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车联网发展及产业链策略布局观察
[作者 拓墣產業研究院]   2019年04月11日 星期四 浏览人次: [4849]


图一 : 车联网V2X实现车辆与一切可能影响车辆的实体资讯交互,将人、车、路、云端平台串接,让车辆彼此能「沟通」。(source: Continental AG)
图一 : 车联网V2X实现车辆与一切可能影响车辆的实体资讯交互,将人、车、路、云端平台串接,让车辆彼此能「沟通」。(source: Continental AG)

车联网V2X(Vehicle-to-Everything)实现车辆与一切可能影响车辆的实体资讯交互,将人、车、路、云端平台串接,让车辆彼此能「沟通」,并以服务创新模式导向,进一步进行大数据管理和运用。


随着汽车安全性持续提升,包括道路状况提示、定位系统、辅助驾驶功能与车用通讯都需仰赖车联网V2X,资通讯娱乐系统亦需要使用车联网接收讯息,带动车联网市场快速成长。根据拓??产业研究院预估,2017年车联网市场产值为750百万美元,预计至2022年达2,800百万美元,2017~2022年全球车联网市场年复合成长率超过20%。


车联网应用需求增加,V2X发展态势更为明显

目前V2X通讯技术发展主要分为IEEE 802.11p(802.11扩充延伸,DSRC底层技术)和3GPP C-V2X(基於蜂窝网的V2X无线通信技术)2种,前者技术相对成熟,後者发展具有前景。


过去美国推动WAVE/DSRC标准,其整合IEEE 802.11p与IEEE 1609等2标准,欧盟以欧洲电信标准协会(ETSI)为首,基於IEEE 802.11p协定,推出ITS-G5规范版本;为与欧美规范差异化,中国积极推动C-V2X技术发展。


C-V2X技术崛起,主要原因为(1)基於蜂窝网路,与目前4G和未来5G网路可复用,部署成本低。(2)网路覆盖广,网路运营盈利模式清晰。(3)3GPP标准制定,全球通用,使用单一LTE晶片组,模组成本大幅降低。(4)C-V2X作为5G重要组成部分持续演进,使得各国皆积极针对C-V2X技术展开研究与测试工作,包括法国、德国、韩国、中国、日本和美国等。


从产业链来看,上游厂商如NXP、ST、Infineon、Renesas与Qualcomm等厂商,皆有针对车联网V2X应用部署,上游厂商主要是开发各类型感测器和车体完整沟通环境的晶片设计,尤其NXP已推出工业级DSRC晶片,ST、Autotalks、Savari、Qualcomm、Cohda Wireless与Renesas等提供DSRC晶片产品和相应解决方案。


在C-V2X方面,除了Qualcomm(2018年推出商用C-V2X晶片9150C-V2X,2018下半年推出Sample,2019下半年实现量产)外,未来包括华为、大唐、Intel与Samsung等可提供C-V2X相关晶片。以C-V2X模组来看,包括金雅拓(Gemalto)、LG Innotek、Quectel、Sierra Wireless、Telit、启??与中兴等皆各自於近期宣布将基於Qualcomm 9150 C-V2X晶片组,发展下一代汽车和路侧基础设施。Audi、Toyota等车厂则纷纷联合通讯厂商展开C-V2X技术测试,C-V2X在产业化进程方面与DSRC差距有越来越小趋势。


C-V2X将於2020 年启动商用部署,各联盟组织循序推进

新一代行动网路(Next Generation Mobile Networks,NGMN)联盟於2018年7月底发布白皮书指出,从技术、经济和生态系统角度来看,C-V2X技术优於IEEE 802.11p标准,可满足基础之关键性安全应用需求。



图二 : 奥迪和杜卡迪正共和合作研发C-V2X基础的交通安全通讯技术(source: paultan.org)
图二 : 奥迪和杜卡迪正共和合作研发C-V2X基础的交通安全通讯技术(source: paultan.org)

NGMN联盟的C-V2X测试已积极进行,且将於2020年部署该技术。此外联盟设定目标包括缩短C-V2X上市时间,并推动汽车产业合作,促进产业界叁与达成共识,与统合电信运营商对於LTE-V2X和DSRC / IEEE 802.11p意见。


2018年3月5G Americas组织亦发布白皮书,其基於蜂窝(cellular)C-V2X技术来和专用短距离通信(DSRC)技术进行对比。C-V2X与DSRC相较具有以下关键优势,包括更远传播距离和更高可靠性,尤其在拥挤交通中性能更一致,提供更多新兴应用,及能够与其它技术有更好共存等。但一旦有新的3GPP标准部署,就会出现一段时间延迟,因为要升级基础设施以支援新的能力。换言之,可能需要多年时间,蜂窝(cellular)技术才能完全满足V2X通讯需求。


C-V2X优势为能在更密集环境中,相较於IEEE 802.11p技术,支援更远通讯距离(约2倍)、更隹非视距(not line of sight,NLOS)性能、增强可靠性(更低误包率)、更高容量和更隹拥塞控制,有利於实现车辆间智慧驾驶,整合动态资讯服务,达到交通管理一体化目标,为驾驶者提供更有效率、更安全的行车服务。


全球积极投入C-V2X试验,车联网产业链渐趋完整


图三 : 全球车联网产业链,Source:拓??产业研究院整理,2018/09)
图三 : 全球车联网产业链,Source:拓??产业研究院整理,2018/09)

各大汽车制造商已於2017年陆续展开全球C-V2X工程和外场操作测试,例如Qualcomm与Ford在美国进行性能测试外,亦与Audi合作欧盟ConVeX外场测试,以及与Peugeot Citroen集团在法国合作进行「Towards 5G」试验。此外,Intel、Ericsson与Nokia等积极推动C-V2X晶片和设备产业化,Audi、Toyota、上汽、长安与东风等车厂联合通讯厂商积极展开C-V2X技术测试。


其中,Qualcomm在C-V2X的推广,除了车联网晶片9150 C-V2X在CES 2018获得Ford宣示性采用外,CES 2019则获得Ford正式采用,并能以实际展示方式,让外界了解C-V2X带来的便利性和成本效益。


依9150 C-V2X规格来看,该晶片目前仅支援到Rel.14版本,但就Qualcomm擘画的车联网情境中,理想状态是具备Rel.16标准,并完成相关的基础建设与车辆配置Rel.16的车联网晶片。


在2019年MWC上,Qualcomm、华为、Vodafone、Autotalks等大厂皆发表V2X通讯技术相关进展,於应用面着重自驾车、降低意外发生率等安全性领域范畴,整体看来,V2X通讯技术的发展趋势不仅着重与5G相关的C-V2X,也需兼顾建构DSRC才能更加完整。


MWC 2019以5G-V2X为重要议程,探讨未来C-V2X发展与走向,而作为5G推手之一的Qualcomm,挟带自身积极发展的5G技术,将重点放在开发C-V2X。在MWC 2019上,Qualcomm针对C-V2X提出更详细的发展流程与应用,包括对应下一代Cellular规格Rel.16、与各OEM或Tier1厂商在不同地域的合作成果,以及最新发表5G数据机晶片X55於V2X的应用。值得注意的是,5G技术的实际商用普及化时程预计落在2020年,因此2019年势必要加强C-V2X商用发展及结合5G技术的开发,以符合车用产品验证所需时间。


然而身为世界第二大车市占比的美国,其V2X通讯技术目前先以DSRC加强实测,因此尽管焦点放在C-V2X ,Qualcomm亦有DSRC相关技术发展,未来还是有机会看到Qualcomm进行DSRC与C-V2X的整合,以配合美国政府在车市及技术领先需求。具体来说,Qualcomm目前采取的策略导向为兼顾既有的DSRC发展,加速5G-V2X技术推广及应用,以确保其业界领先地位。


另一方面,以色列大厂Autotalks的策略相当明确,与其在DSRC和C-V2X中取舍,还不如推出能同时支援2种规范的解决方案抢占市场份额与客户,尤其对车用厂商来说,更能加快实测与商用化脚步。


Autotalks在2019年2月初,即与IP大厂CEVA合作开发能同时支援DSRC与C-V2X的V2X通讯技术解决方案,并由Harman、Valeo等车用厂商在CES 2019展演。其後,Autotalks也与联发科合作,由联发科提供最新车用数据机单晶片技术,打造更安全、更强大且更节省成本的TCU(Telematics Control Unit)架构。


整体而言,这样的策略布局显示Autotalks在V2X通讯技术两大阵营中极力开发兼容并行方案,配合OEM与Tier1厂商有更进一步的实测应用,在5G商用普及化前提供更好的V2X技术服务。


DSRC与C-V2X技术各分天下,视各国政策与法规而定


图四 : DSRC与C-V2X的胜负之分仍需持续观察,或许未来会看到DSRC与C-V2X各有各的天地。
图四 : DSRC与C-V2X的胜负之分仍需持续观察,或许未来会看到DSRC与C-V2X各有各的天地。

短期全球V2X市场仍存在DSRC和C-V2X等2种技术,不过C-V2X在技术上具备更远通讯距离、可靠性与低延迟等优势。


从DSRC和C-V2X发展动态可知,DSRC发展以美国为首,而C-V2X发展则以中国为首,由於自驾车与车联网发展有关车辆与乘客的安全,并包含政策与法规层面考量,因此技术发展兴衰决定关键将不单纯是技术优劣,而是由各国政府对技术采用与立法规划而定,由此可知DSRC与C-V2X的胜负之分仍需持续观察,或许未来会看到DSRC与C-V2X各有各的天地。


在台湾部分,行政院於2018年5月通过无人载具实验条例草案,草案内并无明确指出要优先发展的车联网技术,因此工业技术研究院目前针对DSRC与C-V2X皆有投入技术开发,未来台湾主要发展哪一项车联网技术,仍须等待相关法规、法案有更明确进展後才能确定。


自驾车成为继手机产业後,下一个大厂布局重点,而台湾半导体业者如联发科、瑞昱等皆积极投入,以掌握市场商机。然汽车产业与消费性电子产业最大不同在於对安全重视度与环境要求,业者若想在车用市场上取得商机,产品设计需更加深耕,当中安全性验证及如何执行供应链品质管理,对车厂来说更是关键。


(本文由集邦科技授权刊登)


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