（管理科学与工程专业论文）上海汽车电子发展战略研究.pdf

前言 随着世界经济全球化、市场一体化的发展以及中国经济和人均收入的持续多年高 速增长，在全球汽车及零部件制造正在大规模向中国转移的同时，中国汽车市场正在 经历着爆炸式的增长。2 0 0 6 年，我国汽车产销双双突破7 0 0 万辆，分别达到7 2 7 9 7 万 辆和7 2 1 6 万辆，同比增长2 7 3 2 和2 5 1 3 ，成为仅次于美国的全球第二大汽车消费 国，超越德国成为世界第三大汽车生产国中国的汽车工业面临着巨大的发展机遇的 同时，“节能、环保，安全、舒适”与“自主品牌、自主知识产权”成为中国汽车发展 的新挑战作为现代电子信息产业和传统汽车产业的交叉领域，新兴的汽车电子的技 术和产品无疑是汽车工业技术升级和信息产业结构调整的黏合剂与爆发点。 全球汽车电子市场是一个稳定增长的市场。根据s t r a t e g y a n a l y t i c s 发布的数据， 2 0 0 5 年2 0 1 0 年，全球汽车电子市场将以7 1 3 的年均复合增长率( c a g r ) 稳定增长。到 2 0 1 0 年，全球会有约1 4 亿套不同的汽车电子系统投入使用目前市场上中高档汽车平 均每辆车上的电子装置占整车成本的5 0 ，使用的微处理器从3 0 个到1 0 0 个不等，即 使普通车的电子产品也占整车成本的2 5 以上每辆车中使用的半导体元件数量将以 每年平均9 6 的速度增长，到2 0 1 0 年，每辆汽车中使用的半导体器件将价值2 8 3 美 元。 随着未来汽车市场的快速发展和汽车的电子价值含量迅速提高，我国汽车电子产 业将形成巨大经济规模效应，成为支持汽车工业发展的一门相对独立新兴支柱产业。 根据赛迪顾问对主要汽车电子厂商跟踪，2 0 0 5 年中国全年汽车电子市场销售额达7 8 亿美元，比2 0 0 4 年增长3 6 3 。预计未来五年中国汽车电子市场将持续保持快速的增 长趋势，市场规模年均复合增长率在2 5 p 2 上上，到2 0 1 0 年，中国汽车电子市场规模将 超过2 6 0 亿美元 另一方面，我国的汽车产业过去基本上是希望走以市场换技术的道路，主要通过 与国外汽车厂商的合作来发展自身，同时也就直接采用了国外的汽车电子产品，一直 未能和国内电子信息产业有机结合。目前，国内汽车电子业尚处于起步阶段，规模化 大生产还没有形成。而且，国内汽车厂大多是合资企业，外方掌握着技术的决策权， 所使用的电子产品也多由外方配套商提供，国内自主开发的电子产品很难进入其配套 体系，由于国内的汽车电子产业得不到市场的支持，也一直无法充分发展。结果是我 国信息产业和汽车产业发展脱节，发展水平也严重不平衡这种分离发展，不仅是汽 车产业的技术空心化，关键的汽车电子技术掌握在国外厂商手中，而且由于电子信息 产业得不到汽车市场的支持，电子信息产业的技术空心化也失去了一个解决的机会。 我国加入w t o 后，这种情况开始扭转。加之国内汽车市场的飞速发展，民族汽车厂商 也有了一定发展空间。这自然也为我国汽车电子的发展创造了良好的机遇。同时，我 国的电子信息产业和国际发展水平的差距正在逐步缩小，特别是在整机产品方面我们 已经或正在达到国际水平，许多成果甚至处于国际领先地位。目前我国电子信息行业 已经具备为汽车行业提供外围电子信息技术和产品的能力和条件，在电子控制系统方 面我国也具备了一定的研发能力，可以寻求产业化的突破 如何抓住机遇，促进两大产业的良性互动发展，解决技术空心化问题，通过产业 化，实现国产化，这是发展我国汽车电子产业所要解决的首要问题聚焦于此，正是 要探索我国汽车电子产业发展的技术路线。受上海市有关部门项目无题，我们组织了 上海交大相关学院和上汽研究院，中科院上海汽车电子工程中心等单位，于2 0 0 5 年初 至2 0 0 6 年中在全国范围内就中国的汽车电子产业发展现状以及未来走向进行了调查。 课题组以上海及周边地区为调研重点，走访了该地区的大部分汽车电子及整车厂商， 包括上海大众、上海通用，联合汽车电子有限公司，上海汽车制动系统有限公司，廷 锋伟世通汽车电子有限公司，比亚迪汽车有限公司、上海华普汽车有限公司、上海梅 赛德斯奔驰车辆技术有限公司等。课题组还实地调研了中国汽车工程中心、深圳航盛、 f r e e s e a l e 中国研发中心等单位。课题组与企业人士广泛接触，举行了多次座谈交流会， 深入了解了汽车电子在国际尤其是中国的发展状况及存在的问题，听取了相关企业情 况介绍以及对汽车电子下一步发展的意见和建议。我们通过这次调研，形成了这份七 万余字的研究报告，以期对汽车电子产业的现状和未来发展有了更进一步的认识，也 引起我们对这个行业发展中存在的一些问题的思索并在分析后提出了相关建议供相关 部门参考。 4 1 、汽车电子概念及产业链特征 现代汽车电子技术是把电子技术和汽车融为一体的机电一体化技术。自2 0 世纪 7 0 年代以来，针对能源短缺和环境污染等一系列问题，为满足人类对安全、舒适方 便等性能的要求，在汽车产品中日益广泛地采用了电子技术电子技术、计算机技术、 电子传感器技术的飞跃发展，使汽车电子技术成为现代汽车发展的主要趋势之一。汽 车电子技术的应用不仅提高了汽车的动力性、经济性和安全性，改善了行驶的稳定性 和舒适性，推动了汽车工业的发展，还为电子产品开拓了广阔的市场，从而推动了电 子工业的发展 1 1 汽车电子所涵盖的内容及分类 目前，电子技术的应用几乎已经深入到汽车所有的系统一般可以把汽车电子产 品归纳为两类一类是汽车电子控制装置，汽车电子控制装置要和车上机械系统进行 配合使用，即所谓“机电结合”的汽车电子装置；另一类是车载汽车电子装置，车载 汽车电子装置是在汽车环境下能够独立使用的电子装置，它和汽车本身的性能并无直 接关系。 1 ，汽车电子控制装置 夺发动机控制：包括空燃比控制，点火正时控制、废气再循环控制、怠速控制等； 夺底盘控制：包括制动防抱死控制、驱动防滑控制，电子控制悬架、车辆稳定性 控制电子控制自动变速器、汽车动力转向控制，巡航控制、车载防撞雷达控 制等； 夺车身电子：包括电子控制安全带、安全气囊、主动式膝垫、车内气候控制，电 2 。 夺 夺 子防盗系统、遥控门锁、电动座椅，电动后视镜、电子仪表板、灯光控制，轮 胎压力监测等 车载汽车电子装置 数字式收音机，音响、冰箱、电视、c d d a t 等； 汽车信息系统：包括汽车行驶的自身信息系统，车载通信系统、语音信息系 统上网设备等； 导航系统和智能运输系统的辅助设备等 图1 1 为轿车中所包含的汽车电子技术 图1 1 现阶段汽车所包含的电子产品( 资料来源：r e n e s a s ) 1 2 汽车电子的发展历史及目前所处阶段 汽车电子化、信息化起源于二十世纪中期，其后汽车电子技术的发展与半导体和 传感器领域专利的产生如影相随，最早从真空电子管，晶体管应用开始，到后来发展 到集成电路，大规模集成电路以至于超大规模集成电路的开发应用，使汽车制造各系 统的电子化含量不断得到提升。 汽车电子发展已经历了三个阶段如下图： ! 皇0 唑 l 攀丛i! 辈q ：i2 靼 l 1 9 5 0 s l 1 9 7 0 s l 1 9 9 0 s i 事槛音执 电子三火模块 全球- 卫星定位驾驶员信息系统 图1 2 汽车电子发展路线图 从上世纪5 0 年代起，人们开始在汽车上安装电子管收音机，这是最早的汽车电子 6 产品。6 0 年代，汽车上首先把电能用于点火，随后应用了硅整流交流发电机和晶体管 调节器，并开始采用晶体管点火装置在7 0 年代以后，更多的电子技术应用在汽车上， 其主要特点是汽车大部分部件乃至总成设计和生产中，重视“机电一体化”思想，应用 电子装置解决机械部件所无法解决的复杂自动控制问题，这给汽车工业带来了划时代 的变革。9 0 年代起，汽车电子技术进入了其发展的第三个阶段，超微型磁体，超高效 电机及集成电路的微型化，为汽车集中控制奠定了基础。这是对汽车工业的发展最有 价值，影响最大的阶段 目前国际先进的汽车电子技术已发展到第四阶段，主流技术包括电子技术( 含微 电子技术) ，自动化控制技术，传感器技术，网络技术以及机电一体化耦合交叉技术等 综合技术的小系统。 1 3 汽车电子核心技术 目前汽车已经基本完成了单纯的机械产品向高级的机电一体化产品方向发展与转 换，成为所谓的“电子汽车”各种与汽车安全性、动力性，经济性相关的核心汽车电 子系统已经广泛应用于现代汽车上发动机电控系统、电控自动变速器，防抱死制动 系统( a b s ) 、车辆稳定性控制系统( e s p ) 、电动转向助力系统、主动和半主动悬挂系 统这些构成汽车电子技术核心内容的电子系统技术仍将获得进一步的发展，多系统综 合协调控制和多目标优化是其今后发展的主要方向。 车用传感器和执行器是促进汽车电子化、自动化、智能化、发展的关键技术之一， 对某些汽车电子系统，如发动机电控、安全气囊系统传感器成本约占系统总成本的 7 0 。世界各国对车用传感器的研究开发，提高性价比都非常重视。汽车电子化越发 达，自动化程度越高，对传感器依赖性就越大，所以，国内外都将车用传感器技术列 为重点发展的高新技术。汽车传感器技术的发展方向是：开展基础研究，发现新现象 采用新原理，开发新材料和采用新工艺，扩大传感器的功能与应用范围。在电子系统 中执行器与传感器具有同等重要的地位，现代汽车电子系统的执行器件主要采用电液 和电磁或电动的作动形式。结构精细、复杂，机电结合紧密、集成化程度高。对材料 与加工工艺都有极高的要求其技术的发展方向是：进一步的小型化，智能化我国 在车用传感器和执行器方面与国外有较大的差距 以微控制器芯片为核心的汽车半导体器件技术作为汽车电子的基础技术之一仍 将对汽车电子技术的进步起着原始的推动作用目前，在汽车电子系统与电子装置中 7 占主导地位的8 位m c u 将逐步被1 6 位和3 2 位m c u 所取代美国汽车用微处理器， 近两年来1 6 位的用量增加5 0 ，而8 位的仅增加1 1 预计今后8 位m c u 仍将是车 身电子主力芯片，增加网络通信功能和进一步降低功耗是8 微芯片的主要方向。1 6 和 3 2 位m c u 用于能源控制，发动机管理和底盘电子控制系统中。已有趋势表明，1 6 和 3 2 位m c u 内核与用户定制芯片a s i c 集成为一体将成为控制器芯片技术的新方向。 近年来随着执行器向着高性能发展，智能功率m o s 半导体器件及其相关的模拟器件较 快的发展随着4 2 v 电源技术的采用，车用功率半导体器件将会获得更大的市场通 用m c u 器件市场已基本被国际著名器件商所垄断，且讲究规模效益高端m c u 内核 与a s i c 一体化集成芯片技术应是今后我们芯片研发与产业的方向 软件与嵌入武系统技术已与汽车半导体技术、汽车电子控嗣单元及网络控制系统 密切结合在了一起据m e r c e r m a n a g e m e n t c o n s u l t i n g 预计，软件产品在汽车电子中所 占的比例将从2 0 0 0 年的2 0 上升到2 0 1 0 年的2 8 ，甚至更高在汽车电子领域，软 件基本可分成两大类。应用软件和系统开发支持软件应用软件由汽车电子控制系统 供应商和整车厂共同开发，集中体现了两者的技术知识产权。基于可裁减和网络操作 功能的，并符合统一开放标准的嵌入式操作系统的应用软件开发将是今后方向开发 支持软件主要包括：整车行驶动力学仿真软件，车辆控制系统设计与仿真软件，汽车 控制测试与标定软件等为了保证汽车电子产品的开发质量，尽可能快地对市场的变 化作出反应，许多汽车电子系统及零部件和整车厂在软件代码可重用、控制软件与控 制算法开发环境，控制器测试，标定等技术上将有更大，更快的发展并将伴随汽车 电子技术的发展很快形成汽车电子产品开发支持环境技术( 主要基于软件技术) 这样 一个行业近几年欧洲较美国所取得的汽车电子发展优势已经证明了这一点可以说， 汽车电子产品开发支持技术已经成为汽车电子行业不可缺少的一部分 1 4 汽车电子新技术及产品方向 ( 1 ) 总线与网络控制技术 为了进一步提高行驶的经济性，安全性，大量数据信息必须在不同电子系统和装 置的控制单元问交换。传统的线束连接已不能满足现代汽车发展的要求取而代之的 将是信息交换迅速，高效可靠及安全实用的汽车电子网络系统采用网络技术不仅可 以提高整车的综合性能，增加系统的可靠性，而且在标准网络总线平台上开发产品也 是降低成本的关键。 8 从目前的情况来看，世界各大汽车公司的车身网络控制和动力系统网络控制的技 术平台均已基本建立，多媒体网络平台技术也正在建立之中在新推出的车型中，已 逐步采用网络控制技术。大多数专家都认为：2 1 世纪汽车电子将是网络化的世纪基 于网络的汽车电子产品将有广阔的市场前景。 ( 2 ) 车载4 2 v 供电系统技术 汽车电气系统正酝酿一场变革，就是将电压上升至4 2 伏受汽车不断电子化的影 响，采用4 2 v 车载电源已势在必行。4 2 v 电源的优势在于能充分满足汽车电子化带来 的对车载电源功率的强大需求同时可达到有效节能的目的。据预测在欧美等国家， 1 2 v 4 2 v 电源兼容的汽车将在2 0 0 5 年推向市场，而采用单一4 2 v 电源系统汽车预计将 在2 0 0 7 年试产汽车分析家认为到2 0 1 0 年将会有6 0 新车配备4 2 v 电源系统。 4 2 v 电源系统的采用将使一些新技术，如电子控制的电动气阀机构，电子控制的 启动发电复用系统，电动制动器，电动转向助力系统等成为可能。同时4 2 v 电源的转 换还会带动其它电子设备与半导体器件的市场发展如电压调节器，d c d c 转换器， m o s f e t , i g b t 等。目前车用电磁继电器都将被半导体固态继电器或功率开关器件所 取代，因此蕴含着极大的汽车电子产业商机。 ( 3 ) 无线车载系统( t e l e m a t i e s ) 无线车载系统是以无线方式向车载设备提供移动服务的一种将通信和娱乐系统相 结合的技术被认为是汽车工业的另一波革命作为带领汽车产业向另一发展阶段的 新技术，除了涵盖原有车载计算机与信息系统、g p s 等功能外，进一步将移动通信技 术与无线网际网络服务等新应用整合为一，是无线通信与交通信息技术在汽车中的综 合应用，也是连接汽车和移动商务的桥梁。 但是一个潜力巨大的市场应该指出的是： 技术是基本前提实现无线车载系统之时， 新型轿车的标准设备 ( 4 ) 线传操控( x - b y - w i r e ) 技术 目前，t e l e m a t i c s 产业仍属刚刚起步阶段， 实现无线车载系统，首先发展车载计算机 车载计算机及其信息显示系统将成为所有 线传操控( x - b y - w i r e ) 技术正在向传统的机械或液压伺服机构挑战，预计在2 0 0 5 2 0 0 6 年首先在欧、美和日本等国推出，是未来智能化汽车的标志特征之一 x - b y w i r e 最初是用在飞机控制系统中，目前在该领域已得到广泛应用随着人 们对汽车容错能力和通信系统的可靠性要求越来越高，x - b y w i r e 开始应用于汽车电 子控制领域。在未来的5 年里，x - b y - w i r e 技术将使传统的通过机械和液压传动的汽车 9 制动和转向系统变成通过高速容错通讯总线与高性能c p u 及电动执行机构相连的电气 系统x - b y - w i r e 技术在未来将是十分重要的技术，该技术在保证汽车可操纵性、安全 性、的前提下，将完全改变汽车的总体结构，使汽车设计的灵活度也大大增加。 ( 5 ) 清洁能源汽车动力系统技术 以燃料电池汽车和混合驱动汽车为代表的清洁能源汽车是当今世界汽车整车技术 发展的主要方向节约能源，减少排放、寻求新的能源形式，保持可持续发展是目前 世界各国都必须面对的重要问题。在这种情况下发展清洁能源汽车技术受到世界各国 政府和汽车制造商的高度重视，他们纷纷投巨资开发新型动力系统，一场围绕着以能 源科技为核心的汽车电子争夺战已经打响我国在十五计划和中长期发展规划中都将 新能源汽车的发展列为重点。上海在此项技术方面处于国内领先地位，并己开始着手 制订前期产业规划，以继续加大对新能源汽车的研发力度，实现关键技术突破，巩固 上海在该领域的领先地位，缩短同国外的差距，使我国有可能在清洁能源汽车领域实 现跨跃式发展。 1 5 汽车电子产品的产业链特点 目前汽车电子技术正在朝着自动化、智能化、网络化和信息化方向发展。同时， 中国汽车产业经过5 0 年来的发展，汽车配套产业环境正逐步完善，在汽车电子产品等 零部件的生产研发、上下游产业链的构建等方面积累了一定的优势和经验。在整车企 业的制造成本中，零部件企业为其配套服务的成本约占7 0 ，整车是零部件的终端， 整车的竞争力主要取决于为之配套的零部件，二者是不可分割、互惠互利的关系。 汽车电子产业链包括汽车半导体芯片及器件厂商、汽车电子系统与零部件厂商、 汽车整车厂商，其中半导体芯片及器件厂商位于产业链的最上游，汽车电子产品零部 件厂商位于中游，而汽车整车厂商位于下游( 见图1 3 ) 姐 越 镬蹙蟓 嚣 谁吴 暖 差搽萋 嚣 垂蚓妊罢妲匿 舞石冬峨联氓 镗茹 隔嵌蜊螺 一l 卜件斧簪罐昧讣 娶甍 孕钟氐巾帐 融 1墨匿匿惶一昌橱硝呔 脚占占船爿划 城 ：b 蚺 匿 * 器帐，枷 嘲每糕，蛰 胆恤察鬻 噬鞲魏爆 蜒鞘旷剥鞲 醒1 怒呔稍 q n 隧 穆鬣医瞄 ，脚懈r 娥醚 融 暖匿招重粼 帚钟薯* 出 粼逊辎 目，蚺蕊避 g 舟瓣廿 姜娶譬 石峡罨葵 螺谁匿糖睿 蠕j 盍； ”，喂* 睁爆，捃， 躐，躐， 霞 囊5 蝶，露p 卜世巾卑 l 如莹蚺j蜒剥鬻 卧察墨最枣u 衄话脚裂 ，许补器谁目 柩晰删 巾 l 搿 雌獒辍长零巅蛐葵+ 卧甚趟* 如 脚 衄钟， 繇 * 冬搴， 列，邀嗤 箕剥葡妻吲姑 扑，稚椎罐謦螺，鄙， 睦楼咏 婚刷 吠 巅冰唰脚砖缸审帐螺景i f 女 1 ，铤m 县 茹便舔 垂妻器 螺 忿 隔睦 刚 瓣 瓠 罨饔， 薹瓣， 嬗爱豢 蛳 弹脚匿延： 量督帮l r l n 喀肆脚出i霜磬峨脚霆 斗 | 照， 珞b 卜散脚磊。 墓囊蓑 繇 这i 长 器 妒2 二螺毕丘卧蝻豁 烈 姆糌输 蒸 妥幂_ 蜒螺 基塔 ， 卣愈 二张酬器 h 型： 舡鞘 由辎 世巾 陆脚 嚣3 s 巾 嚣冀互 曷 - - j 7 、成果验证 本调查研究涉及国内外多个单位，历时两年有余，在本文最终定稿收尾之际，报 告中的一些内容已经被出版发表，尤其值得注意的是报告的建议部分内容已经被政府 有关部门采纳应用，得到实践检验与肯定，并产生了相应的社会和经济效益择其重 点，简述于下 一、政府引导、项目支持 上海市发改委，经委等政府部门均把汽车电子作为上海汽车工业振兴的重要内容， 列入部门“十一五”发展规划，并且在产业发展指南中列为优先发展的领域。在2 0 0 6 年上海市集成电路和软件发展资金支持的项目中，汽车电子相关的项目占到了1 6 。嘉 定、浦东等区县也制定相应的制度，把汽车电子作为区域发展的重点之一通过招标 采购等形式，卫星定位系统、行车记录仪汽车电子产品等在交通运输行业得到较为广 泛应用 二、企业研发成果频现，企业效益明显提升 近年来上海在汽车电子传感器车身电子，车载信息系统以及新能源汽车发动机 电子控制、计算机辅助设计等领域自主研发不断涌现一批新成果。如上汽集团成立了 独立的汽车电子研发企业，上海交大，同济大学均参加了上汽新自主品牌汽车荣威中 电子部分的研发，东方久乐，飞乐沪工等一批民营企业脱颖而出，产品在国内同类产 品市场占有率的前三位，企业效益得到较大提高。经过8 0 0 0 公里跑车试验，上海汽车 电子工程中心设计出国内首台c a n 总线控制大客车。 三、产业基地落成、吸引力乍现 2 0 0 5 年2 月，经上海市发改委，上海市信息委联合批复，同意嘉定区政府在黄渡 设立上海汽车电子基地，一期建设面积约1 1 7 0 亩，重点吸引汽车电子研发企业，兼顾 关键零部件制造。目前，基地领导小组和办公室均已开始运作，大连新能源、中科计 算所等单位签署入住协议，成为国内新能源汽车电子、汽车电子控制的研发和制造新 兴高地与此同时，信息产业部汽车计算平台专家委也与浦东新区达成共建协议，在 金桥规划建设汽车计算平台研究院。 附件 中国汽车电子产业专利情况调查 引言 壁：! 叁主生王芒些烫盖菹国 汽车电子是汽车和电子信患的交叉领域，随着现代电子技术的飞速发展、计算机 技术、电子控制技术在汽车上的广泛应用，已使得汽车已从传统意义上的机械产品，逐 步演化和发展成为智能化、信息化及机电一体化的高技术产品。 汽车电子分类随着世界汽车电子技术朝着集成化、智能化、网络化、模块化的方 向发展，各个不同领域对汽车电子这一概念的外廷和内涵的界定比较混乱且存在领域 的交叉与融合。汽车电子的集成化发展可分为综合控制，制动控制、总线连接、底盘 控制四个方面，将使发动机管理系统和自动变速器控制系统集成为动力传动系统 ( p c m ) ；将使制动防抱死控制系统( a b s ) 、牵引力控制系统( t c s ) 和驱动防滑控 制系统( a s p ) 综合在一起进行制动控制；通过中央底盘控制器，将使制动、悬架、 转向、动力传动等控制系统通过总线进行连接；控制器通过复杂的控制运算，对各子 系统进行协调，将使车辆行驶性能控制到最佳水平，形成一体化底盘控制系统( c u u ) 从汽车电子的网络化趋势，随着电控单元的增多，不同性质的网络应用和实现的功能 不同，将从车内网络向车际网络发展从汽车电子网络化应用特点看，分为车身总线、 动力总线、多媒体总线网络。技术的智能化和供货模块化必将是发展之路 本调查报告为了更好地揭示将汽车电子产业发展历程与专利技术之间的联系，我 们将汽车电子定义为车体汽车电子控制装置和车载汽车电子控制装置的总称车体汽 车电子控制装置，包括动力总成控制系统、底盘控制系统和车身电子控制系统，车载 汽车电子包括车载卫星导航及全球定位系统和车载娱乐系统。 q ：釜叁主皇亡些生煦色堡亡拯 随着我国经济的快速发展，汽车工业和信息产业已经成为我国经济发展的第一和 第二大支柱产业，是我国经济持续快速成长的晴雨表汽车电子产业作为这两个高速 7 3 成长产业的交叉领域，如何增强其技术创新能力推动两大支柱产业的发展已知识经济 时代的快速发展，自主知识产权的创造、占有和利用，已经成为促进一个企业、一个 产业和一个国家经济发展的至关重要的因素，也正在成为一个众所瞩目的焦点 在知识经济快速发展的时代，自主知识产权的创造、占有和利用已经成为衡量促 进一个企业，一个产业创新能力的标尺，也是关系一个国家经济可持续发展的至关重 要的因素。当前，我国汽车电子的发展已经进入快速发展的阶段，但是与世界汽车电 子业跨国公司的差距相当大回顾1 9 8 5 年至今的汽车电子领域的专利，我们发现国内 的汽车电子专利主要集中非核心技术领域，例如：汽车电子仪表，汽车电子空调等方 面，汽车电子最重要部分的核心技术专利大部分掌握在国外的大型企业手中 在本报告第三章中我们将对1 9 8 5 年至今的汽车电子各系统中截止至2 0 0 5 年底， 国内已公开的专利数据进行详细的分析，以求从中总结过去的2 0 年汽车电子行业的技 术发展经验，并从中寻求一条能引导国内汽车电子企业快速健全知识产权体制，增强 自主创新能力的捷径。 7 4 附件 中国汽车电子产业专利情况调查 第一章我国汽车电子产业概况 汽车工业作为我国国民经济发展的重要支柱产业，已经步入持续快速发展时期， 汽车电子技术的飞速发展和对汽车技术进步的贡献有日共睹如何发展我国汽车电子 产业，加快自主研发新技术并加以应用和推广，使之在较短时间内形成规模，满足国 内汽车市场的需求，并走向国际，已经成为政府、汽车企业和专家学者广泛关注的课 题 1 9 8 0 年全球汽车电子市场的销售额只有4 0 亿美元，1 9 9 0 年为2 0 0 亿美元，2 0 0 0 年为6 0 0 亿美元，到2 0 0 8 年全球汽车电子系统的总需求将增长到1 5 0 0 亿美元，并将 保持增长的态势。同时，汽车电子在整个汽车制造成本中所占比例越来越大据统计， 1 9 9 1 年国际上每辆汽车平均消耗电子装置的费用占整车的1 0 ，1 9 9 8 年达到1 5 ， 2 0 0 3 年已提高到2 0 以上，有数据显示，2 0 1 0 年在轿车上该比例将增长到3 5 。我国 汽车电子产业增速高于全球汽车电子产业，2 0 0 2 年我国汽车工业销售收入为5 6 2 5 亿 元，2 0 0 3 年我国共销售汽车电子产品2 4 8 8 万套，销售额达3 0 0 4 亿元，分另4 比2 0 0 2 年增长3 3 7 和4 1 5 。按照2 0 的年均增长速度，2 0 0 5 年时我国汽车需求将超过5 5 0 万辆，汽车市场销售额将达到1 万亿元，其电子产品价值含量按2 5 3 0 ，折算汽车 电子产品市场规模大约可达到2 5 0 0 - 3 0 0 0 亿元。 但与国外汽车电子产品相比，我国汽车电子产品的应用层次十分落后生产和应 用的电子产品技术含量较低，一些在国外已经成熟的技术在国内则刚刚起步据统计， 我国汽车电子电器企业或涉及汽车电子电器的企业约1 0 0 0 余家，但绝大多数企业规模 都很小，产品单一并且技术含量低，与世界汽车电子业跨国公司的差距相当大。目前， 国内在整车几大总成的电子控制系统方面也有一些自主开发的产品，但总体水平与国 外相比差距很大。我国汽车电子产品与国际先进水平相比，要落后l o 一1 5 年，主要差 距是在电子控制单元的软硬件、传感器、执行器，系统的可靠性和控制精度方面。这 些产品的主要技术来源于国外，虽然某些产品已形成一定的生产能力，但是规模化生 产还未形成 中国本土的汽车电子产业尚处于起步阶段，急需有研发能力的厂商弥补技术空洞 的缺口落后国际先进技术水准至少十年的中国本土汽车电子厂商一直向往能借重台 湾电子业上、中、下游完整体系的优势，共同研发出属于中国人本身的产品，挑战国 际大厂，这是一个千载难逢的机会。随着未来汽车市场的快速发展和汽车的电子价值 含量迅速提高，我国汽车电子产业将形成巨大的经济规模效应，成为支持汽车工业发 展的一门相对独立的新兴支柱产业。 ! 星逸主鱼i 亡些塞薹堑迟亡抠筮喳数重墨丝 2 0 0 6 年是我国加入w t0 的第五个年头，这是进入一个后w to 年代，前w t o 年代主要注意力是集中在有形的贸易保护上，而后w to 年代将使竞争转向一种无 形的更为激烈的，难度更大的知识产权所构成的技术壁垒上这必须引起我们极大的 关注，国际上汽车电子发达国家，既拥有先进的科技，又拥有强大的知识产权体制， 并且根据国际汽车电子产业的发展形势不断地在完善和充实之中 2 0 0 4 年国家发展和改革委员会颁布的汽车产业发展政策中专门界定了自主产 权的内涵，并且鼓励汽车生产企业提高研发能力和技术创新能力，积极开发具有自主 知识产权的产品，实施品牌经营战略。特别强调了汽车生产企业要努力掌握汽车车身 开发技术，注重产品工艺技术的开发，并尽快形成底盘和发动机开发能力。比较于1 9 9 6 年的汽车产业发展政策政府职能部门已经意识到知识产权对今后汽车产业可持续 发展的巨大影响力，已开始初步部署知识产权战略，大力鼓励汽车企业增强产品开发、 自主开发意识的精神，不断进行品牌的创新，技术的创新，以确保自身的竞争优势和 消费者对品牌的忠诚度同时强调自主开发，并非封闭的片面的自主，而是开放的全 面的自主新的产业政策以及后续的相关配套优惠政策和措施的陆续出台会进一步鼓 励企业特别是大企业集团，坚持开放自主的原则，坚持技术创新，加大与国际著名汽 车设计和制造公司的合作力度，瞄准前沿技术，加快与国际标准接轨，不断提高自主 开发能力 当前，我国汽车电子产业的知识产权保护还是处在一个低级、无序、零散、保守 的状态为了改变这种局面，无论是政府，还是汽车电子的研发和生产企业都需要结 合自身情况，因地制宜，自上而下地制定一套具有远瞩性的知识产权战略，通过战略 的部署、强化知识产权体系来逐步完成这一项复杂的严密的社会化系统工程。我们可 喜地看到政府职能部门已在产业政策中从各个层面上鼓励企业自主研发，逐步部署适 合国内企业的知识产权战略。而对于企业而言，实现从简单的加工制造向高新技术转 型需要一个比较长的周期，但是只要制定针对企业自身特色，科学可行的知识产权的 战略，将创新，研发，品牌知识产权保护工作体系密切联系起来，把知识产权保护工 作贯穿于企业创新研发，生产经营的全过程便可以加速提升产业素质从而提高国际竞 争力，使之更好地参与全球汽车电子产业的分工体系中去，使我国汽车电子产业成为 全球汽车电子产业保证其可持续发展。 中国汽车电子产业与国际上的合作多效处在一个不平等状态技术市场的产品没 有明码标价，知识产权赋予企业特有的垄断性成为企业占据、支配市场最犀利的武器， 同时知识产权的排他性成为贸易活动一项不可逾越的技术壁垒带来了市场的支配权 利。目前，国内涉及国际汽车电子最新核心技术的企业，都要为专利、技术转让等付 出高昂的费用，企业涉及的知识产权纠纷近年来也明显增加。如今正值国内汽车电子 产业快速成长期，知识产权体制的落后、自主产权技术的匮乏无疑已经成为约束国内 企业竞争国际市场的拦路虎因此，对于国内汽车电子这一朝阳产业而言，部署知识 产权战略和加速健全知识产权体制将确保国内整个行业在今后日益激烈的国际竞争中 取得通向世界市场的通行证；同时，也只有这样才能确保整个产业的可持续发展，进 一步带动国民经济的发展。 在上海硅知识产权交易中心大力支持下，基于国家知识产权局集成电路专利数据 库，我们对中国汽车电子产业专利情况进行调查，形成了本报告。 第二章我国汽车电子行业主要技术领域现状和专利分析 2 1 1 趁左簋盛整劐丕缠 汽车动力总成( p o w e r - t r a i n ) 由输出动力的发动机和实现扭矩转换的变速器两部 分组成。动力总成控制系统的性能很大程度上决定了整车的动力性能、经济性能和排 放性能。动力总成控制系统主要包括了发动机电子控制和变速器电子控制 2 1 1 发动机电子控制 发动机电子控制一直是汽车控制系统的核心内容，现代的发动机电子控制主要包 7 7 括：电子控制燃油喷射系统、点火控制系统、怠速控制系统、废气再循环控制系统等。 通过调查，该领域的专利申请总量为2 0 3 4 件，其中我国企业和个人申请量为1 0 5 2 件，占总数的5 1 7 ，见图卜1 图1 - 1 发动机电子控制系统的专利申请国家地区分布 从1 9 8 5 年开始，每年专利申请量总体保持上涨趋势，从2 0 0 2 年起，专利申请数 量更是保持了高幅度增长，至2 0 0 4 年已达2 5 8 件，而且今后仍然有望继续保持大幅度 增长具体专利申请的时问分布见图卜2 ： 图1 - 2 发动机控制电子系统的专利年申请量 从2 0 0 2 年起，日本企业开始大量在我国申请该领域的专利，形成了一定的垄断。 在2 0 0 2 年，日本企业的专利年度申请数量已开始经超过我国企业，到2 0 4 年，日本企 业专利年度申请数量数量已是我国企业的一倍。见图卜3 。 图1 - 3 不同国家在中国的年度申请量 从专利权人分布看，申请数量占前l o 位全部是外国著名公司，排名及数量分布如 下图和下表所示： 图卜4 发动机控制电子系统专利申请的专利权人分布 申请( 专利权) 人专利数量 罗伯特一博世有限公司 1 3 2 本田技研工业株式会社 1 0 1 日产自动车株式会社 8 7 丰田自动车株式会社 7 2 三菱电机株式会社 4 1 株式会社电装 4 1 日立集团3 1 西门子集团 2 0 雅马哈发动机株式会社 2 0 三菱自动车工业株式会社 1 9 表卜1 发动机控制电子系统专利申请的专利权人分布 由上表可见，一些外国公司( 主要是德国和日本公司) 已经以专利的形式垄断了 主要的发动机电子控制技术。我国只有一些大学( 如天津大学清华大学、上海交通 大学) 申请少量专利。此外，该领域我国大量专利申请为个人申请，企业申请数量少， 很难系统应用于规模化产业当中，而且申请本身技术含量较低 8 0 从主要技术方向结合i p c ( 国际专利分类) 看，专利申请数量前五名的国外企业和国 内企业个人在该领域的主要技术方向如下图所示： 图1 - 5 国外主要企业专利技术方向统计 图1 - 6 国内主要企业个人专利技术方向统计 由上圈可以看出，发动机电子控制系统中，国外主要企业在f 0 2 d 4 1 ( 可燃混合气 或其组分供给的电气控制) ，以及f 0 1 n 3 ( 排气或消声装置，它具有净化，使变为无毒 的或其它的排气处理装置) 方面申请了较多专利，其专利主要集中在技术含量较高的 燃油喷射控制方面，且近年来在废气净化控制专利申请量也开始逐步增加。 在国内专利中，大学申请主要集中在f 0 2 d 4 1 ( 可燃混合气或其组分供给的电气控 制) ，但绝对数量低。个人申请主要集中在点火装置上，且绝对数量大、技术难度低， 由此可见，国内外专利技术方向区别明显 2 1 2 变速器电子控制 自动变速器通过采用电子装置，根据汽车行驶的需求自动实现变速匹配特性 通过调查，该领域的专利申请总量为7 5 6 件，其中我国企业和个人申请量为3 0 0 件，占总数的3 9 7 ，见图2 - 1 。 图2 一l变速器电子控制系统的专利申请国家地区分布 从1 9 8 5 年开始，每年专利申请量总体保持平稳上涨趋势，从2 0 0 1 年起，专利申 请数量更是保持了高幅度增长，至2 0 0 4 年已达1 4 4 件，而且今后仍然有望继续保持大 幅度增长。具体专利申请的时间分布见图2 2 ： 图2 2 变速器控制电子系统的专利年申请量 我国在该领域的专利申请数量从2 0 0 1 年开始大量增加，且保持一定的增幅从 2 0 0 3 年起，日本企业也开始在我国部署大量专利申请，其专利申请数量远超于德国和 美国。见图2 - 3 图2 - 3 不同国家在中国的年度申请量 从专利权人分布看，申请数量占前1 0 位全部是外国著名公司，排名及数量分布如 8 3 下图和下表所示： 图2 4 变速器控制电子系统专利申请的专利权人分布 申请( 专利权) 人专利数量 易通公司 6 2 丰田自动车株式会社 2 9 现代自动车株式会社2 6 本田技研工业株式会社 2 3 三电有限公司 1 9 卢克摩擦片和离合器两合公司 1 8 通用汽车公司 1 5 日产自动车株式会社 1 3 腓特烈斯港齿轮工厂股份公司 1 1 伊顿公司1 1 表2 - 1 变速器控制电子系统专利申请的专利权人分布 由上表可见，美国的易通公司、日本的丰田自动车株式会社，本田技研工业株式 会社等以及韩国的现代自动车株式会社等众多国外企业在变速器控制电子系统申请了 较多专利，已经初步形成一定的垄断局面我国只有一些大学( 如吉林大学、华南理 工大学) 和安徽昊方汽车空调电磁离合器有限公司、中国第一汽车集团公司等企业申 请少量专利此外，该领域我国大量专利申请为个人申请，申请本身技术含量较低。 从主要技术方向结合i p c ( 国际专利分类) 看，专利申请数量前五名的国外企业和国 i m 内企业个人在该领域的主要技术方向如下图所示： 图2 - 5 国外主要企业专利技术方向统计 图2 - 6 国内主要企业个人专利技术方向统计 由上图可以看出，变速器电子控制系统中，国外主要企业在f 1 6 h 6 1 ( 靠控制变速 或换向传动装置内的功能而传送旋转运动) ，以及b 6 0 k 4 1 ( 驱动装置的联合控制；其 中至少两个分总成采用联合控制) 方面申请了较多专利。 豁 在国内专利中，申请主要集中在f 1 6 d 2 7 ( 磁力驱动离合器；其所用的控制或电路) 和f 1 6 h 6 1 ( 靠控制变速或换向传动装置内的功能而传送旋转运动) 上，但绝对数量低 技术点分散。 2 ：2 底壅鱼整劐丞缝 汽车底盘电子控制系统主要包括了电子控制悬架系统，汽车巡航电子控制系统、 制动电子控制系统以及电动助力转向系统等。 2 2 1 电子控制悬架系统 通过调查，该领域的专利申请总量为1 0 6 件，其中我国企业和个人申请量为3 6 件， 占总数的3 4 0 ，见图3 一1 图3 - 1电子控制悬架系统的专利申请国家地区分布 从2 0 0 3 年起，该领域的专利申请数量有了较大的增幅，至2 0 0 4 年已达2 1 件，预 计今后仍然有望保持继续增长。具体专利申请的时间分布见图3 2 ： 图3 - 2 电子控制悬架系统的专利年申请量 我国在该领域的专利申请数量从2 0 0 0 年开始大量增加，且保持一定的增幅日本 企业在1 9 9 8 年和2 0 0 4 年分别在我国申请了较多专利，总体上我国的专利申请周期落 后于日本见图3 - 3 图3 - 3 不同国家在中国的年度申请量 从专利权人分布看，申请数量占前1 0 位全部是外国公司，排名及数量分布如下图 和下表所示： 图3 4 电子控制悬挂系统专利申请的专利权人分布 申请( 专利权) 人专利数量 株式会社丰田自动织机制作所 8 株式会社万都 5 株式会社优尼希雅杰克斯 5 伯斯有限公司 4 爱信艾达株式会社 4 戴姆勒一奔驰公司 3 丰田自动车株式会社 3 五十铃自动车株式会社 3 现代自动车株式会社 3 日产自动车株式会社 2 表3 - 1 电子控制悬挂系统专利申请的专利权人分布 由上表可见，电子控制悬挂系统的专利申请主要还是由国外企业垄断，国内申请 主要集中在相关科研院校，且申请的绝对数量较低。 从主要技术方向结合i p c ( 国际专利分类) 看，专利申请数量靠前的企业和国内企业 个人在该领域的主要技术方都集中在b 6 0 g 1 7 ( 具有调整弹簧或减振器特性、调整车辆 支撑面与弹簧悬架部分之间的距离，或锁止悬架以适应各种车辆或路面条件使用的需 要，例如根据速度或负载的需要而配置的弹性悬架) 。 2 2 2 汽车巡航电子控制系统 通过调查，该领域的专利申请总量为2 4 9 件，其中我国企业和个人申请量为1 6 9 件，占总数的6 7 9 ，见图4 - 1 图4 - 1汽车巡航电子控制系统的专利申请国家地区分布 从1 9 8 5 年开始，每年专利申请量总体保持平稳上涨趋势，从2 0 0 1 年起，该领域 的专利申请数量有了较大的增幅，至2 0 0 3 年已达3 6 件，2 0 0 4 年专利申请数量有所回 落，预计今后申请数量将缓慢回落。具体专利申请的时间分布见图4 2 ： 图4 2 汽车巡航电子控制系统的专利年申请量 我国在该领域的专利申请数量从2 0 0 1 年开始大量增加，到2 0 0 4 年开始缓慢回落 日本企业和台湾企业也在2 0 0 1 年加大了在我国申请专利的力度，但绝对数量较少我 国的专利申请高峰期与世界其他企业保持一致。见图4 - 3 图4 - 3 不同国家在中国的年度申请量 从专利权人分布看，申请数量占前几位的企业包括了外国公司中国企业和个人， 表明该领域技术相对分散，排名及数量分布如下图和下表所示： 图4 - 4 汽车巡航电子控制系统专利申请的专利权人分布 申请( 专利权) 人专利数量 日产自动车株式会社 8 现代自动车株式会社 7 丰田自动车株式会社 7 欧阳抗美 5 松下电器产业株式会社 4 清华大学 3 李铁伟 3 李扬荣 3 株式会社小松制作所 3 日产柴油机工业株式会社 2 表4 - i 汽车巡航电子控制系统专利申请的专利权人分布 由上表可见，该领域的专利较为分散，国内的大学和个人都有一定涉足，但是国 内相关企业仍未有所突破 从主要技术方向结合i p c ( 国际专利分类) 看，专利申请数量靠前的企业在该领域的 主要技术方向如下图所示： 9 1 图4 5 国外主要企业专利技术方向统计 由上表可见，汽车巡航电子控制系统领域的专利申请中，国外企业申请的技术方 向主要集中在b 6 0 k 3 1 ( 用于自动控制车速的车辆配件，即防止车速超过某个任定的速 度或保持车速在车辆驾驶人员特地选定的速度上) 2 2 3 制动电子控制系统 制动电子控制系统主要包括：制动防抱死控制系统( a b s ) 驱动防渭控制系统 ( a s r ) 以及车辆动力学控制系统( v d c ) 等。 通过调查，该领域的专利申请总量为6 8 8 件，其中我国企业和个人申请量为5 2 9 件，占总数的7 6 9 ，见图5 - 1 图5 - 1 制动电子控制系统的专利申请国家地区分布 从1 9 8 5 年开始，每年专利申请量总体保持平稳上涨趋势，今后仍然有望继续保持 一定增长幅度。具体专利申请的时问分布见图5 2 ： 图5 - 2 制动电子控制系统的专利年申请量 我国在该领域的专利申请数量从1 9 9 5 年开始大量增加，到2 0 0 4 年开始缓慢回落 国外企业在我国也有一定的专利申请，但绝对数量较少。见图5 3 。 图5 - 3 不同国家在中国的年度申请量 从专利权入分布看，申请数量占前几位的企业主要是外国公司，表明国外在该领 域占有垄断，排名及数量分布如下图和下表所示： 图5 4 制动电子控制系统专利申请的专利权人分布 申请( 专利权) 人专利数量 本田技研工业株式会社 1 0 罗伯特博施有限公司 7 达纳公司 6 大宇电子株式会社 6 丰田自动车株式会社 6 石奇文 6 王文臣 5 易通公司 5 大陆一特韦斯贸易合伙股份公司及两合公司 5 i t t 欧洲自动车股份公司 5 表5 - 1 制动电子控制系统专利申请的专利权人分布 由上表可见，国外企业在该领域的专利处于垄断，国外企业在该领域拥有较多核 心技术，国内申请虽然数量庞大，但是大多都是个人申请，技术含量相对较低，国内 相关企业在该领域与国外企业仍有较大差距 从主要技术方向结合i p c ( 国际专利分类) 看，专利申请数量靠前的企业在该领域的 主要技术方向如下图所示： 图5 - 5 国外主要企业专利技术方向统计 由上表可见，制动电子控制系统领域的专利申请中，国外企业申请的技术方向主 要集中在b 6 0 t 8 ( 调节i 车轮制动力的装置以适应车辆或