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加快自駕腳步 現代開發全新智慧巡航控制技術
布局Level 3以上自駕車,現代汽車集團(Hyundai Motor Group)日前宣布研發首個基於機器學習的智慧定速巡航控制系統(SCC-ML),該技術會將駕駛人的行為模式納入其自動駕駛行為中,進而為駕駛人創造自定義的體驗。
現代汽車集團副總裁Woongjun Jang表示,新的SCC-ML技術改進了先前ADAS技術的智慧性,並大幅提高了半自主功能的實用性,現代汽車集團將繼續致力於創新AI技術的開發工作,以引領自動駕駛發展。
智慧巡航控制(SCC)為ADAS提供了基本的自動駕駛功能和核心技術,也就是當以駕駛員選擇的速度行駛時,可與前方車輛保持距離;而新研發的SCC-ML技術將AI和SCC結合到一個系統中,該系統可自行學習駕駛員的模式和習慣,透過機器學習,智慧巡航控制系統能以與駕駛人相同的模式自主駕駛。
另一方面,除了研發新一代智慧巡航控制系統外,現代也宣布與零件大廠Aptiv合作,投入16億美元資金創建合資企業,搶攻自駕車市場版圖。雙方共同聲明指出,此合資公司將推動SAE 4級和5級自動駕駛技術的設計、開發和商業化;該合資企業將於2020年開始測試完全無人駕駛系統(SAE 5級),並於2022年開始為機器人自動化廠商、車隊營運商和汽車製造商提供自動駕駛平台。同時,該合資公司將以韓國作為關鍵技術中心、汽車改裝基地和自動駕駛行動服務平台的試驗場域。
現代積極布局自動駕駛市場。
邊緣AI追求極致功耗/性能比 SOI製程將成重要推手
由於製程微縮導致絕緣層的厚度越來越薄,閘極漏電流成為IC設計團隊所面臨的最棘手問題之一。針對這個問題,改用絕緣層上覆矽(SOI)材料是一種有效的解決方案,但由於支持這條發展路徑的主力晶圓代工廠之一--格芯(GlobalFoundries)已經宣布停止發展先進製程,使得SOI陣營必須更努力推動生態系統的發展。作為SOI材料的發明者,法國研究機構CEA-Leti深知推動SOI生態系統健全發展的重要性,而邊緣AI的發展趨勢,將為SOI技術創造出更大的發揮空間。
CEA-Leti執行長Emmanuel Sabonnadiere(圖)表示,SOI技術有多種衍生型,從適合邏輯電路與類比電路使用的FD-SOI,到適合射頻元件使用的RF-SOI、以及專為功率半導體應用需求開發的Power-SOI, SOI材料的應用涵蓋範圍極大,並獲得意法半導體(ST)、恩智浦(NXP)、格芯和三星(Samsung)等半導體業者採用。
CEA-Leti執行長Emmanuel Sabonnadiere指出,SOI製程有許多特性,正好迎合邊緣AI應用的需求。
雖然格芯近期已宣布停止發展先進製程技術,但CEA-Leti跟SOI生態圈裡的眾多合作夥伴,還是會持續推動SOI製程微縮,並搭配其他新的技術,如嵌入式非揮發記憶體、3D整合跟新的設計工具,讓SOI繼續往前邁進。
事實上,邊緣AI晶片很適合使用SOI製程來生產,因為邊緣AI晶片對功耗/性能比的要求很高,而且常常涉及到運算跟感測器的整合,這些需求都與SOI的特性跟優勢正好一致。例如意法半導體就曾經展示過一款採用28奈米FD-SOI製程生產的神經網路加速器,其功耗/性能比達到2.9TOPS/W,比很多採用更先進製程節點的同類型晶片要來得更優異。
此外,相較於FinFET,FD-SOI有一個很重要的特色,就是可以動態調整邏輯電路的工作點,不像FinFET,在設計階段就必須在高效能跟低功耗之間做出取捨。這對於簡化類比電路設計,也能帶來很大的優勢。
不過,半導體產業終究是一個需要規模經濟來支撐的產業,如果沒有健全的生態系統,即便技術特性再優異,還是很難在商業上取得進一步成功。因此,CEA-Leti未來會跟合作夥伴推出更多配套技術,讓SOI製程的應用得以更加普及。
2019~2023年5G基地台CAGR高達61.8%
2019為5G商用元年,在美國、韓國、英國、中國大陸等國家陸續搶先啟動服務,初期將帶動第一波5G基地台、網路設備、手機及無線射頻前端等零組件市場商機。工研院產科國際所經理蘇明勇觀察,5G發展初期面臨訊號覆蓋範圍小、訊號切換不穩定、消費者體驗不佳、產品散熱處理及高頻毫米波容易被干擾等問題,如何解決成為取得市場先機必須面對的重要課題。
2019年全球5G基地台市場規模估計約22億美元,2023年將進一步成長至150億美元,年複合成長率為61.8%,5G成為全球基地台主要成長動力。工研院產科國際所認為,2019年起,各國政府陸續發放5G頻譜執照、加上5G產業鏈逐步成熟,促使各國電信業者、企業投入5G網路建置。截至2019年8月,全球32個國家中的56個電信業者已推出5G商用服務,其中推出的5G服務又以大頻寬應用為主,如高畫質影音視頻、線上遊戲、高畫質視訊通話、360度影音傳輸等。
根據Gartner報告,5G基地台在美國、南韓、英國、義大利、西班牙、日本、中國大陸等電信業者投入5G網路建置帶動下,2019年5G基地台占整體基地台市場比重將提升至8.5%;預估在更多國家發放5G頻譜帶動電信業者投入5G網路建置下,加上5G基地台建置數量是4G的1.5倍以上,預估2023年5G基地台占比(54.6%)將超過4G基地台,成為全球基地台主要成長動力。
5G手機成長動能佳 高成本恐成絆腳石
5G開台商轉風風火火,根據GSA統計,2019年全球已有296個電信業者投入5G網路建置,其中56個電信業者已經推出5G商用服務;工研院產科國際所日前舉辦「2020產業發展趨勢研討會」,會中提到截至2019年9月,市場已推出129款5G終端,包括41款5G手機、37款5G CPE/Hotspot、28款5G模組等,以最重要的5G手機為例,2020將有更多機種問世,進一步刺激5G手機的出貨量,但5G手機由於規格全面提升,關鍵零組件的成本居高不下,可能變成市場推展的一大阻力。
Samsung Galaxy S10 5G是最早上市的5G手機之一
智慧手機發展進入成熟階段,創新動能逐漸疲軟,2019年智慧手機市場受到美中貿易戰延燒及華為禁售令影響,工研院產科國際所產業分析師呂珮如表示,預期全球智慧手機出貨量約14.9億支,年成長下滑1.6%。全球智慧手機供應鏈面臨生產及銷售管理的風險,產品消費買氣受影響。另一方面,5G智慧手機動能較年初預期更樂觀,預期2019年5G智慧型手機比重上修至0.6%(原預估為0.2%),全年出貨量可達930萬支,主要購機動能湧現於南韓之特定市場。
5G通訊升級不僅顯現在行動電信與應用服務上,對智慧手機硬體也帶來改變,包含處理通訊訊號的基頻晶片、射頻前端、天線等零組件,以及在考量抗高頻傳輸損耗、降低電磁屏蔽、散熱等議題,衍生對印刷電路軟板的材質要求、對手機機殼材質的挑選限制及散熱技術的精進,種種都將隨5G導入迎來產業鏈關鍵元件的新變革,同時也將刺激新一波的零件商機。
而從目前市面上的5G手機來觀察,大部分都是各廠商的旗艦機種,許多機種產品售價超過千元美金,以平均單價而言,呂珮如指出,2019年5G手機約687美元,2020~2021年還維持在675與638美元的高檔,超過新台幣2萬元,隨著出貨量提升,2022年可望降低到534美元,2023年會進一步降低到482美元的水準。由於大部分關鍵零組件成本提升,造成5G手機單價高不可攀,是否影響接下來幾年的市場推廣,值得持續關注。
深入觀察關鍵零組件的成本,呂珮如提到,4G高階手機的射頻模組成本約19.3美元,5G的射頻模組成本約34.4美元,成本提升80%左右,尤其是濾波器從SAW濾波器換成成本較高的BAW濾波器;基頻晶片部分,5G解決方案約150美元,相較之下目前的4G解決方案都不到100美元,也有50%~100%的價差;5G手機天線數量也會大幅提升,從4G手機的4~6根增加到6~10根,同樣墊高成本;另外,5G手機散熱問題更加嚴重,散熱模組的成本將從3~5美元,增加到8~10美元。
展望未來三年,全球智慧手機市場可望因5G新機帶動出貨2~3%之年成長,而5G智慧手機預期在2020年有明顯拉貨,一則預期來自全球5G頻譜資源配置大致底定,二則從上游晶片端來看,主要手機晶片業者規劃5G SoC量產期落於2020上半年。因此,預估2020年將藉由品牌商5G新機以及電信商5G購機服務的補貼方案,可望帶來智慧手機的新動能。同時零組件與品牌業者也將持續致力5G手機成本的降低,以吸引消費者青睞。
布局5G 三星全新Exynos 990/Modem 5123亮相
三星(Samsung)宣布推出新款5G處理器Exynos 990與新款基頻晶片「5G Exynos Modem 5123」,兩款產品皆採用7奈米製程,並使用極紫外光技術提升效能,以滿足影片、5G通訊、人工智慧等應用需求。該兩款產品有望於2019年年底開始量產。
三星電子系統LSI業務總裁Inyup Kang表示,5G技術為通訊和連接開闢全新途徑,而AI有望成為全球人們的日常工具,新推出的兩款產品適用於大量5G和AI應用,以協助開發商實現更多創新應用。
據悉,Exynos 990採用Arm Mali-G77 GPU,可大幅增加遊戲和圖像的效能,並提升20%的能源使用效率。至於在CPU部分,則是搭載兩個三星自行研發的Exynos M5核心、兩顆Cortex A76核心,以及四個Cortex A55核心,讓Exynos 990性能和上一代相比增加了20%。
此外,該產品還具備雙核神經處理單元(NPU)和經過優化的數位訊號處理器(DSP),使其運算能力可以達到可以達到10 TOPs。NPU可使智慧手機或是其他行動平台直接進行邊緣運算,而不須透過網路和伺服器進行處理,以提高效率和安全性,同時也有助於強化AI應用,例如臉部辨識和場景檢測,以提供更豐富的行動裝置使用體驗。
至於另一款基頻晶片5G Exynos Modem 5123,同樣也是採用7奈米製程,且幾乎可支援2G~5G所有頻段。其中在5G Sub-6GHz頻段,其下載速率可以達到 5.1Gbps,而在毫米波頻段時,下載速率則可以達到7.35Gbps;至於在4G頻段時,下載速度則可以達到3.0Gbps。
三星全新5G處理器和基頻晶片亮相。
需求不振/高度競爭 全球照明LED封裝市場陷衰退
根據TrendForce LED研究(LEDinside)調查報告指出,受到總體經濟環境低迷以及照明LED封裝產品單價下跌等主要因素影響,全球照明LED封裝市場產值預計將持續下滑,2023年達到62.76億美元,2018~2023年CAGR為-3%。
TrendForce表示,由於中國國產的MOCVD機台大量普及,再加上中國地方政府補貼的助推下,中國的LED晶片新增產能持續投放,使得LED晶片價格陷入惡性競爭。特別是照明用LED晶片市場,廠商幾乎很難盈利。
此外,從總體經濟環境來看,中美貿易戰談判進展並不順利,美國對中國課徵25%關稅已成既定事實,且LED球泡燈也涵蓋在關稅清單中,將導致中國照明產品對美出口金額減少。其中,影響最嚴重的是高度依賴美國市場的照明出口企業,以及部分跨國照明企業的代工廠。儘管一部分訂單開始向越南、泰國等東南亞國家轉移,然而當地產業鏈並不完備,整體生產成本高於中國,短期內難以承接來自中國的產能轉移。因此北美市場的燈具和照明產品進口成本拉高,影響市場需求,而北美是全球最大的照明產品需求市場,連帶衝擊全球照明產業成長動能。
在上游市場低迷與終端需求不振的夾擊下,2019年第三季照明LED封裝產品均價持續下跌,跌幅約在1%~6%,其中0.2W及0.5W 2835 LED產品分別下跌6%和5%,跌幅最為顯著。
TrendForce也觀察到,由於照明品牌廠商持續精簡成本,導致封裝廠商對壓低物料成本的要求變得更迫切,因此能夠降低驅動電源成本的高壓LED方案逐漸普及,應用範圍也擴大。目前高壓LED方案主要採用9V(100mA)~18V(50mA),透過降低電流來壓縮電源內的電容元件成本。同時,該技術方案的崛起也取代原本中低功率LED的市場地位,預期照明燈具中的LED使用顆數將會減少。
攜手紅帽/Ericsson NVIDIA跨足5G市場
NVIDIA正式跨足5G應用市場,於近期宣布與愛立信(Ericsson)、紅帽(Red Hat)兩大巨頭合作。NVIDAI和Ericsson不僅將共同開發多項技術,讓電信營運商打造高效能、高效率且完全虛擬化的5G無線接取網路(Radio Access Networks, RANs);同時也透過與紅帽的合作,為電信業帶來高效能、軟體定義的5G RAN。
NVIDIA 創辦人暨執行長黃仁勳表示,目前各家電信業者正積極探索各種替代技術以及RAN架構,以因應市場對於推動虛擬化日漸升高的意願,並確保提供最好的使用者體驗;同時,虛擬化的網路能讓業者更快且更有彈性地推出各種新型態的人工智慧(AI)與物聯網(IoT)服務。
NVIDIA與Ericsson、紅帽合作發展5G應用。
不過,與傳統打造 RAN 的方式相比,現今業界面臨的一大挑戰在於如何透過減少成本、空間以及能源的方式,虛擬化整個RAN網路。為此,Ericsson與NVIDIA將結合雙方的優勢,像是Ericsson在RAN的專業技術、NVIDIA在GPU加速運算平台、AI與超級運算領域的優勢,共同克服這些挑戰。
Ericsson與NVIDIA的最終目標是將虛擬化RAN技術商用化,協助用戶推出各種具彈性的無線網路,並加速推出如擴增實境(AR)、虛擬實境(VR)以及遊戲等新服務。
至於與紅帽的合作,主要目的在於為電信業帶來高效能、軟體定義的5G RAN。紅帽總裁暨執行長Jim Whitehurst指出,下個世代的行動網路,不會由不具彈性或獨門的解決方案所定義,它將創建在開放的雲端原生技術上。我們認為電信業者的邊緣運行標準化的軟體,具有極大優勢,並可透過可動態擴充的服務,擔負起各式各樣的全新工作負荷。
黃仁勳則說明,該公司將協助電信業者過渡轉至具備可運行各種由軟體定義之邊緣工作負載的5G網路。合作初期,將聚焦於5G無線接取網路,目標是要讓存取電信業者邊緣的人工智慧賦能應用,更加方便可及。
紅帽OpenShift將提供企業級、生產就緒的Kubernetes,以便管理Aerial 5G RAN、容量網路功能以及其它新的邊緣服務,並使它們自動化。這將協助電信業者以所需的規模,部署與管理現代化的架構。而NVIDIA則透過NVIDIA Aerial,讓供應商打造與推出高效能、軟體定義的5G無線RAN。
智慧門鈴帶動智慧家庭影像感測應用
根據產業研究機構Strategy Analytics研究指出,2019年全球消費者將在智慧家庭攝影機(包括視訊門鈴)上花費近80億美元,並且到2023年的年複合成長率將達14%,規模近130億美元。 Strategy Analytics預測,到2023年,全球消費者的攝影模組銷量將激增至超過1.11億台,年複合成長率為19.8%,將是2019年總量的近三倍。
2013~2023年智慧家庭社影機市場發展趨勢 資料來源:Strategy Analytics(09/2019)
Strategy Analytics的Smart Home Strategies(SHS)研究服務報告分析了在購買價格下降和對視訊門鈴需求增加的情況下,到2023年影像感測模組和消費者支出的成長率將如何加速。此外,來自Wyze、小米、Kasa Smart、Ring、EZVIZ、Zmodo以及數十個中國品牌的入門級和中階影像感測模組將推動攝影機銷售。室內和室外攝影機的消費者支出成長將受到美國交互式安全公司(如Alarm.com、ADT和Vivint)以及消費性產品供應商Ring、Nest和Arlo提供的價格超過100美元的高階攝影機的推動。
智慧門鈴帶動影像感測器的需求
Strategy Analytics預測,從2019~2023年,消費者在視訊門鈴上的支出成長將是所有攝影機類別中最高的。在過去的兩年中,視訊門鈴製造商顯著成長,EZVIZ、Zmodo、Eufy、Remo +和SimpliSafe進入市場,與Ring、Skybell、Nest和Vivint競爭。
視訊門鈴重要效持續提升,智慧家庭設備廠商將發現視訊門鈴是幫助消費者將其帶入各自智慧家庭生態系統並刺激購買更多攝影機的關鍵要素。
Gartner:聯網汽車將在2023年成為5G最大市場
國際研究暨顧問機構Gartner預測,未來三年戶外監視攝影機將成為全球5G物聯網(IoT)解決方案最大市場,在2020年時達到5G物聯網端點裝機總數70%。就數量而言,2020、2021和2022年將分別為250萬、620萬和1,120萬台,不過到了2023年時將被聯網汽車超越,萎縮至市場的32%。
Gartner資深研究總監Stephanie Baghdassarian表示,戶外監視攝影機除了用於城市部署外,也能確保建築物安全、偵測入侵者;由於它們往往位於室外、橫跨城市不同角落,且需要蜂巢式聯網功能,因此市場商機最為龐大,相關投資應著重戶外監視攝影機、聯網汽車、政府及人身安全等項目。
5G開啟了全新的企業市場商機,因此當通訊服務供應商(CSP)評估各式使用情境時,須以打造物聯網解決方案做為投資優先順位;而Gartner預測2020~2021年間,5G物聯網端點裝機量將超過三倍,由350萬台增至1,130萬台;到了2023年,裝機量甚至將近4,900萬台。
不過,此一市場趨勢到了2023年將有明顯轉變。Gartner指出,2023年時,汽車業將成為5G物聯網解決方案最大市場商機,占比為53%,其中嵌入式聯網汽車模組是5G的主要使用案例。2023年時,商用及消費性市場的聯網汽車嵌入式端點裝機量將達到1,910萬台,整體汽車業5G端點數量則為2,590萬台。
戶外監控市場將在2023年被聯網汽車超越。
Baghdassarian認為,聯網汽車內嵌入式5G連線裝置的潛在市場,成長速度已超過整體5G物聯網。商用及消費性聯網汽車的嵌入式5G端點,在2020年將占所有5G端點裝機量11%,2023年底可望達39%。
此外,可主動連接5G服務的5G聯網汽車,市占率將從2020年的15%增加到2023年的74%,並於2028年達到94%,屆時5G技術將用於蜂巢式車聯網(V2X)通訊,使用者不僅可以在汽車內部傳送和接收訊息,亦能在車輛、基礎設施、行人、單車騎士等個體間進行溝通。可主動連線5G服務的聯網汽車,最終有望協助維持交通順暢並提升道路安全。
Baghdassarian說明,長期來看,汽車業將成為物聯網端點和5G物聯網最大宗的使用案例,建議欲進入5G物聯網市場的通訊服務供應商,在投資時須將汽車業放在首位,著重尋找了解產業的人才,並透過結盟推動市場向前邁進。
Level 3瓶頸難突破 Level 4成自駕發展新選項
在Level 2的自動駕駛輔助(ADAS)技術逐漸成熟後,眾多國際車廠持續精進自駕系統效能,期早日實現自動駕駛願景。然而,在L3自動駕駛車輛定義難明的情況下,Level 4自動駕駛車輛由於定義較明確,且多在限定區域內行駛,環境較為單純,對於車廠、新創及系統/車用電子元件等業者而言有更多的發展誘因,也因此,Level 4的自動駕駛車輛從2018年下半年開始不斷浮現,且已有些許業者開始推動試營運的商用服務(如接駁、運貨等),換言之,自動駕駛市場除了原有的一般房車之外,以營運服務為主的Level 4車輛,也成為新的發展目標,且發展腳步相當迅速。
根據國際自動機工程師學會(SAE)J3016標準,Level 3的定義為:「由自動駕駛系統進行所有的駕駛與操控。系統提出操作判斷要求時,駕駛人必須適當地回應」。
對此,工研院資訊與通訊研究所車載資通訊與控制系統組組長李夏新指出,可想而知,到了Level 3的時候,車子勢將會有更高的自駕程度、也會有更多的自駕時間。但是,當自駕車判斷有狀況無法自行處理時,便會警告駕駛,請駕駛接手,而駕駛必須在收到警告後,即時或是有足夠的時間接手以避免危險狀況,這也就是定義中所說的「統提出操作判斷要求時,駕駛人必須適當地回應」。但什麼叫做「適當地回應」,卻成為Level 3發展的一大棘手問題。
工研院資訊與通訊研究所車載資通訊與控制系統組組長李夏新。
李夏新進一步說明,何謂適當地回應,是一個很難界定的定義,說的白話一點,就是在駕駛人在收到系統警告時,要有足夠的時間可以接手方向盤,且在這途中還不能出事;而究竟多長的時間才能稱作足夠?是5秒、6秒甚至是10秒?這到目前沒有一個共通的標準,且也很難立下標準,因為每個駕駛人在啟動自駕功能時所做的事情都不一樣,所需的反應時間也不一。也因此,Level 3對於車廠、系統業者或汽車元件供應商而言成了一大挑戰,且關鍵不在於技術,而是在於如何實現SAE對Level 3的定義,因為這牽涉到了責任歸屬的問題,當真的出事了,該負責的究竟是車輛沒有給駕駛足夠的反應時間,還是駕駛自己沒有在時間內反應過來。
相較於Level 3,SAE對Level 4自動駕駛的定義則為:「由自動駕駛系統進行所有的駕駛與操控;系統提出操作判斷要求時,駕駛人不一定需要回應。受限於道路及環境條件」。李夏新指出,Level 4自駕車基本上就不需要人介入,且從定義上來看,必須要在「限定區域/路線」運行(例如公車行駛路線較固定或是有專用道),簡單來說,Level 4車輛的行駛區域較為單純,對於環境掌握較為精準,意味著出意外的機率較小,因此發展反而較Level 3容易,而這也是為何開始有些車廠在實現Level 2之後,直接發展Level 4,或是新創業者都直接從Level 4切入的主要原因,而這也使得自動駕駛產業開始出現有別於傳統賣車的銷售思維及營運模式,也就是以「服務」為導向,像是巴士接駁、無人計程車隊等。












