自駕車(chē)驅動(dòng)科技創(chuàng )新 半導體居功甚偉

隨著(zhù)汽車(chē)和科技產(chǎn)業(yè)間傳統界線(xiàn)愈來(lái)愈模糊，汽車(chē)領(lǐng)域自駕車(chē)技術(shù)發(fā)展正加速移動(dòng)和運輸領(lǐng)域科技導入與創(chuàng )新，正逐漸顛覆既有產(chǎn)業(yè)結構，例如若要設計安全、有效率、便利的自駕車(chē)，需要在云端及邊緣端復雜技術(shù)的集成，包含資料連網(wǎng)、動(dòng)力總成電動(dòng)化、自駕系統以及大量半導體零組件等，因此如感測與感知系統、以及功率優(yōu)化的高效能處理器，將成為自駕車(chē)發(fā)展的重要創(chuàng )新領(lǐng)域。

在自駕車(chē)技術(shù)進(jìn)展下，目前正從雷達、光達(LiDAR)到訊號處理等多個(gè)科技零組件領(lǐng)域創(chuàng )新形成連鎖效應，即使如此，此一快速創(chuàng )新步伐也正對傳統汽車(chē)制造商形成新挑戰。反觀(guān)隨著(zhù)自駕車(chē)傳感器資料搜集量大增，對存儲器、特別是高速存儲器的需求也可望持續成長(cháng)，對相關(guān)半導體存儲器廠(chǎng)有望帶來(lái)新市場(chǎng)商機，也讓半導體產(chǎn)業(yè)在汽車(chē)科技領(lǐng)域找到新的立足點(diǎn)。

自駕車(chē)帶動(dòng)對更多半導體零組件采用需求，相關(guān)感測技術(shù)持續優(yōu)化。

推進(jìn)感測技術(shù)持續突破

自駕車(chē)必須具備絕佳且高度安全、準確的行車(chē)周遭感知功能，以能進(jìn)行精確定位、環(huán)境偵測、分類(lèi)移動(dòng)或固定不動(dòng)物體，以及偵測與這些物體之間的正確距離，因而現行多數自駕車(chē)需要部署一組感測及感知系統，包含以攝影機為基礎的嵌入式視覺(jué)系統、雷達及光達傳感器，這些感測技術(shù)可彼此提供互補性，并可集成至自駕車(chē)有效的傳感器套件中。

如攝影機為基礎的視覺(jué)系統能捕捉豐富的視覺(jué)化信息，但卻較無(wú)法準確測出與行車(chē)周遭物體間的距離；光達的高分辨率可提供精確的范圍測量，但卻容易受起霧、眩光或煙霧等情況導致偵測不準確；傳統雷達雖不受天候或特殊路況影響偵測，但卻無(wú)法偵測到光達水平的高分辨率3D圖象。因此多數自駕車(chē)開(kāi)發(fā)商均采三者互補的系統設計，僅Tesla至今仍堅持不采光達，認為成本太高。

Electronic Design報導，隨著(zhù)影像傳感器、影像處理算法、高效能運算硬件等技術(shù)持續進(jìn)步，自駕車(chē)或先進(jìn)駕駛輔助系統(ADAS)采用的攝影機感測技術(shù)可望持續推進(jìn)，這些技術(shù)在未來(lái)也仍會(huì )是自駕車(chē)開(kāi)發(fā)創(chuàng )新的關(guān)鍵發(fā)展領(lǐng)域。

光達、雷達、攝影機各據擅場(chǎng)

攝影機感測技術(shù)將與其它感測技術(shù)結合，用于捕捉詳細的自駕車(chē)行車(chē)周遭3D畫(huà)面，且未來(lái)隨著(zhù)搭載攝影機感測技術(shù)的車(chē)輛數量成長(cháng)，這些車(chē)輛在路上行走也將成為道路路況、交通、行車(chē)危害、停車(chē)格數量以及其它信息等有價(jià)值資料提供來(lái)源。

部分嵌入式視覺(jué)系統采用FPGA和GPU，這類(lèi)處理器相當適合于汽車(chē)或自駕車(chē)視覺(jué)處理算法所需的高度并行運算需求。至今業(yè)界發(fā)展較領(lǐng)先的汽車(chē)視覺(jué)處理解決方案為英特爾(Intel)旗下Mobileye的EyeQ系列，為專(zhuān)用的硬件加速ASIC。Mobileye在A(yíng)DAS應用領(lǐng)域領(lǐng)先一大重要因素，在于已在真實(shí)道路條件下進(jìn)行廣泛的測試，這有助算法以及芯片技術(shù)持續進(jìn)化。

光達方面，相較于早期自駕車(chē)平臺搭載的光達較笨重且高成本，如今業(yè)界持續在縮小光達體積及降低生產(chǎn)成本上努力，但仍不失原有偵測效能，因此帶動(dòng)近年固態(tài)光達系統發(fā)展，比傳統機械式光達系統在復雜度、大小和成本上都所有降低，唯一固態(tài)光達需克服的是讓系統達到更長(cháng)的測距及更高的分辨率水平。

在此情況下，也正帶動(dòng)雷射發(fā)射技術(shù)、光學(xué)、光傳感器和訊號處理等技術(shù)持續演進(jìn)，如砷化鎵(GaAs)光傳感器、采MEMS技術(shù)的視覺(jué)波束控制技術(shù)，以及先進(jìn)訊號處理算法等。

汽車(chē)雷達則是目前自駕車(chē)產(chǎn)業(yè)中發(fā)展最成熟的感測技術(shù)之一，早在2000年初首代主動(dòng)式定速巡航(ACC)系統推出時(shí)便開(kāi)始采用。由于雷達不受起霧、路上有煙霧等天候不良條件等影響偵測，成為彌補自駕車(chē)光達、攝影機感測技術(shù)不足一大必要感測裝置，在感測融合及對安全性冗余要求下，預期雷達在未來(lái)自駕車(chē)系統發(fā)展上仍會(huì )扮演一定要角。

盡管雷達技術(shù)相對發(fā)展較成熟，但對更先進(jìn)自駕車(chē)技術(shù)來(lái)說(shuō)仍有持續創(chuàng )新的空間，如在77-GHz頻段的高頻雷達可改善長(cháng)距離偵測效能，對行車(chē)周遭非金屬玉體偵測有較高的反射率，這對偵測行人及動(dòng)物是需要的。

訊號處理算法持續演進(jìn)下，也將有助雷達技術(shù)效能不斷提升。采用RF CMOS技術(shù)也可促進(jìn)雷達更高的功能集成，可設計出更小型雷達系統，汽車(chē)雷達系統單芯片(SoC)技術(shù)即這類(lèi)創(chuàng )新一大案例。

虛擬驅動(dòng)程序優(yōu)化為核心

多數自駕車(chē)系統創(chuàng )新以?xún)?yōu)化自駕車(chē)虛擬驅動(dòng)程序為核心，此即自駕車(chē)的運行中樞，這包含機器學(xué)習算法及連結車(chē)輛感測、驅動(dòng)和通訊子系統的中介軟件。這也是自駕車(chē)技術(shù)的核心。

未來(lái)自駕車(chē)開(kāi)發(fā)業(yè)者有可能授權其虛擬驅動(dòng)程序軟件堆疊給傳統汽車(chē)制造商，用于集成至其為傳感器、資料通訊協(xié)定等采用標準接口的平臺，然而這些標準尚未完全定義，部分感測技術(shù)也仍未發(fā)展成熟到足以和控制系統做出區隔。

半導體需求只增不減　高速存儲器成必備元件

對美光(Micron)等存儲器業(yè)者而言，過(guò)去PC市場(chǎng)是存儲器需求最主要來(lái)源，但這幾年行動(dòng)裝置、資料中心服務(wù)器等改成為存儲器供貨主要市場(chǎng)，如今隨著(zhù)自駕車(chē)技術(shù)開(kāi)展，由于一輛自駕車(chē)需搭載龐大運算能力，相應對存儲器將形成更大需求，特別是高速存儲器將成為未來(lái)自駕車(chē)必備零組件，成為未來(lái)存儲器業(yè)者潛在新機會(huì )。

如美光在2018年曾透露，該公司2017會(huì )計年度汽車(chē)應用存儲器銷(xiāo)售整體市場(chǎng)機會(huì )為25億美元，與當時(shí)美光稱(chēng)該公司資料中心和行動(dòng)市場(chǎng)銷(xiāo)售機會(huì )分別是290億美元和450億美元相比，汽車(chē)存儲器市場(chǎng)規模相對仍小上許多。

但如今美光預估該公司2021年度汽車(chē)用存儲器銷(xiāo)售市場(chǎng)機會(huì )將成長(cháng)至59億美元，亦即4年成長(cháng)超過(guò)1倍。即使這個(gè)數字和美光預估同期資料中心和行動(dòng)市場(chǎng)分別的620億美元和540億美元相比，依舊是小巫見(jiàn)大巫，但成長(cháng)超過(guò)1倍已顯示出車(chē)用存儲器市場(chǎng)持續擴大的意義，預期未來(lái)這塊市場(chǎng)應會(huì )繼續快速成長(cháng)。

美光曾指出，一輛Level 3等級自駕車(chē)將需內建約16GB的DRAM和256GB容量的NAND Flash，并預期到了2021年Level 3自駕技術(shù)在市場(chǎng)上將普及。更值得注意的是，美光也預估到了2025年汽車(chē)將達到Level 5全自駕水平，Level 5全自駕車(chē)將需要內建74GB的DRAM以及1TB容量的NAND Flash，這將比Level 3自駕車(chē)所需搭載DRAM及NAND Flash容量，分別增加超過(guò)4倍以及約4倍。

如果美光的預估準確，未來(lái)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)應可提供存儲器產(chǎn)業(yè)一個(gè)長(cháng)期且持續成長(cháng)的存儲器供應市場(chǎng)。目前如NVIDIA發(fā)表的自駕車(chē)Pegasus運算平臺，便采用業(yè)界最先進(jìn)DRAM技術(shù)開(kāi)發(fā)，宣稱(chēng)可提供每秒超過(guò)1TB的存儲器帶寬，以達Level 5效能所需。

因此，雖目前汽車(chē)或自駕車(chē)仍非存儲器業(yè)者主要銷(xiāo)售市場(chǎng)，如美光最新一季僅11%營(yíng)收，貢獻自與存儲器和儲存產(chǎn)品銷(xiāo)往汽車(chē)產(chǎn)業(yè)等有關(guān)的嵌入式業(yè)務(wù)，反觀(guān)美光計算機與網(wǎng)絡(luò )業(yè)務(wù)貢獻50%營(yíng)收、行動(dòng)市場(chǎng)貢獻22%，且短中期也無(wú)需指望自駕車(chē)市場(chǎng)成長(cháng)，可為存儲器產(chǎn)業(yè)帶來(lái)更大營(yíng)收貢獻潛力，因還需考量DRAM及NAND Flash近期價(jià)格滑落市況情勢。

不過(guò)從長(cháng)時(shí)間看，預期汽車(chē)或自駕車(chē)內建更多存儲器的持續性需求趨勢，只會(huì )為存儲器產(chǎn)業(yè)創(chuàng )造更多存儲器需求，這仍可望讓存儲器業(yè)者受惠新市場(chǎng)的營(yíng)收挹注。