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自驾车时代来临 创新车用电子新方向

全球自驾车运行测试增多,工研院自驾巴士上路。来源:ITRI

自驾车时代也许会来得比想象快速!从公共运输开始,全球自驾车运行测试愈来愈多,根据彭博社统计至2018年10月,全球已有超过114个城市开始无人运具试运行计画,另根据工研院IEK预测,2030年因自驾车、车联网与分享时代来临,汽车交通行动服务(MaaS)将有8,000亿美元商机。

更多的研究报告也预估自驾车(Autonomous Driving;AV)市场将成长快速,包括:波士顿顾问(BCG)公司预测2025年自驾车市场产值约为420亿美元,2035年具备自驾车功能的新车销售数量约占25%,此外,Intel与SA国际研究机构乐观预测,在2050年全自动驾驶具有创造7兆美元「乘客经济」市场发展潜力。

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Quanergy的固态光达生产线已通过IATF 16949认证。来源:Quanergy Systems

自驾车市场商机蓬勃,吸引众多业者投入,Comet Labs调查报告指出,截至2017年,全球投入自动驾驶车领域厂商高达263家,且超过1,000家的新创公司发展与自驾车相关的技术及服务。

Level 2至Level 3成长快速  带动零件需求

为推动自驾车创新营运模式,带动自驾技术产业链发展,并且让台湾车辆产业在全球自驾车供应链扮演更重要角色,财团法人车辆研究测试中心(ARTC)已与宏碁智通、联华聚能科技及鑫威汽车工业等18家上中下游供应商携手组成「自驾车产业联盟」。

自动驾驶车、联网车辆对于先进驾驶安全辅助系统的需求,带动车用影像系统、盲点侦测、车道偏移、停车辅助系统、车用LED等产品的成长,这对于台湾电子产业是很好的机会,相较2017年台湾汽车电子产值达新台币2,080亿元,IEK预估2020年可超过2,700亿元台币,直逼台湾整车产值。

综观整体发展趋势,未来5?10年,Level 2到Level 3的自驾车功能将会迅速成长,为传感器和摄影机制造商带来庞大商机。自驾车发展分成Level 1~Level 5共5个阶段。

根据美国汽车工程师协会(SAE)于2016年提出的报告,Level 1为辅助驾驶(Assisted Driving),Level 2为局部自动驾驶(Partial Automation),Level 3为有条件的自动驾驶(Conditional Automation),Level 4是高度自动驾驶(High Automation),最后Level 5则是全自动驾驶(Full Automation)。目前自驾车已发展至Level 3阶段,Level 4预估将在2021~2022期间实现,至于Level 5则一般认为需等到2025年之后。

车规光达受嘱目  固态机种缩小化

自驾车的成长带动传感器的需求,包括影像传感器、侦测型传感器(Detection Sensor),以及负责管理电源系统的传感器等,其中尤以光达被视为自驾车装载传感器中最具成长潜力的一种。

车用光学雷达(Light Detection And Ranging;LiDAR)是以雷射光做为量测媒介,搭配发射模块、接收模块及相应的光学、机械、硬件设计等技术。光达具有高准度量测距离、高精度、高辨识度等优点,且不受环境亮度影响,可以不分昼夜地感测周遭障碍物形状、距离等信息,建立3D地理信息模型,这些特性使得光达成为自动驾驶必备的传感器之一。

光达分为机械式光达及固态光达。传统光达采用机械式旋转,以达成360度侦测四周环境,然而机械式旋转的光达构造相当复杂且笨重,更是造成光达成本高昂的原因之一,而相较于传统机械式光达,固态光达(Solid-state LiDAR)的成本、功耗更低,且性能和可靠度更高,因此会是未来发展重点,目前已有车厂尝试将固态光达内建在汽车的车头灯之中。Yole Développement预测,光达市场将在2022年达到16亿美元规模,并进一步在2032大幅成长至315亿美元。

Quanergy Systems为固态光达的主要开发商之一,该公司的固态光达生产线已通过IATF 16949认证,可实现将车规级固态光达推向市场的目标。Quanergy的固态光达S3是采用光学相控阵技术来取代旋中转构,以实现广角扫描功能,使光达内不再需要旋转元件,让体积能极小化。

另一家投入高阶驾驶安全系统光达传感器技术开发的Velodyne,也已推出VelaDome、Velarray和Vella等产品,其中,VelaDome是一种嵌入式小型光达,号称是业界首款宽视场短距离传感器,用于近目标回避和盲点监测,可提供180度x180度的超宽影像,并可检测到距离接近0.1公尺的物体。

传感器需求持续攀升  打造车用智能

除光达之外,随著自动驾驶快速成长,对于各类传感器的需求也持续攀升,因为车辆需使用一系列传感器来测量压力、温度、位置、速度、湿度和占用等参数,也愈来愈需要用于先进驾驶辅助系统(ADAS)和摄影镜头的传感器。

这些不断增长的传感器需求驱动相关厂商持续推出新产品,例如:Vayyar Imaging的毫米波3D成像系统单芯片(SoC)集成了72个发射器和72个适配器,以及具有高分辨率和高精准度的高阶数码信号处理器(DSP),涵盖从3GHz?81GHz的成像和雷达频段,不需要外部中央处理器(CPU)来实现复杂的成像算法,可以在任何天气或光照条件下工作,此款3D影像传感器可以提供360度感测,以清楚了解车辆内部和外部发生的情况。

随著新技术和新功能的不断出现,汽车应用设计变得越来越具挑战性,进而推动了现今车用传感器的数量和类型不断增加,且要达到Level 4或Level 5的自动驾驶愿景,人工智能更是不可或缺的关键技术,这些因素所形成的大量数据传输处理需求,也将带动存储器快速成长,汽车占目前整体半导体市场约10%的比例将可能持续上升。

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