遠眺自駕車供應鏈商機　DSRC/C-V2X競逐車聯網

人們對自駕車的嚮往近年有急速加溫的趨勢。從2018年CES可看到歐美亞車廠皆已全力投入研發自駕車，包含豐田(Toyota)、日產(Nissan)、本田(Honda)與福特(Ford)在展會上大秀自駕車種，驅動車載資訊娛樂系統、先進駕駛輔助系統(ADAS)及車對任何物體(V2X)通訊技術不斷創新。 

圖1 德凱宜特技術行銷室資深技術經理陳旺助指出，2018年的高階車款，已可支援Level 3等級的自駕車。

然而，要實現SAE J3016 Level 5等級，達到無任何限制的無人駕駛境界，勢必無法一步登天，需透過通訊、感測與控制三種技術予以實現，德凱宜特技術行銷室資深技術經理陳旺助(圖1)表示，目前自駕車在2018年高階車款已可達到Level 3等級，依據現在市場上的技術發展和主流預估，到2020年，可以達到Level 3限制區域層級 的無人駕駛汽車將廣為普及。 

2015年底美國運輸部(DOT)已計畫在五年內強制規定新車出廠須加裝車聯網功能，2018年3GPP也會把車聯網的協議定義完整化。可以預期不論採DSRC(Dedicated Short Range Communication)或C-V2X(Cellular Vehicle to Everything)，車聯網都是下一個世代必須加入的汽車功能。本篇文章將循著車聯網的發展趨勢，聚焦探討DSRC與C-V2X的發展與現況。 

DSRC/C-V2X各具優勢　 雙雄搶占車間通訊龍頭  

宜特科技訊號測試事業處協理余天華(圖2)表示，車聯網技術標準目前已經發展到DSRC與C-V2X兩大陣營來主導的階段。DSRC基於低傳輸延遲與時間急迫性考量，並不尋求大範圍長距離的通訊建置，轉而採用IEEE 802.11p的通訊技術。4G C-V2X則基於LTE原有的建置再補強，期待更快速的導入市場應用。 

圖2 宜特科技訊號測試事業處協理余天華表示，車輛防碰撞系統將會是DSRC與C-V2X導入的應用。

兩大陣營均在車聯網的架構下定義各自的應用模式，而車聯網的範圍不外乎下面幾種互聯的應用，包含V2V(Vehicle to Vehicle)、V2P(Vehicle to Pedestrian)、V2I(Vehicle to Infrastructure)及V2N(Vehicle to Network)。2018年，以安全性為首要考量要素，DSRC與C-V2X第一步導入的功能將會是防止碰撞，據研究指出，此技術的加入應該可以把人為的撞車事故減少80%。 

事實上，DSRC技術存在已久，其物理層(Physical Layer)及媒介存取控制層(Media Access Control, MAC)採用IEEE 802.11p標準，上層的應用則定義於IEEE 1609 2/3/4系列標準。 

基於快速反應的需求，DSRC通訊的V2V資訊互通架構，是使用輕量WSMP(WAVE Short Message Protocol)而不是Wi-Fi使用的TCP/IP協定，V2I和V2N則維持TCP/IP協定用於資訊互連。 

歐盟電子通訊委員會(Electronic Communications Committee, ECC)也在ETSI EN 302 665標準的基礎上將5.9GHz(5.875~5.925GHz)頻段分配給車聯網使用，同樣是建構在IEEE 802.11p的架構下。 

恩智浦(NXP)汽車事業部區域市場經理花盛(圖3)談到，目前該公司已經看到看到一些重點車廠、重點專案都在穩步推動DSRC發展，而這些重點專案皆由政府支持推動。對半導體解決方案供應商來說，無論是標準或解決方案發布，最重要的是受到車廠與產業界認可，有人支持這些專案進展，這才是最能夠推動產業鏈的關鍵，基於此，DSRC受到歐、美、日、韓等車廠採用非常重要，現已有一些重點專案在進行，以DSRC發展來看，已經日趨成熟。 

圖3 恩智浦汽車事業部區域市場經理花盛談到，全球各大車廠正積極部署DSRC技術，預計2019~2020年，DSRC商用發展將更上層樓。

u-blox商業開發經理趙炯皓(圖4)則表示，C-V2X在R14已進行階段性定義，尚未有完整架構提供自動駕駛車聯網使用，預計2018年3GPP才會開始R15的討論與制定，將減少延遲(Reduced Latency)及Advanced C-V2X加入後趨於完善，接著進行晶片模組開發，估計最快也要2021年以後才會大量在汽車上部署及使用。基本上會在基於5G的標準上實現C-V2X的功能，利用5G技術來涵蓋汽車內外所有資料的傳輸。 

4G C-V2X是由3GPP eV2X(enhanced V2X)來主導，中國電信商傾向採用這個規範來發展車聯網的網路，值得注意的是歐洲的電信商也傾向採納這個規範，以利用已經布建好的網路系統，所以歐洲同時可以看到DSRC及C-V2X的初期應用。 

圖4 u-blox商業開發經理趙炯皓指出，2018年3GPP將會在R15版本制定低延遲的規範，使C-V2X可更加完善。

因應上述趨勢發展，余天華認為，未來DSRC勢必會在IEEE 802.11p加入協定及效能測試，而C-V2X本來就為3GPP所主導，預期標準確立後，全球認證論壇(GCF)必將會提出規範，而中國也會提出自己的規範標準。以C-V2X技術來看，各家模組廠已經摩拳擦掌準備投入，2018年開始對實驗室測試的詢問非常頻繁。 

值得注意的是，花盛分析，C-V2X目前標準還沒確立完成，即便3GPP在R14已針對C-V2X在下層有基本的制定，但後續需要經過3GPP認證，最終形成法規、廠商接受還需要一段時間。此外，3GPP後面還有針對5G C-V2X而制定的R16，整體來說，C-V2X真正用在車規與V2V相應的使用案例，尚需要一些時間醞釀。 

趙炯皓補充，車聯網及自動駕駛環境講求高度安全，目前DSRC的延遲時間仍低於C-V2X，其適用性較高。後續C-V2X預計在R15加入討論uRLLC(Ultra-reliable and Low Latency Communications)架構，將可使C-V2X標準更加趨於完善。 

雙模擦出新火花　 DSRC/C-V2X互通有無  

基於上述原因，趙炯皓認為，目前投入C-V2X的相關供應商為數還不多，似乎是無可避免的情況，3GPP剛在R14進行V2X及V2V的定義，必須要先有晶片及模組供應商才能進行產品設計，但在電信業者的強力主導下，預計相關產品及零件廠商會相繼投入。 

無論是DSRC或C-V2X，兩項標準相互融合是未來發展方向，因為各有其優劣勢之分，如在有網路、有基地台狀況下，採用C-V2X會更有效率，同時C-V2X具備技術前瞻性，有逐漸升級可能；相對而言，DSRC目前標準基本上也已成熟，其優勢是系統的穩定，與隨時可進入量產階段的能力。綜合這兩項技術的各種面向，預期兩種通訊未來將採取相互融合發展趨勢前進。 

花盛表示，該公司目前正積極與標準制定組織進行比較細節的討論，簡單來說，蜂巢式網路對於訊息類服務，尤其是與基地台通訊具有先天條件，而DSRC則基於安全應用、延遲性與可靠性占有優勢，故未來不妨以雙模方式，在V2I使用C-V2X，在V2V時DSRC可以做有效補充。 

資策會智慧系統研究所工程師蔡宜學指出，未來雙模的車間通訊技術設計形式有許多想像。其雙模的界定可能是採用V2V的形式，由車廠自行切換要以DSRC或C-V2X來執行V2V的溝通，亦或者是整個系統的雙模設計模式，無論是在V2I、V2V或V2R的通訊，皆可自行切換DSRC或C-V2X。不過，這些都是可能的組合，最終將由車廠與法規來決定商業模式的走向。 

加速車間通訊產業成形　 亟需政府政策推一把  

工研院資通所車載資通訊與控制系統組組長蔣村杰談到，不管是採用C-V2X或DSRC，對使用者的使用上不會有任何改變，差異之處只在於採用不同通訊技術來達成目的，因此C-V2X與DSRC可以成為互補關係，但其背後所構成的商業模式卻截然不同。舉例來說，若是採用蜂巢式車間通訊方案，架構出類似於行動通訊的商業模式基礎，無論是電信商或網通服務商都可取得經濟來源，進而促成C-V2X的發展；基於商業考量，電信業者會積極推動C-V2X相關應用。相較之下，DSRC主要是為了強化主動式安全孕育而生的關鍵技術，因此採用非授權頻段，提供給公共安全來使用。但DSRC基礎建設由誰來布建？布建成本如何回收？目前都還是無從得知的狀況。 

在商業模式尚未確定之下，為了車輛交通安全的考量，政府扮演推動DSRC與C-V2X技術極為重要的角色。除此之外，為了未來自駕車的發展，車間通訊技術的落實更是不可或缺。 

雖然目前自駕車都還在概念階段，但想像一下未來，當有許多輛自駕車同時行駛於馬路上，車子如何避開人群、車輛與建築物，勢必需要V2X技術予以實現。未來透過車對車的溝通，就可即時獲知前方駕駛者或來車的行駛方向，預期將可節省很多通訊時間並增加行車效率。 

加速車聯網發展　 資策會協助建立商業模式  

如上述所言，要促成車聯網發展，除了法規政策的加持之外，還須建立商業模式來因應此市場。為此台灣資策會智慧系統研究所也正積極的協助車聯網相關供應鏈建立創新的產業模式。 

圖5 資策會智慧系統研究所副主任朱柏嘉表示，資策會系統所正積極協助車聯網產業建立商業模式，促進車聯網更加蓬勃發展。

資策會智慧系統研究所副主任朱柏嘉(圖5)表示，車聯網偏重產業建立與應用，也因如此，資策會智慧系統研究所試圖在台灣建立應用服務的商業模式，提供車子進行聯網。舉例來說，透過新型態的UBI(Usage Based Insurance)車險方案進行汽車駕駛行為、使用車輛狀況分析。保險業者可透過駕駛行為分析而來的數據資料，為駕駛人進行分級，提供適合的保險費率。而駕駛人也可以透過車聯網方式降低保費，形成車聯網產業的發展動力。 

此外，在交通資訊部分，就如同BMW某些車款支援網路漫遊，透過漫遊的方式可在台灣收到即時交通資訊，若在具備足夠的交通資訊狀況下，還能滿足替代道路導引的應用，而這些服務都需要透過網路服務功能才能實現。 

鎖定聯網/GPS商機　 自駕車發展爭搶地盤  

另一方面，台灣在自駕車發展部分，可以鎖定哪一些利基點全力衝刺呢？顯而易見的，車電市場原本是一個封閉的環境，因顧及安全，品牌車廠不會隨意更換供應鏈，一般廠商要攻入汽車供應鏈是極為困難的。陳旺助分析，電動車與自駕車市場將是台廠打入車電供應鏈的新契機。台灣廠商在消費性電子產品已累積了非常多的實戰經驗，當要跨入到車規，可以運用消費性產品的經驗至車電產品，這是一個機會。 

事實上，台灣廠商大多由PC與通訊市場發展過來，因此在DSRC與C-V2X領域，相信會有良好的駕馭能力。再者，台廠優勢在於本身就近與大陸、韓國及日本車廠關係保持良好，可基於這些優勢提早為自駕車發展做準備。 

汽車市場的應用包括抬頭顯示器的車道導航、車載資訊娛樂系統以及車聯網通訊，這些都是實現自駕車的先決條件。其中，高精度GPS未來應用場景非常廣泛，尤其是V2X設備內不可或缺的重要技術關鍵。透過GPS定位系統，結合時鐘同步技術，進行高精度導航與感測，為台廠可著墨的潛力市場。 

此外，花盛認為，C-V2X和DSRC的上層應用部分未來應走向統一，基本上可以重複應用，因此NXP跟工研院和一些軟體服務正積極討論，該公司相信若台廠可提早布局上層應用領域，著眼未來V2X需求也不失為一大發展良機。 

從消費性跨入車用，最大的挑戰在「產品品質」。消費性電子產品生命週期平均三到五年，而汽車的產品生命週期長達12年，所以車電產品的可靠度壽命，是遠高於消費型產品的。如何提高產品品質，將會是最大的挑戰點。 

「品質」控管先做好　 台廠卡位車聯網挑戰多  

趙炯皓表示，以模組商的角度來看，在選用車用通訊晶片時，主要評估的重點在於晶片商是否為長期合作、有好的產品計畫藍圖、成本考量及廠商在產業的主導性。此外，晶片本身須具備可靠性、通過車規標準與相關認證，同時還需保證產品壽命。 

而在車用產品測試上，汽車可靠度測試和消費型產品的可靠度測試，都需要做振動測試。但汽車特別有行進間環境的因素，來自於車子行進時會產生振動，且汽車遇到的環境多變，包括車輛行進間引擎的高熱、氣候溫度從冰天雪地到酷暑等；因此不只需要進行振動測試，在振動測試的同時，也需要同時加載高低溫的循環，這就是俗稱的複合式振動測試。汽車產品所需的品質嚴苛度，確實遠高於消費性電子產品。 

消費性產品遇到問題，不會造成生命安全風險，而汽車關鍵零組件若出問題，可能影響到人身安全，這個責任是落在車廠上。通常消費者不會指責零件供應商，而會將矛頭指向車廠。因此，車廠對於品質的要求，將會遠高於成本上的考量。 

陳旺助談到，車電IC可靠度規範是AEC Q，AEC Q是車用IC進入車電供應鏈的入門磚，一定要先通過，才有機會進攻車電領域。以車電可靠度規範AEC Q100來說，一次測試，需要送77顆，並做3次(lot批量)，總數是231顆都通過可靠度測試，並且零失效。 

以系統模組供應鏈來說，會將ISO 16750當作車用可靠度測試基礎，是跨入車用的基本門票。若要真正打入車廠，還是必須通過各家車廠制定的車規，才有機會正式成為汽車供應鏈的一環。