汽車強制配備「黑匣子」 芯片再添增量市場
2022-01-04 09:11 作者：dl001 來源：中國電子報 閱覽：
按照國家標準《機動車運行安全技術條件》（GB7258-2017）的最新規定，自2022年1月1日起，國內所有新生產的乘用車都將強制要求配備EDR（Event Data Recorder，汽車事件數據記錄系統，俗稱汽車「黑匣子」），或者符合規定的DVR（車載視訊行駛記錄系統）。而微控制器（MCU）、存儲器、傳感器等都是EDR中必不可少的主要器件。
有觀點認為，這將是繼ETC之後，芯片在汽車領域的又一風口。同時，對於國內積體電路企業來說，這也是一個進入車規市場的難得機會。
EDR新市場數十億規模待撬動
EDR由一個或多個車載電子模塊構成，具有監測、採集並記錄碰撞事件發生前、發生時和發生後車輛和乘員保護系統的數據功能。換句話說，EDR就是汽車行業中的「黑匣子」，其記錄的資訊可以重現事故過程，用於汽車事故的分析。
對此，有行業專家介紹，EDR主要是針對車輛發生突發劇烈運動時的場景，採集記錄行車運行數據。在汽車正常平穩行駛時，EDR默認處於休眠模式；當突發車輛事故時，EDR會被喚醒，並開始記錄車輛的運行數據。這次國家之所以出臺標準強制安裝EDR，一方面是為了方便事故分析；另一方面，隨著近年來新能源等智能汽車得到大力發展，相比傳統燃油車，其複雜的電控系統、自動駕駛技術，有可能產生一系列有別於傳統車輛的系統故障、駕駛員誤操作、網路資訊安全等安全隱患，EDR系統的數據記錄還原功能就顯得尤為重要，對於未來智能駕駛將提供法律層面的底層保障。
其實，目前除中國以外有不少國家也將乘用車配備EDR寫入了法案或行業標準。美國早在2014年就明確了所有新車都需強制配備EDR，韓國自2015年12月起強制安裝EDR，歐洲要求於2022年3月起對新車強制安裝，並計畫於2024年對存量車進行配備。
而在這樣的背景下，一個巨大的產品技術升級的市場機會也有望隨之產生。此前，EDR系統主要是安裝在高端車型或者智能化水準較高的車型之中。根據高工產業研究的數據，2020年新車中搭載EDR設備的新車僅135.71萬輛，市場滲透率7.12%。方正證券研報表明， 2022年預計中國乘用車銷量將達2300萬輛，按照增量EDR設備為80%左右測算，明年中國的EDR增量市場將達到55億~74億元，同時後續存量乘用車配備EDR的潛在市場也非常可觀。
ETC之後芯片業的又一風口
面對如此巨大的EDR增量和存量市場，有觀點認為這將是繼ETC之後，芯片行業的又一風口。「從內部電路結構來看，EDR的核心器件主要包括了車規級MCU、存儲器、CAN收發器、安全算法組件等相關芯片產品。其中，傳感器負責數據採集，主控芯片將採集的狀態資訊解析壓縮後寫入存儲單元中，再通過汽車CAN數據總線接收和發送實時數據。」國民技術市場總監程維告訴記者。
與車載視訊記錄儀相比，EDR的整體結構更小，設備穩定性和數據可靠性要求也更高。這對相關芯片產品來說將是一次技術升級。具體來看，傳感器模塊主要用於檢測車輛碰撞的閾值。當碰撞觸發閾值時，CAN通信模塊開始接收目標數據，採集數據主要包括車輛速度、駕駛員安全帶狀態、轉向信號開關狀態、制動踏板位置等，相應產品涉及MEMS傳感器，但對於採集數據的種類、及時性、穩定性都有更高的要求。
主控芯片負責相關數據處理，主要為車規級MCU。主控芯片負責將傳感器採集的車輛速度、駕駛員安全帶狀態、轉向信號開關狀態、制動踏板位置等車輛資訊進行解析和壓縮後寫入存儲器芯片，通過汽車CAN數據總線接收和發送實時數據。這對主控MCU的高速處理能力提出更高要求，同時還應集成資訊安全組件，用於數據的加解密。
數據存儲模塊主要採用閃存進行數據存儲，內建擦除與寫入算法，為防止意外擦除或寫入操作，還應建立保護機制，數據一經寫入即被鎖死，不可輕易擦除和更改。未來，其存儲容量及安全穩定性都有更高要求。
「對於EDR應用來說，對MCU芯片的高速運算處理能力、大容量eFlash存儲、內嵌密碼硬體加速、高速ADC采樣，以及CAN接口支持等技術方面都有剛性需求。因此，高集成、高性能、高可靠、高安全、豐富接口（特別是對CAN接口的支持）等，是用於EDR芯片的主要發展趨勢。」程維強調指出。
而作為未來新車標配，EDR將會帶動MCU、存儲、傳感器等芯片需求的提昇。在國家政策推動下，對產品整體的安全性、穩定性都提出了更高要求。能夠提供安全可靠的產品、具有穩健的供應鏈來支撐合作夥伴進行產品應用創新的芯片企業，將擁有更多的機會。
車規市場存在壁壘卻非無法逾越
隨著我國汽車產業的快速發展，尤其是新能源汽車比例的大幅提高，不僅僅是EDR市場，汽車發動機控制、智能座艙、車胎監測、安全氣囊和傳輸管理系統等諸多領域都對芯片產生更多、更高需求，汽車芯片正在醞釀越來越大的增長潛力。ICV Tank統計數據顯示，2020年全球汽車芯片市場規模已達460億美元，預計2022年將超635億美元。未來一輛汽車上的半導體產品將達到6000~1萬個。儘管國際企業在這個市場占據主導地位，但是隨著整個市場空間的打開，也將為中國企業創造更多機會。
復旦微高級工程師、電力電子事業部總經理助理翟金剛指出，目前車規芯片呈現高可靠性、低功耗、具備安全特性和個性化的電路設計等發展趨勢。由於汽車作為高速交通工具須保障對用戶生命安全，同時經常工作在十分惡劣的環境中，其對內部電子設備的可靠性要求要遠高於一般性電子產品。
因此，車規芯片是一個市場壁壘較高的賽道。其高壁壘不僅體現在市場上，也體現在產品定義、產品設計以及技術門檻上。在穩定性、安全性、可靠性、長壽命等方面，汽車行業的技術指標要求都更高，對國內芯片企業來說也提出了更大挑戰。當前市場上出現對車用芯片各種需求，既是機遇也是挑戰，如何能在這樣一個有限的時間窗口內，把產品做出來，並且順利上車，通過用戶企業的驗證測試，以及未來用什麼樣的產品繼續升級，都是需要慎重思考的。
不過，翟金剛強調，市場在變，雖然存在壁壘，但並非無法逾越。近年來，汽車行業的發展變化非常快。今年電動車的銷量就遠遠超出人們的預期。傳統燃油車的很多技術指標、技術路徑，甚至是傳統的體繫結構都是不能生搬硬套的。人們經常會發現很多傳統燃油車的器件，並不適合直接移植到新能源汽車當中，新能源汽車也有很多新的需求在燃油車的體系裡追溯不到。對於芯片供應商來說，一方面要尊重傳統，另一方面在傳統工作的基礎上也要勇于創新，基於我們自己對行業的理解進行開發，並將產品快速推向市場。
Silicon Labs公司MCU產品經理Eric Bauereis也指出，中國MCU等芯片公司可以抓住許多機會。但是營銷和銷售成本以及建立行業聲譽需要時間。「我們預計他們的大部分機會短期內將來自中國市場或鄰近的亞太地區。」Eric Bauereis說。（記者 陳炳欣）
有觀點認為，這將是繼ETC之後，芯片在汽車領域的又一風口。同時，對於國內積體電路企業來說，這也是一個進入車規市場的難得機會。
EDR新市場數十億規模待撬動
EDR由一個或多個車載電子模塊構成，具有監測、採集並記錄碰撞事件發生前、發生時和發生後車輛和乘員保護系統的數據功能。換句話說，EDR就是汽車行業中的「黑匣子」，其記錄的資訊可以重現事故過程，用於汽車事故的分析。
對此，有行業專家介紹，EDR主要是針對車輛發生突發劇烈運動時的場景，採集記錄行車運行數據。在汽車正常平穩行駛時，EDR默認處於休眠模式；當突發車輛事故時，EDR會被喚醒，並開始記錄車輛的運行數據。這次國家之所以出臺標準強制安裝EDR，一方面是為了方便事故分析；另一方面，隨著近年來新能源等智能汽車得到大力發展，相比傳統燃油車，其複雜的電控系統、自動駕駛技術，有可能產生一系列有別於傳統車輛的系統故障、駕駛員誤操作、網路資訊安全等安全隱患，EDR系統的數據記錄還原功能就顯得尤為重要，對於未來智能駕駛將提供法律層面的底層保障。
其實，目前除中國以外有不少國家也將乘用車配備EDR寫入了法案或行業標準。美國早在2014年就明確了所有新車都需強制配備EDR，韓國自2015年12月起強制安裝EDR，歐洲要求於2022年3月起對新車強制安裝，並計畫於2024年對存量車進行配備。
而在這樣的背景下，一個巨大的產品技術升級的市場機會也有望隨之產生。此前，EDR系統主要是安裝在高端車型或者智能化水準較高的車型之中。根據高工產業研究的數據，2020年新車中搭載EDR設備的新車僅135.71萬輛，市場滲透率7.12%。方正證券研報表明， 2022年預計中國乘用車銷量將達2300萬輛，按照增量EDR設備為80%左右測算，明年中國的EDR增量市場將達到55億~74億元，同時後續存量乘用車配備EDR的潛在市場也非常可觀。
ETC之後芯片業的又一風口
面對如此巨大的EDR增量和存量市場，有觀點認為這將是繼ETC之後，芯片行業的又一風口。「從內部電路結構來看，EDR的核心器件主要包括了車規級MCU、存儲器、CAN收發器、安全算法組件等相關芯片產品。其中，傳感器負責數據採集，主控芯片將採集的狀態資訊解析壓縮後寫入存儲單元中，再通過汽車CAN數據總線接收和發送實時數據。」國民技術市場總監程維告訴記者。
與車載視訊記錄儀相比，EDR的整體結構更小，設備穩定性和數據可靠性要求也更高。這對相關芯片產品來說將是一次技術升級。具體來看，傳感器模塊主要用於檢測車輛碰撞的閾值。當碰撞觸發閾值時，CAN通信模塊開始接收目標數據，採集數據主要包括車輛速度、駕駛員安全帶狀態、轉向信號開關狀態、制動踏板位置等，相應產品涉及MEMS傳感器，但對於採集數據的種類、及時性、穩定性都有更高的要求。
主控芯片負責相關數據處理，主要為車規級MCU。主控芯片負責將傳感器採集的車輛速度、駕駛員安全帶狀態、轉向信號開關狀態、制動踏板位置等車輛資訊進行解析和壓縮後寫入存儲器芯片，通過汽車CAN數據總線接收和發送實時數據。這對主控MCU的高速處理能力提出更高要求，同時還應集成資訊安全組件，用於數據的加解密。
數據存儲模塊主要採用閃存進行數據存儲，內建擦除與寫入算法，為防止意外擦除或寫入操作，還應建立保護機制，數據一經寫入即被鎖死，不可輕易擦除和更改。未來，其存儲容量及安全穩定性都有更高要求。
「對於EDR應用來說，對MCU芯片的高速運算處理能力、大容量eFlash存儲、內嵌密碼硬體加速、高速ADC采樣，以及CAN接口支持等技術方面都有剛性需求。因此，高集成、高性能、高可靠、高安全、豐富接口（特別是對CAN接口的支持）等，是用於EDR芯片的主要發展趨勢。」程維強調指出。
而作為未來新車標配，EDR將會帶動MCU、存儲、傳感器等芯片需求的提昇。在國家政策推動下，對產品整體的安全性、穩定性都提出了更高要求。能夠提供安全可靠的產品、具有穩健的供應鏈來支撐合作夥伴進行產品應用創新的芯片企業，將擁有更多的機會。
車規市場存在壁壘卻非無法逾越
隨著我國汽車產業的快速發展，尤其是新能源汽車比例的大幅提高，不僅僅是EDR市場，汽車發動機控制、智能座艙、車胎監測、安全氣囊和傳輸管理系統等諸多領域都對芯片產生更多、更高需求，汽車芯片正在醞釀越來越大的增長潛力。ICV Tank統計數據顯示，2020年全球汽車芯片市場規模已達460億美元，預計2022年將超635億美元。未來一輛汽車上的半導體產品將達到6000~1萬個。儘管國際企業在這個市場占據主導地位，但是隨著整個市場空間的打開，也將為中國企業創造更多機會。
復旦微高級工程師、電力電子事業部總經理助理翟金剛指出，目前車規芯片呈現高可靠性、低功耗、具備安全特性和個性化的電路設計等發展趨勢。由於汽車作為高速交通工具須保障對用戶生命安全，同時經常工作在十分惡劣的環境中，其對內部電子設備的可靠性要求要遠高於一般性電子產品。
因此，車規芯片是一個市場壁壘較高的賽道。其高壁壘不僅體現在市場上，也體現在產品定義、產品設計以及技術門檻上。在穩定性、安全性、可靠性、長壽命等方面，汽車行業的技術指標要求都更高，對國內芯片企業來說也提出了更大挑戰。當前市場上出現對車用芯片各種需求，既是機遇也是挑戰，如何能在這樣一個有限的時間窗口內，把產品做出來，並且順利上車，通過用戶企業的驗證測試，以及未來用什麼樣的產品繼續升級，都是需要慎重思考的。
不過，翟金剛強調，市場在變，雖然存在壁壘，但並非無法逾越。近年來，汽車行業的發展變化非常快。今年電動車的銷量就遠遠超出人們的預期。傳統燃油車的很多技術指標、技術路徑，甚至是傳統的體繫結構都是不能生搬硬套的。人們經常會發現很多傳統燃油車的器件，並不適合直接移植到新能源汽車當中，新能源汽車也有很多新的需求在燃油車的體系裡追溯不到。對於芯片供應商來說，一方面要尊重傳統，另一方面在傳統工作的基礎上也要勇于創新，基於我們自己對行業的理解進行開發，並將產品快速推向市場。
Silicon Labs公司MCU產品經理Eric Bauereis也指出，中國MCU等芯片公司可以抓住許多機會。但是營銷和銷售成本以及建立行業聲譽需要時間。「我們預計他們的大部分機會短期內將來自中國市場或鄰近的亞太地區。」Eric Bauereis說。（記者 陳炳欣）
