汽車電動化發(fā)展進入白熱化階段，智能汽車發(fā)展節(jié)奏也愈演愈烈。
根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會發(fā)布的數(shù)據(jù)，2023年1-10月，汽車產(chǎn)銷分別達到2401.6萬輛和2396.7萬輛的數(shù)量，同比分別增長8%和9.1%。而就今年的數(shù)據(jù)來看，2023年1-10月新能源汽車的滲透率達到30.4%，汽車電動化發(fā)展已經(jīng)成為主線。
與此同時，在AI技術(shù)和大模型的發(fā)展下，車企紛紛開始往智能駕駛、車載以太網(wǎng)和智能座艙方面“卷”。特斯拉、豐田、奔馳等國際汽車大企紛紛在智能駕駛以及智能座艙等方面加碼，就連小米、華為等通信領(lǐng)域頭部企業(yè)也開始借助自身數(shù)據(jù)處理優(yōu)勢布局汽車領(lǐng)域，陸續(xù)推出智能汽車新品。
汽車市場正是連接器行業(yè)的最大細(xì)分市場之一，據(jù)Bishop&Associates數(shù)據(jù)，2021年汽車連接器就占據(jù)了整個連接器市場約20%以上的份額，與通信連接器連接器齊頭并進，成為連接器行業(yè)里最大的兩塊市場。
看似小小的連接器，對于汽車電氣系統(tǒng)其實發(fā)揮著不可或缺的作用。作為汽車整車系統(tǒng)的神經(jīng)脈絡(luò)，它起到銜接各個元器件、傳輸電流與信號等方面的作用，是維持整車正常、穩(wěn)定運行的關(guān)鍵所在。
隨著5G技術(shù)、云計算等各類技術(shù)在新能源汽車中滲透的不斷加強，汽車的智能化發(fā)展水平逐漸提高，對于高速傳輸連接器的需求也逐步增大。新一代的移動通信將成為汽車智能網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展的重要媒介，汽車連接器市場也將迎來新的發(fā)展趨勢。
汽車高速連接器助力智能網(wǎng)聯(lián)化
應(yīng)用在汽車領(lǐng)域的連接器主要分為高壓連接器、高速連接器以及充換電連接器三個方面。汽車電動化發(fā)展是高壓連接器的主場，而智能化發(fā)展則是車載高速連接器的舞臺。
運用在智能網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展的高頻高速連接器主要包括FAKRA射頻連接器、Mini-FAKRA連接器、HSD(High-Speed Data)連接器和以太網(wǎng)連接器幾大類別。這些連接器以功能為區(qū)分，分布在汽車各個電氣系統(tǒng)中。
FAKRA射頻連接器和Mini-FAKRA連接器系列主要用于車載網(wǎng)絡(luò)的信號傳輸，具有小型化、高密度、高可靠性等特點。這兩種連接器被廣泛應(yīng)用于車載攝像頭、傳感器等領(lǐng)域，特別是在ADAS領(lǐng)域。
HSD連接器系列屬于高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪B接器，主要用于車載攝像頭和傳感器等設(shè)備之間的連接。這種連接器可以滿足自動駕駛技術(shù)對大數(shù)據(jù)量和高傳輸速率的需求。以太網(wǎng)連接器系列則主要用于車載以太網(wǎng)連接，支持多種協(xié)議或應(yīng)用形式，如AVB、TCP/IP、DOIP、SOME/IP等。
智能駕駛角逐激烈 Mini-FAKRA連接器脫穎而出
汽車的智能網(wǎng)聯(lián)發(fā)展可以細(xì)分為智能駕駛、車載以太網(wǎng)以及智能座艙三個方面。智能駕駛主要涉及到汽車關(guān)鍵技術(shù)部分，是指通過先進的車載傳感器、控制器和執(zhí)行器等設(shè)備，實現(xiàn)對汽車的自動駕駛、自動泊車等功能。
環(huán)境感知、行為決策、路徑規(guī)劃以及運動控制是智能駕駛技術(shù)中最為關(guān)鍵的四大部分。智能駕駛需要經(jīng)歷以傳感器為媒介，通過對汽車周邊環(huán)境的信息搜集再實行決策最后完成路徑規(guī)劃以及運動控制的過程。
在此期間，需要多傳感器融合技術(shù)與車載攝像頭、顯示屏保持高速、穩(wěn)定傳輸，以確保外部信息能夠及時、有效被反映。應(yīng)用于車載顯示器、V2X天線以及攝像頭、雷達等的FAKRA射頻連接器、Mini-FAKRA連接器、以太網(wǎng)連接器就起到傳輸橋梁的作用。
與傳統(tǒng)的燃油車相比，隨著汽車電動化與智能化發(fā)展程度越高，汽車電氣系統(tǒng)復(fù)雜程度也逐步升級，連接器在其中的角色也愈加重要。當(dāng)前市面上汽車的自動駕駛級別是以L2+為主，集中在L2-L3級別區(qū)間，可以實現(xiàn)在特定環(huán)境下的自動駕駛，例如高速公路上的巡航控制和車道保持等功能。
無論是乘用車還是商用車，L2+輔助駕駛都逐漸會成為標(biāo)配，無人配送車、無人環(huán)衛(wèi)車、無人出租車等更是在紛紛加速落地。隨著自動駕駛功能的不斷增多，整車制造商紛紛開始采用高分辨率雷達和攝像頭，這些設(shè)備與中央計算平臺之間的數(shù)據(jù)傳輸則需要更高的寬帶速度。
車載高速連接器廠商深圳市西點精工技術(shù)有限公司總經(jīng)理牛林向《國際線纜與連接》介紹，當(dāng)前Mini-FAKRA連接器及其線束在整車的應(yīng)用數(shù)量中最大，主要應(yīng)用在智能駕駛系統(tǒng)中連接高清攝像頭與ADAS控制器，以及在智能座艙系統(tǒng)中連接車載屏幕的數(shù)據(jù)傳輸。
Mini-FAKRA連接器作為FAKRA連接器的升級版，具有尺寸更小但傳輸性能更強的優(yōu)勢，應(yīng)用范圍更加廣闊，未來可能代替FAKRA連接器成為主流應(yīng)用趨勢。
與標(biāo)準(zhǔn)的FAKRA連接器相比，Mini-FAKRA能夠節(jié)約75%的空間，減少32%的重量，更好地滿足了汽車小體積、高連接的需求。因此，Mini-FAKRA在自動駕駛車輛、高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)和360度環(huán)視攝像頭等設(shè)備中的適用性更高。
在傳輸速率上，隨著信號傳輸速率要求不斷提升，Mni-FAKRA連接器使用頻域也在逐步擴大，目前頻率已經(jīng)由4GHz & 12GHz向28GHz高頻演進。
智能駕駛性能的不斷升級也意味著對環(huán)境的搜集、信息的處理以及傳送效率需求越來越高，未來汽車需要安裝更多的傳感器和攝像頭。而每增加一個傳感器和攝像頭都需要配備單獨的高速連接器，隨著傳感器與攝像頭等設(shè)備數(shù)量的增長，高頻高速連接器的用量也將隨之提升。
智能駕駛向自動駕駛邁進，需要汽車的感知、決策與控制技術(shù)不斷提升優(yōu)化，彼時車輛整體架構(gòu)將可能由分布式轉(zhuǎn)變?yōu)榧惺�，這要求車載高速連接器向更小型發(fā)展同時也要具備適應(yīng)更復(fù)雜整車系統(tǒng)的能力。
牛林表示，未來車載高速連接器會向MiniFAKRA、以太網(wǎng)、TypeC三大系列匯聚。電氣性能向更高頻高速發(fā)展，材料選擇要求耐溫、耐候、高強度，結(jié)構(gòu)設(shè)計向高密度高可靠性發(fā)展。
智能座艙“神仙打架” 連接器種類或再增
如果說智能駕駛是車企的下血本火拼的“主戰(zhàn)場”，那智能座艙則是車企們尋求賣點和特色的“分戰(zhàn)場”。在大“卷”智駕技術(shù)同時，五花八門的智能座艙技術(shù)也如雨后春筍般冒出。
2023年廣州國際車展上，頭部汽車廠商們的智能座艙特色功能就引起了極大關(guān)注。華為在展會中推出首款轎車智界S7，首發(fā)搭載華為途靈智能底盤和HarmonyOS 4.0智能座艙，具備六音區(qū)聲源定位，多人多屏多音區(qū)并發(fā)控制、艙內(nèi)眼球位置追蹤及眼部狀態(tài)識別等功能。
無獨有偶，小鵬汽車第5代小鵬智能座艙系統(tǒng)XOS天璣系統(tǒng)也在車展引起圍觀，新系統(tǒng)可在大屏上按3:7比例呈現(xiàn)地圖導(dǎo)航+音樂/視頻/設(shè)置等應(yīng)用界面，多任務(wù)支持獨立操作。
智能座艙是一種綜合系統(tǒng)，包括操控系統(tǒng)、娛樂系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、交互和感知系統(tǒng)等。主要是通過車聯(lián)網(wǎng)、無線通信、遠程感應(yīng)等技術(shù)來為駕駛員和乘客提供智慧化、舒適安全的出行體驗。智能座艙側(cè)重于信息交互與駕駛體驗部分，包括車載的各種中央顯示屏、語音識別、生物識別等。
信息交互與數(shù)據(jù)傳輸智能座艙中的關(guān)鍵所在，這就需要運用到多種連接器來維持各個系統(tǒng)的互連與傳輸。運用在智能座艙中的連接器主要包括用于車載信息娛樂系統(tǒng)的USB連接器、用于車載導(dǎo)航系統(tǒng)和視頻信號傳輸?shù)腍DMI連接器、使用車載通訊系統(tǒng)的RC-232連接器等。
將液晶儀表和中控導(dǎo)航的輸出信息傳送至智能座艙控制器(CDC)是智能座艙的核心部分。這些連接器在其中起到降低線束連接復(fù)雜性、驅(qū)動顯示屏、保證各個系統(tǒng)之間穩(wěn)定連接等作用。
深圳市普瑪斯精密組件有限公司總經(jīng)理龍際恩表示，隨著汽車電氣化的發(fā)展，汽車娛樂功能逐漸增多，像I/O連接器等所應(yīng)用的領(lǐng)域會更加廣泛�！半S著智能座艙和以太網(wǎng)的發(fā)展，連接器的種類也會更多，隨著功能的增加可能會出現(xiàn)一些不一樣的接口，連接器的種類也會相應(yīng)增加�！饼堧H恩表示，車載連接器未來順應(yīng)汽車發(fā)展在防水、耐高溫等方面的要求也會不斷提升。
智能座艙功能逐漸多樣化，高清視頻、智能語音、車載音樂等娛樂功能開始成為汽車的標(biāo)配，由此，有觀點認(rèn)為“未來汽車是消費電子的最大市場”。對此，西點精工的牛林認(rèn)為，隨著5G手機的普及率越來越高，汽車將是消費電子的主要增長市場，娛樂大屏、高保真音響系統(tǒng)甚至高清游戲都會進入車載市場�！�但連接器選型依然會匯聚在Mini-FAKRA、以太網(wǎng)、TypeC三大系列。”
多功能計算控制平臺更高程度集中化、交互體驗向更智能化變革、硬件和軟件架構(gòu)向多應(yīng)用需求演變、車內(nèi)場景化個性化服務(wù)提升將成為智能座艙領(lǐng)域未來主要的發(fā)展趨勢。隨著各樣功能的完善和多樣化，汽車成為未來消費電子連接器重要增長市場的觀點不無道理。
然而與普通消費電子市場相比，應(yīng)用在汽車上的連接器依舊要滿足更高可靠性的車規(guī)級要求�！捌囶I(lǐng)域所應(yīng)用到的消費電子產(chǎn)品并不能直接從傳統(tǒng)的消費電子市場中直接轉(zhuǎn)移過來。高安全性和可靠性要求是汽車與普通應(yīng)用場景中最大的不同，因此有可能未來會專門開設(shè)一個針對汽車領(lǐng)域的消費電子產(chǎn)品。”普瑪斯工程師許晶向《國際線纜與連接》表示。
車聯(lián)網(wǎng)穩(wěn)步發(fā)展 以太網(wǎng)連接器前景廣闊
車載互聯(lián)網(wǎng)是汽車智能網(wǎng)聯(lián)發(fā)展中的核心所在，正是由于車載互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的不斷升級，才使得智能駕駛、智能座艙技術(shù)成為可能。當(dāng)前在5G技術(shù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等的加持下，車載互聯(lián)網(wǎng)也處于穩(wěn)步發(fā)展階段。
車云網(wǎng)、車載以太網(wǎng)、三網(wǎng)融合等成為車載互聯(lián)網(wǎng)的主要發(fā)展趨勢。為適應(yīng)多項技術(shù)疊加需求，汽車電氣架構(gòu)逐漸從分散式向集中式轉(zhuǎn)變，車載以太網(wǎng)憑借點對點的其星型拓普結(jié)構(gòu)、高數(shù)據(jù)吞吐量和低延遲等優(yōu)勢，以及高寬帶和開放性的特點，逐漸得到車輛網(wǎng)絡(luò)的青睞。
另一方面，海量數(shù)據(jù)傳輸需求對數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群头�(wěn)定性更高。傳統(tǒng)的車載網(wǎng)絡(luò)已無法滿足高寬帶、高傳輸?shù)男枨�，而車載以太網(wǎng)在車內(nèi)總線寬以及線束布局上具有優(yōu)勢，可以實現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)傳輸需求。目前替代HSD的主要是Mini-FAKRA連接器，因為Mini-FAKRA連接器密度更高、占板面積小，而且都是用于傳輸視頻模擬信號。
隨著應(yīng)用范圍的擴大，車載以太網(wǎng)連接器目前也呈現(xiàn)出多樣化趨勢，例如有USB3.0、HDMI、DisplayPort連接器等都會被考慮用于車載以太網(wǎng)的連接中。牛林向《國際線纜與連接》介紹，目前以太網(wǎng)連接器速率最高的是羅森伯格的10Gbps以太網(wǎng)連接器及線束“但已有客戶為把超高清網(wǎng)絡(luò)攝像頭引入到智能駕駛系統(tǒng)，提出更高速率的以太網(wǎng)連接器需求。西點精工已全球率先開發(fā)出25Gbps以太網(wǎng)連接器”據(jù)Frost&Sullivan預(yù)測，到2025年，車載以太網(wǎng)的市場滲透率將增加至80%，可見車載以太網(wǎng)連接器未來的發(fā)展空間更加廣闊。
智能駕駛在汽車智能化發(fā)展中起到引領(lǐng)作用，自動駕駛級別的不斷提升需要車載互聯(lián)網(wǎng)提供更高速穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，同時也將帶動智能座艙的升級。而任何一個方向的迭代升級都會帶動應(yīng)用其中的連接器向更高性能發(fā)展。
汽車連接器市場廣闊 發(fā)展壁壘仍需破除
在汽車高頻高速連接器市場來看，國外連接器廠商起步較早，市場占比較大。其中羅森伯格是車載高速連接器市場中的領(lǐng)先者，預(yù)計全球份額超過30%。羅森伯格的FAKRA類連接器產(chǎn)品在專業(yè)技術(shù)、工藝水平和專利壁壘上都具有明顯優(yōu)勢。國際連接器大企泰科、安費諾、莫仕等也在這方面有顯著的布局。
得益于汽車電動化和智能化的提速，中國汽車高速連接器市場近年來也保持者快速發(fā)展速度，在2021年實現(xiàn)了141%的增長，達到市場規(guī)模66億元。國內(nèi)車載高速連接器領(lǐng)域表現(xiàn)較為突出的企業(yè)有電連技術(shù)、瑞可達、立訊精密、維峰電子、信翰精密、林熾為、徠木電子、意華股份、西點精工等。
其中電連技術(shù)屬于國內(nèi)車載高頻高速連接器的領(lǐng)軍企業(yè)，產(chǎn)品線豐富，主打產(chǎn)品包括FAKRA連接器系列、HIS系列板端&線端、HD系列、HSL系列以及車載USB系列。值得關(guān)注的是，憑借多年在消費電子和通訊連接器領(lǐng)域的積累，立訊精密在新能源汽車領(lǐng)域的拓展業(yè)務(wù)也取得較大進展。
立訊精密所研發(fā)生產(chǎn)的千兆以太網(wǎng)連接器采用全屏蔽雙絞線纜連接結(jié)構(gòu)，最高帶寬可達20Ghz，這種連接器可以廣泛應(yīng)用于中控、儀表等汽車電子系統(tǒng)中。此外，立訊精密還與華為共同申請了一種汽車高速連接器組件的專利。
從總體發(fā)展?fàn)顩r來看，汽車高頻高速連接器的整體發(fā)展情況向好，但就國內(nèi)外市場、頭部企業(yè)與中小型企業(yè)相比依舊存在較大發(fā)展差距。牛林表示，目前車載高速連接器面臨的第一個壁壘就是專利壁壘，“像羅森伯格和泰科等國外連接器企業(yè)在高速連接器領(lǐng)域申請了多項發(fā)明專利，從結(jié)構(gòu)到材料對其高速連接產(chǎn)品進行嚴(yán)密的保護�！碑�(dāng)先進技術(shù)被壟斷在某幾家企業(yè)中，整個行業(yè)便難以實現(xiàn)整體的提升。
專利壁壘背后歸根結(jié)底是高端人才壁壘，“高速連接器研發(fā)需要高度專業(yè)的SI信號完整性專家全程參與，這種高端人才在國內(nèi)是非常稀缺的�！迸Ａ终J(rèn)為，第二個壁壘則是人才稀缺帶來的技術(shù)壁壘。而由于汽車客戶對于供應(yīng)商的要求較高，因而也會容易出現(xiàn)客戶導(dǎo)入困難的情況，也即是客戶導(dǎo)入壁壘。
在汽車智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)日新月異，終端市場的不斷迭代定然會給連接器行業(yè)帶來新的發(fā)展方向。前方的燈塔已然亮起，但該往哪條路前往、如何走好這條路、路上需要克服哪些困境，這些都或?qū)⑹沁B接器廠商們需要運用經(jīng)驗與智慧去解答的問題。 |
