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【汽車電氣化的機會之門】
車用半導體為何話題不斷?以下數據或可見端倪:2030 年因預估所有新車都將具備車聯網功能,整車成本將有半數皆來自於電子產品;與此同時,有七成新車會提供部分自駕功能,有 15% 新車將完全自動化,蘊藏 2,000 億美元的龐大商機。另從年複合成長率 (CAGR) 來看,車用約在 5.2%、高於半導體 3.3% 平均水準,近五年迅速竄起的先進駕駛輔助系統 (ADAS) 更高達 23.2% !又以「智慧動力」和「資訊娛樂系統」(Infotainment) 為最大宗。
2017 年全球汽車銷售量達 9,500 萬輛,平均每輛車的半導體成本約 330 美元;預估到 2023 年時將增至 1.1 億萬輛,半導體成本將上看 397 美元;這還只是整體市場的平均值,事實上,高檔車所用到的半導體已逼近 500 美元,但低階車款仍停留在 200 多美元的區間,差異頗大。若著重於低價、快速獲利,容易陷入殺價競爭困局;偏偏越往低階市場走,競爭越激烈,所面臨的價格壓力越大。最後,只能淪落於「紅海」掙扎求生,難脫惡性循環。
放眼未來,汽車將邁入雲端運算、車聯網 (V2X) 與大數據,以電動車與自駕車的潛力最大;電動車去年在整體車市僅佔 7%,但預估 2021 年將提升至 12%,這將使平均每輛車的半導體成本增加約 600 美元,主要由 DC-DC 逆變器 (inverter) 及板上充電/充電站所貢獻。與此同時,絕緣柵雙極電晶體 (IGBT) 將被碳化矽 (SiC) 製程的分離式動力元件取代。另受惠於中國大陸對於減少污染、發展電動車和新能源車有急迫性,台商可望從中分一杯羹。
相較於特斯拉 (Tesla) 有些電動車的影音設備沒有強制車規,歐系車廠甚至會要求連不直接影響安全的零組件也要通過車規認證。傳統車廠對於創新的腳步是保守而緩慢的,不會是跳躍式進展,亦不贊同建置過多的影音系統,惟恐駕駛分心、影響安全;但新興的電動車廠商多傾向一步到位、直接跳升至自駕車等級。然而,車聯網每小時會產生 20 GB 的資料量,處理器的運算能力勢必再提升;現有半導體技術要達到高速處理仍非易事,且生產成本高,以致傳統車廠觀望。
延伸閱讀:
《直攻前裝市場 高檔車隨處可見 ST 蹤影》
http://compotechasia.com/a/____//2018/0510/38775.html
(點擊內文標題即可閱讀全文)
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【汽車世代更迭步調加快,產品設計心隨境轉】
為什麼越來越多的電子業者將目光移向汽車領域?半導體廠商透露,全球車用電子規模與筆記型電腦相去不遠,但當中「內容」一直在增加、且速度非常快。為在 2025 年達到 Level 4 的自動駕駛安全水準,「符合自駕等級」、整合雷達等新科技的先進駕駛輔助系統 (ADAS),便成為首要創新方向;重點在於影像的呈現,對攝影機與雷達的關注度日益升高。
基於安全考量,需要多組攝影機或雷達,進而衍生許多連接需求;例如,環景功能需要四個攝影鏡頭,攝影中樞須提供四組視訊平行輸入或利用同軸線做影像傳輸 (Power Over Coaxial, POC);這種情境下,TFT-LCD 車用的主機板可能和螢幕分地而處,FPD-Link III串列器—解串列 (SerDes) 可提高影音品質;至於高速通訊,車用乙太網 (Automotive Ethernet) 可能是百家爭鳴之後的最終解。
另一個市況轉變是:今後汽車設計理念,將與年輕世代的價值觀息息相關。以往消費者買一台車,產品生命週期動輒以十年為單位計算,但當下的價值觀是三、五年就想換購搭載新式影音設備的新車,導致汽車設計概念也將從放眼十年,蛻變成兩、三年就更換一個世代,加快內容更新速度;而附有「參考設計」的電路板層級器件,能方便開發者更迅速推出模組產品。
當時間成為市場和產品開發的重要變數,此類「系統級」的解決方案,對及時上市與確保可靠度助益良多;開發商不必到處尋找適用的產品,一旦遇到問題也能獲得技術支援。由於機械器件使用時間一長會產生機械疲勞,故機電整合有其迫切性;台灣擅長資通訊且擁有良好的工業客戶基礎,全球前十五大電源廠有七家是台商,在車用電子有很好的機會。「產品溫度耐受性」的勝出是關鍵所在,將直接關係到品質評估 (QE)——車輛容易身處高溫環境,又可能面臨酷寒天候。
汽車是區域性、信任感很強的產業,產品要受到認可,往往須耗上數年時間,而產業聯盟的分享資源可發揮正向綜效;「次世代駕駛資訊平台研發聯盟」未來會進一步結合自動停車、自動緊急煞車等低速主動控制,另車道跟隨、自動定速巡航 (ACC) 應用亦在列,最終目標是做到自動駕駛」。此外,有鑑於 Mobileye 等先行者已將某項功能做到極致,迫使其他新進者嘗試以多個感測器來尋求市場突破口,因而催生感測融合 (Sensors Fusion) 需求;另機車「從陽春到時尚」的電動化,對台灣是很好的契機,因為它是一種價值態度的反射,是另一個故事。
延伸閱讀:
《著眼於「系統級」的高品質與可靠度,TI 帶頭整合資源》
http://compotechasia.com/a/____/2017/0516/35380.html
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【自動駕駛作嚮導,ADAS 不可同日而語】
當電子、資通業者競相爭食「智能車」大餅的同時,已搶先建立口碑的車電廠商及第三方機構,又是如何看待它的現況與未來?目前國際一線車廠最遲在 2020~2022 年都會朝自動駕駛邁進;屆時預估約有 10% 車款皆是自駕車,且車聯網 (V2X) 功能比重會增加。因此,先進駕駛輔助系統 (ADAS) 也須跳脫以往單向而保守路線;過去,導航給人的印象往往是不可或缺、但又希望它很便宜,但車機導航會躍升至另一個層次。
歐洲在 2016 年就開始配備 ADAS 攝影機或雷達協助主動安全系統,並規定 2018 年後兩者皆必備,顯見 ADAS 市場商機龐大;台灣亦於去年拍板 77GHz 可開放車用。在此之前,即使國外配備 77GHz 的高級車進來台灣市場,也是英雄無用武之地。Euro NCAP 於 2016 年將前車防撞、行人警示和行車偏移偵測三大功能納入自動緊急煞車 (AEB) 的評鑑項目,而如何在「指定點位的指定距離」煞停是學問所在。雷達、影像和超音波是 ADAS 三大感測技術。
由於歐洲在高速公路多會設置自動定速巡航 (ACC) 功能,且時速動輒上看 200 公里,若可視距離不夠遠,其實相當危險,「光達」(LiDAR) 便是在此背景下繼之而起。此外,不少產業龍頭都希望把手機或互聯網內容延伸到車內使用,說穿了不脫導航、音樂和手機通訊三個特性,福特 (Ford) 的 SYNC AppLink 堪稱先驅;而 BMW 一方面與 Amazon、Apple 合作居家聲控等物聯網應用,亦藉由與英特爾 (Intel) 合作、間接獲得 Mobileye 深度學習、人工智慧 (AI) 和感測器資源,同時又收購「Here」掌握圖資,亦是車廠跨界合作典型。
另車機領導廠商表示,雖然手機導航好處多多,但車機的「慣性導航」能在 GPS 作動不佳時,結合陀螺儀、加速計等運動感測器,搭配車輪角度或地圖修正位置高度,判斷車輛方向會較正確,有效提升城市導航經驗。與此同時,感測器與負責通訊功能的車載資通系統盒 (T-box) 將成為純電動車 (EV) 標配,而油電混合車 (HEV) 至少有 20% 會搭載。值得留意的是,導航仍是車機最主要的功能,而「在線與離線導航同時並存將是必然趨勢」。
「整車性能集成開發技術」自 2015 年後更進化到基於模擬器和總成實物測試的「混合集成」,以實現 ISO / TS 16949、ISO 26262 等電控標準和功能安全,可將「實車迭代輪次」,從 5~7 輪次降至 1 或 0 (每一輪次約需時 8 個月至一年)。傳統汽車開發可能只要幾個月到一年就能搞定,電動化需要兩年的寒暑交替歷練;隨著機電一體化和資訊系統的加入,需要驗證上萬個裝置,可能需時 48 個月,而「智慧駕駛試驗場」(Cyber Proving Ground) 將是智能車開發的最佳解決方案。
延伸閱讀:
《智能車的「未來進行式」》
http://compotechasia.com/a/____/2017/0516/35383.html
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