智慧汽車前景可期，半導(dǎo)體業(yè)者針對(duì)先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)、車載資通訊及車聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用領(lǐng)域，積極開發(fā)新一代元件，以搶下更大的智慧汽車版圖。

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智慧汽車發(fā)展持續(xù)升溫，不僅吸引網(wǎng)路營(yíng)運(yùn)商與知名車商競(jìng)相搶食這塊大餅，半導(dǎo)體業(yè)者也看好ADAS、車載娛樂與車聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用領(lǐng)域?qū)囯娫枨蟪掷m(xù)增加，而擴(kuò)大展開產(chǎn)品部署。

深度學(xué)習(xí)/人工智慧加持　智慧汽車更Smart

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ADAS為邁向智慧汽車首要關(guān)鍵。為加速自動(dòng)駕駛車發(fā)展，輝達(dá)(NVIDIA)宣布推出首款車載人工智慧引擎--DRIVE PX 2(圖1)，該平臺(tái)采用NVIDIA先進(jìn)的繪圖處理器(GPU)處理深度學(xué)習(xí)功能，以掌握車子周遭360度的情況，精準(zhǔn)判斷車子所在位置，并推算出安全舒適的行進(jìn)路線，讓車廠能運(yùn)用人工智慧處理自動(dòng)駕駛面臨的各種復(fù)雜情境。此一平臺(tái)預(yù)計(jì)將于2016年第四季上市。

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圖1　DRIVE PX 2可精準(zhǔn)判斷車子所在位置，并運(yùn)用人工智慧處理自動(dòng)駕駛面臨的各種復(fù)雜情境。
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NVIDIA共同創(chuàng)辦人暨執(zhí)行長(zhǎng)黃仁勛表示，NVIDIA的GPU在深度學(xué)習(xí)與超級(jí)運(yùn)算演進(jìn)方面，扮演關(guān)鍵要角，該公司利用它們構(gòu)建未來(lái)自動(dòng)駕駛車的大腦，使其能隨時(shí)警戒監(jiān)控，最終達(dá)到超越人類的情境感知能力。

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未來(lái)，自動(dòng)駕駛車將帶來(lái)更高的安全性、嶄新便利的行動(dòng)服務(wù)，甚至是深具美感的都會(huì)設(shè)計(jì)。

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DRIVE PX 2結(jié)合了兩顆新一代Tegra處理器及兩顆獨(dú)立的Pascal架構(gòu)新一代GPU，能提供每秒24兆次的深度學(xué)習(xí)運(yùn)算速度，其特殊設(shè)計(jì)的指令集加快深度學(xué)習(xí)網(wǎng)路介面中采用的數(shù)學(xué)運(yùn)算法，比前一代產(chǎn)品的運(yùn)算效能高十倍以上。

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此一強(qiáng)大的深度學(xué)習(xí)能力，使得DRIVE PX 2得以快速學(xué)習(xí)如何辨識(shí)日常駕駛中經(jīng)常出現(xiàn)的各種挑戰(zhàn)，例如道路碎石、行徑離譜的違規(guī)駕駛，以及施工區(qū)域等。 深度學(xué)習(xí)亦能辨識(shí)多種傳統(tǒng)電腦視覺技術(shù)所無(wú)法應(yīng)付的狀況，特別是像大雨、下雪及濃霧等惡劣天候，甚至包括日出、日落與漆黑等光線不足的光照條件。

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同時(shí)，DRIVE PX 2能處理十二個(gè)視訊攝影機(jī)、光達(dá)、雷達(dá)，以及超音波感測(cè)器的輸入資料，加以融合后而得以精確地偵測(cè)物件、識(shí)別并確定車子相對(duì)于周圍的所在位置，再推算出安全行車的最佳路徑。

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此一復(fù)雜的運(yùn)算工作是經(jīng)由NVIDIA DriveWorks執(zhí)行。DriveWorks結(jié)合眾多軟體工具、函式庫(kù)及模組，能支援所有自動(dòng)駕駛管道，包括從物體偵測(cè)、分類與分段，一直到地圖定位與路徑規(guī)劃，使業(yè)者可快速開發(fā)與測(cè)試各種自動(dòng)駕駛車；并實(shí)現(xiàn)感測(cè)器校正、擷取周圍環(huán)境資料、同步化、錄制，進(jìn)而透過涵蓋所有DRIVE PX 2專用與通用處理器上運(yùn)行的復(fù)雜演算法線程，處理多個(gè)感測(cè)器資料流。

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另外，在通用浮點(diǎn)運(yùn)算方面，DRIVE PX 2的多倍精準(zhǔn)度GPU架構(gòu)能達(dá)到每秒8兆次的運(yùn)算速度，比前一代產(chǎn)品高四倍以上。

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這讓合作廠商能處理各式各樣的自動(dòng)駕駛演算法，包括感測(cè)器融合、精細(xì)定位及路徑規(guī)劃；而在需要多層次的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)路時(shí)，亦能提供高精準(zhǔn)度的運(yùn)算。

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MIPS IP助力　自動(dòng)駕駛效能再提升

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除NVIDIA之外，Imagination也積極布局ADAS市場(chǎng)，并于2016國(guó)際消費(fèi)性電子展會(huì)中(CES)展示與合作夥伴，如Mobileye、瑞薩(Renesas)、Luxoft、Rightware共同發(fā)展的多款汽車產(chǎn)品。

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據(jù)悉，在目前已安裝的ADAS系統(tǒng)中，大多數(shù)均采用Imagination旗下產(chǎn)品MIPS IP；包括領(lǐng)先的汽車晶片業(yè)者M(jìn)obileye的解決方案--MIPS-based SoC；而Mobileye于2016年初發(fā)表最新款的EyeQ4晶片，同樣采用Imagination的MIPS多核心架構(gòu)，其MIPS I-class的多執(zhí)行緒技術(shù)以及M-class的效率優(yōu)勢(shì)，能以超低功耗實(shí)現(xiàn)優(yōu)異效能，適用于碰撞偵測(cè)與閃躲等ADAS應(yīng)用所需的電腦視覺處理。

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Mobileye工程資深副總裁Elchanan Rushinek表示，透過Imagination的MIPS CPU支援，可實(shí)現(xiàn)超高效率的即時(shí)處理與控制；而MIPS IO Coherence Unit(IOCU)特性能為ADAS這類需要由CPU和一致性來(lái)管理多個(gè)加速器的應(yīng)用提供顯著的差異化優(yōu)勢(shì)。Imagination的多執(zhí)行緒MIPS CPU已協(xié)助該公司在推出每一代的EyeQ SoC時(shí)，都能實(shí)現(xiàn)顯著的效能提升。

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除上述所提的MIPS IP，Imagination的PowerVR GPU技術(shù)也被瑞薩、德州儀器(TI)等領(lǐng)先的汽車晶片業(yè)者用來(lái)開發(fā)儀表板與資訊娛樂解決方案。瑞薩于近期最近發(fā)表新款R-Car H3 SoC，其中內(nèi)建擁有一百九十二顆ALU核心的高階PowerVR GX6650 GPU，并支援可滿足頂尖規(guī)格的硬體虛擬化技術(shù)，改善認(rèn)知運(yùn)算與人機(jī)介面(HMI)的運(yùn)算功能，可以用來(lái)開發(fā)先進(jìn)的駕駛支援系統(tǒng)以及車載資訊娛樂(IVI)系統(tǒng)。

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Renesas副總裁暨汽車資訊系統(tǒng)業(yè)務(wù)部門主管Masahiro Suzuki指出，由于現(xiàn)今的IVI系統(tǒng)傳輸?shù)耐獠抠Y料量大幅增加，因此需要HMI (Human-machine Interface)運(yùn)算功能來(lái)即時(shí)、正確地處理這些龐大資料量。PowerVR GX6650為R-Car H3的3D繪圖引擎，與R-Car H2相比，擁有將近三倍的著色器計(jì)算處理效能，可在正確的時(shí)間為駕駛提供可靠資訊，以實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的應(yīng)用程式與豐富的HMI。

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Imagination執(zhí)行長(zhǎng)Hossein Yassaie則透露，汽車產(chǎn)業(yè)目前正面臨重要的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。ADAS和無(wú)人駕駛汽車正推動(dòng)車用電子在眾多領(lǐng)域的成長(zhǎng)，包括儀表板、資訊娛樂系統(tǒng)，以及智慧攝影機(jī)等。

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Imagination以廣泛的解決方案推動(dòng)汽車應(yīng)用的進(jìn)展。其包含了支援硬體虛擬化技術(shù)的和具有可擴(kuò)充性的PowerVR GPU，可為運(yùn)算和視覺應(yīng)用實(shí)現(xiàn)可靠度與高效能處理；具備多執(zhí)行緒功能的MIPS CPU核心，可實(shí)現(xiàn)即時(shí)的運(yùn)算與效率以及安全性與可靠度的硬體虛擬化技術(shù)；以及Ensigma多重標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線電與連結(jié)技術(shù)的全球解決方案。

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高通處理器獻(xiàn)計(jì)　汽車聯(lián)網(wǎng)功能大增

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除ADAS備受矚目之外，車聯(lián)網(wǎng)亦是兵家必爭(zhēng)之地，例如高通旗下子公司高通技術(shù)，便于近期推出Snapdragon 820A系列汽車處理器(圖2)，支援LTE-Advanced聯(lián)網(wǎng)功能，透過軟硬體更新實(shí)現(xiàn)可升級(jí)車載資訊娛樂系統(tǒng)，輕易跟上最新技術(shù)。

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圖2　Snapdragon 820A系列汽車處理器支援LTE-Advanced聯(lián)網(wǎng)，并透過軟硬體更新升級(jí)車載資訊娛樂系統(tǒng)。
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高通技術(shù)公司汽車業(yè)務(wù)資深副總裁暨總經(jīng)理Patrick Little表示，汽車產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)一直希望擁有一款規(guī)模彈性解決方案，可創(chuàng)造豐富的使用者體驗(yàn)，并兼顧消費(fèi)者在個(gè)人行動(dòng)裝置所習(xí)慣的效能、聯(lián)網(wǎng)及升級(jí)功能，包括即時(shí)云端聯(lián)網(wǎng)及導(dǎo)航、沉浸式4K圖像與影像顯示、軟硬體升級(jí)彈性、深度學(xué)習(xí)與遠(yuǎn)端診斷能力，開創(chuàng)下一代的汽車安全性能。Snapdragon 820A汽車平臺(tái)能滿足上述需求。

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據(jù)了解，Snapdragon 820A系列中的820Am版本內(nèi)建X12 LTE數(shù)據(jù)機(jī)，并具備4G LTE Advanced Pro功能，支援下行速率達(dá)600Mbit/s、上行速率達(dá)150Mbit/s、不間斷的車內(nèi)及蜂巢式聯(lián)網(wǎng)、車內(nèi)高畫質(zhì)電影串流、802.11ac 2x2 MIMO的Wi-Fi熱點(diǎn)功能、連接車內(nèi)多部行動(dòng)裝置，以及針對(duì)V2X的802.11p專用短程通訊(DSRC)。車內(nèi)的部分聯(lián)網(wǎng)則透過藍(lán)牙(Bluetooth)，支援車內(nèi)行動(dòng)裝置與車載資訊娛樂系統(tǒng)間內(nèi)容分享。

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此外，Snapdragon 820A內(nèi)建感測(cè)器，具備認(rèn)知意識(shí)與車輛自我診斷、支援ADAS功能以改善車輛安全系統(tǒng)，并透過GNSS與航位推算技術(shù)，提供定位及導(dǎo)航服務(wù)。 該產(chǎn)品并整合先進(jìn)的攝影與感測(cè)處理功能，支援重要的全天候警示與緊急服務(wù)，將標(biāo)準(zhǔn)攝影機(jī)功能延伸至智慧攝影機(jī)，且運(yùn)用環(huán)景攝影鏡頭支援停車輔助邊緣視線功能。

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愛立信/AT&T聯(lián)手　提升汽車聯(lián)網(wǎng)體驗(yàn)

另一方面，愛立信也攜手電信業(yè)者AT&T，發(fā)展新的車用Wi-Fi解決方案，并且將繼續(xù)支援AT&T Drive平臺(tái)，以協(xié)助消費(fèi)者輕松管理汽車內(nèi)部的Wi-Fi連結(jié)功能。 愛立信北美地區(qū)技術(shù)與策略長(zhǎng)Glenn Laxdal表示，隨著網(wǎng)路型社會(huì)持續(xù)實(shí)現(xiàn)，該公司將繼續(xù)擴(kuò)展與AT&T Drive平臺(tái)的合作關(guān)系，并為AT&T的全新線上Wi-Fi入口網(wǎng)站提供更強(qiáng)大功能。

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透過愛立信的解決方案，消費(fèi)者可啟動(dòng)免費(fèi)的Wi-Fi熱點(diǎn)試用，還可進(jìn)一步為車子購(gòu)買數(shù)據(jù)通訊時(shí)段(Data Session)，從車內(nèi)管理其Wi-Fi帳戶。此外，汽車制造商也能利用無(wú)線連結(jié)進(jìn)行軟體更新傳輸，并下載先進(jìn)可下載型引擎配置(Advanced Downloadable Engine Configurations)。對(duì)消費(fèi)者而言，這意味著即使在購(gòu)買聯(lián)網(wǎng)汽車多年之后，仍能透過車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)增加新的功能，提升駕駛體驗(yàn)。 AT&T Mobility物聯(lián)網(wǎng)資深副總裁Chris Penrose指出，AT&T與愛立信的共同合作，為汽車車主提供了存取及管理4G LTE Wi-Fi熱點(diǎn)帳戶的能力。這是雙方策略夥伴關(guān)系的另一個(gè)重要里程碑，未來(lái)雙方將不斷地突破創(chuàng)新，為消費(fèi)者開創(chuàng)下一代的聯(lián)網(wǎng)汽車體驗(yàn)。

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開拓智慧汽車市場(chǎng)　新一代產(chǎn)品/技術(shù)紛出籠

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因應(yīng)智慧汽車發(fā)展趨勢(shì)，意法半導(dǎo)體(ST)亦全速搶進(jìn)智慧汽車市場(chǎng)，不斷推出先進(jìn)的智慧駕駛解決方案，如與以色列公司Autotalks合作開發(fā)汽車對(duì)各類物體(V2X)晶片組。該晶片組整合基頻處理器、主微控制器(MCU)、安全微控制器和V2X通訊技術(shù)，利用GPS衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)和801.11p Wi-Fi無(wú)線網(wǎng)路技術(shù)分析周邊車輛和路況，為自動(dòng)駕駛汽車技術(shù)開啟一系列全新的可能應(yīng)用。

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此外，意法還將推出一款高動(dòng)態(tài)范圍的車載CMOS照相模組，在低光環(huán)境中擁有同級(jí)產(chǎn)品中最高的訊號(hào)雜訊比，目標(biāo)應(yīng)用是能夠偵測(cè)行人、障礙物、交通號(hào)志和車道的視覺駕駛系統(tǒng)。

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與此同時(shí)，作為車用MEMS技術(shù)的主要供應(yīng)商，意法將推出各種車用MEMS感測(cè)器，其中包括用于汽車緊急呼叫系統(tǒng)的三軸加速度計(jì)、用于安全氣囊的單軸/雙軸加速度計(jì)，以及六軸感測(cè)器模組(三軸加速度計(jì)和三軸陀螺儀)和定位晶片整合方案，在GNSS數(shù)據(jù)無(wú)法使用時(shí)可透過航位推測(cè)技術(shù)輔助汽車導(dǎo)航。針對(duì)車聯(lián)網(wǎng)安全，該公司則提供符合可信任平臺(tái)模組(TPM)2.0數(shù)據(jù)安全規(guī)范的車用安全微控制器，使汽車網(wǎng)路介面在物理層取得最高的安全等級(jí)。

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另一方面，高通旗下子公司高通技術(shù)也進(jìn)一步擴(kuò)大其車用技術(shù)產(chǎn)品組合，以支援汽車產(chǎn)業(yè)各階層市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)即時(shí)創(chuàng)新。

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相關(guān)技術(shù)涵蓋遠(yuǎn)程訊息通訊系統(tǒng)與聯(lián)網(wǎng)高集成度解決方案、針對(duì)豐富資訊娛樂系統(tǒng)所需的高解析度圖像與多媒體技術(shù)、先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)所需的機(jī)器智慧與感測(cè)器混合技術(shù)、GNSS定位技術(shù)、增進(jìn)安全與駕駛便利的V2X通訊，以及電動(dòng)車所需的無(wú)線充電技術(shù)等。

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高通技術(shù)公司汽車資深副總裁暨總經(jīng)理Patrick Little表示，高通技術(shù)在車用科技領(lǐng)域深耕已久，能為客戶在廣泛領(lǐng)域內(nèi)提供完整的解決方案，包括車載資通訊系統(tǒng)、聯(lián)網(wǎng)、多媒體、定位、運(yùn)算、機(jī)器學(xué)習(xí)、成像、安全與控制等。如此多元的技術(shù)產(chǎn)品組合使該公司能提供高度整合且可擴(kuò)展的平臺(tái)，滿足資訊娛樂、車載資通訊、聯(lián)網(wǎng)、GNSS、機(jī)器智慧、V2X通訊及無(wú)線電動(dòng)車充電等需求。

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據(jù)悉，高通技術(shù)公司并購(gòu)的Cambridge Silicon Radio Limited(CSR)為高通的車用產(chǎn)品組合增添更多技術(shù)資產(chǎn)，其整合的車用解決方案產(chǎn)品組合包括：高通Snapdragon 820A/Snapdragon 602A處理器；Snapdragon X12 LTE/Snapdragon X5 LTE數(shù)據(jù)機(jī)；VIVE 802.11ac技術(shù)(QCA65x4 Wi-Fi)；Atlas資訊娛樂系統(tǒng)單晶片；tuneX晶片；Halo電動(dòng)車無(wú)線充電；以及獨(dú)立車載級(jí)GNSS與藍(lán)牙/WiFi組合產(chǎn)品等。

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透過提供穩(wěn)定的系統(tǒng)及完整軟體支援，高通技術(shù)公司的高度整合系統(tǒng)單晶片平臺(tái)可降低物料清單成本、縮短上市時(shí)間，并降低OEM夥伴整體系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)。

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智慧汽車“錢”景闊　半導(dǎo)體商紛掏金

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智慧汽車商機(jī)誘人，根據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Gartner預(yù)測(cè)，2020年，全球總共會(huì)有超過兩千五百萬(wàn)輛的聯(lián)網(wǎng)汽車；而成熟市場(chǎng)80%的新車款會(huì)有數(shù)據(jù)連接，30%的聯(lián)網(wǎng)車輛會(huì)內(nèi)建有功能級(jí)的空中傳輸(OTA)軟體升級(jí)功能。

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顯而易見地，隨著智慧汽車風(fēng)潮擴(kuò)大蔓延，使得各種車用電子元件更加受到產(chǎn)業(yè)界重視，如感測(cè)器、MCU及各種無(wú)線通訊等，需求將明顯增溫。為搶下更大的智慧汽車版圖，眾家業(yè)者持續(xù)針對(duì)ADAS、車載資訊娛樂系統(tǒng)、車聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用設(shè)計(jì)需求研發(fā)新產(chǎn)品，各廠商間的軍備競(jìng)賽將變得更加白熱化。