中国政府将在2019年强制要求整车执行胎压监测系统TPMS安装规定,中国作为全球最大的汽车生产国和消费国,对TPMS传感器需求量巨大。随着合微、宁波琻捷等国产TPMS传感器芯片的量产,以往由只有NXP、英飞凌能提供可量产的TPMS芯片的垄断情况被打破。但是如何提高技术成熟度、品牌认知度,并在市场中争得一席之地?国内芯片厂商依旧任重而道远。
中国强制标准出台,TPMS市场潜力巨大
据统计,国内外高速公路所发生交通事故的70%-80%是由爆胎引起,TPMS已被业界公认是预防爆胎的有效技术。TPMS与ABS、EBD、EPS等汽车安全系统产品对比,具有“事前主动性”,随着近年来业界对于汽车主被动安全的重视,成为了继ABS、安全气囊之后的第三大安全系统。
不过我国乘用车TPMS装配大多集中在中高端车型,小微型车装配率显著较低。来自华创证券的数据显示,2011-2016 期间中国汽车发展迅速,年复合增长率达10.9%;在2016年我国乘用车销量达2500万辆,但是TPMS的装配率仅仅在20%。不过随着强制性国家标准《乘用车轮胎气压监测系统的性能要求和试验方法》的实施,只有中高端车型装配TPSM这一情况将大大改变。新政规定,自2019年1月1日起,新申请型式批准的乘用车车型强制安装TPMS;2020年1月1日起,在生产的乘用车车型强制安装TPMS。
从TPMS行业发展进程来看,TPMS行业的主要推动力为各国及地区的法规政策,TPMS行业的出货量与各国出台政策息息相关。中国作为目前世界上最大的汽车市场,强制政策的推出将带来我国TPMS市场的爆发,新车装配率将从目前的20%上升到2021年的100%。宁波琻捷电子科技有限公司创始人兼首席执行官李梦雄预计,去年中国市场新增乘用车约2600万辆,如果一直按这个增量保守估计,到2021年装配率达100%之时,仅是新增乘用车市场这一块,中国TPMS传感器的年需求量将超过1亿多支。
对于国内TPMS行业来说,这无疑是利好又振奋的消息。TPMS的产业链可以分为上游芯片及封测环节、中游模组环节及下游整车厂终端环节。而国内厂商涉及主要在模组环节,也是竞争格局最为激烈的环节,随着TPMS十几年来的发展基本已在全球范围内形成较稳定的行业格局,其中的主流厂商包括国外的Sensata、Pacific、Continental、Huf Electronics、TRW等,国内也有保隆科技、万通智控、联创、铁将军等等众多模组厂商。不过遗憾的是,TPMS产品真正核心部分即上游芯片环节国内参与的厂商少之又少。
打破国外巨头垄断,国产TPMS芯片蓄势待发
从TPMS的产品分类来看,主要分为间接式TPMS与直接式TPMS两种分类,间接式TPMS(Wheel-SpeedBasedTPMS)是指通过汽车ABS系统的轮速传感器来比较轮胎之间的转速差别,以达到监视胎压的目的。而直接式TPMS(Pressure-SensorBasedTPMS)则是利用安装在每一个轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压,并传输有关数据。从产品性能、成本优势及法规政策三大层面直接式TPMS均要优于间接式TPMS,将成为未来TPMS行业发展的唯一必然趋势。目前几乎国内所有自主品牌、美系、日韩系等合资厂商均采用直接式TPMS,只有部分德系车采用了间接式模组。
直接式TPMS又分为发射端及接收端两大块。发射端主要包括芯片(ASIC芯片/MCU、MEMS传感器、RF射频发射芯片)、天线、锂亚电池等组件,其中芯片是TPMS产品的核心,因为传感器的感应和信息传输模块都集成在芯片上。在芯片环节,具备核心竞争力的解决方案基本由英飞凌、NXP及通用等巨头厂商垄断,其中,英飞凌作为全球第一大TPMS芯片供应商,连续12 年市场占有量全球第一。
在两年前,能够量产TPMS芯片的国内企业为零,随着广东合微、宁波琻捷相继发布量产TPMS芯片,这一市场长期被国外大厂垄断的无奈状况才得以打破。记者了解到,目前国内可以提供TPMS芯片的厂商有广东合微、宁波琻捷和合肥杰发三家。2016 年7 月,广东合微发布全球最小的TPMS 芯片方案,成为亚洲第一家具备量产TPMS 芯片能力的厂家;在今年4月份,宁波琻捷发布通过车规级认证的TPMS传感器芯片,并表示目前已经出货30万颗,成功打入汽车前装和后装市场。杰发至今还没有相关产品的发布,甚至在官网中也没有相关产品介绍,但是,其进入TPMS市场已经是业内所共知的事情。
虽然是一颗小小的传感器芯片,国产化的意义却重大,独立电子咨询顾问张翔指出,TPMS国产化后有利于降低下游模块的成本,增加市场渗透率,给汽车芯片国产化进程带来很大推动作用。目前国内主流模组厂商所需芯片均以进口为主,例如保隆科技主要采购自恩智浦,万通智控采购自英飞凌和恩智浦,国外垄断导致芯片采购成本相对较高。而随着国内琻捷电子等TPMS芯片厂商的崛起,TPMS芯片成本有望大幅降低。
李梦雄也曾在2018松山湖中国IC创新高峰论坛上表示,相对于英飞凌、NXP,琻捷的传感器芯片方案可以做到低20%的价格。另外据记者从市场上了解到,SOC芯片成本通常占发射端成本的40%-50%,整套的发射器端的市场价格目前大约在120-160元人民币的区间。国产发射器销售单价约为44元,随着国产芯片的量产,预计2020年降至30元/个、芯片价格降至10.8元/颗。一方面国产芯片价格较低,另一方面国产芯片一旦量产入市也有望倒逼国外芯片降价,二者都将导致TPMS模组制造成本大幅下降,有利于产业长远发展。中国有望成为全球TPMS增长最快的市场,成为继欧美以后全球第三大TPMS消费市场。
内修实力外借产业东风,加速国产替代化进程
国内政策推行及市场需求的进一步提升,为国内TPMS芯片厂商带来了巨大发展红利。但如何提高技术成熟度、品牌认知度,并在市场中挣得一席之地,国内芯片厂商依旧任重而道远。
经过十多年的发展,其实国际知名芯片厂商TPMS技术已经更新了好几代,一方面,就技术水平而言,李梦雄认为国内厂商差距依然很大,在一些关键的产品性能方面还相差甚远。而琻捷电子的TPMS芯片依靠团队之前在海外的多年技术积累,才能在一些关键的性能指标上能够做到优于国外大厂,例如产品的休眠功耗和封装尺寸。
另一方面,除了芯片性能之外,汽车芯片的鲁棒性和可靠性是基本门槛。国内生产的汽车芯片想要打入各级车厂供应链,首先必须取得两个大认证,第一是要符合由北美汽车产业的AEC-Q100(IC)可靠度标准;第二则要符合供应链品质管理标准ISO/TS 16949规范,即所谓的过车规级认证。“这个过程更多是需要经验和时间的不断积累。”李梦雄指出,“像我们的产品经历了168天的芯片原型设计仿真,12版底层固件更新,586天的可靠性测试和认证,126天的严苛道路测试才能量产推出,因为关乎到安全,可靠性稳定性是第一考量。”
过车规认证对于国内芯片厂商来说,难度不小,但不是不可实现,而设计出满足车规标准的产品后,交付能力同样是一大考验,而这正是国内芯片厂商最欠缺的地方。“我们欠缺的不仅是芯片的设计能力,而是对汽车整个系统的理解能力和交付能力。相比消费类芯片,汽车级芯片在设计生产出来以后,交付给客户的环节还会面临更多考验。汽车级芯片交付非常麻烦,整个质量管理体系很复杂,给汽车厂商交付的文件非常多,包括很多文档资料、测试认证资料、甚至包括公司其他产品roadmap等。所以不管是主控还是传感器,在设计之前,我们需要的是理解汽车产业的整个交付系统,包括理解客户的APQP、PPAP、MSA 、SPC、FEMA等等。”李梦雄对记者说到。
提升交付能力需要不断的经验积累,让下游客户接受国产芯片亦非一日之功。在谈到如何被客户所接受,李梦雄指出,这将是一个阶梯型的过程,其中有三点必须要注意:第一要做好产品定义,芯片本身产品定义周期很长,汽车的更长,国内厂商需要更多的和市场紧密联系,和客户一起来做产品定义;第二提供好的系统解决方案;第三,产品质量有保证,要经得起下游客户的考验。“做了一个产品之后,客户对你的产品有信任,质量体系和设计都认可,后续有需求也会继续找你。例如有一款芯片,客户的国外供应商断货了8周,这款产品和我们的一颗产品类似,他们非常希望有Second Choice,这对我们也是一个进入其供应链的很好机会。”他说到。
“相对国外,国内差距更多的是在于经验和品牌的影响力。国内做TPMS都是初创品牌和新进入者,跟传统的国际大厂比起来,品牌影响力和客户的认可度是不一样的,许多客户还是更倾向于用国外知品牌。”李梦雄指出,所以国内厂商要取代客户的信任,除了保证产品的可靠性,包括功耗、信号传输完整性、芯片可靠性、模组的可靠性、恶劣条件下的稳定性一致性等严格要求外,还需要对客户需求以及对整个终端应用场景非常了解。
一方面国产芯片厂商需内修技术实力、交付能力、对整车系统和客户需求的理解能力,另一方面,整车厂商的带动亦不可缺失。“汽车芯片重心在欧洲,美国做汽车芯片也不是很多,因为德系车关系,市场在那边,所以带动了一系列的一级供应商起来,也带动英飞凌、恩智浦起来。”李梦雄说到,“我认为国内也需要类似的过程,现在国内自主品牌汽车像比亚迪、吉利等都做得很不错,如果他们带动我们的一级供应商起来,最后再带动上游的芯片产业、传感器产业起来甚至说是主控芯片起来。”
汽车电子化、智能化的发展使主动安全系统越来越受关注并逐渐得到量产应用,TPMS作为一项主动预警技术,其需求呈快速上涨之势,加之法规一旦实施,市场必将进入增长爆发期,国产芯片厂商更是需要趁着这股东风,内修技术实力,外借市场之力,缩短与国际厂商距离,获得更高市场份额,加速国产替代化进程。
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