瞄準(zhǔn)ADAS無限商機(jī) 全球車用芯片商先聲奪人
摘要： 專用影像處理器與DSP在ADAS市場的卡位戰(zhàn)開打。ADAS可望從頂級車應(yīng)用擴(kuò)及至中端車種，瞄準(zhǔn)ADAS帶來的商機(jī)，全球車用芯片商已針對新一代DSP或?qū)I(yè)影像處理器展開強(qiáng)力布局，以期在這場卡位戰(zhàn)中先聲奪人。
關(guān)鍵字： DSP， ADAS， 商機(jī)， 車用芯片， 布局
專用影像處理器與DSP在ADAS市場的卡位戰(zhàn)開打。ADAS可望從頂級車應(yīng)用擴(kuò)及至中端車種，瞄準(zhǔn)ADAS帶來的商機(jī)，全球車用芯片商已針對新一代DSP或?qū)I(yè)影像處理器展開強(qiáng)力布局，以期在這場卡位戰(zhàn)中先聲奪人。
先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)不再是頂級車駕駛的獨(dú)享權(quán)利。在美國、歐洲法規(guī)推助下，廢氣排放量2，000-3，000cc的中端車種，可望于2014年開始配備ADAS，讓ADAS應(yīng)用規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大。
瞄準(zhǔn)正在起飛的ADAS商機(jī)，瑞薩電子(Renesas Electronics)、意法半導(dǎo)體(ST)、飛思卡爾(Freescale)、英飛凌(Infineon)、亞德諾(ADI)和德州儀器(TI)等半導(dǎo)體業(yè)者，以及國內(nèi)芯片商如偉詮、義晶等，皆積極開發(fā)符合中端車種需求的專用影像處理器或數(shù)字信號處理器(DSP)(如表1)，因此讓ADAS戰(zhàn)場瞬間彌漫硝煙，可預(yù)見的是，一場中、高端汽車ADAS影像處理器卡位戰(zhàn)即將開打。
圖1 資策會(huì)產(chǎn)業(yè)情報(bào)研究所資訊電子產(chǎn)業(yè)研究中心資深產(chǎn)業(yè)分析師顧馨文
資策會(huì)產(chǎn)業(yè)情報(bào)研究所資訊電子產(chǎn)業(yè)研究中心資深產(chǎn)業(yè)分析師顧馨文提及，國內(nèi)外芯片業(yè)者正強(qiáng)力搶布汽車ADAS影像處理器市場。
資策會(huì)產(chǎn)業(yè)情報(bào)研究所(MIC)資訊電子產(chǎn)業(yè)研究中心資深產(chǎn)業(yè)分析師顧馨文(圖1)表示，汽車安全的重要性與日俱增，除歐洲車規(guī)將于2013年規(guī)定巴士必須裝設(shè)車道偏移系統(tǒng)外，各國政府亦正評估強(qiáng)制性規(guī)定導(dǎo)入ADAS，如美國和歐洲政府研擬于2014年在車規(guī)中納入倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)和車道偏移系統(tǒng)。兩區(qū)車規(guī)一旦執(zhí)行，將推助ADAS成為汽車標(biāo)配，為汽車影像處理器業(yè)者帶來龐大商機(jī)。
ADAS影像處理器需求起，國內(nèi)外芯片廠商強(qiáng)力布局
事實(shí)上，ADAS分為兩個(gè)面向，其一為視覺輔助系統(tǒng)，包含倒車顯影功能等;其次為駕駛警示/輔助系統(tǒng)，涵蓋車道偏移系統(tǒng)等。兩大面向最大的相異點(diǎn)，在于視覺輔助系統(tǒng)影像處理器僅須具備影像校正和顯示功能，而駕駛警示/輔助系統(tǒng)則要能進(jìn)行影像辨識，技術(shù)難度更高一等。
顧馨文認(rèn)為，在各國車規(guī)推助下，未來消費(fèi)者對內(nèi)裝ADAS配備的意識將逐漸抬頭，可望促使影像處理器供應(yīng)商在ADAS的布局，從視覺輔助系統(tǒng)擴(kuò)大至駕駛警示/輔助系統(tǒng)，并讓目前以高階車種、特殊車款導(dǎo)入為主的ADAS，慢慢滲透至中階車款，進(jìn)而逐步擴(kuò)大ADAS市場規(guī)模。
顧馨文預(yù)估，2015年ADAS視覺輔助系統(tǒng)在全球車市的滲透率，將從2012年的9%攀升至21.2%，而全球駕駛警示/輔助系統(tǒng)的滲透率則將從2012年的5.3%大幅增至2020年的31.8%，市場前景可期，可望嘉惠影像感測器、影像處理與辨識技術(shù)，以及雷達(dá)收發(fā)器等半導(dǎo)體或技術(shù)供應(yīng)商。
據(jù)了解，國外車電大廠如Mobileye、瑞薩電子、飛思卡爾等，在ADAS專用影像處理器的技術(shù)布局，皆已包含影像校正、辨識和顯示功能，不僅可擷取鏡頭影像并顯示于車機(jī)螢?zāi)簧?，且能自?dòng)計(jì)算車輛與前車的距離，若距離太近將對駕駛發(fā)出警告或自動(dòng)減速;顯見國際大廠極力推升技術(shù)層次，搶攻ADAS商機(jī)。
另一方面，國內(nèi)廠商偉詮、義晶亦瞄準(zhǔn)ADAS市場商機(jī)，開發(fā)專用影像處理器，積極從影像處理器的后裝??市場(After Market)轉(zhuǎn)型至前裝市場，以獲取國際車廠和一級(Tier 1)ADAS系統(tǒng)廠商的青睞。顧馨文提及，臺灣車電廠長期在專用影像處理器耕耘已逐漸展現(xiàn)成果，預(yù)估2013年即可看到第一波產(chǎn)品問世。
值得注意的是，由于中國大陸車廠分為本土車廠，以及本土與外商合資車廠，如美國通用汽車(GM)與上汽集團(tuán)合組的上汽通用汽車等，因此現(xiàn)今本土車廠正面臨合資車廠競爭的強(qiáng)大威脅，因此亟欲發(fā)展更加獨(dú)特的汽車功能，以與合資車廠產(chǎn)品區(qū)隔，此將是臺灣專用影像處理器供應(yīng)商發(fā)揮的大好機(jī)會(huì)。
顧馨文分析，臺灣影像處理器廠商與國外業(yè)者相較，具有服務(wù)周到、產(chǎn)品價(jià)格便宜等優(yōu)勢，惟在影像辨識技術(shù)的研發(fā)進(jìn)度較慢，若能投入更多技術(shù)開發(fā)資源，或是借助與工研院和車輛研究測試中心的研發(fā)能量，將技術(shù)提升至與國外大廠相近的水準(zhǔn)，便有機(jī)會(huì)以更高的產(chǎn)品性價(jià)比，打入中國大陸車廠的供應(yīng)鏈。
[#page#]
搶占DSP地盤，ADAS專用影像處理器來勢洶洶
就ADAS系統(tǒng)設(shè)計(jì)層面來看，目前ADAS系統(tǒng)整合廠及車廠多半采用DSP來進(jìn)行開發(fā)，在瑞薩電子、Mobileye和飛思卡爾等廠商爭相競逐下，高度軟硬體整合的ADAS專用影像處理器已快速在車用電子市場嶄露頭角，并以較DSP更快的處理速度和更高效能，獲得車廠和一級ADAS系統(tǒng)整合廠的青睞，可望逐漸取代DSP在ADAS的地位。
圖2 瑞薩電子營業(yè)行銷事業(yè)部第一營業(yè)行銷部副理何吉哲
瑞薩電子營業(yè)行銷事業(yè)部第一營業(yè)行銷部副理何吉哲認(rèn)為，挾高處理效能優(yōu)勢，ADAS專用影像處理器已逐漸搶占DSP地盤。
瑞薩電子營業(yè)行銷事業(yè)部第一營業(yè)行銷部副理何吉哲(圖2)表示，ADAS的環(huán)景影像監(jiān)測功能對高效能處理器的需求日益攀升，采用專用影像處理器約可較DSP的處理速度快50%以上，使駕駛對行車時(shí)四周的行人、來車的掌握度更高，進(jìn)而降低事故發(fā)生機(jī)率。[!--empirenews.page--]
由于過去ADAS的市場規(guī)模仍小，各品牌車款內(nèi)建的ADAS功能亦多有分歧，系統(tǒng)廠商為保持設(shè)計(jì)上的彈性，多半采用DSP來開發(fā)產(chǎn)品;然而，由于行車安全日益受到重視，而原有DSP處理速度已難支援車速過快時(shí)的ADAS影像辨識功能，因此車廠導(dǎo)入高效能專用影像處理器已漸成趨勢。
何吉哲分析，ADAS專用影像處理器和DSP最大的不同點(diǎn)，在于前者為軟、硬整合解決方案，而DSP本身為通用型IC，必須再與相關(guān)影像處理演算法進(jìn)行整合才可運(yùn)行，然軟體的功能易有局限，加上硬體的處理速度較軟體速度快得多，因此專用影像處理器在處理效能和運(yùn)作的穩(wěn)定性較DSP更勝一籌。
另一方面，ADAS專用影像處理器的影像校正與辨識系為分工形式，由魚眼鏡頭取得的影像訊號先經(jīng)過校正后，再由后端硬體進(jìn)行辨識，最后再顯示于車機(jī)螢?zāi)?。?jīng)過分工處理，可進(jìn)一步提升影像處理效能，尤其當(dāng)汽車車速達(dá)一百公里以上時(shí)，每秒訊框(Frame)數(shù)目可能多達(dá)四、五十個(gè)，僅以一顆處理器完成所有工作的DSP ，若來不及進(jìn)行影像處理，恐讓行車安全大打折扣。
何吉哲指出，現(xiàn)階段ADAS專用影像處理器，除在高階車款獲廣泛采用外，特殊車款如巴士和貨柜聯(lián)結(jié)車，由于僅一位駕駛，加上車身過長導(dǎo)致駕駛從后視鏡觀察來車的死角多，因此開始使用專用影像處理器，未來中階車款在行車安全考量下亦將逐漸導(dǎo)入。
事實(shí)上，針對ADAS專業(yè)影像處理器，瑞薩已推出一款同時(shí)具備影像校正、辨識和顯示功能的系統(tǒng)單晶片(SoC)，可支援以攝影機(jī)為基礎(chǔ)的周邊環(huán)境監(jiān)視系統(tǒng)，并能顯示車道、號志與標(biāo)示、行人、汽車等資訊，目前已打入亞洲、日本等高階車款。
猛攻高階車ADAS Mobileye/ST強(qiáng)打影像處理器
除瑞薩緊盯ADAS專用影像處理器市場，大力進(jìn)行撒網(wǎng)布局外，意法半導(dǎo)體也看好ADAS商機(jī)，攜手Mobileye打造汽車專用影像處理器。
意法半導(dǎo)體汽車產(chǎn)品事業(yè)體微處理器暨射頻產(chǎn)品事業(yè)群臺灣區(qū)產(chǎn)品行銷經(jīng)理鄧殷敦表示，意法半導(dǎo)體攜手Mobileye推出功能強(qiáng)大ADAS專用影像處理器。
圖3 意法半導(dǎo)體汽車產(chǎn)品事業(yè)體微處理器暨射頻產(chǎn)品事業(yè)群臺灣區(qū)產(chǎn)品行銷經(jīng)理鄧殷敦
意法半導(dǎo)體汽車產(chǎn)品事業(yè)體微處理器暨射頻產(chǎn)品事業(yè)群臺灣區(qū)產(chǎn)品行銷經(jīng)理鄧殷敦(圖3)表示，汽車安全的重要性備受重視，使得ADAS專用影像處理器的角色日益彰顯，Mobileye透過采用意法半導(dǎo)體的車用IC，可強(qiáng)化專用影像處理器的效能，以進(jìn)一步站穩(wěn)在車用市場地位。
據(jù)了解，Mobileye以專利EyeQ技術(shù)，并采用意法半導(dǎo)體的車用IC，推出效能強(qiáng)大的專用影像處理器，現(xiàn)已獲寶馬(BMW)、通用汽車、福特(Ford)和富豪(Volvo)、克萊斯勒(Chrysler)、雷諾(Renault)、奧迪(Audi)和雪鐵龍(Citroen)等高階車款導(dǎo)入，可望擴(kuò)大雙方在車用市場的市占。
與此同時(shí)，Mobileye與意法半導(dǎo)體合作的專用影像處理器能支援夜視輔助、行人偵測和車道偏離輔助預(yù)警系統(tǒng)(LDW)功能，可幫助駕駛在惡劣天候環(huán)境下，清楚辨識前方路況，進(jìn)一步把關(guān)行車安全。
[#page#]
另一方面，兩家公司合作的專用影像處理器，不僅能透過影像輔助駕駛行車，亦能支援中長距離的雷達(dá)功能，可計(jì)算車子與前方車輛的距離，并依據(jù)車速去計(jì)算危險(xiǎn)性高低，若是車速過快，或是與前車的距離過近，汽車系統(tǒng)會(huì)發(fā)動(dòng)汽車做出自動(dòng)減速動(dòng)作，進(jìn)而有機(jī)會(huì)降低車禍的發(fā)生率。
鄧殷敦指出，目前意法半導(dǎo)體與Mobileye的合作??模式，為前者提供整合周邊功能的SoC予后者，Mobileye以專利的影像處理演算法進(jìn)行整合，再直接出貨給汽車制造廠。至今該產(chǎn)品在全球的累計(jì)出貨量已超過一百萬顆，主要打入歐洲、美國和日本高級車款。
事實(shí)上，自2005年意法半導(dǎo)體與Mobileye合作開發(fā)專用影像處理器至今，已研發(fā)出兩代產(chǎn)品。鄧殷敦透露，第三代的產(chǎn)品已在研發(fā)階段，預(yù)計(jì)于2014年初正式面市;新一代產(chǎn)品除強(qiáng)化既有功能外，意法半導(dǎo)體將進(jìn)一步升級影像處理的速度，且Mobileye將對產(chǎn)品進(jìn)行降價(jià)，以擴(kuò)大市場占有率。
挾高整合度飛思卡爾ADAS方案進(jìn)軍中國
相較于瑞薩電子、Mobileye/意法半導(dǎo)體的專用影像處理器主攻歐洲、美國和日本市場，飛思卡爾看好中國大陸汽車市場商機(jī)，于2012年第三季推出第一代ADAS專用影像處理器，挾業(yè)界整合功能最完整的優(yōu)勢，揮軍中國大陸ADAS市場;此外，該公司產(chǎn)品現(xiàn)亦已獲得BMW車款導(dǎo)入。
飛思卡爾中國區(qū)汽車電子工程經(jīng)理康曉敦表示，針對ADAS前端影像處理部分，現(xiàn)今業(yè)界多采用DSP進(jìn)行處理，然而，由于高階車款正推行360度車身環(huán)景系統(tǒng)，處理器至少須支援四個(gè)以上的攝影鏡頭，因而推升更高效能的專用影像處理器的市場需求，以更符合車廠設(shè)計(jì)所需。
另一方面，除前端影像數(shù)據(jù)處理的部分，ADAS還必須透過車用網(wǎng)路如乙太網(wǎng)路(Ethernet)，將影像數(shù)據(jù)傳給主控端的處理器進(jìn)行處理后，再傳至車機(jī)螢?zāi)伙@示給駕駛;因此，ADAS影像處理器必須具備影像辨識、顯示及控制功能。
康曉敦指出，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的提升，微控制器(MCU)已整合DSP運(yùn)算功能，不過DSP僅具影像處理能力，無法涵蓋控制、傳輸?shù)确矫娴哪芰?，因此MCU須再整合其他IC，促使ADAS專用影像處理器兼?zhèn)銶CU與DSP雙功能。
也因此，瞄準(zhǔn)ADAS專用影像處理器商機(jī)，飛思卡爾以更高整合的單晶片邁出在市場第一步?？禃远貜?qiáng)調(diào)，相較競爭對手所推出的ADAS產(chǎn)品，飛思卡爾的專用影像處理器內(nèi)建一顆功能強(qiáng)大的32位元MCU，該MCU結(jié)合影像處理IC、馬達(dá)控制器、Sigma Sensor、乙太網(wǎng)路晶片等，現(xiàn)為業(yè)界整合度最高的ADAS影像處理器，可為ADAS系統(tǒng)整合廠商節(jié)省15%成本，以及15%印刷電路板(PCB)空間，并由于單晶片的故障率較多晶片為低，亦有助于提升汽車系統(tǒng)的可靠度和安全性。
康曉敦透露，中國大陸汽車市場對多元車內(nèi)功能的需求逐漸攀升，因此飛思卡爾的ADAS專用處理器，亦將中國大陸車廠列為重點(diǎn)市場;該公司未來預(yù)計(jì)推出更多整合功能的MCU，期以效能更強(qiáng)大的產(chǎn)品搶占中國大陸市占。[!--empirenews.page--]
不讓ADAS專用影像處理器專美于前，亞德諾與英飛凌積極強(qiáng)化ADAS應(yīng)用的DSP功能，期以接近特定應(yīng)用積體電路(ASIC)、高度整合型的產(chǎn)品，與其他ADAS專用影像處理器互別苗頭。
高性價(jià)比DSP推助ADAS跨入中階車市場
亞德諾資深應(yīng)用工程師郭兆桁分析，具備ADAS功能的中階車款，可望于2年后搶市。
值得注意的是，亞德諾中階車ADAS的DSP產(chǎn)品，目前已獲一級ADAS系統(tǒng)整合廠商導(dǎo)入設(shè)計(jì)。亞德諾資深應(yīng)用工程師郭兆桁(圖4)表示，就現(xiàn)階段客戶的研發(fā)進(jìn)度推估，具ADAS功能的中階車款2年后即可問世。
圖4 亞德諾資深應(yīng)用工程師郭兆桁
郭兆桁分析，歐洲車輛評鑒安全標(biāo)準(zhǔn)將納入ADAS為標(biāo)準(zhǔn)配備，任何車款若想要獲得最高安全等級認(rèn)證便須裝設(shè)ADAS，因而推助車廠從頂級車款向中階車種轉(zhuǎn)移，預(yù)計(jì)最快2014年歐洲車廠即可量產(chǎn)導(dǎo)入ADAS的中階車款。
另一方面，郭兆桁指出，以往可用于ADAS的DSP價(jià)格較高，大多僅在少數(shù)頂級車種如BMW、賓士和奧迪使用，所以出貨量不高;亞德諾新推出的DSP鎖定中階車款出擊，藉由從上一代的130奈米(nm)制程進(jìn)步到65奈米，使得該DSP功能更強(qiáng)但價(jià)格更低，可望進(jìn)一步擴(kuò)大出貨量。
[#page#]
不過，ADAS影像處理的部分，若僅以軟體執(zhí)行將需較大的運(yùn)算量，可能導(dǎo)致功耗激增;對此，郭兆桁指出，亞德諾DSP的最大特色，在于整合子系統(tǒng)(Sub-System) --管線視覺處理器(Pipelined Vision Processor， PVP)，該采用PVP硬體的高性能視訊分析加速器，結(jié)合影像辨識演算法與其他硬體功能，可達(dá)到每秒25GHz運(yùn)算能力，能大幅提升執(zhí)行效能。
不僅如此，軟硬體整合的DSP解決方案，亦保有軟硬體的升級空間，能因車廠的需求擴(kuò)充新的元件和功能，可符合車廠對電子元件要求的5至10年生命周期，在汽車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上更有彈性。
郭兆桁強(qiáng)調(diào)，亞德諾ADAS DSP因制程改進(jìn)和PVP技術(shù)所帶來的低功耗效益，即使在85℃的環(huán)境下，功耗還是能維持在1瓦(W)以內(nèi)，因而可同時(shí)整合五種影像辨識的演算法，包括車道偏移、前車測距、行人偵測、交通號志辨識和遠(yuǎn)近光偵測等，可望獲ADAS零組件供應(yīng)商、系統(tǒng)整合廠與車廠的青睞。
事實(shí)上，亞德諾這顆以Blackfin處理器核心為基礎(chǔ)的DSP，亦為一顆通用型IC，除可應(yīng)用于汽車ADAS外，也可用于工業(yè)或車牌、指紋、人臉辨識等嵌入式視覺系統(tǒng)導(dǎo)入;郭兆桁透露，目前該顆DSP已與汽車系統(tǒng)廠進(jìn)入導(dǎo)入設(shè)計(jì)階段，預(yù)計(jì)2年后歐洲、中國大陸中階車款即可面市。
搶攻ADAS市場英飛凌DSP支援雷達(dá)功能
另一方面，英飛凌在ADAS DSP的研發(fā)實(shí)力亦不可小覷，該公司計(jì)畫于2013年量產(chǎn)新款支援雷達(dá)功能的DSP，期以更低的整體物料清單(BOM)成本及更高的處理效能，搶攻車用市場商機(jī)。
圖5 英飛凌汽車半導(dǎo)體亞太區(qū)經(jīng)理陳福順
英飛凌汽車半導(dǎo)體亞太區(qū)經(jīng)理陳福順指出，瞄準(zhǔn)ADAS的市場商機(jī)，英飛凌將于2013年推出更高整合度及可支援雷達(dá)功能的DSP。
英飛凌汽車半導(dǎo)體亞太區(qū)經(jīng)理陳福順(圖5)表示，雖然現(xiàn)階段汽車ADAS市場尚未完全成熟，目前仍以高階車款導(dǎo)入為主，但ADAS系統(tǒng)出貨量逐年穩(wěn)定成長，并以歐洲和中國大陸為出貨大宗，因此英飛凌將進(jìn)一步強(qiáng)化DSP功能，以吸引一級ADAS系統(tǒng)整合廠或車廠的青睞。
事實(shí)上，現(xiàn)在已有許多半導(dǎo)體廠商推出特定應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品(ASSP)影像處理器，以更強(qiáng)大的處理效能搶占ADAS市場。然而，陳福順強(qiáng)調(diào)，專用型IC的應(yīng)用范圍較通用型IC狹隘，并因多功能整合墊高ADAS系統(tǒng)廠商獲車規(guī)認(rèn)證的難度，除非出貨量較大，否則車廠以導(dǎo)入DSP產(chǎn)品較為劃算。
值得關(guān)注的是，英飛凌即將推出的DSP，除整合32位元TriCore系列三核心MCU外，更結(jié)合傅立葉轉(zhuǎn)換(FFT)演算法，因而可解決天線雜訊干擾的問題，進(jìn)而讓DSP能支援雷達(dá)功能。
陳福順強(qiáng)調(diào)，英飛凌新DSP可縮減周邊元件、PCB空間，ADAS系統(tǒng)廠商不須大改IC設(shè)計(jì)便能進(jìn)行功能擴(kuò)充，且提供相容性文件協(xié)助客戶通過ISO 26262認(rèn)證，有助于廠商進(jìn)一步縮短產(chǎn)品的上市時(shí)程。
此外，英飛凌亦具有車用網(wǎng)路晶片，如控制器區(qū)域網(wǎng)路(CAN)、FlexRay等匯流排收發(fā)器(Transceiver)產(chǎn)品線，可根據(jù)客戶的需求彈性外掛于DSP，提供系統(tǒng)廠更具客制化的解決方案。
從汽車ADAS影像處理器的市場觀察，現(xiàn)階段DSP與專用影像處理器正處于共存狀況;因而，瞄準(zhǔn)逐漸起飛的ADAS市場商機(jī)，各廠商正全力發(fā)揮自家優(yōu)勢和技術(shù)，針對不同車廠的系統(tǒng)需求，積極推出整合功能更強(qiáng)的新一代產(chǎn)品，期在這場ADAS商機(jī)卡位戰(zhàn)中搶得有利發(fā)展位置。
下載文檔
