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自駕車時代來臨 創新車用電子新方向

全球自駕車運行測試增多,工研院自駕巴士上路。來源:ITRI

自駕車時代也許會來得比想像快速!從公共運輸開始,全球自駕車運行測試愈來愈多,根據彭博社統計至2018年10月,全球已有超過114個城市開始無人運具試運行計畫,另根據工研院IEK預測,2030年因自駕車、車聯網與分享時代來臨,汽車交通行動服務(MaaS)將有8,000億美元商機。

更多的研究報告也預估自駕車(Autonomous Driving;AV)市場將成長快速,包括:波士頓顧問(BCG)公司預測2025年自駕車市場產值約為420億美元,2035年具備自駕車功能的新車銷售數量約佔25%,此外,Intel與SA國際研究機構樂觀預測,在2050年全自動駕駛具有創造7兆美元「乘客經濟」市場發展潛力。

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Quanergy的固態光達生產線已通過IATF 16949認證。來源:Quanergy Systems

自駕車市場商機蓬勃,吸引眾多業者投入,Comet Labs調查報告指出,截至2017年,全球投入自動駕駛車領域廠商高達263家,且超過1,000家的新創公司發展與自駕車相關的技術及服務。

Level 2至Level 3成長快速  帶動零件需求

為推動自駕車創新營運模式,帶動自駕技術產業鏈發展,並且讓台灣車輛產業在全球自駕車供應鏈扮演更重要角色,財團法人車輛研究測試中心(ARTC)已與宏硒撲q、聯華聚能科技及鑫威汽車工業等18家上中下游供應商攜手組成「自駕車產業聯盟」。

自動駕駛車、聯網車輛對於先進駕駛安全輔助系統的需求,帶動車用影像系統、盲點偵測、車道偏移、停車輔助系統、車用LED等產品的成長,這對於台灣電子產業是很好的機會,相較2017年台灣汽車電子產值達新台幣2,080億元,IEK預估2020年可超過2,700億元台幣,直逼台灣整車產值。

綜觀整體發展趨勢,未來5∼10年,Level 2到Level 3的自駕車功能將會迅速成長,為感測器和攝影機製造商帶來龐大商機。自駕車發展分成Level 1~Level 5共5個階段。

根據美國汽車工程師協會(SAE)於2016年提出的報告,Level 1為輔助駕駛(Assisted Driving),Level 2為局部自動駕駛(Partial Automation),Level 3為有條件的自動駕駛(Conditional Automation),Level 4是高度自動駕駛(High Automation),最後Level 5則是全自動駕駛(Full Automation)。目前自駕車已發展至Level 3階段,Level 4預估將在2021~2022期間實現,至於Level 5則一般認為需等到2025年之後。

車規光達受囑目  固態機種縮小化

自駕車的成長帶動感測器的需求,包括影像感測器、偵測型感測器(Detection Sensor),以及負責管理電源系統的感測器等,其中尤以光達被視為自駕車裝載感測器中最具成長潛力的一種。

車用光學雷達(Light Detection And Ranging;LiDAR)是以雷射光做為量測媒介,搭配發射模組、接收模組及相應的光學、機械、硬體設計等技術。光達具有高準度量測距離、高精度、高辨識度等優點,且不受環境亮度影響,可以不分晝夜地感測周遭障礙物形狀、距離等資訊,建立3D地理資訊模型,這些特性使得光達成為自動駕駛必備的感測器之一。

光達分為機械式光達及固態光達。傳統光達採用機械式旋轉,以達成360度偵測四周環境,然而機械式旋轉的光達構造相當複雜且笨重,更是造成光達成本高昂的原因之一,而相較於傳統機械式光達,固態光達(Solid-state LiDAR)的成本、功耗更低,且性能和可靠度更高,因此會是未來發展重點,目前已有車廠嘗試將固態光達內建在汽車的車頭燈之中。Yole Développement預測,光達市場將在2022年達到16億美元規模,並進一步在2032大幅成長至315億美元。

Quanergy Systems為固態光達的主要開發商之一,該公司的固態光達生產線已通過IATF 16949認證,可實現將車規級固態光達推向市場的目標。Quanergy的固態光達S3是採用光學相控陣技術來取代旋轉機構,以實現廣角掃描功能,使光達內不再需要旋轉元件,讓體積能極小化。

另一家投入高階駕駛安全系統光達感測器技術開發的Velodyne,也已推出VelaDome、Velarray和Vella等產品,其中,VelaDome是一種嵌入式小型光達,號稱是業界首款寬視場短距離感測器,用於近目標迴避和盲點監測,可提供180度x180度的超寬影像,並可檢測到距離接近0.1公尺的物體。

感測器需求持續攀升  打造車用智慧

除光達之外,隨著自動駕駛快速成長,對於各類感測器的需求也持續攀升,因為車輛需使用一系列感測器來測量壓力、溫度、位置、速度、濕度和佔用等參數,也愈來愈需要用於先進駕駛輔助系統(ADAS)和攝影鏡頭的感測器。

這些不斷增長的感測器需求驅動相關廠商持續推出新產品,例如:Vayyar Imaging的毫米波3D成像系統單晶片(SoC)整合了72個發射器和72個接收器,以及具有高解析度和高精準度的高階數位信號處理器(DSP),涵蓋從3GHz∼81GHz的成像和雷達頻段,不需要外部中央處理器(CPU)來實現複雜的成像演算法,可以在任何天氣或光照條件下工作,此款3D影像感測器可以提供360度感測,以清楚瞭解車輛內部和外部發生的情況。

隨著新技術和新功能的不斷出現,汽車應用設計變得越來越具挑戰性,進而推動了現今車用感測器的數量和類型不斷增加,且要達到Level 4或Level 5的自動駕駛願景,人工智慧更是不可或缺的關鍵技術,這些因素所形成的大量數據傳輸處理需求,也將帶動記憶體快速成長,汽車佔目前整體半導體市場約10%的比例將可能持續上升。


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