèi)外車身感知傳感器產(chǎn)業(yè)鏈主要廠商及應(yīng)用領(lǐng)域

資料來源：芯八哥整理

從全球市場(chǎng)格局情況來看，全球MEMS傳感器行業(yè)市場(chǎng)較為分散，2020年行業(yè)CR5不足40%，市場(chǎng)份額主要被博世、博通、威訊聯(lián)合、意法半導(dǎo)體等國(guó)外企業(yè)所占據(jù)，前十企業(yè)中僅有歌爾微一家國(guó)產(chǎn)企業(yè)。具體來看，2020年全球MEMS傳感器市場(chǎng)中，博世以14.2%的份額占比位列第一，其次為博通和威訊聯(lián)合，占比分別為9.8%和5.6%，而歌爾微以3.9%的市場(chǎng)份額位列第六。

2020年全球MEMS傳感器市場(chǎng)格局分布情況

數(shù)據(jù)來源：芯八哥整理

從我國(guó)市場(chǎng)格局情況來看，行業(yè)集中度較高，2020年行業(yè)CR3接近80%，其中歌爾微是行業(yè)絕對(duì)龍頭。具體來看，2020年我國(guó)MEMS傳感器市場(chǎng)中，歌爾股份以55%的份額占比位列第一，其次為華天科技和華潤(rùn)微，占比分別為12%和10%。

2020年中國(guó)MEMS傳感器市場(chǎng)格局分布情況

數(shù)據(jù)來源：芯八哥整理

未來車身感知傳感器行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

趨勢(shì)一：集成化

自動(dòng)駕駛需要汽車配備大量的傳感器，單一的傳感器可實(shí)現(xiàn)的技術(shù)功能有限，而增加傳感器的數(shù)量和類別對(duì)于汽車制造企業(yè)來說意味著成本激增和售價(jià)上漲，由此可能面臨市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的下降。因此，利用IC制造技術(shù)和精細(xì)加工技術(shù)制作IC式傳感器成為當(dāng)前趨勢(shì)。

趨勢(shì)二：模塊化

隨著智能汽車的發(fā)展，車體上的機(jī)械結(jié)構(gòu)及組件逐步受到電子設(shè)備的操縱和控制，但因?yàn)槠圀w積有限，車體內(nèi)可應(yīng)用區(qū)域過于狹窄，系統(tǒng)空間受到限制。因此，理想情況下電子控制單元應(yīng)該與受控制組件緊密結(jié)合形成整體。因此，通過模塊化實(shí)現(xiàn)的傳感器元配件將成為行業(yè)未來發(fā)展的方向。

趨勢(shì)三：網(wǎng)聯(lián)化

萬物互聯(lián)、萬物互通是當(dāng)下行業(yè)發(fā)展的主題。傳感器作為汽車內(nèi)外環(huán)境感知的核心部件，勢(shì)必與互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)形成相輔相成的發(fā)展態(tài)勢(shì)。汽車通過傳感器感知路面情況的變化，將收集到的數(shù)據(jù)與信息傳遞給控制器進(jìn)行決策，實(shí)現(xiàn)車與車之間的互聯(lián)互通；同時(shí)傳感器將數(shù)據(jù)傳遞給整車廠商后臺(tái)進(jìn)行收集和分析，讓廠商能夠第一時(shí)間了解汽車上動(dòng)力系統(tǒng)、安全系統(tǒng)等多方面部件的實(shí)時(shí)狀況，從而為車主提供安全順暢的駕駛環(huán)境。