*本文為寫點科普與 SEMI 國際半導體協會之合作文章
全球汽車產業正面臨數位化劇變，消費者已無法滿足於傳統的駕駛體驗，現在更想要能兼顧娛樂性與安全性的智慧汽車，而非只能移動代步的交通載具。事實上，汽車正逐漸轉型為數位移動平台，下一世代的智慧汽車產業則聚焦於電動車、自動駕駛、車上娛樂及輔助駕駛系統等創新題材，可以說智慧運輸的時代已經悄然來臨。
自動駕駛是智慧汽車中最具想像空間的一項技術，不同程度的輔助駕駛功能由低到高可分為五個級別，最高第五等級（Level 5）定義為不需人類操作的完全自動駕駛，這項技術將徹底革新全球汽車市場，帶動全自動計程車服務、車載 APP 內容變現，還有大規模的換車潮，其中潛藏商機可達數千億美金，使自動駕駛成為各大車廠競相投資的戰略項目。
但就目前車用電子的技術發展而論，距離全面自動駕駛還有一段距離。汽車產業的分工原本就極為細緻，然而智慧汽車必須整合比過去更複雜的車用電子元件，包含感測系統、運算晶片、軟體演算和資安防護，等同橫跨汽車工業、電動車、車用半導體、通訊與軟體等多項專業領域，要能夠將各方專業領域整合為一高可靠度、高安全係數的自駕車系統，甚至將此技術應用普及到汽車工業，顯然還需要一段時間的努力。
跨界合作因而成為智慧汽車時代的關鍵要素， SEMICON 本次邀請了橫跨汽車與半導體的國際級大廠一同出席智慧汽車論壇，由不同領域的技術專家分享對於智慧運輸產業的趨勢洞察，開啟彼此的跨界對話。
數位科技重塑汽車搭乘體驗
(圖1) NIO 共同創辦人 鄭顯聰 直言 NIO 電動車是一個以社群概念為主體的生態系，網路世代的使用者想要全方位的數位產品體驗，而不是傳統汽車。
NIO 共同創辦人 鄭顯聰 提到，生活在數位世界的 Z世代將於2020年左右購入他們的第一輛車。現今的網路世代早已習慣 APP 類型的數位應用，不要期待他們走進傳統經銷商購買典型汽車，因為未來的消費者所想要的是全方位產品體驗。
鄭顯聰也特別強調電動車是一個完整的生態系，包括充電站建置、電池交換服務、軟體應用、社群經營等面向，與其談技術，他更樂意分享如何重塑汽車的使用者體驗。其中最重要的社群概念，便是促使用戶透過社群互助解決問題，進而改善產品本身。
未來，社群概念也會應用到供應鏈之中，例如供應商能透過社群回饋即時更新產品問題與使用偏好。鄭顯聰也建議半導體產業多多與使用者互動，從用戶回饋找出主宰智慧汽車成敗的下一關鍵。
(圖2)Qualcomm 副總經理李維興強調先進 AI 晶片技術是智慧汽車的大腦，搭配感測系統可協助自動駕駛系統進行感知、分析及決策。
傳統汽車正在轉型為數位移動平台，未來會有更多的數位內容導入汽車產品。Qualcomm 副總經理李維興指出，高通早已是車用電子的重要供應商，致力於車用通訊及人工智慧晶片領域。他們預見 AI 未來將改變運輸產業，技術應用範圍涵蓋雲端連線、智慧駕駛艙、智慧運輸與自動駕駛，汽車使用者將擁有更優異的乘坐體驗，比如智慧駕駛艙導入了雲端通訊、電影、音樂、定位和導航顯示等功能，讓使用者於乘車時有更豐富的娛樂選擇。
另一方面，未來城市交通也會由 AI 路側設備（RSU）輔佐，這是整合了 AI 相機與多項感測器的交通控管系統，具備定位、感測和辨識功能，可佈署於道路側邊向行駛中汽車進行通訊，從外部提供智慧汽車即時路況資訊以避免感測死角。若廣用於城市運輸、導航以及號誌管理，將能有效提高道路駕駛的安全性。
最後談到自動駕駛，李維興分析智慧汽車將整合雷達（Radar）、光達（Lidar）搭配攝影機組成感測系統，蒐集完整的環境資訊後， AI 晶片會進行演算並作出決策，例如煞車、轉彎以及自動控制。這時晶片的運算效能、延遲性和功耗便扮演重要角色，同時必須兼顧零組件成本，才能實現複雜的自動駕駛場景。
(圖3) MAGNA 營運經理 Robert F. Brown 分析全球城市化現象推動了汽車創新趨勢，共享移動與自駕車將重塑汽車搭乘體驗，未來每一個人都會是乘客。
MAGNA 營運經理 Robert F. Brown 於演講中指出，全球每週有 300 萬人移動到大型都市，代表 20 年後會有 15 億人口居住在都會區，生活型態的改變推動了當前四項趨勢：共享移動、自動駕駛、電動車跟數位化—— 破壞式創新正以瘋狂的速度改變汽車產業秩序，企業應持以開放的態度應對瞬息萬變的產業動態。
首先， Robert認為共享汽車將逐步整合輔助駕駛系統並持續成長。當自駕車系統成真後，最後每個人都會是智慧汽車的乘客，並擁有如同搭乘飛機一樣的娛樂饗宴。未來，智慧車上將設有更多的電子娛樂設備，例如手機充電插座、智能座位調整、影視節目播放等功能，這些將重塑用戶的乘車體驗。
儘管自動駕駛領域非常熱門， KPMG 研究指出自駕車遠比想像中複雜，等級五的全自動駕駛目標預估甚至要到 2030 年才可能達成。此外，除了民眾不信任自駕車的社會安全議題，記憶體頻寬、感測系統、軟體算法、資訊安全等也都是目前待解決、討論的技術項目。
然而自動駕駛的商機仍相當可觀，持續推動感測器的銷售成長，例如高解析度 4D 雷達與固態光達系統（Solid State Lidar）。同時，自駕車也為人工智慧 ASIC 運算晶片創造新市場，預計可為美國創造 1.3 兆美金的經濟產值，且能減少意外與油耗，改善交通品質。
智慧汽車須克服駕駛安全和數據隱私挑戰
(圖4) 旺宏電子行銷副總裁 Anthony Le 提到智慧汽車系統以作業系統、軔體及軟體數據為基礎，資安防護成為挑戰，未來智慧汽車將會更強調駕駛與數據安全（Safety & Security）。
牽涉到人身安全的汽車產業往往要以最嚴苛的標準進行檢驗，旺宏電子行銷副總裁 Anthony Le 表示，當汽車進入數位化時代後，車載平台除了移動功能，還具備金融管理、支付等涉及隱私的功能，一旦系統遭駭客入侵，將可能造成嚴重財務損失、甚至影響行車安全，因此未來智慧汽車會更加強調駕駛與數據資訊安全。
由於智慧汽車系統包含作業系統、軔體及軟體數據，資訊隱私成為汽車安全性的重要考量，為了資安加強防護能力，Anthony Le提到現有三種安全性由低到高的儲存媒介： External SPI Standard 、 eFlash 和 Secure Flash Discrete ，旺宏電子使用的是最具安全性的車用ArmorFlash 加密方案，為車載應用提供最強力的數據保護服務。
(圖5) 瑞昱半導體副總經理黃依瑋指出，汽車會加入越來越多的 ECU 運算單元、感測器、數位內容，暴增的數據通訊需要由共同協議管理，而這項趨勢也促使車用乙太成為智慧汽車的聯網骨幹。
瑞昱半導體副總經理黃依瑋 則認為汽車產業發展不脫自駕車主題，並連帶推動四個趨勢：聯網、自駕、共享跟電動車，隨之而來的挑戰便是車體用以確保駕駛和數據安全的連線功能，以TCP/IP 協議為基礎的車用乙太連線標準將成為關注焦點。
隨著越來越多的ECU運算單元、感測器、數位內容，甚至是 Level 3 以上的自動駕駛演算法進入車系統，單一車體內的數據頻寬需求暴漲，通訊協議同步的需求也隨之上升。這時車用乙太便肩負重任，提供高效率且符合嚴格標準的E/E 車體設計架構，以確保車體通訊的穩定性。
(圖6) 日月光集團資深處長林少羽指出長期車用晶片的需求仍然看漲，而獨特的封裝測試服務能提供車用晶片更高的穩定性。
近年來全球汽車市場發展趨緩，尤其今年中國市場不再有過去雙位數的年成長率，顯見購買新車的消費者大幅減少。即使分析師預估 2020 年銷量將會反彈至年成長 11% ，日月光集團資深處長林少羽仍然對汽車銷量抱持保守態度。
但長期來看，電動車跟自動駕駛仍持續刺激更多的車用晶片需求，像是雷達、光達等感測系統，日月光提供五項車用封裝方案：先進銲線、覆晶技術、扇出型封裝、感測微機電、單晶片封裝與電源裝置，藉由先進封裝測試服務以提高晶片良率，確保車用系統運作的穩定性。
自動駕駛要整合數位圖資、感測系統及車用半導體
(圖7) TomTom總經理張志宇提出高解析度的數位地圖能輔助分類感測器的原始資料，協助自駕系統精確定位周遭環境、路徑規劃與自動導航。
TomTom總經理張志宇於會中介紹自駕車三大支柱，分別是地圖資訊、感測以及自動駕駛系統： TomTom專門提供製圖、圖資傳遞與維護服務。高解析地圖能解構現實中的道路跟物件，例如不同的道路劃分、邊界和號誌，提供駕駛更精準的導航資訊。
自駕車必須能夠詳細掌握、分析行車周遭環境，並隨時控制行進路線，隨著自動駕駛的等級提昇到三以上，數位地圖解析度也將提升到高解析規格的HD Maps，不僅將具備定位、感知還有路徑規劃功能，更能協助判讀、分類感測器的原始資料，進而構畫完整的感測地圖，使自駕系統能更精確分析實際環境。
(圖8) AUDI 專案經理 Andre Blum 定義汽車 OEM 廠未來將是一個整合式平台，跨產業合作將成為汽車價值鏈的主要創新來源。
依AUDI 專案經理 Andre Blum觀察，未來汽車產業的創新價值將建立在與半導體產業的異業合作上，這將改變傳統汽車供應鏈由OEM廠、Tier1模組製造商、Tier2零組件製造商、Tier3元件製造商所組成的封閉式組成模式，轉型為一個數位整合式的協作平台，由 OEM 廠統合產業標準、跨產業模組、零組件供應商以共同打造智慧汽車產品，造就汽車產業與科技電子業跨界合作的雙贏局面。
(圖9) 乾坤科技 技術長詹益仁認為車用半導體技術將整合更多功能元件至單一晶片，大幅縮小晶片體積，提供更具彈性的設計自由度。
乾坤科技技術長詹益仁於會中分享與AUDI合作設計車門把手控制器的創新經驗，藉由整合電子控制單元（ECU）及感測器以半導體技術至一塊小型基板上，新式品的體積成功減少了90%。同理，未來半導體若將電源管理、 Type-C 充電口、感測器等多項運算單元及感測系統封裝至單一晶片中，勢必能提供更高的設計自由度、更輕的車體，大幅降低成本。
(圖10) TDK InvenSense 車用部門總監 Stefano Zanella 預言，結合自動駕駛的共享汽車將成為新的商業模式，而感測器將扮演自駕系統中的關鍵角色。
由於數位叫車平台於都會區中快速發展，乘客短程移動需求逐漸由Uber 、 Lyft 等共乘平台滿足，導致私有車行駛比例下降。TDK InvenSense 車用部門總監 Stefano Zanella指出乘車習慣的轉變是危機也是轉機，不少企業開始思考自駕計程車的可能性。以Uber來說，他們看準自駕技術結合叫車平台的商業潛力，早早於自駕車領域投資、布局，預估未來將達到500億美元的年營收規模，直直追上大廠AUDI的成績。
為了實現自動駕駛的夢想，目前汽車安裝了五種以上類別的感測器，其中慣性感測器提供方向、加速度感測功能，應用於光學影像穩定或道路離線導航；麥克風用以接收外部音訊實現聲控操作；超聲波及飛時測距可用來測量周遭物件的距離，整合使用於停車輔助系統；壓力感測則用於測量高度並輔助 3D 導航定位。
Stefano Zanella也強調從輔助駕駛到全自動駕駛的發展過程蘊含充足的創新機會。其中感測器放大了駕駛的感知範圍，將成自動駕駛的技術關鍵。在可期的未來，汽車製造商將轉型為運輸服務提供者，轉化自駕行駛里程和雲端服務平台轉化為實際營收，徹底顛覆汽車的傳統商業模式。
SEMI全球車用電子諮詢委員會（SEMI Global Automotive Advisory Committee, GAAC）於美國、歐洲、日本、中國及台灣皆設有分會，旨在創建資源整合、趨勢交流的跨產業鏈場域，加速落實智慧交通創新發展。今年三月甫成立的GAAC台灣分會未來將聚焦整合相關車用電子產業，提升業界核心技術實力，並透過委員會作為互動合作的平台，協助台灣車用電子產業與國際趨勢接軌。
原文出處：SEMICON Taiwan 2019 智慧汽車高峰論壇
