將F1的競速感 延伸至產業
將F1的競速感 延伸至產業
2007.08.01 | 科技

全世界最昂貴的車是什麼?不是法拉利、不是賓士,而是風靡全球賽車迷的F1賽車。你知道一台F1賽車的造價需要多少錢嗎?至少在一百萬英磅以上,換算成新台幣相當於要花費六千八百萬元,才能打造出一台F1等級的賽車。由於價格如此昂貴,使得F1賽車從設計、研發到製造都列為最高機密,也令外界想一探究竟。

一台F1賽車的設計與製作是非常複雜的工作,其中引擎、變速箱、車身以及電子系統,是當中百萬零件裡最為昂貴的部份。尤其是引擎更是整個車體的心臟,每年F1車隊的預算,幾乎超過五○%都用在引擎的研發與製作上。

由於需要高轉速的動力輸出,F1賽車所需的零組件相當要求輕量化以及高強度,這也使得在零組件的挑選上需採用多種特殊合金材質。因此,這些特殊材質在一般汽車零組件供應鏈中並不常見。

賽道上分秒必爭

其實整個賽車的發展就好像產品供應鏈的縮影,若不能即時洞察產品性能,就無法在第一時間內做出立即反應。

根據研究機構AMR二○○三年報告指出,市面上看到的手機、筆記型電腦,或者大到飛機、汽車等產品,其設計開發與製造的成本,即占掉產品生命週期總成本的七成以上。如果在產品開發的過程中,減少設計與製造的落差,可提高三○%的生產力、降低二五%的材料成本、節省八○%的文件成本、加快六○%的報價速度與延長產品週期達八○%。

以最講究「時間差」的F1賽車為例,若能降低製造時間,將更利於比賽;換句話說,比賽不僅在賽車道上,更多是在賽車道之外。因此,組成F1賽車裡的每一顆小螺絲釘都非常重要。

傳統汽車供應鏈相當複雜,不但零件供應商體系龐大,地理位置又散布全球各地,管理起來很不容易。若是再將物流系統的複雜度納入考量之中,就算不計零組件運送費用成本,單單尋找原物料與運送物流的時間就可能造成失誤。

要解決上下游產業鏈聯繫不足的問題,最好的方法就是在研發車體結構時,讓零組件供應商一同參與,甚至直接提供相關意見。

例如零組件廠商可以隨時提報某零件此時是否缺貨,或建議採用某種零組件讓車速更快等。研發團隊第一時間收到這些資訊,可立即修正車體結構與零組件,不需等到設計圖全部畫完交給零組件製造商時,才發現某些零組件缺貨需汰換,浪費不必要的時間與成本。
**
浪費時間成本是大忌**

「速度、速度、速度」是賽車場最重要的定律,產業競爭何嘗不是?
由於F1賽車的零組件大多不是標準規格,很多都是由車隊自行研發設計,因此如何記錄這些複雜的零組件顯得相當重要。F1賽車從研發設計、製造生產、檢測再到實際比賽,每一項數據資料都必須作為日後在維

修站裡的參考指標,更可能是影響﹁賽道上﹂的關鍵因素。

為了解決傳統供應鏈的缺失,知名的軟體方案廠商IBM透過產品生命週期管理(Product Life-cycle Management, PLM)解決方案,整合原廠與上下游供應鏈的資源,不但可降低管理供應鏈的成本,更可隨時監控零組件的庫存情況。

過去因原廠與零組件供應鏈之間的訊息並未透明化,容易造成資訊不對稱。透過這套產品生命週期管理,可讓車隊與零組件供應商彼此清楚庫存狀況,順利安排生產計畫。

下次看到F1賽車的轉播時,可以特別留意賽道邊的維修人員常盯著筆記型電腦上的數據,其實這時候就是維修人員在賽車遇到故障時,立即調閱這些零組件的資料,以便於在最短的時間內更換新零件。要拿到冠軍前,得先搞定一台賽車裡的這五千個零件才行。 

**速度決定一切  **
在產品開發的過程中,減少設計與製造的落差,才不會浪費不必要的時間與成本。 
提高的生產力      30%  
降低的材料成本  25% 
節省的文件成本  80% 
加快的報價速度  60% 
延長產品週期      80% 

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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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