車聯(lián)網(wǎng)風潮擴大蔓延,，讓各種車用電子元件更加受到產(chǎn)業(yè)界重視。隨著智慧車不斷提升聯(lián)網(wǎng)及安全功能,，包括感測器,、MCU、DSP,、FPGA,，以及各種無線通訊、雷達,，甚至是非揮發(fā)性記憶體,，需求皆將明顯增溫。

　　汽車運輸業(yè)因各國節(jié)能減碳,、道路安全等政策推動,，可望成為2015年物聯(lián)網(wǎng)應用的前三大垂直產(chǎn)業(yè)之一。

　　智慧汽車市場熱燒 挹注車用電子需求

　　以成長率來估算,，汽車業(yè)將是成長最快的物聯(lián)網(wǎng)應用,，2015年市場成長率可望高達96%,。以2014年全年來看，由于高階和平價新車款采用的IC數(shù)量皆穩(wěn)定增長,，車用IC市場產(chǎn)值已達217億美元,，較2013年提升15%。

　　近年物聯(lián)網(wǎng)興起而推動的數(shù)位技術變遷,，加上云端,、行動、社群與資訊等“力量的連結(jié)(Nexusof Forces)”,，預期2015年將驅(qū)動智慧汽車產(chǎn)業(yè)大幅成長,。未來的智慧車系統(tǒng)，系統(tǒng)里的車輛能直接即時互相通訊,，遇到交通誤點事件也能向駕駛顯示預先 警告,，或者允許一位駕駛同時控制多部車輛，也能引導車輛繞過危險的道路狀況等,。

　　以上這些都屬于“智慧化運輸”的概念,。雖然智慧型手機應用程式(App)能夠顯示交通壅塞的通知，但從交通開始壅塞到駕駛接獲通知,，中間必然存在時間誤差,。

　　而未來的汽車對汽車(Vehicle-to-Vehicle，V2V)和汽車對基礎設施(V2I),，都能夠讓車輛間可以直接通訊,，而且只有少許的時間延遲，即使事件僅發(fā)生在數(shù)百公尺的遠方,，也能夠即時警示駕駛?cè)?，引導駕駛?cè)丝梢灶A先獲知資訊改道，并且順利前往目的地,。

　　各國政策與消費者意向均帶動了智慧化運輸之資通訊服務(Embedded Telematics Services)的需求(表1),。

通訊/半導體科技結(jié)合 推動ADAS市場成長

　　隨著各國通訊基礎建設逐漸成熟，以及射頻(RF)半導體技術的精進,，車載資通訊半導體供 應商也加緊開發(fā)從Sub-GHz～79GHz以上(5G mm Wave等頻段的元件),，其中5G毫米波(mmWave)具有超快速反應移動性(Mobility)：～350Km/h、低延遲：～20msec,，且穩(wěn)定 度超高(Data ErrorRate：～10-9);定位系統(tǒng)精確度也提升至誤差少于0.1m,。而最重要是可應用超低價感測器與低成本建構的基礎建設,。

圖1車用通訊之相關頻段

　　用在智慧裝置慣性元件(Inertial),、制動器(Actuator)等之低成本半導體制程，也進展得十分快速,，而且有帶動車規(guī)半導體相關應 用加速之趨勢,，如汽車中應用相當多的電子控制單元(ECU),，分別在各汽車系統(tǒng)中扮演重要角色，例如動力總成,、車身控制,、車載資訊娛樂等，因此未來智慧車 的半導體市場可望維持穩(wěn)定成長,。

　　此外,，各國政府日益重視環(huán)保與交通安全，在政府明訂車輛安全法規(guī)以及消費者需求的帶動下,，例如北美法規(guī)要求配備倒車攝影機,，預防駕駛從車庫或停車場倒車時不小心傷害行人(尤其兒童)安全。類似的安全法規(guī)未來預期也將用于規(guī)范汽車先進駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS),。

　　未來智慧車輛還可建立起V2V網(wǎng)路,，也可與道路交通監(jiān)控站建立起V2I網(wǎng)路;透過交換方位、速度和位置等匿名的車輛資料,，V2V允許車輛運用其 他車輛的相對方位,，偵測來自360度方位的風險與危機(例如360度3D Around View Monitor System等)，在計算風險之后對駕駛?cè)税l(fā)出建議或警告,，或者直接采取預防行動,，以避免或減輕撞擊傷害。

　　V2I通訊為車輛與高速公路基礎設施之間,，以無線方式交換重要的安全和運行資料,，主要用于避免或減輕車輛的撞擊。V2I通訊可將路網(wǎng)(Road Networks)轉(zhuǎn)換成智慧型基礎設施,，透過演算法的整合,，運用車輛及基礎設施之間的資料交換來執(zhí)行計算，事先辨識出高風險的狀況,，接著再藉由特定的反 制措施來提醒或警告駕駛?cè)恕?/p>

　　此外,，汽車并得以自動感知周遭的交通狀況，如果駕駛?cè)嗽陂_車期間分心,，智慧系統(tǒng)將能建議正確的駕駛行為,，或完全掌控狀況。

　　ADAS系統(tǒng)的V2I功能亦能提供許多其他的安全性,、移動性和環(huán)保等附加優(yōu)勢,，同時提升長途駕駛?cè)酥孢m度。ADAS所采用之傳感技術包含攝像 系統(tǒng)(Camera),、雷達(Radar),、聲納(Sonar)、紅外線(IR)及光達(Lidar)等,。ADAS之傳感技術全球市場產(chǎn)值預測如圖所示,。

聯(lián)網(wǎng)/安全需求將加速 推動先進車規(guī)半導體應用

　　智慧車系統(tǒng)基本須具備“聯(lián)網(wǎng)”與“安全”功能,，因此帶動全球的汽車嵌入式資通訊聯(lián)網(wǎng)服務(Embedded Telematics Services)市場，預期全球市場需至2020年的年復合成長率(CAGR)將超過20%,，其中,，資訊娛樂系統(tǒng)應用在車用記憶體解決方案的市場中，占 了最高的比重;而2015年之后于安全駕駛和環(huán)保應用也有呈指數(shù)成長的潛力,。

　　預期到2017年全球?qū)⒂?0%的新車加入“聯(lián)網(wǎng)”行列,，這些汽車都能直接連線外部網(wǎng)路，存取并處理各種資料,。汽車將透過云端運作,，存取車內(nèi)和外部資料，而這些應用程式都需要記憶體(RAM/OTP/eFlash等),。

　　在2020年以前,，智慧汽車產(chǎn)業(yè)將持續(xù)在物聯(lián)網(wǎng)半導體需求方面持續(xù)扮演著重要角色，并推升嵌入式記憶體(eNVM)MCU,、新興的5G毫米波通 訊,、MEMS傳感器、Wi-Fi/藍牙(Bluetooth)/GPS多功能組合晶片(Combo Chip),、WiGig射頻,、汽車雷達Radar/ITS、類比前端模組(Front End Module),、類比混合訊號(Analog Mixed-signal)等車規(guī)半導體出貨量,。

　　其中，基于各國行車安全規(guī)定,，再加上市場對汽車便利與無人駕駛功能的需求,，逐漸帶動汽車中新型半導體元件的大量需求，連帶地汽車記憶體的重要性也將大幅攀升,。

　　2015年之后,，“聯(lián)網(wǎng)”與“安全”駕駛市場的記憶體成長率或?qū)⒖焖俪劫Y訊娛樂市場應用之記憶體。除了各種資訊娛樂之外,，安全性及環(huán)保App,，也使得專屬的記憶體裝置對于汽車來說越來越重要。

　　未來隨著ADAS與V2V通訊應用快速發(fā)展,，汽車電子系統(tǒng)須處理的資料量正與日俱增,，不僅需要更高效能的處理器或微控制器(MCU)，亦須搭配高容量密度且低功耗的先進記憶體方案,，方能達到最佳運作效能,。

　　記憶體解決方案對于聯(lián)網(wǎng)汽車極為重要，因為記憶體內(nèi)儲存了ADAS、資訊娛樂和環(huán)境系統(tǒng)函式所有的基本程式碼,，以及所有參數(shù)和處理的資料,。因此,，解決方案必須具備最高等級的可靠性,、高密度、高速和高效能,，還有低耗電量,。

　　在許多新應用的頻寬需求帶動下，4Gb以上密度的第三代雙倍資料率(DDR3)記憶體等高效能動態(tài)隨機存取記憶體(DRAM),，也有需求不斷上 升之現(xiàn)象?，F(xiàn)今已經(jīng)普遍用于微控制器晶片內(nèi)的DRAM，已經(jīng)不足以支援汽車應用,、軟體和多媒體資料的儲存需求,，因此，還必須需要專屬的DRAM和快閃記憶 體元件,。 管理型NAND裝置(如eMMC記憶體)和高密度管理型NAND裝置(如SSD)擁有全新的特色與功能,，將為聯(lián)網(wǎng)汽車的記憶體應用注入新動力。ADAS系 統(tǒng)與智慧型車輛通訊網(wǎng)路類似,，須仰賴各種不同的電子技術而運作;除了感測器,，舉凡訊號處理元件和影像辨識引擎等應用，均會占用大量記憶體,，使得揮發(fā)性和非 揮發(fā)性記憶體的需求呈現(xiàn)爆炸成長,。

　　非揮發(fā)性記憶體的需求不斷提升，因為可用來儲存安全認證,。V2I和V2V應用本身即能透過無線連線存取,，因此可能會遭到竄改或破解，采用認證的通訊方式,，則可以化解這項最主要的疑慮,。

　　而為了儲存安全認證，防止無線連線遭到竄改,，對于高密度(1G～4GB)內(nèi)建Flash NAND的需求也隨之興起;其中,，單層式儲存(SLC)NAND Flash是最理想的選擇。對于需要4G～6GB儲存空間的應用來說,，嵌入式多媒體記憶卡(eMMC)模組則是最適合的選擇,。

　　而諸如三維(3D)地圖、路況監(jiān)控和氣象報告,，以及汽車收音機,、緊急救援系統(tǒng)(eCall)和語音辨識之類的導航與資訊娛樂應用等，也全部都需 要大容量的非揮發(fā)性記憶體,，其中eMMC記憶體由于采用了管理型NAND架構可以大幅地降低中央處理器(CPU)的負載,，因此也是最為適合這些應用類型,。

　　車用eMMC嵌入式記憶體架構另采用特殊功能，以達到汽車產(chǎn)業(yè)的需求,，例如eMMC封裝包含專用的測試板,，可用于故障分析。

　　使用這些測試板,，測試系統(tǒng)就能直接存取模組內(nèi)的NAND元件,，而不用透過控制器傳送資料，也得以針對整個記憶體組進行全面且完整的檢查,。汽車eMMC裝置其他的主要優(yōu)點,，包括電力中斷保護和智慧功能，可選擇在現(xiàn)場完成韌體更新,，于每次須要升級時替系統(tǒng)節(jié)省成本,。

　　以美光(Micron)的eMMC記憶體解決方案為例，其整合式的16位元NAND控制器不只可處理更沉重的管理負載(相較于獨立型NAND元 件),，同時也將記憶體最佳化,。未來NAND控制器將提升至32位元，甚至可能嵌入在eMMC模組內(nèi),。過去高階車款所采用的記憶體元件平均價值約為12.8 美元,，低價車款約為2美元;而以現(xiàn)階段來看，某些配備完整的高價車款所采用的記憶體元件已經(jīng)達到100美元以上的價格,。

　　此外,，未來隨著5G毫米波技術進展，V2V,、V2I等通訊將更為成熟,。而先進微控制器(MCU eNVM/Flash)/數(shù)位訊號處理器(DSP)/現(xiàn)場可編程閘陣列(FPGA)，再搭配無線傳感器網(wǎng)路(Wireless Sensor Network)等應用,，來達成遠程監(jiān)測(Remote Monitoring)也是未來可能發(fā)展的趨勢,。

　　存取車內(nèi)和外部資料的應用程序，帶動了聯(lián)網(wǎng)汽車的發(fā)展,，而這些都將需要下世代5G/毫米波技術,，將開辟新的使用案例和應用程序。

搶進新藍海市場 半導體商力攻車規(guī)方案

　　因為全球新興的5G通訊毫米波技術發(fā)展,，汽車電子元件對于更高頻寬的需求正不斷成長中,。轉(zhuǎn)型中的智慧汽車電子元件之半導體，可歸納為兩大市場,，法規(guī)強制安全系統(tǒng)的半導體需求,，以及半自駕和全自駕車的車用半導體需求。

　　而車用雷達就是其中一種重要解決方案組成之一，但是該解決方案的系統(tǒng)有下述技術要求,，比方說更多的雷達節(jié)點(前方,、側(cè)方和后方)，更高層次的整合度(與車載MCU和DSP,、FPGA等整合),。

　　據(jù)了解，現(xiàn)階段在汽車雷達市場當中,，主要可以分割成幾種主要的應用,，包含24GHz短距雷達(Short Range Radar,，SRR),、79GHz短距雷達，以及77GHz長距雷達(Long Range Radar,，LRR)等,。

　　能跨越車規(guī)門檻之供應商才可望進入此新藍海市場，如表2所示為下世代5G/毫米波技術之全球供應生態(tài)系,。

　　另外,，針對下一代的5G無線技術，車用市場需求將是追求高頻寬,、短距/中距離通訊,，以支持高傳輸數(shù)據(jù)速率內(nèi)容。

　　其中包含免壓縮之高解析視頻(HD Video),、周邊物聯(lián)網(wǎng)裝置(IoT Device)元件,，以及其他相關機器對機器(M2M)應用。

　　5G將會帶來新的網(wǎng)通/裝置或元件訊息之管理方法與分析(Analytics),，包括脈絡訊息處理(Contextual Processing),、云計算(Cloud Computing)及傳感器網(wǎng)路。

　　其中,，通訊架構之創(chuàng)新將在元件成本和效能方面擔綱重要影響角色,，其中性能方面須特別注意干擾(Interference)、失真(Distortion)和負載錯配(Load Mismatch Handling)的處理等,。

　　供應商要進入市場決勝之關鍵在于能否在時限內(nèi),，提供差異化的射頻效能，以及射頻應用的全頻譜,。

　　此外,，為了真正能夠達成設計實現(xiàn)，也將更為需要豐富的矽智財生態(tài)系統(tǒng)(IP Ecosystem)來降低風險與客制化支持,。比方如表3所示,，為智慧車用半導體之矽智財使用范例。