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感测器于车用电子发展新契机
智慧化辅助系统需求上升

【作者: 楊正瑀】2016年08月12日 星期五

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在智慧化的趋势下,再加上汽车应用更为强调安全、节能、舒适便利并需整合多元资通讯娱乐,汽车在电子方面所占的成本比重逐渐提升,其中,主、被动安全及先进驾驶辅助系统(Advanced Driver Assistance System;ADAS),已成为近期各大车厂投入发展的重点。同时,在电动车与车联网的带动下,相关设备需求亦应运而生。


长期在汽车产业逐渐朝自动化、智慧化迈进的发展趋势下,对于汽车电子的应用将更为广泛,相关元件占整体汽车的成本更可望进一步提升。


车用半导体产业现况


图1
图1

全球车用电子市场长期展望乐观,根据日本研究机构富士总研的统计,预估2025年将达58.8兆日圆。整体而言,车用电子设备与零组件的装置数量呈现持续成长的趋势,主因为汽车性能提升,再加上电动车的发展趋势,导致汽车装置电子设备的数量呈现成长趋势,并从高价车种逐渐延伸至平价车种,使车用电子设备应用的普及程度持续提升。


此外,一般认为设备开发技术持续进步,未来可取代多种设备的单一产品将陆续问世,但预计未来10年间,高性能产品应该还不足以冲击其他产品,不过在单一功能的车载导航机、外接式的车载资通讯产品如PND等,受到功能被整合入车载一体机的趋势,其市场则呈现下滑趋势。其他如车用电子系统与零组件等市场,则可望维持稳定成长态势。


全球车用半导体市场规模

电子设备与零组件在汽车成本比重的提升,也意味着车用半导体的需求将逐渐成长。在目前汽车的制造成本中,高阶车种应用半导体的成本约一千美元,其余车种则随整体价格而呈现递减的现象,同时其差距可到10~20倍。


但是汽车的设计向来以高阶车种先行,后续中低阶、平价车种逐步采用相关功能与技术,因此长期而言,估计未来中低阶车种采用半导体的需求将逐渐成长,同时以其目前的成本差异而言,估计仍有什高的成长空间。


在车电次系统持续发展新兴应用刺激半导体需求之下,全球车用半导体市场保持成长趋势,2013年全球车用半导体市场约为275亿美元,估计2014年约为299.6亿美元,成长幅度约9 %,2018年则可望成长至439.9亿美元。



图2 : 全球车用半导体市场规模 (备注:成长率 资料来源:资策会,2015年5月)
图2 : 全球车用半导体市场规模 (备注:成长率 资料来源:资策会,2015年5月)

全球车用半导体产业集中度仍高

过去在汽车的设计与制造中,车电大厂为掌握关键零组件,多倾向与特定半导体厂商建立策略性之合作关系,也因此形成了目前汽车半导体市场由少数业者形成近乎寡占的现象。


2014年前十大业者仍占有汽车半导体市场超过六成的市场。尤其在部分厂商已与供应商形成长期合作关系,如Bosch、Delphi、Denso等欧、美、日车电大厂,已分别培养出Infineon(英飞凌)、Freescale(飞思卡尔)及Renesas(瑞萨)等车用半导体供应商。


不过长期而言,车用半导体市场结构仍有可能出现改变,主因为整体汽车市场的发展重心逐渐转变,尤其是中国大陆在国家政策扶持下,致力于培养自有品牌车辆与自主供应链,借由与国际大厂的合资建厂及共同开发,已逐渐建立大型汽车品牌集团之技术实力,对于新进的半导体业者而言,为突破目前全球车用半导体市场由少数国际大厂寡占的契机。


全球车用电子发展趋势

车辆电子化带动感测器应用


图3
图3

在智慧化、自动化的科技带动下,智慧交通、智慧车辆的开发将维持稳定的进展。以智慧车辆而言,如Google在日前宣布开发的无人驾驶车,透过车内的智慧化系统,再加上车外的智慧交通环境,可提供无人驾驶的汽车应用情境,未来的发展具有什高的想像空间。


仅以短期而言,相关智慧化的技术亦可望应用于驾驶辅助的功能开发,包括ADAS、自动倒车系统等。而智慧化科技的导入,对电子元件、半导体元件之需求将更为广泛,包括感测元件、运算处理晶片、车用网路晶片等,估计相关新兴元件的需求可望为新进业者带来市场切入的机会。


智慧化辅助系统应用升温

先进辅助驾驶系统中在影像感测应用方面,可发展为车道偏离、全车环视系统、盲点侦测、自动停车或倒车辅助等,虽目前感测器元件仍多掌握在国际大厂手中,​​但已有原相、锐相等台湾业者投入,而模组化或提供系统产品的业者不在少数,多由原本涉足车用零组件的业者如车王电、峰鼎电子等业者切入,在未来由辅助安全需求带动,影像感测器与模组、系统元件将持续为热门发展领域,而车辆自动化程度与智慧化发展的趋势下,影像感测的精确度与影像判读准确性的需求亦将日益提升。


而感测距离受限且夜间影像品质不佳等缺点使得影像感测辅以其他类型感测器如红外线、雷达、超音波等技术所组成的整合型感测系统的需求亦在逐渐增加中,台湾业者可视自身的技术优势寻求ADAS各类次系统厂商的合作。


电动车少量多样需求

动力传输部分为汽车核心组成单元,既有车厂仍以自行开发或与既有车电大厂合作为主,不足之处亦以新进大厂为优先选择。但如美国Tesla等新进(电动)车厂,由于规模小,在布局供应链时不一定能吸引大厂与之配合,而为台湾中小型厂商发展契机。


然而应用于新能源车的电源及电池管理IC、功率电晶体,需用远高于3C应用的高压制程制作,并具备对电池更为复杂严谨的保护与管理能力,对比台湾业者熟悉的电脑系统与消费性电子产业须有更进一步的技术提升。


此外,电动车对于车载资通讯需求增加,应以台湾累积之车载资通讯能量共同发展符合中国大陆市场需求之车载资通讯应用软硬体及服务,尤其在营造车联网无缝接轨环境与消除里程焦虑等方向将是解决方案发展重点。


车用半导体发展契机

在车用系统中电子化的程度日渐升高,同时带动感测器中的半导体化程度。如压力感测器、角位置感测器、角(加)速度感测器、加速度感测器等。在车辆既有的动力系统、安全系统中,感测器应用的数量与品质均将逐步提升。


测距感测器大量应用于驾驶辅助系统

近年来先进辅助驾驶系统已成各大车厂发展的重要方向之一,藉由车道偏移警示、盲点侦测、夜视辅助等系统将车辆由碰撞后启动的被动安全提升为预防碰撞的主动安全层次,对车厂而言可提升各车款的差异化程度,对于使用者而言则可更进一步提升驾驶安全性。


ADAS由大量测距与测速感测器组合而成,例如盲点侦测增加了车后及车侧的影像模组与感测器数量,车道偏离则藉由车道线的侦测感知车辆在车道中的行驶状况,同样将增加车前影像感测的模组与感测器数量。在ADAS逐渐成为车辆发展的显学后,主要由影像显示模组构成的测距感测需求亦将随之快速增加。


表2 应用于ADAS不同感测器的特性






























































































































 

微波雷达

毫米波


雷达

雷射雷达

超音波

光学摄影


镜头

立体摄影


镜头

远红外线


镜头

感测范围

<2m

 

 

2~30m

 

 

 

 

30~150m

 

 

 

 

 

 

感测角度

<10度

 

 

>30度

 

角度辨识能力

 

外界干扰下感测能力

雨天

雾/雪

 

 

 

脏污

 

 

 

夜视功能

 

 

 

 

 

 

测速功能

 

 

 

 


备注:图示◎表优、○佳、△尚可 (资料来源:资策会MIC,2015年5月)



过去着重在消费性电子影像处理的台湾厂商,因本身在技术与终端产品具一定技术竞争力,因此在ADAS成为各车厂未来发展重点后,在车道偏离、全车环视、倒车辅助、胎压侦测与自动停车等相关产品,台湾后续具相当竞争力,从感测器、模组到系统厂商皆有切入空间。


台湾业者可考虑优先切入车后市场

车辆自动化包括自动停车、小范围自动行驶(如停车场)甚至无人驾驶等,已成为国际电子大厂与车厂的布局重点,虽然目前在法规以及安全性的考量上尚在发展阶段,但相较于切入封闭程度高的传统车厂供应链,长期而言对于与国际电子大厂已有长期合作经验的台湾厂商有较大的潜在发展机会。


ADAS、TPMS虽以车前市场规模较大但在AM市场仍有一定之发展潜力,将可藉由AM市场直接向终端消费者销售方式建立品质与产品供应链,再寻求与车厂的合作机会发展OEM市场,而目前已具备实绩的台湾车电厂商亦积极发展ADAS,测距与测速等感测器相关业者将有共同发展之合作机会。


(本文作者为资策会MIC资深产业分析师)


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