智慧汽車創造車用半導體的新藍海

Mercedes-Benz已展示無人駕駛概念車（Mercede Benz）

在這個智慧時代，各種裝置都要智慧化，汽車當然也不例外。汽車增添智慧功能，造就的是更安全、更節能、更便利、更舒適的行車體驗，甚至是無人駕駛車也開始躍上檯面，在今年的CES展中，歐美一線車廠除紛紛發表科技感十足的車載顯示平台、4G連線裝置、抬頭顯示器(HUD)、語音/手勢辨識人機介面，以及雷達/影像式先進駕駛輔助系統(ADAS)外，賓士(Mercedes-Benz)(圖1)、奧迪(Audi)更率先展示無人駕駛概念車。

汽車從單純的運輸工具走到今天的集數位化功能於一身，這些或實際、或酷炫的智慧汽車功能背後，是諸多業者在系統平台設計、系統晶片開發及整合，以及製程方面投注龐大資源；克服無數挑戰而獲得的成果，他們的努力也為車用半導體市場成長帶來強大的驅動力量。

車聯網成形  提升汽車電子化程度

根據工研院IEK的預估，2013年國際汽車品牌汽車電子佔整車平均成本達20％至25％，到了今年 (2015) 則將提升至50%，也因此IEK預估2015年全球車用半導體市場將達300億美元，年成長10%，尤其是車聯網的先進駕駛輔助系統(Advanced Driver Assistance Systems；ADAS)所需半導體的成長率更高達108%。

車聯網基本上是透過先進感測器技術、通訊技術、網路技術、數據處理技術、自動控制技術、資訊發佈技術等，建立整體性的交通運輸管理體系，用來實現人、車、路、環境之間的智慧協同，以減少交通堵塞、提高平均車速、減少燃料消耗量與廢氣排放量及減少交通事故等。車聯網的建立也是無人駕駛自動車/實現的先決條件之一。預期ADAS商機潛力龐大，許多半導體大廠已積極切入。

研究機構HIS針對車用半導體市場也分析指出，車用市場對半導體元件需求大增，主要應歸功於各國對廢氣排放的法令管制越趨嚴格，導致對先進感測器的需求也隨之成長。加上近年電動車與油電混合車的蓬勃發展，相較於過去汽車傳動系統所需要的半導體元件，這些新興技術所帶出來對於微控制器(MCU)、特定應用標準產品(ASSP)、特定應用積體電路(ASIC)、類比(Analog)與功率電晶體(Transistor)、通訊晶片、類比混合訊號和顯示方案、感測器(Sensor)及其他半導體的需求，將會是過去的10倍以上。

此外，由於汽車需處理的資訊量日漸增加，因此也會造成未來汽車電子記憶體容量激增。現今普遍運用在微控制器晶片內的動態隨機存取記憶體(DRAM)，已不足以支援智慧車應用、軟體和多媒體資料的儲存需求，可能還需要專屬的DRAM和快閃記憶和儲存元件等，這些會造成車用半導體需求量的上升。

從3C跨入4C  晶片業者切入車廠供應鏈

智慧汽車未來發展潛力持續看漲，儼然已成為相關晶片商的新藍海市場，許多半導體業者早已積極佈局相關領域，觀察今年的CES和MWC展，就可以發現博通(Broadcom)、高通(Qualcomm)、飛思卡爾(Freescale)、安謀國際(ARM)、Imagination、輝達(NVIDIA)、德州儀器、意法半導體(ST)、恩智浦(NXP)和愛特梅爾(Atmel)等半導體業者已卯足全力進攻車用半導體市場。

其中，德州儀器由於長期耕耘汽車領域，能徹底掌握系統廠設計需求，因此該公司的處理器已獲得福特用於開發新一代SYNC 3 IVI。IVI是In-Vehicle Infotainment System的縮寫，中文為車載資訊娛樂系統，泛指應用於汽車影音娛樂與訊息傳遞的資訊系統。

同樣的，數家車廠也已將NVIDIA的Tegra處理器整合至車輛的高度先進IVI系統中，能提供逼真的 3D 地圖和地形、流暢的使用者介面；功能豐富的音訊系統等。NVIDIA 的Tegra處理器已被用於Audi 導航系統及Tesla Motors Model S的資訊娛樂系統中。

事實上，隨著智慧汽車的軟硬體基礎設計逐漸成熟，因此在IVI系統中搭載先進人機介面的車載顯示平台已成為許多半導體業的另一競逐焦點。例如，為了解決平面式的觸控螢幕在車內環境中可能面臨許多設計和佈局的限制，因此已有車廠改而採用基於TI DLP微投影技術的HUD車載顯示解決方案，並將進一步結合虛擬實境(VR)、擴增實境(AR)和適地性服務(LBS)功能，讓汽車更有效連結智慧型運輸系統(ITS)資訊。甚至，許多車廠已利用高性能的多核心處理器和DLP微投影技術投入研發數位儀表板。這些系統設計原型可望在2016年大舉問世。

除IVI之外，智慧汽車的另一設計重點則是ADAS。針對此應用，意法半導體(ST)已在今年第二季發表新款ADAS運算平台，並將與歐美、台灣及中國大陸車廠合作，預計在2017∼2018年導入商用車種。ST分析未來亞太區，特別是中國大陸的智慧汽車市場潛力，預估至2020年中國大陸市場將有兩億部汽車具備聯網、智慧化處理能力，市場規模相當驚人。

無人駕駛自動車  衍生先進半導體需求

在智慧汽車的各種功能越來越落實後，各大車廠也開始投入無人駕駛自動車、汽車對汽車(V2V)、汽車對基礎設施(V2I)的開發，並持續進行實地驗證。預期在智慧汽車之後，無人駕駛車將接棒推動另一波車載半導體的發展需求。例如Google發展的自動駕駛汽車(Google Self-driving cars)，主要是利用整合了高解析度攝影機、雷達測距感測器與圖形辨識等技術的機器視覺及感測方案，建構出安全的自動駕駛環境，這其中就會衍生對於半導體的先進開發需求。

事實上，為加速自動駕駛汽車的進程，半導體大廠英特爾 (Intel)已發表一系列名為Intel In-Vehicle Solutions的硬體與軟體，並推動更多投資案與先進科技研發計畫，首先要讓汽車掌握更多資訊、搭載更好的輔助功能，最終具有自動駕駛功能。

Intel In-Vehicle Solutions涵蓋一系列硬體與軟體產品，包含各類型的運算模組、整合式作業系統與中介軟體堆疊、以及開發套件，產品訴求就是要讓汽車製造商與其供應商能更快、更容易推出符合消費者要求的車用經驗，同時降低這類產品的研發成本。英特爾估計其標準化平台，運用整合且通過驗證的硬體與軟體，將資訊娛樂產品的開發時間縮短12個月以上，而且最多可減少50%的成本，因此各家汽車廠商就能將工程資源運用在技術創新以及改進車內使用經驗上。

智慧汽車及無人駕駛自動車可望接續推動車用半導體市場成長，看好此領域市場前景，國際半導體業者紛紛投入車用半導體市場。不過，值得注意的是，相較於消費性電子、通訊、資訊等3C對於半導體的要求，第4 C (Car)對於半導體元件規格的要求嚴苛許多。初入此市場的半導體首先要通過ISO 26262、車廠獨立認證等一連串嚴格測試，還得保證供貨十年以上。漫長的開發期及長時間備料，對於早已習慣快速產品開發及上市模式的半導業者是頗大的挑戰，後續誰能在此一新藍海中領先卡位勝出，仍有待持續觀察。

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