汽車電子控制高規(guī)格 走向更加節(jié)能環(huán)保及更多智能應(yīng)用

隨著各地區(qū)汽車生產(chǎn)數(shù)量回升，全球車用半導(dǎo)體市場(chǎng)呈現(xiàn)高度成長(zhǎng)，臺(tái)灣電電公會(huì)預(yù)測(cè)2012年全球汽車電子產(chǎn)值接近1910億美元，汽車電子設(shè)備占整車成本比重將達(dá)40%。Gartner則指出到了2014年，車用半導(dǎo)體全球產(chǎn)值將達(dá)257億美元。而臺(tái)灣資策會(huì)產(chǎn)業(yè)情報(bào)研究所（MIC）則預(yù)計(jì)到2015年，車用微控制器出貨量達(dá)30億顆，全球車載信息系統(tǒng)產(chǎn)值可達(dá)71.6億美元。因此市場(chǎng)普遍將車用電子視為醫(yī)療電子之外，另一深具成長(zhǎng)力道的商機(jī)。

隨著現(xiàn)代汽車發(fā)展走向智能化，車體與車載系統(tǒng)電子走向信息化，而引擎動(dòng)力則走向電動(dòng)化，再加上目前正積極發(fā)展中的“車聯(lián)網(wǎng)”概念－即通過(guò)無(wú)線通信服務(wù)，連接云端運(yùn)算服務(wù)器，達(dá)成物物相聯(lián)而衍生出各項(xiàng)智能應(yīng)用，消費(fèi)者對(duì)于汽車的期望早已不只是作為運(yùn)輸工具，而是在安全、舒適、便利、節(jié)能、環(huán)保等方面都有更高的要求。這使得汽車產(chǎn)業(yè)對(duì)電子技術(shù)的重視程度超越了傳統(tǒng)機(jī)械構(gòu)件，而其重要性在未來(lái)將可能持續(xù)增長(zhǎng)。
車用電子運(yùn)用在車體構(gòu)造中的范圍相當(dāng)廣，但凡底盤(pán)的懸吊系統(tǒng)、車身、引擎的動(dòng)力系統(tǒng)、電力電子系統(tǒng)、保全系統(tǒng)、安全配備、車載信息系統(tǒng)等，處處可見(jiàn)。平均一臺(tái)中端車型的電子控制單元(ElectronicControlUnit；ECU)數(shù)量就有40個(gè)，而有的高端車型的ECU還超過(guò)80個(gè)。

近來(lái)在汽車走向更加節(jié)能環(huán)保及更多智能應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)下，國(guó)際汽車產(chǎn)業(yè)均朝著更偏重電子控制的高規(guī)格邁進(jìn)，這使得車內(nèi)所使用的電子控制單元數(shù)量不斷攀升。此外，全球油價(jià)攀升，各國(guó)均積極發(fā)展替代能源，汽車工業(yè)走向電動(dòng)車、油電混合車的潮流已成大勢(shì)。加上各國(guó)從法規(guī)制定面推動(dòng)高規(guī)格行車安全，車用半導(dǎo)體的導(dǎo)入量升高，車電系統(tǒng)包括動(dòng)力傳動(dòng)(PowerTrain)、底盤(pán)控制(Chassis)、安全系統(tǒng)(Security)、車載信息娛樂(lè)系統(tǒng)(Telematics/Infotainment)等都增加了電子控制的比重。

車載信息系統(tǒng)是指在運(yùn)輸交通工具上，搭載嵌入式或便攜式的通信系統(tǒng)，匯整多方信息給予駕駛?cè)思靶熊囯娔X，以利于提前預(yù)判并作出適當(dāng)回應(yīng)，并提供乘客各式增值服務(wù)，使得用車經(jīng)驗(yàn)更加安全、舒適、便利。舉例來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在普遍可獲得的最基本功能就包括了車載導(dǎo)航、實(shí)時(shí)交通信息、興趣點(diǎn)/景點(diǎn)(POI；PointofInterest)加載、在線音樂(lè)等服務(wù)。更進(jìn)一步還有應(yīng)對(duì)情境而設(shè)計(jì)的增值內(nèi)容，比如車輛在行進(jìn)中，可享受云計(jì)算中心所提供實(shí)時(shí)信息、娛樂(lè)以及適地性短訊廣播服務(wù)(LBS；LocationBasedService)、路況警告、碰撞警告和電子付費(fèi)等；在停車情境中則有供停車位查找、車況診斷(以便修車廠提前預(yù)備維修零件及工具)及防盜保全的功能；意外狀況模式則可提供緊急救援、汽車保險(xiǎn)等及失車尋回等。

車載信息系統(tǒng)應(yīng)用的范疇，過(guò)去多局限在車與基礎(chǔ)建設(shè)(VehicletoInfrastructure；V2I)之間的雙向溝通，現(xiàn)今已擴(kuò)充到車與道路(VehicletoRoad；V2R)、車與車(VehicletoVehicle；V2V)、車與行人(VehicletoPedestrian；V2P)之間的多向架構(gòu)。

未來(lái)除了朝多向溝通及主動(dòng)搜集、分享信息的應(yīng)用模式發(fā)展之外，也將更多地利用固定式或便攜式無(wú)線通信系統(tǒng)及各式傳感器設(shè)備，通過(guò)開(kāi)放式的通信架構(gòu)平臺(tái)，將各端點(diǎn)所收集的信息作集成分析，發(fā)揮車聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的多元?jiǎng)?chuàng)新服務(wù)。

為保障汽車駕駛安全，歐盟立法要在2014年實(shí)施車輛緊急召回(eCall)計(jì)劃，在車輛遇撞擊時(shí)，自動(dòng)運(yùn)用無(wú)線通信實(shí)時(shí)發(fā)送狀況信息，即使駕駛不省人事或事故地點(diǎn)為罕見(jiàn)人跡的偏遠(yuǎn)地區(qū)，依然可通過(guò)系統(tǒng)立即通知相關(guān)單位，爭(zhēng)取寶貴的救援時(shí)間。因此每輛汽車都必須加裝撞擊回報(bào)系統(tǒng)，使得無(wú)線通信嵌入式模塊與軟件解決方案廠商因而受惠。

此外，歐盟規(guī)定自2013年起，商用車必須安裝自動(dòng)緊急剎車系統(tǒng)及車道偏離警示系統(tǒng)；而美國(guó)則是推動(dòng)兒童交通安全法(CameronGulbransenKidsTransportationSafetyAct)，明定在2014年9月起，所有車輛必須加裝含車后監(jiān)控影像模塊和車內(nèi)監(jiān)視器的主、被動(dòng)安全系統(tǒng)，避免倒車時(shí)的盲點(diǎn)造成傷害。這將帶動(dòng)傳感器、微控制器、攝像機(jī)等相關(guān)系統(tǒng)快速成長(zhǎng)。

而日本亦正在討論強(qiáng)制商用車安裝預(yù)防酒駕、預(yù)防打盹等先進(jìn)安全檢測(cè)系統(tǒng)。而歐盟、日本、中國(guó)大陸及臺(tái)灣都已將安裝行車紀(jì)錄器納入法規(guī)，以便監(jiān)控中大型貨客運(yùn)車輛的行車時(shí)速及駕駛時(shí)數(shù)，作為被動(dòng)安全的檢驗(yàn)機(jī)制。

以上實(shí)例顯示出車用電子的應(yīng)用層面不單只針對(duì)消費(fèi)市場(chǎng)對(duì)舒適、便利的需求而擴(kuò)大，也因各政府對(duì)安全的重視以及在法規(guī)推波助瀾下，隨著各種創(chuàng)新加值功能而加速延伸中。

今年電動(dòng)車開(kāi)發(fā)有突破性的進(jìn)展，國(guó)際車用芯片大廠德州儀器(TI)、英飛凌(Infineon)和ADI都推出主動(dòng)平衡電池管理系統(tǒng)(BMS)方案，可克服電池芯之間電量不一致的問(wèn)題，提高電池使用效益、電池壽命及充放電安全性，延長(zhǎng)電動(dòng)車行駛里程數(shù)，減少電動(dòng)車整體開(kāi)發(fā)成本。這一演進(jìn)，有望消除消費(fèi)者對(duì)于售價(jià)過(guò)高及電池續(xù)航力不足造成事故頻傳的疑慮，有利于加速電動(dòng)車市場(chǎng)普及。

隨著電力、電子在油電混合車、插電式混合動(dòng)力車及純電動(dòng)車系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的重要性升高，原本封閉的汽車工業(yè)市場(chǎng)已不得不加強(qiáng)與車用半導(dǎo)體及電子組件制造商合作。