TPMS将成为汽车用MEMS市场的推动力,中小公司研究

作者: 麒麟彩票app下载  发布:2019-09-23

从目前的情况推断,今后3年市场将稳定缓慢地扩大或略微缩小,而且由于美国市场已经达到饱和,美国的汽车市场预计今后3年将保持稳定。欧洲和亚洲则会受到市场渗透和摩托车及RV车等利基市场的带动获得发展。另外,加拿大SmarTire和法国LDL Technology S.A.S.等多家企业正在致力于这类利基市场,这部分市场给传感器厂商带来了高利润。但是出于以下因素,情况有可能发生突变。

自从美国运输部高速公路交通安全局于2001年要求在美国销售的全部轻型汽车必需配备以后,TPMS市场迅速发展。之后,在2007年9月1日——在美销售的全部汽车都须配备TPMS的日期之前,MEMS(micro electro mechanical systems)厂商、轮胎厂商、汽车部件供应商争先恐后地向汽车OEM厂商提供开发品质最高且价格低廉的解决方案。ABS(anti-lock brake system)硬件和利用复杂算法的间接计测系统则在2004年因正确性欠缺而被撇到一边,之后再也没能翻身。

    我们预计2016年全球TPMS OEM市场发射器需求量大约在17048万支。国内市场而言,2016年TPMS渗透率约为30%,国产发射器销售单价约为44元,预计2017-2020年TPMS渗透率分别达到40%、55%、80%、100%,TPMS发射器单价随着成本的下降而降低,预计2020年降至30元/个、芯片价格降至10.8元/颗,同时谨慎假设期间国内乘用车产量零增长,则至2020年国内TPMS市场规模将达到30亿元左右,所需的芯片价值约10亿元。

我们大概会把这些称之为“智能轮胎”吧。现在虽然各种产业都在对能够综合哪些功能进行验证,但面临着艰难险阻。车轮模块很可能对价格形成巨大的压力,轮胎厂商和汽车无线网络厂商则会要求强制为电子控制单元制定数据传输标准。技术上的课题也是棘手的难题。

此前没能分享到该市场利润的轮胎厂商现在正在探索在轮胎内部内置TPMS的方法,如果能够实现,TPMS市场一年将产生数以亿计的轮胎更换量。面对这种情况,一直在持续进行研究并占据了目前市场的企业们当然不会无动于衷。

2018年4月26日,琻捷电子在上海举办新品发布会,公司隆重推出了其自主研发并已实现量产的国内第一颗车规级汽车轮胎压力传感器检测芯片SNP70X。SNP70X具体客户和量产情况我们不得而知,但我们认为TPMS芯片国产化取得突破将对整个TPMS产业带来长远的影响。我们从去年9月份开始对国内TPMS主流供应商保隆科技进行了紧密跟踪,本篇周报我们再话TPMS芯片,希望能对大家有所启发。

另一方面,如果TPMS配备在轮胎上,产业整体将会戏剧性地向新模式转移。不管怎么说,TPMS市场会带来数以亿计的轮胎更换量,要求传感器厂商生产极薄且耗电量超低的元件。阀门厂商则会完全失去参与的可能性。无电池的新市场将会形成,新安全功能的品牌整体将会找到出路。包括稳定性控制、公路轮胎接口、汽车间的路况信息交换在内,以轮胎等级的轨道变化感应为首,多项功能将成为需要,孕育出各种各样的商业机会。

通过法国YOLE Developpement的期刊《Micronews》,我们可以了解已成为MEMS(micro electro mechanical systems)市场推动力的TPMS。这里首先介绍TPMS面世的概略。

    相关标的:保隆科技、万通智控

根据欧洲的CO2减排规定,今后3~5年可能会设置强制在新车中安装TPMS的政策。 与配备目前全力研究开发的无电池系统相关的国际性规定将出台。 轮胎厂商计划通过在轮胎内和阀门外部配备TPMS重新夺回市场。

然而,赢得竞争并不意味着能够在战争中取胜。目前的轻型汽车用TPMS更换困难,而且价格昂贵。其电池有限的寿命对第二及第三任车主形成了沉重的经济负担。而且,数以百计的废旧锂电池用塑料模具还会破坏环境。

    TPMS芯片国产化有利于下游国产TPMS模组厂商降低成本。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,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。

TPMS市场从2004年开始迅速发展,供货量比上年增加了40%。YOLE Développement预测,2007年车轮内置传感器芯片的市场规模将达到1亿6700万美元,其中包括MEMS压电电阻型、容量性压力传感器,以及安装了动作感应加速度计和综合电子线路的芯片。美国占据了该市场的约80%,在这项业务中拥有压倒性优势的德国英飞凌科技(Infineon Technologies)和美国GE Novasensor拥有全球市场的90%(GE Novasensor为30%)。 图片 1 TPMS市场预测 图片 2 德国英飞凌TPMS用芯片

图片 3 图1:安装在车轮轮毂上的TPMS 图片 4 图2:TPMS的显示范例

    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,仍有较大渗透空间。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。随着中国强制性法规的出台,未来中国将成为全球最大的TPMS增量市场。

轮胎所处的环境非常严酷,轮胎中内置的TPMS必须与车轮性能互相平衡。因此在有效物理容量有限的情况下,必须开发出新的封装。今后,这项产业将怎样向终点进发,我们将密切关注。

监测轮胎气压的TPMS(tire pressure monitoring system)出现于上世纪80年代后期。爆裂的轮胎行驶会增加事故发生风险、降低燃效并缩短轮胎寿命。因此,多家企业开发出了各种能够测量轮胎气压及温度,并通过无线信号向轮胎外部的电控制单元发送数据的系统。而在那些从轮胎厂商租借轮胎的卡车、客车、飞机上,本来就配备了此类系统,到上世纪90年代后半期,此类系统已经形成了大约100万台规模的市场。同时,该市场稳步发展,甚至渗透到了高级车先锋——保时捷之中。

    TPMS发射端主要包括ASIC芯片/MCU、MEMS传感器、天线、锂亚电池等核心组件,其中SOC芯片成本通常占发射端成本的40%-50%,而锂亚电池成本占比约10%-20%,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。上游芯片环节主要被NXP、Infineon、GE等厂商垄断,中游模组厂商包括Sensata、Continental等国际大厂商和以保隆科技为代表的本土供应商,其在自主品牌汽车TPMS领域已具备较强的竞争力。

这些因素估计会带来各种各样影响。如果欧洲的规定在今后两年内改变,便可预想市场将会在2012年之前翻番。这样就不难解释为什么在市场上有两大领头羊而且达到了饱和的情况下,仍有那么多的新企业(甚至包括Bosch)准备涉足新传感器芯片。 图片 5 传感器部分例示(Melexis数据)

目前,TPMS的主流是压电电阻型容量性压力传感器,采用锂电池,内置于车轮阀门之中。意味深长的是,在系统级别上,该解决方案并非出自于轮胎厂商,而是来自英国Schrader Electronics(如今也是市场的领先企业)和德国BERU等阀门厂商。 图片 6 图片 7 图3:TPMS的显示范例 图4:安装在阀门上的TPMS Schrader数据 但是,由于从车轮向车体传送数据采用无线传输,因此,汽车无线网络的行家——遥控门锁系统厂商在系统级别获得了市场上的成功。这些企业可以简单地重新对现有门锁系统使用的数据传输解决方案进行再利用,无需额外的再开发,因此成功领先其他竞争厂商步入了市场。

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