摘要：
伴随汽车电动化、智能化、网联化等趋势的快速发展，汽车电子应用将愈加广泛。本文结合当前汽车产业的发展趋势，以动力控制系统、车身电子控制系统、车载电子信息系统及智能网联汽车关键技术等领域为研究对象，重点分析了各领域所应用到汽车电子产品有关的市场、技术等发展现状及趋势，总结了汽车电子行业当前存在的问题，并提出相关建议。
一行业发展综述（一）基本情况
汽车电子是车体电子控制系统和车载电子装置的总称，集电子技术、汽车技术、信息技术、计算机技术和网络技术于一体，包括基础技术层、电控系统层和人机环境交互层三个层面，并且经历了分立电子元器件控制、部件独立控制及智能化、网络化集成控制应用三个发展阶段。
随着电子技术和各类学科的不断发展，以及人工智能的不断产业化应用，汽车电子广泛应用于汽车各个领域。从发动机燃油电子控制、电子点火技术到高级驾驶辅助系统（ADAS），汽车电子的价值占比不断攀升，甚至可高达整车成本的48%以上，且随着汽车智能网联、电动化趋势的不断发展，汽车电子价值占比将会继续提高。
1.安全性
年12月交通运输部发布的《道路交通运输安全发展报告（）》显示，全球每年万人死于道路交通，年我国道路交通安全事故造成人死亡，死亡人数高居全球第二位，直接经济损失12.1亿元。提升汽车安全性能将是降低我国交通安全事故的主要措施之一。
表1汽车安全系统主要代表性技术
2.经济性
当前，全球气候与环境污染问题愈发严重，汽车产业节能减排压力大幅提升。日本经济贸易工业部数据显示，交通运输产业的温室气体排放占全球温室气体排放量的22%。～年，二氧化碳排放将增加1.75倍。在此情况下，各国陆续出台了禁售传统能源车时间表。
通过应用汽车电子技术，可促进汽车更加节能。比如，良好的传统汽油车热管理系统对于发动机节油和减排具有重要意义，避免发动机过热，快速暖机，降低排放，可以节油1%；水温、发动机和变速箱油温精确管理，可以节油3%～5%。
3.娱乐性
随着汽车电子技术的进步，汽车智能化程度正大幅提高。以自动驾驶为例，吸引了包括谷歌、苹果、百度等科技巨头的参与，推动了汽车电子技术的快速发展。
随着自动驾驶的不断发展，消费者对车载服务的需求将大幅增加，对于车载信息系统来说，其发展主要体现在硬件、软件和服务三个方面。
（1）硬件
车载信息系统大致可以分为三大模块：导航、影音娱乐和车联网。在现在的汽车市场上，低端车载信息系统的起价在欧元左右，高端车载信息系统为每套～欧元。
（2）软件
车载信息系统的软件越来越多，在此基础上可以实现各种新的功能，几乎和现在的手机无异。一旦自动驾驶功能完全实现，驾驶员被完全解放，车载信息系统将成为类似智能手机、智能电脑之类的智能终端。
（3）服务
除了提供必备的交通信息服务之外，还将提供即时交通、本地信息服务（包括停车、购物、住宿、餐饮等服务）、社交媒体整合、基于数据的维修保养服务、基于数据的保险服务等，而这一切主要是基于车联网。
（二）市场发展现状
随着汽车电子技术的发展，越来越多的ECU控制单元被应用到汽车中，CAN总线控制系统作为汽车网络控制平台，所有的ECU控制单元和车载电器都将逐步搭载到汽车网络控制平台上，以达到数据信息共享、实现全车智能化控制。
图1汽车电子系统在不同车型中的成本占比
汽车智能化和电动化将极大地增加汽车电子的需求，紧凑型车中电子成本占比仅为15%，而纯电动车中，汽车电子成本占比高达65%，随着新能源汽车更加智能，汽车电子成本占比仍将持续提升。我国豪华汽车销量快速增长，而汽车电子系统在中高端车型中的成本占比可达30%～40%。
我国汽车电子行业自20世纪90年代开始逐渐发展，目前已经有了一定的基础，但是由于起步较晚、基础薄弱，汽车电子行业发展相对于国外存在较大差距。外资企业牢牢占据中国汽车电子市场和技术的决定权。目前外资企业占据了附加值高、技术含量高的汽车电子中高端市场份额的70%左右，而中国本土企业数量虽然众多，但是规模化企业数量少，多集中在中低端市场，并且主要集中在后装市场。
图2全球汽车电子市场规模
图3中国汽车电子市场规模
近年来，外资零部件巨头不断加大汽车电子领域投资，该部分市场呈高速增长态势。年全球汽车电子市场规模达到亿美元，同比增长7.0%；中国汽车电子市场规模达到亿元，同比增长16.1%。
表2跨国零部件企业汽车电子方向投资、合作情况
与此同时，车联网市场从年开始正以每年20%～60%的速度增长，预计到年搭载车联网功能的车辆规模达到2亿辆，由此形成的市场规模约有亿元。车联网覆盖范围较广，主要包括四个方面的相连：车和车的相连、车和人的相连、车和路的相连及车和互联网的相连。
二动力控制系统子行业发展（一）动力控制系统概况
当前，汽车电子技术进入了优化人、汽车、环境的整体关系阶段，向着智能化、网联化以及安全化方向发展，并为汽车上的集中控制提供了基础。动力控制系统指基于汽车发动机、变速箱等动力系统的传感器、控制系统等，主要由传感器、控制器、执行器三大部分组成，其中传感器是感知信息的部件，可向控制器提供汽车运行状况和发动机工况等相关信息。发动机控制器可以接收来自传感器的信息并存储相关信息，经计算和分析处理后发出相应的控制指令给执行器。执行器即执行元件，其作用是执行控制器的指令，从而达到控制目标。
（二）动力控制系统技术发展路线
汽车动力控制技术路线重点在于采用高效燃烧、降摩擦、先进控制等技术提高发动机热效率，以多挡化和高效化提高传动效率，采用混合动力技术进一步降低整车油耗。
表3我国年、年和年技术路线
（三）关键产品技术发展现状及趋势
1.传感器技术
汽车传感器作为汽车电子控制系统的信息源，是汽车电子控制系统的关键部件，也是汽车电子技术领域研究的核心内容之一，世界各国对车用传感器的研究开发、提高性价比都非常重视。汽车传感器对温度、压力、位置、转速、加速度和振动等各种信息进行实时、准确的测量和控制。衡量现代高级轿车控制系统水平的关键在于其传感器的数量和水平。汽车电子化越发达，自动化程度越高，对传感器依赖性就越大。汽车电子控制系统的多样化，使其所需要的传感器种类和数量不断增加。
（1）技术现状
我国汽车传感器整体技术水平较低，普遍存在准确度低、分解能力差、信号精度不高、抗干扰性弱等问题。近年来，一些传统*工传感器厂商开始进入民用市场，纳雷科技、厦门意行、沈阳承泰、行易道等企业的毫米波雷达技术逐渐成熟，北科天绘、中海达、巨星科技、大族激光正逐步进入激光雷达行业。
目前全球汽车传感器90%的市场份额被大陆、博世、德尔福、电装等厂商垄断，Velodyne、Quanergy和Ibeo在激光雷达技术上优势显著。
（2）发展方向
①新型传感器材料
传感器作为汽车电子最重要的基础，其发展趋势之一就是用复杂的材料制造良好性能的传感器。
表4新型传感器材料优势及用途
②智能化传感器
传感器的智能化一般情况下是将信号的驱动回路、处理、检测等一系列的外围电路在一块基片上进行集成，使传感器能够有自适应、自诊断、逻辑判断、数据处理等一些新的功能。
③多功能化、集成化传感器
借助半导体的组装技术、精密加工、光刻技术、扩散技术、蒸镀技术等，在一块芯片上对转换元件、信息处理、电源电路元件、敏感元件等进行集成。
④微型化
微型化传感器的特点就是便于集成、价格便宜、体积小，所以能够很大程度上将测试的精度提高。
⑤新工艺
新工艺又称微机械加工技术，是离子束、电子束、分子束、激光束和化学刻蚀等用于微电子加工的技术，目前已越来越多地用于传感器领域。
2.汽车电子控制器技术
汽车电子控制器的作用是接收来自传感器的信息，进行处理，输出相应的控制指令给到执行器执行，控制器的反应速度、判断准确性至关重要。随着计算机技术和控制理论的不断发展，控制器的功能范围不断扩大。汽车电子控制单元作为汽车电子控制系统的核心部分，是嵌入式系统装置，一般包括硬件和软件两部分。一般汽车电子控制器硬件结构主要包括微处理器（MCU）、存储器、输入＆输出接口（A/D、D/A转换器）单元。
图4汽车电子控制器
伴随技术快速进步，ECU肩负起了越来越多的重担。例如可变气门正时技术就需要额外添加凸轮轴的位置传感器，并需要ECU做出精密的运算，对凸轮轴的相位进行转换来控制其相位、气门升程。
从现在车型配套比较来看，级别不同，ECU配备数量也不同。一般来讲，级别越大，ECU配备个数就越多。A/B平均配备15个ECU，C/D级平均配备22个左右，E级以上配40个以上ECU。
表5ECU车型配套
根据统计分析，目前乘用车的汽车电子控制单元（ECU）数量为25～个。
图5汽车电子控制单元
（1）汽车电子控制器分类
汽车电子控制系统大体可分为四个部分：发动机电子控制系统、底盘综合控制系统、车身电子安全系统、信息通信系统。其中发动机控制器包括电控点火装置（ESA）、电控汽油喷射（EFI）、废气再循环控制（EGR）及怠速控制（ISC）等。
（2）市场发展现状
作为全球最大的汽车市场，我国汽车电子控制器市场近几年增长迅速，截至年行业市场规模已经超过亿元，预计到年市场规模有望超过万亿元。
图6汽车电子控制器市场规模
国内汽车电子控制器行业起步较晚，正处于成长阶段，行业集中度较低。国内汽车电子控制器行业制造商主要分布在珠三角、长三角等地区，其中珠三角为汽车电子控制器行业最重要的生产、出口区域，占比约有50%。
表6国内汽车电子控制器行业制造商
电子控制器企业
配套车企
上海天合
上汽大众、上汽通用、一汽大众、长安
苏州万都
北京现代
武汉元丰
东风、江淮、川汽、江汽
亚太机电
东风小康
比亚迪
比亚迪
泛华航空仪表电器厂
江铃、昌河、一汽红塔、北汽福田、哈飞
（3）技术发展现状
①汽车电子控制器硬件的核心在于微处理器
微处理器包括MCU、MPU、DSP和逻辑IC等。其中市场知名的微处理器厂家主要有恩智浦、TI、英飞凌、瑞萨、ADI等公司，电子控制单元（ECU）领先企业是跨国汽车电子零部件巨头，如博世、电装、大陆公司等。
图7汽车微处理器产业链
汽车微处理器经常要进行大量的I/O操作，要实现高精度和实时控制，能够同时进行多种独立的控制操作。为此，微处理器必须具有高速计算、高速实时输入和输出、高速A/D和D/A转换、多中断响应等持续性。因此汽车微处理器一直在根据汽车的要求不断更新换代，以发动机管理控制单元用微处理器（MCU）为例说明，从欧3到欧6，随着汽车油耗要求的不断提高，为达到要求，微处理器也从早期的16位CPU到32位CPU，处理速度（MIPS指标）不断加快，所用的存储器容量也不断提高。汽车自动驾驶的发展使得汽车微处理器处理的数据量呈几何级增长，需要汽车微处理器有高性能计算能力，特别是汽车识别行人物体的计算机视觉和深度学习功能要求芯片具有强大的实时计算处理能力。
图8MCU需求演化
伴随汽车智能化的快速发展，预计汽车的微处理器市场广阔。根据IHS公司预测，年全球汽车微处理器市场可达到14亿美元以上的规模。
图9汽车微处理器市场规模预测
②汽车电子控制另一个核心是软件算法
随着汽车智能化水平的不断提高，软件系统越来越复杂，整个汽车软件代码行数在0万以上，软件价值占比不断上升，开发成本占汽车电子系统总成本的一半以上，重要性凸显。
汽车软件系统包括系统软件和应用软件两大部分。系统软件包括操作系统和一系列实用程序，一般由处理器芯片厂家提供。应用软件包括数据采集与过程监控模块、数据处理模块、控制算法模块、执行机构控制模块、故障自诊断模块。
由于汽车结构的复杂，各个系统相互耦合，一般来说，系统层的控制采取智能控制、模糊控制算法，执行层的控制采取建立精准数学模型、精确控制的算法。
（4）技术发展方向
汽车MCU市场目前主要为欧美日厂商垄断，前五家供应商瑞萨、恩智浦、德州仪器、意法半导体、英飞凌市场占比达到85%。
智能汽车多样化应用需求推动控制芯片（MCU）的数据宽度、计算能力、接口能力、安全性能不断提升。
在数据宽度方面，随着工艺技术的进步和汽车电子功能的扩展，32位MCU被大量应用于动力传动、车身控制等领域，约占60%的市场份额。
在计算能力方面，MCU近十年计算性能提升20倍。
在接口能力方面，汽车电子新的功能应用如启停、燃油直喷等，要求MCU有更多接口支持不同通信方式如以太网、CAN等。
在安全性能方面，MCU通常采用硬件安全模块不断提升汽车安全性。
①集成一体化
随着汽车电子控制系统增加，汽车ECU的配备空间越来越紧张，为了减轻车体重量，通过减少线束等措施将ECU配备在发动机室内或内置于变速箱等电装产品中实现一体化的案例增多。由于马达的控制电路等已经非常小，还出现了将控制电路内置于马达以进一步减小尺寸的做法。
②各ECU之间数据共享
自动变速箱、ABS系统、车载娱乐影音系统、四轮驱动扭矩分配系统、主动悬挂系统、安全气囊+安全带系统等均配有自身传感器和处理器，进行单独运算。
但自动变速箱与发动机需要紧密配合，多种状态下，二者是需要共享数据的，最优办法就是变速箱与发动机ECU共享数据，这就催生了ECU之间的信息网络系统——CAN数据总线。同样的CAN数据总线也在底盘电子设备上采用，例如四驱扭矩分配系统和ABS共享了底盘的诸多传感器参数。
③汽车电子架构发展趋势
目前所有领先车企和零部件企业都在开发线控技术产品。TRW公司（已被ZF兼并）开发的线控系统使得燃油经济性提高5%，德尔福、博世、法雷奥也纷纷开发了线控技术产品。
汽车电子控制系统越来越复杂，系统存在较大的故障潜在隐患。未来基于高性能总线技术的分布式计算架构将改善此情形。
④半导体工业的驱动
ITRS发布全球集成电路发展路线图，未来集成电路将沿着“延续摩尔定律”、“超越摩尔定律”和“超越CMOS”方向发展。“延续摩尔定律”通过不断缩小尺寸升级产品，如SoC；“超越摩尔定律”通过系统级封装等实现功能的集成。
3.汽车电子芯片技术
在过去的几十年中，汽车电子技术的进步（主要是微处理芯片）一直推动着整个汽车产业（以内燃机为动力）的发展。在未来以电为动力、以人工智能技术大幅改进汽车主动安全能力的时代，对汽车芯片数量与处理能力的需求将进一步提升。
（1）市场现状
Gartner数据显示，年汽车芯片全球产业规模达到亿美元，占全球芯片产业的9.5%，汽车电子是半导体芯片市场成长最快的应用领域。汽车芯片产业发展态势相对平稳，一方面由于汽车日益增加的智能化、网联化功能，平均每辆汽车的芯片成本达到美元；另一方面是汽车芯片产品研发设计与量产供货周期较长，汽车产业对芯片需求相比其他产业较为稳定。
目前芯片大约占新能源汽车制造成本的10%，在未来随着智能汽车的发展，车联网、自动驾驶、新能源技术融合的综合系统，将集环境感知、智能决策、控制执行等功能于一体，集中运用了传感、通信、导航、处理、控制以及新能源等技术。多功能的实现需要借助多种类多数量的芯片，预计年每辆车将使用0颗芯片，因此汽车芯片也是汽车产业转型升级的关键。
图10年中国集成电路市场应用结构及增长
当前我国在集成电路领域各个环节情况如下。
IC设计：大陆地区在这个领域主要有紫光集团、华为海思、中兴微电、汇顶科技、国科微、士兰微、上海贝岭和中电华大等企业。年的调研数据显示，我国大陆地区IC设计业规模仅次于美国和中国台湾地区。
封装测试：这个领域大陆地区主要的企业有太极实业、华天科技、通富微电、晶方科技、苏州固得。在封装领域，我国企业技术水平与世界一流水平已经不存在代差，体量已经进入世界前三位。
晶圆制造：集成电路的三大环节，大陆地区在制造方面能力最弱。在晶圆制造方面，大陆地区有中芯国际、华虹半导体、福建晋华和晶合科技等潜力股。
纵观整个半导体产业链，还有一个领域不得不重视，那就是半导体设备，晶圆制造产业落后和设备落后有很大的关系。
（2）技术发展现状及趋势
芯片相关产业链长，且需要各领域协同。简单的区分就涉及软件、计算机、新材料，制造装备、精密加工，化工原料等不同行业。虽然我国在全产业链上都有所布局，但国际顶尖企业较少。
年初，科技部认定的家独角兽清单可以看出硬件层面的创新企业屈指可数，芯片企业只有比特大陆和寒武纪两个代表。
目前拥有汽车芯片设计能力的公司都是一些行业巨头，如英特尔、高通、英伟达等。而有能力同时设计和制造处理器芯片的大厂只有英特尔和三星。
图11世界半导体产业并购规模及增长情况
同时，国际巨头兼并重组正在加速，汽车芯片产业集中度进一步提高。汽车芯片厂商通过并购形成规模效应降低运营成本（如微芯收购Atmel改变MCU市场竞争格局），迅速获取技术和产品实现互补（如恩智浦并购飞思卡尔增强处理和控制芯片技术能力）。
表7国内半导体行业收购事件
单位：美元
序号
收购方
被收购方
业务（被收购方）
交易额
1
威胜集团
中慧微
IC设计
万
2
紫光集团
西安紫光国芯
存储芯片
万
3
紫光集团
矽品苏州
封测代工
1.55亿
4
长城电脑
天津飞腾
IC设计
未透露
5
华芯投资
Xcerra
光通信芯片
5.8亿
6
万盛股份
硅谷数模
面部识别技术
5.67亿
7
北方华创
AkrionSystemsLCC
精密清洗技术
1万
8
江波龙
Lexar
视频和音频处理
未透露
9
华胜天成
泰凌微
IC设计
2.81亿
10
贝岭
锐能微
IC设计
未透露
11
雅克科技
科美特
电子特种气体
2亿
12
雅克科技
先科
新材料
1.73亿
表8国外半导体行业收购事件
单位：美元
序号
收购方
被收购方
业务（被收购方）
交易额
1
博通
Cosemi
探测器芯片业务
未透露
2
安靠（AMKR）
NANUIM
半导体封装解决方案
未透露
3
联发科
络达
射频与IC设计
5.75亿
4
IDT
GigPeak
光通信芯片
2.5亿
5
苹果
realface
面部识别技术
万
6
Tazmo
Facility
印刷基板
万
7
ADI
Linear
高性能线性集成电路
未透露
8
村田
ArcticSand
功率半导体
6万
9
AMS
PrincetonOptronics
垂直腔面发射激光器
未透露
10
TDK
ICsense
ASIC芯片设计
未透露
11
Maxlinear
Exar
IC设计
6.6亿
12
ADI
OneTreeMicrodevices
电缆接入结局方案
未透露
13
AMD
Nitero
IC设计
未透露
14
村田
ID-Solutions
RFID解决方案
万
15
苹果
SensoMotoric
眼动追踪技术以及VR眼镜
未透露
16
Littelfuse
U.S.Sensor
温度传感器制造
未透露
17
XMOS
SetemTechnologies
语音技术
未透露
18
台湾环宇
D-tech
元器件制造
万
19
XPPower
Comdel
射频电源
万
20
Dialog
Silego
CMIC设计
2.76亿
21
联想
富士通
信息通信技术
2.69亿
22
苹果
Vrvana
虚拟现实
万
23
苹果
量宏科技
传感器
未透露
24
Siemens
Solido
传感器
未透露
25
Siemens
Tassinternational
自动驾驶解决方案
未透露
26
Synopsys
科胜讯系统公司
通信电子
3亿
三车身电子控制系统子行业发展（一）车身电子控制系统发展现状
1.行业概况
车身控制系统是用来实现对车身用电器的人性化、舒适性及部分安全性控制的系统，涉及车辆防盗、安全气囊控制系统、室内灯、电动车窗、玻璃除霜、刮水、中控锁、遥控RKE、转向灯、前后组合灯、前后雾灯、喇叭、天窗、座椅、后视镜等的控制。
2.传统技术现状
（1）安全气囊系统
国外汽车工业起步较早，技术相对成熟。20世纪90年代末，美国、欧洲、日本发布标准，规定上市车辆必须配备安全气囊。现今，较大的安全气囊供应商主要是德国的奥托立夫公司、美国的德尔福公司、丰田Toyoda等，所有高端品牌汽车安全气囊的供应几乎被它们垄断。
中国对安全气囊的研究起步较晚，真正取得成果的时期是在“九五”至“十五”期间国家将安全气囊列为汽车零配件重大发展项目，年10月中国发布的《关于正面碰撞乘员保护的设计规则》，对推动中国汽车安全气囊产业的快速发展起到了积极的作用。
中国汽车零部件企业在近几年通过引进美国公司的安全气囊生产技术，不断填补行业空白。我国的安全气囊生产厂家以中外合资企业为主，国产自主品牌的安全气囊生产厂家发展势头迅猛。尽管中国安全气囊的研究与发展已初具规模，但是在智能安全气囊的开发和新技术的应用方面还未有突破。目前，东方久乐已掌握汽车安全气囊电子控制单元、气体发生器和系统匹配三大核心技术。
（2）电动车窗系统
汽车对车窗的舒适性和便捷性要求不断提升，电动车窗已经成为汽车的通用配置。年丰田因电动车窗问题在全球范围内召回万辆汽车，足以体现电动车窗对汽车安全的重要性。
从安全性角度出发，市面较多轿车产品都装配有防夹功能的电动车窗。一些国家和地区已经制定了相应的法律法规，对车窗防夹系统的性能要求做出了明确规定，电动防夹车窗已成为强制性的汽车标准配置。随着世界范围内对汽车安全要求的不断加严，我国颁布的新版《机动车运行安全技术》（GB-）规定，自年1月1日以后汽车电动车窗、天窗都必须带防夹功能。
随着汽车技术的进一步发展，基于CAN和LIN总线技术的车窗防夹技术越来越多地引起汽车制造商的
