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加速汽車智慧化進程
 

【作者: 格芯】   2019年12月09日 星期一

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幾年以前,先進駕駛輔助系統(ADAS)、自駕車、自駕計程車隊(Robo-Taxis)、車用人工智慧(AI)和 5G 網路還是遙不可及的夢想,然而其實這些夢想再過幾年即將美夢成真。來自全球和中國的龐大資金挹注將促成它們的問世,不單只是功能的創新,更以耳目一新的機動性、安全和保障改變所有人的工作和生活方式。而新、舊車廠只要積極在技術方面引領產業創新,便可在這一波變革中創造利基。


未來的智慧汽車將通過系統、軟硬體和以創新為基礎的最終矽技術得以實現。格芯 (GlobalFoundries)打造出AutoPro技術解決方案,提供汽車業界所需的高品質和高可靠性,藉由AutoPro解決方案,客戶能將智慧汽車的未來幻化為真實。


市場發展性

汽車市場之所以令人興奮並非在年產量成績上,而是車用半導體含量的飆升。根據數據統計,中階車款將從 2017 年每輛車平均使用375 美元的半導體增長為 2025 年的 613 美元,至於豪華車款使用的半導體更將大幅增加。而這一切應歸功於涵蓋AI、動力傳動系統(Powertrain)和安全裝置之下的ADAS、自動駕駛(Autonomy)、車用資訊娛樂系統(IVI)的創新。


車用半導體市場總產值將從2018年的350億美元增長至2023年的540億美元,年複合成長率為7%。自引入自動駕駛和 ADAS 之後,次級市場將以兩位數的年複合成長率成長,以雷達市場為例,其將以高達 19%的年複合成長率增長。由此見得,車用半導體市場未來幾年將出現大幅成長,著實令人期待。(根據 IHS、Gartner 和 GF Projections 統計資料)



圖1 : 車用半導體平均使用量
圖1 : 車用半導體平均使用量

智慧汽車解決方案

當前智慧汽車的發展,有賴於以差異化的矽解決方案奠定汽車市場的創新基礎。如圖2所示,智慧自駕汽車市場可分為幾個必要的領域,以下我們分為幾類逐一討論。



圖2 : 智慧汽車應用及格芯 Auto Pro 解決方案 (在此一大段落上下放可)
圖2 : 智慧汽車應用及格芯 Auto Pro 解決方案 (在此一大段落上下放可)

ADAS – 先進駕駛輔助系統

ADAS包括自動駕駛中央處理器,可完全掌握汽車所處環境並提供駕駛決策,這必須在可管理的功率預算內展現高水準的運算能力。


從製程技術角度來看,格芯的 12LP FinFet 與其是完美組合。自動駕駛處理器的精確有賴汽車周圍的感應器性能。感應器為汽車提供掌握周圍環境所需的耳目,有幾種必備的基本類型:攝影鏡頭、雷達、雷射雷達(LiDAR),各個都提供處理器運行所需的數據,須藉由專門的製程解決方案提供最佳結果,光是雷達便因車內位置、預期距離和成像解析度,而有多種不同需求。


格芯提供的解決方案可滿足雷達設備製造商需求,其中 40LP 毫米波(mmWave)雷達是理想的短距離和中距離感應器選擇,8XP SiGe 技術提供絕對最佳距離性能解決方案,22FDX FD-SOI 技術則結合毫米波和數位整合,實現 77GHz 以上的高解析度雷達。


IVI – 車用資訊娛樂系統

多年來,車用資訊娛樂系統 IVI 對使用者而言一直是重要系統,但許多人並未意識其系統對於未來自動智慧汽車的重要性將會增加。人們不再需要駕駛汽車,從而希望在行車的途中享受娛樂功能或完成一些工作。


在嵌入 AI 技術之下,IVI 系統將變得更加智慧化,提供用戶與汽車具備自然介面,如自然語言處理(Natural Language Processing)、人臉及手勢辨識、乘客偵測系統(Occupant Detection)和/或個性化。擴增這些功能需要借助格芯自有 12LP FinFet 之類具備強大處理能力的製程以及出色的模擬性能,例如基於130 BCDLite 技術的音訊放大器。


無線通訊、車對車(V2V)和車對基礎設施(V2I)將繼續成長,並需要眾多的技術解決方案。有一點可以肯定,那就是汽車智慧化升級將帶動 IVI 持續發展,為整個技術產業創造契機。


車輛控制、動力傳動和電池管理系統

ADAS 提供我們一扇窗看見並了解世界,IVI 系統讓我們與汽車進行智慧化互動,但我們仍須以安全方式完成汽車及其許多配件的動力傳動與控制。


負責車輛控制(Vehicle Control)的微控制器(MCU)如同大腦,掌控著電動車窗、座椅控制,以及促動器安全控制中的基本功能。 MCU 必須使用具備恰到好處的動力、性能及高可靠性的嵌入式非揮發性記憶體來製造,格芯在這方面針對汽車提供一系列 130nm 至 40nm 解決方案。


內燃機(ICE)所有基本功能必須借助動力傳動控制來達到最高效率。動力傳動系統的獨特之處在於須配合內燃機的惡劣環境所需的高溫承受能力,而格芯的 BCD 和BCDLite 技術能完善地滿足這項需求。


未來電動汽車可望稱霸汽車市場,必須對所有須充電和監控的電池進行高性能、高電壓控制,以確保其安全性和使用壽命,因此格芯 130BCD 之類的高電壓製程技術將不可或缺。


打造智慧汽車

汽車產業的精彩世界正以空前速度成長和變化。隨著智慧汽車的未來步步逐一實現,汽車的智慧化、運算、感應和控制水準也不斷提升。新創車廠的勢力試圖顛覆汽車供應鏈之際,老牌傳統車廠紛紛轉型滿足市場需求,而 GF AutoPro 解決方案將在未來智慧汽車領域為所有車用行業業者打下了矽技術基礎。


(作者 Mark Granger 為GlobalFoundries 汽車事業部副總裁)


**刊頭圖(source:www.insuranceconsult.ca)


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