进来普遍获得调研机构、媒体青睐的车用电子产品，被不少分析师拿来与3C(Computer、Consumer、Communication)并列为第4C(Car)，并对其成长持有相当乐观的看法，甚至认为汽车电子将成为驱动电子产业未来几年成长的主要动力来源之一。
也正是因为各方普遍看好汽车电子市场未来的成长潜能，使得各器件供货商纷纷推出对应的解决方案。不仅是将汽车电子市场视为固有疆土的MCU厂商积极推出新产品巩固地盘，CPLD、FPGA等硬件可编程方案的供货商也纷纷对汽车电子展现出浓厚兴趣。
汽车电子器件可编程特性需求存在已久
其实，汽车电子并不是最近才有的产业。从引擎控制、刹车系统、溃缩式方向盘、到电动车窗、电动后照镜、汽车音响等等，高度电子化的各种汽车早就已经穿梭在大街小巷。特别是在引擎控制单元(Engine Control Unit, ECU)这个部分，自从多点喷射引擎在10多年前成为市场主流之后，就已经改采微电脑来进行燃油的喷射控制，而所谓的微电脑，其实就是软件可编程的MCU。
除了ECU之外，自排变速箱、电子刹车系统、溃缩式方向盘、安全气囊等人身安全系统，也都可以看到MCU的身影。换言之，在今日以信息娱乐为主轴的新型态汽车电子出现之前，各种MCU早就已经悄悄占据了汽车中的各个环节。
车厂乐于采用MCU，而非ASIC解决方案的原因何在？答案之一是可编程性。汽车的售后服务可能是一个关键的因素。一辆汽车的生命周期超过10年，在这一段漫长的时间中，一定程度的升级，甚至法令规范的改变，都可能为已经售出的产品带来现场升级的需求。采用ASIC进行设计固然有成本相对低廉的优势，但万一遇到需要升级的情况，以ASIC器件组成的系统就只能以更换模块的方式来进行升级。
至于另一个让车厂大量采用MCU的原因，则是产品成熟可靠。MCU发展至今已经有超过30年的历史，且除了汽车之外，各种工业控制应用也少不了MCU的存在。有其它产业的应用前例可循，对于行事风格相对保守的汽车产业而言犹如一剂定心丸。事实上，即便是MCU，要进入汽车产业也得花不少时间去进行ISO、AEC、TS等认证。也因为如此，虽然MCU市场供货商众多，但能提供车用解决方案的厂商并不多，举其知名者，例如飞思卡尔、英飞凌、Microchip、飞利浦、瑞萨、意法等大厂。
PLD成为车用可编程方案的后起之秀
由于汽车制造商需要具备设计弹性来应付频繁的车款改版，甚至需要一定程度的现场可编程性来降低汽车售后服务所需的成本，因此给了PLD切入市场的机会点。
环顾PLD产业，目前在汽车电子方面几乎各家供货商都有解决方案上市，且各自特色与目标市场，且看以下的整理报导。
● Actel：稳定可靠的解决方案是汽车电子最重要的需求
汽车对于电子器件而言其实是相当恶劣的工作环境。举凡温度变化、引擎震动、灰尘等等因素，都会对电子器件或系统的寿命与可靠度带来负面影响。在这类恶劣的应用环境中，Flash或是反熔丝技术的稳定性在许多学术研究单位的研究调查中，都胜过以SRAM为基础的各种PLD解决方案。事实上，以Flash与反熔丝技术为基础的PLD，一直都是军用、航天等极端应用客户的主要选择之一，也造就了以这两项技术独步于PLD业界的Actel在此类应用产品中的市场定位。
Actel半导体产品营销经理Martin Mason表示，汽车应用其实就像其它极端环境的应用一样，对产品的稳定可靠极为重视。具备高度可靠性的器件是确保当今汽车系统各个功能都操作正常的关键。尽管该领域已有显著的进步，但仍然存在许多工程上的权衡问题未有深入了解，这些都应列入先进数字电路的选择考虑中。在选择FPGA时，对其基础技术作出评估非常重要，因为器件的技术基础对于汽车应用中FPGA的可靠性和适应性影响重大。
例如，以 Flash和反熔丝为基础的非挥发性FPGA就比以SRAM为基础的FPGA有两大根本性的质量优势。前者的功耗非常低，有助于减少以SRAM为基础FPGA器件的电子漂移和散热引起的可靠性问题。此外，SRAM FPGA器件的功耗和散热大，会大幅缩短次微米级半导体器件的寿命。
此外非挥发性FPGA也不会出现因中子和阿尔法粒子诱发的 SRAM扰乱问题，即固件错误。这些扰乱会导致FIT故障率 (109小时内出现的失效次数)升高，而这个量级的故障率已超出业界的规范标准。如果能够使用像Actel 这样以提供任务关键产品（mission critical）见称的FPGA供货商的器件，其优势当然不言而喻，Actel且已致力于保证器件在极端环境条件下运行的高性能和高可靠性。
IP保障能力重要性提升
随着汽车电子越来越复杂，以及FPGA的使用越来越广泛，FPGA的设计价值也越来越高。盗取知识产权 (IP) 和篡改FPGA设计已对汽车产业构成了重大的威胁。正当SRAM FPGA一般被认为很容易被篡改，所需的专业技术和设备要求也很低时，非挥发性FPGA (如由Actel提供) 却可以提供比它们想要取代的ASIC技术更加安全、防篡改能力更强的保障。设计篡改可能包括更改引擎控制设置，这会对汽车的安全性及保修构成严重的后果。因此，设计人员在选择FPGA时应考虑器件对整体系统成本的影响，同时又能提供更高的整体设计安全性。
与此同时，如果车载信息通信系统要被用作面向某种付费服务 (如卫星无线电和定位服务) 的经授权装置时，那么这个系统也极可能受到攻击，而这也是系统设计人员特别担心的问题。管理网关访问控制和用户身份认证的系统一旦在签权功能上失效，将成为昂贵的卫星网络或其它成本不菲的无线通信基础设施的一个巨大漏洞。这是高智能黑客攻击低价器件而导致通信网路签权失守的情况。更重要的是，那些以付费服务作为收入来源的系统将彻底失效，导致收入损失，甚至最终企业倒闭。
● 整合可编程混合信号数组的MCU─Cypress PSoC
长期以来，PLD所强调的可编程能力一直局限在数字电路的部分，在模拟方面，不是透过外加的分立式器件，就是PLD供货商在解决方案中嵌入实体化的模拟或混合信号电路。同样的，即便是目前在车用市场占据主流地位的MCU，也往往仅提供给用户一组功能固定的混合信号或模拟功能区块，例如在MCU中嵌入数据转换器或是收发器。
在当今的车用电子器件市场中，Cypress的PSoC混合信号数组解决方案相当独树一格，因为在PSoC是一款以MCU作为核心，但却具备可编程混合信号数组的解决方案。Cypress车用业务部常务董事David Zimpfer表示，透过可编程的混合信号数组，一枚PSoC器件可以拥有高达100种不同的周边功能，像是模拟领域的数据转换器(ADC与DAC)、放大器、滤波器、比较器，数字领域的定时器(Timer)、计数器(Counter)、PWM，以及各种像是USB、I2C、UART等等界面。
目前市面上的MCU多半也具备这些周边功能，但与PSoC相较之下，一般MCU的外围功能配置是由供货商定义的，而PSoC则是允许使用者拥有比较自由的配置弹性。David Zimpfer表示，透过可编程混合信号数组的协助，使用者得以视自己的设计项目需求去调整PSoC器件的外围组态，因而能够实现整合度更高的系统设计。除此之外，由于PSoC是一款以MCU为核心的解决方案，因此只要通晓C语言或汇编语言就能完成固件程序撰写的工作，再搭配上Cypress提供的全图形化开发者环境PSoC Express，更可以在节省BoM成本之外，降低时间成本。
电容感测应用改变汽车电子的操作模式
由于PSoC具备整合模拟、混合信号电路区块的能力，因此使得PSoC器件在感测应用方面具有相当的竞争优势。在众多感测应用中，Cypress又特别看好电容感测为汽车电子操作模式带来革命性改变的潜力。
David Zimpfer表示，在人机接口设计中采用电容感测技术来取代传统的机械式可动开关，让使用者可以直接以碰触感测板、屏幕的方式来操作车上的电子配备。对于系统制造商或车厂而言，触控式的人机接口可以减少系统中所使用的物料种类，并进而降低系统成本。再加上触控式的人机接口在外观上比传统机械式开关来得更简洁优雅，这对于消费者而言是很有吸引力的一种风格，因此人机接口的设计趋势朝向触控化发展，已经是大势所趋。例如车用导航设备、车内照明、座椅控制、汽车音响等等。在这个触控化的趋势之下，PSoC的混合信号整合能力对客户而言最大的价值在于让客户可以舍弃以往采用Discrete的方式来实现的触控系统。
其实，除了车内电子设备的操作模式之外，电容感测技术还有可能进一步改变驾驶人的驾驶方式，例如将车灯、方向灯，甚至是排档控制都整合在方向盘上。事实上，对于触控式人机接口而言，扣除挡风玻璃之外，几乎任何一个平面都可以是开关的位置所在，端看车厂对于汽车座舱的设计偏好以及驾驶人安全考虑而定。
● Xilinx：专注于Infotainment系统核心
对于近来成为热门话题的车用电子，在整体PLD市场中占有率最高的赛灵思(Xilinx)也是来势汹汹。继去年底大动作宣布成立车用电子部门之后，专为车用环境打造的XA系列FPGA与CPLD也陆续到位，让PLD产业在汽车电子市场的竞争进入新的阶段。
Xilinx亚太区营销董事郑馨南指出，FPGA在汽车市场最有利的切入点在于各种车载信息系统，包含汽车状态诊断、车距侦测、座舱声控等等需要运算处理的应用。当然，最近很热门的汽车多媒体影音系统或汽车电视等娱乐应用，也会带来处理运算的需求。就工程的观点来看，数据应用与娱乐应用的本质大致相当，也因此出现Infotainment这样一个合体字。Xilinx在车用市场的策略重点也在于各种Infotainment应用，希望能让FPGA作为Infotaiment系统中的核心处理器。
除了Infotainment之外，由于国际原油价格飙涨，加速了混合动力车种的商业化脚步。像是丰田、通用、奔驰等一线车厂，都已经开始销售油电混合车款。郑馨南表示，Xilinx相当看好PLD应用在混合动力车的发展前景，因为这类车款的架构比传统车款更加复杂，需要透过更精确的算法，视驾驶情况来配置汽车的动力来源。除此之外，由于混合动力车的商业化脚步才刚开始，短期间内不仅市面上ASIC或ASSP方案选择很少，长期来看，由于车厂必须不断调整算法来追求更高的能源使用效率，因此可重复编程利用的FPGA肯定能在这种新市场中占得一席之地。
不过，根据汽车市场现况，车用信息娱乐系统或是混合动力车目前仍定位在高端市场，一般中低端或是国民车款基于成本考虑，短期间内对于这类多功能的信息娱乐系统需求可能还难以浮现。郑馨南表示，从Xilinx已经获得的Design In成果来看，确实相当集中在高阶车款，例如BMW大七系列、飞雅特的高阶车款等等。将ASSP/ASIC与PLD做比较，郑馨南认为，一方面FPGA确实在硬件成本方面较ASSP或是ASIC来得高，另一方面，要发挥FPGA的灵活弹性，需要有一支娴熟于FPGA设计的研发团队。因此，Xilinx现阶段的产品出货主要是出给欧美日的一线车厂，在亚洲乃至澳洲的汽车制造商的部分，则还需要一段耕耘期。
先播种才有收割的亚太市场
平心而论，虽然亚太区是电子业未来成长希望之所寄，但是在汽车电子部分，亚太区的产业链接构仍未成熟。郑馨南指出，包含澳洲在内的整个亚太地区(扣除日本)，汽车工业其实还不甚发达，特别是在设计这个部分，亚太区车厂的研发实力距离欧美日的车厂都还有一段距离。因此现阶段要讨论FPGA供货商直接和亚太区车厂洽谈业务还有些言之过早。
但是这并不代表FPGA供货商可以对亚太市场掉以轻心。因为在未来2－3年内，韩国车厂很有可能就会从大众市场跨足到高端市场。这意味着高阶FPGA可以挥洒的空间将比现在扩大不少。如果要抓住这份商机，供货商现在就开始向车厂进行推广教育，因为FPGA的使用技术能力要建立起来是要花不少时间的，等到市场成熟才进去恐怕为时晚矣。
事实上，Xilinx近来已经开始在研讨会或技术讲习课程中，与在汽车电子产业有丰富经验的第三方合作伙伴一同针对特定应用开设课程，协助工程师建立起利用FPGA进行车用电子系统设计所需的基础知识。
● Altera看好售后市场潜力 积极耕耘
相对于Xilinx现阶段将策略重点放在一线车厂，PLD市场上排名第二的Altera现阶段对售后市场(After Market)相当看好。Altera亚太区营销总监梁乐观表示，亚太区的汽车产业链虽然在下游车厂这环较为薄弱，但中游的模块设计制造能量已经具有相当规模。这些客户或是替车厂生产零器件，或是攻售后市场，对Altera而言都是现成的机会，并不见得要拘泥于直接与车厂合作不可。
梁乐观认为，亚太区的汽车电子市场固然成长力道可观，但市场发展有其阶段性，原装市场应该是亚太地区汽车电子产业发展的下一步，Altera除了会先以针对性的应用解决方案布局等待此一市场之外，更积极的一个方面就是在汽车电子产业链的中游模块厂部分努力。
专攻售后市场的汽车电子产品，从某些角度来看，跟一般的消费性电子产品其实是有些相似的。像是最近很热门的汽车电视，其实就是消费性电子在车用市场的延伸。这类产品是两岸电子业的拿手好戏，而且与应用在其它领域的汽车电子器件或系统相较之下，这类产品的器件虽然也必须通过汽车产业的标准测试，但毕竟不是涉及人身安全或引擎控制等环节，因此标准不会那么苛刻。
梁乐观说：“表面上，汽车电子虽然毛利很高，但是背后要负担的成本也是相当惊人的，特别是在与车厂合作时，除了产品的可靠度与安全性要求高，以及严苛的认证过程所带来的成本支出之外，还有一点是器件供货商蛮容易忽略的，那就是高额的产品意外责任险保险金。”
汽车电子门坎高 求广不如求专
站在器件供货商的立场，要进军汽车电子市场必须精算的成本支出还有很多，像是汽车电子的器件供货商必须保证产品能持续供货至少10年，期间不得以产品生命周期结束为由停止供应，因为汽车制造商售出的产品还有后续维修保养备料的需求。如果不是对市场有相当的熟悉度，或是做好相当准备，贸然投入的结果大概很难为公司创造利润。其实，在汽车电子这个领域多的是产品毛利超过100%，但仍难逃亏损命运的公司。
在汽车电子领域，挑选一个有Niche的应用领域去深耕是很重要的，Altera目前对于汽车电子市场的策略也是如此，例如车内娱乐系统与Telematics应用，是FPGA最有发展潜力的一环，也是Altera目前将全力抢攻的应用市场。
寻求利基的操作策略显然已成共识
从上述几家PLD的主要供货商的策略与产品组合来看，在消费性电子、通信等领域可以千变万化的PLD，在汽车领域中反而带有些专门应用导向的色彩，这是一个相当有趣的发展趋势。不过，跟已经广泛应用十多年的MCU相较之下，PLD解决方案进军汽车产业的时间仍短，供货商采取摸着石头过河的谨慎策略，也就不令人意外了。
但是将时间轴拉长来看，亚太区汽车工业的两大重镇——韩国和中国，随着产业发展得更为成熟，在未来3-5年内势必从价格导向转向规格导向，这对于PLD而言，将带来可观的商机。也就难怪这些PLD大厂从现在开始就积极抢位了。像Actel、Cypress正在亚太地区投入更多资源，积极招兵买马中，预计将在未来几年内增加不少业务、营销和技术工程师。而PLD市场两强Xilinx与Altera，则是试图结合第三方伙伴的力量，直接提供给客户从IP到硅器件，甚至更后段的系统设计统包的一站式服务。
简而言之，汽车电子在亚太的崛起尚待时间酝酿，但这PLD群雄从现在开始便已经积极布局，以求在市场爆发初期抢占有利的竞争地位。
