打造次世代乘車體驗 軟性混合電子將成關鍵技術

作者: 黃繼寬
2020 年 12 月 10 日

雖然全自動駕駛技術距離普遍應用還有一段距離,但許多汽車製造商跟Tier 1業者,都已經開始超前部署,為智慧化程度越來越高的未來車款打造對應的配套。其中,汽車內裝的設計革命已正在如火如荼展開,也為軟性混合電子技術創造出極大的需求。為協助台灣科技業者搶攻汽車應用為軟性混合電子帶來的商機,SEMI-FlexTech軟性混合電子產業委員會將在2021年正式成立汽車應用工作小組,全力促成台灣相關業者與國際汽車供應鏈合作。

顯示器無所不在的未來汽車

佛吉亞(Faurecia)策略夥伴及供應鏈開發總監于永浩表示,作為全球最大汽車內裝的Tier 1供應商,佛吉亞已經看到汽車內裝的設計理念,正在經歷重大的轉型。以往汽車內裝設計的重心大多環繞在駕駛人身上,但現在的重點已經轉變為提升所有乘客的乘車體驗,而且是個人化的乘車體驗。

在這個趨勢下,汽車內裝設計最明顯的轉變之一,就是顯示器的數量大幅暴增,從儀表板、中控面板到電子後照鏡,乃至後座的顯示器,現在高階車款的座艙中,舉目所及,已經到處都是顯示面板。除了數量增加外,車載面板的尺寸也越做越大,配置方式也更為多變。例如前座的顯示面板,主要是作為數位儀表板跟中控面板,但現在已經有車廠採用柱到柱(Pilar to Pilar)設計,也就是橫跨兩根A柱的平面(其實是有凹有凸的複雜表面),配置了多個顯示模組(圖1)。

圖1 未來汽車座艙內,大大小小的顯示器將無所不在

這些創新的設計,會為乘客帶來全新的駕駛體驗,但也會帶來新的設計挑戰。舉例來說,在全自駕技術還沒普及的今天,為了避免駕駛人分心,從駕駛座的角度看往副駕駛座那側的顯示面板,是不可以看得到畫面的。要如何做到這點,需要靠工業設計,也需要顯示材料上的創新。

此外,因為座艙顯示器需要很高的自由度,具備柔性特質的顯示技術,在未來的數位座艙裡,會有很大的發展空間。而一提到柔性顯示,大家一定都會想到OLED,但OLED的可靠度,還是無法讓Tier 1完全放心。相較之下,同樣具有柔性特質,可靠度更高的MicroLED,是佛吉亞非常期待的明日之星。

于永浩總結說,未來汽車座艙的數位化程度只會越來越高,而顯示技術將會是數位座艙中不可或缺的關鍵。佛吉亞做為全世界最大的汽車內裝Tier 1,很需要台灣相關業者的支援跟技術創新能量,這也是他目前最重要的工作內容。如果台灣的產業鏈有相關技術或產品,都歡迎與他聯繫。但于永浩也提醒,供應商與Tier 1做生意,一定要有自己的獨特價值,不能只靠Me too的產品,因為Tier 1最重視的是能提供獨特價值的夥伴,Tier 2或Tier 3業者若只想打進Tier 1的供應鏈,卻打不進其價值鏈,這種生意關係對Tier 2或Tier 3業者來說,會十分辛苦。

智慧表面想像空間無限 IME技術至為關鍵

業成集團技術長暨執行副總陳伯綸則認為,顯示技術與感測技術的融合,或是將感測功能實作在各種任意表面上,實現所謂的「智慧表面」,會是未來電子技術一個很重要的發展趨勢。模內射出電子(In-mold Electronics, IME)則是用來實現智慧表面的關鍵技術。

IME可以把各種功能電路或電子零組件與機構緊密整合,而且外觀尺寸可以非常彈性,對於拓展電子設備的應用範疇,可帶來很大的幫助。目前IME最主流的應用,是將觸控與顯示,或觸控與各種任意平面的機構件整合起來。

舉例來說,在汽車領域,業成過去幾年已經成功開發出觸控車頂燈、中控台的觸控旋鈕、甚至將顯示器、觸控旋鈕、按鈕功能整合成智慧中控扶手。這種能將觸控等感測能力與任意平面結合的能力,正是IME的拿手好戲(圖2)。展望未來,有些生物偵測功能,例如指紋辨識、基於影像感測器的疲勞駕駛偵測,也可以透過IME,跟汽車內裝更緊密地整合在一起。

圖2 透過IME技術,感測功能可以直接實現在各種表面上,形成智慧表面

碳奈米棒材料光學特性佳 應用範疇廣

總部位於芬蘭的Canatu Oy,則是一家提供碳奈米棒材料的公司,該公司業務副總經理Samuli Kohonen表示,Canatu的Carbon NanoBud碳奈米棒材料,是一種具有極佳導電性與光學特性的材料,目前在觸控感測薄膜領域,已被廣泛應用。此外,在半導體領域,也可應用在EUV保護膜、X光過濾器等應用領域。

值得一提的是,Carbon NanoBud還可以當作車燈、ADAS鏡頭的加熱器,而不會對車燈的亮度或鏡頭的影像品質造成影響。由於汽車可能行駛在各種氣候條件下,但車燈又已經普遍採用LED,發熱量大減,因此在遇到下雨、下雪或起霧天候時,附著在燈罩上的雨、雪、霧氣,不會像傳統車燈那樣,被高熱快速蒸發。此時,車燈上需要配備加熱器,將這些水氣移除。

至於ADAS鏡頭,由於是自駕系統對外部環境的重要感知手段,更不允許受到雨、雪、霧氣影響,因此加熱功能對ADAS鏡頭而言,是很重要的安全功能(圖3)。

圖3 對車燈、ADAS鏡頭而言,在不影響光學性能的前提下除霜、除霧,是很重要的安全功能

搶攻車用商機 SEMI-FlexTech汽車應用工作小組2021年正式啟動

SEMI-FlexTech軟性混合電子產業委員會於2018年成立,近年持續關注智慧汽車的未來發展,預計明年正式啟動汽車應用工作小組,促進台灣業者與國際大廠進行技術交流與商業合作。

SEMI-FlexTech軟性混合電子委員會副主席暨工研院電光所副所長李正中表示,透過SEMI-FlexTech軟性混合電子產業委員會倡議,政府現已將軟性混合電子列為重點發展項目,透過兩大方向推動產業發展。除經濟部法人研究計畫以建立學界與業界的整合驗證平台為目標外,科技部也針對運動健身及車用兩大應用,優先推動軟性混合電子技術的科專計畫。

由於台灣擁有微電子產業鏈完整的優勢,SEMI-FlexTech軟性混合電子產業委員會持續促進台灣封裝、設備材料、顯示器等關鍵產業跨領域、跨供應鏈整合資源、推動多樣化生態系統,為台灣開創更多新興市場與機會。委員會也持續透過設立「標準」、「產業技術發展」等次委員會,除了預計啟動汽車應用工作小組外,健康促進工作小組也列入計畫中,期望將相關技術導入終端應用市場。

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