隨著電氣化和自動駕駛等新趨勢的出現，汽車產業逐步邁向軟體定義未來的方向。開放式的基礎架構能夠建立起汽車生態系通用的架構(Non-differentiating)，並同時允許業者於此之上實現差異化。應對汽車智慧化的發展，車用半導體供應商如恩智浦半導體(NXP Semiconductors)將以平台方案(Platform)和關鍵組件(Building Block)的策略，協助車廠進行創新。
此外，車用IC供應商在技術創新時，應掌握感知(Sense)、連結(Connect)、思考(Think)、行動(Act)四大方向，同時確保深厚的防護(Safety)與安全(Security)基礎，以確保產品可靠性。因為車用IC必須事先感知到行車環境中的問題和狀況，並立即連結到相關單元和裝置，接著判斷系統需要如何回應問題，最後才是執行決策。
未來汽車設計架構，將會朝向分功能域(Domain)或分區(Zone)控制的形式，但目前不同的車廠、不同的車種，仍處於不同的開發階段，因此會有不同形式的設計架構。所以可擴充並且彈性的平台解決方案，有助於滿足不同的設計架構。
以NXP的S32系列微控制/處理器方案為例，從最高階的5nm製程到40nm製成的產品，可對應不同的應用場景和需求。如5nm的S32微處理器適用於中央控制電腦應用，16nm的S32G、S32Z、S32S/E，分別應對低延遲的通用閘道、高運算需求的區與域控制、以及硬即時控制的需求。而所有的方案都採行相似的架構，方便客戶進行升級與擴充。
數位分身即時監控汽車數據
目前的汽車可以說是一個不斷發展的子系統，通常包含不同的電子模組，有時多達100個或更多。子系統比較複雜，需要即時的虛實整合作業。透過數位分身(Digital Twin)技術，可以在雲端等虛擬環境中，建立實體系統的虛擬副本，可以用來類比真實世界的情況，並在虛擬環境中測試不同場景的應用。數位分身應用採用感測器、機器學習和人工智慧來監測和反映實際環境中的物件。每種類型的數位分身都有其獨特的功能和優勢，可以搭配使用來建立全面的汽車數位模型。
監測汽車元件是資料可用性帶來的優勢，例如追蹤電池的健康狀態(State-of-health, SoH)，對於糾正異常情況至關重要。與SoH類似，數位分身還可以用於追蹤汽車元件的剩餘使用壽命(Remaining Useful Life, RUL)。SoH有助於汽車製造商管理電池充電和零組件的熱控制等，而RUL則可以幫助保險公司評估受損車輛的價值，或提醒車主訂購新零件。例如，如果電池系統的剩餘使用壽命很短，則可更換電池並將其重新用於其他應用。
所有汽車的新興功能都需要搜集大量的資料，雖然不只是汽車產業高度依賴數位分身應用，但是目前汽車系統已經變得更加複雜，表示這項技術可以發揮更重要的作用。複雜的汽車系統不僅產生越來越多的資料，而且需要儘快對資料進行細化和傳輸，以獲得良好的性能。
車用運算走向集中化
汽車架構必須變得更加靈活，才能適應資料的雙向傳輸。具體而言，需要高性能的車載網路(IVN)，以滿足系統處理大量資料的需求。同時IVN的持續發展，與汽車朝向區域電子電氣架構遷移的趨勢相關。
區域電子電氣架構隨著電氣化和自動駕駛等新趨勢的出現，明確的發展方向是汽車產業逐步邁向軟體定義汽車，開放式的基礎架構能夠建立起汽車生態系通用的架構(Non-differentiating)，同時允許業者於此基礎之上實現差異化。汽車功能所面臨的挑戰，可以聚焦到到汽車架構的特定部分，如此就能有效解決問題。例如數位分身功能可以設置在汽車端節點附近，靠近處理器和感測器。將運算需求更集中在高效能的運算單元中，也可以位於雲端。
避免延遲和加快決策回應時間的需求，決定了數位分身應該部署的位置。相關的工具和資訊處理功能，可移植各項功能和數位分身，使系統開發人員能夠便捷地遷移各種特性。
數位分身應用普及化
整體而言，數位分身在汽車領域的應用將更加普遍，特別是隨著汽車持續數位化。數位分身有助於改進產品設計、製造流程和汽車維護，近而打造更好的產品和更高效、更可靠的汽車產業。隨著汽車產業導入虛實整合應用，即將面臨的重要挑戰之一，是滿足各種汽車流程的功能安全和網路安全要求。數位分身解決方案不僅適用於汽車，智慧工廠等工業應用同樣能夠導入，因為廠房的運行也採用相同的邏輯，都是需要感測、連結、運算與執行，像是協作機器人與智慧倉儲等。
(本文作者為恩智浦半導體執行副總裁暨車用處理事業部總經理)
