智能座舱空间建设,半导体市场增量在哪?

2023-12-25 15:46:04 来源:半导体器件应用网 作者:厉丹 点击:14522

前言

时代发展日新月异,智能汽车正成为继个人计算机、智能手机之后的新一代智能终端。作为除家和工作之外的“第三空间”,智能座舱近年来的“人机交互”概念已经深刻地烙印在智能汽车的必备应用当中,也在智能汽车整体架构当中占据重要位置。换句话说,要想抢占智能汽车的市场份额,就必须打造优异且极具竞争性的智能座舱。但要实现真正的智能座舱是不容易的,因为它是一个系统的、多面的综合应用。其中所涉及的半导体器件就已经涵盖了多类芯片、传感器等,这些器件几乎直接决定智能座舱的整体性能。

智能座舱与智能汽车发展“水涨船高”

智能座舱是指智能汽车搭载先进的软硬件系统,具备人机交互、网联服务、场景拓展的人-机-环融合能力,可以为驾乘人员提供安全、智能、高效、愉悦等综合体验的移动空间。目前,智能座舱作为智能汽车的核心要素,已在其中得到普遍应用,深受消费者的青睐与关注。

智能汽车的快速发展离不开国家政策和产业链主体的积极参与。近年来,聚焦在智能感知交互、OTA、信息安全及基础设施标准体系等方向,国家政府就相继制定了多项相关政策,为智能汽车市场和产业结构的可持续发展营造良好环境。众多整车制造、科技公司、信息通信企业和新型供应商等都在加大智能座舱的研发投入与商业应用,技术快速迭代、新技术新应用层出不穷。

悉数岁月,自2015年进入智能化时代,智能座舱技术的发展已将近8个年头。伴随智能汽车的迭代发展,智能座舱市场空间逐渐扩大。根据伟世通公布的数据,2022年全球智能座舱市场大约为539亿美元,预计2025年达到708亿美元,复合增长率达到10.4%。ICVTank的数据显示,我国2022年智能座舱市场规模约为739亿元,2025年预计整体市场规模突破1000亿元,达到1030亿元,5年复合增长率预计达到12.7%,高于全球的复合增速。

智能座舱空间建设,半导体市场增量在哪?

值得关注的是,当前中国和全球的新车渗透率分别为66%和55%,均超过市场份额的半数。未来三年,中国智能汽车的智能座舱渗透率和渗透速度都将领先全球,是不可多得的市场赛道。

相比传统座舱,智能座舱技术更强调内容和服务,这极为依赖“平台+生态”的构建。未来的座舱将不再是孤立的出行载具空间,而是连接万物的智能移动空间。在形成千亿级甚至万亿级市场的同时,智能座舱还能有效促进各领域相关技术研发进步,并直接带动消费电子、汽车电子、芯片产业、生态服务等大量相关产业发展。

智能座舱的空间建设也并非只是单纯地提升智能汽车使用的个人体验。作为“第三空间”和人车交互的主要界面,智能座舱是连接人、车、环境的关键节点。同时从更纵深的意义建设来看,伴随人机交互、网联服务、场景拓展的深化,智能网联汽车还将通过智能座舱全面融入智慧交通和智慧城市生态。

关键半导体器件在智能座舱的应用拓展

要想实现全面的智慧交通和智慧城市,以智能座舱的空间建设作为重要抓手,那么芯片、OS、全场景协同以及生态发展对于打造智慧出行新体验就显得至关重要。

当前传统内饰、车机与人机交互已经难以支撑智能座舱新产品的开发。智能座舱产业链更加聚焦于智能座舱“人机交互”和提升消费者用车体验等车内技术功能,且较少触及安全等外部法律约束条件。

不言而喻,半导体器件是影响智能座舱系统整体性能的重要基础。智能座舱产业链上游厂商所研发生产的智能座舱芯片、功率器件、传感器、显示面板等硬件必备器件的功能与性能直接导向智能座舱的技术发展趋势。

智能座舱空间建设,半导体市场增量在哪?

图:智能座舱产业链划分

电子电气架构、芯片算力、通信能力等关键配置对于智能座舱具有重要的基础性支撑作用。

利用新一代信息技术实现更智能的人车交互,从而打造一个更加个性化的私人空间是智能座舱最核心的价值。这就意味着车辆对联网功能、车载娱乐功能、联网内容及服务、OTA迭代以及核心SoC的算力需求等都提出了更高的要求。

从产品的角度看,智能汽车上的产品比以往车型产品更为复杂。在过去,汽车的内饰功能相对较为简单,然而现在智能座舱需要进行系统、光机电、软件整合,难度也比以往大幅提高。

在此趋势下,半导体器件的性能在系统方案上的应用拓展显得尤为关键。作为传感和光源技术的佼佼者,艾迈斯欧司朗就基于智能座舱所需的光学、传感和可视化技术,不仅可以提供驾驶舱内环境光、雨量传感器等传统、成熟车载应用,也助推多种新兴应用在汽车中的普及,比如自带驱动的智能内饰氛围灯、支持开源OSP总线的LED驱动、提升用户交互体验的抬头显示、驾驶员监控DMS及手势识别等。

智能座舱的功能优化一般则是在汽车全生命周期通过OTA软件升级来进行和维护。因此,无论是对传感器还是照明器件来讲,都需要在产品定义之初就去考虑后期应用扩展的可能性。据了解,艾迈斯欧司朗创新的光源和传感器产品已经可以最大程度支持系统功能灵活扩展升级的需求。

以产品广度和深度匹配技术及功能需求

从技术层面来看,智能座舱技术短期内实现的难度小,且用户感知度高。对比自动驾驶技术,智能座舱技术更易在推动智能网联汽车市场化发展方面形成突破。

这主要也是由于智能座舱技术领域和产业生态覆盖范围广、延展性强,很多领域的技术应用能快速迁移到智能座舱,如各类消费电子平台、可穿戴设备、生命体征检测等。

通常来说,智能座舱技术通过感知驾乘者的身体姿态、生理状态、行为习惯等信息,与车辆其他系统进行数据交互和协同控制,以实现个性化、舒适性、安全性和便捷性的驾乘体验和提供智能化的座舱环境。这一环境的构建,通常也会以座椅调节、座椅加热、座椅通风、按摩功能、智能调节、智能识别、人机交互等技术和功能来实现。

智能座舱技术包括人机交互、网联服务、场景拓展三个维度。其中一芯多屏、多模交互、数据安全和功能安全等要求显得愈发重要。艾迈斯欧司朗大中华区汽车新业务拓展及汽车应用总监白燕恭认为,目前业内亟待突破的一大挑战是对于功能安全的定义界定

智能座舱空间建设,半导体市场增量在哪?

图:智能座舱技术分阶段发展蓝图

相对而言,智能座舱是一个比较新的概念,其所应用的功能也是比较新的技术。这就要求OEM和一级供应商在产品定义设计过程中,定义及划分功能安全的范围。目前每家OEM厂商对于智能座舱特征的功能安全定义都不太一致,因此对于相关芯片的安全性需求可能比较模糊。

我们知道,车规级芯片的安全和质量等级会更高,比如温度范围,功能自检及报警等,但部分智能座舱产品(例如OLED屏幕)目前还没有达到车规级的标准,所以这一部分的通用规范还需要车厂共同进行制定。

白燕恭表示:“站在芯片制造商的角度,我们要尽可能地覆盖更多的需求。无论是车规级还是工业级的产品,都要有足够的产品广度和深度去匹配,才能满足所有客户的要求。

另外了解到,全球车用半导体领导厂商英飞凌也在传感器、微控制器、功率半导体、特定应用的高性能存储器、人机交互界面 (HMI) 以及安全解决方案等产品上已在进一步推动电动汽车高功率应用的使用,以更好地满足当前的功能安全和信息安全等要求,打造性能更出色、效率更高的解决方案

打造优质智能座舱空间,关注智能表面实现

目前,智能座舱的主流方案主要包括功能性方案和注重体验感的方案两个方面。背光车载显示屏、HUD车载抬头显示、HOD离手检测、OMS和DMS乘客及驾驶员监测等功能性方案不仅可以帮助驾驶员更快速、便捷、清晰地获得车辆信息,还能够提醒驾驶员的状态,做到及时提醒,预警危险情况的发生。此外,车内环境光(例如RGBi氛围灯)等为驾乘人员带来个性化、舒适性的方案,则以此来提升驾乘人员乘车的体验。

在日益激烈的环境下,通常智能座舱技术系统的性价比越高就代表系统容量越高,而相应的出现误解或者误差的概率也就越小,准确性越高,同时相关方案在应用层面也更加强调更易于集成,灵活扩展的能力。

多屏联动、应用多元化及信息安全等可能是车主对于智能汽车操作感知最为核心的三个要素。这也成为初创企业在研发过程中对产品的主要标准。同时,初创企业需以车主体验和偏好更高的要求,在基础OS上提供灵活的定制开发。

智能座舱技术是最容易被用户理解、感知和接受的汽车智能化领域,正成为消费者购车的关键要素。随着消费者对智能座舱关注的提升,智能座舱技术受到汽车制造商的高度重视。

打造安全、智能、高效和愉悦的智能座舱空间,是智能汽车主机制造商抢占市场空间、实现差异化竞争以及探索新商业模式的核心策略之一。

值得关注的是,随着汽车架构从分布式趋向集中式、中央式,对功能的要求也要在局部有更多的集中。在这种情势下,智能表面拥有巨大的市场潜力。

智能座舱空间建设,半导体市场增量在哪?

OSIRE® E3731i应用图片,图源艾迈斯欧司朗

简而言之,智能表面用隐藏式的电子按键替代机械式按键,顺应了汽车简洁化设计和轻量化的趋势;相较于传统汽车内饰,具有低成本、功能自定义、OTA升级等优势。通过集成照明、传感等部件,智能表面可以实现动态显示、触控及压力操作、亮度调节等多种人机交互功能,可为驾乘者提供更具吸引力的智能化感知体验。

然而,实现智能表面的应用并不容易,其需要在有限的空间内集成所有相关功能,并实现低延时的即时控制,这对于厂商来说极具挑战。据了解,艾迈斯欧司朗正在用先进的光源和传感科技助力智能表面实现。目前还尚未实现量产,相信很快就能面市。

随着汽车智能化程度越来越高,智能座舱空间建设将释放出巨大的创新机会。在通往汽车成为“第三空间”的路上,相信也会出现更多的非功能领域的产品,蕴含着巨大的市场机会。

结语

在未来智能汽车为主导的市场竞争中,智能座舱的发展将直接影响汽车产品力竞争态势,甚至进一步影响全球汽车产业的市场格局。不可否认,智能座舱在智能汽车上的应用和发展趋势是不可逆的,也是当前智能汽车终端市场的重要竞争赛道。半导体器件在智能座舱产业链中的创新和发展不仅基础,而且非常重要。智能、舒适和高效的智能座舱空间建设怎么也离不开半导体器件从中的搭建和支撑。把握智能座舱的技术发展趋势和消费者的核心需求,增强加深创新产品的研发实力,或许还是智能座舱产业链厂商提升市场竞争力的重要方向标。

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