各大汽车厂商安全系统 (汽车安全系统未来的发展)

汽车安全和人的生命安全息息相关,是发展智能汽车始终绕不开的一个永恒的话题。

近年来,随着汽车数量的增加以及对汽车安全的更加重视共同拉动汽车安全系统需求不断增长。据华金产业研究院统计,2020年全球汽车安全系统市场规模约为270亿美元,预计到2025年这一市场规模将增长至490亿美元。

一、主动安全系统越来越受重视,渗透率不断提高

根据事故发生前后干预的不同,汽车安全系统可以分为主动安全系统和被动安全系统两个方面。

据NHTSA统计分析,94%的交通安全事故是人为因素造成的。因此,防患于未然的主动安全技术越来越受到汽车产业链厂商的重视。其主要原理是通过在汽车上安装雷达、摄像头等传感器采集信息再通过控制器进行处理控制,在发生危险的情况下随时向驾驶员提供警示信息及自动采取措施,通过对人进行安全提醒和辅助驾驶以避免事故发生。

按照功能的作用形式不同,主动安全系统可以分为两类,一类是制动力控制类,如ABS、ASR、ACC、HDC、ESP、AEB等。以ESP为例,ESP是ABS和ASR功能的延伸,通过传感器和控制器来识别汽车实际运动状态、驾驶员意愿并进行比较判断,然后发出指令调节车轮纵向制动力大小以匹配汽车的横摆运动,进而提高汽车行驶安全性。

汽车主动安全系统主要细分领域

车辆安全系统的发展现状,汽车被动安全系统市场

资料来源:网络

另外一类是辅助提醒类,如LDW、FCW、BSD、PD、TSR、PA泊车辅助、HBA、NV等。以LDW为例,LDW通过摄像头识别车道线并且检测车辆与车道线的位置,如果未使用变道信号而越过车道线,系统会发出声音信号或者振动方向盘提醒司机。此外,在有碰撞危险的情况下,系统还会介入控制,自动转向回到原来车道位置。

车辆安全系统的发展现状,汽车被动安全系统市场

资料来源:芯八哥整理

从渗透率来看,此前盖世汽车统计了国内市场在售的7518款汽车,其中制动防抱死系统(ABS)应用最多,标配款型达6753款,渗透率接近90%。而全景摄像头、夜视系统、自适应巡航、车道偏离预警、主动刹车等系统配置率较低,渗透率均在10%以下。

车辆安全系统的发展现状,汽车被动安全系统市场

资料来源:IHS

从价格上来看,20万是主动安全系统配置的分隔点,20万以上的中高端车型大部分配置更多的主动安全系统,而20万以下的低端车型相关配置明显就少了很多。

(一)雷达、摄像头传感器厂商有望迎来较好的发展机遇

发展至今,主动安全技术一步步朝着协同化、集成化和智能化方向发展,并且从开始的偏重硬件实现,到现在的硬件软件结合,这与汽车智能网联技术路径一致。

目前,主动安全技术主要包括传感器、控制器、执行器三个模块技术。早期关键技术主要以机电一体化技术、精密传感器、快速相应的执行器为主。而现在更多的是侧重智能型传感器及传感器融合技术、集成控制算法;未来随着智能网联时代的到来,核心技术更多倚重先进通信技术(V2X)、大数据分析技术等。

1、传感器融合处理控制器加速渗透

主动安全功能需要感知汽车周围环境,因此需要实时处理传感器数据,并融合不同传感器的信号。这使得传感器融合技术不可或缺,传感器融合处理控制器(ADAS ECU)成为市场新宠。

据HIS的数据,目前只有12%的新车平台搭载传感器融合处理控制器,预计到2025年这一渗透率将提高到21%。目前已经有部分原厂比如Mobileye、NXP、TI等公司分别推出EyeO系列、BlueBo、TDAx 系列产品占据市场。

车辆安全系统的发展现状,汽车被动安全系统市场

资料来源:HIS

2、COMS图像传感器新势力不断崛起

而在COMS图像传感器方面,从2015年到2020年CMOS图像传感器(CIS)行业产生的收入翻了一番,从102亿美元增至207亿美元,复合年增长率为15.1%。截至2020年,索尼仍然是CIS最大的厂商,市场份额为39%,而三星为21%,豪威科技为12%,意法半导体为6%。这些主要厂商主要专注于移动应用为主。

在汽车市场,目前CMOS 图像传感器市场安森美位居全球第一,市占率超60%;其次为豪威科技,市占率为20%。豪威拥有稀缺性技术专利,空间域曝光技术可解决高HDR和LFM问题,具有技术竞争优势。基于豪威的原始积累与技术创新,豪威未来在车载CIS市场可与安森美平分秋色;索尼和三星更专注于手机CIS市场,但CIS技术工艺高,进入汽车市场有一定的技术优势,未来会对安森美和豪威造成威胁。

车辆安全系统的发展现状,汽车被动安全系统市场

资料来源:Yole

(二)Tier1以国际大厂为主,终端厂商有向上游延伸的趋势

Tier1方面,汽车主动安全系统主要包括辅助提醒类控制模块、制动力控制类模块、车速传感器、摄像头等厂商。其中,法雷奥、大陆等传统Tier1大厂依靠技术与资金等优势积累了众多客户,与整车厂的联系更为密切;不过随着新能源汽车市场的发展,我国华阳集团、经纬恒润等本土Tier1厂商开始崛起,而且还涌现出了东风汽车、比亚迪等终端厂商向上游拓展的情况。

车辆安全系统的发展现状,汽车被动安全系统市场

资料来源:盖世汽车;芯八哥整理

以东风汽车为例,其设立了东风汽车零部件集团有限公司和东风科技汽车制动系统公司,生产的模块产品不仅提供旗下车型自用,还向外为郑州日产、郑州宇通、中国重汽、陕西重汽、苏州金龙、中国一汽、北汽福田、一汽丰田、广汽丰田、一汽大众、吉利汽车、长安汽车、奇瑞、比亚油等整车厂提供产品和服务。

(三)汽车主机厂主要依据产品的低中高端的定位配置主动安全系统

汽车主机厂方面,一汽、长安、 吉利、广汽、上汽、奇瑞、华晨、北汽等车厂已经把ESC、LDW、并线辅助等主动安全功能成为了旗下新车型的标配。

车辆安全系统的发展现状,汽车被动安全系统市场

资料来源:芯八哥整理

此外,本田Clarity电动车(本田LaneWatch)、现代科纳电动车(Hyundai Kona)、起亚极睿(Kia Niro)电动车、特斯拉Model 3、特斯拉Model S、特斯拉Model X等中高档车型也已经将ACC、BSW、FCW/FAB、LDW、LKA等搭载在了车上。

二、被动安全系统发展较为成熟,前三厂商占据84%的市场份额

当然,如果主动安全系统失效,在车祸发生后,为避免或减轻人员在车祸中受到伤害而采取的安全系统称为被动安全系统,如安全带、安全气囊、车身的前后吸能区、车门防撞钢梁都属被动安全系统,它们都是在车祸发生后才起作用的。

根据交通事故统计数据表明,安全气囊与安全带结合使用有明显减少事故伤害的作用。从NHTSA的统计分析来看,安全气囊结合安全带使用可以有效保护驾驶员,死亡率风险可以降低为50%;如果只使用安全带,死亡率风险可减少为45%;而仅使用安全气囊,安全保护率只有13%,所以安全带+安全气囊是保护驾驶员和乘客生命安全的最有效的安全措施,目前几乎所有新车都会配置安全带和安全气囊。

各种被动安全措施的死亡降低率情况

车辆安全系统的发展现状,汽车被动安全系统市场

资料来源:NHTSA

从价值量来看,根据华经产业研究院的数据,目前安全气囊(SRS)占据了整个被动安全市场高达44%的比例,其次是安全带占了约29%的份额,二者是被动安全领域价值含量最高的两个细分领域。

车辆安全系统的发展现状,汽车被动安全系统市场

数据来源:华经产业研究院

而在价格方面,目前普通安全带单车价格约50 元/套(不含税),限力式约 60-65 元/套,预紧式约 100-110 元/套,电机式安全带约 400 元/套;安全气囊方面,目前低端车主要配置驾驶员气囊、副驾驶气囊,中端车增加了侧气囊,高端车在中端车基础上,不但增配了侧气帘、安全带气囊、后排气囊、外部气囊等,还可以根据乘员特征进行智能识别、分析,动态改变安全气囊起爆条件参数,从而达到最优保护效果。从单车价值角度,主气囊约150 元/个,侧气囊约 130-140 元/个,侧气帘约 400 元/个。值得注意的是,汽车配备的安全气囊的数量越多,单车价值量越高。

在生命安全至上的设计理念驱动下,近年来全球各国朝着更高的安全标准、更严格的法规和日益严格的评级框架发展带动了车辆被动安全单车价值的迅速提升。据奥托立夫年报数据,2021年被动安全单车价值量约 225 美元,市场规模约180 亿美元。伴随汽车产量的增加与单车价值量的提升,预计 2025 年全球被动安全系统市场规模近 290 亿美元。

全球汽车被动安全市场规模有望持续增长(单位:亿美元)

车辆安全系统的发展现状,汽车被动安全系统市场

数据来源:奥托立夫

(一)ECU和传感器主要传统Tier1厂商垄断,我国厂商开始奋力追赶

被动安全系统的关键是SRS ECU,它和普通的电脑一样,由微控制器(MCU)、存储器(ROM、RAM)、输入/输出接口(I/O)、模数转换器(A/D)以及整形、驱动等大规模集成电路组成。用一句简单的话来形容就是“ECU就是车的大脑”。

当汽车发生碰撞后,碰撞传感器将碰撞强度信号给到安全气囊控制单元(SRS ECU),如果信号值达到设定值,控制单元发送点火信号触发气体发生器点爆,安全气囊迅速充气并收紧安全带,以保护乘员安全。

汽车从发生碰撞到危险解除的时间间隔大概为100ms左右,这么短的时间要完成从传感器检测、控制器处理、气体发生器点火、气囊充放气整个过程,对系统要求非常高。因此,目前SRS ECU主要掌握在以ZF TRW、奥托立夫、电装、博世、摩比斯等为代表的跨国企业手中。我国主要有锦州锦恒、东方久乐公司参与其中并配套整车厂。

车辆安全系统的发展现状,汽车被动安全系统市场

资料来源:盖世汽车;芯八哥整理

此外,在传感器领域和SRS ECU类似,也主要被ZF TRW、奥托立夫、电装、博世、摩比斯、大陆等厂商垄断,我国方面主要以东方久乐为代表的公司开始逐渐崛起。据东方久乐介绍,目前公司已经为国内近20家主机厂的40余个车型进行产品开发与配套,填补了国内汽车电子多项核心技术的空白、打破了国外公司的技术垄断,促进了汽车电子产品在国产乘用车上的普及。

(二)奥托立夫、均胜电子和采埃孚三分天下,市场格局较为集中

Tier1方面,由于汽车被动安全行业进入门槛较高,因此份额主要集中在发达国家的个别厂商手中。

全球汽车被动系统行业市占率情况

车辆安全系统的发展现状,汽车被动安全系统市场

数据来源:华经产业研究院

根据华经产业研究院的数据,2021 年全球被动安全市场奥托立夫占据 37%的份额,收购日本高田及 KSS 的均胜电子、收购天合的采埃孚市占率分别为 27%、20%,三者合计占据84%的市场份额。此外,松原股份、锦州锦恒、十堰冠达等自主品牌被动安全厂商由于起步相对较晚,目前处于追赶状态。

车辆安全系统的发展现状,汽车被动安全系统市场

资料来源:华经产业研究院;芯八哥整理

从配套情况来看,奥托立夫是全球最大的安全气囊生产厂家,其市场份额高,品牌影响力大,被动安全技术有明显的垄断优势,中国市场渗透率较高。其主要客户比较集中,以德、日、英系车企为主,雷诺日产、丰田、大众等前五客户收入贡献比为51%。

2021 年奥托立夫客户收入占比情况

车辆安全系统的发展现状,汽车被动安全系统市场

来源:Autoliv 年报

采埃孚-天合的产品和服务全面,包含安全系统、自动驾驶以及电驱动。业务主要重心在自动驾驶和电驱动,主要客户包括上汽大众、上汽通用、长安福特、东风雪铁龙、吉利汽车、华人运通等。

国内企业均胜电子被动安全系统业务主要是收购方式展开,在收购KSS和高田后其被动安全客户以外资为主,且客户资源较为广泛,对单个客户依赖性低。主要客户包括奥迪、宝马、大众、福特、日产、路虎、阿斯顿马丁、奔驰、丰田、马自达等。

(三)外资品牌车企产品主要由国际Tier1提供,我国供应商较少参与国际市场份额竞争

业内周知,下游车企对上游原材料供应商及中游安全气囊、安全带等供应商要求较严格、准入门槛较高,只有通过下游各大国际主流车企认证的供应商才有资格为其供货。

车辆安全系统的发展现状,汽车被动安全系统市场

资料来源:头豹研究院;芯八哥整理

从目前市场的情况来看,奥迪、宝马、戴姆勒、法拉利、菲亚特、福特、通用、大众、特斯拉、保时捷、本田、现代、丰田等外资品牌车企被动安全产品主要由奥托立夫、天合、高田、KSS、大陆、博世等外资企业供应,而上汽、一汽、江淮、奇瑞、长城、吉利等中国自主品牌车企的被动安全产品供应商主要由华懋科技、锦州锦恒、东方久乐等供应商提供,较少参与国际市场份额竞争。

写在最后

在目前发展阶段,车辆安全系统正逐渐与智能化发展趋势进行紧密结合。未来,随着汽车电动化、智能化、网联化的进一步发展,将会持续驱动汽车安全系统向更安全的方向演进,这将给有一定技术储备的国内厂商带来跨越式发展的机会,届时相信会有更多的汽车安全系统产业链厂商能够在百年汽车产业变革的机遇中脱颖而出。

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