告别老司机》ADAS 扮自驾车发展前哨站,哪些台厂已积极切进供应链



近期,全球的车市不论是传统燃油车、还是新一代的电动车、亦或是未来的自驾车等,在驾驶人希望能在这个住家之外的第 2 生活空间中,有更多方便性、安全性、以及舒适性,加上车辆逐步迈进更高阶段自动驾驶领域的情况下,配备先进驾驶辅助系统 (ADAS) 已成为不可逆的趋势。因此,面对每年数以百万辆计算的新车市场,以及未来自驾车的发展趋势,各家 ADAS 厂商也都摩拳擦掌的準备积极投入,希望能在此划时代的汽车发展关键时刻中佔有一席之地。

需求提升,导入 ADAS 应用成为趋势

在当前的 ADAS 发展中,多数的做法就是透过包括车载镜头、毫米波雷达、超音波雷达、甚至是最新的雷射光学雷达等不同感测器,即时蒐集车内外周遭的相关资讯,例如静态、动态物体辨识、侦测与追蹤等。在收集这些资讯的当下,也一并藉由电子控制单元(ECU)将感测到的资讯送至中央处理系统进行运算,并将运算结果输出。并且最短时间内,以声音、影像或方向盘震动等方式,提醒驾驶人可能发生的状况。或者是直接介入车辆的驾驶控制,以为驾驶进行操控的辅助。在 ADAS 介入驾驶操控之后,使得驾驶得以避免因错误驾驶状况,造成事故的相关危害。此一阶段的 ADAS 发展重点以操作和煞车,加上底盘系统控制和车辆定位技术为关键。

全球 ADAS 发展至今,在应用层面上分为感测、分析、决策、执行等 4 大领域。其中,分析、决策部份主要平台由国际大厂包括 Google、NVIDIA、Intel Mobileye、TESLA 等厂商所垄断。至于,执行阶段,则多数在当前的一线汽车大厂手上。

ADAS 相关感测器晶片,台系厂商具备雄厚发展实力

根据车辆测试研究中心 (ARTC) 的报告显示,ADAS 运行所需晶片包括广泛的各式感测器 (如车载镜头、雷达、光达等)、无线及有线通讯技术等,同时需要数位讯号处理器 (DSP) 处理影像方面的功能。
报告中强调,因应 ADAS 的市场需求,感测器的数量将大幅提升,种类亦更加複杂,且对于感测器内建晶片之品质、稳定性等要求也更严苛。虽然,目前国际上大的车用感测器 IC 厂商包括恩智浦(NXP)、英飞凌(Infineon)、瑞萨电子(Renesas)、意法半导体(STM)及德州仪器(TI)等,全球汽车半导体市场仍多数掌握在这些大厂手中。

然而,随着自驾车的发展,将有更多不同的创新感测器结构及次系统出现,这将带给其他半导体厂商与台厂更多发展与切入机会。包含 IC 设计厂商联发科(Vision-based ADAS 晶片、毫米波雷达晶片等)、瑞昱(车用乙太控制晶片、车用 3D 环景影像系统单晶片等)、原相(车用光学指向感测器晶片)、凌阳(ADAS 系统单晶片)、伟诠电(环车影像晶片)、聚积(车用 LED 驱动晶片)等台厂皆已积极切入车用感测晶片领域。

另外,在车用 AI 晶片的部分,台湾虽难以追上国际大厂的研发进程,但晶圆代工领域在此商机中将明显受惠,包含台积电、联电等,并将串联至封装与测试等供应链下游产业,如日月光控股等,将会是产业领域中不可忽视的关键。

而 ADAS 晶片产业并不侷限于车用感测器及车载电脑,未来物联网将扮演更重要的角色,自驾车必须与路侧设施沟通(Vehicle to Infrastructure;V2I)、与其他车辆沟通(Vehicle to Vehicle;V2V)、与行人沟通(Vehicle to Pedestrian;V2P)、与服务及资料中心沟通(Vehicle to Network;V2N)等多种沟通模式,方能使车辆与各式终端进行资讯交换以互通有无。大量的车联网需求也带动庞大商机,这使得台湾网路通讯厂商如启碁、中磊、仲琦、宇智网通等,皆锁定车联网市场抢先布局并开发相关产品,期能搭上 ADAS 与自驾车风潮。

毫米波雷达市场多元,台厂发展机会多

除了相关 ADAS 晶片市场会是台湾厂商的发展重点之外,各类感测器、雷达、与镜头的发展也会是台湾厂商未来着墨的强项。首先在毫米波雷达的部分,因为自 2020 年开始到 2022 年间,包括欧、日、美等地都陆续将自动紧急煞车 (AEB) 作为新出厂车量的强制性标準配备,使得毫米波雷达预期将会成为其中主要受惠的产品。

目前的毫米波雷达规格上分为 24GHz、77GHz 和 79GHz 等 3 种,24GHz 最早被使用,以短距离测距为主。而随着 76~81GHz 确定划分给无线电定位业务,24GHz 频段将于 2022 年停止使用的情况下,具备较佳角度解析度的 79GHz 将逐渐取代 24GHz,而 77GHz 则多用于中、长距应用。

即便如此,短期内 24GHz 仍为毫米波雷达中採用量最高且供应商最多的产品,主要原因在于价格低和技术成熟,而且许多入门 ADAS 如盲点侦测系统 (BSD),使用 24GHz 毫米波雷达即可达成。台湾厂商目前多以量产低阶 24GHz 为主,除了技术成熟且市场较大外,77GHz 多由国际一线大厂供应,切入门槛较高。另外,24GHz 除了前装市场外,还有后装市场,对台湾厂商来也是机会。

拆解台厂切入毫米波雷达供应链状况,晶片厂商有联发科,下游系统厂则以启碁、为昇科、明泰、辉创、同致和环隆科为主。这些厂商的 24GHz 产品都已量产出货,并有多种规格满足客户不同需求。而且,昇科和启碁的 77GHz 则已量产,明泰和环隆科等则陆续从送样转为量产。还有在 79GHz 产品方面,各厂商则努力在近期开始供货。

车载镜头需求量大,光学厂商接力布局

至于,在车载镜头部分,车载镜头最初在汽车上的应用是行车记录器和倒车影像。但随着汽车智慧化程度的提高,车载镜头开始和演算法结合,进一步提供车道偏离预警(LDW)、汽车碰撞预警 (FCW)等 ADAS 功能。车载镜头主要包括内视镜头、后视镜头、前置镜头、侧视镜头、环视镜头等。目前车载镜头主要应用于倒车影像 (后视) 和 360 度全景 (环视),其高阶车款配备的镜头可多达 8 个,用于辅助停车或自动紧急刹车上。

以特斯拉 Autopilot 为例,总计配置了 8 个镜头,包括 3 个前置镜头、2 个侧方前视镜头、2 个侧方后视镜头和 1 个镜头镜头,视野範围达 360 度,最远前后方检测距离达 250 公尺和 50 公尺。

不过,车载镜头因需要较广的工作温度範围与较佳的透光性和耐刮度等,故在镜片材质选择上以非球面玻璃为主,也以採用模具製压技术为大宗。虽然此技术在程序上较为简化,也较符合经济效益。但是模造技术门槛较高,使得目前拥有此技术,且打入车厂的供应商并不多,国外厂商包括豪雅、朝日(Asahi)等。

在台厂的部分,亚光目前已成功打入特斯拉(Tesla)供应链,并开始为欧洲车厂提供 ADAS 镜头。佳凌亦开始积极布局,推出前视、环景与侧视等车载镜头。先进光则是 Volvo 镜头供应商之一,可提供包括环车影像、车道偏离侦测、防撞等相关功能产品,目前车用镜头比重仍维持营收 10% 左右。

超音波雷达与光达,未来自驾车不可或缺的解决方案

另外,超音波雷达在当前技术和市场皆已成熟的情况下,国外主要厂商为 Valeo、Bosch、日本 CERANUC 与村田製作所。反观台厂布局进度,在超声波雷达市场上目也已在全球占有一席之地,包括同致电子和辉创等皆推出相关产品。其中,同致的倒车辅助系统已打入欧美车厂的一线供应商供应链当中,为通用、福特与日产等美日汽车大厂供货。

最后,是当前在 ADAS 应用上较新的光学雷达(光达;LiDAR)的部分,目前雷射光束常见的有紫外光、可见光以及红外光,其中以波长 600-1000nm 最为普遍应用。而现阶段市面上较常见的有 2D 与 3D 感测器产品,并依照雷射收发器的运动状态分为固态式与旋转式。其中 3D 又依雷射光束的数量普遍分为 1、8、16、32、64、128 Beam,并同时进行环周 360 度高频扫描,为目前高阶 ADAS 及接下来自动驾驶所使用的解决方案。

由于光达的探测距离远,测量精确度高,且能够通过扫描点云得到环境 3D 模型,且较不受干扰的特性,具有其他感测器不可比拟的性能。但是,却也因为成本高昂、交货时间长、以及缺乏相关车辆强制装置的规定等相关因素,使得光达短时间内要大量普及于市场有一定的难度。只是,随着 2020 年苹果宣布启动 Apple Car 自驾车计画,使得多家光达感测器供应商也开始布局市场。就国内方面,光达所需的 VCESL 晶圆,砷化镓厂稳懋、全新、宏捷科、环宇- KY 等厂商都已投入发展。其中,稳懋 VCSEL 目前大量使用在智慧型手机 3D 感测上,且具生产规模优势,未来商机将可望逐步发酵。

(首图来源:Flickr/Automobile Italia CC by 2.0)

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