根据研调机构 Semicast Research 统计，2014 年「原装」(OE) 车用半导体市场总产值为 294 亿美元，前五大供货商分别为：瑞萨 (Renesas)、英飞凌 (Infineon)、意法半导体 (STMicroelectronics，ST)、飞思卡尔 (Freescale) 及恩智浦 (NXP)，共囊括 40% 的市场，其余 60% 由众多厂商分食。其中，只有博世 (Robert Bosch) 和德州仪器 (TI) 能攫取超过 5% 的市占率，大者恒大态势明显。去年 NXP 合并 Freesacle 后，可望成为全世界最大车用半导体厂；若以 2014 年数据简单加总推估，将以 13.4% 市占率一举超越群雄。
表：2014年原装车用半导体供货商排名
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排名 |
厂商 |
市占率 |
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1 |
Renesas Electronics |
10.3% |
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2 |
Infineon Technologies |
9.2% (8.7%) |
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3 |
STMicroelectronics |
7.3% (7.2%) |
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4 |
Freescale Semiconductor |
7.1% (6.8%) |
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5 |
NXP Semiconductor |
6.3% (6.0%) |
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Top 5 Total |
40.2% (39.4%) |
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Others |
59.8% (60.6%) |
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2014 Market Size |
USD 29.4 billion |
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数据源：Semicast Research
另一家市调公司 Reportbuyer 则在今年 3 月抢先出炉 2015 年车用半导体的市场估值，显示去年仍维持上升趋势、产值达 296 亿美元，惟成长幅度略下修至 5.7%，原因在于：1. 全球性通货紧缩导致日圆及欧元对美元汇率大幅贬值；2. 身为全球最大汽车市场的中国，成长动力有趋缓现象 (2015 年中国汽车市场预估仅微升 1%，今年可望回温至 2%)。与此同时，智能车的蔚为风潮，也为半导体及汽车电子带来新一波商机。然众所周知，汽车的产业生态十分封闭，有心进军车电领域的系统商，开发产品时需留意什么？且听前三大车用半导体领导厂商 (排除合并效应)——瑞萨、英飞凌和 ST 细说分明。
瑞萨：不同安全等级，车规验证及效能匹配落差大
Reportbuyer 进一步指出，2015 年微控制器 (MCU)、数字信号处理器 (DSP) 和绘图处理器 (GPU) 等车用处理器市场规模约 70 亿美元，其中，整体 MCU 市场由瑞萨抡元近 40% 份额。受惠于日本汽车产业的活跃，加上挟着日立制作所与三菱电机半导体事业部的扎实底蕴，瑞萨能笑傲车用半导体领域并不意外。该公司汽车应用营销部主任黄源旗表示，投入车电产品最难的部分在于获得车厂认证及采用时程极长，且须履行的保证条件既多且严；以传动轴为例，须经三个寒暑的冷热交替考验。
Reportbuyer 进一步指出，2015 年微控制器 (MCU)、数字信号处理器 (DSP) 和绘图处理器 (GPU) 等车用处理器市场规模约 70 亿美元，其中，整体 MCU 市场由瑞萨抡元近 40% 份额。受惠于日本汽车产业的活跃，加上挟着日立制作所与三菱电机半导体事业部的扎实底蕴，瑞萨能笑傲车用半导体领域并不意外。该公司汽车应用营销部主任黄源旗表示，投入车电产品最难的部分在于获得车厂认证及采用时程极长，且须履行的保证条件既多且严；以传动轴为例，须经三个寒暑的冷热交替考验。
照片人物: 台湾瑞萨电子汽车应用营销部主任黄源旗
黄源旗透露，欧系车厂零部件多走专精化路线——由同一群供货商出货给不同车厂，日系则偏爱「集团化」方式，每家车厂多有固定配合厂商、甚至直接转投资子公司自己生产；不过好消息是：一阶 (Tier 1) 系统厂也希望源头能有更多选择，新进业者也非全然无机会；一旦顺利入选，产品的生命周期与获利会相对稳定。他并提到，车厂的惯例是三年一小改、五年才有一次大改款，同一条产线，可能横跨好几个世代车款，不像消费电子如此变幻莫测，但也代表业者要做出的「品保」(guarantee) 要更深远。
图1：瑞萨车用产品一览
再者，若还要顾及 ISO26262 等安全规范，单是流程导入就须花费半年至一年，到真正以电子控制单元 (ECU) 实现，最长还得再耗上两年时间，而后续各项验证费用也是不小的负担；之后往上跳一级费用就会翻倍，开发者须有完善的规划及准备。为迎合不同产品等级的开发偏好，瑞萨提供 RH850 (32位) / RL78 (16位) MCU、R-Car 系列单芯片 (SoC)，以及多款模拟和功率组件供选择，可广泛应用在：动力传动机构、底盘安全、安全气囊、车身、汽车音频及仪表总成系统。
黄源旗说明，现在一辆车约有 60～70 颗 MCU，高阶车款动辄上百颗实属平常；选择适当的组件能降低故障率，而 I/O 控制器的功耗要够低，否则电瓶很快就会没电。有鉴于电子辅助转向系统 (EPS)、煞车系统及底盘系统特别重视高故障侦测率及短控制周期，主控端须保留 20% 效能做「自我诊断」；瑞萨 RH850整合错误检查与修正 (ECC) 功能，CPU采用锁步 (Lockstep) 系统，以两个 CPU 核心执行相同软件，再比较结果以侦测并修正错误。它采用 40 奈米制程、大幅降低功耗，支持单核／双核／多核架构以及「安全硬件扩展」(SHE)／「硬件安全模块」(HSM)，以因应 ISO 26262 ASIL A 到 ASIL D 所需；其独家金属氮氧硅 (MONOS) 结构，则可加速读取数据。
图2:16位 RL78 只需一颗柠檬的微电量即可驱动，足以应付车窗、雨刷等车边控制所需
ST：借力龙头大厂，共生共荣
在谈 ISO-26262 安全标准前，通过美国汽车电子协会 (AEC) 针对 MCU、IC 等主动零件的质量可靠度所制订之 AEC-Q100 考核，可谓是基本入场券 (被动组件另有 AEC-Q200 规范)。ST 大中华暨南亚区汽车产品事业体营销经理王建田强调，包括 ST 在内的车用半导体供货商一定都会通过 AECQ-100 认证，采购这些合格组件，在日后将设计产品送验时较有保障；有些开发商为了省成本，可能会采用非车规组件，然后在产品设计完成之后再以「模块」形式申请认证，其实并非良策，可能因组件不够稳定而增加失败率。
在谈 ISO-26262 安全标准前，通过美国汽车电子协会 (AEC) 针对 MCU、IC 等主动零件的质量可靠度所制订之 AEC-Q100 考核，可谓是基本入场券 (被动组件另有 AEC-Q200 规范)。ST 大中华暨南亚区汽车产品事业体营销经理王建田强调，包括 ST 在内的车用半导体供货商一定都会通过 AECQ-100 认证，采购这些合格组件，在日后将设计产品送验时较有保障；有些开发商为了省成本，可能会采用非车规组件，然后在产品设计完成之后再以「模块」形式申请认证，其实并非良策，可能因组件不够稳定而增加失败率。
王建田表示，ST 在引擎、电池、煞车、主动安全、车灯及车边控制皆执牛耳，公司营收有 70% 由动力系统贡献，其余 30% 来自于车载娱乐系统；且向来与汽车生态圈的成员交好，现今全球前十大车厂皆有采用 ST 芯片。他透露，与车厂的合作首重信任，ST 凭借在车用领域耕耘近三十年的深厚关系，能协助扶植优秀的开发商、将其引荐给车厂或 Tier 1 伙伴；回想当初先进驾驶辅助系统 (ADAS) 知名大厂 Mobileye 就是一开始便主动找 ST 合作，共同携手与车厂商谈视觉 ADAS 发展规格。
照片人物：ST 大中华暨南亚区汽车产品事业体营销经理王建田
之后双方持续深化合作开发EyeQ视觉驾驶辅助系统，现已发展至第三代，具有车道偏离辅助预警 (LDW)、主动转向头灯控制 (AHC)、交通标志辨识 (TSR)、雷达防碰撞、前车防碰撞警示 (FCW)、行人侦测及自动紧急煞车 (AEB) 功能；Volvo S60 系列轿车即撘载有 EyeQ2，而新一代处理器性能又较第二代再提升6倍、进而提高检测分辨率。EyeQ3 可从环景系统接收多任务摄影机的输出讯号，整合四个多线程 (multi-thread) MIPS32 核心和四个 Mobileye 向量微程序代码处理器 (VMP) 核心，妥善平衡「任务控制」和「数据处理」两大功能。
在车联网方面，横跨多重应用领域的 ST 亦不落人后，与同为以色列公司的 Autotalks 推出第二代 V2X 终端专用芯片组，预计于今年 design-in，在 2017 年起生产的新车导入，让车厂更易于提供 e-call 等加值服务。新款芯片组采用先进的加密引擎，所有无线网络传输的讯息均通过验证，保证所需的安全讯息全部经过加密处理，并尽可能降低越权存取 (unauthorized access) 所引起的数据管理风险，为「自动驾驶汽车」(autonomous vehicle) 铺路。王建田认为，虽然自驾车要在 2020 年前上路难度高，但随着多款概念车陆续登场，对现有汽车产业会有引领升级的示范作用，将为外围产业带来新机会。
英飞凌：顺应风向，抢赚趋势财
同样与世界级车厂有着难以言喻的默契与承诺，加计早先西门子渊源，英飞凌 (Infineon) 投入车用电子领域已逾四十年，车用产品布局分为四大类：新能源 (xEV)、先进辅助驾驶系统 (ADAS)、车联网 (IoV) 以及安全防护 (Security)。英飞凌除了在通用能源首屈一指，在新兴 48V 动力系统亦名列全球第二——油电混合动力，电流较小、可使用较细电缆而降低车辆负重；该公司安全系统市场部经理刘山表示，在节能减碳及智能汽车的驱动下，对车用电子有正面帮助；而旗下 32位多核心 AURIX 微控制器系列，能提升引擎效能并降低二氧化碳的排放。
照片人物：英飞凌安全系统市场部经理刘山
同样与世界级车厂有着难以言喻的默契与承诺，加计早先西门子渊源，英飞凌 (Infineon) 投入车用电子领域已逾四十年，车用产品布局分为四大类：新能源 (xEV)、先进辅助驾驶系统 (ADAS)、车联网 (IoV) 以及安全防护 (Security)。英飞凌除了在通用能源首屈一指，在新兴 48V 动力系统亦名列全球第二——油电混合动力，电流较小、可使用较细电缆而降低车辆负重；该公司安全系统市场部经理刘山表示，在节能减碳及智能汽车的驱动下，对车用电子有正面帮助；而旗下 32位多核心 AURIX 微控制器系列，能提升引擎效能并降低二氧化碳的排放。
照片人物：英飞凌安全系统市场部经理刘山
另一方面，美国国家公路交通安全局 (NHTSA) 规定，2018 年所有出厂新车皆须全面标配倒车影像系统；而美国主要车厂日前已自主协议从 2022 年 9 月起，在美国销售的车辆须加装自动紧急煞车系统 (AEB)。英飞凌相当看好政策推动，对 24 GHz / 77 GHz 雷达尤具激励作用；刘山说明，一般光学摄影适用于城市道路或行人低速前进，但若是高速状态下，就非仰仗雷达测距不可；但两者其实各有缺憾——雷达无法辨识颜色、物体，而光学摄影在光线过强时会反光，所以有必要混合使用、互为表里，这就是所谓「ADAS Fusion」的概念。
此外，车厂为提振或维持销量，竞相希冀获得欧盟新车安全评鉴协会 (EuroNCAP) 肯定；除力拼拿到五颗星评价，在成人／孩童乘客安全、行人保护能力以及安全辅助系统的整体评比，亦须得到最高分数，方能从其他同级距的五颗星车款脱颖而出……这些举措，加上「自动驾驶」的推波助澜，势将智能车用组件及系统的销售；而英飞凌可提供完整产品线，包括：AURIX 微控制器系列、24 GHz / 77 GHz频段的测距雷达、霍尔磁感测／3D影像等强化ADAS效能的感测组件，以及面向车电系统「可靠度」(Dependability) 的安全功率芯片。
图4:英飞凌车用组件产品线
特别一提的是，为避免汽车或应用系统遭窃、伪造和侵入，AURIX 系列均「内建」可程序化的硬件安全模块 (HSM)，采「嵌入式芯片卡」形式整合，透过加解密程序直攻 ISO26262 ASIL D 顶级安全层级；英飞凌主张，分离式硬件防护芯片设计，可有效抵御外来攻击，而具备 HSE 全硬件编码防护引擎，有助汽车 ECU 电路板的整合与防护。奥迪 (AUDI) 在2015 CES所展示的自动驾驶概念车Jack，内部 zFAS ECU 便是采用英飞凌 32位 Aurix多核心微控制器。
