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新一代汽車架構設計:挑戰還是機遇?
[作者 Mark Patrick]   2023年03月24日 星期五 瀏覽人次: [4226]

當今汽車被認為是車輪上資料中心,因為下一世代汽車體系架構依賴於軟體、連接、雲端和邊緣運算能力,實際上汽車正在模仿車輪上的大型運算設備。本文剖析汽車行業在設計和製造新一代汽車時面臨的主要趨勢、挑戰和決策。


自1908年第一台福特T型汽車下線以來,汽車行業變革從未停止過。汽車最初用途主要是將人員和貨品從A處運輸到B處,由於市場競爭加劇和針對消費市場行銷,已經將重點轉移到特定生活方式和大規模客制。汽車市場變化持續不斷,有時是由安全驅動,有時則是由差異化驅動,但至少在過去五十年裡,技術一直引領這條道路。


與航空業一樣,當代汽車越來越採用電傳方式,進一步推動汽車技術創新。難怪當今汽車被認為是車輪上資料中心,因為下一世代汽車體系架構依賴於軟體、連接、雲端和邊緣運算能力,實際上汽車正在模仿車輪上的大型運算設備。


對於汽車行業來說,創新是重複出現,通常與其他方面進展同步進行。例如車內網路持續採用導致分區架構(zonal architecture),在節省電纜重量的同時也實現更多功能。


但未來會怎樣?未來幾年,汽車製造商、工程師和系統架構師將面臨哪些問題和挑戰?


為了更加瞭解技術是如何塑造和影響整個行業決策過程,Molex與貿澤電子聯合調查了30個國家約500多名汽車行業專業人士、利益相關者和技術領導者。車輪上資料中心調查(Data Centre on Wheels survey)結果深入剖析了汽車行業在設計和製造新一代汽車時面臨的主要趨勢、挑戰和決策。


功能和部署時間

第一組調查問題(圖1)要求受訪者考慮哪些車台特徵和功能可能成為標準配置,以及何時成為標準配置。



圖1 : 哪些車輛功能可以在車輪上資料中心中啟用,預計每種功能何時可以作為標準新車功能來提供?(source:Molex和貿澤電子)
圖1 : 哪些車輛功能可以在車輪上資料中心中啟用,預計每種功能何時可以作為標準新車功能來提供?(source:Molex和貿澤電子)

位居榜首的是使用智慧手機應用程式來控制車輛,50%受訪者認為有可能在不到五年時間內實現這一目標(在一些頂級品牌平台上,已經可以使用應用程式來控制輛某些特定功能)。另一個有趣方面,製造商能夠透過一個訂閱模型控制對某些功能訪問。技術發展將為實現這一目標提供支援,但最終消費者將決定汽車功能訂閱模型是否受歡迎。


多年來,人們已經預測到較高級別自動駕駛(4級)和完全自動駕駛(5級)車輛,汽車行業正朝向這些目標逐漸邁進。實現自動駕駛需要多種功能和技術可靠協同工作,這要求汽車行業不僅要考量技術途徑,還有保險、財務和社會後果等方面挑戰需要克服。如圖2所示,在調查對象當中,有27%認為10年內售出新車中會有一半將達到4級自動駕駛,而15%表示同期會達到5級。



圖2 : 當售出新車中有一半(50%)為4級或5級自動駕駛時,會最先想到什麼?(source:Molex和貿澤電子)
圖2 : 當售出新車中有一半(50%)為4級或5級自動駕駛時,會最先想到什麼?(source:Molex和貿澤電子)

賦能技術

受訪者被調查了過去五年中哪些數位技術影響了汽車設計(圖3),以及今後五年未來展望。車聯網方面已經取得了重大進展,包括新標準批准,現在對車聯網技術重視程度已經超越車輛本身。



圖3 : 根據您的經驗,在過去五年和未來五年,哪些數位技術已經或將會影響車輛架構和駕駛員體驗?最多選擇三個。(source:Molex和貿澤電子)
圖3 : 根據您的經驗,在過去五年和未來五年,哪些數位技術已經或將會影響車輛架構和駕駛員體驗?最多選擇三個。(source:Molex和貿澤電子)

雲端運算以及人工智慧/機器學習和沉浸式UI/UX,皆被視為未來關鍵賦能技術。


問題和挑戰

下一世代汽車是技術創新溫床。但眾所周知,沒有一種技術部署會一帆風順,尤其是在有如此多相互關聯系統情況下,如圖4所示。受訪者表示,軟體開發面臨挑戰是硬體開發兩倍。


圖4 : 在您看來,在車輪上構建資料中心時,軟體和硬體設計哪一項會帶來更多技術挑戰?請選擇最適用答案。(source:Molex和貿澤電子)
圖4 : 在您看來,在車輪上構建資料中心時,軟體和硬體設計哪一項會帶來更多技術挑戰?請選擇最適用答案。(source:Molex和貿澤電子)

技術挑戰並不是汽車行業面臨唯一障礙。下一世代汽車在市場銷售中的內在成功因素,還包括其它層面(圖5),例如消費者對自動駕駛汽車的恐懼、對路邊V2X/V2C基礎建設投資,以及汽車經銷商對銷售額下降的抵制等。



圖5 : 在車輪上創建資料中心時,最難克服的行業問題是什麼?(source:Molex和貿澤電子)
圖5 : 在車輪上創建資料中心時,最難克服的行業問題是什麼?(source:Molex和貿澤電子)

有鑒於電子行業目前的半導體短缺,供應鏈問題日益突出,這些可能已經不足為奇(圖6)。雖然半導體和其他關鍵電子元件以及模組評級很高,但最令受訪者擔憂的技術短缺是電動車電池及其所需化學原材料。



圖6 : 在考慮車輪上資料中心未來供應鏈時,您預計哪些類型技術短缺會對車輛交付產生重大影響?(source:Molex和貿澤電子)
圖6 : 在考慮車輪上資料中心未來供應鏈時,您預計哪些類型技術短缺會對車輛交付產生重大影響?(source:Molex和貿澤電子)

車輪上資料中心設計:下一世代汽車發展機遇

超過94%受訪者同意下一世代車輛設計存在巨大市場機遇,並會將重點放在車輪上資料中心模式。這一目標不僅會嚴重依賴數位技術,還需要原始設備製造商、一級供應商和二級供應商之間加強合作。受訪者強調,還會有一些因素繼續對行業形成挑戰,這些包括資料安全和隱私、替代技術以及公司文化等(圖7)。



圖7 : 受訪者被邀請對此三種觀點認同程度進行評分。(source:Molex和貿澤電子)
圖7 : 受訪者被邀請對此三種觀點認同程度進行評分。(source:Molex和貿澤電子)

在這三個主題中,受訪者有一些廣泛共識。他們認為硬體和軟體將需要頻繁更改,以融入新功能,並增強與流行消費技術互通性,會引發對企業IT供應商和汽車行業之間文化差異擔憂,這包括構建能夠可靠保護資料隱私和安全機制的方法,75%受訪者認為都需要改進。


(本文作者Mark Patrick任職於貿澤電子)


**刊頭圖(source:Molex)


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