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導入AI電網管理效率提升 虛擬電廠平衡電力供需

為了改善突發性的缺電問題並維持電網平衡,先進國家率先在電力市場導入需量反映制度,藉由要求客戶在尖峰時段關閉空調等設備,將省下來的電回饋給電網,以調度電力給急需用電的客戶、並支付節電獎勵,或是透過以價制量的方式,針對尖峰用電收取較高的電費,刺激客戶減少在尖峰時段的用電量。因此,部分能源業者瞄準需量訂價的需求缺口,協助客戶在電費較高的用電時段,從高價的電網電力轉向使用較便宜的蓄電池電力,讓客戶在不改變用電行為下,降低營運的電力成本,如美國STEM。 此外,為了改善再生能源供電不穩的問題,也有能源業者從自產自用的綠電生產者(Prosumer)角度思考,協助綠電生產者運用蓄電池儲存餘電,以便於需要時或電價較高的時段,使用蓄電池的電力來降低電費,或出售給急需用電的人來賺取營收,如德國Sonnen和美國Tesla。 STEM結合AI與儲能技術優化用電 STEM創立於2009年,前三年專注於儲能技術的研發,申請多項儲能相關專利,直到2012年才將公司從原本只提供硬體相關的儲能系統,轉為優化客戶用電之儲能服務,透過結合儲能、大數據分析及雲端運算技術,協助企業用戶在不改變原本的用電行為下,降低電費。此思維與傳統的能源管理方案不同,過往企業要降低用電成本,多從節能角度思考,有時甚至得配合電力公司在用電尖峰時段減少用電,但像飯店、工廠、養殖漁業等日常運作易受缺電所影響的產業,其電費將因需求高峰時段的加價,難以控制用電成本。 STEM並不僅是協助企業用戶控制用電成本,其最終目標是優化電網的服務效率,如降低電網尖峰負載、改善再生能源併網所產生的間歇性電力入網等電網平衡議題。因此,STEM一方面提供企業用戶服務,另一方面擴張其儲能站點,以累積足夠的可調度電力,協助電力公司進行大範圍場域的電力調度。此種透過儲能設備之間的相互連接所形成的蓄電池網路,構成了「虛擬電廠」,能在電力市場中扮演供電者的角色。 此虛擬電廠的概念於2015年初步被驗證。STEM藉由參與加州電力系統營運機構標案,進入到加州的電力零售市場,透過預測軟體將所設定的目標價格與市場競價,並自動調配可調度之儲電電力到電網中,且成功調度電力給PG&E(太平洋瓦斯電力公司)。 目前STEM已有800多個儲能站點(主要分布在加州和夏威夷),其中超過100個儲能系統參與虛擬電廠計畫,提供緊急電力調度服務,2017年內即有600多件虛擬電廠調度案例。特別是6月中的熱浪造成電價飆高,STEM於1小時內完成橫跨七區電網的電力調度,解救加州面臨大區域停電的威脅。 只有儲能技術並不足以協助用戶優化電力使用時段,需要一套機制判斷何時該用電網電力、何時該轉用蓄電池之電力。在STEM的解決方案中,由智慧能源監控裝置(Power Monitor)蒐集用戶電力使用習慣、當時氣候、電價等數據,進行用電行為之分析與預測,並透過PowerScope提供用戶可視化的分析報告,供用戶做營運決策之參考,如關燈、溫度調控、關閉部分設備等。然而,最關鍵的蓄電池放電與儲電時機的判斷,則交由儲能網路及系統背後的大腦--Athena,制定既快速又精準的用電優化策略。 Athena為全球第一個運用在儲能和虛擬電廠策略的人工智慧系統,透過大數據分析與深度學習技術,每分鐘可處理400MB資料,持續學習並改善其邏輯演算法。由於進行即時優化用電的決策過程非常複雜,即便擁有儲能技術,還必須經過數以千次的計算、預測模擬及瞬間判斷才能掌握低成本的用電時機。目前Athena已學習超過500萬小時,處理近兩億筆數據,並進行超過3,500萬次模擬預測,以確保掌握客戶的用電行為,精準地判斷切換電力來源的時機。 透過Athena的自動決策,可協助客戶進行24小時能源管理,在不增加客戶的工作負擔下,每年替客戶省下約800萬美元。此外,客戶還能加入虛擬電廠計畫,與800多個儲能站點共組虛擬發電廠,在電力市場賺取額外收入。 Sonnen P2P電力交易平台共享社區綠電 Sonnen於2010年成立,最初從家庭蓄電池製造進入市場,協助用戶解決太陽能供電不穩的特性,透過住宅式的儲能設備將餘電儲存,並結合社區能源共享與電力交易平台,讓用戶除了享受自用發電零電費,透過各家戶所裝設的儲能設備聯網,還能在自家發電不足時向鄰居借電,或是在餘電過盛時提供給需要用電的家戶。隨著Sonnen電池逐漸滲透市場,將所有蓄電池集結起來,甚至可以向電網供電,成為當地的虛擬電廠。 目前Sonnen已成為歐洲最大的蓄電池製造商,約有三萬套系統在全球營運,市占率超過20%,除了歐洲,也銷售至美國和澳洲。其中,Sonnen虛擬電廠服務已被驗證,並向德國、義大利、奧地利和瑞士的10萬名用戶提供虛擬電廠供電服務。 Sonnen從家庭蓄電池起家,考量到太陽能發電受限於氣候及日照時間,會有供電不穩的情況發生。為了讓用戶享受低成本的乾淨能源,Sonnen打造出P2P能源交易平台,讓裝設Sonnen蓄電池之用戶彼此之間可以進行儲電交易,打破傳統電廠對用戶的B2C銷電模式。 SonnenCommunity讓缺電戶以低於電網之電價購入綠電,讓餘電戶獲得高於電網收購之收益,加速用戶回收蓄電池裝設之成本,協助用戶達到零成本用電之目標,因此家戶的太陽能發電系統不僅能自用,還可透過能源交易平台創造收入,用戶不必擔心政府取消補貼再生能源發電後,將無法負擔再生能源發電設備之成本。此外,當加入SonnenCommunity的成員越多,越能促進綠電使用效率,形成一個獨立於中央電網的能源自給自足社區。 藉由能源交易平台所累積的服務基礎,Sonnen更進一步地嘗試將儲能系統結合區塊鏈技術,協助中央電網平衡電力供需。2017年11月,Sonnen和歐洲電網營運商Tennet進行歐洲第一個透過區塊鏈技術平衡電網供需試驗計畫,運用IBM的區塊鏈技術及Sonnen家庭儲能系統來穩定供電,讓德國北部過盛的風電可以儲存下來,並且透過南部儲能系統釋放太陽光電,改善北部風電浪費及南部工業區缺電問題。 此服務營運之關鍵在於蓄電池及家電設備的聯網和區塊鏈技術的配合。Sonnen採用Z-Wave通訊標準,讓蓄電池能和家用電器及其他設備之間進行無線控制,了解家電的用電時段,在電網超載時挪出儲電空間或在電量短缺時支援電網電力,並透過區塊鏈技術進行各時段之電力供需紀錄與電價計算,支援大量小額交易,以快速調節中央電網之負載,以較低成本的儲電服務改善電網營運。相較於過往為了要解決風電過剩或供電不足的瓶頸,電網營運商必須和第三方電廠針對風電減產或緊急供電額外簽約,大幅增加營運成本。以Tennet為例,2016年在德國就大約花費8億歐元的成本在平衡電網的供電系統。 此計畫除了降低穩定電網營運之成本,藉助現有的輸電線路和儲電設備,也能協助政府省下興建輸電線路的費用,提升了用戶家庭蓄電池服務的價值。目前試驗計畫正處於測試階段,將在六個月後進行結果評估。此外,為更進一步研究P2P能源交易機制,Sonnen於2018年3月加入NEMoGrid計畫,希望透過區塊鏈技術改善電網對住戶或住戶間的大量小額交易對當地電力成本、當地電網穩定性的影響,以促成分散式能源交易,進一步擴大儲能市場的規模。 台灣電力市場尚未普及需量反應制度,但台電正積極鋪設智慧電表,且台北市公宅也將進行需量反應之試驗,若能及早進入智慧能源管理軟體研發,將用電行為與儲能設備及電廠供電進行整合,所累積的服務經驗及相關能源資料蒐集,日後將成為電力公司及企業爭相合作之對象。 雖然台灣業者在今年已推出首座分散式智慧能源交易市場,然而和歐洲電力市場結構不同,無法直接仿效Sonnen的P2P綠電交易平台。事實上,目前美國市場也未開放民眾之間自由交易電力,因此Sonnen在進入美國市場時也無法直接導入在歐洲的成功模式,而是透過與當地建商合作,將儲能設備整合在新屋內,作為未來向電力公司提供、虛擬電廠服務之基礎設備。 台灣和美國市場相同,不開放民眾自由購電,但可以參考Sonnen進入美國的策略,在翻新舊社區計畫或新建案規劃時,將虛擬電廠概念埋入社區建造,為住戶描繪出永續生活之願景,作為未來尖峰用電短缺時,可彈性調度之電力,解除台灣缺電之困境。 資策會MIC產業分析師甘岱右  
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聯電/格芯先後退出製程軍備競賽  成熟製程競爭更講差異化

聯電與格芯先後退出先進製程軍備競賽,加上英特爾(Intel)的10奈米製程處理器量產出貨時程再度遞延到2019年底,均顯示先進製程的技術進展已面臨瓶頸。展望未來,還有能力持續推動半導體製程微縮的業者,或只剩下台積電、三星電子(Samsung Electronics)跟英特爾三家公司,但可以肯定的是,即便上述三家業者將更先進的製程推向量產,代價也絕不便宜,用得起的晶片商也只會越來越少。 然而,對聯電跟格芯而言,專注在成熟製程服務,卻也未必意味著公司營運就此步上光明坦途。成熟製程客戶雖多,需求更多樣化,但鎖定這塊市場的晶圓代工業者卻也更多。兩家公司必須盡快做出自己的特色,並爭取市場跟客戶的認同。 粥多僧更多 成熟製程競爭只增不減 相較於先進製程本質上是標準CMOS製程的線寬之爭,成熟製程市場的樣貌可說是百花齊放。混合訊號、高電壓、射頻、微機電系統(MEMS)等製程技術,都可歸類在成熟製程的大傘之下,應用產品則有各種感測器、微控制器(MCU)、電源管理(PMIC)、訊號收發器(Tranceiver)等。 值得注意的是,在這個相對分眾化的市場,有許多個別領域存在著小而美,擁有獨到技術的晶圓代工業者。例如在射頻PA代工領域,穩懋就是一個不容小看的市場領導者,甚至被認為有機會成為「化合物半導體的台積電」;至於在MEMS、混合訊號領域,則有X-Fab、TowerJazz等同樣擁有獨門技術跟明確市場定位的代工業者。 在成熟製程市場上,每家晶圓代工業者一直都有對應的產品布局,因為今日的先進製程,就是未來的成熟製程。如果這些小而美的業者沒有其獨到之處,恐怕難以生存到今天。聯電、格芯將未來的發展重心轉移到成熟製程市場,短時間內恐怕還是很難威脅這些靠著特殊製程技術生存的業者。 短期內,MCU、SSD控制器等以邏輯電路為主,但不見得需要使用最先進製程的晶片,對聯電、格芯的重要性必然會明顯提升,因為這類產品所使用的製程相對標準,聯電跟格芯有較高的掌握度。但長期來看,如果聯電跟格芯要在成熟製程市場有所作為,特殊製程的產品組合必然要持續擴張,否則就只會陷入性價比大戰的泥淖。 某家同時在台積電跟聯電投片的台系IC設計業者就直言,台積電的品質、良率跟交期無可挑剔,但任何額外服務都要收費,而且晶圓報價相當「高貴」,因此該公司只有非得用28奈米以下先進製程的產品線,才會考慮使用台積電的代工服務。在28奈米之上的成熟產品,聯電其實是比台積電更理想的選擇,一來聯電的晶圓報價比較平易近人,二來如果量產上遇到一些小問題,聯電是願意免費幫客戶服務的,可以幫晶片設計公司省下不少麻煩。 然而,就公司營運的角度來說,如果主要競爭武器只有性價比,終究不是健康的作法。更何況,28奈米之上的成熟製程也在中芯、華虹宏力的射程範圍內,即便聯電跟格芯有規模經濟優勢,也未必能在報價上討到便宜。 此外,成熟製程投資門檻較低,也意味著產能的供需平衡更容易被撬動。浴火重生的力晶不僅已在晶圓代工領域站穩腳跟,近日更宣布將斥資新台幣2,780億元在銅鑼興建兩座12吋晶圓廠,主攻的就是驅動IC、電源IC這類使用成熟製程的產品。在IDM業者的動向方面,全球類比晶片龍頭德州儀器(TI)近期也宣布將在美國投資32億美元,興建新的12吋廠。 物聯網跟汽車電子將是驅動成熟製程需求最主要的動力來源,但也因此而成為兵家必爭之地,不只晶片供應商擴大相關市場的布局力道,鎖定這個市場的晶圓代工業者也越來越多。在粥多僧更多的情況下,成熟製程晶圓代工的市場競爭料將更趨於白熱化。 聯電/格芯技術棋盤將越走越大 對聯電、格芯乃至所有不再走向微縮道路的晶圓代工業者來說,未來的技術發展方向不外深化與廣化兩條發展路徑,畢竟企業資源有限,想要同時兼顧深度與廣度,難免顧此失彼。 對聯電跟格芯來說,廣化會是比深化更合理的選擇,因為走上專精的道路雖有助於爭取獲利空間大、技術門檻高的應用市場,但這類市場的規模不見得能讓聯電跟格芯的產能利用率維持在合理水平,畢竟這兩家公司的產能規模遠比X-Fab、TowerJazz大得多,若技術布局走得太專,只會導致營運規模縮減的結果。 攤開聯電的製程服務棋盤圖(圖1),不難發現聯電除了相對標準的eNV、HV、BCD技術布局已經完成之外,還要藉由與客戶聯合開發,拓展出新的特殊製程。RFSOI與MEMS,更是布局重點。 圖1 聯電製程服務發展棋盤圖 無獨有偶,格芯也宣示將加強投資在具有明確差異與增添客戶實質價值的領域上,並著重於跨技術組合之中實現各種功能豐富的方案。其中包括FD SOI平台、RFSOI及高效能SiGe、類比/混合訊號及其他技術,專門設計用於越來越多需要低功耗、即時連線能力及內建智慧功能的各種應用。 Caulfield在格芯的轉型聲明中就指出,現今主要的無晶圓廠客戶都期望充分利用設計至各個技術節點上的重大投資,以創造每一代更高的技術價值。基本上,這類節點正轉型成為多個應用程式提供服務的設計平台,延長各個技術節點的壽命,這個產業現象起因於無晶圓廠客戶越來越少符合摩爾定律外部的限制。該公司正轉移資源的分配及焦點,於整體技術組合之中,加強投資在成長市場中客戶最重要的部份,打造差異化技術。 很顯然的,聯電跟格芯的盤算跟策略有雷同處,但也有不同的地方。未來兩家公司之間的差異性跟特色,或許會比過去更加明顯。 半導體產業秩序/競合關係陷入大洗牌 在More than Moore的時代,晶圓代工業者除了製程微縮之外,還有許多其他道路可走。不管是還留在先進製程競技場上的台積電、三星或英特爾,或是已經策略轉向的聯電、格芯,以及本來就走小而美路線的特殊製程晶圓代工業者,都必須用更全方位的眼光跟策略布局來面對未來市場需求的變化跟潛在競爭對手的動向。 舉例來說,台積電近日便宣布將在銅鑼興建先進封裝廠,英特爾跟超微則聯合開發概念上類似台積電CoWoS封裝技術的EMIB封裝,並藉此聯合推出搭載了英特爾CPU、超微GPU的模組解決方案。 不過,目前EMIB封裝只用來串聯GPU跟周邊的HBM記憶體,CPU跟GPU之間的連線還是藉由模組基板上的PCIe來實現。或許在未來,EMIB也有機會用來實現CPU跟GPU之間的互聯,而這也意味著台積電除了InFO、CoWoS之外,在先進封裝上還會有其他牌可打。該公司對先進封裝的投入,不是只有產能擴張這麼簡單。 半導體供應鏈上各家廠商之間的關係正在大洗牌,昨日的合作夥伴,未來可能是最大的競爭對手;本來井水不犯河水的兩家廠商,也可能瞬間成為競爭關係;勢不兩立幾十年的死對頭,也有可能坐下來談聯合技術研發。半導體產業的未來,顯然還很有看頭。
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專訪UL研發總監王凱魯 翻轉觀念正視鋰電池風險

UL研發總監王凱魯表示,由於材料跟結構的緣故,鋰電池先天上就是一種存在相當風險的儲能裝置,但電子系統產品的設計工程師往往將鋰電池當作一般的電子元件看待。太過掉以輕心的結果,就是因鋰電池而產生的火災、爆炸事故頻傳。 當鋰電池發生火災事故後,若進行深入調查,常可發現電池供應商在設計或生產上確有瑕疵,但導致災情擴大的原因,則往往是產品設計上沒有做好萬全對策所導致。以先前三星(Samsung) Galaxy Note 7的事故為例,兩家電池供應商所提供的產品確實都有瑕疵,才會導致手機起火爆炸;但電池設計的餘裕太小,也有一定責任。 至於更大型鋰電池的應用事故,例如波音787型客機所使用的大型鋰電池爆炸起火事件,根據事後調查的結果,除了電池本身的原始設計有瑕疵外,整個系統的損害控管機制也有設計不當之處,才會導致災害擴大。 王凱魯認為,大型鋰電池應用都應該採用這種設計思維,如此一來,即便出了最嚴重問題,其事故發展也是經過設計安排的,也就是所謂的失效模式設計。 展望未來,隨著再生能源的發電量不斷成長,以鋰電池為基礎的商用、電網級儲能系統,安裝量將跟著水漲船高。因此,這類儲能設備在設計時有沒有針對失效狀況最好妥善安排,將會對社會大眾的生命財產安全造成重大影響。 UL近期發表了UL9540A第三版測試方法,就是針對這個議題而來。該測試方法的重點在於評估儲能電池在熱失控狀態下的燃燒情況,讓系統設計者跟消防體系得以據此做出應對的設計規畫。 UL研發總監王凱魯表示,鋰電池儲能系統在發生事故時,其災害蔓延也應該是要被「設計」出來的。  
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面板大廠齊推MiniLED LCD戰OLED搶高階TV市場

Touch Taiwan 2018智慧顯示與觸控展覽會於日前盛大開展,並首度新增了「MicroLED/MiniLED產品與解決方案」主題專區,各大相關廠商無不使出渾身解數,展出、發表各類顯示產品與相關解決方案。 近年來,韓廠在主動矩陣有機發光二極體(Active-Matrix Organic Light-Emitting Diode, AMOLED)面板技術投入甚多,無論是智慧型手機或是居家電視,AMOLED幾乎已成為最高階精品級顯示產品的代名詞。再加上中國廠商紛紛跟進,該市場已殺成紅海;多數台廠更不諱言該技術領域已非經營重點。然而,在本次展會中,可以看出各大廠商紛紛攜手合作,秉持著在液晶顯示器(Liquid-Crystal Display, LCD)與發光二極體(Light-Emitting Diode, LED)產業多年扎下的穩健基礎,企圖推動晶粒尺寸(LED Chip Size)為100~200微米的MiniLED背光,以及晶粒尺寸小於100微米的MicroLED顯示技術,以正面迎戰OLED大勢,雄心可見一斑。 16K技術達陣 8K生態圈全力建構中 在Touch Taiwan 2018展會中,各大廠紛紛祭出壓箱寶展示火力。群創光電更展出了100吋16K顯示器,宣告16K時代已然來臨。隨著如此高規格的LCD顯示產品量產上市,也將在未來撼動OLED螢幕的頂級高階地位。 群創光電展現技術研發能量,推出全球第一個最高解析度100吋16K S-UHD顯示器模組。此產品不須採用多片小尺寸拼接,即可呈現大型電視牆的視覺效果,做為大型看板廣告,最為吸睛,商業用途廣泛。此外,也展出多款高端電視顯示器模組,搶進高端商業應用市場。 群創光電TV產業事業群總經理楊柱祥(圖1)表示,隨著4K生態圈逐漸完整,8K的技術醞釀也已然成熟。在未來,期待8K能夠如同4K的發展進程一般,在技術、內容以及整個生態圈方面,皆能持續向上提升;也希望能夠藉由8K技術的發展,將OLED電視的聲量壓抑下去。這是群創光電的戰略,更是台灣產業政策的延伸。 圖1 群創光電TV產業事業群總經理楊柱祥表示,期待未來8K技術能夠如同4K技術與內容等生態圈一般,持續向上提升。 友達光電總經理蔡國新(圖2)則指出,該公司65吋、75吋、85吋全系列8K產品皆會在2018年底正式量產出貨,並將鎖定1,500美元以上的大尺寸高階市場。並且,隨著4K的滲透率逐漸提高,也使得未來8K市場倍受看好。蔡國新預估,在2019年8K大尺寸電視可望能達到3%以上滲透率。 圖2 友達光電總經理蔡國新(右)指出,該公司全系列8K產品皆會在2018年底正式量產出貨。左為友達光電董事長暨執行長彭双浪。 8K液晶材料就位 穿透度提升15% 液晶面板無論是在大小尺寸的顯示應用上,皆是目前的主流,液晶層材料也持續推陳出新,以提升顯示效能。針對電視顯示器的8K超高解析度應用,材料供應廠商也已經針對該需求推出相對應的液晶材料,將背光穿透率提升15%之多。 台灣默克集團董事長謝志宏(圖3)指出,8K對於液晶材料有更高的穿透度要求,目前該公司已與面板大廠合作,開發出8K電視顯示器專用的液晶材料,成功將穿透率再提升15%。 圖3 台灣默克集團董事長謝志宏指出,目前已開發出8K電視顯示器專用的液晶材料,成功將穿透率再提升15%。 謝志宏進一步解釋,一般的背光源在穿透液晶層之後,往往只剩下10%亮度,因此若是液晶層的穿透度能夠提升,背光源所使用的LED數量與功耗便能降低,也能夠進一步降低成本。 另一方面,謝志宏指出,不同於電視顯示器應用,行動裝置在使用時會有將螢幕橫擺、直放等由不同角度觀看的需求,對於廣視角的要求將比電視更高;因此,電視顯示器與行動裝置螢幕的液晶層材料亦有不同。然而,相同的是,無論在智慧型手機與平板電腦等小尺寸應用上,穿透率同樣是重要考量。在未來,無論是大小尺寸顯示器的液晶材料都將往更高的穿透度發展。 謝志宏以小尺寸螢幕使用的UB-FFS材料與FFS為例說明,FFS穿透度較低,目前以中階手機為主要應用市場;UB-FFS的穿透度較高、顯示效果較好,目前多運用於高階智慧型手機中。然而,儘管單就液晶材料而言UB-FFS成本較高,但由於較好的穿透度能降低背光LED等其他零組件的用量與成本,因此,UB-FFS其實能提升整體BOM Cost的競爭力。 謝志宏認為,儘管未來顯示技術將持續往MicroLED與OLED顯示器發展,然而由於TFT LCD產能穩定、成本較低,因此,在未來五年之內TFT LCD將持續為主流技術。默克也將秉持著好奇心及材料研發經驗,持續推展材料新應用,以因應5G、無人駕駛、智慧建築等趨勢。未來,默克也將持續研發新世代液晶材料,實現高色飽和窄邊框的精品顯示器,以呈現絕佳的視覺體驗。 MiniLED背光打破OLED神話 此外,群創光電更將8K顯示技術結合MiniLED背光,開發出65吋8K Mega-Zone產品,區域調光超過八百萬區,達到靜態對比規格1,000,000:1。群創8K Mega-Zone解析度是同尺寸OLED的4倍,並且效率更高。在相同功耗下,亮度為4K OLED電視的兩倍以上。 兩大面板巨雄皆推出了導入MiniLED背光的LCD產品,並且皆強調其顯示效果不輸OLED,並且有更具優勢的成本架構。可望能在未來與AMOLED電視在高階顯示器市場一較高下。 蔡國新進一步提到,2020年東京奧運8K訊號試播,將有望帶動8K技術在電視應用的成長,也由於OLED電視難以達成8K解析度,因此待8K技術成熟後,LCD產品的優勢將會顯著提升。 然而,經營8K市場不僅是硬體技術必須達標,包含錄製設備、傳輸介面、內容儲存等等的系統規格皆必須升級8K。唯有產業生態鏈趨於完整,8K才能夠真正普及。因此,群創也透露,在未來3~5年該公司將投入生態系統的經營,以推動8K產品銷售。 另一方面,AMOLED有機材料的特性使得可靠度較低,將難以適應車用的高溫高濕環境。群創光電執行副總經理丁景隆(圖4)預測,待MiniLED背光技術成熟之後,OLED面板將在車載領域消失;大約在2年後便能漸漸看到車用OLED顯示器逐漸被MiniLED背光的LCD技術取代。 圖4 群創光電執行副總經理丁景隆提到,當MiniLED技術持續推進,該技術與MicroLED之間的界線將逐漸模糊。 MicroLED/MiniLED應用領域有區別 另一方面,丁景隆表示,MiniLED開始導入LCD螢幕背光,只是顯示技術革命的開始。在未來,MiniLED背光不但會大大改善LCD顯示品質,進而對AMOLED帶來威脅;在未來晶粒尺寸更小的MicroLED顯示器,也有望將會取代LCD顯示器,成為下世代的顯示主流。目前LCD是群創光電的主要營收來源,在未來隨著MiniLED的發展,將會在5~10年內取代傳統LCD顯示器。 丁景隆進一步提到,當MiniLED技術持續推進,該技術與MicroLED之間的界線將逐漸模糊。當技術走到MicroLED的時候,也許能夠取代整個LCD的顯示器架構,成為未來的顯示主流技術。 儘管使用AM TFT驅動架構有助於導入更小尺寸的晶粒,然而,要實現MicroLED顯示器架構還必須要考慮到其裸晶特性。目前有許多該技術的樣品展示,但通常很難做到電視般的大尺寸,因此產業普遍認為MicroLED顯示器將由穿戴裝置類的小面板開始導入,然而現在由於各種技術局限,尚不確定實際量產時程。 丁景隆分析,MicroLED顯示器將由小尺寸市場切入,而MiniLED背光的LCD顯示器將先攻大尺寸市場,而此二技術的分水嶺將在智慧型手機面板應用,也就是說,未來AM MiniLED背光的LCD顯示技術較無可能導入智慧型手機應用之中。 然而,彭双浪指出,MicroLED具備了省電、高解析度、能做到可撓等優勢,更由於該技術的自發光特性因而無視角局限問題,因此該公司對於MicroLED技術有相當大的期待與投入。友達光電亦於Touch...
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設備/材料齊助OSAT度難關 先進封裝挹注半導體成長動能

台灣半導體業界的年度盛事--Semicon Taiwan 2018於日前圓滿落幕,本屆展會規模再創歷屆之最,展出攤位逾2,000個,吸引超過45,000位專業人士參觀,聚集680家國內外領導廠商,舉辦22場國際論壇,超過200位重量級講師蒞臨演說。這也使得Semicon Taiwan正式超越Semicon Korea,成為全球第二大半導體專業展。 不過,在展覽規模破紀錄的同時,參展廠商跟專業研討會主力探討的議題,已經不再是製程微縮,而是如何用先進封裝技術實現異質整合。在聯電、格芯(GLOBALFOUNDRIES)先後宣布停止先進製程研發後,先進封裝料將成為未來帶動半導體產業發展的新引擎。 這不是說先進製程已經不重要,而是在只剩下台積電、三星(Samsung)跟英特爾(Intel)能提供更先進製程,用得起的IC設計、系統廠客戶也越來越少的情況下,先進製程未來將會變成小眾議題。未能留在先進製程競技場的半導體業者,則必然要尋求其它成長動能。 扇出封裝將是基本功RDL First考驗OSAT 自從台積電在2016年成功將InFO推向量產以來,晶圓級扇出封裝(FOWLP)就一直是封裝業內最熱門的技術話題之一。由於手機應用處理器是封裝業者獲利空間較大的產品,台積電的InFO封裝技術一直讓封裝業者深感威脅,並試圖發展出自己的FOWLP技術。 不過,即便排除掉台積電分食高階產品訂單的威脅,對封裝業者來說,FOWLP也是一條必然要走的路。由於晶片的I/O數量越來越多,裸晶尺寸卻沒有明顯成長,使得凸塊(Bumping)封裝技術的密度將逼近物理極限。因此,未來封裝業者必然要設法把過度密集的I/O散布開來,才能把晶片整合到載板上,而這也是這種技術被命名為扇出封裝的原因。 然而,對晶圓製造跟封裝業者來說,一樣是扇出封裝,技術難度卻是天差地遠。晶圓製造業者要做扇出封裝,可以採用晶片優先(Chip First)製程,但如果是封裝業者,卻只能採用RDL優先(RDL First)製程。 Chip First製程的步驟如下:首先,在晶圓上挑選出已知合格裸晶(KGD),然後將KGD放到基板上,再以模壓樹脂包覆成重構晶圓;接著將重構晶圓以暫時接合材料黏貼到載板,使其平坦化。最後才是在晶圓上製造出線路重布層(Redistribution Layer, RDL)。 RDL First製程(圖1)則是先在載具晶圓上製造出RDL,並塗上暫時接合材料,然後再將KGD放置在合格的RDL上,隨後進行壓模與模具研磨製程。在壓模跟模具研磨製程中,裸晶還要再經過金屬化(Metalization)、微影、介電質沉積、電鍍等製程,這意味著相關材料不僅要通過更多道製程,而且會接觸到更多化學品。 圖1 RDL First製程流程 當然,RDL Last也有其挑戰,因為要在晶圓上製造RDL,相關材料還是得暴露在高溫環境跟各種化學品中,只是在材料跟製程技術上,其困難度比RDL First來得低。 布魯爾科技(Brewer Science)研發執行總監Rama Puligadda表示,使用在RDL First製程上的材料,必須具備更穩定的機械、化學跟熱特性,才能在後續多道製程步驟中存活下來。這也意味著暫時接合材料必須有更強大的性能,方可發揮保護元件的效果。事實上,暫時接合材料不只是用來把晶圓或RDL暫時黏貼在載具上而已,該材料本身也是晶圓或RDL的防護罩,使用具有適當特性的暫時接合材料,對提升製程良率有很大的幫助。 在本屆Semicon Taiwan期間,布魯爾特別發表一款專為RDL優先製程而設計的BrewerBUILD材料,該材料就具有比一般暫時接合材料更強的機械、化學與熱性能,可以協助封裝業者克服RDL First製程的挑戰。此外,該材料一旦與載具體剝離,建構層就會被移除,且可用紫外(UV)雷射剝離。 值得一提的是,該材料不僅可以用在晶圓封裝,同時也適用於面板封裝,這項特性也是為封裝業者的需求而開發的。封裝業者通常傾向於採用面板封裝,因為面板封裝的生產效率優於晶圓封裝。 RDL線寬或成新摩爾定律 無獨有偶,檢測設備與製程控制方案業者KLA-Tencor在本次展會也主打兩款為封裝應用設計的缺陷檢測產品。Kronos 1080系統為先進封裝提供適合量產的、高靈敏度的晶圓檢測,為製程控制和材料處置提供關鍵資訊。 ICOS F160系統在晶圓切割後對封裝進行檢查,根據關鍵缺陷的類型進行準確快速的晶片分類,其中包括對側壁裂縫這一新缺陷類型的檢測。 KLA-Tencor資深副總裁暨行銷長Oreste Donzella(圖2)表示,隨著製程線寬微縮的速度逐漸放緩,晶片封裝技術的進步,已成為提升半導體元件性能的重要因素。先進封裝技術不僅可以縮小元件尺寸,也能藉由異質整合在有限空間內整合更多功能,是推動半導體產業繼續往前邁進的重要動能。 圖2 KLA-Tencor資深副總裁暨行銷長Oreste...
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專訪Intel可程式化解決方案亞太區總經理Ro Chawla  FPGA加速卡迎戰AI數據需求

英特爾可程式化解決方案事業群亞太區總經理暨業務總監Ro Chawla指出,目前全球所累積的數據資料中,90%是在過去兩年內創造出來,可以想見全球數據資料量的成長速度相當驚人,該趨勢也為數據處理帶來挑戰。而FPGA正是為了要解決巨量數據資料處理目前所面臨的瓶頸。 Chawla進一步指出,展望未來FPGA市場發展,整體市場預計將在2020年達到75億美元,加速器市場更有望在2021年達到200億美元。加速器市場不僅是包含FPGA,也包含了GPU與ASIC處理架構。 由於資料量的爆炸性成長,資料中心營運商需要保持大規模效能需求和營運效率之間的平衡。如富士通、戴爾EMC等OEM廠商,亦在其伺服器系列中採用了英特爾可程式加速卡 (Programmable Acceleration Cards, PAC)。這是可程式化晶片的重要發展,旨在加速今日新型態資料中心的主流應用,憑藉出色的多功能性和速度,可支援處理從資料分析到金融服務的各項工作負載。 目前FPGA的應用領域以數據中心為大宗,也由於大數據的重要性持續存在,因此數據中心也一直都是FPGA的重要應用領域。除了數據中心應用之外,由於FPGA具備低功耗、低延遲等優點,也能符合邊緣運算的處理需求。目前英特爾已開始投資安防監控市場,該市場未來更有望成為FPGA成長最快的應用領域。 Chawla提及,沒有任何一種處理器架構能獨立解決所有的應用問題,因此技術趨勢將轉向異構計算架構。英特爾所推出的Open VINO架構能做到異構運算,適用於各種處理架構,未來也將會看到更多異構應用可能出現。 英特爾可程式化解決方案事業群亞太區總經理暨業務總監Ro Chawla指出,全球數據資料量的成長速度相當驚人。  
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專訪意法半導體感測器產品部總監Simone Ferri 工業4.0推動感測器需求浪潮

Ferri進一步說明,工業感測器應用需求已開始浮現,像是原本用於電子菸吸入壓力偵測的防水壓力感測器,已有業者將其導入至工業現場進行流量監測。 不過,不同應用市場對於MEMS感測器的要求也不同,Ferri指出,消費性產品著重在功耗、尺寸以及成本;汽車市場著重準確度、使用壽命及可靠度。至於工業市場則會以使用壽命和可靠度做為首要考量,因工業現場環境通常較為嚴苛,感測器須具備更大的工作溫度範圍、耐震等特性。此外,過去工業應用對於功耗的要求較低,但隨著工業物聯網(IIoT)應用快速增加,為避免停機影響產線,業主開始重視設備的電源管理效能,因此,未來工業感測器的功耗要求將會日漸嚴格(越低越好)。 因應工業感測器需求增加,該公司也於近期推出新一代3軸MEMS感測器「IIS3DHHC 3」,該產品採用16針腳5mm ×5mm×1.7mm陶瓷LGA封裝,使其具備更高的精確度和穩定性,主要應用於通訊系統天線定位機械的精密傾角計,確保建築物和橋樑的安全結構健康監測(SHM)設備,以及各種工業平台所用的穩定器或調平器。 此外,因應低功耗需求,該款感測器也整合類比數位轉換功能,以及包括FIFO資料存儲和中斷控制在內的數位電路,並簡化電源管理設計,以延長電池供電設備的運作時間。 Ferri指出,因應未來客製化需求增加,工業感測器也逐漸朝「功能整合」發展;意即感測器供應商依照各種應用市場,將多重感測器、聯網功能、功率IC及微控制器整合在同一封裝內,以封裝上的彈性滿足市場需求。 意法半導體感測器產品部總監Simone Ferri表示,第二波MEaMS感測器浪潮將由工業4.0推動,ST也積極布局市場。  
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汽車雷達軍備競賽起 BiCMOS/CMOS二分天下

ADAS需求持續增加,諸如主動式車距調節巡航系統(ACC)、自動煞車系統(AEB)等功能相繼在一般房車上出現;毫米波雷達的使用量也因此而大漲,成為兵家必爭之地。為此,汽車雷達供應商也紛紛推出新一代的解決方案,而互補式金屬氧化物半導體(CMOS)製程也趁勢而起,與BiCMOS製程二分天下。 雷達商機增 晶片商軍火競賽再起 汽車雷達需求持續攀升,驅使各大晶片商紛紛投入此一市場發展,像是IDT近期宣布與Steradian Semiconductor攜手,為自動駕駛市場,以及新興的工業、安全與醫療應用提供超高解析度的4D毫米波影像雷達(4D mmWave imaging RADAR),此一4D毫米波雷達可以測量物體的距離、高度、深度和速度。 據悉,與Steradian Semiconductor合作研發的SenseVerse SVR4410 IC,為多通道高解析度MIMO雷達設備,其工作頻段為76~81GHz,具有更高的抗干擾性能與更高的通道數量。另外,憑藉整合波束成形和支援多設備聚合(Multi-device Aggregation),該產品擁有更小的外型、更佳的角度解析度/範圍,以及更低的功耗。 恩智浦(NXP)近期則於「2018恩智浦未來科技峰會」正式推出新一代車用雷達解決方案,在新的參考平台上將S32R處理器、射頻收發器及天線設計組合在一起,擴展恩智浦的雷達生態系統。 新型RDK-S32R274雷達解決方案由恩智浦與Colorado Engineering合作建構,此一開發平台導入模組化架構,採用S32R27處理器、TEF810x CMOS收發器及FS8510電源管理IC,旨在提供簡化雷達實施的硬體、軟體及工具,降低雷達應用開發的門檻,加快客戶雷達應用的上市。 恩智浦半導體汽車微控制器暨處理器事業部亞太市場總監易生海表示,該公司為客戶提供了具擴展性的產品系列,包括之前推出的S32R27及S32R37。這些元件整合高效的雷達處理器,與傳統數位訊號處理器(DSP)相較,效能與功耗都明顯提高;可針對於安全關鍵型應用,如防撞、車道變換輔助及自動緊急剎車系統,實現更長的監測距離及更高的解析度與精確度。 易生海進一步指出,恩智浦的全套雷達收發器構成了基於BiCMOS和RFCMOS製程技術的雷達產品組合,利用完整的系統解決方案來滿足汽車製造商需求。 除了新推出的雷達解決方案之外,今年年初於CES展會上,該公司也展示了77GHz雷達產品組合的新品--MR3003雷達收發器,專為前向雷達和角雷達開發設計,以滿足需要高解析度和長測距功能的自動駕駛應用;而該公司在產品研發上也十分重視與生態鏈夥伴的合作,像是近期宣布與吉利汽車合作,共同定義下一代毫米波雷達(圖1)。 圖1 恩智浦宣布與宣布與吉利汽車展開合作,共同探索下一代毫米波雷達感測器及多雷達系統的前瞻性合作定義。 另一方面,ADI則是以Drive360雷達技術平台搶攻雷達市場。此一平台採用CMOS製程技術,可支援多種高級訊號處理整合選項,甚至可以允許客製化IP整合,使設計人員能夠將其系統設計差異化;並且配有高整合型的電源管理輔助晶片(Companion Chip) 。 ADI大中華區汽車電子市場經理崔正昊說明,該平台融合了公司旗下的毫米波雷達、光達和IMU等產品組合,能偵測形狀更小、移動速度更快、距離更遠的物體(如摩托車、行人、動物等),在自動駕駛汽車周圍打造了一道360度的保護屏障,全方位保護汽車和乘客安全。 同時,該平台還適用於多種應用,包括高階的遠距離自動駕駛和ADAS、中到短距的自動緊急剎車、盲點偵測、倒車兩側來車警示系統和近距離自動停車。 此外,除了發表新一代的雷達產品外,為提升市場競爭優勢,ADI也於今年3月宣布收購Symeo,將雷達產品擴展到覆蓋24GHz、77GHz的完整頻段,既支援自動停車等超短程應用,也支援自我調整巡航控制等長距離應用,能夠靈活地根據客戶需求提供完整的雷達系統解決方案。 上述提到,為搶攻雷達市場,各大晶片廠商皆紛紛推出新一代解決方案,而隨著各晶片廠市場目標、策略不同,毫米波雷達製程也開始進入BiCMOS與CMOS二分天下的時期。 BiCMOS/CMOS各有千秋 依應用需求選擇是關鍵 意法半導體(ST)亞太區汽車產品事業體行銷經理陳錫成表示,BiCMOS是屬於類比的製程,而此種製程的優勢在於,可確保打造出來的射頻(RF)元件具備高精確度、低功耗、高抗噪能力、高效能;至於CMOS,則較偏向數位製程。採用CMOS製程好處在於,可有效減少電路板空間,進一步縮小元件尺寸,因而能夠整合數位訊號處理器(DSP)、微控制器(MCU)等。 陳錫成表示,基本上BiCMOS和CMOS製程並沒有孰優孰劣的問題,每家業者都是以其市場策略、客戶需求選擇合適的製程。以ST為例,該公司認為雷達是對於「功耗」和「效能」十分敏感的產品,如何更進一步的提升雷達精確度、抗噪能力,以及降低功耗,是最主要的發展目標,而ST認為採用BiCMOS製程,較符合此一產品設計方向。 因此,該公司旗下的77GHz和24GHz雷達產品目前皆採用BiCMOS製程,以滿足各種應用。陳錫成進一步說明,77GHz雷達主要用於極端氣候之下,以偵測遠距離的物體,常見的應用有ACC、AEB等;而24GHz的應用多是盲區警示、停車輔助(PA)、防撞等。 德州儀器(TI)半導體行銷與應用嵌入式系統總監詹勳琪則指出,以往採用BiCMOS方式的毫米波雷達,須搭配DSP或是MCU,如此一來無法有效縮減尺寸;而CMOS的優勢在於整合度高,能減少電路板空間,進而整合DSP與MCU成為一個系統單晶片(SoC),如此一來便可加速終端產品設計時程,滿足大量生產需求。 不過,詹勳琪說明,採用CMOS製程也須克服許多挑戰。CMOS製程雖有利於實現高整合度雷達,但由於整合的元件數多,在同一個晶片上,有著射頻(RF)訊號,也有基頻(Baseband)訊號,因此,要如何降噪,減低元件間訊號彼此干擾,是設計時的關鍵。另外,使晶片保持良好的散熱也是設計重點,因為所有的元件都包在同一個空間中,彼此發熱一定會互相影響。 詹勳琪表示,目前市場上的毫米波雷達製程確實分為BiCMOS與CMOS兩種方式,端看各家業者市場策略選擇合適的製程。而TI一開始在規畫進入雷達市場時,便決定要以CMOS製程為主。像是前段時間推出的毫米波產品組合(AWR1x及IWR1x系列),即採用CMOS製程,該兩款產品為整合DSP和MCU的CMOS單晶片,或僅具一個MCU或DSP的單晶片。此一設計可加快終端產品設計時程,實現更多創新應用,如將雷達嵌入駕駛座偵測駕駛人狀況、偵測車內乘載人數、手勢辨識等,並滿足大量生產需求。 英飛凌(Infineon)汽車電子事業處大中華區汽車安全市場經理王龍飛則認為,未來將會依照毫米波雷達的應用需求來選擇CMOS或是BiCMOS製程。以前向車用雷達為例,由於偵測距離較遠,精確度要求會更高,因此較適合使用BiCMOS製程;而四個角雷達使用CMOS或是BiCMOS製程皆可;若是用於車邊偵測的雷達,則使用CMOS較為合適。 王龍飛進一步解釋,CMOS雷達優勢在於尺寸小、整合度高,但散熱是CMOS雷達須克服的挑戰。當CMOS雷達發熱溫度提高之後,精度會開始飄移,須花費許多時間進行軟體補償,以確保雷達精準度;這也是未來CMOS雷達要實現長距離偵測須克服的挑戰。而車邊偵測應用因偵測範圍、距離較小外(一般約40公尺),且一般車邊(像是車門)都裝有安全氣囊,餘裕空間較少,因此適合小體積、高整合的CMOS雷達(圖2)。 圖2 未來汽車上會安裝許多雷達,前向車用雷達適用於BiCOMS製程,而車邊應用雷達則適合CMOS製程。 資料來源:英飛凌 為搶攻雷達市場,英飛凌前段時間推出新一代雷達感測器等自動駕駛基礎半導體解決方案,其中包含77/79GHz MMIC「RXS8160」、配備專用感測器處理單元的高效能多核心微控制器(AURIX系列)以及安全的電源供應器,以加快高級雷達系統的開發。 對此,王龍飛指出,目前該公司的雷達解決方案仍是以BiCMOS為主,不過,隨著雷達需求持續增加,未來CMOS和BiCMOS兩種方式皆會並存於市場上。因此,英飛凌日後也將考慮跨入CMOS領域,而未來該公司所生產的CMOS雷達預計將以28奈米以下為主,因基於此一製程,發熱問題會比較容易克服。 半導體商致力推動 光達發展逐步邁進 另一方面,除了毫米波雷達之外,光達也是未來自動駕駛和ADAS重要的感測元件之一,目前各大感測器供應商也已開始摩拳擦掌,跨足光達領域。像是IDT便宣布與加拿大光達研發商LeddarTech結盟,雙方將合作研發LeddarCore LCA2晶片。兩家廠商合作的LCA2為最新技術,能以晶片建置高效能低成本的車用光達。 IDT台灣/東南亞/印度/紐澳區總經理暨業務總監詹維青(圖3)表示,該公司和LeddarTech攜手,是希望結合雙方長處,像是IDC擅長後端(具備高效能ADC),而LeddarTech擅長前端,共同打造新一代光達解決方案。 圖3 IDT台灣/東南亞/印度/紐澳區總經理暨業務總監詹維青表示,光達與安全息息相關,未來可能不只應用於汽車,還可能用於飛機等其他載具上。 詹維青指出,光達跟自動駕駛安全息息相關,勢必是未來發展趨勢。當自駕車行進期間,主要靠各式感測器偵測距離和時間點,而距離和時間點又是隨時在變動,因此感測器的效能須不斷提升。光達也是如此,未來光達須跟其他元件相互配合,例如GPS,才有望進一步提升偵測準確性。 然而,光達目前的導入挑戰在於價格昂貴,甚至許多光達的價格是汽車平均售價兩倍多,同時還有功耗高、產生資料量大,體積大等缺點。對此,崔正昊表示,大多數光達系統是為飛機上的自動駕駛系統和實驗專案而設計的,必須根據汽車產業的需求重新設計系統架構。 崔正昊說明,也因此,ADI幾年來一直致力於為汽車市場開發感測器到雲端光達系統,目的便是降低光達尺寸與成本,目前正在開發原型,並設法進一步提高性能和減小尺寸。 此外,為加速光達開發,ADI也收購了Vescent Photonics。Vescent Photonics開發了一種固態雷射波束引導技術,此次收購將使ADI能提供縮減光達系統的尺寸和成本的方案,並消除笨重的機械引導,同時提高性能和可靠性。 另一方面,固態光達(Solid State LiDAR)開發商Quanergy Systems近日也宣布旗下固態光達生產線已通過IATF 16949認證,這是繼7月初獲得ISO 9001認證後又一里程碑,在獲得這些品質管理認證之後,該公司將開始批量生產S3固態光達。 Quanergy執行長與聯合創始人Louay Eldada則表示,自駕車目前已發展到Level 3階段,Level...
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行車安全不容妥協 ADAS走入尋常百姓家

根據內政部警政署交通事故統計資料顯示,107年1月至7月的交通肇事件數共達16萬3,002件,平均每個月約有2萬件的事故發生,受傷人數高達21萬4,683人。 由上述數據可看出,交通事故頻繁的發生在生活周遭,促使消費者越來越注重行車安全,而在安全意識高漲之際,汽車車商也開始強化車體的安全配備,先進駕駛輔助系統(ADAS)逐漸普及於各車種之中。 意法半導體(ST)亞太區汽車產品事業體行銷經理陳錫成(圖1)表示,交通事故頻傳,也因此,消費者在選購汽車的時候,安全成了最大考量;而對於車廠來說,安全功能,也成了吸引消費者的最大賣點。 圖1 意法半導體亞太區汽車產品事業體行銷經理陳錫成表示,安全功能是消費者在選購新車時的最大考量。 陳錫成補充,也因此,ADAS需求急速增加,可以看到,為提升安全性,近幾年出廠的新車都配備了主動安全功能,像是主動車距控制巡航系統(Adaptive Cruise Control, ACC)、自動緊急剎車功能(Autonomous Emergency Braking System, AEB)、車道偏離警示系統(Lane Departure Warning System, LDWS)等。 另外,陳錫成指出,這些主動安全功能可讓一般消費者實際感受到,這對保障他生命安全是正相關;而車廠也依此將安全功能當做是主要賣點。因此,具備ADAS功能的汽車已不只限於高階車種,而是逐漸成為中階車款的標準配備,至於低階車款則是採用選配的方式。也就是說,隨著消費者安全意識抬頭,ADAS需求快速攀升,車廠的導入速度也逐步的加快。 德州儀器(TI)半導體行銷與應用嵌入式系統總監詹勳琪(圖2)也認為,安全是目前消費者購買汽車時的首要考量,所以,配有ADAS安全功能的車款即便價格較高,也不會降低消費者的購買意願。而對於車廠而言,ADAS則是用來吸引消費者購車的一大賣點,這趨勢從近幾年的汽車廣告就可看出端倪;以往的售車廣告多主打車載娛樂系統,安全面強調有幾個氣囊,如今,汽車廣告的主軸轉向安全,如常介紹配備有哪幾種主被動安全功能等。 圖2 德州儀器半導體行銷與應用嵌入式系統總監詹勳琪指出,從汽車廣告中可看出,安全是目前車廠推銷新車時的一大賣點。 像是中華三菱所推出的Outlander車款,將ACC 主動定速巡航、FCM智慧煞車輔助系統列為全車系標準配備,同時還新增盲區警示(BSW)、車道變換輔助(LCA)、後方交通警示等輔助系統(RCTA);Honda CR-V的S車型,也配上了Honda Sensing智慧安全主動防護系統,包含ACC、車道偏移警示,以及車道維持輔助(LKAS)等在列的整合式安全防護系統。 總而言之,過去的汽車設計,多以因應突發事故的被動安全配備為主。不過,人的需求總是隨著時代推移而改變,在消費者安全需求大增的情況下,車廠也從過往被動防護的安全觀念,轉變成主動預防;進而使得新世代汽車的安全配備等級也從過去的氣囊數、ESC電子穩定控制系統等,轉向智慧設備自動感應車距,預估碰撞係數,主動向駕駛預警行車風險等功能。 ADAS為安全而生 落地各式車款 上述所提,消費者購車觀念轉變,開始重視汽車的安全配備等級,使得ADAS發展已不再只是前幾年的紙上談兵,而是真正已落地於生活之中,其市場商機可說更蓬勃發展。 在安全意識抬頭帶領之下,ADAS市場發展也跟著走揚,根據市調機構Grand View Research一份新報告指出,全球ADAS市場到2025年預計將成長到674.3億美元,年複合成長率(CAGR)達19%;成長主因在於政府為降低交通事故,要求車輛須配備駕駛輔助系統,像是歐盟要求超過7公噸以上的重型商用車須加裝ADAS系統,如LDWS、AEBS;以及上述所提,駕駛輔助系統逐漸導入在一般房車之中,因而進一步提高ADAS市場需求。 報告指出,ADAS技術,如夜視,睡意監測系統和道路標誌識別系統等,預計將會大幅成長;或者像是輪胎壓力監測系統,由於其低廉的價格和便利的售後市場,也預估未來在整個ADAS市場中會有顯著的滲透性。此外,上述提到的ACC可為駕駛員提供更高的安全性,並有助於避免致命的交通事故,因此預估到2025年,ACC的市場需求會有更高的成長。 ADAS市場走揚 雷達需求有增無減 ADAS市場不斷成長,而感測器是打造ADAS的主要關鍵元件,恩智浦(NXP)半導體汽車微控制器暨處理器事業部亞太市場總監易生海(圖3)表示,事實上,ADAS並不是一項配置,而是幾項配置協調作用的系統。簡單來說,就是利用安裝在車上的各種互補感應器,例如雷達、超音波、V2X技術等,在汽車行駛過程中即時感知周圍環境並且收集資料,透過系統運算與分析,預先讓駕駛者察覺到可能發生的危險,進而有效增加汽車駕駛的舒適性和安全性。 圖3 恩智浦半導體汽車微控制器暨處理器事業部亞太市場總監易生海說明,ADAS是由各種感測技術協調配制而成。 ADI大中華區汽車電子市場經理崔正昊則指出,在現今的ADAS與自動駕駛系統當中,毫米波雷達正扮演最重要的角色。雷達能夠協助偵測是否有「某些東西在汽車周邊的物體」,雖然它不像「眼睛」一樣能夠清楚的看到每個單一物體並分辨出它們是什麼;然而,在一般情況下,雷達比較不會受環境條件的影響,而且在偵測距離(範圍)以及移動物體的速度上表現較佳。 換言之,雷達的重要性在於,透過對汽車周圍事物和環境的感知和監測,收集相關資料再交由駕駛系統處理,讓汽車可以在各種條件下完成自我調整巡航控制、盲點監測、車道偏離警告、夜視、車道保持輔助和碰撞警告系統,並具有自動轉向和制動干預功能。也因此,汽車搭載雷達數量的多寡,也成為國際組織安全評鑑等級的基準。 英飛凌(Infineon)汽車電子事業處大中華區汽車安全市場經理王龍飛(圖4)表示,以新車評估計劃(New Car Assessment Program, NCAP)評鑑為例,該計畫以星等做為評鑑標準,分別從1星到5星,獲得5顆星的車型便代表安全度最高。目前汽車若在車體後端搭載兩顆24GHz的毫米波雷達,以及於車體前端搭載一個影像感測器與77GHz的毫米波雷達,一共3顆雷達和一個影像感測器,便可獲得5顆星的評等。 圖4 英飛凌汽車電子事業處大中華區汽車安全市場經理王龍飛透露,汽車雷達的數量也是安全評鑑的主要基準之一。 不過,到了2022年之後,安全標準愈加嚴格,汽車必須在四個角落及車頭加裝77GHz毫米波雷達(共5個),同時也須搭配一個影像感測器,如此一來,才能達到NCAP的5星評等(圖5)。由此可見,為了因應更加嚴格的安全標準,毫米波雷達的數目快速增加,基本數目已從3個增加至5個,若車廠想在汽車側邊的四個車門再加裝毫米波雷達,其數目將會從9個起跳。因此,可以看到不管是車廠或是晶片廠商,都非常重視雷達技術發展,可想而知,雷達市場也跟著快速成長。 圖5 NCAP汽車安全評鑑示意圖 資料來源:英飛凌 根據TrendForce旗下拓墣產業研究院最新報告指出,車載毫米波雷達受到中國新版新車評價指標(C-NCAP)實行,與美國NHTSA將自動緊急煞車系統列為新車標配的驅動下,將進入高速成長階段,預計2018年車載毫米波雷達出貨量將達6,500萬顆,2018~2023年年複合成長率達15%。 拓墣產業研究院分析師林雅惠指出,毫米波雷達因波長介於厘米波與光波之間,故同時具備光波導引與電磁波導引的特性,於軍事領域已被廣泛應用。隨著汽車電子發展與自動駕駛需求,毫米波雷達已成為ADAS與自動駕駛的關鍵感測器之一。為了避免與其他設備頻段衝突,車載毫米波雷達需要專屬的頻段,以往各國對於車載毫米波雷達使用頻段混亂的情況使其發展受限,一直至2015年世界無線通訊大會(WRC-15),決議76~81GHz皆可用於車載雷達,才為全球車載毫米波雷達發展提供明確的方向。 車載毫米波雷達因具備受天候影響程度低、不受前方目標物形狀與顏色干擾等特性,並可實現250公尺的探測距離,有效補足其他感測器的劣勢,因此已被車廠廣泛應用於BSD、AEB與FCW等主動安全系統。目前具備FCW、AEB功能的量產車款,多採用一顆長距毫米波雷達搭配兩顆短距毫米波雷達的感測方案,具備BSD功能之車款則需二顆短距毫米波雷達。 林雅惠表示,2018年由於中國首次將FDW、AEB等主動安全系統列入C-NCAP中,將驅動毫米波雷達出現大幅增長,全球出貨有望達到6,500萬顆;另一個驅動力則是來自於全球第二大車市美國2022年將把AEB列入新車標配,同樣將驅動長距毫米波雷達需求。 綜上所述,在中、美兩大車市對於主動安全需求帶動之下,拓墣產業研究院預估,2023年車載毫米波雷達年出貨量將達1億3,200萬顆,2018至2023年年複合成長率為15%。 政府法規助力 車用攝影機後勢看漲 若將毫米波雷達譬喻成汽車的耳朵,那麼攝影機就是汽車的眼睛,可用來偵測與辨識物體與交通號誌等。前面提到,要達到NCAP的5星評等,汽車不僅須裝有毫米波雷達,還同時須配備攝影鏡頭,使得攝影機市場也如雷達一般加速成長。 根據市調機構Stratistic MRC調查指出,全球車載攝影機市場成長率,預計將從2016年的117.6億美元成長到2023年的256.9億美元,複合年成長率為11.8%。主因在於越來越多的交通事故,驅使愈來愈多的汽車採用ADAS系統。 此外,政府政策推動也是攝影機市場向上攀升的重要推手。以台灣為例,交通部公告「道路交通安全規則」第16、39、39-1條條文及第23條條文之附件十五、第24-1條條文之附件十四修正草案指出,自中華民國109年1月1日起,大客車與大貨車應裝設合於規定之行車視野輔助系統或以下任一裝置: 1.左右兩側視野鏡頭及可顯示車身兩側影像之車內螢幕。 2.於車輛右側裝設一個外部近側視鏡並於車輛右前側裝設雷達警示系統。 3.可顯示車輛四周影像之環景顯示系統。 瑞薩電子(Renesas)車用事業部市場行銷經理何吉哲(圖6)表示,市場成長與法規推動息息相關,目前ADAS市場成長動能多來自於消費者需求,不過,若要再進一步推動成長力道,還須仰賴政府法規的制訂;一旦法規完成後,有了強制性,市場成長速度會更快。以台灣為例,在政府規定商用車自109年起都必須加裝行車視野輔助系統之後,可想而知車用攝影機的需求會明顯增加。 圖6 瑞薩電子車用事業部市場行銷經理何吉哲指出,法規的制定,也是推動ADAS市場加速發展的因素之一。 另一方面,為確保行車安全,車用攝影機的畫質標準要求也開始提升,從720p提升到1080p。何吉哲指出,不論是商用車或是一般房車,加裝車用攝影機已成趨勢,然而,為了讓駕駛人能更了解周遭環境狀況,甚至能進一步的辨識物體,高解析度的攝影機可說是不可或缺。 假設安裝解析度太低的鏡頭,安全輔助的效果並不好,在畫面模糊的情況下還不如直接看後照鏡,如此一來便失去了原本安裝行車視野輔助系統的意義;因此,目前車廠對於攝影鏡頭的畫質要求,多是1080p。 因應此一趨勢,瑞薩備有R-Car V3M入門套件,以簡化並加速符合新車評估計劃的前置攝影鏡頭應用、環視系統,以及光達(LiDAR)的開發。 此一新入門套件是以R-Car V3M影像辨識系統晶片(SoC)作為核心,為成長中的NCAP前置攝影鏡頭市場提供了低功耗以及高性能的組合。藉由R-Car...
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AI提升硬體重要性 台灣電資人才再發威

由於看好台灣的人才潛力,Google提出「Google智慧台灣計劃」,針對人才培育提出具體方針,並且邀請多位駐英、美等國的頂尖Google AI專家,一同與參與的師生們進行深度交流。 AI帶動軟硬整合 台灣人才機會更多 Google台灣董事總經理簡立峰指出,儘管台灣的軟體人才正在增加當中,然而在過去軟體人才與硬體產業的銜接度低,因此就算台灣有強大的硬體基礎,也慢慢培養出了優秀的軟體人才,但若是沒有好的整合也是枉然。簡立峰更強調,台灣人才很多時候不知道自己有多優秀,每個國家都有不同的教育問題需要解決,在台灣,人才則是需要更多的機會、刺激與訓練。 簡立峰則指出,在人工智慧的時代將更強調軟硬體之間的整合,若是台灣想要發展更高毛利的軟體產業,應當要妥善整合優良的軟體人才與硬體產業。台灣是全球IC設計重鎮,對於身在台灣的人才而言,更應該要把握此硬體產業的優勢。 簡立峰進一步指出,軟體、硬體產業基礎與軟硬整合的生態系規畫固然重要,然而,人才是更高於軟硬體的重要資源。Google將台灣視為重要的研發基地,無非是由於這裡有優秀的人才。 台灣深厚的硬體實力眾所皆知,但軟體人才也具有很大的潛力。簡立峰表示,期盼在Google的人工智慧專家們,能與台灣優秀的人工智慧領域研究人才面對面、手把手進行知識與技術的交流,藉此提升台灣年輕人工智慧科學家的研究動能,以及與國際研究主題接軌的機會,甚至將人工智慧連結到台灣的產業鏈。 AI助力IoT拓展更快速 硬體實力重要性提升 另一方面,在物聯網技術剛開始起步時,許多台灣廠商便相當看好該趨勢為硬體產業帶來的機會,然而幾年下來似乎沒有看到任何一個廠商從中取得很大的獲利。但簡立峰認為,人工智慧就是物聯網服務中的核心,經過一段時間的發展之後,傳輸、運算等等相關技術都將陸續成熟,人工智慧將會帶動物聯網高速發展。 舉例而言,在物聯網時代,安裝電表後能夠透過各種感測設備搜集更多電器應用相關數據,然而若要將數據加以分析運用,則必須仰賴人工智慧助力。在數據經過妥善分析後,進而能夠做到用電最佳化控制,使得人類生活環境更加舒適。屆時,物聯網的推廣速度將不可同日而語,台灣廠商的硬體優勢也將得到展現的機會。 看好人才潛力 Goole來台推廣AI教育 有鑒於看好人工智慧未來發展潛力,台灣四大AI創新研究中心在2018年分別於台大、清大、交大和成大正式啟用,針對生技醫療、AI核心技術、智慧製造、智慧服務等領域執行研究發展,並且透過國際學術人才延攬與產業交流,藉此提升台灣智慧人才與產業的競爭力。期盼能持續與Google密切互動,引進更多國外的知識與應用,促進台灣AI研究發展。 Google不僅在台灣強化頂尖人工智慧科技研究的動能,也積極推動AI教育的普及化。Google已推出Google AI的全球線上資源「機器學習速成課程(Machine Learning Crash Course, MLCC)」的中文化內容,並已在5月份於台灣北、中、南各自舉辦三場Google AI教師研習營,共有180多位資訊、電機等相關領域背景的大專院校老師參與,參與的教師們可將研習營所習得的AI知識以及MLCC的免費資源帶給更多學生。透過這些具廣度的AI人才培育計畫,Google期許能提升台灣在全球人工智慧趨勢下的競爭力。 Google台灣董事總經理簡立峰指出,在台灣,人才需要更多的機會、刺激與訓練。  
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