市場需求高漲車用氣體傳感器駛入快車道

張依依

越來越多的企業(yè)紛紛搶灘車用傳感器，近期，索尼宣布已正式開展車載攝像頭使用的圖像傳感器業(yè)務，而通過電波來測量車輛與障礙物 之間距離的“毫米波雷達”、使用激光的“LIDAR”等三維傳感器技術也浮出水面。

自動駕駛時代，傳感器作為核心部件被稱為“汽車之眼”，隨著多種傳感器技術的進展，電子化、自動化、聯(lián)網(wǎng)化汽車受到消費者熱捧，汽車 電子技術的研發(fā)創(chuàng)新使汽車在動力性、經(jīng)濟性、安全性及舒適性等方面取得了革命性進展。當然，舒適的駕駛環(huán)境不僅囿于車內(nèi)，大眾環(huán)保意 識也在不斷提升，而這讓整個汽車行業(yè)對車用氣體傳感器的需求水漲船高。

車用氣體傳感器作為汽車電子控制系統(tǒng)的信息源，是汽車尾氣后處理系統(tǒng)中的關鍵零部件，它直接或間接決定了汽車排放物的控制水平， 有助于汽車節(jié)能環(huán)保、降低排放污染、提高能源使用效率。隨著汽車電子化、自動化、聯(lián)網(wǎng)化迅猛發(fā)展，車用氣體傳感器正面臨飛速發(fā)展機遇期。

數(shù)量占比超50%

車用氣體傳感器發(fā)展空間大

傳感器在國民經(jīng)濟、國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略與國防崮殳中發(fā)揮著重要作用。作為傳感器的種類之一，車用傳感器在相關領域也扮演著關鍵角色，產(chǎn)業(yè)發(fā)展受到業(yè)內(nèi)廣泛關注。

進入21世紀以來，汽車電子化、自動化和聯(lián)網(wǎng)化迅猛發(fā)展，為車用傳感器的發(fā)展提供了契機。廣西玉柴機器股份有限公司電控集成首席總師安利強在接受《中國電子報》記者采訪時表示，在汽車發(fā)動機電控化之后，僅應用到發(fā)動機上的傳感器，就從當初機械發(fā)動機的2-3個逐漸增加到目前國6發(fā)動機的30余個，增長幅度達10倍以上。

車用傳感器的種類繁多，而車用氣體傳感器是其中最重要的組成部分之一。安利強介紹，在發(fā)動機聽用的傳感器中，車用氣體傳感器數(shù)量占比超過50%，大種類達到5-6個，目前僅常用的壓力類MEMS傳感器市場規(guī)模已達到700億元。

車用氣體傳感器在汽車發(fā)動機中承擔的“工作任務”不容忽視。卓品智能科技無錫有限公司總經(jīng)理李大明告訴記者，車用氣體傳感器主要應用于汽車內(nèi)燃機，負責發(fā)動機各個部分的氣體溫度、壓力、流量、組分濃度等信息的精確采集。

車用氣體傳感器在環(huán)保領域同樣大有作為，逐漸成為節(jié)能減排的重要推手。西安創(chuàng)聯(lián)電氣科技（集團）有限責任公司總經(jīng)理孫衛(wèi)龍指出，汽車尾氣中含有氧氣（O2）、氮氧化物（NOx）、顆粒物（PM）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、碳氫化合物（HC）等不同氣體，因此，針對不同氣體需要有特定的傳感器對其進行檢測，以提高汽車燃油的燃燒效率和能源轉化率，減少污染性尾氣排放。目前在汽車上使用的氣體傳感器主要有氧傳感器、氮氧化物傳感器、氨氣傳感器和顆粒物傳感器，以及針對新能源氣車的氫氣（H2）傳感器等。

我國汽車工業(yè)對于汽車節(jié)能減排的要求日趨嚴格。作為汽車節(jié)能減排的有力助推器，車用氣體傳感器的市場需求量日益增大。中國硅酸鹽學會固態(tài)離子學分會副理事長、寧波大學教授簡家文表示，截至目前，據(jù)不完全統(tǒng)計，全國有近百家大大小小的企業(yè)在車用氣體傳感器領域參與布局，產(chǎn)品技術水平飛速發(fā)展，與國外的差距不斷縮小。

創(chuàng)新研發(fā)初獲進展

技術弱項仍需攻關

車用氣體傳感器是多門學科領域的集大成者，技術含量高，研發(fā)難度大。整體而言，國外廠商幾乎壟斷了國內(nèi)車用氣體傳感器市場，我國相關產(chǎn)品仍然依賴進口。目前我國主機廠用氣體傳感器主要由大陸、博世、德爾福、森薩塔等幾家外資企業(yè)提供，在增加主機廠產(chǎn)品組裝成本的同時，也阻礙了國內(nèi)汽車電子化、智能化水平的提高，以及節(jié)能減排技術的推廣和普及。

在車用傳感器的技術研發(fā)方面，我國還存在一些弱項，部分技術與國外先進水平的差距較大。簡家文向記者表示，在車用氣體傳感器的原理和設計技術方面，國內(nèi)外的水平相當，但在制造和測試技術方面，國內(nèi)企業(yè)與國外公司水平差異較大。李大明也認為，在車用氣體傳感器，尤其是車用智能氣體傳感器領域，國外優(yōu)秀公司的技術水平處于領先地位，且在整體研發(fā)能力和經(jīng)驗積累方面優(yōu)勢明顯。

盡管國內(nèi)研發(fā)工作目前已取得一定成就，但國內(nèi)企業(yè)仍需不斷提升技術實力，尤其是要加強對核心芯片、材料、工藝等方面的技術研究。安利強告訴記者，從相關技術開發(fā)艮應用情況來看，近年來，一些普通非智能壓力、溫度和轉速類傳感器已基本實現(xiàn)了本地化生產(chǎn)，但高科技智能型復雜傳感器（如氮氧傳感器、智能高溫傳感器、智能流量傳感器）仍依賴進口。

與國外企業(yè)相比，國內(nèi)車用氣體傳感器企業(yè)在市占率、生產(chǎn)規(guī)模方面也存在不足。簡家文指出，現(xiàn)階段，國內(nèi)企業(yè)相關產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模過小?！皣鴥?nèi)生產(chǎn)規(guī)模最大的企業(yè)，車用氣體傳感器的年產(chǎn)量只有200萬只左右。相比之下，國外企業(yè)的年產(chǎn)量可達幾千萬只，國內(nèi)企業(yè)與國外企業(yè)在生產(chǎn)規(guī)模方面差距明顯?！彼f。

目前，國內(nèi)的車用氣體傳感器主要在后裝市場銷售，前裝配套較少。簡家文表示，產(chǎn)品精度、一致性和穩(wěn)定性等方面的技術差距，國內(nèi)汽車發(fā)動機及整車企業(yè)本土化驅動力的不足，是造成產(chǎn)品難以前裝配套的主要原因。 國外車用氣體傳感器企業(yè)的優(yōu)勢還體現(xiàn)在產(chǎn)品管理體系方面。李大明告訴記者，國外車用產(chǎn)品的質(zhì)量體系要求嚴格，準入門檻較高，因此國內(nèi)企業(yè)仍需加強產(chǎn)品質(zhì)量管理。

找準突破口

產(chǎn)學研亟待聯(lián)動

如何在車用氣體傳感器領域實現(xiàn)突破？業(yè)內(nèi)人士紛紛表示，原材料、技術、工藝和政策等方面均存在“突破口”。

在核心技術研發(fā)方面，國家有關部門需要對其給予更多支持。安利強談道，有關部門要科學合理地投入專業(yè)資源，并針對產(chǎn)業(yè)進行系統(tǒng)性研究和開發(fā)，深入推廣產(chǎn)學研模式。

在生產(chǎn)工藝和智能制造方面，國內(nèi)企業(yè)仍要加大投入力度。李大明強調(diào)，只有通過立足于自主知識產(chǎn)權，對產(chǎn)業(yè)進行大規(guī)模研發(fā)投入，國內(nèi)廠商才能夠提升產(chǎn)品的品質(zhì)。此外，還要提升產(chǎn)品的精度、一致性和穩(wěn)定性?！吧a(chǎn)出的產(chǎn)品要滿足汽車級可靠性要求，保證產(chǎn)品在極端環(huán)境下也能可靠運行。”他說。

政策引導對產(chǎn)業(yè)發(fā)展至關重要。李大明表示，有關部門要對行業(yè)進行規(guī)范管理，以保障行業(yè)的有序、健康發(fā)展?！敖ㄗh針對氮氧傳感器這類對發(fā)動機排放有直接影響的傳感器產(chǎn)品，實施質(zhì)量檢測監(jiān)管，并引導企業(yè)規(guī)范化經(jīng)營，以不斷提升產(chǎn)品品質(zhì)。”李大明說。

新能源汽車是新基建的重要領域之一，在當前及未來都將得到快速發(fā)展，為車用氣體傳感器產(chǎn)業(yè)帶來了更多發(fā)展機遇。簡家文指出，新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展催生了對氣體傳感器的需求。比如，氫能源車需要使用大量氫氣傳感器，以滿足安全需求。鋰電池在使用過程中，由于溫度上升，會釋放氧化氫氣體，因此檢測氟化氫氣體，可以監(jiān)控鋰電池的安全狀況，氟化氫氣體傳感器也由此應運而生。

由新型材料制成的各種傳感器也能在新能源汽車中得到應用。中國硅酸鹽學會固態(tài)離子學分會理事長、中科院上海硅酸鹽研究所研究員溫兆銀表示：“大規(guī)模使用固態(tài)離子導電材料制成的固態(tài)電池，可以為車輛帶來蓬勃發(fā)展的動力。使用固態(tài)離子導電材料制成的各種傳感器，則可為新能源汽車的安全性、節(jié)能性，以及綠色環(huán)保提供強大的支持。”

面對產(chǎn)業(yè)發(fā)展機遇，國內(nèi)企業(yè)還應保持理性。簡家文認為，國內(nèi)企業(yè)應立足于傳統(tǒng)汽車傳感器市場，慎重判斷未來趨勢和市場容量，理性布局新能源汽車各類傳感器的開發(fā)與生產(chǎn)，以適應市場的需求。