全球硬體在環市場規模、份額和趨勢分析報告—產業概況和 2032 年預測

硬體在環市場規模

• 2024 年全球硬體在環市場規模價值11 億美元，預計到 2032 年將達到 24.6 億美元，預測期內 複合年增長率為 10.6%。
• 市場成長主要受到對複雜嵌入式系統先進且嚴格的測試需求不斷增長的推動，特別是在汽車和航空航太產業，安全性、可靠性和法規遵循至關重要
• 隨著技術的不斷進步，尤其是複雜模擬工具的開發以及車輛、飛機和工業設備中電子控制單元 (ECU) 和軟體的日益複雜化，必須使用 HIL 測試在經濟高效的即時環境中進行有效的驗證和確認。電動車、自動駕駛技術和自動化在各個領域的日益普及進一步推動了對 HIL 測試解決方案的需求

硬體在環市場分析

• 硬體在環 (HIL) 涉及一種測試方法，其中複雜系統的即時模擬與實體硬體結合以測試嵌入式控制系統。由於汽車、航空航太和工業自動化等行業的機電一體化系統日益複雜，這種方法在當今的工程環境中變得越來越重要
• HIL 測試的廣泛應用主要歸因於人們越來越認識到傳統實體原型設計和測試的局限性和成本，越來越注重在開發週期早期識別和解決設計缺陷，以及越來越認識到透過在虛擬環境中進行全面、可重複的測試，可以提高產品品質、縮短開發時間和增強安全性，從而帶來長期效益。
• 由於主要汽車和航空航太公司的存在以及對先進產品開發和驗證技術的投資不斷增加，北美將在硬體在環市場佔據主導地位，到 2024 年將佔據 34.1% 的份額
• 由於汽車產量不斷增長、電子行業不斷擴大以及基礎設施和自動化投資不斷增加，預計亞太地區將成為預測期內硬體在環市場成長最快的地區
• 閉環 HIL 領域預計將在 2024 年佔據市場主導地位，市場份額達到 55.9%，因為它能夠模擬物理和虛擬組件之間的即時回饋，這對於驗證複雜、安全關鍵的系統至關重要。

報告範圍和硬體在環市場評分       

硬體在環市場趨勢

“HIL 在汽車領域的應用日益廣泛”

• 全球硬體在環 (HIL) 市場的一個突出且快速增長的趨勢是汽車行業越來越多地採用該技術。這種日益增長的重視是由於車輛系統日益複雜、電動和自動駕駛汽車的出現以及嚴格的安全和監管要求
  • 例如，寶馬和豐田等主要汽車製造商以及博世和大陸等一級供應商都在大力投資和利用 HIL 測試。這些公司採用 HIL 系統來驗證和確認各種電子控制單元 (ECU) 和軟體的功能性和安全性，這些單元和軟體負責動力傳動系統控制、高級駕駛輔助系統 (ADAS) 和自動駕駛等關鍵功能
• 汽車行業廣泛採用 HIL 技術，無需物理原型或進行大量的道路測試，即可在模擬的真實條件下進行廣泛的測試，從而創造出更可靠、更安全的汽車。它有助於在開發週期早期識別和解決潛在問題，從而減少開發時間和成本。此外，HIL 測試對於驗證日益增加的軟體驅動功能以及確保符合嚴格的汽車安全標準至關重要
• 汽車公司越來越認識到傳統測試方法的局限性以及 HIL 為複雜電子系統提供全面、可重複驗證的潛力，這進一步增強了這一趨勢作為現代汽車工程和開發戰略關鍵組成部分的重要性。
• 汽車產業的各組織越來越認識到 HIL 在加速創新、提高汽車品質以及確保下一代汽車安全性和可靠性方面的潛力。這種越來越廣泛採用 HIL 的趨勢正在推動該領域的重大進步和投資
• 汽車行業對強大而高效的測試解決方案的需求正在快速增長，這促使製造商越來越多地依賴 HIL 技術來驗證為現代和未來汽車提供動力的複雜電子系統，最終提高汽車的效率和安全性。

硬體在環市場動態

司機

“嵌入式系統日益複雜”

• 人們越來越認識到先進技術的深遠影響，這是推動硬體在環 (HIL) 測試解決方案需求成長的重要驅動力。汽車、航空航太、機器人和工業自動化等各行各業的嵌入式系統日益複雜，需要複雜的測試方法來確保其正常功能、可靠性和安全性
  • 例如，領先的技術和工程公司，如國家儀器 (NI) 和 dSPACE，提供全面的 HIL 測試平台，使工程師能夠有效地管理複雜嵌入式系統中複雜的軟體和硬體互動。在汽車領域，現代車輛中 ECU 和感測器的數量不斷增加，尤其是隨著電動和自動駕駛功能的出現，體現了這種日益增長的複雜性。同樣，在航空航太領域，飛機的複雜控制系統需要進行嚴格的測試，通常需要使用 HIL
• 隨著這些嵌入式系統日益複雜，傳統的測試方法已不足以驗證大量潛在場景和互動。 HIL 測試提供了一個虛擬環境，這些複雜系統可以在其中經歷各種模擬條件，從而可以徹底驗證控制演算法、軟體整合和整體系統行為。這可確保在開發過程的早期發現並糾正潛在的缺陷或安全隱患，從而節省時間和成本，並提高最終產品質量
• 各行各業的組織越來越認識到 HIL 測試在處理現代嵌入式系統複雜性方面的重要作用，從而增加了對這些技術的投資和採用
• 隨著技術系統複雜性的不斷升級，對穩健、高效的測試解決方案的需求正在快速增長，鼓勵各行各業依靠 HIL 測試來確保其日益複雜的產品的可靠、安全運行

克制/挑戰

“多樣化的系統和組件”

• 需要整合和測試的各種不同的系統和組件對硬體在環 (HIL) 市場提出了重大挑戰。不同產業和製造商之間缺乏標準化，導致創建統一的 HIL 測試環境變得複雜，無法有效模擬各種硬體和軟體元素之間的交互
  • 例如，國家儀器 (NI) 和 dSPACE 等公司提供旨在實現多功能的 HIL 平台，但來自不同汽車供應商、航空航天公司或工業自動化供應商的特定 ECU、感測器和執行器的整合通常需要客製化介面開發和配置。這種異質性可能會增加創建和維護綜合 HIL 測試台的開發時間和成本
• 應對這項挑戰需要付出巨大努力來開發適應性模擬模型、創建客製化硬體介面並確保與各種協定和通訊標準的兼容性。隨著不同來源的軟體整合以及跨不同組件即時同步的需求，複雜性進一步增加
• 雖然 HIL 測試能夠驗證不同系統和組件之間的相互作用，這是其優勢，但其多樣性和缺乏標準化可能會使初始設置和持續維護成為一個複雜且資源密集的過程，從而可能阻礙其更廣泛地採用，特別是對於資源有限的小型組織而言
• 克服這些挑戰需要不斷開發更開放和可互通的 HIL 平台，創建標準化介面和模擬模型，並促進跨產業的更大合作，以促進更統一的測試方法。這對於使處理各種系統和組件整合的更廣泛用戶更容易、更有效率地進行 HIL 測試至關重要

硬體在環市場範圍

市場根據類型和應用進行細分。

• 按類型

根據類型，市場分為開環 HIL 和閉環 HIL。閉環 HIL 領域佔據主導地位，2024 年市場收入份額最大，為 55.9%，這得益於其模擬物理和虛擬組件之間的即時反饋的能力，這對於驗證複雜、安全關鍵的系統至關重要。汽車、航空航太和電力電子等產業嚴重依賴閉環 HIL 設定來確保性能、可靠性和符合嚴格的安全標準。

預計開環 HIL 領域在 2025 年至 2032 年間將實現最快的複合年增長率 11.9%，這得益於其成本效益以及對早期開發和學術研究的適用性。開環系統雖然缺乏即時回饋，但更易於實施和維護，因此對於中小企業和首次進入 HIL 測試的組織來說具有吸引力。數位原型的興起、新興經濟體不斷增長的需求以及在中低複雜度應用中的更廣泛應用進一步推動了其快速成長軌跡。

• 按應用

根據應用，市場細分為汽車、航空航太和國防、電子和半導體、工業設備、研究和教育、能源和電力等。 2024 年，汽車領域佔據最大的市場收入份額，這得益於高級駕駛輔助系統 (ADAS)、電動動力系統和自動駕駛技術等現代汽車系統的快速發展和複雜性。 HIL 測試可以對這些系統進行即時模擬，使製造商能夠縮短開發時間、增強安全驗證並滿足監管標準。

預計航空航太和國防領域將在 2025 年至 2032 年間見證最快的複合年增長率，這得益於對需要大量模擬和驗證的關鍵任務系統的日益依賴。航空航太和國防應用涉及高度複雜的航空電子設備、控制系統和自主技術，這些技術不允許故障。該產業對無人機 (UAV)、衛星系統和國防自動化的投資不斷增加，進一步加速了採用 HIL 解決方案來確保性能、安全性和符合嚴格的監管框架。

硬體在環市場區域分析

• 北美在硬體在環市場佔據主導地位，到 2024 年，其收入份額將達到 34.1%，這得益於主要汽車和航空航天公司的存在以及對先進產品開發和驗證技術的投資不斷增加
• 該地區致力於提高系統效率和安全性，尤其是在汽車和國防領域，這推動了 HIL 系統用於即時模擬和測試的採用
• 北美強大的研發基礎設施，加上嚴格的監管標準以及對電動和自動駕駛汽車日益增長的需求，正在推動 HIL 平台在產品設計週期中的集成

美國硬體在環市場洞察

2024 年，美國硬體在環市場佔據北美市場 87.7% 的主導份額，這主要歸功於政府對航空航太和國防的大力資助以及汽車測試的快速發展。該國成熟的技術生態系統得到了國家儀器和 dSPACE 等主要參與者的支持，正在促進 HIL 解決方案在汽車 ECU、動力系統和航空電子設備中的廣泛部署。此外，人們越來越關注縮短開發時間和提高原型精度，這繼續推動 HIL 在工業應用中的採用。

歐洲硬體在環市場洞察

受嚴格的車輛安全規範和向電動車轉型的推動，歐洲硬體在環市場預計將在預測期內實現穩健的複合年增長率。歐洲新車安全評鑑協會 (Euro NCAP) 和聯合國歐洲經濟委員會 (UN ECE) 標準等監管框架正在鼓勵汽車製造商實施硬體在環測試，以驗證安全關鍵功能。此外，向工業 4.0 和智慧製造實踐的日益轉變正在加速汽車和工業自動化領域硬體在環系統的部署。

英國硬體在環市場洞察

在強大的產學研合作和強勁的汽車研發環境的支持下，英國硬體在環市場預計將在預測期內大幅成長。專注於電動和自動駕駛汽車測試的關鍵舉措，加上政府計畫的支持，正在推動對即時模擬和驗證技術的需求。英國對系統創新和縮短產品上市時間的重視進一步促進了硬體在環平台的採用。

德國硬體在環市場洞察

受德國在汽車工程和工業自動化領域領先地位的推動，德國的硬體在環市場必將穩步擴張。領先的原始設備製造商 (OEM) 和一級供應商越來越多地使用硬體在環系統來簡化下一代汽車中嵌入式軟體的測試。此外，再生能源和鐵路系統中硬體在環的整合凸顯了這些平台在德國技術領域的多功能性和戰略重要性。

亞太地區硬體在環市場洞察

預計亞太地區將在 2024 年實現最快的複合年增長率，達到 12.1%，這得益於汽車產量的增長、電子行業的擴張以及中國、日本和印度等國家對基礎設施和自動化投資的增加。該地區向電動車的加速轉型和智慧城市的發展是採用 HIL 技術的主要催化劑。本地 HIL 解決方案提供者和具有成本效益的測試平台的興起也使得跨產業市場滲透率更加廣泛。

日本硬體在環市場洞察

日本的硬體在環市場正在獲得發展動力，特別是在汽車、機器人和半導體應用領域。該國對車輛電子和工廠自動化的精確性和安全性的關注正在鼓勵即時測試系統的整合。日本公司強烈傾向於創新和小型化，正在部署硬體在環解決方案，以確保嵌入式控制系統的最佳效能和法規遵循。

中國硬體在環市場洞察

2024 年，中國佔據亞太地區硬體循環市場的最大份額，這得益於其快速普及的電動和自動駕駛汽車以及蓬勃發展的工業自動化產業。國家大力推動智慧製造和政府支持的研發計劃，推動了對可擴展、高效測試環境的需求。本土技術進步和國內汽車巨頭的存在正在鞏固中國作為該地區關鍵硬體市場的地位。

硬體在環市場佔有率

硬體在環產業主要由知名公司主導，其中包括：

• dSPACE GmbH（德國）
• 美國國家儀器公司
• Vector Informatik GmbH（德國）
• Cognata（以色列）
• 西門子（德國）
• MicroNova AG（德國）
• Opal-RT Technologies（加拿大）
• LHP 工程解決方案（美國）
• IPG Automotive GmbH（德國）
• 颱風HIL（美國）
• Speedgoat GmbH（瑞士）
• 宜安電子（中國）
• Wineman Technology（美國）
• 建模技術（美國）
• 羅伯特·博世有限公司（德國）

全球硬體在環市場的最新發展

• 2024 年 1 月，dSPACE GmbH 與 Spirent 合作，推進自動駕駛硬體在環 (AD-HIL) 測試系統的即時定位場景。此次合作將 dSPACE 的 AD-HIL 平台與 Spirent 的高精度 GNSS 模擬器結合，為開發人員提供全面的交鑰匙解決方案。透過使用真實的衛星訊號，此次合作提高了自動駕駛汽車開發的準確性和安全性
• 2024年1月，Cognata宣布與微軟建立策略合作夥伴關係，將其高保真AI模擬技術納入微軟的軟體定義汽車（SDV）開發生態系統。此次整合使 OEM 能夠加速自動駕駛功能的驗證和部署，利用 Cognata 的模擬工具和 Microsoft SDV 雲端基礎架構中的硬體在環測試功能
• 2022 年 10 月，美國國家儀器公司 (National Instruments Corp.) 推出了高階駕駛輔助系統 (ADAS) 和自動駕駛 (AD) 的統一測試系統架構。這種創新的解決方案促進了資料重播和硬體在環測試之間的無縫轉換，使用真實世界或模擬資料來驗證 ADAS ECU。該系統提高了測試效率，降低了資本設備成本，並縮短了產品上市時間。美國國家儀器公司透過與 ZF Mobility Solutions 和 Konrad Technologies 等產業領導者的合作，進一步增強了其產品線

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