汽車產業歷經百年發展,在電氣化的趨勢下迎接大規模的產業變革,台灣檢驗科技(SGS)在Computex 2024參加台灣先進車用技術發展協會(TADA)汽車科技主題館(Taiwan Automotive Tech Pavilion)展示智慧座艙和AD/ADAS產品功能模擬、驗證方案。
車輛自駕化與電動化近年同步發展,為汽車產業的發展帶來前所未有的重大變革,SGS互聯與產品事業群汽車產業服務中心總監康乃仁表示,汽車產業的革新可以用C.A.S.E.來說明,分別是:Connected連網化、Autonomous自駕、Shared & Services共享服務化與Electric電動化。
康乃仁說明,連網化就是萬物皆可連,未來新車出廠即有聯網功能,根據統計2020年只有48%的車輛具有聯網功能,但是到2030年將翻倍到96%;自駕從ADAS智駕開始,未來新車出廠配備有L2智駕或更高階的自駕功能,2020年具備L2智駕功能的車輛約占30%,但到2030年將高達79%;汽車共享服務化,以租代買,按需求租乘,減少養車費用,2020年僅有1%共享汽車,2030年將成長至26%;電動化就是全球新車出廠,電動或油電混合新能源車比重大幅提高,將從2020年的3%,成長到2030年的24%。
而隨著電子化程度的提高,1950年代,車輛僅含有1%的電子裝置,到2020年每輛車的成本中35%來自電子相關元件,2030年相關比重更成長至50%。電動化的部分,康乃仁指出,全球電動車市場規模從2022年2,550億美元,預估到2032年產值為1.7兆美元,CAGR達到23.1%;基礎建設部分,EV充電站市場規模將從2022年的465億美元成長至2030年的4,173億美元,CAGR達到31.5%。
汽車電控電子化架構EEA演變
在車輛電氣化過程中,初期1990~2015年,透過堆疊式增加電控功能,單一功能控制器無法升級,會越加越多,車輛電控也會過於複雜,導致電性不穩。車內網路是關鍵的元素,可控且極短的訊號傳輸延遲Automotive Ethernet是溝通重點,電控系統已不受限於實體ECU的物理邊界,任一功能都可能在任一個ECU實現,複雜的功能也可以由數個ECUs共同實現。簡化車電設計結構的呼聲漸起,2015~2025年,完整計畫性增加電控電子功能,並簡化電控架構為重點,半導體效能提升,可控多工且複雜的功能運算,減少電控單元,維持隱定電性,可以提升電控的可靠度。
2025~2035年,域控制架構Zonal Architecture成為主流,康乃仁提到,其優點為可有效縮短線束總長從約3公里到100公尺,輕量化上可有效減輕車重300公斤,並優化且穩定電力供應,透過軟體更新可創造軟體升級商務模式,簡化車輛製造工序,自動化生產效率提升,並簡化維修服務成本與時間,亦可打破封閉式金字塔供應鏈型態,電控電子產品會更創新更具市場競爭力。不過,發展過程亦帶來挑戰,包括:跨區域性測試涵蓋率含功能、性能、可靠、耐久、兼容、互操作等,再者,功能安全設計與驗證、資安防護設計與測試能力更加重要,最後,人車駕駛體驗UI/UX融合性與友善順暢駕駛情境等,有賴車廠投入更多心力。
電控電子化架構重組汽車供應鏈型態
而電控電子化(Electrical/Electronic Architecture, EEA)架構演進,亦重組汽車供應鏈型態,康乃仁說,傳統供應鏈有如金字塔,車廠主導產品設計開發,延伸冗長設計開發期,耗工費時低效率,新車款開發周期高達五年。新世代汽車電子供應鏈則像太陽系,每顆星(區域)都重要,區域型供應商,負責整合其他衛星,縮短產品開發期,「策略結盟」和「開放平台」將創造市場新商機。
整體而言,康乃仁強調,車輛電動化與自駕化是擋不住的趨勢,汽車產業品質基礎架構,需要專業化;台灣電子產業鏈上、下游非常完整,ICT產業有四十年雄厚基礎可與傳統車電合作,達到產業升級;台灣資通訊與汽車產業整合或聯盟可謂雙方帶來新機會;技術好壞不是產業存活的主因,車輛區域性系統穩定性、可靠度、安全性才是主因;無論電動車或是自駕車,消費者是否願意買單?取決於車輛可靠安全性,駕駛體驗友善性、人性化與便利性。
因應全球汽車產業三項的革命,康乃仁進一步說明,SGS集結集團內全球汽車產業的專業與資源,在地化服務台灣客戶需求,提升汽車產品設計品質(區域型系統)專業度與增強測試驗證的軟實力,專注開發跨區域型測試驗證技術,完善測試工程,檢驗產品功能、性能、可靠、耐久、兼容、互操作與一致性,並協助資通訊客戶轉戰汽車電子,提供汽車產業專業顧問諮商服務,最後,可依據車廠慣用的科學方法論,提升功能資訊安全的產品測試驗證涵蓋率,提供客製化的測試驗證服務。
本次在Computex 2024,SGS也展示智慧座艙和AD/ADAS產品功能模擬、驗證方案。包括:智慧座艙產品功能仿真、AD/ADAS產品功能仿真、產品驗證與驗證的理論基礎為ISO 26262/21434、產品功能模擬的方法論可以擴展到硬體生產鏈、功能特性多樣性客製化測試案例。