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剖析全球車用安全發展趨勢
台灣業者經營車用電子的思維轉變

【作者: 何心宇、龔俊光】   2006年09月05日 星期二

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在車用電子帶動資通訊與汽車產業結合的龐大商機下,全球車用安全的市場規模與成長潛力受到各方關注,台灣業者亦紛紛加入車用安全相關系統與產品的佈局,而主要地區市場需求與產品趨勢,對於台灣業者而言,將是發展相關應用及商機擷取的重要參考。


全球車用安全系統發展趨勢

車用安全系統根據是否為預防性質,可分為主動安全(Active Safety System)與被動安全(Passive Safety Systems)兩類,前者為預防事故的發生,後者則為減緩事故發生的傷害程度,分類依據如(表一)。主動安全包含三大系統,為車輛穩定性系統(Vehicle Stability Systems)、駕駛警告與資訊系統(Driver Warning and Information Systems)及防碰撞系統(Collision Avoidance Systems)。被動安全則包括汽車使用者保護系統(Occupant Protection Systems)及其他(Other Passive Safety Systems)。


根據Frost& Sullivan調查,2005年全球車用安全系統市場達456.25億美元,其中,日本市場佔整體市場比例63%,其次為歐洲16%與北美13%。總計日歐美三地,約佔整體市場92%,可知此三區域對於整體車用安全發展的重要意義與代表性。基於部分台灣業者也紛紛投入車用安全投資,故了解主要市場與產品趨勢將成為未來相關發展的參考。但基於各區域之法規、環境等差異大,此將影響各區域發展。下文將就日本、歐洲與北美地區,剖析其相關法規政策、市場發展及產品趨勢,做為台灣業者發展之參考。


日本車用安全系統發展趨勢

日本為車用安全系統發展最為蓬勃的區域市場,就行車狀態防護程度、時間軸觀察日本市場情形,如(圖一)所示,配合行車狀態會有不同防護層級。



《圖一 日本市場車用安全發展與趨勢》
《圖一 日本市場車用安全發展與趨勢》

政府政策為主要驅動力

基於日本地區地狹人稠、交通狀況不甚理想等因素,故日本政府自2000年起即大力推廣智慧型運輸系統計畫(Intelligence Transportation System;ITS),希望藉以改善日本交通狀況。ITS預計2009、2010年進入第四階段。展望2010年,當車用安全技術漸往高科技、電腦化邁進,發展充滿人性且易於操作之使用介面(Human-Machine Interface;UMI)預計將成為發展重點。


被動安全方面,隨著技術進步與全面防護的需求,車體、座椅、氣囊與安全帶往更智慧化方向發展,碰撞後車輛救援與處理方面,緊急通話系統成為一個重要的裝置,並從手動操作方式往撞擊後自動通知系統發展。展望2009、2012年,日本預計將實施「新車安全性評估(Japan New Car Assessment Program;JNCAP)」,成為各車廠及相關業者發展被動安全系統依循的指標,也成為未來欲進入日本車用安全市場之業者門檻。


相較於其他區域,日本車用安全發展,政府政策力量為主要的推手,對於欲擷取此市場商機之外來業者,相關政策如ITS、JNCAP發展與依循,將成為進入市場前重要的參考。


歐洲地區車用安全系統發展趨勢

歐洲車用安全發展藍圖如(圖二)所示。1995年歐洲地區安全系統,主要為縱向車輛穩定系統(主動式安全)及汽車使用者保護包括翻覆時前側、旁側保護(被動式安全)。2005年則延伸到其他。2015年,無論是主動/被動式安全皆將往更為先進應用發展。



《圖二 歐洲市場車用安全發展與趨勢》
《圖二 歐洲市場車用安全發展與趨勢》

主動式安全具成長性

根據資策會MIC執行之經濟部ITIS計畫統計分析顯示,展望2006~2010年車用安全系統的發展,預計歐洲地區主動安全市場將不斷增長,而被動安全則呈現持平或下降的情形。若以各別類型觀察,主動式安全方面,ABS為主流,胎壓監測(Tire Pressure Monitoring;TPMS)則具成長爆發力;被動式安全方面,安全氣囊為主流,前座式安全氣囊如前座乘客安全氣囊(Passenger Front Airbag;PA)、駕駛安全氣囊(Driver Front Airbag;DA)及側邊式安全氣囊如前座側邊安全氣囊(Front Side Airbag;FSA)、後座側邊安全氣囊(Rear Side Airbag;RSA),隨著發展較為成熟,整體成長幅度趨緩。至於車窗簾式安全氣囊則呈現小幅成長,安全帶部分則呈現小幅成長趨勢。


北美地區車用安全系統發展趨勢

北美地區彙集全球主要車廠發展概念,除開發車輛意外事前、中防範外,基於美國境內幅員廣大,常常發生救援但不知所處位置之困擾。基於此,北美部份車廠結合其車載資通訊服務系統(Telematics),發展結合Telematics之撞擊後自動回覆通知功能,成為另一發展重點。



《圖三 北美地區車用安全發展與趨勢》
《圖三 北美地區車用安全發展與趨勢》

主動安全結合Sensor發展

在主動式安全方面,2005年主要系統則包括鄰近車輛監控與碰撞警告(包括車道偏離警告、夜視裝置、防瞌睡警示、車道維持、碰撞警告與車道改變等)。


被動式安全在北美市場發展較早且也較為成熟,相關系統與產品,因應技術與全面防護概念強化,各式改良與轉變也因應而生。以安全氣囊為例,鑑於碰撞時氣囊展開所造成的壓力可能形成的二次傷害,發展出OCS,藉由Sensor測量乘客重量,透過CAN bus將相關訊息傳遞給ECU裝置,以利調整氣囊配置,也讓安全氣囊更為智慧化。


創造Telematics服務新價值

在主/被動式安全之外,各大車廠也發展碰撞後主動通知系統。配合Telematics,當車輛一旦發生事故,無論車上安全氣囊是否展開,服務中心人員皆會主動與駕駛員聯繫,詢問是否需要協助如派遣拖吊車或救護車等。此類型服務擴大車廠資通訊服務、車用安全應用範圍,成為北美安全系統發展主要趨勢。


台灣業者在車用安全系統之佈局

安全議題一直為汽車產業所重視,車用安全趨勢也由被動安全往主動安全方向邁進。順應此趨勢,台灣業者也多積極加入車用安全佈局,主要分為七大部分,分別為車輛安全元件、TPMS、防盜系統/IKEY、影像感測、倒車雷達、抬頭顯示器與駕駛狀態監視系統


台灣業者佈局對應主要區域日本、歐洲與北美發展情形,可發現幾項重點:


  • 順應市場主流及台灣業者既有優勢,故台灣業者多以結合Sensor、Controller與Semiconductor等元件發展相關安全系統與產品為主;


  • 與車體相關安全系統如碰撞後自動通知系統、先進煞車輔助等,前者處於初期發展階段故以車廠主導為主,後者發展則集中於幾個大廠,並有大者恆大的現象。基於市場集中度高,進入門檻也較高等因素,故非台灣業者目前發展重點;


  • 對照歐、美與日車用安全發展,政策力量的驅使為重要考量。其中,日本相關車用安全措施最為積極,結合政府與日系主要車廠來做發展,鑑於此,也限制台灣業者進入此市場先機。



台灣業者在車用安全應用產品之發展機會與挑戰

台灣業者現階段發展車用安全時,重點仍以結合Sensor、Controller與Semiconductor等元件發展相關系統與產品為主,包括TPMS、影像感測產品與其他關鍵元件等。


TPMS

對於進入TPMS之台灣業者而言,充分掌握TPMS設計為未來發展之關鍵。Sensor RF無線傳輸需克服高速、金屬干擾等問題,同時可能衍生之傳輸訊息可靠性、敏感度等問題,此外,在Sensor電力供應方面,若以電池供電,則需注意長期效果並需克服溫度或壓力等問題。


在設計關鍵的掌握外,台灣業者經營TPMS可能面臨的挑戰還包括:台灣業者發展TPMS多以售後市場為主,售後市場之開拓,需注重改裝車市或零售市場之通路經營,台灣業者亦需瞭解汽車使用者之消費行為;此外,當市場充斥大量TPMS產品,如何與其他產品差異化,強化本身特點,這也將是台灣業者將面臨的挑戰之一。


影像感測產品

台灣廠商在倒車雷達等感測器方面的產品發展上,已具備相當的水準;而在影像感測的相機模組方面,除了原有的汽車零組件業者之外,近來亦有手機相機模組廠商企圖進軍此領域。不過,車用的相機模組,主要以提供路況即時監控,其產品要求的是監視範圍的廣度,可接受較大的動態範圍,並需要即時(Real time)回應。與手機相機所強調的高畫素數、精細對焦、複雜的影像調校處理等產品發展趨勢不同,對於手機相機模組製造廠商而言,是另一項產品開發的課題。


在汽車產業的供應鏈關係方面,汽車產業的價值網絡屬於中衛體系,其近百年來的營運方式都是以車廠為中心,而其零組件供應商皆為其衛星工廠,也相當於車廠的合作伙伴,所以品質與緊密的合作關係更甚於價格。因此,獲得車廠的信賴與建立長久的合作關係,才是台灣廠商未來需要挑戰的課題。


安全關鍵元件

台灣業者也紛紛投入Sensor相關產品,並著力於加入車前供應鏈與車後市場發展,但當面對Sensor元件研發時將可能面對下列幾項挑戰:


  • (1)Sensor研發主要由汽車系統業者主導,鑑於台灣業者角色非屬於此定位,故較僅能以技術追隨者角度發展;


  • (2)Sensor先進研發技術,主要與國家整體汽車產業電子設備應用有關,台灣汽車產業主要為整車性質且非車用電子發展前瞻國家,此將考驗台灣Sensor技術未來研發的創新性。



結論

美、日、歐等法規環境引領車用安全發展趨勢

車用安全為汽車產業一重要議題,主要汽車產業發源地日本、歐洲與北美,結集車廠、車用零組件業者與資訊電子業者與政府力量,發展相關產品與應用。彙總主要安全系統市場得到幾項市場主流與發展趨勢。


台灣業者以佈局Sensor相關應用產品為主

鑑於上述發展趨勢與台灣業者核心能力,台灣業者以結合Sensor、Controller與Semiconductor等元件發展相關安全系統與產品為主。而與車體安全如碰撞後自動通知系統、先進煞車輔助等,及政策引領相關應用。鑑於先天車用環境的限制、大廠主導等考量,台灣業者進入障礙則較高。


基於市場商機及技術進入門檻較低等考量,台灣業者可先發展Sensor相關系統與產品如TPMS、影像感測為主。在車用安全關鍵元件方面,相關市場具有高成長潛力,台灣已有部分業者加入佈局,但因技術門檻高、創新技術多由國際大廠主導等因素,台灣業者將面臨較高之挑戰,需投入更多時間與研發資源。


如何切入產業供應鏈體系將為是重大考驗

雖然台灣業者在資訊電子產業具成熟的發展背景,但車用安全對於台灣業者而言,到底是火花還是泡沫,關鍵應在於台灣業者經營車用電子的思維轉變。汽車產業具有嚴格且繁瑣的驗證規範、密不可分且長期合作的產業鏈關係,即使是車後市場的經營,如何佈局主要市場經銷體系,對於台灣業者仍將為全新的挑戰,尤其在車用安全方面,攸關汽車駕駛、乘客的生命安全,相關驗證過程更為車廠所重視,恐無法以速成的方式,在相關領域收立竿見影之效,除了研發的投入外,加強建立與車廠的合作關係,將為台灣業者在車用安全發展的重要關鍵因素。


(作者任職於資策會MIC)


延 伸 閱 讀

隨著全球汽車市場不斷的成長,車用的慣性感測器(Inertial Sensor)市場規模也不斷增加。根據Yole預測,全球加速度器(Accelerometers)市場規模在2007年將達5億400萬美元。相關介紹請見「 以微機電技術發展之慣性感測器的市場分析」一文。

安全、舒適、無污染、經濟性一直是汽車工業業者和消費者追求的目標。實現這些目標的關鍵在於汽車的電子化和智慧化,其先決條件是各種資訊的即時獲取,故勢必要求在汽車中大量採用以微機電技術開發之各種感測器,運用其體積小、傳輸快、功能強之特點,強化汽車功能。你可在「 微機電系統於汽車工業之運用及未來發展趨勢 」一文中得到進一步的介紹。

無線生物電子通訊系統由小型智慧感測器組成的人體區域網路(body-area networks;BAN)。感測器用於收集人體的重要訊息,然後將訊息送給一個中心智慧節點,再由這個智慧節點透過無線通訊方式將訊息發送給基地台。借助基於3D堆疊的(System-in-a-cube;SiC)整合技術可設計實現這些感測器節點。在「用SiC整合技術採集生物電子訊號」一文為你做了相關的評析。

市場動態

根據Yole Developpement新出爐的報告World Mems Inertial Sensor Markets 2002~2005,分析微機電加速感測器(Acceleration sensor)、陀螺儀(Gyroscopes)主要應用於汽車製造產業與市場。 相關介紹請見「全球慣性感測器市場規模2005年達12.09億美元」一文。

在“2005 Symposium on VLSI Circuits”的第五次會議“Imagers, Biochip and MEMS”上,進行了高動態範圍影像感測器、由一個電晶體構成的像素、使用CMOS APS的生物感測器晶片以及使用基於SOI的高耐壓電晶體的流體移動控制晶片的技術發表。你可在「影像感測器和生物感測器相繼亮相 」一文中得到進一步的介紹。

法國雷諾宣佈,將在第61屆法蘭克福車展上展出概念SUV(多功能運動車)Egeus。在具備SUV性能和車身尺寸,車身前、後採用長髮動機罩、形成如高級跑車般的外觀。側門把手採用流線型設計,與車身形成一體。當手伸向把手時,光學感測器便會檢測到手的靠近,把手隨即會向外伸出數十毫米。在「 雷諾展出概念SUV Egeus」一文為你做了相關的評析。

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