智能汽车创造车用半导体的新蓝海

Mercedes-Benz已展示无人驾驶概念车（Mercede Benz）

在这个智能时代，各种装置都要智能化，汽车当然也不例外。汽车增添智能功能，造就的是更安全、更节能、更便利、更舒适的行车体验，甚至是无人驾驶车也开始跃上台面，在今年的CES展中，欧美一线车厂除纷纷发表科技感十足的车载显示平台、4G连线装置、抬头显示器(HUD)、语音/手势识别人机界面，以及雷达/影像式先进驾驶辅助系统(ADAS)外，奔驰(Mercedes-Benz)(图1)、奥迪(Audi)更率先展示无人驾驶概念车。

汽车从单纯的运输工具走到今天的集数码化功能于一身，这些或实际、或酷炫的智能汽车功能背后，是诸多业者在系统平台设计、系统芯片开发及整合，以及制程方面投注庞大资源；克服无数挑战而获得的成果，他们的努力也为车用半导体市场成长带来强大的驱动力量。

车联网成形  提升汽车电子化程度

根据工研院IEK的预估，2013年国际汽车品牌汽车电子占整车平均成本达20％至25％，到了今年 (2015) 则将提升至50%，也因此IEK预估2015年全球车用半导体市场将达300亿美元，年成长10%，尤其是车联网的先进驾驶辅助系统(Advanced Driver Assistance Systems；ADAS)所需半导体的成长率更高达108%。

车联网基本上是透过先进传感器技术、通讯技术、网络技术、数据处理技术、自动控制技术、信息发布技术等，建立整体性的交通运输管理体系，用来实现人、车、路、环境之间的智能协同，以减少交通堵塞、提高平均车速、减少燃料消耗量与废气排放量及减少交通事故等。车联网的建立也是无人驾驶自动车/实现的先决条件之一。预期ADAS商机潜力庞大，许多半导体大厂已积极切入。

研究机构HIS针对车用半导体市场也分析指出，车用市场对半导体元件需求大增，主要应归功于各国对废气排放的法令管制越趋严格，导致对先进传感器的需求也随之成长。加上近年电动车与油电混合车的蓬勃发展，相较于过去汽车传动系统所需要的半导体元件，这些新兴技术所带出来对于微控制器(MCU)、特定应用标准产品(ASSP)、特定应用集成电路(ASIC)、类比(Analog)与功率晶体管(Transistor)、通讯芯片、类比混合信号和显示方案、传感器(Sensor)及其他半导体的需求，将会是过去的10倍以上。

此外，由于汽车需处理的信息量日渐增加，因此也会造成未来汽车电子存储器容量激增。现今普遍运用在微控制器芯片内的动态随机存取存储器(DRAM)，已不足以支持智能车应用、软件和多媒体数据的存储需求，可能还需要专属的DRAM和快闪记忆和存储元件等，这些会造成车用半导体需求量的上升。

从3C跨入4C  芯片业者切入车厂供应链

智能汽车未来发展潜力持续看涨，俨然已成为相关芯片商的新蓝海市场，许多半导体业者早已积极布局相关领域，观察今年的CES和MWC展，就可以发现博通(Broadcom)、高通(Qualcomm)、飞思卡尔(Freescale)、安谋国际(ARM)、Imagination、辉达(NVIDIA)、德州仪器、意法半导体(ST)、恩智浦(NXP)和爱特梅尔(Atmel)等半导体业者已卯足全力进攻车用半导体市场。

其中，德州仪器由于长期耕耘汽车领域，能彻底掌握系统厂设计需求，因此该公司的处理器已获得福特用于开发新一代SYNC 3 IVI。IVI是In-Vehicle Infotainment System的缩写，中文为车载信息娱乐系统，泛指应用于汽车影音娱乐与信息传递的信息系统。

同样的，数家车厂也已将NVIDIA的Tegra处理器整合至车辆的高度先进IVI系统中，能提供逼真的 3D 地图和地形、流畅的使用者界面；功能丰富的音讯系统等。NVIDIA 的Tegra处理器已被用于Audi 导航系统及Tesla Motors Model S的信息娱乐系统中。

事实上，随着智能汽车的软硬件基础设计逐渐成熟，因此在IVI系统中搭载先进人机界面的车载显示平台已成为许多半导体业的另一竞逐焦点。例如，为了解决平面式的触控屏幕在车内环境中可能面临许多设计和布局的限制，因此已有车厂改而采用基于TI DLP微投影技术的HUD车载显示解决方案，并将进一步结合虚拟实境(VR)、增实境(AR)和适地性服务(LBS)功能，让汽车更有效连结智能运输系统(ITS)信息。甚至，许多车厂已利用高性能的多核心处理器和DLP微投影技术投入研发数码仪表板。这些系统设计原型可望在2016年大举问世。

除IVI之外，智能汽车的另一设计重点则是ADAS。针对此应用，意法半导体(ST)已在今年第二季发表新款ADAS运算平台，并将与欧美、台湾及中国大陆车厂合作，预计在2017∼2018年导入商用车种。ST分析未来亚太区，特别是中国大陆的智能汽车市场潜力，预估至2020年中国大陆市场将有两亿部汽车具备联网、智能化处理能力，市场规模相当惊人。

无人驾驶自动车  衍生先进半导体需求

在智能汽车的各种功能越来越落实后，各大车厂也开始投入无人驾驶自动车、汽车对汽车(V2V)、汽车对基础设施(V2I)的开发，并持续进行实地验证。预期在智能汽车之后，无人驾驶车将接棒推动另一波车载半导体的发展需求。例如Google发展的自动驾驶汽车(Google Self-driving cars)，主要是利用整合了高分辨率摄影机、雷达测距传感器与图形识别等技术的机器视觉及传感方案，建构出安全的自动驾驶环境，这其中就会衍生对于半导体的先进开发需求。

事实上，为加速自动驾驶汽车的进程，半导体大厂英特尔 (Intel)已发表一系列名为Intel In-Vehicle Solutions的硬件与软件，并推动更多投资案与先进科技研发计划，首先要让汽车掌握更多信息、搭载更好的辅助功能，最终具有自动驾驶功能。

Intel In-Vehicle Solutions涵盖一系列硬件与软件产品，包含各类型的运算模块、整合式操作系统与中介软件堆叠、以及开发套件，产品诉求就是要让汽车制造商与其供应商能更快、更容易推出符合消费者要求的车用经验，同时降低这类产品的研发成本。英特尔估计其标准化平台，运用整合且通过验证的硬件与软件，将信息娱乐产品的开发时间缩短12个月以上，而且最多可减少50%的成本，因此各家汽车厂商就能将工程资源运用在技术创新以及改进车内使用经验上。

智能汽车及无人驾驶自动车可望接续推动车用半导体市场成长，看好此领域市场前景，国际半导体业者纷纷投入车用半导体市场。不过，值得注意的是，相较于消费性电子、通讯、信息等3C对于半导体的要求，第4 C (Car)对于半导体元件规格的要求严苛许多。初入此市场的半导体首先要通过ISO 26262、车厂独立认证等一连串严格测试，还得保证供货十年以上。漫长的开发期及长时间备料，对于早已习惯快速产品开发及上市模式的半导业者是颇大的挑战，后续谁能在此一新蓝海中领先卡位胜出，仍有待持续观察。

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