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車聯網發展及產業鏈策略布局觀察
 

【作者: 拓墣產業研究院】   2019年04月11日 星期四

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圖一 : 車聯網V2X實現車輛與一切可能影響車輛的實體資訊交互,將人、車、路、雲端平台串接,讓車輛彼此能「溝通」。(source: Continental AG)
圖一 : 車聯網V2X實現車輛與一切可能影響車輛的實體資訊交互,將人、車、路、雲端平台串接,讓車輛彼此能「溝通」。(source: Continental AG)

車聯網V2X(Vehicle-to-Everything)實現車輛與一切可能影響車輛的實體資訊交互,將人、車、路、雲端平台串接,讓車輛彼此能「溝通」,並以服務創新模式導向,進一步進行大數據管理和運用。


隨著汽車安全性持續提升,包括道路狀況提示、定位系統、輔助駕駛功能與車用通訊都需仰賴車聯網V2X,資通訊娛樂系統亦需要使用車聯網接收訊息,帶動車聯網市場快速成長。根據拓墣產業研究院預估,2017年車聯網市場產值為750百萬美元,預計至2022年達2,800百萬美元,2017~2022年全球車聯網市場年複合成長率超過20%。


車聯網應用需求增加,V2X發展態勢更為明顯

目前V2X通訊技術發展主要分為IEEE 802.11p(802.11擴充延伸,DSRC底層技術)和3GPP C-V2X(基於蜂窩網的V2X無線通信技術)2種,前者技術相對成熟,後者發展具有前景。


過去美國推動WAVE/DSRC標準,其整合IEEE 802.11p與IEEE 1609等2標準,歐盟以歐洲電信標準協會(ETSI)為首,基於IEEE 802.11p協定,推出ITS-G5規範版本;為與歐美規範差異化,中國積極推動C-V2X技術發展。


C-V2X技術崛起,主要原因為(1)基於蜂窩網路,與目前4G和未來5G網路可複用,部署成本低。(2)網路覆蓋廣,網路運營盈利模式清晰。(3)3GPP標準制定,全球通用,使用單一LTE晶片組,模組成本大幅降低。(4)C-V2X作為5G重要組成部分持續演進,使得各國皆積極針對C-V2X技術展開研究與測試工作,包括法國、德國、韓國、中國、日本和美國等。


從產業鏈來看,上游廠商如NXP、ST、Infineon、Renesas與Qualcomm等廠商,皆有針對車聯網V2X應用部署,上游廠商主要是開發各類型感測器和車體完整溝通環境的晶片設計,尤其NXP已推出工業級DSRC晶片,ST、Autotalks、Savari、Qualcomm、Cohda Wireless與Renesas等提供DSRC晶片產品和相應解決方案。


在C-V2X方面,除了Qualcomm(2018年推出商用C-V2X晶片9150C-V2X,2018下半年推出Sample,2019下半年實現量產)外,未來包括華為、大唐、Intel與Samsung等可提供C-V2X相關晶片。以C-V2X模組來看,包括金雅拓(Gemalto)、LG Innotek、Quectel、Sierra Wireless、Telit、啟碁與中興等皆各自於近期宣布將基於Qualcomm 9150 C-V2X晶片組,發展下一代汽車和路側基礎設施。Audi、Toyota等車廠則紛紛聯合通訊廠商展開C-V2X技術測試,C-V2X在產業化進程方面與DSRC差距有越來越小趨勢。


C-V2X將於2020 年啟動商用部署,各聯盟組織循序推進

新一代行動網路(Next Generation Mobile Networks,NGMN)聯盟於2018年7月底發佈白皮書指出,從技術、經濟和生態系統角度來看,C-V2X技術優於IEEE 802.11p標準,可滿足基礎之關鍵性安全應用需求。



圖二 : 奧迪和杜卡迪正共和合作研發C-V2X基礎的交通安全通訊技術(source: paultan.org)
圖二 : 奧迪和杜卡迪正共和合作研發C-V2X基礎的交通安全通訊技術(source: paultan.org)

NGMN聯盟的C-V2X測試已積極進行,且將於2020年部署該技術。此外聯盟設定目標包括縮短C-V2X上市時間,並推動汽車產業合作,促進產業界參與達成共識,與統合電信運營商對於LTE-V2X和DSRC / IEEE 802.11p意見。


2018年3月5G Americas組織亦發佈白皮書,其基於蜂窩(cellular)C-V2X技術來和專用短距離通信(DSRC)技術進行對比。C-V2X與DSRC相較具有以下關鍵優勢,包括更遠傳播距離和更高可靠性,尤其在擁擠交通中性能更一致,提供更多新興應用,及能夠與其它技術有更好共存等。但一旦有新的3GPP標準部署,就會出現一段時間延遲,因為要升級基礎設施以支援新的能力。換言之,可能需要多年時間,蜂窩(cellular)技術才能完全滿足V2X通訊需求。


C-V2X優勢為能在更密集環境中,相較於IEEE 802.11p技術,支援更遠通訊距離(約2倍)、更佳非視距(not line of sight,NLOS)性能、增強可靠性(更低誤包率)、更高容量和更佳擁塞控制,有利於實現車輛間智慧駕駛,整合動態資訊服務,達到交通管理一體化目標,為駕駛者提供更有效率、更安全的行車服務。


全球積極投入C-V2X試驗,車聯網產業鏈漸趨完整


圖三 : 全球車聯網產業鏈,Source:拓墣產業研究院整理,2018/09)
圖三 : 全球車聯網產業鏈,Source:拓墣產業研究院整理,2018/09)

各大汽車製造商已於2017年陸續展開全球C-V2X工程和外場操作測試,例如Qualcomm與Ford在美國進行性能測試外,亦與Audi合作歐盟ConVeX外場測試,以及與Peugeot Citroen集團在法國合作進行「Towards 5G」試驗。此外,Intel、Ericsson與Nokia等積極推動C-V2X晶片和設備產業化,Audi、Toyota、上汽、長安與東風等車廠聯合通訊廠商積極展開C-V2X技術測試。


其中,Qualcomm在C-V2X的推廣,除了車聯網晶片9150 C-V2X在CES 2018獲得Ford宣示性採用外,CES 2019則獲得Ford正式採用,並能以實際展示方式,讓外界瞭解C-V2X帶來的便利性和成本效益。


依9150 C-V2X規格來看,該晶片目前僅支援到Rel.14版本,但就Qualcomm擘畫的車聯網情境中,理想狀態是具備Rel.16標準,並完成相關的基礎建設與車輛配置Rel.16的車聯網晶片。


在2019年MWC上,Qualcomm、華為、Vodafone、Autotalks等大廠皆發表V2X通訊技術相關進展,於應用面著重自駕車、降低意外發生率等安全性領域範疇,整體看來,V2X通訊技術的發展趨勢不僅著重與5G相關的C-V2X,也需兼顧建構DSRC才能更加完整。


MWC 2019以5G-V2X為重要議程,探討未來C-V2X發展與走向,而作為5G推手之一的Qualcomm,挾帶自身積極發展的5G技術,將重點放在開發C-V2X。在MWC 2019上,Qualcomm針對C-V2X提出更詳細的發展流程與應用,包括對應下一代Cellular規格Rel.16、與各OEM或Tier1廠商在不同地域的合作成果,以及最新發表5G數據機晶片X55於V2X的應用。值得注意的是,5G技術的實際商用普及化時程預計落在2020年,因此2019年勢必要加強C-V2X商用發展及結合5G技術的開發,以符合車用產品驗證所需時間。


然而身為世界第二大車市占比的美國,其V2X通訊技術目前先以DSRC加強實測,因此儘管焦點放在C-V2X ,Qualcomm亦有DSRC相關技術發展,未來還是有機會看到Qualcomm進行DSRC與C-V2X的整合,以配合美國政府在車市及技術領先需求。具體來說,Qualcomm目前採取的策略導向為兼顧既有的DSRC發展,加速5G-V2X技術推廣及應用,以確保其業界領先地位。


另一方面,以色列大廠Autotalks的策略相當明確,與其在DSRC和C-V2X中取捨,還不如推出能同時支援2種規範的解決方案搶占市場份額與客戶,尤其對車用廠商來說,更能加快實測與商用化腳步。


Autotalks在2019年2月初,即與IP大廠CEVA合作開發能同時支援DSRC與C-V2X的V2X通訊技術解決方案,並由Harman、Valeo等車用廠商在CES 2019展演。其後,Autotalks也與聯發科合作,由聯發科提供最新車用數據機單晶片技術,打造更安全、更強大且更節省成本的TCU(Telematics Control Unit)架構。


整體而言,這樣的策略布局顯示Autotalks在V2X通訊技術兩大陣營中極力開發兼容並行方案,配合OEM與Tier1廠商有更進一步的實測應用,在5G商用普及化前提供更好的V2X技術服務。


DSRC與C-V2X技術各分天下,視各國政策與法規而定


圖四 : DSRC與C-V2X的勝負之分仍需持續觀察,或許未來會看到DSRC與C-V2X各有各的天地。
圖四 : DSRC與C-V2X的勝負之分仍需持續觀察,或許未來會看到DSRC與C-V2X各有各的天地。

短期全球V2X市場仍存在DSRC和C-V2X等2種技術,不過C-V2X在技術上具備更遠通訊距離、可靠性與低延遲等優勢。


從DSRC和C-V2X發展動態可知,DSRC發展以美國為首,而C-V2X發展則以中國為首,由於自駕車與車聯網發展有關車輛與乘客的安全,並包含政策與法規層面考量,因此技術發展興衰決定關鍵將不單純是技術優劣,而是由各國政府對技術採用與立法規劃而定,由此可知DSRC與C-V2X的勝負之分仍需持續觀察,或許未來會看到DSRC與C-V2X各有各的天地。


在台灣部分,行政院於2018年5月通過無人載具實驗條例草案,草案內並無明確指出要優先發展的車聯網技術,因此工業技術研究院目前針對DSRC與C-V2X皆有投入技術開發,未來台灣主要發展哪一項車聯網技術,仍須等待相關法規、法案有更明確進展後才能確定。


自駕車成為繼手機產業後,下一個大廠布局重點,而台灣半導體業者如聯發科、瑞昱等皆積極投入,以掌握市場商機。然汽車產業與消費性電子產業最大不同在於對安全重視度與環境要求,業者若想在車用市場上取得商機,產品設計需更加深耕,當中安全性驗證及如何執行供應鏈品質管理,對車廠來說更是關鍵。


(本文由集邦科技授權刊登)


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