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全球智慧車高峰論壇 探討車用晶片趨勢與應用技術


全球智慧車高峰論壇貴賓與講師合影

車用半導體將加速智慧車與電動車ADAS功能與自駕技術發展

因應行車安全需求持續增加,自動駕駛技術能提高汽車駕駛安全性與舒適性,以及各國政府對於淨零碳排(Net Zero)要求不斷提升,汽車智慧化與電動化成為趨勢,使得汽車電子與車用晶片需求持續成長,SEMI預估到2028年,全球汽車電子市場規模將突破4000億美元,年複合成長率達7.9%。

為讓有意切入智慧車供應鏈科技相關產業,深入了解智慧車與車用半導體發展趨勢,由亞洲.矽谷物聯網產業大聯盟、台灣物聯網產業技術協會(TwIoTA)、台灣先進車用技術發展協會(TADA)、SEMI Taiwan、COMPUTEX共同主辦的「全球智慧車高峰論壇」,在9月15日於SEMICON Taiwan展期間舉辦,由台灣先進車用技術發展協會理事長黃崇仁、國發會主委龔明鑫分享產業觀察與產業政策,並邀請台積電車用暨微控制器業務開發處處長林振銘、意法半導體亞太區副總裁暨台灣區總經理尹容、資策會產業情報研究所所長洪春暉、Arm亞太區車用市場資深總監鄧志偉、凌陽科技車用產品中心總經理林至信等多家重量級半導體產業專家,到場進行專題演講,分享車用半導體應用現況與智慧車產業未來發展,以協助產業加速規劃未來30年智慧車與電動車產品策略與方向。

黃崇仁:台灣車用半導體與汽車模組發展才正要起飛

台灣先進車用技術發展協會理事長黃崇仁在致詞時表示,過去在傳統車廠當中,一台汽車所需的晶片價格約在500到600美元之間,因此車廠對於汽車電子不重視,而且車用晶片價格受到車廠壓制。但是當特斯拉開始將電動車採模組化設計,有問題直接更換模組,就跟電腦模組化設計一樣,不僅縮短車用晶片測試與驗證時間,做電腦模組的廠商也有機會進入電動車,並使得汽車在AI功能與自動化應用上越來越多。也曾經和台積電總裁魏哲家討論過,目前車用晶片只有20%(大多是跟ADAS相關)使用的是14奈米下的先進製程,約80%還是28奈米以上的成熟製程,所以大家都有機會。

黃崇仁指出,隨著半導體在汽車電子上扮演的角色發生重大改變,每部汽車上用到的車用晶片價格,很有機會從現在的500美元,普通款的增加到2000美元,高階車種甚至達到5000美元,所以台灣車用半導體與汽車模組發展,現在才要開始,IC設計廠也有望跟著晶圓代工廠起飛,整個台灣半導體產業鏈都將一起搶食智慧車與電動車商機。

龔明鑫:台灣在智慧化電動車領域有很大機會 政府將與廠商一起努力發展

國發會主委龔明鑫在致詞時表示,據SEMI預估,今年全球半導體產值可望達6250億美元,主要是這幾年半導體應用領域百花齊放,除傳統的手機通訊之外,還有很多萬物聯網、AIoT等垂直應用領域,而最大最難的就是車用領域,尤其是汽車智慧化與電動化。台灣擁有強大的半導體能量,所能帶來的商機也是很大,因此對世界有一份責任,當台灣半導體發展慢下來,全世界的數位轉型與淨零轉型也會有所限制。智慧化的電動車,最能夠體現汽車產業的數位轉型與淨零轉型,而電動車更是淨零轉型相當重要的一環。

龔明鑫指出,台灣在傳統燃油車上的發展有些辛苦,但是在電動車發展上,台灣廠商就有很大的機會,因為特斯拉的原型車就是在台灣發展出來,台灣大概有27家廠商是特斯拉零組件、模組的重要供應商。亞洲.矽谷物聯網產業大聯盟有超過四百家會員,廠商可透過參與全球智慧車高峰論壇,聚焦在智慧車與電動車的發展趨勢,從互動中尋找可發展合作的重要夥伴。而且政府在智慧化電動車領域會非常支持,包括科專計畫等,甚至如果廠商有發展上的資金需求,國發基金也準備好了。政府並透過半導體學院之類機構協助培育人才,跟廠商一起努力發展。

林振銘:台積電有完整的半導體技術與足夠產能支援全球智慧車與電動車發展

台積電車用暨微控制器業務開發處處長林振銘在專題演講中表示,預期車用半導體市場將以年複合成長率16%(Y2021-2026) 快速增長,2026年達85億美元,台積電有完整的技術與足夠的產能可支持汽車產業,只要車廠能事先做好計畫,建立足夠的緩衝庫存(Buffer Stock),就不太會發生晶片短缺的問題。

林振銘指出,汽車電子之所以重要有很多原因。首先以汽車意外來說,每年有超過一百萬人死於汽車意外,如果汽車有ADAS跟自動駕駛,就有機會減少因為汽車意外死亡人數,因為很多汽車意外都是人為因素所造成,在SDGs目標裡面,希望能將汽車意外死亡人數降低到一半,因此汽車的ADAS功能就很重要。再來是減少碳排放,因此電動車就很重要,也是企業的ESG使命。第三個是5G通訊,在汽車領域應用,5G通訊比4G通訊更為重要,2028年更將會有6G的出現。因此,未來的交通工具,一定是朝更安全、更環保、更聰明的方向前進。

林振銘表示,以SAE(美國汽車工程師協會)自動輔助駕駛分級Level 1到Level 5來看,目前Level 1、2大約會使用到10到12顆感測器,未來到 Level 4甚至Level 5的時候,就會需要用到40顆感測器,而且Level 越高所需要的晶片運算力越高,這都會都將持續推升車用晶片需求。綜觀全球,由於減少碳排已經是國際趨勢,因此每個國家都在推電動車,而電池成本將是影響電動車能否普及的關鍵。

由於不同類別的車用晶片需要不同的製程,包括車用的N5A製程、N6RF製程、以及車用感測器所需要的65/40奈米製程等,台積電都已經準備好了。由於傳統記憶體架構,在16奈米之後已經無法繼續使用,已經開發MRAM等新型嵌入式記憶體,並且在22奈米量產,預計明年16奈米製程的MRAM嵌入式記憶體產品可以設計定案,以因應未來16奈米以下的嵌入式記憶體需求。

尹容:車用晶片使用數量不受影響持續增加 更可為汽車產業帶來破壞式創新應用

意法半導體亞太區副總裁暨台灣區總經理尹容在專題演講中表示,以意法半導體的營收來說,汽車產業當中的汽車電動化、ADAS系統、32位元車用MCU等領域,從2020年到2021年成長率都有所大幅成長,尤其是汽車電動化領域,成長高達110%。並且發現到,2002年到2017年,每輛汽車的晶片使用數量大約是成長1.5倍,但是2017年到2021年成長2倍,並預估接下來幾年仍將持續成長,並且不受汽車銷售數量有所影響。

由於意法半導體對於汽車電子的產品線相當完整,因此也發現到不少汽車晶片應用領域快速成長,以傳統燃油車來說,一台汽車大約使用550美元晶片,但是到了電動車,已高達1300美元;在L2等級的自動駕駛汽車來說,使用晶片大約為350美元,但是到了L2++甚至是L4等級,使用晶片價格增加到2.5倍。至於在未來應用領域觀察上,包括汽車電動化、軟體定義汽車(SDV)、自駕車等,2021年到2025年也都有兩位數以上的成長。

尹容指出,汽車電子持續成長是不變的,對於汽車產業來看,有三大應用趨勢將是未來的主流。第一個是「增加傳統應用內容」,也就是透過車用晶片的導入,讓在傳統汽車上的汽車電子應用更為多樣化。第二個是「汽車數位化與電動化的破壞式創新」,也就是透過車用電子的改變,讓汽車變得更有智慧,自動輔助駕駛功能更多,充電速度更快,並且很多功能可以透過OTA升級。第三個是「現代交通工具新功能」,也就是透過汽車聯網運作方式,讓汽車可以與外界主動溝通,提供更好更完整的行車體驗,減少駕駛開車負擔。

洪春暉:2026年每輛車車用半導體價格可望突破1,000美元

資策會產業情報研究所所長洪春暉在專題演講中表示,C.A.S.E.(車內外通訊、先進輔助駕駛、汽車共享、電子化)趨勢開啟汽車產業演進,使得車用電子次領域發生變化,包括動力結構改變、零組件數量減少、動力零組件/功率半導體需求增加、線控底盤與電子電氣架構變革等,進而帶動車用半導體的需求有所變動。預估2020到2025的全球車用電子市場規模年複合成長率(CAGR)可超越資通訊產品,高達12%,主要驅動力為自動駕駛、大功率電動車與車內資通訊娛樂升級。並且預測2030年的車用電子市場規模貢獻度,燃油車:電動車比例將反轉為3:7。

洪春暉並指出,預測2026年每輛車車用半導體價格可望突破1,000美元,主要是因為燃油車ADAS標配與座艙升級需求持續增加,提升燃油車車用半導體需求,而且電動車站新車消費比重持續增加,電動車通常比燃油車需要更多的半導體,尤其是功率半導體變得很重要。

對於台灣產業來說,洪春暉認為台灣業者可以延伸資通訊產業能力與彈性,發展電動車車用零組件與車用電子硬體,但因為台灣缺乏完整汽車產業鏈支持,所以IC設計業者可以從既有資通訊能量切入,晶圓製造/封測則與國際車用IDM業者緊密配合。

鄧志偉:汽車電子架構持續轉變 軟體定義汽車將縮短智慧車應用開發流程

Arm 亞太區車用市場資深總監鄧志偉在專題演講中表示,因應未來C.A.S.E.趨勢,汽車架構開始從分散式逐漸變成集中式,提升管理與運算效率,而且自駕汽車軟體複雜度也已經超過一台747飛機的複雜度,使得軟體定義汽車(SDV)的應用與發展也成為汽車電子必須要關注的趨勢。

鄧志偉指出,以汽車架構演進來說,傳統的汽車電子控制架構是分散式ECU,穩定性高但運算效率不好,因為半導體技術的演進與汽車軟體的進步,因此近年來不少新車已經改為域控制架構(Domain Architecture),提升汽車電子模組運作效率,並且減少ECU與連接線束使用數量。但由於ADAS需求快速增加,而且有很多即時控制需要跨域處理,再加上車用單片運算效率不斷提升,因此車廠開始導入集中式運算(Centralized Compute)與區域控制(Zonal Architecture),透過車內高速運算處理器跟汽車設備溝通,即時處理各種ADAS功能需求,並且能與雲端服務連結,提供車聯網應用與OTA更新管理服務,減少ECU使用數量。但由於汽車架構太過複雜,不易馬上更新,因此有不少傳統車廠是在域控制架構中導入區域控制功能,逐步進行汽車電子運算效率升級。

因為未來使用者對於電動車與智慧的需求更多,而且汽車開發複雜度越來越高,因此Arm提出了車用軟體架構雲端平台「SOAFEE」架構,也就是廠商可以透過雲原生(Cloud Native)的方式,在雲端開發各種車用ADAS應用,並且通過功能安全(Functional Safety)要求測試,然後利用雲端方式安裝到汽車軟體中的容器(Container),就可以在汽車上直接執行,加速車用軟體開發效率,讓軟體定義汽車(SDV)可以加速實現,可真正有效縮短智慧汽車應用開發時間,並能不斷更新改進。

林至信:智慧座艙需求持續成長 駕駛監視系統可提升行車安全

凌陽科技車用產品中心總經理林至信在專題演講中表示,凌陽在車用IC開發已經有18年經驗,主要資源是投入在座艙與輔助駕駛應用,根據統計顯示,美國乘用車駕駛每周要花8小時22分鐘的時間在汽車座艙中,因此智慧座艙對於汽車駕駛來說是非常重要的使用環境,IHS Markit研究報告也指出,2021年全球智慧座艙市場規模為400億美元,預估到2022年將成長至438.8億美元,2030年更可成長至681億美元,年複合成長率高達6%。

林至信指出,雖然自動駕駛會越來越普及,未來15到20年消費者可以買到的汽車仍以L0到L3為主流汽車,其中又以L0到L2為主,因此在這樣設定下的智慧座艙,仍有不少市場需求與輔助駕駛功能要求。舉例來說,美國國家公路交通安全管理局(NHTSA)研究顯示,80%的交通意外與16%的高速公路死亡車禍,都是來自於分心駕駛。對此,凌陽開發出駕駛監視系統(DMS),可以整合到座艙儀表板當中,協助偵測駕駛分心情況,包括長時間分心、短時間分心、使用手機或者是想昏睡,然後發出主動警告,甚至在無法辨識的時候,主動發出警示,要駕駛注意。

對於智慧座艙使用情境而言,有不少功能已經在使用,而且可以持續改善。首先是語音控制方面,研究機構顯示透過語音控制操作特定應用,會比觸控控制要快上許多,因此提供手機連車的語音控制,如CarPlay或Android Auto,是對駕駛者的重要功能之一。其次是行銷導航服務,也就是如何透過汽車內建導航地圖,或與手機串連的行車導航,提供快速有效率的導航服務。再來是車內娛樂部分,可以透過車內攝影機,主動調整車內音響分布,讓乘坐者有最佳聲音效果,也能夠提供3D沉浸式音效,提升車內娛樂效果。此外,凌陽還有一個叫做Sound Bubble的技術,可以讓每一個座位有自己的音響聆聽效果而不受互相干擾。


(發佈時間:2022-09-22)

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