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1 車輛電子產業的現況與未來發展 /車輛中心 廖學隆、楊家豪、黃隆洲 前言 大家都了解台灣的車輛與電子產業未來機會,在於因應全球車輛電子化所帶 來的商機,但是因車輛產業有其特殊的供應鏈生態,以及高安全可靠度要求,因 此要如何跨足車輛電子,是台灣科技產業中最熱門的話題之一,全球 3C 產業發 展已進入成熟期,高科技產業在高競爭壓力及低毛利的挑戰下,普遍壓縮了獲利 的成長空間,電子代工業者紛紛陷入削價競爭的紅海,而車輛電子產業則為台灣 3C 產業(Computer, Communication, Consumer Electronics)帶來了創造高利潤空間 之曙光,成為另一令人矚目之第 4C 產業(Car)。本篇文章著重在車輛智慧化之 先進系統的車輛電子產品,其主要是搭配各種感測器、微電腦控制器、衛星導航 機、無線通訊等產品應用與服務方式,提供車輛及人員有關舒適、節能、行車安 全、保全、緊急救援與道路指引等功能,讓車輛操控更具人性化、更加聰明,符 合智慧化需求。 車輛電子國際市場規模 車輛電子系統隨著在節能、智慧安全以及便利舒適等需求的驅動下,市場規 模將逐漸提升;因車輛智慧化、電動化,使得車上裝置電子化程度日益提高,車 用電子在一輛汽車中所占的比重愈來愈高,因此車用電子零組件的市場情況與整 車市場銷售情況更加密切。尤其在 2009 年受到金融風暴以及車廠相繼破產的影 響下,車輛電子市場也跟隨著車市的頹勢,較 2008 年下滑 18.5%。經過 20092010 兩年的低潮,全球車用電子產品的市場呈現逐年成長的趨勢,根據 iSuppli 的數據資料,到 2014 年,全球車輛電子系統的市場規模可望達 1,079 億美元, 平均每年以 5.8%的年複合成長率持續成長中,如圖 1 所示。 1 全球車電市場趨勢圖

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    車輛電子產業的現況與未來發展

    文/車輛中心 廖學隆、楊家豪、黃隆洲 前言

    大家都了解台灣的車輛與電子產業未來機會,在於因應全球車輛電子化所帶

    來的商機,但是因車輛產業有其特殊的供應鏈生態,以及高安全可靠度要求,因

    此要如何跨足車輛電子,是台灣科技產業中最熱門的話題之一,全球 3C 產業發展已進入成熟期,高科技產業在高競爭壓力及低毛利的挑戰下,普遍壓縮了獲利

    的成長空間,電子代工業者紛紛陷入削價競爭的紅海,而車輛電子產業則為台灣

    3C 產業(Computer, Communication, Consumer Electronics)帶來了創造高利潤空間之曙光,成為另一令人矚目之第 4C 產業(Car)。本篇文章著重在車輛智慧化之先進系統的車輛電子產品,其主要是搭配各種感測器、微電腦控制器、衛星導航

    機、無線通訊等產品應用與服務方式,提供車輛及人員有關舒適、節能、行車安

    全、保全、緊急救援與道路指引等功能,讓車輛操控更具人性化、更加聰明,符

    合智慧化需求。

    車輛電子國際市場規模

    車輛電子系統隨著在節能、智慧安全以及便利舒適等需求的驅動下,市場規

    模將逐漸提升;因車輛智慧化、電動化,使得車上裝置電子化程度日益提高,車

    用電子在一輛汽車中所占的比重愈來愈高,因此車用電子零組件的市場情況與整

    車市場銷售情況更加密切。尤其在 2009 年受到金融風暴以及車廠相繼破產的影響下,車輛電子市場也跟隨著車市的頹勢,較 2008 年下滑 18.5%。經過 2009、2010 兩年的低潮,全球車用電子產品的市場呈現逐年成長的趨勢,根據 iSuppli的數據資料,到 2014 年,全球車輛電子系統的市場規模可望達 1,079 億美元,平均每年以 5.8%的年複合成長率持續成長中,如圖 1 所示。

    圖 1 全球車電市場趨勢圖

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    除了駕駛人需求之外,各國政府制定相關法規,將要求節能、環保與智慧安

    全提升,也促使汽車產業朝電子化方向發展,由於車輛電子產業結構上的改變,

    未來走向智慧化與電動化的趨勢,伴隨著車電裝置陸續推出,使得車輛電子整體

    市場規模之成長可期,根據研究機構Strategy Analytics統計,2010年車用電子占全車成本比重已超過30%,估計至2020年,其比重將攀升至50%。

    車輛電子系統發展方向 車輛電子系統產品之應用發展,主要可分為動力傳動(Power Train)、底盤懸

    吊(Chassis)、安全(Safety and Control)、車身電子(Body Electronics)、保全(Security)以及車載資通訊 (Infotainment)等系統,如表1分類[1]。以各車輛電子系統應用領域區分,2010年以「動力傳動」市場比例為六大領域之最,佔33%比例,其次為「車身電子」的24%與「安全」的16%。根據Gartner在2011的資料顯示,2010至2014車輛電子系統產品應用之年複合成長率,以安全系統成長率8.2%為最高,車身電子系統6.4%次之,接著為動力傳動系統5.5%。

    表 1 車電六大領域分類表

    動力傳動及底盤懸吊的成長來自於逐漸增加的電子元件,除了各種感測器

    如:溫度感測器、輪速感測器、轉角感測器、加速度感測器等之外,電子控制單

    元(Electronic Control Unit, ECU)亦為控制系統不可或缺的一部分,透過各種感測器及控制邏輯的功能應用,發展出電動輔助轉向、電子式駐煞車等功能,使車輛

    逐漸朝向「智慧化」發展[2]。 安全系統包含主動與被動兩方面之功能應用,例如,先進輔助安全氣囊、行

    人保護系統、盲點警示系統、車道偏離警示系統以及夜視系統等。深入探討可以

    發現,「安全系統」雖然是以安全氣囊之控制與碰撞感測為主,但此領域的成長

    動力除了安全氣囊配置的滲透率持續增加之外,更重要的是先進駕駛輔助系統

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    (Advanced Driver Assistance System, ADAS)的逐漸普及與應用,如車道偏移警示系統(Lane Departure Warning System, LDWS)、前方碰撞警示系統(Forward Collision Warning System, FCWS)等功能的導入,此安全系統領域之成長除了駕駛人對於行車安全的需求外,各國政府的相關規範制度亦為推動車用安全系統發展

    應用的重要因素。

    智慧安全系統發展趨勢

    國際上車輛電子安全系統產品發展趨勢,近年來已漸漸由「減少碰撞傷害程

    度」的被動安全系統發展,朝向「減少碰撞發生機會」的主動安全系統方向發展,

    發展趨勢如圖 2 所示,其中又以兼具駕駛安全性及舒適性的先進駕駛輔助系統(ADAS)最受矚目,國際各大車廠與車電系統廠均投入大量資源人力來發展ADAS 關鍵技術與模組。

    圖 2 車輛安全系統發展趨勢圖

    根據 Frost & Sullivan 2010 年調查報告[3],對於 ADAS 的定義,包括適應巡

    航控制(Adaptive Cruise Control, ACC)、車道偏移警示(LDWS)、盲點偵測系統(Blind Spot Detection, BSD)、夜視系統(Night Vision System, NVS)、停車輔助系統(Park Assist System, PAS)皆屬於 ADAS 的範疇。同時 Frost & Sullivan 報告預估至2016 年止,全球 ADAS 之年度增長率(CAGR)平均將超越 30%,其中以盲點偵測系統成長率 44.8%居冠,其次依序為夜視系統為 40.3%、主動停車系統為 39%、車道偏移警示為 31%、適應巡航控制為 29%,詳細數值請參考表 2 所示。因此其相關的關鍵的感知器,如:車用攝影機、毫米波雷達(Micrometer wave radar)、

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    雷射雷達(Light Detection And Ranging, Lidar)與微處理器,將成為最熱門的開發標的。

    表 2 ADAS 相關系統之成長預估值

    2012 年 Frost & Sullivan 針對北美及歐洲市場的影像式 ADAS 系統的調查報告中[4],針對後方影像系統(Rear-view Camera)、駕駛者狀態監控系統(Driver Monitoring)、盲點偵測系統(BSD)、全周影像系統(Surround View)以及夜視系統(NVS)進行評估,預測 2018 年北美市場 ADAS 銷售可達 1,720 萬套,歐洲市場則可達 1,290 萬套,其中主要成長的部分來自於影像式系統。由此可見,ADAS市場未來幾年車用攝影機主要的應用將會著重於車輛安全系統,下一代產品才會

    與其他感測器整合,包含毫米波雷達(Radar)或雷射雷達(Lidar),來達到主動控制安全系統的功能。

    感測器的融合是開發半自動和全自動車輛的基礎模組技術,透過多種感測器

    的整合應用,未來 ADAS 將往整合式及主動式的方向發展,其發展趨勢如圖 3所示;多感知融合可確保產品具備更高的可靠度,並能夠在各種使用情境下滿足

    使用者的需求,攝影機與雷達感測器的融合將會帶動 ADAS 下一個世代的成長,一般研究報告預計,在 2015 年時市場將可以提供具備部分自主控制駕駛功能的車輛,2020 年甚至會有自動駕駛車的產品問世,屆時車輛電子科技將進入另一個新紀元。

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    圖 3 ADAS 系統發展方向

    交通事故問題是促使技術發展往自動駕駛發展的因素之一,由於汽車逐漸普

    及化,目前全世界每年有 120 萬人死於交通事故,自動駕駛技術被期待能夠解除人為的疏失、疲勞或因旁務分心造成的禍害。目前自動駕駛面臨的問題是在道路

    上無法預測人、自行車及摩托車的動作,且在遇到雨雪等天氣時感測器也不能很

    好地掌握周圍的情況,如何讓駕駛人與乘客安心、以及交通法規等問題。為此,

    車電系統與資通訊技術將努力整合,Frost & Sullivan 預期在 2020 年現有 ADAS產品將會朝向與車載資通訊產品更加緊密結合的趨勢,透過整合全球衛星定位系

    統(GPS)功能、車輛與車輛間(V2V)的通訊技術、距離感測和物體偵測技術等,透過多重感測器整合技術的發展,可以達成自動駕駛所需要的功能,實現半自動

    和全自動的技術車用產品,如圖 4 所示。 考量車電產品短期消費者的需求角度,參考 J.D.Power 2012 年針對 17,400

    位消費者進行汽車新興技術調查[5],其中車用設備的連接、導航,安全性和高級

    音響系統是主要消費需求,安全科技配備是目前消費者最想擁有的汽車配備,在

    未提示銷售價格下的調查結果,前五名分別為「LED 頭燈」、「語言聲控」、「抬頭顯示器」、「無線網路連結」、「遠端車輛診斷」;在告知價格時的調查結果,前

    五名分別為「HD 音響 」、「碰撞緩解系統」、「無線網路連結」、「後視攝影系統 」、「個人輔助安全服務」。以上已經明確指出了車廠的前進標的。

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    圖 4 安全系統未來應用發展 Roadmap

    國際法規發展情況

    車電產品與車輛法規一直都有相輔相成的情況,如何運用先進科技來達到節

    能,降低交通事故的目的,是各國關注焦點。因此國際車輛法規需求,各國政府

    的法規及政策走向,往往會左右車輛產業的發展方向,透過了解各國車輛產業的

    法規及政策,有利於掌握車輛產業未來的發展佈局。 觀察各國車輛電子相關法規可以發現,各國針對安全系統的相關規定越趨嚴

    格,尤其以歐盟、美國及日本對於相關法規的制定最為積極,中國、台灣通常會

    跟隨歐盟法規推動方向,請參考表 3 近期世界各國車電系統相關法規推動彙整表所示。以技術層面而言,ABS、胎壓警示系統(TPMS)、行車紀錄器因其技術發展成熟,已被先進國家列為強制裝載的項目,未來 2013-14 年車道偏移警示系統(LDWS)、後視攝影機、煞車穩定系統(ESC)等車輛安全系統法規將陸續實施,美國及歐盟交通法規一向具有全球指標效應,一旦實施後,各國政府及車廠可能考

    慮跟進,估計會有更多國家通過強制汽車安全相關法規,將會帶動整個車輛安全

    系統在市場上的需求。

    表 3 近期世界各國車電系統相關法規推動彙整表

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    除政府法規外,汽車安全評鑑組織對於新車的安全撞擊測試評鑑結果(主要是星等評價,1~5 顆星),亦是影響車廠搭載車電系統的關鍵因素之一,各車廠為了因應安全撞擊測試評鑑規定,已著手導入先進防撞系統,來提升評鑑等級。 歐盟新車安全評鑑協會(European New Car Assessment Program, Euro NCAP)公佈2014-17 年的測試規範要求,已將主動式緊急煞車系統(Autonomous Emergency Braking, AEB)及 LDWS 列為評分項目,如表 4 所示,預計將大大影響新車搭載安全系統的比例。

    表 4 Euro NCAP 2014-17 ADAS 評鑑項目

    國內車輛電子產業現況

    根據台灣電機電子工業同業公會的統計資料,台灣車輛電子產值自 2009 年起連續三年呈現兩位數成長,至 2011 年,台灣車輛電子整體市場產值約為 1,012

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    億元新台幣,各系統產值佔比如圖 5 所示,其中駕駛資訊系統佔 53.67%、引擎/傳動系統佔 24.16%、車身系統佔 9.96%、安全系統佔 6.75%。過去國內因車輛產業特性問題,車電產品集中在導航系統、音響與顯示裝置,對於主動安全系統產

    品則甚少投入開發。安全系統產品在國內內需市場,主要來自於國內自主品牌納

    智捷的採用貢獻較多,納智捷車型訴求智慧化,大量運用影像安全系統來替旗下

    產品塑造差異化特色,如車用影像系統(側後方顯示)、車道偏移警示系統、停車輔助系統等,另外各車廠大量導入車用 LED 燈,也對車輛電子市場產值有所挹注。兩岸簽訂 ECFA 後,配合中國大陸十二五計畫推動所需的車聯網、電動車、智慧系統及中國大陸車輛電子產品的逐漸重視,提升配備等利多因素驅動下,將

    大大帶動國內車輛電子產品的利基。

    圖 5 台灣車輛電子系統產值佔比

    台灣長久以來在 ICT 產業上累積了穩固的基礎,有利於車輛電子系統的發

    展,尤其在國內研究機構近幾年的創新研發及產業升級輔導下,國內廠商在車電

    系統能量及零組件的產業聚落發展皆相當齊備,具備十分完善的產品開發體系競

    爭力及技術能量。台灣車輛電子廠商分佈,如圖 6 整理,主要集中在零組件、模組、次系統和整合系統,投入領域大多由車身電子、駕駛資訊及保全產品切入,

    未來將逐步延伸至安全、引擎/傳動、底盤等汽車核心控制等相關高門檻的車電產品。

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    圖6 台灣車電系統廠商分佈圖

    我國在2020年產業發展策略中,定義車輛工業未來將朝向智慧電動車、電動

    機車、車輛電子等方向發展,資訊電子工業則朝向智慧電子系統應用等方向發

    展。在經濟部科專政策面的支持下,國內車輛領域研究機構如車輛中心、工研院

    等均大力投入智慧車輛關鍵技術研發,成果以可廣泛應用至國內車電產業界,協

    助台灣車輛電子產業建立自主技術,提升車電產品附加價值。 以車輛中心為例,近年來積極投入在「安全」、「智慧」、「潔能」、「光學」、「底

    盤」五大研發領域,建立了11項核心技術,包括:資通訊技術、車載網路、電控技術、影像辨識、系統整合、電池管理、機構設計、感測器開發、光學設計、逆

    向工程、測試驗證等,並且開發完成車道偏移警示系統、自動停車輔助系統、盲

    點警示、電子駐剎車、電子方向盤、LED頭燈….等等共38項研發成果,詳細技術項目請參考圖7所示。ARTC以創新技術專利佈局、原型品開發、實車驗証建立屏障,最終目的是技術移轉給國內廠商去市場打仗。

    研究單位投入先進車電系統在技術開發階段,除了需突破高難度的關鍵技術

    瓶頸外,更進一步考量成本與可靠度、保安設計,使系統功能、型態、效果、規

    格及品質具備高度的一致性,才可加快技術移轉廠商落實商品化速度,搶佔市場

    先機。舉例說明,同致電子成立超過30年,是亞洲最大、全球前三大的倒車雷達系統供應商,也是台灣極少數具有與國際車廠協同設計能力的汽車電子零件商,

    需更前瞻之技術延續公司競爭力。車輛中心將影像辨識技術與影像視角轉換技術

    移轉給同致電子,運用在車輛的環境監控上,與廠家合作開發過程,車輛中心

    RD同仁協助前往國外進行目標車的系統搭載,參與國際大廠產品實機競標,協

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    助同致電子取得國內外車廠的採購訂單,此車用影像系統產品可望成為倒車雷達

    系統之外,另一個為同致創造高營收獲利的未來性主力產品。 此外,車輛中心也協助業界籌組跨領域研發聯盟方式,進行先進車電產品開

    發,協助研提業界科專計畫,整合上下游產業供應體系及資源,使台灣廠商快速

    切入中心車廠供應鏈機會,如:推動至興、全興、華創組成「電子式駐煞車聯盟」,

    使至興公司轉型成為具備鋼索式電子駐煞車(CEPB)完整開發技術的系統廠商,並透過華創 SUV 目標車搭載驗證開發,使技術達到可商品化階段。至興公司的CEPB 產品,目前正搭配於華創自主整車、光陽 ATV 車型,進行量產可靠工程中,與國際先進品牌相比較,具備"優質平價"的競爭優勢。

    圖 7 車輛中心五大研發領域成果

    台灣車輛電子未來展望

    觀察台灣車輛產業現況,大多數整車廠僅替國外母廠進行代工,並無自主開

    發系統之能力,亦無車輛規格主導權,使的大量的台灣科研成果缺少出海口,但

    是看在大陸等新興國家眼裡,對於這麼多的創新技術卻是欣羨不已,很想獲得。

    這實在是一個非常可惜的事情。所幸,近幾年國內隨著自主整車的發展,現已具

    備自主引擎、整車開發環境,不過還是欠缺可高度配合整車廠開發主動安全系統

    的Tier 1廠商,這是目前車電產業鏈上急需彌補的斷層。以國際競爭觀點來看,國際品牌車廠背後,均有強而有力的Tier1系統大廠來協助車廠進行系統整合開發,尤其是配合車廠未來需求的先進安全系統開發,每個整車廠必然會有車電

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    Tier1廠商來進行上中下游整合。這些Tier1是真正的系統創新者,例如歐洲BOSCH、美洲DELPHI與日本的DENSO公司,他們的能耐都是可以供應全世界所有車廠的大咖,是真正的利益創造者。

    目前台灣車輛產業環境已經建構可生產引擎動力系統的華擎公司,具備系統

    研發與工程驗証平台的車輛中心(ARTC),自主整車設計的華創車電公司,為了使台灣自主品牌能與國際車廠競爭,催生國際級Tier 1(或準Tier1)車電廠商,成為台灣車輛產業下一個必要戰略步驟,以完備台灣車輛產業技術自主四大支柱,

    如圖8所示。

    圖 8 台灣車輛產業技術自主四大支柱

    由於台灣車輛產業內需市場小,大多數車廠受限於國外母廠的情況下,零組

    件廠商缺乏切入大型車廠供應鏈機會,因此多以外銷售服市場產品為主,而售服

    市場產品,容易陷入價格及專利競爭,銷售量與利潤空間受限。國內現已有整車

    自主品牌,有機會提升車電廠商與車廠合作開發先進系統與供應鏈系統搭配,未

    來隨著國產車逐漸拓展外銷(目前已經走向中東、東南亞、大陸、俄國),車電廠商將有更多的獲利空間。

    此外,台灣零組件具備進入大陸車廠零組件供應鏈的優勢,車電廠商未來除

    了與國內自主品牌車廠合作的機會之外,中國大陸年銷1800萬台的巨大市場,與他們近年來崛起的自有品牌,亦是很好的切入機會。中國大陸具有廣大整車系統

    平台與銷售潛力的客群,在ECFA開放後,台灣車電廠商更可成為兩岸品牌代工基地,搭載大陸車廠進入國際市場。

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    結論

    未來國際上針對車輛電子安全系統的相關規定越趨明顯與嚴格,尤其以歐

    盟、美國、日本最為積極,除此之外,EuroNCAP 公佈的碰撞測試評價規範中,將主動式緊急煞車系統(AEB)及 LDWS 列為評分項目,預計將大大影響各車廠新車搭載安全系統的搭配比例,帶動車輛電子安全系統的成長。

    車輛電子安全系統產品以兼具駕駛安全性及舒適性的先進駕駛輔助系統

    (ADAS)最受矚目,透過攝影機與多種感測器的融合,可確保 ADAS 產品可靠度,並能夠在各種使用情境下滿足使用者的需求,預計 2020 年 ADAS 產品與車載資通訊技術結合的先進產品,可達成自動駕駛所需要的功能,實現半自動和全自動

    的技術車電系統產品。 初期先進國家將成為汽車電子產品主要市場,美、日、德三國為全球汽車製

    造技術領導國家,其車輛電子產品推廣與普及速度將較其他國家快速,台灣在政

    府政策面的支持下,ICT廠商積極跨進車輛電子的產業佈局,憑藉在ICT產業上累積的基礎,有利於車輛電子系統發展。車輛電子產品整合機電、感測器、顯示

    器等應用科技,讓汽車不再只是傳統的代步工具,為了符合消費者在節能、效率、

    舒適與安全的需求驅動下,車輛電子在整車的成本比例正快速增加,未來全球車

    輛電子市場將快速成長,整體市場存在龐大商機。但車輛電子產品因需關鍵的感

    知器、微處理器、控制技術等,開發難度與產品可靠度挑戰難度高,而且國內目

    前仍存在二大瓶頸發展因素,包括車電廠規模太小、ICT廠商對於長期投入車電裹足不前,如果國內能夠營造出適合車電產業發展環境、政策支持、研究單位配

    合推動的有利條件下,未來車電產業是可以在國際上站有一席之地。 國內車輛產業在自主整車建置後,要能持續與國際車廠競爭,勢必需要投入

    高難度的主動安全系統,產生車型產品差異性,急需有強而有力的車電Tier1廠商來進行上中下游整合,搭配整車廠整合開發工作,因此催生國際級Tier 1車電廠商,成為台灣車輛產業下一個必要戰略步驟。以下提供催生國際Tier1車電廠的重要策略方向作為推動參考,初期需先篩選適合台灣發展的系統與技術,訴求

    展品與市場區隔,整合台灣IC與零組件能量優勢,引進與培養關鍵人才,跨國結盟補強國內產業弱勢等面向,期望在不久的將來,在台灣能夠看到具備車輛產業

    影響力的國際Tire1車電廠誕生。 參考文獻

    [1] 財團法人車輛研究中心,車輛電子驗證實務,2010/10。

    [2] 顧馨文、楊正瑀,全球車電應用與車用半導體市場發展趨勢,2011/04。

    [3] Frost & Sullivan, European Market for Advanced Driver Assistance

    Systems – ACC, LDW, BSD, Night Vision and Ultrasonic Park Assist

    Systems, 2010/03.

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    [4] Frost & Sullivan, Analysis of the European and North American Passenger

    Car Market for Camera-based Advanced Driver Assistance Systems,

    2012/05.

    [5] J.D. Power and Associates Reports, http://autos.jdpower.com, 2012.