近幾年來,汽車產(chǎn)業(yè)在亞洲各地都有驚人的成長,主要來自于消費(fèi)者行為及各國政府法規(guī)的轉(zhuǎn)變,使得汽車電子市場快速發(fā)展;而汽車半導(dǎo)體供應(yīng)商要掌握此一商機(jī),須推出滿足客戶需求的創(chuàng)新方案,且也要維持成本及高品質(zhì),并在兩者之間取得平衡,以維持市場競爭力。
搶攻中國與印度市場車用元件商摩拳擦掌
各國政府法規(guī)正深深影響汽車消費(fèi)者的行為模式,例如廢氣排放法和行車安全法規(guī);另外,市場需求也會(huì)隨負(fù)擔(dān)能力、個(gè)人地位、移動(dòng)性、環(huán)境意識(shí)、安全性、舒適性及其他許多因素,而有所不同。
從車廠的布局狀況看來,現(xiàn)階段韓國汽車廠商是目前在亞洲僅次于日本的汽車制造商。過去韓國廠商積極經(jīng)營較不重視品質(zhì)的海外低階汽車市場,但近年來則改弦易轍,加強(qiáng)品質(zhì)并創(chuàng)新設(shè)計(jì),這才終于打開海外市場。為因應(yīng)全球市場需求,韓國當(dāng)?shù)仄噺S商須強(qiáng)化技術(shù),才能滿足客戶的期望,因此與系統(tǒng)和半導(dǎo)體供應(yīng)商建立的夥伴關(guān)系愈顯重要。
從消費(fèi)者行為的角度觀察,半導(dǎo)體業(yè)者未來將聚焦在印度及中國大陸兩大市場。近年來,中國大陸的汽車市場已超越美國,成為全球最大的汽車消費(fèi)市場,不過,中國大陸市場并不像美國那樣具有高度同質(zhì)性,例如北京、上海等一線城市的消費(fèi)者尋求的是品質(zhì),較不像二、三線城市的消費(fèi)者,通常比較在意價(jià)格。此外,消費(fèi)者除要求大空間外,對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性的要求也較高。
相較于中國大陸市場,印度市場的差異性則較小,但消費(fèi)者的價(jià)值意識(shí)極高,雖然印度市場也追求頂尖技術(shù),但卻不愿意掏出大筆金錢添購汽車。印度和中國大陸的汽車廠商,因國內(nèi)消費(fèi)者的龐大需求仍亟待滿足,因此短期內(nèi)不急于投入海外市場。整體而言,半導(dǎo)體業(yè)者在亞太地區(qū)車用電子元件市場須同時(shí)兼顧成本與效能,才能在激烈的競爭中脫穎而出。
另一方面,2013年汽車市場的汽車研發(fā)將朝降低環(huán)境沖擊、安全性及經(jīng)濟(jì)性等三個(gè)方向前進(jìn)。在環(huán)境保護(hù)方面,汽車產(chǎn)業(yè)有責(zé)任開發(fā)更具節(jié)能效率的車輛,以緩解全球暖化及能源資源耗盡的問題。事實(shí)上,碳排放稅及罰金在西方國家早已行之有年,而亞洲各國政府也開始采取類似的措施。
兼顧環(huán)境保護(hù)與成本車用半導(dǎo)體設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)遽增
亞洲的汽車制造商若有意投入海外市場,就勢必得面對(duì)環(huán)境保護(hù)的議題。光是推出油電混合引擎,無法解決燃油消耗及二氧化碳排放的問題,對(duì)各個(gè)電子控制單元的耗電量進(jìn)行分析也同樣重要;對(duì)車廠來說,現(xiàn)在最為重要的工作,就是設(shè)法降低各電子控制單元的耗電量。
經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明,每高出100瓦(W)電力或每多50公斤重量,將使100公里的里程多消耗0.1公升的燃油,而燃燒1公升汽油的碳排放量為23.6gCO2/km。另外,參照對(duì)汽車制造商設(shè)立的二氧化碳排放罰則(歐洲議會(huì)2008年12月立法決議),每超出標(biāo)準(zhǔn)1gCO2/km,須支付0.05歐元罰款,顯見環(huán)境保護(hù)對(duì)于汽車產(chǎn)業(yè)而言不只是口號(hào)而已。
此外,在成本方面,汽車制造商必須平衡成本結(jié)構(gòu),同時(shí)避免觸犯法規(guī)。上從汽車制造商,下至半導(dǎo)體供應(yīng)商,系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研發(fā)工作必須明智從一級(jí)(Tier1)供應(yīng)鏈著手,而半導(dǎo)體供應(yīng)商則須投入晶片技術(shù)研發(fā),推出高創(chuàng)新性的解決方案,降低系統(tǒng)成本。
取代機(jī)械式元件車用半導(dǎo)體出頭天
根據(jù)市調(diào)機(jī)構(gòu)StrategyAnalytics最新分析報(bào)告指出,2014年汽車半導(dǎo)體預(yù)計(jì)將成長至290億美元,自2012年算起,成長率為11.5%。印度和中國大陸等新興國家為成長幅度最大國家,2012∼2014年的成長率推測分別為10%及12%,但印度和中國大陸汽車產(chǎn)業(yè)至今仍使用價(jià)值相對(duì)較低的半導(dǎo)體元件。其中,印度汽車產(chǎn)業(yè)的半導(dǎo)體總產(chǎn)值約169億美元,而韓國則幾乎是印度的兩倍以上。因此,我們可預(yù)見這些地區(qū)仍有很大的成長空間,而未來的趨勢則是半導(dǎo)體將大量取代機(jī)械裝置,如此不只降低耗電量,也連帶提高半導(dǎo)體元件的價(jià)值。
以機(jī)械式繼電器改換為半導(dǎo)體繼電器為例,傳統(tǒng)的電子控制單元(ECU)保護(hù),是在機(jī)械式繼電器設(shè)計(jì)的切換功能中加入保險(xiǎn)絲,以提供保護(hù)功能,而在高階技術(shù)解決方案中,則是以智慧型開關(guān)取代保險(xiǎn)絲,在繼電器中同時(shí)發(fā)揮保護(hù)及切換的作用。
藉由半導(dǎo)體技術(shù)實(shí)現(xiàn)的解決方案優(yōu)于傳統(tǒng)解決方案的好處,包括可使用脈沖寬度調(diào)變(PWM)進(jìn)行負(fù)載的電路控制,藉此延長電感負(fù)載驅(qū)動(dòng)的使用壽命,進(jìn)一步改善耗電量、電磁干擾(EMI)效能,并提供更穩(wěn)定的嵌入式保護(hù)與診斷功能,此外,體積也比傳統(tǒng)繼電器更加精巧。
在比較智慧型裝置與繼電器時(shí),系統(tǒng)成本分析也是考量的部分,不過從汽車制造商到ECU都有共識(shí),系統(tǒng)更換結(jié)果將使整個(gè)汽車供應(yīng)鏈獲益,不單只是省下單一元件的成本。
提升行車安全可靠度車用安全系統(tǒng)日益普及
根據(jù)世界衛(wèi)生組織指出,1998年全球因汽車相關(guān)事故造成的死亡人數(shù)為一百二十萬人。1990年汽車相關(guān)事故成為全球死因排名榜的第九名,但預(yù)計(jì)還會(huì)持續(xù)上升,至2020年將變成全球人口第三大死因。
為抑止車禍死亡人數(shù)上升,全球政府正持續(xù)推動(dòng)許多行車安全政策。不過,在亞洲市場中,消費(fèi)者是安全需求的主要推動(dòng)力量,而西方國家則是透過政府立法。例如,先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)能提高駕駛對(duì)潛在危險(xiǎn)的意識(shí),進(jìn)而加快駕駛的反應(yīng),目前市場對(duì)于車道偏離警告系統(tǒng)、昏睡偵測及夜視等各種功能的需求不斷提升。相較于被動(dòng)式安全系統(tǒng)只能在發(fā)生意外時(shí)降低受傷的嚴(yán)重程度,主動(dòng)式安全系統(tǒng)的重要性更受到消費(fèi)者重視。
目前高階車款已開始配置ADAS,隨著技術(shù)成熟并普及到大眾車款之后,量產(chǎn)將能帶來可觀的成本經(jīng)濟(jì)。目前,被動(dòng)式安全系統(tǒng)已逐漸成為標(biāo)準(zhǔn)配備,而亞洲主要的汽車制造商也正將ADAS向下滲透至中低階車款,以準(zhǔn)備滿足日后消費(fèi)者的需求,同時(shí)藉由重要的產(chǎn)品差異化提升自身的優(yōu)勢。
ADAS設(shè)計(jì)趨勢改變的立即效應(yīng),就是市場對(duì)于高效能和即時(shí)處理器的需求增加,如全新的多核心架構(gòu)32位元微控制器(MCU),將可滿足最高安全需求,同時(shí)大幅提升效能。
緊跟歐美行車安全法規(guī)亞洲國家加速立法進(jìn)度
另一方面,胎壓監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)在美國已立法強(qiáng)制采用,亞洲多數(shù)地區(qū)仍未采用,而歐洲則預(yù)計(jì)于2014年正式上路。歐洲將透過燃油效率的優(yōu)點(diǎn)和二氧化碳排放減量,來促進(jìn)TPMS的立法。相較下,亞太地區(qū)的南韓并未立法強(qiáng)制采用TPMS,市場滲透率仍很低。
目前市場推出的胎壓部署技術(shù)選項(xiàng)包括直接式或間接式TPMS技術(shù),其中間接式TPMS只能透過汽車的ABS進(jìn)行修改,而間接式TPMS系統(tǒng)由于存在技術(shù)上的限制,因此難以符合美國國家公路交通安全局(NHTSA)的法規(guī)。直接式系統(tǒng)使用胎壓感測器直接裝設(shè)在各條輪胎上,直接測量胎壓,資訊則是透過射頻發(fā)射器傳送到中央接收器。直接式測量系統(tǒng)最低可測到7Kpa的精度,符合NHSTA的要求。
事實(shí)上亞洲的TPMS制造商已經(jīng)開始注意到此一市場的變化,現(xiàn)正嘗試把握這股浪潮。半導(dǎo)體供應(yīng)商的挑戰(zhàn)在于,如何透過創(chuàng)新解決方案來審視產(chǎn)品,讓自己勝過競爭對(duì)手,為此,無不積極推出高耐用性的解決方案,如整合耐用的胎壓監(jiān)控及溫度補(bǔ)償功能,還有加速度感測器,具備喚醒功能,可延長運(yùn)作使用壽命。
隨著汽車ECU解決方案的需求不斷上升,加上其又比消費(fèi)型ECU解決方案更能帶來利潤,因此許多消費(fèi)電子系統(tǒng)供應(yīng)商開始轉(zhuǎn)而投入了汽車相關(guān)業(yè)務(wù)。這些新進(jìn)廠商為積極打入市場,競相推出更具競爭力的解決方案,力圖與全球一線廠商一較高下;但另一方面,新進(jìn)業(yè)者仍欠缺相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí),可能使自己身陷危機(jī)之中,因此,半導(dǎo)體供應(yīng)商便扮演關(guān)鍵的角色,供應(yīng)商必須告知及提醒這些客戶,改換低成本元件,將導(dǎo)致元件可靠性降低,并帶來極大風(fēng)險(xiǎn)。此外,半導(dǎo)體供應(yīng)商也能成為重要推手,實(shí)作電路設(shè)計(jì)復(fù)雜度較低的高整合解決方案,協(xié)助ECU制造商在不減損可靠度的情況下,降低整體成本。
另一方面,在亞洲許多地區(qū)中,運(yùn)用摩托車通勤相當(dāng)普遍,且也是最經(jīng)濟(jì)的交通方式。但是,傳統(tǒng)化油器摩托車對(duì)二氧化碳排放的威脅,遠(yuǎn)高于一般的汽車。為了符合益加嚴(yán)苛的摩托車廢氣排放及燃油效率規(guī)定,小型內(nèi)燃引擎必須采用高度整合且具成本效益的電子燃油噴射系統(tǒng)。藉由先進(jìn)的整合式引擎管理IC,能夠協(xié)助摩托車車廠改善四行程小型內(nèi)燃引擎的二氧化碳排放及燃油效率。先進(jìn)的引擎管理IC可為單汽缸內(nèi)燃引擎中先進(jìn)電子燃油噴射(EFI)提供所需的功能,且能讓ECU電路板的面積比目前的獨(dú)立式解決方案減少三分之二。
總結(jié)而言,如何在可靠性與成本之間取得平衡,是ECU制造商的一大挑戰(zhàn)。重要的是,汽車制造商必須與元件供應(yīng)商建立良好的合作關(guān)系,才能取得關(guān)鍵的技術(shù),并透過改善成本與可靠性,藉此實(shí)現(xiàn)汽車產(chǎn)品的創(chuàng)新。