4大科技趨勢驅動汽車產業商機超速起飛
4大科技趨勢驅動汽車產業商機超速起飛
2004.08.15 |

追求企業擴張近乎苛求的鴻海董事長郭台銘,稍早又放話了,這回他為鴻海欽點的目標是汽車零組件、通路與內容產業,計畫讓鴻海的布局,從現有的3C擴大為6C。通路與內容是郭董看上眼的新玩意,但汽車不然,若大眾不健忘,事實上早在2002年的股東會上,郭董已經公開披露,不會錯過面板與汽車兩大產業。
2年過後,鴻海集團旗下的群創,已蓄勢準備殺入面板業的血腥重圍,但郭董的汽車夢卻遲遲沒有下聞。今年郭董重提舊事,似乎準備來真的,一方面,郭董最為敬重的台塑集團董事長王永慶,早已率領台塑汽車挺進汽車戰場,二方面,連接器產業在汽車市場的需求快速成長,主攻汽車連接器應用的日商Yazaki,有將近八成的營收來自汽車部門,如此迷人的商機,怎能不令視「汽車為移動PC」的郭董垂涎。
事實上,當資訊3C產業成長趨緩,汽車對電子零組件的胃口卻越來越大,隨著電子零組件一步步蠶食傳統機械零件的地盤,早已吸引不少台灣業者搶先卡位。鮮有人注意的基益公司,就靠著通用汽車的技術協力,掌握了液壓動力方向盤轉換至電動動力方向盤的龐大商機。根據國際車廠的共識,在2010年時,市場上已不容易再見到液壓動力方向盤。
電子替換機械零件的戲碼,正日夜不停歇地上演,但車用科技的改朝換代,並不僅止於電子零件,從車體結構、車身材質,到傳統機械零件的精益求精,處處隱藏著新商機,而台灣企業若想搶得機先,勢必得先深入探究隱藏在這波革命力量背後的四大趨勢。

**趨勢1
自動感應,車用半導體是個人電腦的5倍

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口袋擺著BMW 7系豪華轎車的鑰匙,手才搭上車門把手,車門便自動開啟。坐進車內,只消直接按下啟動鍵,引擎就開始發動,這些都是電子感測器運作的成果。當夜間開車上路,駛過一個大彎,頭燈貼心地跟著轉向,避免產生了光源的死角,而動態防傾系統的即時運作,則讓過彎時車內不致發生傾斜。上述汽車新科技的背後,全靠車用晶片掌控一切。
研究機構IC-Insight估計,每台汽車內的半導體產值占全車價格的比重,已從1974年的2%,上升到2002年的18%,到2010年時,更將攀高達40%;現今一輛高級車所使用的微控制器,竟可高達百顆以上。日本研究機構Disk Data推算,當前高級車所使用的半導體數量,居然是個人電腦的5倍。
在此趨勢下,半導體業者自然是這波汽車科技革命的頭號受惠者。車用晶片的應用範圍日益廣泛,從引擎制控、空調系統、胎壓安全度偵測、主動轉向頭燈、車內娛樂系統,甚至是指紋辨識裝置,處處皆都有晶片的影子。iSuppli預計,車用晶片市場規模,到2008年時可望倍增至245億美元。
受限於產業歷史淵源,過去車用半導體市場,幾乎都被美國、日本與德國廠商所掌控,「BMW長期的主要電子零件採購對象,就是西門子,」遠自BMW德國總部前來,目前常駐台灣擔任BMW技術顧問的卡倫伯德(Lars Karrenbrock)分析,「安全性與穩定性,還是BMW選購電子零件供應商的優先考量。」
西門子旗下的半導體部門,後來獨立成為英飛凌,該公司現為歐洲第一大車用半導體業者,全球則排名第二,這得感謝BMW與朋馳車在全球的持續活躍。惟一能超越英飛凌的業者是美國摩托羅拉公司,憑的是美國三大車廠的鼎力相助,護衛摩托羅拉在此一領域保持領先。而日系車在全球的攻城略地,則佳惠了日立、東芝與NEC等日本業者。
雖然車用半導體大廠林立,但單一企業並無絕對的市場控制力,小型業者仍有見縫插針,爭奪利基市場的機會,特別是Telematic(電算、電子與通訊技術的整合)的車用需求崛起,更給台灣IC設計公司帶來新的開拓契機,威盛、矽統等業者,稍早便已針對較易搶灘的車內娛樂系統,開始嘗試佈樁,而位於工研院育成中心的智動科技,更是鎖定車用晶片為核心業務,正默默耕耘。
「台灣業者有機會,技術也不差,關鍵在於必須對準光機電的系統整合,而不是在各項獨立的零組件上單打獨鬥,」工研院機械所副所長蘇評揮分析,14年前蘇評揮放棄美國福特汽車的優沃工作回到台灣,協助台灣開發出第一顆引擎,現在,他更看好台灣企業在車用電子零組件上的發展契機。

**趨勢2
視聽整合,車用面板的商機火速爆發成長

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曾幾何時,車內加裝液晶面板享受視聽娛樂已不再是時髦的新鮮事,甚至一個螢幕不夠看,必須得像家裡一般,每人都有專屬的電視,可供多人同時看電視、上網或玩電子遊戲。
這意味著要生產更多的面板來滿足車用需求,保守估計,目前車內的面板需求,每年至少在5千萬片,多為5至7吋的中小尺吋產品,這對於專攻中小尺吋的面板業者,譬如元太科技而言,堪稱是一大福音。元太科技預期普及率仍不及10%的車用面板市場,未來幾年將有爆發性的成長,已積極佈署搶攻。
不過若見過中信金控董事長辜濂松價值3千萬豪華轎車Maybach的高科技天窗,恐怕會嫌TFT-LCD面板不夠炫。二者同樣以玻璃為基板,但Maybach號稱活動畫景般的天窗,以特殊的電透明(electro-transparent)玻璃設計,讓乘客得以遠眺天際,還能依心情變換窗景顏色,不過別小看這薄薄一片,要價可是相當驚人,代理Maybach的台灣戴姆勒克萊斯勒公司透露,這片「玻璃」身價超過百萬,足夠買上一部豪華車。
Maybach的活動畫景天窗畢竟只是炫耀多於實用,有機發光顯示器(OLED)在車上的應用前景發展,更令人期待。OLED具有省電、極薄、溫差適用度寬廣,與耐衝擊的特性,非常合宜作為車用面板使用。致力開發OLED的悠景公司,已著手試產車用音響的面板,日商先鋒(Pioneer)更早就搶先一步,預計今年在台灣要銷售5000套配備OLED面板的車用音響。
然而,消費者對OLED的期望,絕不僅止於替代TFT-LCD面板,事實上科學家正努力朝向透明的OLED開發,亦即未來汽車上的擋風「玻璃」,將不再只有安全防護用途,而是一片高科技的面板,如同科幻片一般,在需要時可以立即顯示出各種資訊。

**趨勢3
無線連網,汽車變成高速移動的資訊中心

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衛星定位系統(GPS)要多少錢?3、4萬元?那是傳統的高檔配備,事實上利用PDA或口袋型電腦,加裝一只價值約3000元的GPS接收器,再花上2000元向電子地圖公司購買地圖,區區5000元的花費,就已足夠擁有一套基本的GPS設備,還能隨身帶著走。
GPS從昔日的高不可攀,到今日的平民價位,無怪乎近幾年GPS市場火熱滾滾,幾家搭上這波熱潮的台灣廠商,個個眉開眼笑,從麗台、鼎天國際,到長天科技,都是主要受惠者之一。
壓寶GPS,放棄其他的原有業務,讓鼎天國際從90年代末期的搖搖欲墜,到去年繳出每股盈餘超過4元的好成績。長期深耕GPS設備研發,股本較小的長天科技,近三年的成長爆發力更強,這家2001年仍在賠錢的新創公司,去年每股盈餘竟突破7元,且今年氣勢絲毫不減,預估稅後純益有機會倍增。
除了GPS導航,汽車要想扮演家庭娛樂與商務中心的延伸角色,車用無線上網的功能也是備受關注的焦點。在車內建置藍芽或Wi-Fi,形成無線區網環境已不算新鮮事,但在高速移動的車上,對外連通得靠Wi-Fi(附近必須有存取點)與GPRS的切換,使用上還是有諸多不便之處,且GPRS的資料傳輸頻寬終究太小。
已經推出車用無線上網服務的曜正科技總經理許光成坦言,「目前結合Wi-Fi與GPRS所推出的車用無線網路,在傳輸效能上,與ADSL的差距還是太大,當下只是為了增加服務客戶的項目,現階段商機不大。」不過長遠來看,隨著無線網絡遍佈,行動通訊的數據傳輸頻寬擴增,在車內建置無線網路環境,終將由選配項目,逐漸形成必備功能。

**趨勢4
環保概念,汽車雙重呵護行人安全與環境

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過去的汽車宛如街上的龐然巨獸,以層層鋼板將乘客的肉身包覆,汽車開發者腦中考量的是如何在發生意外時,保護車內乘客的安全,因此設計出各種情境下的對撞測試。但光保護乘客是不夠的,更多的意外傷亡其實來自遭撞擊的行人身上,因此,新的汽車設計趨勢,一方面要不損及現有的車體安全設計,還得考量如何減低對行人的傷害。
兩全其美的改進方法之一,在於由車體前後端的材質著手。新的做法是混入塑材增加彈性,以減低對行人的撞擊傷害。另一方面,部份先進的車用感測系統,可以加入對生物的熱感應功能,當感測到生物突現在車道上,能立即響起強烈警示,提醒駕駛人特別留意。
美好的自然環境,同樣需要車商與使用者更用心的思考呵護之道,鋁合金、鎂鋁合金等車材,以及車內纜線改採光纖的設計,都足以降低整體車重,達到減少耗能的功效,而汽電複合動力引擎,甚至是氫氣車的研發,也是未來可能的發展方向。
「氫氣車相當平穩、安靜,」不久前剛在新加坡體驗過氫氣車的戴姆勒克萊斯勒公關協理劉秀盈,分享了她親身試開上路的經驗。為配合這項測試,英國石油公司在新加坡設計了氫氣加氣站,當地目前有6部氫氣車可以上路試跑。劉秀盈不忘提醒,「氫氣燃料化合反應後殘餘物是水滴,雖然環保,但前提是安全疑慮仍有待消弭。」
朋馳汽車發表過一款自動駕駛的概念車,炫目的造型令人印象深刻。人類是否真的願意把駕御汽車的掌控權,由人腦拱手讓給電腦,恐怕還是未知數,但有趣的是,在採訪過程中,從汽車廠到電子業,幾乎所有受訪者一致相信道路的自動駕駛一定可以實現,然而在安全地到達這一步之前,汽車還有許多科技尚待改善。
為了人類窺探未知領域的好奇,為了滿足人類在任何時間、地點,都想從心所欲的渴望,經歷百年發展的汽車科技,在21世紀的初期,似乎正踏入新一輪的科技賽局;這場新的競賽,先進者雖具優勢,後進者卻大有迎頭趕上的機會。

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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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