一場晶片荒顛覆電動車供應鏈!福斯集團總裁:掌握兩大關鍵才能彎道超車
一場晶片荒顛覆電動車供應鏈!福斯集團總裁:掌握兩大關鍵才能彎道超車

電動車可說是未來10年最具爆發性的產業之一,《勤業眾信》預估,全球電動車總銷量將從2020年的250萬輛,成長到2030年達到3,110萬輛。德國的福斯集團身為全球汽車龍頭,旗下的奧迪、保時捷等品牌都順應這股熱潮,在全球市場推出量產的電動車產品。

對所有國家或是品牌來說,電動車技術的發展,攸關未來10年競爭力,特別是在電池、充電這兩項關鍵挑戰上。

挑戰一:電池技術成關鍵

今年7月,福斯集團在線上媒體活動指出,目標在2030年,燃油車、電動車款,與軟體服務獲利將持平,並在 2040 年達到全部生產電動車的目標。

福斯集團暨台灣奧迪總裁Matthias Schepers,在今(28)日登場的《未來商務線上年會》中提到,今年第一季,福斯集團交車佔比中,電動車達2.5%。「做出以電力驅動的汽車」這個目標相當明確,Matthias Schepers認為,這不單是集團推出新的產品,而是「整個生態系、供應鏈都要動起來。」

Matthias Schepers
福斯集團暨台灣奧迪總裁Matthias Schepers認為,電動車的發展,是整個生態系、供應鏈都要一起改變。
圖/ VOLKSWAGEN GROUP

不過,全球各國因應疫情所採取的封城、分流工作等措施,導致全球供應鏈出現供貨不及、貨物塞在港口等狀況。汽車產業受到的影響特別深,尤其隨著電動車需求增加,車用晶片、電池的短缺,影響了車廠的生產進度。

今年以來,包括特斯拉、小鵬、蔚來等電動車大廠,都提到了同一件事情——電池荒,這也將成為2021年下半年電動車產業的大挑戰。

扮演動力核心的「電池」是維持電動車競爭優勢的關鍵。就成本結構來看,光是電池就占了30~35%,其次是驅動系統20~25%,也就是說超過三分之一的電動車成本,來自於動力電池。

去年二月,奧迪暫停比利時工廠生產電動車e-tron,官方當時解釋是出於「供應鏈問題」,但未細部說明原因,業界推測可能是因為負責供應電池的 LG 化學供貨出現狀況;捷豹(Jaguar)同樣也因為電池供貨出現問題,導致電動車I-PACE面臨停產。

根據全球新興能源市場調查機構SNE Research預測,全球電動車電池的需求,2023年會達到406千兆瓦時(GWH),但是電池供應預計只有335千兆瓦時(GWH),落差約有約18%,而到了2025年,落差恐怕將擴大到約40%。

可以想見,電池資源的爭奪,將成為競爭關鍵,車廠必須找出解方,才能缺保經營沒問題。

Matthias Schepers就談到,在燃油車時代,許多零組件都是分配給不同的供應商生產製造,在電動車時代,關鍵技術需要掌握在自己手中,而不是像以前都分出去,「汽車的供應鏈也正在改變。」

今年三月,奧迪執行長杜斯曼(Markus Duesmann)就說,預計在2023年,要在歐洲建造六座電池工廠,還要投資資120億歐元,研發新能源產品。福斯集團也預估,到了2030年,電池、充電技術,將會是集團新事業的兩大技術重點。

自己做電池,除了可以進一步壓低汽車製造成本,也能把關鍵技術握在手中,確保生產、供貨順利。

挑戰二:電動車要普及,充電規格先統一

台灣是非常適合推廣電動車的國家,Matthias Schepers認為,理由包括台灣城鄉距離短、人民對新科技接受度高,以及基礎建設佈建容易等。

電動車的普及需要靠建造新的充電設備,用戶的習慣也要改變,「這需要充電站相關業者、政府、電動車廠彼此合作。」Matthias Schepers說。

目前國際上,電動車快充規格,包括:特斯拉自有規格 (Tesla Proprietary Connector, TPC)、日規CHAdeMo、歐美紐澳常用的通用規格CCS1/CCS2以及中國大陸的GB/T。

規格五花八門,公共的快充站如果要能滿足多數人需求,勢必需要制定一個通用的規格,工研院最近就聯合50家充電廠商,建議政府採用歐美常用的快充規格「CCS1」(Combined Charging System 1),預計未來台灣的公共快充,也會採用此規格。

Audi
電動車需要靠電力才能運作,因此需要建造新的充電設備,用戶的習慣也要改變,「這需要充電站相關業者、政府、電動車廠彼此合作。」Matthias Schepers說。
圖/ Audi

「我們認為這是正確的事情,太多標準的話,消費者會很困惑,因此政府的投入非常重要。」Matthias Schepers說。

但是只靠政府的力量,充電站再怎麼蓋都蓋不夠,業者的投入,也能讓充電環境更友善。奧迪目前開放自家的快充站點,不限廠牌與車種,只要是採用CCS1規格的電動車都可以來充,是目前全台唯一這麼做的車廠。

「雖然充電是要收費的,卻可以把快充站變成如加油站一樣便利,」Matthias Schepers認為,透過政府與民間的相互合作,才能讓台灣充電基礎設施,大步邁進。

責任編輯:錢玉紘

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從影像晶片到AI感知平臺:芯鼎科技以ThetaEye開啟智慧視覺新篇章,搶攻車用與智慧場域
從影像晶片到AI感知平臺:芯鼎科技以ThetaEye開啟智慧視覺新篇章,搶攻車用與智慧場域

2009年,芯鼎科技自凌陽科技影像部門獨立(spin-off)而出。當時,數位相機市場正值鼎盛,而芯鼎科技憑藉其深厚的影像訊號處理器(Image Signal Processor, ISP)與影像處理核心技術,迅速在市場上嶄露頭角,不僅長期是日系大廠的合作夥伴,更是日本數位相機品牌的核心供應鏈夥伴。「當時,我們的技術在數位相機領域可說是首屈一指,特別是在處理高像素影像方面。」 芯鼎科技總經理許英偉驕傲地說。

然而,科技浪潮從不等人。隨著2014年後智慧型手機的普及,對數位相機市場造成衝擊,成為半導體業界口中的「典範轉移」經典案例。許英偉回憶道,當時市場營收掉得非常快,我們真切感受到那股壓力,甚至可以說是瀕臨滅頂的邊緣。也正是這股壓力,促使芯鼎科技痛定思痛,開始自問:「在相機領域累積了核心技術後,究竟芯鼎科技還能做些什麼?」

數位相機市場退潮,芯鼎科技尋找新戰場

面對市場重大的典範轉移,芯鼎科技並沒有選擇固守在原本逐漸式微的數位相機領域,而是把多年累積的影像技術,帶往更高門檻、也更具發展潛力的新市場。當時,他們看見了全新的機會點:車用影像。「當時網路攝影機(IP Camera)市場競爭太激烈,尤其大陸廠商進入速度非常快,我們反而選擇挑戰門檻更高的車用市場,特別是前裝市場(Factory-installed products)[註一]。」許英偉回憶說到。

不同於家用相機多數時間是閒置的,車用影像系統一旦啟動就必須在高溫、長時間運作與劇烈震動等極端環境下持續穩定運作。而且,車用市場不只要看得清楚,更關乎安全與責任。這讓芯鼎科技意識到,單純依賴過去的影像演算法已不足以應對市場需求,必須深入系統整合與跨領域的技術布局。

在這段轉型的過程中,芯鼎科技的核心能力不再只是單純的ISP晶片,而是逐步擴展到整合多顆影像感測器、進行車用級系統設計,並在高階影像分析領域累積了能量。他們的產品已成功導入包括歐洲多家車廠在內的車用影像系統,例如電子後照鏡,以及先進駕駛輔助系統(Advanced Driver Assistance Systems, ADAS)的智慧影像分析等高階應用;同時,芯鼎科技也把觸角延伸到室外高階監控市場,投入AI節能感測裝置的開發與工業應用領域,像是機器視覺與工廠自動化等初步探索。

芯鼎科技建置專業測試場域,以確保 AI 視覺方案符合需求。
芯鼎科技建置專業測試場域,以確保 AI 視覺方案符合需求。
圖/ 數位時代

然而,隨著車用電子與各行各業對智慧化的需求日益升高,市場開始對晶片提出全新的挑戰,「比如說,如果前方突然衝出行人,晶片必須在千分之一秒內做出反應,這種功能需求已經超越傳統影像處理的範圍,而屬於AI感知與判斷的範疇。」許英偉說,晶片要看得清楚、更要看懂環境。除了車載應用,團隊也看到智慧監控、機器視覺、無人機等多個場域都開始需要相同技術,而22奈米或28奈米等成熟製程的晶片已無法同時兼顧運算效能、功耗以及多感測融合的複雜需求,因此,芯鼎科技開始醞釀打造全新的 ThetaEye AI Solution SoC平臺,聚焦於 AI 視覺系統單晶片(System on a Chip, SoC)的特殊應用晶片(Application Specific Integrated Circuit, ASIC)設計服務,同步導入 6 奈米先進製程技術。不過,從成熟製程跨入先進製程,再加上小晶片(Chiplet)架構、功能安全與資安防護等多重需求,對一家IC設計公司而言,其實是極大的挑戰。

邁向AI視覺 SoC新世代,迎戰高算力與多感測融合挑戰

適逢國科會協調經濟部及各相關部會共同合作,提出「晶片驅動臺灣產業創新方案」。在此框架指引下,經濟部產業發展署積極推動「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫」(以下簡稱晶創IC補助計畫)。芯鼎科技看見了一道可能突破現狀的契機。「如果沒有外部資源的支持,要公司投入到先進製程以及全新的平臺開發,風險實在太高。」許英偉坦言。於是,在「晶創IC補助計畫」的支持下,一個從影像領域累積多年技術的團隊,正式踏上AI視覺系統SoC新世代的道路,也為打造 ThetaEye 平臺奠定了重要基礎。

芯鼎科技核心經營與技術團隊合影,藉由晶創IC補助計畫攜手推動從影像 ISP 晶片到 AI 視覺 So
芯鼎科技核心經營與技術團隊合影,藉由晶創IC補助計畫攜手推動從影像 ISP 晶片到 AI 視覺 SoC 的跨域轉型,積極布局智慧車用、機器視覺及工業應用市場。
圖/ 數位時代

決定跨足AI視覺 SoC之後,芯鼎科技最先碰到的,就是先進製程的巨大門檻。「從相機領域的ISP晶片,要進化到AI視覺SoC,算力需求已經高出過往幾十倍,而這又帶來功耗、散熱與成本的挑戰。」許英偉說。為此,芯鼎科技著手打造 ThetaEye AI Solution SoC 平臺,與過去的單晶片解決方案不同,新平臺導入先進的6奈米製程,讓晶片在相同面積下能容納更多AI運算單元,同時降低功耗。「多鏡頭、熱感、紅外線感測的需求愈來愈多,傳統製程做不來,尤其車子未來要做到360度全方位視覺感知,需要非常高的算力。」許英偉指出。更關鍵的是,芯鼎科技在 ThetaEye AI 平臺上導入小晶片設計,它能像積木一樣靈活拼接不同功能的晶粒,實現模組化、可客製的設計思維。這對 IC 設計公司意義重大,許英偉表示,若客戶只需要影像融合,可以只選擇相對應的模組;若需要 AI 推論或進階安全防護,也能彈性加進來,無須重頭打造整顆晶片。

除了硬體設計,芯鼎科技也同步把功能安全(支援ASIL-B安全等級)與資安架構,納入ThetaEye AI 平臺的設計考量,滿足車用產業對安全性與可靠性的高標準。「我們不只是做一顆晶片,而是希望打造一個可以快速導入不同市場的感知平臺。」許英偉強調。這樣的平臺化策略,不僅能讓芯鼎科技在車用市場、無人機、機器視覺、工業自動化等不同領域間快速複製技術成果,大幅縮短客戶導入時間,更是未來企業的競爭利基,也有助臺灣半導體產業在AI浪潮中掌握更多話語權。

回首這條轉型路,芯鼎科技從過去熟悉的靜態影像,踏入需即時判斷與決策的AI視覺新戰場,應用場景也更多元,期許讓臺灣成為AI感知晶片的關鍵力量,「我們相信,未來不只是車子,而是任何需要眼睛與大腦的智慧裝置,都將是我們的舞臺。」許英偉有信心的說。

|企業小檔案|
- 企業名稱:芯鼎科技
- 創辦人:羅森洲
- 核心技術:影像處理晶片IC設計
- 資本額:新臺幣9億509萬元

|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。

【註一】
前裝市場 (factory-installed products):在汽車製造過程中,由原始設備製造商(OEM)所預先安裝或整合的零組件、軟體或設備。

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