豐田幹掉通用汽車 登上世界第一
豐田幹掉通用汽車 登上世界第一
2005.12.15 | 科技

二○○五年日本的冬天冷得又早又急,儘管大雪紛飛,從愛知縣豐田市到名古屋港口汽車碼頭之間,卻是史無前例地絡繹不絕,每個工人臉上都精神抖擻,一艘艘汽車船滿載豐田(Toyota)汽車,運往世界各地。
今年年底豐田的全球年度總產量,將一舉衝破八百萬輛大關。相較於年產接近九百萬輛,但目前正努力關閉工廠、挽救破產危機的美國通用(GM)汽車,世界第一大車廠的寶座,二○○六就要讓位給豐田。
過去五年來,在全球各地掛著「Toyota」標誌的汽車紛紛大賣,從日本到北美汽車法規最嚴格的加州,或是對汽車最挑剔的西歐各國市場,乃至四季都是酷暑沙漠的中東阿拉伯,台灣也一樣,全球沒有任何其他汽車品牌,能抵擋市占率不斷竄升的豐田。特別是經濟相對落後的地區,例如中南半島開發程度最低的內陸國柬埔寨,公路上舉目望去,只要是四個輪子在跑的汽車,幾乎全都是「Toyota」。
目前整個豐田集團包括Toyota、Lexus、Scion與Hino四個主要品牌,加上併購的Daihatsu,以及最近剛收購一成股權的Subaru兩品牌。除了日本的十二座生產工廠,與其他衛星工廠之外,豐田在全球二十六國家,還有五十二座生產基地,雇用的全球總員工高達二十六萬五千八百人,市場銷售一百七十餘國。龐大的生產帝國扣除Subaru部分不算,光是二○○五年一至九月總產量,就高達六百十一萬輛,全年破八百萬輛不僅毫無問題,一般更預估,這家車廠將在二○○六年達到總產量九百一十萬輛目標,正式超越通用汽車成為全球第一大廠。

獲利能力驚人 只製造符合市場需求的車

自從一九三七年製造出日本第一輛汽車之後,豐田半個多世紀以來持續堅守汽車本業,不僅從未出現過經營虧損,特別近幾年在產能與獲利能力上,都不斷創下新紀錄。龐大的生產力固然是豐田傳奇的重要成就,背後驚人的獲利能力,在目前全球汽車業更是無人能敵,因為光是二○○四年四月到二○○五年三月這個最新的會計年度裡,總營收高達十八兆五千五百十五億日圓,雖然比通用汽車還少了約四百億美元,但高達一兆一千一百一十二億六千萬日圓的淨利,卻是通用的三倍。
羅馬不是一天造成,同樣的,豐田的龐大帝國也不是短期間造成,儘管它在一九九九年之前的十年,總產量幾乎都持平在年產四百五十萬至四百八十萬輛之間,但它從二○○○年以後便一飛沖天。五年來戲劇化的巨幅成長,對於一個已經站在世界頂端的車廠,到底憑什麼能夠讓這麼大一艘遍布全球生產的巨無霸航空母艦,能夠像新企業一樣,每年維持這麼高昂的成長率?
從產品觀點來看,豐田能夠在全球市場所向披靡的關鍵,在於它「不僅市場判斷正確,而且向來只製造符合市場需求的車,而不是最有個性的車,」(Auto Driver)主編陳政義分析,市場判斷正確是豐田的一大特長。更重要的是,豐田以經濟型車款起家,深知市場的主流需求,並不在於做出多麼具有個性的設計,而是「均衡實用」,它將造車成本花在像引擎省油、變速箱耐用等消費者需要而且受用得到的地方,「相較於同為日系的HONDA,或是其他歐系車,花大把經費在強化底盤等看不到的地方,自然受到主流消費者的肯定,」陳政義指出。

豐田式管理 被所有製造業奉為圭臬

豐田最著名的,就是它那套重視標準化流程、看板生產的「豐田式生產與管理」。所謂的「Toyota Way」,在七○年代以後被所有製造業奉為管理典範,各大車廠也相繼模仿。曾任職於豐田、(Jato News)台灣特派員Jackie解釋,美國車廠文化向來重視報表,它們認為今天對、明天對、後天也做對的事情,最後結果就會是正確,所以只要一個短期決策錯誤,立刻會逼使專業經理人下台,長期結果就是難以建立真正的生產一致性。另一方面,以德、法、瑞典為主的歐洲車廠,強勢工會已經決定一半的生產機制,要真正學習豐田式生產,困難度更高。所以「最後肯定自己實力的結果,就是在業務系統出身的前社長張富士夫(Fujio Cho)領導下,大幅以競爭觀點擴張市場,不僅要拿下世界第一,更挑戰二○一○年全球市占率一五%的目標。」
豐田登上世界第一的寶座,最重要的武器就是CCC21(Construction of Cost Competitiveness for the 21st Century)成本控制計畫——這個由渡邊捷昭(Katsuaki Watanabe)社長親自督導的龐大計畫,最大成果就是在過去五年內,在維持品質的前提下,讓一百八十個關鍵零組件成本降低了三○%!這至少幫車廠省下了一百億美元。
除了在生產與獲利上有獨到之處,豐田在企業發展規劃的遠見,也是業界的新典範。近年來最著名的成功案例就是Lexus與Scion這兩個新品牌的操作,還有Hybrid新能源車戰略,都是豐田為了鞏固下一世代汽車業競爭的霸權地位。

不併購車廠 自創Lexus豪華車品牌

許多車廠習慣運用「併購既有品牌」做為市場擴張的基本策略,例如通用汽車集團旗下一共擁有十幾個品牌,或是福特集團旗下近十個品牌,都是傳統車廠慣用的作法。不過當豐田在一九八○年代計畫將產品往上延伸,希望與歐洲那些百年歷史的豪華車品牌相抗衡時,思考的卻不是併購,而是集結集團資源,從內部發動自創品牌的「F1計畫」。
豐田當時總共動員一千四百位工程師與二千三百位技術人員,歷經六年,打造四百五十輛原型試作車以及開發二百項獨創專利,再加上二百萬公里實路試駕之後,在一九八九年於美國正式推出Lexus品牌。十三年後,豐田進一步複製Lexus的成功經驗,以加州為發源地,推出針對年輕新市場的新品牌Scion,旗下每個車款從車型到色彩等設計細節,都針對流行的青少年文化。儘管Scion推出這兩年默默無聞,直到今年市場反應才有所發酵,陳政義分析,「因為Lexus的成功實在太傳奇,現在根本沒人懷疑這個新品牌Scion會做不起來。」

推動油電車 瞄準未來環保車市場

此外,豐田大力推動Hybrid油電混合動力車,看準未來會有廣大市場。自從一九九七年推出第一款Prius混合動力車後,豐田就集中資源研發相關技術,取得極佳的市場與技術優勢。到今年十月為止,豐田的混合動力車銷售已正式超過五十萬輛,雄厚的市場實力,遙遙領先於近年才開始著手相關技術的其他大廠。
接下來,豐田要將混合動力技術應用在輕型貨卡車上,Lexus品牌執行長Takeshi Yoshida明白指出:「Hybrid混合動力毫無疑問將是Lexus未來的方向。」顯然未來的Lexus更將以Hybrid來全面包裝其環保的性能形象。
儘管到目前為止,Hybrid車款相對較高的車價,以及其真正的省油耗能或電池污染的部分,不少質疑它是否真正「環保」的聲音開始出現,不過在真正能解決問題的新能源方案還混沌未明之前,Hybrid的方向看來已成定局,Toyota勢必也將再打下一場漂亮勝仗。

Toyota靠全球生產中心確保品質
Toyota運用科學化的全球標準系統,在日本豐田市成立「全球生產中心」(Global Production Center, GPC),負責建立每個新車款的標準生產流程,並將這套流程以最科學的方式,移轉給全球各地生產管理的專業經理人。 遍布二十六國超過五十個生產工廠,近年產量每年增加高達百萬的Toyota,除了衝產量與降低成本之外,在文化差異極大的全球不同國家,如何維持與日本工廠同樣的生產效率與製造水準,來確保這個龐大世界工廠的品質一致性,對Toyota來說,可真是個史無前例的大考驗。 傳統車廠在技術擴展上,都是以「傳統母廠帶新廠」的方式進行經驗傳承,Toyota過去也是如此,不過從二○○三年七月起,便將這套傳統的流程,轉換為更科學化的全球標準系統,在日本豐田市以四萬兩千平方公尺廠房,成立了「全球生產中心」(Global Production Center, GPC),負責建立每個新車款的標準生產流程,並將這套流程以最科學的方式,移轉給全球各地生產管理的專業經理人。
為了解決技術轉移過程中最容易造成誤解的跨文化差異,更要能維持日式造車文化的精準嚴謹,GPC發展出一套相當特殊的「圖象式」系統。當每款新車準備上市時,都會在GPC建置一個試產生產線,透過這個生產線訂定最有效率的標準流程。GPC的專家們,隨即將這套流程拍成包括慢動作在內的「視覺技術手冊」,不僅用來訓練前來受訓的經理人,這套系統更透過網路連結到各國工廠,隨時可以線上檢測生產過程的突發狀況。目前GPC累積了超過兩千筆各種新車款生產線的圖像資料庫,Toyota更因此發現,不僅因此訓練時間減少一半,技術轉移的水準也更高。目前GPC除了在豐田市的總部之外,也在美國肯基州、歐洲比利時成立分支機構,成為Toyota這個龐大全球工廠背後最重要的母工廠。

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告別電動車過熱,增長儲能系統壽命!愛盛科技AI感測技術就在身邊
告別電動車過熱,增長儲能系統壽命!愛盛科技AI感測技術就在身邊

「電流過大,可能引發電池過熱甚至火災;而若無法精確偵測微小電流,則容易造成過充,進而影響電池的健康狀態與使用壽命。這樣的極端變化,正是電流感測技術面臨的核心挑戰。」愛盛科技董事長暨執行長賴孟煌破題點出這項挑戰。面對電動車或儲能系統的場域,電流偵測的量程與精度攸關安全與效能表現。愛盛科技選擇以臺灣為基地,憑藉新世代磁感測技術切入市場,成為全球少數能同時兼顧「大量程、高靈敏度」與「超低功耗」需求的感測晶片設計公司 。

從無人機到電動車,愛盛科技打造全方位感測方案

成立於2011年的愛盛科技,長期專注於新世代磁感測技術,在市場上也已累積多項專利技術,建立起堅實的技術與智慧財產權基礎。其核心優勢包含3D平面化的穿隧式磁阻(Tunneling Magnetoresistance; TMR)、異向性磁阻(Anisotropic Magnetoresistance; AMR)感測器、霍爾元件(Hall Effect Sensor)與高感度的磁通門感測器(Fluxgate Magnetometer),再搭配自研的ASIC訊號處理晶片(Application Specific Integrated Circuit; ASIC) 與AI演算法,構築出完整的感測解決方案。

簡單來說,愛盛科技的磁感測器就像電子世界的「耳朵」,能精準感應極微小的磁場變化,並即時轉換為電子訊號。

賴孟煌指出,磁感測技術最早應用於導航,例如電子羅盤,協助無人機與手機實現精確方位角。愛盛自2016年起打入無人機市場,憑藉優異的抗磁干擾設計,目前其電子羅盤感測器在全球無人機市場市佔率已達七成以上,穩居領導地位。隨後,團隊更將技術延伸至電流感測,透過間接偵測電流產生的磁場,有效掌握電池充放電狀態,應用遍及電動車的車載充電器(On-Board Charger ; OBC)和儲能系統,其nA等級的穿隧式磁阻電源開關使用於醫療裝置與智慧穿戴產品。此外,其微型角度感測器亦被國際品牌採用於手錶旋鈕、滑鼠滾輪與遊戲控制器,具備非接觸式操作與高耐用性,成功取代傳統機械式零件。

近年隨著電動車產業快速發展,對電動車的電池管理與馬達控制的精準度要求日益提升,電流感測技術的重要性也隨之攀升,愛盛科技也從中發掘了新的市場契機。賴孟煌指出,電動車系統中的電流變化極為劇烈,從待機時低至小於1安培的電流,到加速時可能瞬間飆升至400甚至600安培的峰值電流,這對傳統電流感測器來說,是極大的挑戰。「大量程與高靈敏度往往難以兼得。若設計用於偵測極小電流,便難以應對高電流的情境;反之,若強調大量程,則在微小電流的解析度上則可能不足。」他表示。

發現了市場上的痛點後,愛盛科技選擇以其獨特的「複合式感測器」架構搭配「AI演算法」來解決這個難題。他們將多個不同靈敏度的感測元件巧妙地整合成單一系統單晶片(System on Chip; SoC),並透過內建AI模組,即時判斷目前電流所處的狀態(大電流或小電流),動態切換不同感測元件的權重,進行參數的最佳化與即時調整。賴孟煌表示,這樣不僅可減少後端中央處理器(Central Processing Unit; CPU)的運算負擔與延遲,更能在毫秒間完成精準判讀,有效避免因電流異常導致系統失效或引發火災等關鍵問題 。

複合式電流感測器整合了多個高低靈敏度的感測元件以實現高精度和大量程電流測量。
圖/ 數位時代

打造「會思考的感測器」,解決車用高電流環境下的風險監控難題

「簡單來說,我們讓AI感測器就像有了智能一樣,會依電流強度自動切換最合適的感測模式,確保在各種動態情境下都能輸出最精準、最可靠的電流數據。」賴孟煌補充。也正因為長期在磁感測技術上的累積與持續創新,愛盛科技得以從既有產品線延伸,投入「電動車用人工智慧複合電流感測晶片」的開發,並成功獲得經濟部產業發展署「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫」(晶創IC補助計畫)支持。該計畫在國科會協調與經濟部及相關部會共同合作所提出「晶片驅動臺灣產業創新方案」的框架下,透過實質資源引導業者前瞻布局AI、高效能運算與新興應用等高值化關鍵技術,進一步強化臺灣 IC 設計產業的國際競爭力與整體韌性,也讓愛盛能加速AI複合式電流感測晶片研發,為下一代電動車與智慧能源系統奠定關鍵基礎。

然而,進入電動車與儲能系統後,愛盛科技也面臨全新挑戰:這些場域的電流變化範圍極大,從小於1安培到數百安培不等,對感測器的量測能力提出更嚴苛要求。這正是愛盛科技進一步思考「高解析度」與「大量程」能否同時兼得的起點,也為其AI電流感測技術的誕生鋪設契機。「我們不是從零開始,而是站在過去的客戶基礎上,把技術推進到下一個世代」賴孟煌強調。

愛盛科技此次申請晶創IC補助計畫的技術主軸,是一顆符合AEC-Q100車規認證、導入AI演算法的複合式電流感測晶片。賴孟煌說,這項產品整合多通道感測架構與即時AI判讀能力,目的是在車輛充電、動力轉換、電池管理系統(Battery Management System; BMS)等核心應用中,提供更穩定的電流監控能力,這不只是技術突破,更是企業在智慧能源領域的關鍵布局。

愛盛科技從既有客戶需求延伸,計畫將產品線擴展至車載充電器和儲能設備市場,積極擴大產品組合和市場空間,展現在半導體產業的深耕與宏大願景。
圖/ 數位時代

愛盛科技早已憑藉其漏電流感測晶片打入歐美、韓等多家車廠的供應鏈。這次的AI複合式電流感測器,正是從原有的客戶需求延伸而來,並計畫拓展至車載充電器(On-Board Charger; OBC)與儲能設備等市場,擴大產品組合與提升毛利空間。賴孟煌表示,之所以能快速推進研發與產品化,與臺灣強大的半導體供應鏈密不可分。愛盛科技善用在地資源加快量產速度,此外,也積極與台大合作取得穿隧磁阻技術的初期研發基礎,進一步開發出符合商用需求的產品。「臺灣有最強的製造環境,我們要做的,是把它變成自己的技術優勢,」賴孟煌說。

面對電動車、儲能、智慧工業與醫療等多元市場,愛盛科技將持續深化磁感測與AI的整合技術,朝更高精度、更高可靠性、模組化平台前進。

未來3到5年,愛盛預期電動車與儲能將是主要成長動能。其AI電流感測平台,也將進一步延伸至智慧能源管理系統、高階工業伺服馬達、甚至軍用與航空等高可靠場域。藉由持續強化SoC整合能力與AI模組設計,愛盛科技將力求在國際感測市場中,扮演能見度更高的角色。「我們的願景,是讓世界聽見臺灣感測技術的聲音,真正把感測做到『聰明又可靠』,推動淨零、智慧與永續的未來,」賴孟煌有信心的說。

|企業小檔案|
- 企業名稱:愛盛科技
- 創辦人:賴孟煌
- 核心技術:磁場感測晶片開發之領導廠商
- 資本額:新台幣3億元

|驅動國內 IC 設計業者先進發展補助計畫簡介|
由國科會協調經濟部及相關部會共同合作,所提出「晶片驅動臺灣產業創新方案」,目標在於藉由半導體與生成式AI的結合,帶動各行各業的創新應用,並強化臺灣半導體產業的全球競爭力與韌性。在此政策框架下,經濟部產業發展署執行「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫」,以實質政策補助,於113年鼓勵國內業者往 AI、高效能運算、車用或新興應用等高值化領域之「16奈米以下先進製程」或「具國際高度信任之優勢、特殊領域」布局,以避開中國大陸在成熟製程的低價競爭,並提升我國IC設計產業價值與國際競爭力。

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