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中美貿易戰又迎來了高潮,美國不但惡意封殺華為,在美國的淫威下,歐洲、日本的一些企業也終止了和華為的合作。好在華為早就意識到命門不能握在別人手里,提前布局了「備胎計劃」,才有了如今應對美國制裁的底氣。
那起步晚、技術落後的中國汽車行業,又有多少命門握在外國人手里呢?我們有沒有自己的備胎計劃?如果有朝一日,美國制裁我們的汽車,我們又有多大底氣呢?
沒有汽車晶片,中國汽車就沒有未來
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麒麟系列晶片是華為應對制裁的底氣,而晶片對汽車的重要性並不比手機差。發動機控制、電池管理、ESP、甚至懸架、氣囊等,全都離不開晶片。而且隨著汽車的智能化和自動駕駛,對晶片的要求會越來越高。
在各種車載晶片上,控制發動機的ECU晶片是中國車企最大的死穴。發動機ECU就是發動機的大腦,通過收集水溫、節氣門、正時參數、曲軸位置等信息,最終發出指令,控制發動機工作。
發動機ECU和各種傳感器、執行器,一起組成了發動機管理系統。而目前博世、德爾福、法雷奧、電裝等幾家,壟斷了這個市場90%以上的份額。國產品牌中只有奇瑞能獨立生產發動機管理系統,但系統的核心晶片卻來自美國飛思卡爾。
直到2018年4月蘇州國芯生產的,大陸第一顆汽車發動機控制晶片才完成台架測試。但是可量產的、穩定供貨的,國產發動機控制系統核心晶片依然遙遙無期。當然,沒有這個發動機控制系統,發動機也可以工作,只不過少了精確控制,發動機的熱效率只能回到20年前的水平。
當然,未來的電動車可能不需要發動機了,但電動車卻更加依賴晶片,電動車的變壓、變頻、交流變直流等,都依賴IGBT晶片。IGBT就是電動車電池管理的中樞神經。
而如火如荼的中國電動車中,98%以上的IGBT晶片依賴進口。其中德國的英飛凌一家就包攬了7成份額。國產廠家中,比亞迪和士蘭微、華微、嘉興斯達等,則分享了那不到2%的市場。但IGBT目前已經發展到7.5代,大陸目前仍處於第三、四代水平上。
其差異就是裝同樣大的電池,特斯拉能跑600公里,我們的國產電動車真實續航也就二三百。所以,如果不攻克IGBT晶片,不掌握核心技術,電動車彎道超車就只能是個泡影。
此外,未來的汽車一定是智能化和自動駕駛,而自動駕駛汽車,未來將成為晶片最大的終端用戶。而且對晶片的處理速度和穩定性也會有更高的要求。因為汽車晶片的使用環境比手機、電腦更惡劣,要求也更高。
畢竟手機可以卡頓,電腦可以宕機,自動駕駛汽車如果卡了,後果將不堪設想。而且車載晶片的壽命要比電腦、手機晶片高出好幾倍。不管電動汽車還是自動駕駛,作為汽車發展的方向,都對晶片提出了更高的要求,所以沒有汽車晶片,中國汽車就沒有未來。
渦輪增壓器,國產品牌聊勝於無
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渦輪增壓車型的普及程度已經不言而喻,但不幸的是,霍尼韋爾、博格華納、三菱重工、IHI株式會社等,少數幾家外國公司占據了全球95%的份額。
國內的寧波天力和湖南江雁等雖也能生產,但只能說聊勝於無。在性能、可靠性上和國外產品存在較大差距。主流車企幾乎沒人敢用,市場份額不值一提。
渦輪增壓器的工作環境十分惡劣,普通渦輪工作溫度在600-1000多度,轉速高達每分鐘3萬多轉。而且必須可以應對連續幾十個小時的工作。 這對整個渦輪尤其是渦輪軸承的強度、耐高溫性、耐磨性、熱膨脹系數等,都有極高的要求。而這歸根到底還要回到材料學上。
目前渦輪的製造材料主要是,特種鈦合金和陶瓷材料。這種材料都是跨國巨頭們的核心機密,目前我們還無法掌握。加工工藝也是一道攔路虎,目前國內的渦輪、葉輪一般採用鑄造成型,而國外已經在用金屬注射成型或電磁鑄造。
在加工精度上,國外能控制在微米級別。而國內加工精度不夠,主要是因為我們的高精度機床差距太大。曾有學者指出:一切牛逼設備拼命往細拆,最終發現都是材料技術。而機床又被稱為工業之母。所以渦輪增壓器之所以被壟斷,歸根到底是因為我們的材料學和機床上的落後。
一層隔膜兩重天
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中國推廣電動汽車的力度和決心,大家有目共睹,電動車市場也熱鬧非凡。電動車最核心的是電池。在鋰電池領域存在著一個「四國遊戲」。美國引領著鋰電池原始創新、核心材料研發。日本能製造出最先進的成品電池。韓國正在跟進日本。中國憑借人工和原始材料相對便宜,在出貨量上占有優勢。但中國鋰電池的核心技術卻受制於人。
鋰電池有四大核心材料:正、負極材料、電解液和隔膜。前三項我們都已經攻克,唯獨隔膜仍被外資壟斷。隔膜的性能決定了電池的容量、循環以及安全性能等,是鋰電材料中技術壁壘最高的一環。
世界上最好的鋰電池隔膜,出自旭化成和東燃化學兩家日本公司,而國內鋰電池鋁塑膜九成份額,也被昭和電工等日企壟斷。國內能生產鋰電池隔膜的企業主要有,北興新材、上海恩捷、勝利精密等。但國產企業主要生產低端產品,用於高性能鋰電池的隔膜,幾乎完全依賴進口。有些廠家即便能生產,包括塗布機在內的核心設備也依賴進口。
制約國產企業的主要壁壘,主要是隔膜的生產材料、設備和工藝。而這不僅需要巨額投入,還不一定有產出,有產出也不一定比國外同行先進,也就意味著不一定有市場。門檻極高、回報很渺茫,所以這個行業少有人問津。
但鋰電池發展要想不受制於人,隔膜等高端材料就無法回避。希望國產企業能及時補課,中國電動車的七寸才能握在自己手里。
保命神器ESP,博世一家獨大
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一款車是不是全系標配ESP,已經是衡量一款車厚道與否的標準。目前德國博世、美國天合、德國大陸、日本電裝、日本愛信和美國德爾福,這6家幾乎壟斷了全世界的ESP市場。
國產車的ESP供應則幾乎被博世壟斷,直到2017年比亞迪才開發出第一套國產ESP,不過博世得知這一消息後,馬上找到比亞迪,表示願意以成本價供應最新版本的ESP。
對此,亞迪也就欣然接受了,畢竟自已批量生產費心費力,性能還不夠好。索性就直接成本價採購博世的ESP了。其實ESP的難點到不在於生產,在於大量的數據的積累和分析。
只有基於足夠多的數據,ESP才能更好的估算駕駛員的預期。才知道什麼時候應該介入、介入多少。才能在保證安全的前提下,又顯得足夠聰明。對ESP來說,海量的數據和對數據的分析,就是核心競爭力。
而這一點沒有別的辦法,只能是跑。搭載博世ESP的車型累計出來的幾十億公里的數據,是任何一家自主品牌都做不出來的。所以ESP行業馬太效應愈發凸顯,一家獨大、贏者通吃,後來的自主品牌想跟博世競爭,不是越來越容易,反而是越來越難。
和ESP類似,國產車的自動駕駛輔助系統(ADAS)也被博世壟斷著,原因是一樣的,自動駕駛輔助系統的先進程度,也是基於海量數據算出來的。任何一家國產車企想獨立開發,不但成本更貴,性能也相去甚遠。而博世成熟的系統,又便宜又成熟。所以國產車企大多都是拿來主義。
AT變速箱,國產車之殤
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如今自動擋的普及程度越來越高,而變速箱又是汽車三大件之一,重要性不言而喻。但自動變速箱卻是中國車企最大的痛。其中AT變速箱是最大的痛點,主流國產車企的AT變速箱幾乎被愛信壟斷。國產AT變速箱主要有三家,DSI、山東盛瑞、東安動力。
DSI是吉利從澳大利亞買來的一家企業,但是其6AT技術老舊、油耗超高。博瑞的6AT寧可買現代派沃泰的,也不用自家DSI的。後來乾脆把DSI轉手賣了出去。
山東盛瑞就厲害了,不但量產了8AT,還研發出來13AT。但只有一些國產三線品牌敢用,比如陸風X7、比速T5等。實際表現上平順性、油耗、可靠性,都比較感人,進步空間還非常大。
東安動力的6AT,就目前報導來看,相對成熟一些,已經和眾泰、海馬等簽署協議,但搭載車型太少、時間太短,具體表現還很難確定。但和愛信6AT相比,解決的也主要是,有和無的問題,性能表現還不在一個水平上。
那AT變速箱到底難在哪里呢?以中國的仿制能力,為什麼自己遲遲造不出來呢?AT變速箱的技術原理並不難,難的是對生產精度的控制和材料的選用上。AT變速箱內部主要是齒輪,而且是N多個行星齒輪組成的齒輪組。這就需要每個齒輪的精度都極其高,否則每個齒輪有一點誤差,最終的誤差就會成指數增長。
而加工這些高精度齒輪的機床,咱們國內是沒有的。而且這種高精度機床,都是對中國進行嚴格禁運的。因為它不但能用於民用工業,也能用於軍事工業。所以說到底,和渦輪增壓器一樣,根源的問題還是在於我們缺少,被譽為工業之母的高精度機床。
其次,AT變速箱對齒輪鋼材有著很高要求,齒輪需要在高強度、長時間的工作後,仍然保持良好狀態。而中國雖然是鋼材產量第一大國,但這種特種鋼材的冶煉技術,卻主要被德國、日本把持。
看到這大家會發現,其實很多問題的根源,追根到底還是材料學。加強對材料學等基礎科學的研究、投入,才是徹底扭轉我們技術劣勢的長久之計。
而且,以上都是基於技術層面來說,從市場角度看,自研AT變速箱是一件,投入大、風險高、難度大、周期長的買賣。不但過程中會面臨愛信等龐大的專利壁壘,費盡九牛二虎之力後,研發出的產品可能還比愛信落後一兩代,結果根本賣不出去。或者裝到車上,消費者並不買單。所以車企、零件廠商,對自己研發AT也都興趣不大。
算法不精,國產工業機器人有點笨
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在如今的汽車工廠里,已經很少看到工人繁忙的場景,取而代之的是一排排工業機器人。而在高端工業機器人領域,95%的市場被外資壟斷。可以說,如果不依賴進口,中國汽車可能還是工人用錘子鑿出來的。
工業機器人領域有四大家族:日本發那科、安川、德國庫卡、瑞典ABB,在高端工業機器人領域,他們幾乎瓜分了中國95%的市場份額。
工業機器人要想完成複雜又精確的動作,其大腦也就是核心控制器必須足夠聰明。而核心控制權的差距就體現在算法上。好的算法,幾千行就能讓機器人穩定運行不出故障;差的算法,幾萬行也達不到人家的水準。
這就好比,剛拿駕照的新手和經驗豐富的賽車手,上路之後差距一目了然。而不成熟的算法,還會拖慢機器人的運轉速度。
同樣的硬件下,算法、軟件的不同,成本也相差無幾,但「四大家族」的產品就能貴上10倍。據某主機廠工作人員說:「工廠里一百多台‘四大家族’設備,一年也出不了幾次故障;如果用國產機器人,故障率可能是人家幾倍。」
不過慶幸的是,2017年美的集團以292億人民幣,直接收購了四大天王之一的,德國庫卡約95%的股份。而庫卡在全球擁有超過4000項專利,中國在這個領域,可以說一下子擠到了世界第一梯隊。
就像吉利收購沃爾沃一樣,美的收購庫卡也給中國汽車行業,做到跨越式趕超,指出了一條捷徑。
不過在美的收購庫卡的直接刺激下,德國通過了一項新法律,規定政府可在關鍵技術有可能落入,非歐盟買方手中的情況下,阻止外資收購德企超過25%的股份。很明顯這條法律就是為中國量身打造的。
所以,能買來的當然可以買,這是我們做到產業進步的捷徑。但很多核心技術是花錢也買不來的。對中國汽車來說,這些年我們雖然進步明顯,但核心科技依然缺失。
希望中國汽車也能像華為一樣,早早開啟自己的備胎計劃,不管我們會不會遭到美國制裁,核心技術掌握在自己手里才踏實。