崛起的车用半导体市场

自从1932年Motorola将电子管收音机内建于车室，掀开汽车电子化的序幕；紧接着1967年德国Bosch的D-Jetronic汽油喷射系统，让集成电路(IC)正式应用于汽车上。之后随着全球汽车市场的需求朝向多样化、定制化；传统的机械方式已不能满足人们对于拥有一辆具有安全、环保、舒适性能汽车的渴望，汽车内外到处可见到创新的车用电子产品。也因此，作为基本器件的车用半导体渐渐成为瞩目的焦点，是推动半导体市场成长的主要动力之一，根据Gartner Dataquest的数据，车用半导体更是半导体终端应用市场中成长最快的一块。

未来成长性超越其它终端应用

随着半导体技术的进展，数据运算与处理效率日益提高，让各车厂得以推出更智慧化、更先进的车辆，符合车主对安全性、舒适性、便捷性的追求，以及降低社会大众对能源消耗和环保的疑虑，种种因素带动车用电子控制系统或者是车载电子设备的需求，全球第三大车用电子厂商SIEMENS VDO预测到2010年电子将占新车制造成本的35%，如图1。

当电子产品占新车制造成本的比例越来越高的同时，车用半导体的市场也随之扩大。将Gartner Dataquest的数据(如表1)摊开来看，车用半导体的市场规模将从2004年的157.64亿美金，成长到2010年的284.92亿美金的规模。

若再将各应用领域于2010年的市场规模及2004－2010年的年复合成长率勾勒出如图2的X-Y散布图，再以车用半导体为中心点，更可以清晰看出，车用半导体在未来几年内，年复合成长幅度最高，达10.4%，远远高于次高成长率的无线通信(7.5%)。且到2010年，市场规模更将仅次于信息(1,058.15亿美金)、无线通信(634.69亿美金)、消费性(521.39亿美金)。这些数据显示出，车用半导体的潜在市场规模以及高成长性，的确不容忽视。

图二

更进一步，将车用半导体市场与扣除掉车用半导体市场(避免统计学上的自我相关系数, autocorrelation)的整体半导体市场成长趋势相比较，如图3所示，两者之间的相关系数(correlation coefficient)仅有0.59 (+1表示完全正相关；-1表示完全负相关；若相关系数值接近零，则表示无关连性)。而且当全球半导体产业随着总体经济景气的起舞时（因淡、旺季而呈现出剧烈的波动幅度），车用半导体却可因汽车产品为耐用品(Durable Goods)的特性，以及持续不断新兴的车用电子产品出现，因而具有特殊的利润增长点，得以稳定成长。

图三

就各半导体器件部份，根据Gartner Dataquest的统计数据，以Micro的市场规模最大，2004年达到52.01亿美金，主要是因为这是不管车载电子设备或是车用电子控制系统中，都需要的核心元器件，单价自然也相对来的高。平均来说，一般汽车至少都需要20颗MCU/MPU以上，豪华轿车如BMW已超过100颗，显示出汽车电子化已是必然的趋势。另外，作为汽车的触觉系统，能够迅速测量温度、压力、位置、转速、加速度和震动等变化并传递至微控制器/微处理器的传感器，则是因为数量急剧增加，是2004年中市场规模扩张速度最快的器件。目前，一辆普通轿车大约安装近百个传感器，豪华轿车上的传感器更多达200个。随着车用电子的进一步发展，车体越来越人性化的同时，毫无疑问地布满车身里外的传感器将逐渐增多，以满足驾乘者的舒适与安全要求。

图四

车用半导体厂商特性

面对快速成长的车用半导体，国际大厂无不用尽心力抢夺一杯羹。表3依据Gartner Dataquest的统计资料，以营收列出全球前20大半导体厂商，其中只有从摩托罗拉(Motorola)独立出来的Freescale，在2004年占全球市场超过一成，达11%，大部分厂商的市占率都低于5%。辅以产业经济学中计算产业集中度的赫佛因德指数(Herfindahl index,HHI)，加总主要厂商销售市占率的平方，无论是以前20大厂商或是以前5大计算，所得出来的HHI指数都相当低，显示出市场集中度相当低。

表二

不同于一般消费性电子产业，市场集中度低意味着厂商之间竞争激烈，车用半导体之所以会有低市场集中度，主要是因为其属于利基型产业，且各厂商都各自拥有独特的研发能力与产品，以及因地缘关系而发展出稳定的客户关系等因素。

图五

IT半导体大厂盘旋在门外

相较于3C产业的庞大市场规模，甚至从此而延伸出来的数字家庭的应用，一直以来都是半导体厂商专注的领域。而且由于车用电子半导体技术门坎在于数字与模拟科技整合的技术，加上车用电子要求10－15年的寿命、温度介于－40℃～125℃、最高抗震与晃动度与百万分之一(1PPM)的零件故障率，因此从表3的2004年全球半导体厂商排名与表2比较可以发现，以传统数字技术见长的IT半导体厂商，如Intel、Samsung、Micro与AMD等，较少涉足车用电子领域。

需与车厂紧密配合

异于汽车产业的中卫体系，汽车制造商只与第一层厂商(Tier 1 Suppliers)接触，较少深入到第二层厂商(Tier 2 Suppliers)，但是因为半导体器件，尤其是微控制器/微处理器和传感器，牵涉到车用电子系统的开发，欧、美、日各大主要车厂会要求半导体厂商就近支持。而且，在彼此信任的基础下，半导体厂商需告知车厂和系统厂商关于其未来的制程能力和产品规划，以便车厂能够更顺利设计下一代车款。Freescale早在Motorola时代就与GM集团建立长久的策略关系；Infineon在2004年中，将执行长的职位指派给曾经从事过汽车业的主管，并在其底特律办公室增聘45名员工就近支持当地汽车半导体业务；Robert Bosch自Mercedes-Benz创建时便开始合作，是一从传统的汽车元器件制造商跨足车用电子领域的典范例子。

图六

崛起的中国是未来的市场重心

也因为半导体厂商与车厂之间密不可分的关系，间接带领车用半导体产业的群聚效应，全球主要的车用半导体厂商几乎是分布于欧、美、日三大区域。这三个区域长久以来也对车用半导体有强劲需求，尤其是欧洲，根据IC-Insight的数据显示(如图8)，在2004年就占了38.1%的市场，到2010年还有37.0%。欧洲之所以对车用半导体需求特别高，主要原因是欧洲各车厂皆相继投入智能车辆的研发，提高操控性、安全性与舒适性，来维持消费者对品牌的认同度。

表三

北美地区的新车消费比率占全球的比率在未来几年并不会有太大的改变，但是车用半导体的市场占有率却下滑，主因是北美3大车厂的获利能力受到亚洲车厂的威胁，不得不采取全球采购的策略，将一些成熟的车用电子产品外包至成本较低的地区。

随着以中国为首的新兴国家开始主导全球汽车消费市场，间接牵动全球车用半导体的版图。预估2008年全球其它地区(Rest of World, ROW)的车用半导体市场将超越美国与日本，成为全球第二大市场，仅次于欧洲地区。值得注意的是，这些新兴国家并不像欧系车厂之间进行的技术竞赛，所激起需求，而是因为汽车销售量大所产生。

图七

在供应端方面，正准备将车用电子打造成第五大“明星”产业的台湾地区，部分IC设计公司(如：威盛、盛群、安茂、义隆、普诚等)，皆对车用微处理器展开布局。威盛与工研院共同开发Telematics平台；盛群切入仪表板和方向灯等微控制器，2004年贡献营收约1亿新台币；安茂从模拟IC着手，陆续获得VOLVO、奥迪、通用及绅宝等欧美系车商仪表板订单；义隆在车用微控制器上耕耘，应用在汽车双向防盗系统的芯片已量产出货；普诚则是往车用影音发展。还有主板厂商华硕于2004年年初成立团队，计划IC设计切入车用电子领域。

图八

晶圆代工龙头台积电为台湾地区首家通过ISO/TS16949:2002验证的半导体企业；DRAM业者如钰创和力晶等也看好内存在汽车产品如MP3和DVD等应用；封测业者如日月光也积极朝向车用电子IC领域布局，显见台湾地区半导体产业上、中、下游已展开车用电子总动员，建立完整的供应链。

结 语

如今电子系统在汽车领域获到了越来越广泛的应用，市场潜力值得期待的同时，身为车用电子器件的供应商面临更多新的挑战。除了要以高可靠性、高品质的产品来克服汽车本身严苛的使用环境外，如何整合各半导体元器件，突破有限车体空间的限制，也是一个关键的技术议题。而且，在计算机或通信产业，标准化的软硬件和接口已是常态，但是在汽车产业中，各汽车制造商为了建立竞争优势及市场区隔，需要半导体厂商提供客制化的应用功能，因此也拉长开发时间。厂商若没有兼顾成本效益及技术性的实质解决方案，恐怕很难配合。

全球汽车主要消费地区长期以来都是集中在欧、美、日三个区域，也因为车厂与其协力厂商密不可分的亲密关系，间接促成当地半导体厂商垄断市场的局面。不过，随着中国大陆、印度等新兴市场兴起，虽然世界主要汽车集团皆已完成布局与卡位，但各国政府对元器件国产化的限制以及成本考量下，车用半导体厂商的势力范围将有可能重新洗牌。所以，与其花更多的时间、精力、金钱远征对车用半导体需求最大的欧洲市场，与具有丰沛资源和坚固合作关系的国际大厂相抗衡，倒不如思考要如何把握新兴市场，积极投入开发具区域市场特色的产品。

另外，因为北美三大车厂遭遇到困境，纷纷祭出降价手段来挽回流失的市占率，迫使其合作厂商外包元器件给具成本竞争力的厂商。所以较低端的周边IC的商机已慢慢浮现。

Cirrus Logic模数转换器CS5343/44为消费和汽车应用提供高品质音效

创新IC可极大简化产品设计并缩小产品体积

Cirrus Logic公司为进一步扩大其模拟和混合信号音频转换器集成电路产品线，新近推出了两款面向各种消费和汽车音频产品，诸如机顶盒、数字电视、DVD刻录机、音频/视频接收机、车内娱乐及服务系统和乐器等应用的立体声模数转换器（ADC）。

CS5343和CS5344这两款新型10引脚模数转换器可为原始设备制造商提供业内尺寸最小（小于15平方毫米）的优质音响立体声音频ADC。

Cirrus Logic公司副总裁兼混合信号音频部总经理Jason Rhode先生评论说：“这两款新型ADC可为制造商设计产品中的模数音频转换模块提供更简便的方法。这个解决方案通过业内最小的尺寸提供杰出的音频性能，而不需配置昂贵的支持电路。Cirrus Logic公司在过去3年内已推出了12种高质量音频A/D转换器，为我们众多的客户提供了业界最全面的产品线。”

CS5343和CS5344基于先进的多位Δ-Σ架构，由单3.3V或5V供电，并采用专用自动模式选择而无需外部配置。这两款转换器还采用了一种独有的输入架构，可提供高达7.5mΩ的输入阻抗，可为设计师提供更高的灵活性，使用简单的无源输入电路代替立体声线路电平输入，从而缩短设计时间，减小电路板尺寸和成本。CS5343和CS5344支持高达108 kHz的音频采样率，可提供98 dB的动态范围及 -90 dB的THD+N。CS5343和CS5344的功耗仅为50 mW，两者的惟一区别在于支持的串行音频接口格式的不同。CS5343支持I2S格式，CS5344支持左端对齐串行数据格式。