《產業觀測》Tesla顛覆傳統 車載電子半導體看旺

美國電動車廠特斯拉(Tesla)特斯拉自主式新經濟,正引領車輛電動化創新。加上各國政府鼓勵能源效率、低排放、安全、舒炫便捷 的電動化交通工具浪潮,引領車載電子半導體邁向多樣化創新應用。

特斯拉創辦人馬斯克(Elon Musk)深信,源於矽谷的半導體新創 智慧,使特斯拉在面對傳統的汽車產業強勁競爭時,採取差異化、顛覆式創新,有勝算把握。

特斯拉近期推出新車Model-D,配備自主駕駛(Autopilot)四輪驅 動和雙電動機。馬斯克強調,不同於全自動駕駛,這套系統是幫助駕駛員的主動安 全輔助系統(ADAS),未來所有從工廠下線的特斯拉新車都將搭載自 主駕駛系統,即是一例。


在車子的中控台配備觸控螢幕來控制所有功能,引領車載電子半導 體邁向更多樣化之創新應用。圖/路透

早期,一台傳統車須利用上千個零件拼成,而零件通常來自上千家 供應商,並預計花上10億美金,新車設計需費時4~5年。傳統組裝廠 最起碼的經濟規模需每年10萬至25萬台,這樣規模的組裝廠建造成本 高達10至20億美金。反觀特斯拉,把大部分汽車零部件改在自己廠內生產,例如九成M odel-S專用的塑膠零件皆以射出成型機自行生產。

如今,特斯拉創新的電動車馬達不需搭配變速器,快速充電系統能 在30分鐘內充飽電並讓電動車跑250哩。也廣建充電網絡讓客戶免費 充電,提供車輛電池直接更換服務,電池在90秒內就能更換完畢。

在開發電池時,Nissan等車廠是從零開始,Fisker則將電池的開發 外包給A123。而特斯拉是將成熟穩定的Panasonic

18650型工業等級鋰電池稍加修改,把約7千顆組電池裝成可充電的 電池組,兩者一同量身打造,設計一款液體冷卻系統讓電池保持在最適溫度。

特斯拉打造出高檔電動車Model-S,意味要和Audi A8/S8和BMW5系 列競爭,能在6秒內從0加速到60英哩,比BMW 5快了10%,幾乎是Ni ssan Leaf的2倍之快,而成本卻比Nissan Leaf的一半還少,且重新 設計現有車型不需1年就可完成,特斯拉僅花不到10億美元的三分之 一金額。

2013年第二季特斯拉營收達5.6億美元,有超過1千萬美元的稅後淨 利,在美國銷售量超越Nissan和GM。其後車款Model-S第一年銷售達 20,000台,其後3個月,Tesla的股價幾乎翻了3倍。特斯拉的自主式新經濟,已經徹底顛覆傳統車廠的遊戲規則。

加上各國政府鼓勵能源效率、低排放、安全、舒炫便捷的電動化交 通工具浪潮,已引領車載電子半導體邁向更多樣化之創新應用。例如,特斯拉的電動車體前面(省去引擎室)改為寬大空間的置物 箱,且整台車子的控制是透過韌體,使用者能透過行動網路無線升級 以更新車輛韌體,讓駕駛人輕易自訂車子功能,包括懸吊系統和轉向系統。

特斯拉整合車載電子系統的能力,足以讓其他車廠視為標竿。例如 ,在車子的中控台配備17吋觸控螢幕來控制所有功能,包括電動化空 調、車燈到車載娛樂系統。其他很多電子零組件,也都是客製設計, 都與半導體脫不了關係。

進一步,也引領車載電子半導體邁向更多樣化之創新應用。例如, 多能源、多驅動、能量轉換半導體、電池電源管理晶片、類比/混合 訊號、功率離散元件晶片與模組、充電交直流轉換、端子、連接器、 訊號配線等,以及主動安全輔助系統(ADAS)應用之CMOS攝像模組系統等。


特斯拉創辦人馬斯克。圖/路透

除了歐美先進國家高檔電動車市場看好,亞太地區的其他電動車市 場也開始萌芽。中國已有比亞迪等推出自有品牌電動車,特斯拉也在 中國推展高檔電動車與充電設施業務。台灣也在試行電動公車、日月 潭觀光區電動車等服務,馬來西亞、新加坡等也開始小型電動車租車 共享等服務。

電動車出租共享(Car Sharing)服務涵蓋電子半導體應用更廣泛 ,有電動車充電零組件、週邊(Kiosk、Utility Grid)等設施,使 用者智慧手機應用APP、無線RFID、電子付款系統、雲端後臺服務等 服務產業。電動車內部也將需要電動車之電量監控、充電預警導航、遠端診斷 、電動車維護導引等車載電子半導體系統。

電動車維護服務模式也有諸多創新。特斯拉的維護服務作業從銷售 網絡獨立出來,和傳統汽車廠與代理商的營運模式不同,若要進行年 度維修及檢查,特斯拉的車主有多種選項:前往認證的特斯拉服務中 心、或打電話至行動服務中心與維修團隊、或透過特斯拉的貼身服務 (Valet Service)先借用一台車代步。未來如果法律允許,特斯拉 將透過線上商業模式提供預約電動車等服務。此外,特斯拉也出售電 子動力傳輸系統給其他車廠,並提供設計電子動力傳輸系統與半導體 的全方位技術支援服務。

例如,特斯拉曾替Toyota開發並生產電子動力傳輸系統,在2012至 2014年間預計替特斯拉帶來1億元美元收人;類似方案也在和Daimle r洽談合作,估計帶來約3億元美元收入。

特斯拉已宣佈將開放數千項電動車專利,藉以擴大全球電動車生態 圈,對於全球電動車普及發展具正面效果。台灣EMS大廠鴻海有意與特斯拉談代工,並計畫外銷至東南亞。電 源龍頭廠商台達電已經打入中國大陸電動車充電與電源轉換零配件供 應鏈,以及與馬來西亞陳唱集團之子公司合作供應電動車家用充電器 等供應鏈,帶動國內充電端子、連接器、配線廠等,並紛紛通過國際 認證,我國產業生態體系儼然成形。

目前亞太地區車載半導體供應商(日本除外),產值在全球車用半 導體市場的市佔率只佔2%(2013年統計),而亞太地區車載半導體 需求量其實佔全球大約1/4,預期至2016年更將達31%,顯見車載半 導體目前幾乎由日本等先進國家之半導體廠所供應。

目前國際半導體大廠,包括車用半導體大廠瑞薩(Renesas)、英 飛凌(Infineon)、飛思卡爾(Freescale)、意法半導體(STM)、 恩智浦(NXP)等掌握車用規格之半導體技術;大陸(Continental) 、博世(Bosch)等掌控與車廠系統規格之制定,短期似難撼動封閉 之車規半導體供應鏈。

但隨著特斯拉等電動車廠顛覆式創新商業模式,以及中國大陸、東 協自有品牌車廠(如馬來西亞自有品牌車廠Proton)興起,將帶動台 灣相關產業興起跨域合作新模式,與加速車規技術之突破,未來情況 可能改變。

國內已有廠商成功切入中國大陸、馬來西亞自有品牌車廠OES供應 鏈;也有廠商成功為車規領導品牌半導體大廠進行代工,以平價高規 之半導體產品,協助半導體大廠攻佔亞太新興市場共創雙贏。產業生 態體系逐漸成形之下,我國車載電子半導體產業將日漸興旺。(本文 作者為工研院IEK ITIS計畫產業分析師) 

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