汽車智慧上路　關鍵零組件雨露均霑

安全性一直是汽車產業著重的焦點，並衍生許多新應用，近期智慧化車輛概念大行其道，汽車對外在環境的安全性有更深一層的發展，推升對行車紀錄器的需求，而汽車內部的安全性要求，則因各國法規強制性執行，有不同以往的發展力道，種種的智慧化轉變，促使提升車用關鍵零組件的需求。

歐美強制安裝ESC　MEMS元件車用商機啟動

為提高行車安全，減少事故的發生與生命財產的損失，自2009年起，美國交通運輸部與國家高速公路交通安全局(NHTSA)已著手修法，規範所有車廠須強制加裝電子穩定性控制(ESC)系統，並預計至2012年，所有的新車皆須全數安裝ESC系統，才能於市場販售。另外，歐洲也已施行強制汽車安裝ESC系統的規範，亞洲地區也開始發展，預期可為ESC系統市場成長掀起另一波高峰。

ESC系統能讓車輛依駕駛選擇的方向穩定前進，而不至於偏離方向盤操控的行駛方向，能有效提升駕駛安全性，根據美國交通運輸部與國家高速公路交通安全局的統計資料，隨著全美車輛全部配備ESC後，將可避免每年十六萬八千至二十三萬八千件的交通意外傷害，並拯救五千三百至九千六百條人命。愛普生(Epson)營業統括部部長宮澤健表示，除了歐美地區相當重視ESC系統外，在亞洲地區，韓國預計於2012年實施ESC系統相關法規；日本仍處於制定法案中，中國大陸與台灣在起步階段，澳洲則預計於2014年安裝ESC系統的汽車將占澳洲境內所有汽車的97%。

事實上，除法規的強制執行力外，根據美國官方的統計顯示，加裝ESC系統將僅增加111美元的成本，接近防鎖死煞車系統(ABS)的成本，因此車廠也不會產生太大的排斥效應。宮澤健並指出，2010年為止，ESC系統多內建於高階車種，韓國已安裝ESC系統的車種占全體汽車銷售量的22%，中國大陸則以國外進口車為主，但比重也僅占13%，ESC系統市場仍有相當大的成長空間，預期隨著各國法規強制性執行後，ESC系統市場成長力道將相當強勁。

為迎接ESC龐大的市場商機，耕耘車用電子市場的愛普生也推出XV-9000角速度計產品系列，宮澤健指出，ESC系統主要透過微機電系統(MEMS)角速度感測器偵測車身傾斜，並能正確感應車體打滑、車輛翻覆及其他處於危險的車輛狀態，因此角速度感測器的需求將因而水漲船高。

行車紀錄器提高影像處理器需求

從「中指蕭」事件到許多不安全駕車影片紛紛被放到YouTube，台灣汽車後裝市場興起一股加裝行車紀錄器的風潮。由於行車紀錄器是透過攝影鏡頭錄下汽車行進時所發生的狀況後，再儲存至SD記憶卡中，因此勢必需多媒體影音控制晶片，才順利儲存影像，驅使影像處理晶片業者跨足至行車紀錄器市場。

圖1　倚強科技總經理林鴻記表示，其他應用的結合，將是行車紀錄器重要發展趨勢。

倚強科技總經理林鴻記(圖1)表示，事實上，行車紀錄器在歐美的發展已有一段相當長的時間，市場局限於大眾運輸系統，如巴士、捷運與計程車等營業用車種，一直未受到家用汽車的重視，不過，隨著智慧化車輛的發展，行車紀錄器已從過去單純的記錄事故，擴展到防碰撞等安全輔助角色。包括偏離車道警示、更寬的倒車攝影視角等，都是行車紀錄器可發展的空間。

根據美國國家公路交通安全管理局(NHTSA)統計資料顯示，駕駛人倒車時，若倒車雷達可顯示的可視角範圍可從汽車尾端左右兩方開啟約180度的梯形區域，則將提升安全性，目前倒車雷達的偵測範圍僅可防止倒車時所產生的碰撞危險，在視角有限的狀況下，很容易導致站在汽車後方人員的安全問題，林鴻記指出，若要確保車外行人的安全，透過布建多顆攝影鏡頭的行車紀錄器，提供全車360度的視線範圍，即可進一步消除疑慮。

瑞薩電子(Renesas Electronics)第一事業部微處理晶片部副理何吉哲表示，在汽車產業中，瑞薩電子投注較多資源於影像處理，因此與影像相關的應用，瑞薩電子產品皆可支援。現今行車紀錄器仍以大眾運輸系統或物流市場為主，在國外，行車紀錄器廠商甚至與保險業者合作，透過行車紀錄器的行車資料，可作為駕駛日後保險費用的依據。

現階段，行車紀錄器以配置單鏡頭為主，未來將逐漸發展至雙鏡頭，甚至多鏡頭，林鴻記認為，目前行車紀錄器主要鎖定於汽車後裝市場，何時普及並進入汽車前裝市場，端看駕駛人需求與車廠的導入狀況，最重的是，政府的態度將是左右行車紀錄器發展的最大關鍵。更何況前裝市場中，車廠對於相關產品的認證相當嚴格，且認證時間相當長，後裝市場則毋須經過層層認證即可上市。

智慧化車輛增加電源管理晶片需求

油價不斷上漲，增加對更高燃油效率車輛的需求，同時，汽車產業必須通過日益嚴格的二氧化碳排放標準，以符合環保要求，飛思卡爾(Freescale)資深汽車電子市場經理康曉敦指出，汽車製造商發現半導體在提高燃油效率、減少排放、提高安全和保持最低總成本扮演舉足輕重的角色。舉例而言，傳統的兩衝程引擎中30～40%的燃油沒有燃燒就直接排放到廢氣中，智慧型車輛上的電子燃油噴射引擎可減少大約75%的一氧化碳排放和大約90%的碳氫化物排放，同時燃油使用也可減少35%。

圖2　鈦思科技總經理申強華指出，MathWorks軟體工具可協助車廠於電腦中建立模型，先解決大部分問題後，再製作原型，以節省開發時間與成本。

為滿足日益苛刻的廢氣排放標準，人們將目光轉向電動車和混合動力技術，康曉敦指出，最新的電子動力系統控制技術已證明可降低排放量、提高燃油效率並將更多引擎動力傳輸到路面，對於電動車或油電混合車，飛思卡爾提供嵌入式控制器、感測器、動力管理元件和動力制動器，且該公司也將繼續把引擎控制技術導入混合車輛控制和柴油發動機管理中。

鈦思科技總經理申強華(圖2)指出，汽車智慧化發展與綠色議題一定得相提並論，智慧汽車以低排碳和零排碳為目標，透過部分或全部電子化驅動，帶來汽車的電子化革命，從傳統汽車向智慧車輛發展，需要許多技術進行轉變與突破，而電動車的出現，正好為汽車的智慧化發展奠定基礎。智慧汽車必須透過更多先進技術達成，例如透過全球衛星定位系統(GPS)進行定位並引導行駛路線，或者利用各種視覺和聲波感測器精確偵測附近的行人或障礙物，並利用無線通訊判斷與其他交通設施的關係，最後還需要邏輯晶片判斷並自動執行例如自動煞車、減速、轉向、加速等命令，這些技術彼此間都必須相互整合，這也成為未來智慧汽車發展的成敗關鍵。

圖3　美國國家半導體業務處長林漢恭表示，除電源管理元件外，在車用市場，美商國家儀器提供車外通訊技術所需的功率放大器與設計軟體工具。

美國國家半導體(NS)業務處長林漢恭(圖3)表示，汽車電子化的比例越來越高，與微控制器搭配的電源管理元件需求也將水漲船高，為節省汽油使用量，低功耗將是汽車電源管理元件的重要發展趨勢。為達到低功耗的要求，汽車未發動的狀態下，元件必須更省電，且在汽車啟動時，元件也須於第一時間被喚醒，因此美國國家半導體藉助類比訊號發展經驗，研發一系列用於車用電子電源管理元件，且該公司車用元件皆通過車規認證，以確保產品的可靠性，此外，在元件散熱方面，該公司也透過封裝方式解決。

申強華表示，智慧汽車的電子系統變得越來越複雜，所承受的電荷負載也越來越大，使電源系統須全面升級。據了解，目前汽車使用的14伏特(V)電源系統約從1950年代開始，當時汽車的電子零件較少，14伏特就能滿足需求，但隨著汽車上各種電子設備不斷增加，應用越來越廣，系統功率消耗持續攀升，14伏特電源系統在約3,000瓦(W)的功率已難以滿足需求，因此將逐步以新一代的42伏特電源系統取代舊式14伏特電源系統。

車用電子量測儀器不可或缺

圖4　羅德史瓦茲業務部業務協理盧迦立坦言，在射頻量測領域中，車用射頻並非主流，與汽車安全相關的測試，才是量測儀器商關注的市場。

中國大陸十二五規畫將加速拓展電動車與其配套的發展環境，初步預期2015年大陸電動汽車保有量可達一百萬輛，車用鋰電池產能約達100億瓦，使車用鋰電池、電機、電控成為未來電動車發展核心的趨勢更明朗，相關上游材料廠商，包括電力電池、馬達控制器及變頻器將有機會分一杯羹。美國國家半導體也將目光焦點放在電動機車的充電與電池管控等電池管理系統(BMS)上。林漢恭透露，有鑑於電動車主要的動力來源為鋰電池，但鋰電池仍會對環境造成影響，因此該公司也正積極與電池大廠合作，尋求新的電池替代材料。

車用電子市場的起飛，間接帶動量測儀器的發展。在聯網功能逐漸成為智慧型汽車主要發展重點的同時，對於全球行動通訊系統(GSM)、3G及專用短距離通訊(DSRC)等測試需求也跟著興起。羅德史瓦茲(R&S)業務部業務協理盧迦立(圖4)表示，包括娛樂、導航、無線通訊與安全等領域，羅德史瓦茲皆有相關的測試儀器產品，可供汽車廠商或電子廠商進行測試，而羅德史瓦茲鎖定DSRC與胎壓監測系統測試。

此外，汽車整車中的電子產品不斷增加，電磁干擾(EMI)與電磁相容(EMC)的測試工作也不可輕忽。盧迦立指出，油電混合車與電動車的點火方式與目前石化汽車不同，電子點火系統瞬間電流相當大，因此如何將EMC降到最低，將是業者須考量的重點。

圖5　右起為安捷倫電子量測事業群應用工程部資深專案經理張式先、協理陳俊宇、行銷處市場專案經理徐正平

安捷倫(Agilent)電子量測事業群應用工程部協理陳俊宇(圖5中)表示，汽車智慧發展關鍵在於娛樂系統，必須仰賴各式無線技術才能達成，尤其DSRC、3G等技術，而深耕無線通訊技術測試的安捷倫，自然也不會忽略此一市場。

安捷倫電子量測事業群應用工程部資深專案經理張式先(圖5右)指出，金融風暴時，全球車市遭受極大的打擊，車廠為力挽救頹勢，積極與政府單位洽談可刺激車市的方式，因此促成DSRC等車載資通訊(Telematics)系統的加速發展。而汽車關係人身安全，從零組件到模組皆須經過車規認證，值得注意的是，汽車安全規範強調只要汽車進行改款，所有認證皆得重新來過，對於測試儀器的需求也將因而提升。

對測試儀器廠商而言，汽車所需的相關測市儀器皆為過去其他測試領域的延伸，安捷倫電子量測事業群行銷處市場專案經理徐正平(圖5左)表示，該公司在汽車中的有線/無線通訊技術、電壓與EMI/EMC等測試，已有相當程度的發展，汽車領域雖然與其他應用測試領域使用環境不同，但量測技術大同小異，因此汽車測試領域可謂既有測試技術的擴大。此外，量測儀器廠商也須與車廠保持合作關係，以便進一步了解車廠客製化量測項目，而安捷倫的PXI模組化測試儀器，即可滿足汽車測試中客製化測試的需求。