由于受到電動車及自駕車趨勢的影響，近年來各種車用傳感器的需求量大增，車用電子產業逐漸回溫。各種車用傳感器各有其優勢與缺陷，需要互相搭配使用才能實現自動駕駛功能。

由于車輛日趨智能化、電動化與聯網化的趨勢，以及全球各國對于交通安全的法規要求，各類車用傳感器的導入量將逐漸增加。 根據調研機構MarketsandMarkets提供的數據指出，到了2023年，車用傳感器市場預估將達到364.2億美元。 2017年至2023年期間的復合年均成長率將達到6.71%。

舉例而言，歐盟委員會便于近日宣布，2018年4月起在歐盟販賣的新車都將強制安裝緊急通報功能，讓車輛發生意外時可以實時向救援中心求助，以縮短救援反應時間，進而降低交通意外傷亡人數。 此一決策將迫使車廠提升對于產品的聯網要求，同時也推動了各類傳感器的導入。

不同技術各有所長 感測融合成趨勢

任何自駕車意外案例，都不是透過單一種類的車用感測技術可以解決的。 尤其是面對臺灣獨特的混合車流環境，對于駕駛輔助系統的發展更是一大挑戰。 由于每一種感測技術皆有其優勢與不足，唯有綜合考慮多種感測方法所搜集到的數據，才能夠逐漸往Level 5的自動駕駛邁進。

資策會智能系統研究所副所長蒙以亨(圖1)指出，由于臺灣的行車環境車輛數多、重迭性高的特性，對于車用感測與其預測能力將有更高的要求。 在臺灣市區，隨處都可以看到正在移動的摩托車、自行車，車況相對于歐美環境而言復雜許多，對于車用傳感器的辨識能力要求也會相對更高。

圖1 資策會智能系統研究所副所長蒙以亨指出，臺灣的行車環境車輛數多，對于車用感測與其預測能力將有更高的要求。

每一種傳感器都會有其擅長的領域，只是使用的位置不同。 因此，必須要利用不同感測技術的優勢，進而做到融合判斷。 感測融合(Sensor Fusion)系統的研發，將會是實現Level 5自駕車的必經之路。

舉例而言，目前相當常見的倒車雷達所使用的超音波感測技術，盡管已經非常成熟，也已經導入車用多年。 然而，超音波依然會繼續存在，并不會由于其他感測技術的興起而消失。 德州儀器(TI)嵌入式系統總監詹勛琪(圖2)指出，超音波雷達依然會持續發展，但廠商會將重點擺在該如何讓超音波在車載市場能有更多元的應用。 也由于每一個廠商皆掌握了不同感測技術的專業知識，因此個別廠商會由不同的感測技術出發，透過感測融合結合不同的車載感測技術，接著發展出最適合的車載感測架構。

圖2 德州儀器嵌入式系統總監詹勛琪指出，未來毫米波雷達將會是在車用市場的成長幅度最大的感測技術。

詹勛琪認為，由于車輛對于盲點偵測系統(Blind Spot Detection, BSD)的需求，因此依然會導入雷達感測技術。 在未來，毫米波雷達將會是在車用市場成長幅度最大的感測技術。

單鏡頭影像普及率高 多鏡頭方案蓄勢待發

在目前的車載市場之中，影像感測已是滲透率最高的感測技術。 由于眾廠商對于影像感測的應用皆相當熟悉，因此該感測技術將持續在車用感測市場扮演關鍵角色。 詹勛琪表示，在未來，影像傳感器的出貨量也會繼續成長。

研調機構集邦科技指出，目前具備ADAS功能的量產車，每臺將搭載4~8顆鏡頭，隨著汽車智能化程度提升，高階車款搭載之鏡頭數亦將有所增加。 另一方面，在中低階車款部份，因美、歐、日等國陸續將車道偏移警示系統(Lane Departure Warning, LDW)、前方碰撞警示系統(Forward Collision Warning System, FCW)、盲點偵測系統 、自動緊急剎車系統(Autonomous Emergency Braking System, AEB)等須要采用車載鏡頭的次系統，列入新車評價指針或頒布法規強制搭載。 有鑒于法規面的推進，將帶動車載鏡頭往中低階車款滲透，未來車載鏡頭需求還將往上攀升。

集邦科技進一步說明，車載鏡頭可依據放置位置分為前視、后視、側視與車內，目前則以前視鏡頭的使用頻率最高。

前視鏡頭可再分為單鏡頭、雙鏡頭與多鏡頭方案。 前視鏡頭多采用定焦鏡頭，然而定焦鏡頭存在感測視角與距離之間的矛盾，也就是當鏡頭的視角越大，所能感測的距離就會愈短。 為解決此問題，開始有車廠提出多鏡頭方案。 多鏡頭能清晰地辨識不同距離的物體，但成本、體積等因素也較單鏡頭提升。 在影像數據處理的要求上，多鏡頭的難度也較大，對于處理芯片和硬件可靠的要求都會有所提升，因此就短期來看，單鏡頭仍將是車載鏡頭方案的主流。

但長期來看，汽車上搭載的影像傳感器數量將只增不減。 研究機構Yole Developpement執行長Jean-Christophe Eloy指出，2016年全球車載影像傳感器的市場規模約為22億美元，到了2022年，該市場的規模將爆發成長到77億美元， 其最主要的成長動能就來自于多鏡頭系統的導入。 以Google旗下Waymo、Uber、豐田(Toyota)、雷諾日產(Renault-Nissan)等車廠所設計的自駕車原型為例，這些車輛均搭載了7~9個攝影鏡頭，還有一些更極端的案例，在自駕車上搭載了16個攝影鏡頭。

熱影像感測暗處行人 Uber自駕意外有解

在夜間環境駕駛的安全維護不易，在可能有遮蔽物以及光線不佳的狀況下，雷達與影像傳感器皆有可能無法偵測到移動物體。 這時候，熱影像感測有望補足該缺失。 近年熱影像傳感器的成本逐漸下降，有望在2019年開始導入平價車款。

近期由于Uber與Tesla所推出的自駕車皆在美國傳出死亡車禍，自駕車的安全問題討論熱度持續上升中。 其中，Uber的事故案例更使得夜間行人偵測相關的感測技術備受關注。 國家中山科學研究院主任簡定華(圖3)指出，Uber的事故案例，是由于行人由暗處走出，因此一般的可見光系統無法精準偵測；在此狀況之下，熱影像感測技術由于其能夠做到夜間影像感測的特性，有望能補足此一缺失。

圖3 國家中山科學研究院主任簡定華指出，熱影像感測可有效補足可見光影像感測在夜間偵測容易失誤的缺點。

簡定華分享，熱影像感測采用紅外線熱像儀作為感知設備，基于熱影像之行人偵測，可有效地降低或排除可見光相機所面臨的問題，并能夠有效補足一般可見光影像感測在夜間偵測容易失誤的缺點。

盡管由于熱能感測不被障礙物阻擋，能夠有效補足雷達與影像感測的部分不足，但熱影像感測也可能會因為環境影響而受到限制。 簡定華舉例，在夏天時，環境與人體溫度距離會相對較小；而在冬天時，可能會由于環境溫度較低，而偵測到過多的熱點。 此一狀況便需要透過軟件、韌體的設定補足，以判斷正確的信息。

以往熱影像多用于軍事用途，成本相當高昂，目前也只有高階車款能夠導入熱影像偵測系統。 因此，未來中科院希望能夠將該感測設備成本壓低，讓平價車款也能夠導入熱能感測技術。 簡定華進一步指出，在2014年，單顆熱影像傳感器成本大約為新臺幣30萬元，現今已能將成本降至四分之一，未來還希望能夠更便宜。 目前中科院也已開始與廠商洽談技術轉移，預計在2019年將由授權廠商開始在市場上推廣該技術。

自駕車議題持續發熱，全球各大車廠、科技廠等皆積極投入研發。 由經濟部技術處科技項目所支持的臺灣車輛研發聯盟(TARC)，亦匯集法人研究機構包括車輛研究測試中心、工研院機械與機電系統研究所、金屬工業研究發展中心、國家中山科學研究院、工研院材料與化工研究所、工研院信息與通訊研究所、 資策會智能系統研究所以及華創車電技術股份有限公司等臺灣產、官、研各界研發能量，共同研發自駕技術。

MEMS傳感器實現慣性導航

在自動駕駛領域，除了需要車外環境的偵測(圖4)來加強行車安全之外，同時也會需要各類微機電系統(Micro-electromechanical Systems, MEMS)傳感器用以實現慣性模塊，做到慣性導航。 近來，亦能看到整車廠與后裝車用電子業者對于MEMS傳感器需求正在加溫中。

圖4 ADAS環境傳感器配置與主要功能 數據源：TrendForce集邦科技

意法半導體(ST)模擬、微機電、感測組件產品亞太區資深技術營銷工程師謝景翔(圖5)說明，在ADAS的應用中，可以透過陀螺儀去知道車輛行駛的角度，并且搭配雷達去了解車輛行駛偏移的方向，再透過加速度計了解行駛速度及位移量 ；如此一來，便能透過各種MEMS傳感器所搜集到的信息做到盲區推估(Dead Reckoning, DR)，進而在沒有訊號的狀況下實現慣性導航。

圖5 意法半導體模擬、微機電、感測組件產品亞太區資深技術營銷工程師謝景翔說明，在中國與臺灣皆有許多由后裝車用電子起家的業者，近年開始嘗試將自家產品導入前裝市場。

MEMS傳感器在車載市場的應用非常多元，謝景翔指出，在2018年客戶所提出的詢價(Request For Quotation, RFQ)需求相較于2017年增加了15%~20%。 恩智浦半導體(NXP)汽車微控制器暨處理器事業部亞太市場總監易生海(圖6)亦指出，2018年車載傳感器的市場需求成長猛烈，明顯高于其他應用市場；該成長主要來自于加速度計、陀螺儀、磁力計和氣壓計的需求。

圖6 恩智浦汽車微控制器暨處理器事業部亞太市場總監易生海指出，2018年車載傳感器的市場需求增長猛烈，明顯高于其他應用市場。

謝景翔指出，意法半導體擁有完整的車用規格、工業用規格以及消費電子規格的MEMS感測產品系列，客戶可以依照其需求選擇符合不同規格的產品。 其中，車用規格對于可靠性與精準度的要求最高，然而成本也是三種規格中最高的；工業規格則皆居于次。

對于整車廠的產品需求而言，一定會采用符合車用規范的MEMS傳感器，成本大多不是其最重要的考慮。 然而，對于經營后裝車用電子市場的業者而言，產品的價格是否實惠則更為重要；也由于后裝產品不一定要符合車用規范，這時便可依照廠商需求選擇工業規格或是消費電子規格的MEMS傳感器產品。

謝景翔進一步分享，在中國與臺灣皆有許多由后裝車用電子起家的業者，近年來皆開始嘗試將自家產品導入前裝市場，這時候不同規格的MEMS傳感器產品能夠自由轉換便非常重要。

聲音感測應用多 MEMS麥克風需求增

近年來，由于Amazon Alexa以及Google Assistant等語音助理技術逐漸成熟，也將漸漸導入車內應用中。 語音將成為未來重要的車載人機互動接口，此趨勢也將大幅提升MEMS麥克風在車載應用的滲透率。 目前，相關協會正積極展開研討，預計不久之后就會推出車用規格的MEMS麥克風。

意法半導體模擬、微機電、感測組件產品亞太區產品營銷經理陳建成指出，在2015年至2016年，該公司的MEMS麥克風年營收成長率已達到20%；2016年至2017年也達到將近30%；2017年后，也預計將以年營收成長率10 %~15%的速度持續成長。

謝景翔則表示，MEMS麥克風主要的應用會在車載資通訊系統(Telematics Box, T Box)上，用以溝通與實現人機互動。 然而，亦有廠商開始思考MEMS麥克風的各種車載應用。

舉例而言，已有廠商試圖透過聲壓的變化，了解車門的開關狀態，進而做到防盜功能。 因此，謝景翔認為，在未來三到五年MEMS麥克風的需求量將會持續成長，意法半導體在未來也將持續規畫各類麥克風產品的開發。

聲音感測所取得的數據數據勢必將小于影像感測，而且可以偵測到一些影像所看不到的震動。 就算是在吵雜的環境之中，麥克風依然可以感測到某些頻率。 陳建成進一步舉例，在許多任務業應用之中，業者會有偵測微小震動的需求。 有時候因為震動的幅度太小而無法使用加速度計測量時，便會轉為使用麥克風偵測震動。

除此之外，由于目前麥克風仍尚未制定車用規范，有鑒于未來麥克風于車用感測市場成長潛力佳，意法半導體也正在積極與相關協會討論、制訂規范。

光達聲量正熱 成本過高仍是挑戰

光達(LiDar)由于其探測距離遠、精度高、受外在環境影響小的特性，在近年來成為備受注目的感測技術。

財團法人車輛研究測試中心副總經理廖慶秋(圖7)指出，光達可以精準偵測障礙物，并計算出障礙物距離，若是要準確判斷物體的性質，則必須再搭配影像感測；另外，光達相較于雷達具備了360度環景偵測的特性，且能做到立體對象偵測， 這兩個優勢將讓光達持續成為車用感測的熱門話題。

圖7 財團法人車輛研究測試中心副總經理廖慶秋指出，光達可以精準偵測障礙物，并計算出障礙物距離。

然而，光達價格遲遲未降是其最大痛點。 廖慶秋認為，如果可以將光達傳感器的成本壓低至與毫米波雷達一樣，那就會很有競爭力，而光達要降價，主要是要看材料跟產量；預計待固態光達量產后，價格將會有一定程度的突破。

威力登(Velodyne LiDAR)亞洲區總監翁煒指出，該公司已于2017年4月研發出第一款固態光達Velarray LiDAR，并于CES 2018公開展示該產品。 然而，該產品現階段還未符合車規等級，目前已開始與Tier 1合作伙伴開發研究車規等級固態光達技術。 期望在不久的將來，能以更高規格等級的產品響應廣大市場的需求。

Eloy則預估，光達的單位價格在未來十年內，將大幅下跌90%。 目前光達的平均單價約為5,000美元；到了2027年，光達的單價將有機會降到500美元。 也唯有光達的成本降低到這個水平，針對消費大眾市場推出的車款才能負擔得起。

不過，隨著光達單價逐漸下滑，Eloy認為，商用車導入光達的速度，會比針對一般消費者設計的車款來得快。 除了貨車、巴士等傳統定義的商用車外，以自駕技術提供個人化運輸服務的無人出租車，導入光達的速度也會比一般小客車來得快。 對這些商用車的擁有者來說，在采購車輛時，投資報酬率是更重要的考慮，而不只是只看車輛的售價。

自動駕駛可以幫運輸業者省下可觀的人事成本、提升車隊營運效率或是開創出全新的商業模式，因此，即便自動駕駛車必須使用高單價的光達，導致車輛采購成本增加，對業者來說或許仍是更劃算的選擇。

Eloy認為，以目前光達的單價，大概只有農機這類特殊車輛，或是車廠買來當作研發設備使用，不僅出貨量極低，銷售金額預估也只有3億美元。 但到了2022年，光達的單價將可望降到1,500美元，這時候光達就有機會敲開商用車市場的大門，市場規模也會成長到14億美元。

Eloy也同意，固態光達將是促成光達廣泛應用在各種車輛上的關鍵。 隨著眾多光達廠商投入固態光達研發，未來固態光達的出貨量成長速度將相當可觀。 目前固態光達還沒有進入量產，但到了2022年，固態光達的市場規模就能跟旋轉式光達分庭抗禮。 到2023年之后，固態光達可望取代旋轉式光達，成為光達市場的主流產品。 而旋轉式光達則將被取代，逐漸淡出市場。

感測技術墊高整車成本 車廠導入態度審慎

研究機構Strategy Analytics近幾年一直針對潛在購車者進行消費者意見調查，并發現一般購車者雖然對全自動駕駛、市區自動跟車或自動停車等先進的智能車功能感興趣，但真的愿意為此多付一點錢的消費者，比例卻一直低于三成 ，特別是在自駕車陸續涉入幾起交通事故之后，即便肇事責任歸屬不在自駕車，消費者對自駕功能的信心跟興趣還是明顯下滑。

對汽車制造商而言，由于一般消費者不愿為這些先進功能多掏出一點錢，因此汽車制造商導入相關技術的態度不會太主動，畢竟這些先進功能跟必要的感測技術都會墊高車輛的生產制造成本，導致車輛售價變貴。 比較可能的情境是，當某家領導車商打響第一槍，在新車上搭載了某項功能，其他車廠為了與其競爭，才會被迫跟進，推出搭載類似功能的車款。

換句話說，汽車產業目前固然正面臨前所未有的技術革命，但新車導入這些新技術的速度顯然不會太快。 如何在恰到好處的時間推出搭載新功能的車款，對汽車業者來說是個大考驗。 對相關傳感器供貨商來說，要做到自駕車的生意，耐心是必要條件。