舉凡車用電子所包含的項目,涵蓋汽車產業本身核心技術,如:電控動力系統、底盤懸吊系統、安全保全系統及車身系統;及后續衍生而成的附加價值技術,如:駕駛信息系統、電子恒溫控制、駕駛者辨識系統…等。
因此,想要跨入車用電子這塊領域,除必須要了解汽車產業運作方式及產業特性外,對車用電子產品本身技術了解,熟悉產品設計更是一門必修學分。正當時序進入2006年之初,特別企劃本專題剖析2006年車用電子產品發展趨勢。
■GPS 2004發芽 2005茁壯 2006開花
導航產品是專為特定族群及專業需求,如:登山、航空、航海及軍事用途所設計的科技產品,對于車用產品多只是從AM(售后服務)市場中試探而已,新車加裝衛星導航比例不高。
根據車用導航業者指出,2004年所發表新車配有GPS車用導航比例僅在3%以下,到2005年雖然提升至5%左右,從市場普及率來看,過去兩年中車用導航市場還在起步階段。
但市場商機進入新的一年,GPS車用導航已經從高階車款蔓延至中低階入門車種,許多汽車廠商更是喊出:「高低階車款皆提供導航系統供客戶選擇」促銷口號,成為車用標準配備時機還嫌太早,但導航產品擴散到普及化將是終結果,一般導航業者保守估計2006年能達到7%,有機會上看10%,市場將會往前大大跨進一步。
另外,在汽車有限空間與資源共享原則下,導航系統與車上其它娛樂系統會逐漸走向相互整合,因此包括:音響、收音機、AV影音…等系統都將會在2006跟隨著導航興起而帶動另一波熱潮。在此系統整合趨勢下,能夠節省許多共享資源成本(儲存裝置、顯示面板及處理單元等),目前在高階市場上接受度相當高,為因應消費者這波需求,眾多汽車廠也將會提供原裝導航系統改為整合系統。
導航產品是專為特定族群及專業需求,如:登山、航空、航海及軍事用途所設計的科技產品,對于車用產品多只是從AM(售后服務)市場中試探而已,新車加裝衛星導航比例不高。
根據車用導航業者指出,2004年所發表新車配有GPS車用導航比例僅在3%以下,到2005年雖然提升至5%左右,從市場普及率來看,過去兩年中車用導航市場還在起步階段。
但市場商機進入新的一年,GPS車用導航已經從高階車款蔓延至中低階入門車種,許多汽車廠商更是喊出:「高低階車款皆提供導航系統供客戶選擇」促銷口號,成為車用標準配備時機還嫌太早,但導航產品擴散到普及化將是終結果,一般導航業者保守估計2006年能達到7%,有機會上看10%,市場將會往前大大跨進一步。
另外,在汽車有限空間與資源共享原則下,導航系統與車上其它娛樂系統會逐漸走向相互整合,因此包括:音響、收音機、AV影音…等系統都將會在2006跟隨著導航興起而帶動另一波熱潮。在此系統整合趨勢下,能夠節省許多共享資源成本(儲存裝置、顯示面板及處理單元等),目前在高階市場上接受度相當高,為因應消費者這波需求,眾多汽車廠也將會提供原裝導航系統改為整合系統。
▲臺灣車用導航廠商應該思考,除價格外,要如何在質量、穩定度方面與國外大廠相比較。(資料來源:松下電器提供)
車用導航面板價格
目前大部分全球5代以下面板廠都計畫要搶進中小尺寸面板市場,造成價格廝殺,尤其是7寸車用標準車用面板價格已在韓廠大砍價后,目前已經下殺到35美元左右。臺灣面板廠商表示,車用面板市場競爭太激烈了,加上車廠認證時間過于冗長等因素,未來除了積極成本方面努力外,同時也須創造更多差異化價值,如:觸控式面板進行整合,才能創造新的車用面板市場切入點。
GPS芯片模塊設計
就設計原理角度而言,車用GPS導航并不是一項復雜技術;但事實上,車用GPS導航系統是集GPS技術、CIS技術、通訊技術和計算機網絡技術為一體的產品。顯而易見的是,車上設備與手持式產品在先天應用環境就有所不同,應用在汽車上的產品,必須要在技術上與質量上適應車內的復雜環境。
基本上,車上電機、機械設備眾多,在設計初期就必須考量系統內干擾問題;一般的GPS芯片模塊尺寸約為25mm× 25mm×3mm左右,并有越來越小型化趨勢,在與GPS芯片組整合時,必須要能在一個更小的空間內減少系統內干擾產生;因此,在設計上必須要考慮到接地、去耦結構及屏蔽設計,滿足輸入熱背景噪音及系統內隔離度要求,降低射頻前端增益要求,提高GPS模塊線性度特性。
GPS接收器如何透過低噪音放大器(LNA)減少系統雜訊,在射頻纜線過長情況下,通常會使用到一個天線(雜訊指數:1.5dB~27dB)這組天線能防止因為纜線傳輸上的流失,而造成衛星信號信噪比下降的可能性。
應用分析
根據調查,一般消費者會愿意花多少預算來購買一臺汽車導航系統(非陽春型),答案是:5,000~8,000元;但目前車廠所加裝的GPS導航產品價格約在1萬到1.5萬元左右,與消費者購買預算還有一段距離,相信這是2005年導航產品未能提高市場占有率的一項主因。
不過,值得期待的是,目前全球汽車導航產品平均價格,正以8~10%速度穩定下降中,逐漸靠近大眾消費者理想價格。除動態導航的產品外,在市場上也多了可攜式產品與PDA整合式導航等產品,此類產品不但價格低廉,陽春型導航功能也足夠滿足駕駛者基本需求,而搶走了不少低價產品的原裝市場。
因此,在目前高不可攀的車用導航系統價格,會是導致消費者望之卻步主要因素,換句話說,在重要車用GPS零組件的成本及技術,影響到未來普及化過程。
■核心價值車用電子控制系統與安全設備
攤開車用電子市場版圖,汽車安全系統及電子式控制系統一直是過去10年來,全球汽車電子技術是快速發展的重點項目之一,這可以從14%年成長率及整車30%成本效益看出端倪,換句話說,它是汽車中主要的汽車電子產品,相信未來10年車用電子還是會以此項技術為主要發展核心。
具市場分析,全球汽車電子控制系統市場規模,2007年將接近300億美元,安全系統產品也有230億美元表現,商機之大不容輕忽;另一方面,從汽車市場發展潛力來看,主動式安全系統中安全氣囊及防抱死制動系統,將有機會成為汽車標準配備。
如何保證安全系統準確性、可靠性是汽車廠商在意的問題,更是車廠對消費者的承諾,避免事故發生顯然已在汽車產業上有著更積極的意義。因此,車用電子控制系統與安全產品將會持續受到關注,成為車用市場中的一塊瑰寶。
應用分析
電子控制及汽車安全系統相關產品,是汽車廠眼中重視的電子零組件元件,也是車用電子真正核心價值所在,廠商若想分食龐大商機,就得先通過嚴格車廠認證,這對急于進入此領域的臺灣廠商來說,簡直是難上加難,至少在這3~5年間想要進入此領域機會幾乎是「零」。
這是因為這類系統產品跟汽車本身關聯性過高,包括:引擎系統、控制系統、車身系統…等,即便是不在車廠供應鏈中的電子廠商,在3~5年間開發出一套產品,再以流血價格在市場上競爭,也難在經過嚴格驗證把關后,還能得到車廠青睞。
另外,歐美日等車用電子廠商百年來相互默許的供應鏈合作模式,絕非短短幾年間就能找到新廠商替代,若要和國際車用電子廠商來個硬碰硬,成功機會將微乎其微,這將是許多臺灣科技廠商想切入汽車電子核心價值鏈中,卻苦無著力點的新領域。
■LED顯示、照明設備 車廠要求更高
市場預估,2006年車用LED市場,逐漸從歐系車款及高階車種市場,擴散至全球及中低檔車款,市場效益將會達到6.5億美元,藉時車用LED將會超過50億顆需求,應用市場潛力驚人。
因此,臺灣LED廠商對汽車應用市場上有著不小期待,這是因為有越來越多汽車廠開始采用LED,借以降低維護成本及節省車上電源。值得注意的是,2005年后,當LED在手機應用產值將不再大幅成長之時,汽車市場將會取而代之,預估2006年起LED在汽車市場產值將快速提升,車內應用會在手持式設備之后,成為第2大LED應用市場。
以目前車用LED應用市場狀況來看,臺灣LED廠商雖然只能藉由汽車零件供應商,如:導航、影音設備、儀表板…等廠商手中獲得訂單,不同于國外LED廠直接對應到汽車廠供應鏈模式,盡管目前日本及歐美LED廠商在車用LED市場中還占有較大優勢,不過,以目前臺商對于LED技術能力的研發及投入,加上臺灣半導體照明技術推波助瀾,汽車廠商將尋找降低采購成本和通過尋找其它供應商降低風險,可以預見LED廠商會在車用LED這方面也很大增長。
為了加速車用LED產業發展,一方面LED研發及生產單位必須要與汽車廠密切配合,另一方面,也要強力遏止在價格上的惡質競爭。
應用分析
LED興起之初,便有人突發奇想的將LED切入車用市場,但因為當時成本考量、質量優劣及亮度不足等問題,未能到市場重視,過去汽車照明是以白熾燈光源為主要標準,而此標準在過去2年中受到LED嚴峻挑戰。
汽車用LED可分為車內與車外兩大類,車內LED主要是應用在儀表板總成指示燈背光顯示等方面,技術特性與手機、PDA等消費產品相類似,但對LED角度、色差、亮度、電流等光學、電學性能一致性和可靠性要求更高。車外LED主要是應用在制動燈、前轉向燈、后轉向燈、側轉向燈、后霧燈和倒車燈方面。
以LED光源替代白熾燈的LED汽車燈具,主要是參照白熾燈光源標準加以改良后設計,其擴散光源是以LED陣列方式照明。因此,LED汽車照明設計是一套全新方式,主要是利用LED光源的單色性,不加濾色片直接選用不同波長的高效LED元件設計,來能滿足汽車照明要求。
對于LED用于車內,針對元件本身特性汽車廠有許多要求:在應用環境溫度方面,LED必須要在小的耗電量中還能發揮功效,工作溫度必須在-40℃至125℃間,在經過直流電1,000小時點亮后,LED元件的發光強度衰減程度要小于20%。另外,就是LED電學、光學參數…等穩定性要高,照明及顯示的色度一致性要高,不能有色差的情形發生。
■車用通訊系統 藍牙標準模糊不定
在幾年前,藍牙挾著「科技新知」的威名,打響了名號,但隨即沉寂一段時日,而隨著技術步入成熟階段,人們使用習慣養成后,內建藍牙傳輸手機、PAD、筆記型計算機等產品普及化,藍牙產品、周邊配備及各項傳輸數碼產品,在2004年異軍突起。
因此汽車廠也逐漸感受到藍牙通訊裝置的重要性,紛紛在百萬級以上高階車款將藍牙納為標準配備。一般說來,此種汽車上所搭載的藍牙設備可分為「車機」及「車用藍牙通訊設備」兩大類。
前兩年的日本汽車市場已經認知藍牙技術將可為汽車帶來信息、語音傳輸上的便利性,Nissan及Mitsubishi已經運用藍牙技術,將駕駛信息、通訊系統及影音娛樂系統,結合行動電話,使車內成為完整的個人網絡系統。
一般來說,藍牙傳輸范圍約在10公尺內短程傳輸,這種距離很適合使用在車內,可取代傳統遙控器進行遙控車門,實現遙控點火等功能,未來藍牙技術的應用將與車內系統更緊密結合。雖然過去紅外線技術也具有這項功能,但藍牙技術卻能提供較長傳輸距離,不同于紅外線傳輸只局限在視線范圍內的直線傳輸限制。
應用分析
藍牙在車用系統中的全面應用需要解決硬件和軟件方面的問題。硬件部份,包括藍牙射頻和基帶方面,工作溫度范圍、可靠性和價格都是廠商在設計硬件前,必須要納入考量的重點,而串起車上各類電子系統的重責大任就落在軟件身上。
手機作為藍牙在進入車用系統中的步墊腳石,已經有許多應用標準獲得手機大廠的支持;不過,相信在藍牙被大量應用在車上后,后續將出現「系統設計」及「整合性」等問題。
但藍牙并非是因為汽車產業而生,當廠商導入藍牙規格時,必須進行額外的設計及考量,這將會是增加藍牙技術在汽車應用發展所需的時間。目前看來,除了SIG(Bluetooth Special Interest Group;SIG)開始制定一些車用藍牙規范外,還沒有一個強而有力的組織在制定其標準,讓大部分藍牙廠商只能跟著汽車廠腳步而有所動作。
藍牙技術應用在汽車上已是不容質疑,但真正解決方案在于藍牙系統與車用其它通訊系統間共通性及協同性等問題。另外,就是藍牙優越性在其它車用電子設備中能有多大的效益。
在汽車電子系統中,電子產品應用互換性相當重要,就目前看來,藍牙技術是眾多無線傳輸技術中,是被汽車廠商所期待,不過,在汽車廠商及藍牙標準制定單位,尚未訂出一套完整的標準前,想要進入車用的藍牙廠商還是要以汽車廠所提出的規范為主。