文/圖、蕭佑和Nick

 

 

 

四大關鍵字:電動車、車聯網、ADAS、無人車!

 

兩週前,看到一則新聞,內容指出美國電動車大廠特斯拉(Tesla)的市值已突破509億美元,超越了百年品牌福特、通用汽車,成為全美市值最高、最具價值的汽車製造商。對於電動車產業而言,這無疑是個重要的里程碑。

 

除了電動車外,車聯網的發展也是這幾年汽車業的一大成長引擎。根據資策會產業情報研究所MIC研究指出,目前全球車輛數目約為十億台,到了2020年,智慧聯網汽車將達2.5億輛,屆時有超過80%的新車會提供智慧聯網服務。

 

此外,由於各國法令對於安全及環保議題日益嚴苛,新一代車款近年陸續導入先進駕駛輔助系統(Advanced Driver Assistance System;縮寫ADAS),進而帶動相關車用電子、感測器、相機零組件等需求。而ADAS的發展,更是日後發展無人車的一大基石。

 

綜上所述,我們能發現全球汽車產業目前正歷經四大趨勢:電動車、車聯網、ADAS,乃至於無人車(自動駕駛)。本次的大和有話說,將從汽車智慧化談起,並分別介紹車用半導體、高精度地圖、車載鏡頭、LED車燈、車用面板、電動車電池、車身等車用細分市場,最後再談談台灣的汽車產業現況與因應之道。

 

序、自動駕駛的基石—ADAS 

 

整個車用電子市場大致可分為四大領域:先進駕駛輔助系統(Advanced Driver Assistance System;縮寫ADAS)、自動駕駛、車聯網、電動車。在文章開始前,我們得先澄清一個觀念:ADAS並不等於自動駕駛

 

ADAS(Advanced Driver Assistance System)的核心在於環境感知,藉由各種感測器來收集數據,以保障駕駛人行車安全;自動駕駛的核心則在於人工智慧,雙方體系有大的不同。不過,ADAS的發展,卻是達到無人車境界的重要過程。

 

ADAS是由多項技術組合而成的統稱,至於涵蓋哪些技術可說是眾說紛紜。在這裡,我們就以較常見的技術,帶大家來認識幾項ADAS的重要組成。

 

在ADAS裡的每項系統裡,都必須經過資料蒐集、電子控制單元(Electronic Control Unit;縮寫ECU)、執行器等三道程序來完成任務,可參考下圖:

 

一個ECU就像是一部嵌入式電腦,組成零件包含微控制器(Micro Controller Unit;縮寫 MCU)、輸入、輸出迴路、AD(類比、數位)變換迴路、電源元件、車內通訊電路等。隨著系統複雜度日益提升,車內的ECU數量也逐漸攀升,以目前雙B的高階車款來看,一台車就有上百個ECU。

 

而在ECU中,最重要的元件莫過於MCU了,它將中央處理器(CPU)、記憶體、各種輸入/輸出介面(I/O)、定時/計數器(timer/counter)都整合在一塊IC上。對於較簡易的車用電子系統而言,可使用成本較低的8位元MCU,如車內空調、車窗控制等。而煞車、安全氣囊、車身穩定控制,對MCU的運算處理要求較高,則是使用16位元。至於多媒體娛樂等較高階的電子系統,則多採用32位元。

 

事實上,除了先進駕駛輔助系統(ADAS),自動駕駛、電動車、車聯網、車載娛樂系統等,也都需要高效能的處理器及感測器,因此,不少廠商也開始轉向車用半導體領域發展。接下來,我們就來瞧瞧車用半導體的市場概況吧!

 

ㄧ、車用半導體—併購風潮湧現

 

當汽車更重視智慧、安全與節能時,就會更仰賴半導體與車用電子的發展。根據工研院產經中心(IEK)的研究指出,隨著汽車導入人工智慧(AI),將帶動車用半導體快速成長,預估其占全球半導體的營收比重將從2015年的8.8%提升至2025年的9.9~10%,是半導體成長的一項重要動能。

 

關於半導體種類的研究,之前在「或躍在淵,淺談台灣半導體產業今昔|大和有話說」中我們已經介紹過了。而車用半導體大致可分為微控制器(MCU)、特定應用標準產品(ASSP)/ 特定應用積體電路(ASIC)、類比(Analog)與功率電晶體(Transistor)、感測器(Sensor)等,下圖為各產品類別在車電次系統的使用比重。

 

由於汽車相關應用非常講究品質與安全,因此大多數的車用半導體商多採取上下游垂直整合模式(Integrated Device Manufacture, IDM),能自行掌握半導體設計、製造與封測等流程,以符合車用規格及獲得車廠認證。知名大廠有恩智浦(NXP)、瑞薩電子(Renesas)、英飛凌(Infineon)、意法半導體(ST)、德州儀器(TI)等。

 

近年來,全球車用半導體大廠開始進行大規模的整併,使得全球前十大供應商排名重新洗牌。NXP因併購飛思卡爾(Freescale)一舉躍升為全球車用半導體龍頭,市佔率達14.4%。全球車用MCU龍頭瑞薩電子也積極展開購併行動,斥資32億美元現金收購美國晶片製造同業英特矽爾(Intersil)。德國IDM大廠英飛凌(Infineon)則以30億美元收購國際整流器公司(International Rectifier;簡稱IR),鞏固其在全球功率半導體龍頭地位。

 

除了傳統車用半導體IDM廠之外,近來IC設計廠商也積極跨足車用電子領域,如全球繪圖處理晶片(GPU)龍頭輝達(NVIDIA),利用人工智慧(AI)與深度學習(Deep learning),繼先前開發出的Drive PX2汽車電腦晶片之後,日前也發表專為自動駕駛車打造的超級電腦晶片Xavier,提供車廠加快自駕車研發腳步。

 

在台灣,晶圓代工龍頭台積電(2330)已多次在法說會強調汽車電子將是台積電未來五年營運重點項目之一。事實上,台積電在車用電子的發展相當早,客戶囊括NXP、Infineon、Renesas、德儀等全球前十大車用半導體IDM廠。此外,台積電也奪下輝達(NVIDIA)專為自動駕駛設計的DRIVE PX2與Xavier晶片訂單,展現出台積電在車用半導體先進製程的深厚實力。

 

到了車用電子產業鏈中游,除了有博世(Bosch)、電裝(Denso)、大陸集團(Continental)、瑪格納(Magna)、ZF-TRW、德爾福(Delphi)等國際一線車用電子系統廠外,以色列的汽車安全系統商Mobileye也開發出了EyeQ的駕駛輔助系統(防撞系統)晶片,能以攝像頭來辨別路況,其視覺演算法技術的市佔率已高達80%,並獲BMW、福特、通用、本田、Tesla、Volvo等車廠採用。

 

國內車用半導體概念股:台積電(2330)、聯電(2303)、世界(5347)、日月光(2311)、京元電(2449)、欣銓(3264)、盛群(6202)、偉詮電(2436)、凌陽(2401)、茂達(6138)、矽創(8016)、華邦電(2344)、順德(2351)。

 

二、高精度地圖,實現自動駕駛

 

一輛完全自動駕駛車除了得具備各式雷達、光達、影像感測器之外。高精度地圖(Highly Automated Driving Map;縮寫HAD map)也是不可或缺的角色。

 

HAD map的概念是由全球汽車導航圖資龍頭HERE於2013年所提出。有別於目前GPS導航地圖,HAD map精準度必須達到10公分以內,維度也從2D升級至3D,具交通號誌、道路縮減、邊界、速限等整體環境資料,有助於自動駕駛系統判斷。HERE目前的市佔率高達8成,並在2015年12月被賓士、BMW、Audi德國三大豪華車商斥資25億歐元聯合收購。

 

另一方面,IC設計龍頭聯發科以一億美元投資中國第一大、全球第三大的圖資商四維圖新,藉此切入中國一線車廠供應鏈。四維圖新日前也宣布與騰訊、新加坡政府投資公司(GIC)三方聯手收購HERE的10%股權,以強化自動駕駛車市場戰力。

 

三、車載鏡頭需求暴增

 

車載鏡頭包括前視、後視、環視、側視、內視等鏡頭。根據StrategyAnalytic研究機構統計,全球車載鏡頭出貨量在2020年時將增長至1.1億顆,年複合成長率近20%。再加上ADAS的發展,一些新型態的應用如自動緊急煞車(Autonomous Emergency Braking;縮寫AEB)、夜間駕駛用夜視鏡頭(Night Version)、電子後照鏡(electronic mirrors)也因此相應成長。

 

目前全球車用鏡頭最大的廠商為舜宇光學(02382HK),挾著中國龐大的內需市場,全球市佔率高達30%。在台灣,今國光(6209)、亞光(3019)、佳凌(4976)等廠商亦在車用鏡頭展開佈局。

 

亞光去年成功打入Tesla供應鏈,主要提供用於自動駕駛系統的雷射測距,躍升為Tesla概念股。此外,亞光也提供歐系車款ADAS車載鏡頭,預估今年車載鏡頭單月出貨量將從去年的50萬顆攀升至60萬顆。

 

過去替Canon做鏡頭代工的佳凌,有鑒於數位相機市場萎縮,近年也積極投入車載鏡頭發展,旗下多款汽車鏡頭已進入OEM車廠供應鏈,運用於倒車影像、環景影像、行車記錄器及HUD抬頭顯示器(Head Up Display)等。

 

四、LED車燈商機湧現

 

目前主流車燈仍以氙氣(High Intensity Discharge;縮寫HID)和鹵素燈為主,而非LED(Light-emitting diode)車燈。在過去,LED車燈一直未能普及的原因在於價格較高,但隨著LED的價格不斷下殺,其與傳統車燈的價差也越來越靠近,似乎快接近需求爆發的甜蜜點。

 

以節能面來看,LED擁有高於鹵素燈5倍的亮度,但其耗能卻僅有鹵素燈的1/10,且其近10萬小時的壽命遠優於鹵素燈的1000小時和氙氣燈的3000小時;以設計面來看,由於LED是點光源而且體積小,更可滿足各車款多樣式的設計;以安全性來說,LED燈除了亮度比氙氣和鹵素都來的高以外,點亮速度亦是最快的,更能確保駕駛安全。

 

根據LEDinside,目前全球車內燈、車尾燈的LED市場滲透率已超過70%,晝行燈亦正快速發展中。而頭燈則因需具備遠近燈,因此技術門檻較高,目前市場滲透率低於3%。此外,ADAS中的主動式轉向頭燈(Adaptive Front Lighting System;縮寫:AFS)與自動調整頭燈系統(Adaptive Driving Beam;縮寫:ADB)也多採用LED,這也使得LED車燈的滲透率大幅提升。

 

目前LED最上游的元件如晶粒與封裝主要掌握在OSRAM、Lumileds、日亞化、豐田合成、Gree等國際大廠手中,主攻OEM(Original Equipment Manufacturing)車燈市場。國內LED廠如億光(2393)、晶電(2448)、隆達(3698)、光磊(2340)、佰鴻(3031)等也開始逐步轉型車燈市場。

 

LED車燈模組方面,國際大廠有日本小系製作所(7276JP)、法國Valeo(FR FP)、德國Hella、義大利Magneti Marelli等。國內則有大億(1521)、麗清(3346)、光寶科(2301)、堤維西(1522)、帝寶(6605)等。

 

五、面板業的新藍海—車用面板

 

ADAS中所有偵測與通訊的資訊顯示,皆須仰賴面板顯示,也帶動了全球車用面板商機。車用顯示器大致可分為中央資訊顯示器(Central Information Display;縮寫CID)、後座娛樂系統(Rear Seat Entertainment;縮寫RSE)、抬頭顯示器(HUD)及電子後照鏡(E-mirror)。

 

目前一般出廠的汽車內裝配2片面板,供汽車導航與後座娛樂系統用。未來的車用顯示器市場,CID與RSE仍將持續帶動需求,加上2017年之後,HUD朝大尺寸演進、電子後照鏡安裝的趨勢帶動,光電科技工業策進會(PIDA)預測,全球車用顯示器市場將從2016年的1億片擴大規模至2022年的1.73億片,自2015至2022年的年平均成長率為9%左右。

 

國內面板雙虎群創(3481)與友達(2409)亦積極搶攻車用面板市場,2016年合計市佔率超過3成。2016年,群創(3481)全球車用面板市佔率18%,居全球第二名,僅次於日本JDI,客戶涵蓋通用汽車、捷豹、福特、特斯拉、BMW、保時捷等國際一線車廠。

 

六、電動車核心零件—電池

 

2016年全球電動車銷量超過77萬輛,較2015年大幅成長42%,以中國、美國、挪威、英國、法國為前五大銷售國。而對於電動車而言,電池莫過於最重要的核心零件,不僅攸關行駛里程、動力強弱,其安全性、充電時間也是民眾換購電動車的重要考量因素。

 

根據美國EV Sales網站發佈的2015年全球十大電動汽車電池製造商排行榜,日本Panasonic受惠於大客戶Tesla Model S熱賣,居電動車電池龍頭地位,市佔率達四成。中國電動車大廠比亞迪則受惠中國一三五計畫,成為全球第二大電動車電池供應商。而韓國LG化學、三星SDI近年亦積極拓展電動車電池版圖。

 

科技研究機構Lux Research預估,電動車電池的市場規模將從2015年的50億美元上升至2020年的300億美元,而Panasonic、LG Chem、Samsung SDI將奪下80%市佔率。相較於中、日、韓等電池廠,台灣在電動車電池模組發展較為落後。不過,在電池材料的供應鏈並未缺席。

 

鋰電池四大材料有正極材料、隔離膜、電解液、負極材料,而正極材料為最其中主要的材料,占總電池成本的50%以上。在台灣,光正極材料廠商就有立凱-KY(5227)、長園科(8038)、康普(4739)、美琪瑪(4721)、必翔(1729)、必翔電能(6551)等。其中,康普與美琪瑪還是Tesla供應鏈的一員;電解液部分,則以台塑(1301)為代表;負極材料,以中碳(1723)為代表;至於隔離膜,台灣沒有太多廠商投入,主要集中於日商手中。

 

除了電動車本身以外,最大的市場商機在於充電樁。根據IHS的調查報告,2014年全球電動車充電站約有100萬台,預計到了2020年,數量將激增到1270萬台,成長11倍。

 

國內廠商對電動車充電站供應鏈均有所布局,包括中興電(1513)、華城(1519)、裕隆(2201)布局充電柱與充電座;東元(1504)、新普(6121)、康舒(6282)布局充電樁;台達電(2308)、健和興(3003)、信邦(3023)、維熹(3501)等則有布局充電槍。

 

七、輕量化車身,兼顧安全與環保

 

近年來,各大車廠開始研發更多輕材質的材料(鋁、碳纖維)在汽車結構上,同時兼顧安全與節能。這股車身輕量化的趨勢漸成主流,國內從事鍛造鋁圈的巧新(1563)、車身結構沖壓件的英利-KY(2239)等廠商皆積極搶攻此商機。

 

巧新有別於全球97%以上車輛採用的鑄造鋼/鋁輪圈,其專為豪華車廠供應高級鍛造鋁合金輪圈,不僅重量較輕,強度亦較高,有助提升汽車性能、降低油耗,客戶包含Jaguar、BMW、Ferrari、AMG、Bentley。

 

而去年剛IPO上市的英利-KY,是國內少數的OEM Tier1的零組件供應商,每年生產超過五千萬件的汽車沖壓件、一千六百萬個塑膠類零件。目前已成功打入德國賓士(北京奔馳)與Volvo供應鏈。更有市場人士指出,全中國每十輛新車,就有一輛可能用的是英利的零組件。

 

八、那麼,台灣的未來?

 

目前台灣的汽車零組件與車用電子廠商大致可分為原廠委託製造(Original Equipment Manufacturing;縮寫OEM)及售後服務(After Market;縮寫AM)兩種類型。

 

其中,原廠OEM又可細分為一階零組件(Tier 1)供應商與二階(Tier 2)。例如,車燈大億(1521)、輪胎正新(2105)等生產的產品會直接交付給車廠,就屬於Tier 1。至於Tier 2,則是指替Tier 1廠商代工生產,進而間接打進國際車廠,例如整流二極體大廠朋程(8255)、變速箱齒輪模組和大(1536)、汽車PCB板敬鵬(2355)、倒車雷達同致(3552)等。

 

而AM市場主要以碰撞件為主,因為碰撞件是最有機會面臨維修的產品線。與原廠產品不同的是,AM副廠的產品品質容易遭到質疑,因此AM產品在部分國家需要特定的認證才能在當地銷售,例如美國的SAE認證、歐洲ECE認證、中國3C認證。此外,AM製造商為了要符合多數車種的維修需求,需要非常多樣的模具去製造各種不同的零件,因此少量多樣、昂貴的模具成本成為AM廠的最大困難。

 

在我看來,未來幾年,全球車用電子的成長主要會在OEM領域發光,而非AM市場。打個比方吧,應該很少人會在十年的舊車上安裝昂貴的ADAS系統,多數人寧可直接換一台新車。因此,在OEM市場與新車銷售市場為正比關係的情況下,我認為部分台廠還是可試著從AM轉型至OEM模式比較穩健。

 

工研院產經中心(IEK)曾經統計過,1990年時,汽車電子占整車成本比重僅5%,到了2000年增至10%,2015年再增至35%,預估到2020年將再增至50%。我想說的是,這波車用電子的成長浪潮台灣再不抓住,要等到何時呢?

 

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│文章轉載自「大和有話說」blog,已取得作者授權同意,原文網址:https://goo.gl/eruiy9

 

 

 

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