智慧型車輛踩油門 車用電子向前衝

作者: 錢慧君
2007 年 05 月 31 日

【第五屆Globalpress電子高峰論壇】
 

車用電子無疑已是半導體製造商最重要的戰場之一,iSuppli、Gartner與Reed Electronics等研究機構一致認同,非娛樂性車用電子、資通訊系統、環境與安全解決方案等將如同娛樂性裝置般,在未來5年內,擁有高成長的機會。
 

根據調查,到2010年前,汽車行進中將具有資料連結功能,也就是說,駕駛者開車的同時,可以進行資訊的互動,如資訊娛樂、導航、行車監控,甚至在危險與複雜的狀況下,啟動自動煞車系統。
 

為了在2010年前生產擁有上述功能的智慧型車輛,車廠正面臨重大的挑戰,包含如何在不增加成本、甚至降低成本的情況下,為車輛增加如此複雜的功能,以及如何處理車內如此複雜的電子系統。然而對於智慧型汽車設計而言,要加入多少功能才是最恰當?已引起半導體業界廣泛的討論。
 

促成/約束因素平衡車用電子的發展
 

iSuppli車用電子首席分析師Richard Robinson表示,汽車中功能的增加主要來自促成因素與約束因素兩者間的制衡,其中促成因素包括先進的科技、矽晶的演進、新興市場的崛起,以及各項標準的制定。所謂科技的進步如資訊傳遞系統的擴張從有線通訊技術到無線通訊技術;矽晶的演進則像ASIC架構轉向具彈性與可擴充性的FPGA;新興市場如由導航系統衍生出來的定位資訊服務(LBS);而各項標準的制訂則包括藍牙與USB等,在在促成汽車的新功能。
 

不過,另一方面卻也存在約束因素限制汽車功能的發展,如成本、相容性與交通規則的制定等。Robinson指出,部分新興市場對於汽車價格敏感度相當高,所以車廠必須克服降低成本的挑戰,而在各項技術發展的同時,也必須考量各種技術的相容性,此外,即便科技再進步,汽車功能的發展還必須遵守各國交通規則的制訂,以確保駕駛者的安全。正因上述兩大力量的相互制衡,汽車的功能並不會漫無止盡的發展。
 

雖然汽車功能仍有最適化的發展,不過,以資訊娛樂功能來看,仍呈現快速成長的趨勢,同時也象徵半導體的使用量逐漸放大。根據iSuppli的資料(圖1) 顯示,預計2012年,資訊娛樂功能的半導體營收將達66億美元,此外,相較消費性電子逐漸縮短的產品生命週期,車用電子為考量人身安全卻可擁有長達7年的生命週期(圖2)。
 

發展更智慧的系統
 

車用電子的蓬勃發展實拜智慧型車輛所賜,智慧型車輛所須有的功能包含:可改善耗油率,降低放射線,增加效能,讓汽車更安全,如加入碰撞警示系統、適當行駛控制、車道偏移警示、防止翻覆的電子穩定控制;此外,在娛樂、導航與通訊方面,則須提供數位影像系統、導航輔助與藍牙裝置等。
 

在車用電子產品中,不論感測器、處理器與控制器等皆屬於嵌入式控制系統,而由摩托羅拉(Motolora)獨立分割的飛思卡爾(Freescale),在車用電子市場上擁有領導地位,不但車用IC、感測器與微處理器在市場排名皆高居前三名,該公司的優勢即在於同時擁有包含感測、控制與處理等三大領域組合的嵌入式控制系統技術,可提供完整的解決方案。
 

車用電子面臨連結複雜的挑戰
 

現階段,因應不同功能的需求以及各種車用電子介面標準的崛起,一輛汽車內所使用的微控制器數量正日漸增多,飛思卡爾全球車用控器經理Wayne Chavez表示,舉凡車內通訊網路標準FlexRay,負責車用電子多媒體傳控網路的媒體導向系統運送標準(MOST),負責汽車數據與控制通訊網路的匯流排技術標準CAN與LIN,皆為車用電子發展中重要的標準,且為符合各項標準的需求,一輛車內所使用的微控制器勢必大幅增加,預計將由1996年的6 顆微控制器成長到2008年時,每輛高階的汽車中將有超過100顆的微控制器(圖3)。
 

Chaves強調,當汽車中使用的微控制由6顆增加到100顆時,所面臨的挑戰不在於如何增加,而是如何管理如此複雜的電子系統,此時車用電子的各項標準就派上用場。
 

車用電子標準有助產業發展
 

有關車用電子諸多的標準,業者認為對於市場的發展確實有莫大的助益。IPextreme執行長Warren Savage表示,標準的制定有助於生態系統的建立,因為可以確保不同供應商產品間的互通性,且依照標準層級的規範,可帶動投入廠商的增加,並形成多贏的局面。此外,標準可提升產業的效率,亦即有助全面降低成本;透過競爭,更可激勵產業持續精進技術。
 

雖然目前攸關車用電子的標準已琳瑯滿目,不過預估仍會出現新標準,Savage指出,可以個別驗證以增加符合基準安全的標準,以及可延長產品生命週期的標準都將陸續誕生。
 

車用電子供應鏈變形
 

IPextreme雖是一家新創公司,不過該公司的定位與商業模式卻徹底改變電子產業的供應鏈(圖4),事實上,IPextreme的業務包括:定義 IP、開發IP、銷售IP產品,以及為客戶提供支援服務。Savage進一步解釋,該公司係與半導體領導廠商合作,如飛思卡爾、恩智浦(NXP)與英飛凌 (Infineon)等知名大廠,將其標準化產品開發成矽智財(IP),再轉售其他半導體公司,客戶購買IP後,可以為其加上不同設計,以增加附加價值,並與IP技術來源的半導體公司形成競爭關係。這樣一來,不但讓過去老舊的供應鏈變身為具彈性的新供應鏈關係,供應鏈中的角色也不會是一層不變。
 

除了車用電子供應鏈關係正在動搖,PLD大廠也開始垂涎車用電子市場大餅。賽靈思車用電子事業部總經理Harvey Steele即表示,該部門專注於車用電子市場的經營,包含市場與產品行銷計畫、系統架構與解決方案、產品工程與營運等,同時為業界率先取得ISO- TS16949認證、PPAP與AEC-Q100資格的PLD製造商。
 

賽靈思的車用電子代表產品為XA系列,目前在車用PLD市場中擁有高達52.7%的市占率,Steele說明,XA為一完整的解決方案,涵蓋硬體、軟體、IP、作業系統與開發電路印刷板,同時將系統分隔的控制權回歸給工程師,使其軟硬體架構具彈性與可擴充性,並可依客戶需求提供最佳化與客製化的性能與功能,可快速完成開發與生產,同時享有較低的開發、物料與生產成本,而上述優勢也正是PLD所擁有的特性。
 

針對車用電子未來的發展趨勢,從領導廠商的布局或許可以一窺市場發展方向。全球營收超過30%來自車用電子的飛思卡爾,期許扮演技術領先與創新者的角色, Chavez指出,不論是基於過去的傳統或是看好未來發展前景,該公司皆會在車用電子產業上持續發展,藉由最佳技術分割的系統導向解決方案為未來主軸,且會持續關注產業的驅動因素,包括AUTOSAR、LIN、FlexRay、mobileGT與SPAR等最新動態,並將零缺失的駕駛視為產品品質的目標。而在車用PLD市場擁有52.7%市占率的賽靈思,也在取得相關認證後信心大增,將持續深耕資訊娛樂、導航、輔助駕駛、車用網路等應用領域,分食市場大餅。
 

(詳細圖表請見新電子科技雜誌254期5月號)
 

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