传感器相当于汽车的“五官”，能够感知和转化车辆的工况，如今已成为汽车的关键部件。汽车传感器种类多，功能各异。随着市场对安全性、舒适性、智能化的需求越来越迫切，以及产业自身受“新四化”浪潮推动，汽车传感器数量越来越多，精度也越来越高。

　　记者了解到，得益于电子、材料等技术的发展，特别是MEMS（微机电系统）工艺的成熟和应用，满足市场需求的多功能、微型数字化、系统化、网络化传感器不断涌现，开始形成汽车传感器的发展新动能。就此，记者采访了意法半导体（STMicroelectronics,以下简称“ST”）亚太地区模拟器件、MEMS和传感器事业部(AMS)， MEMS产品市场应用负责人Davide Bruno。他表示，目前，汽车市场正以前所未有的速度改变并重塑，传感器企业必须紧跟变化并保持前瞻性。

　　■  “新四化”催生传感器新浪潮

　　据介绍，传感器在汽车上的应用始于20世纪60年代，最早的产品包括机油压力、油量和水温传感器等。随着20世纪70年代催化转换器、电子点火和燃油喷射装置等的出现，汽车上增加了可用于维持一定空燃比以控制排放的传感器。20世纪80年代，汽车开始配装带有传感器的防抱死制动装置和气囊，以提高安全性。进入20世纪90年代，大量传感器应用于汽车各主要电子系统。

　　目前，普通汽车上的传感器数量可达30多种、200余个，大约是上世纪90年代的4倍。随着“新四化”的不断发展，传感器在汽车上的用量大幅增加，对产品经济性、安全性和舒适性等的影响也日趋显著。一项最新研究显示，2019~2029年，全球汽车传感器市场的复合年增长率将达7.14%。

　　Davide Bruno将传感器在汽车上的应用归纳为三次发展浪潮。第一次浪潮始于1974年安全气囊的应用（福特在1971年进行了首次实验），即主动安全配置市场启动；在汽车配置不断升级的过程中，信息娱乐系统出现了，需要使用更多传感器，非安全性应用也发展起来。主动安全和非安全性应用之间的这段时间为第二次浪潮；第三次浪潮的主旋律则将是自动驾驶。“我们正与汽车制造商、一级零部件供应商共同谋划，迎接新一轮传感器应用浪潮的来临。”他说。

　　汽车电动化以超越想象的速度推进，Davide Bruno预测，到2024年全球电动汽车销量的占比将达37%。与此同时，智能化、网联化和共享化也强势来袭，这意味着传统汽车模式必将发生变化，很多车企正在重新考虑如何使产品满足购车者的新需求。从汽车传感器发展的角度来说，这带来很多新的机会。

　　Davide Bruno告诉记者，汽车传感器未来的发展趋势是多功能集成、小型化、网络化、低成本、智能化。全球和中国汽车行业，特别在新能源汽车、自动驾驶汽车领域，传感器市场的前景颇为诱人，但未来也充满挑战，对传感器企业而言，机遇与挑战并存。

　　■  推进传感器智能化是新的机遇

　　Davide Bruno判断，汽车传感器市场将迎来四大增长动能。一是共享汽车门禁，传感器的超低功耗是关键。据介绍，基于在消费电子方面的丰富经验，ST拥有功耗最低的加速度计，可以实现无钥匙门禁等汽车应用。

　　二是比无钥匙门禁系统更加复杂的路噪抑制，需要整合检测车轮振动的加速度计、感测以及记录车厢内部噪声的麦克风各子系统，其中汽车行业没有麦克风技术标准，ST是探索车用麦克风性能的先驱之一。

　　三是车联网，ST具有全套的开发工具，提供6自由度惯性单元，将3轴加速度计和3轴陀螺仪完全集成在一起；此外，考虑到紧急电话救援服务应用、用于检测碰撞的车险控制器以及内置测斜计的汽车警报器，ST为这种应用专门开发了测斜计。

　　四是辅助驾驶，它将“改变游戏规则”，重点就在于各系统的融合，包括传统雷达和新型激光雷达、摄像头。Davide Bruno介绍称，汽车雷达的倾斜角和安装方式非常重要，因此需要使用测斜计传感器，检测激光雷达或雷达系统在安装和使用过程中是否存在失准情况，ST研发了专门用于在汽车组装生产线上检测雷达倾斜度和稳定性的传感器。

　　Davide Bruno还补充道，在汹涌而来的电动化浪潮下，动力电池是电动汽车的重要子系统。通过应用MEMS，可以改善电池管理系统的性能，提前预测电池更换时间，并检测电池质量，这也将给传感器企业带来很大的施展空间。

　　Davide Bruno认为，汽车智能化促进了传感器的应用，反过来，传感器也极大地推动了汽车的智能化发展。“技术是有极限的，我们需要找到一种方法，让各种不同的系统协同运转。智能传感器和AI将用于提高自动驾驶体验，可以在没有主处理器介入的情况下详细解读信号并完成后处理工作。因此，行业内有减少ECU数量，在汽车上使用更多MEMS传感器的趋势。也就是说，推进传感器智能化开始成为主要需求和机遇。”

　　■  技术要求更高  高度整合是方向

　　对于自动驾驶汽车而言，传感器在很大程度上发挥着“眼睛”的功能。它们无法识别周围环境和物体或发出错误指令的后果可能是灾难性的，汽车可能会在高速公路上折返，或突然转向另一条车道。因此，安全的高精度传感器至关重要，而校准将在其中发挥关键作用。在Davide Bruno看来，翻车检测和自动驾驶将成为汽车传感器的增长型市场。

　　在翻车检测方面，随着安全法规的推动，惯性传感器的应用将越来越广泛。Davide Bruno介绍称，智能手机使用的惯性测量单元与安装在自动驾驶汽车上的传感器没有太大区别，主要不同之处是汽车传感器的技术要求更具挑战性，未来的发展趋势是六轴整合。据悉，ST已开始提供3/4/5自由度的惯性模块和整合多个不同自由度的灵活定制解决方案，以满足ESC系统、侧翻检测和稳定控制的要求。

　　“仅有机械感测单元还是不行的，封装是汽车MEMS传感器的另一个重要方面。陶瓷封装让传感器单元有更高的稳定性和更好的线性度，而眼下真正的挑战在于准确度、稳定性、线性度，以及为使传感器长时间保持高准确度，所需的校准时间。”Davide Bruno表示。

　　Davide Bruno认为，传感器是自动驾驶的核心，而激光雷达则是传感器的核心。为使结构紧凑且成本效益和可靠性更好，激光雷达系统中配有用半导体制成的反射镜，ST提供由MEMS微镜和光学元件组成的激光雷达子系统。

　　不过，Davide Bruno也指出，不是只有一种特定的传感器就能让车辆达到最高级别的自动驾驶，而是需要30多种传感器协同工作。未来，汽车将需要越来越多的传感器，但这不一定意味着需要研发新的传感器，而是将现有传感器以新的方式应用在汽车上，传感器高度集成非常重要。

　　“摄像头、激光雷达、长/短距离雷达和超声/声学雷达，只是我们为自动驾驶系统设计的传感器中的一部分。现在，我们面临的挑战是传感器融合。比如，如果有雨雪、粉尘和雾霾的影响，激光雷达系统可能无法正常工作。因此，许多科研院所和企业正在研究如何提高这些传感器在各种不同天气条件下工作的可靠性。无论研究结果如何，解决方案都将是主要的各子系统共存。这就是传感器融合的意义，也是未来的挑战和方向。”Davide Bruno说。

　　编辑：庞国霞