CASE將成為汽車產(chǎn)業(yè)四大核心

CASE將成為汽車產(chǎn)業(yè)四大核心，「CASE」四個字分別代表聯(lián)網(wǎng)(Connected)、自駕(Autonomous)、服務(wù)與共享(Services & Shared)、電動(Electric)，并且構(gòu)成智能汽車主要的DNA。

事實上，CASE概念最先是由戴姆勒(Daimler)所提出，現(xiàn)變成各大車廠發(fā)展的共同目標(biāo)，不僅帶動汽車產(chǎn)業(yè)朝向高科技化發(fā)展，并創(chuàng)造出不同于以往的商業(yè)營運(yùn)模式。以下將從CASE四大構(gòu)面，分別探討汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢及影響。


ADAS功能已超過20款自動駕駛技術(shù)最高可對應(yīng)Level 5等級

汽車導(dǎo)入自動駕駛功能，除讓汽車具科技感外，其目的主要提升駕駛安全、減少人為疏忽而造成的意外發(fā)生，因此其配備與傳統(tǒng)車輛明顯不同，其中傳感器、具人工智能的車用電腦等在自駕車中將扮演重要角色。
所謂自駕車，依美國工程師協(xié)會定義分成Level 0~5等級，而新創(chuàng)業(yè)者及傳統(tǒng)車廠于自駕車發(fā)展路線則有所不同。新創(chuàng)車廠欲一步到位作到Level 4(含)以上等級，如Waymo即是，其車內(nèi)看不到有方向盤設(shè)置。

傳統(tǒng)車廠則是采加法概念發(fā)展自駕車，也就是將主動式安全功能往上增加，從Level 1開始一層一層做到Level 5等級，此與傳統(tǒng)車廠為維持營收穩(wěn)定有關(guān)，畢竟現(xiàn)階段僅少數(shù)道路開放Level 3(含)以上的自駕車上路，而現(xiàn)今市面上銷售具ADAS(先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng))功能車款，亦多屬Level 1~2等級。

目前已開發(fā)的ADAS功能，已超過20種，包括常見的BSD、ACC、LDW等，裝設(shè)位置分布在汽車的前、后、兩側(cè)等，此亦表示傳感器的需求量大幅增加，若是高度自動駕駛汽車，傳感器數(shù)量會多達(dá)30顆以上。
傳感器主要功能在于偵測物體及距離。以辨識物件為例，結(jié)合深度學(xué)習(xí)技術(shù)，從過去辨識5大物件，現(xiàn)達(dá)近20種類別，讓車輛能作出更精準(zhǔn)的行車決策；傳感器本身規(guī)格也不斷提升，以測距為主的毫米波雷達(dá)為例，若導(dǎo)入多發(fā)多收陣列式天線，亦能大略描繪出物體的輪廓，功能將與光達(dá)相當(dāng)，且價格較光達(dá)更具競爭力。

當(dāng)汽車配備比人眼更好偵測能力的傳感器，亦需人工智能超級計算機(jī)作運(yùn)算，其功能像人類般具分析、判斷、決策能力。目前訓(xùn)練自駕車的方式主要采用模擬器，此與教導(dǎo)飛行員如何開飛機(jī)的原理類似；模擬平臺可生成上億個場景，除一般常見的駕駛環(huán)境外，尚包括下雪、交通事故、沙漠等挑戰(zhàn)的情境。當(dāng)汽車在模擬情境訓(xùn)練完成后，才會進(jìn)行實際道路測試。

NVIDIA是自駕車用AI計算機(jī)發(fā)展較為領(lǐng)先業(yè)者，目前合作伙伴達(dá)370家以上，該公司車用電腦最高可對應(yīng)Level 5等級，不僅運(yùn)算效能高，且突破先前自駕車較難行駛在彎道、斜坡、或施工導(dǎo)致道路縮減等困難路段。


汽車電動化發(fā)展、造車變得更容易，功率元件需求增加

一般認(rèn)為電動車發(fā)展與各國政府所推行的節(jié)能減碳政策有關(guān)，從產(chǎn)業(yè)面的角度來看，汽車邁向電動化發(fā)展，對整體汽車產(chǎn)業(yè)生態(tài)系將帶來不少變化。近期中國大陸、各國新創(chuàng)車廠發(fā)展電動車的速度較燃油車快很多，主要原因有以下：一是關(guān)鍵技術(shù)不再受制于人，二是電動車零組件總數(shù)較燃油車少40%。

過去燃油車所謂的「心臟」－也就是引擎，技術(shù)掌握在歐、日、美大廠手中，使得其他地區(qū)汽車工業(yè)發(fā)展進(jìn)程較為緩慢；相對地，電動車主要由電池、馬達(dá)、逆變器等所組成，而該類供應(yīng)商眾多，且構(gòu)造不若引擎復(fù)雜，因此電動車進(jìn)入門檻相對較低。

若從電動車的零組件數(shù)來看，較燃油車減少約4成，也就是說電動車組裝上更為容易，甚至懂電機(jī)的人，亦可自行組成簡易型的電動車，此意味著更多業(yè)者將分食此塊市場。

即使是傳統(tǒng)車廠，亦積極擴(kuò)增電動車產(chǎn)線，并提高未來電動車銷售量目標(biāo)，原因是若堅守燃油車市場，未來營收將呈現(xiàn)縮減；另，ADAS車款、甚至未來自駕車款所搭載的汽車電子零組件數(shù)量增加，以電直接驅(qū)動的效率，會高于以燃油轉(zhuǎn)換成電、再去驅(qū)動電子零組件的效率。

從上游零組件觀點(diǎn)來看，電動車顧名思義是以電為主要的動力來源，其所使用到的電力電子元件增加，因此將帶動功率半導(dǎo)體需求成長。

根據(jù)DIGITIMES Research統(tǒng)計，一臺48V車款或輕度混合動力車當(dāng)中，半導(dǎo)體總成本為430美元，其中，功率離散元件成本為75美元、占比17%；而一臺純電動車當(dāng)中，半導(dǎo)體總成本增至1,474美元，其中，功率離散元件成本達(dá)455美元、占比高達(dá)31%。

電動車用功率離散元件包括MOSFET、IGBT，MOSFET仍適用于油電混合車、以及高速的開關(guān)切換頻率，IGBT則適用于更高功率的應(yīng)用場景，且在電動車導(dǎo)入量較高。因此，大廠英飛凌及中國大陸半導(dǎo)體業(yè)者擴(kuò)增產(chǎn)能，將產(chǎn)品線轉(zhuǎn)往高獲利及高階的IGBT及MOSFET生產(chǎn)。

若觀察終端市場，目前全球電動車普及率尚不到5%，主因是續(xù)航力及充電的問題。為避免車主開車開到一半無電可用的情形，目前國際大廠開發(fā)的新一代車款中電池容量達(dá)60kWh以上，續(xù)航力為500公里以上、幾乎接近油車表現(xiàn)。

為能讓車主減少充電時間，業(yè)者開始推出功率達(dá)350kW的充電樁，換句話說，所需充電時間僅約15分鐘(視電池容量大小而定)，預(yù)計大量推出的時程將落在2020年，此做法將有效提升消費(fèi)者換購電動車意愿。


未來智慧車信息傳輸量大，車聯(lián)網(wǎng)需具備低遲延、高傳輸速率

當(dāng)一臺車自主操控能力愈高時，尤其是Level 3(含)以上自駕車，愈需仰賴車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及設(shè)備。所謂車聯(lián)網(wǎng)，包含車外及車內(nèi)聯(lián)網(wǎng)兩大部分，前者為大家所熟知的V2X(Vehicle to Everything)，后者為LIN、CAN、乙太網(wǎng)絡(luò)等車內(nèi)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

一般而言，Level 2等級的自動駕駛車款，仍屬于ADAS功能車款，也就是多數(shù)時間由駕駛?cè)瞬倏?，?dāng)開啟主動式安全系統(tǒng)，多由傳感器偵測并取得路況信息，再經(jīng)由車用電腦運(yùn)算后決定后續(xù)動作(例如警示駕駛?cè)?、煞車、持續(xù)前進(jìn)等)，此時尚無需使用V2X車外聯(lián)網(wǎng)技術(shù)取得周遭信息；然若自動駕駛功能達(dá)Level 3(含)以上等級，汽車多由系統(tǒng)來操控，此時V2X車聯(lián)網(wǎng)角色愈加重要，且可支援傳感器不足之處。

2018年3月Uber自駕車發(fā)生撞人事故后，凸顯V2X車聯(lián)網(wǎng)重要性。原因是車用傳感器如同人眼一般，假設(shè)人眼沒看到物體過來(例如環(huán)境太暗、或不在偵測范圍等)，車子后續(xù)就不會有進(jìn)一步的反應(yīng)動作(如煞車)；再者，現(xiàn)階段傳感器另一問題是偵測距離最長多為200公尺。

相對的，V2X車聯(lián)網(wǎng)能預(yù)先知道距離車子300公尺以外處將有人或物體過來，讓自車有更多時間作準(zhǔn)備。換句話說，無人駕駛能夠成立的前提，是自駕車藉由網(wǎng)絡(luò)提供道路環(huán)境各項詳細(xì)的訊息。

V2X車聯(lián)網(wǎng)是以行車安全為目的而設(shè)計，其要求條件包括低延遲、傳輸距離遠(yuǎn)、連結(jié)設(shè)備多、實時傳輸大量數(shù)據(jù)等，能符合上述特性者為5G車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，其主導(dǎo)的芯片業(yè)者有高通、英特爾(Intel)、華為等。

車外聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展同時，車內(nèi)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)亦需同步提升。過去車內(nèi)聯(lián)網(wǎng)多采用LIN、CAN等技術(shù)，然缺點(diǎn)是傳輸速率最高分別僅20K、1Mbps，不符合現(xiàn)在汽車大量信息傳輸需求，因此，具1Gbps等級傳輸速率的乙太網(wǎng)絡(luò)在汽車領(lǐng)域漸嶄露頭角。

如今汽車朝智能化發(fā)展，其功能亦愈趨復(fù)雜，應(yīng)用面包括ADAS、影音娛樂系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)診斷系統(tǒng)等。光是ADAS所連結(jié)的傳感器為例，相機(jī)模塊畫素數(shù)愈來愈高、及光達(dá)掃描的點(diǎn)云數(shù)據(jù)愈多等，甚至單臺車所裝設(shè)的傳感器數(shù)量增加，使得數(shù)據(jù)傳輸量變多，此時除需高速運(yùn)算能力的車用電腦外，乙太網(wǎng)絡(luò)將成為車內(nèi)聯(lián)網(wǎng)重要的傳輸技術(shù)，亦有機(jī)會扮演車內(nèi)聯(lián)網(wǎng)骨干的角色。


車廠營運(yùn)模式由過去銷售汽車轉(zhuǎn)向移動與共享服務(wù)

智慧車發(fā)展將融合自駕、電動、聯(lián)網(wǎng)三大要素，也因汽車功能及設(shè)計愈加復(fù)雜，成本亦隨之提升，因此將改變未來汽車產(chǎn)業(yè)的營運(yùn)模式。傳統(tǒng)車廠如豐田汽車及通用汽車表示，未來營收非主要來自賣一臺車賺一臺車的錢，其將轉(zhuǎn)型為移動服務(wù)(Mobility as a Service；MaaS)的公司。

由此可知，不僅是出行服務(wù)公司如Uber、滴滴、Lyft想發(fā)展無人出租車隊(此為移動服務(wù)一環(huán))，傳統(tǒng)的車廠也在思考未來的營運(yùn)方式。以豐田汽車為例，其提出e-Palette于未來所提供的移動服務(wù)，除可載人外，亦可載貨并銷售物品，并強(qiáng)調(diào)未來還有更多的服務(wù)型態(tài)正在發(fā)想中；該公司會以「Palette」為其未來交通工具命名，原因是Palette英文原意為調(diào)色盤，而調(diào)色盤有創(chuàng)造各種可能性的意涵在里面。

舉例來說，當(dāng)車輛的規(guī)格不同，或者結(jié)合的產(chǎn)業(yè)類別不同，所提供的服務(wù)則有所差異。豐田汽車提出的案例有以下：當(dāng)上班尖峰時段以載人為主，離峰時段則變成物流車；或者是消費(fèi)者從在線購物后再由e-Palette送貨到家、并以手機(jī)解鎖取貨，以及小農(nóng)可賣自己栽種的少量農(nóng)產(chǎn)品并由e-Palette快遞送貨。

若是以載人為主的移動服務(wù)交通工具，大多數(shù)車廠偏向設(shè)計成8人座的空間大小，而非傳統(tǒng)私家車形式，原因是乘座空間變大，并配置影音娛樂及互動設(shè)備，讓乘客有舒適的使用空間。

因自駕車共享及共乘服務(wù)，并無駕駛員管理車輛內(nèi)部情形，故需導(dǎo)入乘員監(jiān)視系統(tǒng)以維持車內(nèi)秩序與安全等，例如可隨時觀察目前有多少乘員在車上、可識別乘員的身分、乘員東西遺落在車上可立即提醒、甚至乘員發(fā)生不良的行為，可拒絶其搭車。

若是以載貨為主的運(yùn)輸服務(wù)工具，典型案例為自駕卡車，多采列隊行駛方式，也就是僅第1臺車配有專業(yè)的駕駛員，跟隨其后的車輛采自駕跟車方式前進(jìn)，其優(yōu)勢為可節(jié)省人力成本，且因前車仍有人員操控，此導(dǎo)入商用化進(jìn)程將較快。

一臺智慧造價昂貴，約新臺幣500萬~1,000萬元以上，業(yè)者除在軟硬件更加精進(jìn)外，同時需思考未來獲利的商業(yè)模式；未來汽車產(chǎn)業(yè)結(jié)合CASE四大要素下，業(yè)者將創(chuàng)造更多移動服務(wù)類型，而人類生活將更仰賴智慧車所帶來便利。

來源：DIGITIMES Research