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第二章 產業分析

第五節 汽車電子市場結構

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汽車是耐久消耗財,使用壽命長,一般消費電子產品開發期為 3 個月,產 品壽命為 6 個月,汽車電子產品壽命週期(Cycle-Life)長,耐用性能嚴苛,

開發與驗證時間達數年,產品壽命週期則長達 10 數年。

第五節 汽車電子市場結構

一、 應用結構

按照產品的功能和應用領域,可分為動力控制產品、底盤控制與安全產品、

車身電子產品和車載電子四個細分領域。由於動力控制系統市場的主要產品 EMS 在汽車中的普及已經基本完成,在新應用和新產品還未大規模普及時,

該市場將保持相對較慢的增長速度;在 ABS(防爆死系統)和 EBD(電子 制動力分配系統)等基本底盤控制產品的普及率已經達到很高水平的狀況 下,主動安全系統的普及成為推動底盤控制與安全系統產品增長的重要因 素。在汽車娛樂系統和 GPS 產品前裝配備率的上升和車載電子後裝市場快 速發展的推動下,車載電子產品市場也得到了快速發展。

1. 動力控制系統

主要指基於汽車發動機、變速箱等動力系統的傳感器、控制系統等,通 常用於進行發動機燃燒控制,汽車尾氣循環處理(如廢氣再循環 EGR),

自動變速箱控制(自動/手自一體)。

2. 安全控制系統

分為主動安全系統與被動安全系統,主動安全控制系統是以提高汽車的 主動安全性能為主要目標的控制系統,被動安全控制系統是使車輛在事 故發生時大幅減低碰撞強度的控制系統。主動安全系統包括汽車安全駕 駛輔助系統、防爆死制動系統 ABS、制動輔助系統 BAS、驅動防滑裝置 ASR、電子制動輔助系統 EBA、電子穩定程序 ESP、車輛偏離警告系統、

碰撞規避系統、胎壓監測系統 TPMS、自動駕駛公路系統等。被動安全

預計 2012-2016E 通訊娛樂系統年複合增長率將達 10.8%,為各細分行業 中年複合增長率最快,安全控制系統年複合增長率將為 10.2%,位居第

(Micro Controller Unit,MCU)、影像與顯示器(Camera & Display)、車載機器(On Board Unit,OBU)、衛星定位、無線通訊、半導體、功率元件(Power Devices) 甚至是與車輛作無線連結的可攜式裝置等與客服中心連線,提供車輛及人員 有關潔淨、低污染、舒適、主動與被動安全、保全、緊急救援、道路指引等 功能或服務的需求,而形成綿密的汽車電子(Automotive Electronics,

Autotronics)產業供應鏈,汽車電子產品的開發與應用,為汽車產業發展帶來

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成長到 35%,2030 年預估將突破 50%的關卡。如圖 2-11 車電站汽車成本比重 圖。

圖 2- 11 車用電子佔汽車成本的比重趨勢

1. 導致產品數量與產值逐年增加的背景

(1)汽車感測器、半導體技術成熟,成本降低。

(2)車廠利用汽車電子產品增加競爭優勢,產品差異化訴求策略。

(3)藉由機械或控制電子化,改善引擎效率與降低燃油效率。

(4)消費者對車輛安全(主動、被動安全)要求意識提高。

(5)汽車無線資訊與通信需求增加。

2. 汽車電子熱門產品市場驅動因素

1. 供給面

(1) 整車廠、零組件廠、產品系統廠:整車廠、零組件廠與產品系統廠依 據產品需求,主動研發新的產品,藉以形成差異化。

(2) 加值技術應用:車輛配裝增進安全、舒適與提供資訊功能的高附加或 創新價值產品,如 ABS、車輛導航資訊、線傳控制等。

辦公室需求,包含行控中心(Call Center)的服務業者(Telematics Service Provider,TSP)車載資訊與通信(Telematics)因應而起。

(5) 影音娛樂:都會區、長途旅遊等因素導致塞車時間延長、後座乘客影 smart airbag(FMVSS 208)、E911、先進國家實施碳稅、COP3 (京都議 定書)等法規是促進汽車電子產品快速發展的重要因素。

(2) 智慧型運輸系統的實施(Intelligent Transportation System,ITS):歐洲、

美國與日本積極推展智慧型運輸系統,基礎建設普及化與先進安全車 輛,有助推展汽車動力產品。

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汽車半導體市場未來成長的驅動力來自各個國家訂定的法規、競爭與消費需 求等方面的因素,而駕駛的視聽娛樂與多媒體應用發展、汽車導航系統以及 車載控制器區域網路系統(Controller Area Network,CAN)的快速發展都將推 動汽車半導體市場發展。

隨著汽車電子控制化的普及,機械控制將逐漸被半導體元件所取代,半導體 元件技術將為汽車提供多樣化功能,如障礙物防撞檢測(縱向或橫向防撞偵 測)、車載電子設備、車載電腦(Auto PC)、遠端資訊處理系統和防盜裝置等,

未來幾年全球車載半導體市場將大幅度成長,圖2-12為車電未來複合成長 率。歐洲、北美與日本等先進國家因電子控制化比例高,汽車電子需求量大,

車載半導體與感測器市場成長明顯;新興國家車輛裝配數量低於先進國家,

汽車電子產品需求低於先進國家。

圖 2- 12 汽車電子各系統複合成長率

三、 汽車電子發展趨勢

1970 年代以前汽車零組件發展大部份以機械結構件為車輛關鍵技術發展,此 時代發展的機構設計技術,奠定日後汽車電子發展之重要基礎。後續隨著電 子化趨勢,車輛技術持續建立於傳統機械結構基礎,尤其在內燃機、底盤、

車身機構設計技術的成熟,發展出以馬達為基礎的電機電力技術,以改善內 燃機散熱效率、加強車輛自發電供電設備(直流發電機)及電動啟動引擎方式。

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1980 年代由於半導體蓬勃發展,大量的二極體、電晶體及晶片技術陸續應用 於車輛技術,順勢開啟汽車電子萌芽時代。此階段初期發展電子噴射引擎控 制、電子式空調控制及車用收音機音響等電子控制技術。由於電子控制技術 及半導體與積體電路發展迅速,汽車電子控制單元(Electronic Control Unit;

ECU)的微控制晶片由當時的 4-bit 發展至目前的 32-bit 甚至是 64-bit,透過不 斷提升運算處理速度與控制能力來達到高度智慧化車輛電子控制。不過由於 車輛大量應用電子化產品,而各汽車系統的電子控制單元的訊息均透過個別 的線束與其他電子控制單元進行點對點方式的介接,因此在車輛佈線出現了 重要議題:其一為線束佈線(Cabling)複雜,檢測維修上增加困難度;其二為 造成整車總線束的長度與重量增加,成本也隨之上升。

因此,在 1990 年代逐漸發展出車內數位控制網路技術,如:CAN、LIN、

FlexRay、MOST 等,應用環狀網路概念構成車內電子控制網路,讓系統中各 汽車電子控制單元透過網路匯流排(LAN Bus)發送或接收資料訊息,亦達成多 節點溝通能力,同時也解決傳統線束所造成的缺點。此外,在動力傳動部份,

符合省能及潔淨動力的目標,包括:複合動力、電動、氫能、生質能等環保 動力技術逐漸發展成型,而電子技術也由過去輔助的角色,逐漸成為車輛發 展的核心技術。圖 2-13 為全球車用電子發展歷程。

目前,汽車的創新 70%來源於汽車電子產品,電子產品成本占比已經從上世 紀 70 年代的 2%,成長到現在的 25%左右,未來仍將繼續提升。由於汽車技 術的發展主要圍繞汽車安全性能、舒適便捷、節能減排/動力性能這三條誅仙 進行,對應的汽車電子應用也可以分為底盤控制與安全系統、車載電子、車 身電子、動力控制系統三個方面。

1980 1990 2000 ~

~ 1970

FM Radio

資料來源:經濟部投資業務部

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調和優化,使車輛的整體系統性能水平達到最佳,保證車輛行駛的安全 性,改進汽車的操縱性,優化汽車的穩定性,提高舒適性,燃油經濟性 等。除系統性能的加強外,一體化集成可以達到降低系統總體成本或提 高汽車價值的目的。

當前最典型的的兩個集成領域在底盤一體化集成和動力傳動系統的集 成。如碰撞避免系統ACC,ESC&EPS系統的集成。該系統在應用防撞雷 達和ACC功能的基礎上發展起來,系統集成影像系統技術,識別行車 道,也可以在汽車兩側裝有雷達或其他類型的傳感器,用以探測本身車 輛與兩邊鄰近行車道上車輛/物體的距離。根據需要和道路狀況,系統通 過與ESC系統的集成,能夠實現高強度的緊急制動能力,實現防撞。這 是一個具有高度反應性的駕駛員輔助系統,智能化程度比較高。通過與 EPS系統的集成,系統能夠實現緊急換道避撞和自動超車這一更高級的 主動安全功能。當然,這一系統技術目前在國外還沒有完全成熟。

而對於未來車輛的描述,不管是每年的主要車展當中,全球各大車廠分別就其對 未來車輛展出概念車款,呈現出的想法往往超出想像。究竟車輛形貌發展到底會 朝向何種方向,日本結合產官學研各方意見調查,歸納出21世紀高度汽車社會的 發展方向,從調查結果當中可看出未來車輛的發展重點,其中包括環境保護、能 源動力、社會生活以及安全等四大方向,而其都必須透過新的電子控制技術、材 料以及生物科技整合來達成。而隨著汽車的大量應用,人們對汽車的安全性和舒 適性要求越來越高,解決這些問題,很大程度上依賴於電子技術。近十幾年來汽 車工業的技術進步很大程度上是應用電子技術,特別是應用計算機(微處理機)

和集成電路的結果。電子技術的應用已經改變了汽車的面貌,已成為影響汽車發 展的核心技術。圖2-14為車輛智慧化的未來趨勢。

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圖 2- 14 汽車智慧電子化的未來趨勢

資料來源:日本『21 世紀高度汽車社會』通產資料調查會

四、 車輛電子國際市場規模

車輛電子系統隨著在節能、智慧安全以及便利舒適等需求的驅動下,市場規 模將逐漸提升;因車輛智慧化、電動化,使得車上裝置電子化程度日益提高,

車用電子在一輛汽車中所占的比重愈來愈高,因此車用電子零組件的市場情 況與整車市場銷售情況更加密切。尤其在 2009 年受到金融風暴以及車廠相繼 破產的影響下,車輛電子市場也跟隨著車市的頹勢,較 2008 年下滑 18.5%。

經過 2009、2010 兩年的低潮,全球車用電子產品的市場呈現逐年成長的趨勢。

經過 2009、2010 兩年的低潮,全球車用電子產品的市場呈現逐年成長的趨勢。