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整理包/特斯拉狂攻超級電腦 Dojo 力拚全自駕車 自動駕駛技術發展如何、供應鏈一次看

自動駕駛技術逐漸成熟,相關車廠、晶片廠搶進發展更高階車款。圖/pixabay
自動駕駛技術逐漸成熟,相關車廠、晶片廠搶進發展更高階車款。圖/pixabay

本文共5138字

經濟日報 新聞部新媒體中心/編輯徐建峰整理

隨著科技日新月異,自動駕駛功能也更加靈活且廣泛的被運用在汽車和電動車上,日前先由德國車廠賓士(Mercedes-Benz)率先實現自駕等級Level 4;電動車大廠特斯拉 (Tesla)執行長馬斯克更宣布要在2023年底前,利用自家的超級電腦 Dojo 要拚全自動自駕車,讓「自動駕駛」再度掀起話題。對此,《經濟日報》整理特斯拉主打的 Dojo 是如何搭上自動駕駛技術,以及相關供應鏈和概念股,供讀者了解參考。

編按:Tesla執行長馬斯克4月28日訪問中國大陸,外界解讀是在為全自動輔助駕駛(FSD)系統進入中國大陸市場鋪路。連帶讓受挫已久的股價大漲,供應鏈有望受惠

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一、自動駕駛是甚麼?

過去,不用手開車的畫面僅會在科幻電影裡出現,但現在正在一一實現當中。自動駕駛系統(ADS;automated driving system)言下之意就是完全自動,不需要人力去操作。

而特斯拉詮釋的自動駕駛,則稱全自動駕駛(FSD;Full Self-Driving),這項技術尚未成熟,轉而代之的則是「低配版」的自動輔助駕駛(Autopilot),既保有一定的自動功能,但仍須倚靠人力控制。

特斯拉到2023年7月成立正好滿20年,近年積極發展自動駕駛,為汽車產業帶來翻天...
特斯拉到2023年7月成立正好滿20年,近年積極發展自動駕駛,為汽車產業帶來翻天覆地的變化。 圖/美聯社

先進自動駕駛輔助系統

為提升車輛行駛安全性,早在1920年代最早的「防鎖死系統」被提出,當時間推進至1950年代,美國盲人發明家 Ralph Teetor 發明「定速控制系統」設計,先進自動駕駛輔助系統(ADAS; Advanced Driver Assistance Systems )的概念就此誕生。

ADAS 簡而言之就是安裝在車上的各種感測器,讓駕駛人可以方便掌握車況和路況,隨著「自動駕駛」技術崛起,原本被廣泛用於車輛的各項「基本系統」,進而成為自駕「關鍵的基礎」。

ADAS 系統作為一種混合技術系統,大致可區分為感測器、處理器與致動器3個部分,首先,由「感測器」建立外界訊號,常見元件如雷達、光達外,還有熱能與壓力等監測器。接著,將訊號回傳給「處理器」,若發生相對緊急情況或異常,再發送訊號給「致動器」做出反應。而 ADAS 系統則是由以下子系統組合而成:

1. 防鎖死煞車系統(ABS):駕駛能夠避免車輛因為煞車鎖死失控,並在失控前能最大減少煞車距離,以提高車輛安全性。

2. 自動巡航控制(ACC):駕駛可以設定車速上限並保持定速,同時設定與前車維持的距離。

主動式車距調節巡航系統(ACC)示意圖,透過車前雷達的偵測,不僅能設定與前車之間...
主動式車距調節巡航系統(ACC)示意圖,透過車前雷達的偵測,不僅能設定與前車之間的距離,同時還能自動調節車速。圖/擷取自網路。

3. 前碰撞預警(FCW):行駛中,若與前車靠太近系統會發出提示音,減速未果將自動踩煞車。

3. 盲點偵測( BLIS ):將傳感器裝設於車輛視覺盲區,透過裝在車外左右後視鏡下緣的雷達,可有效偵測預防盲區車輛或過路人。

4. 車道偏離警示( LDA ):利用擋風玻璃上的感測器,偵測道路標線與車輛的相對位置,當系統偵測道駕駛沒打方向燈且車子偏離原本車道時,系統會以聲音或方向盤震動的方式提醒駕駛,讓駕駛把車輛恢復到原本車道上。

此外,還有、胎壓偵測(TPMS)、偏離預警(LDW)、自動停車系統(APS)、自動緊急煞車(AEB)等系統。

二、自動駕駛技術分幾級?

自動駕駛技術並非從0至1就算完成,而是以1至100的方式分階段演進,根據美國汽車工程師協會(SAE)將自動駕駛分成等級0~等級5的六大等級,相關定義如下:

◎ 人工駕駛(Level 0):

無自動駕駛。用路人對於車輛與路況的一切,全程皆須親力親為,不僅全程握方向盤,還需控制油門及煞車。

◎ 輔助駕駛(Level 1):

車輛多了人性化設計,提供部分示警功能與短暫協助能力。如:防鎖死(ABS)、前碰撞預警(FCW)、偏離預警(LDW)等。相較於前級,能讓行車安全更加提升。

◎ 部分自動駕駛(Level 2):

雖然車輛仍是由駕駛主控,但車輛上的輔助系統能發揮作用讓駕駛明顯減輕操作負擔,目前大部分搭載L2 ADAS系統車輛,都是以主動式巡航定速(ACC)搭配自動跟車、車道偏離警(LDW)搭配自動緊急煞停系統(AEB)和盲點偵測(BLIS)與汽車前碰撞預警(FCW)的部分技術結合組成。

◎ 條件自動駕駛(Level 3):

半自駕技術成型,在一定條件下可以監控駕駛環境,當汽車偵測到需要駕駛人時,會立即讓駕駛人接管後續控制。如先前德國賓士(Mercedes-Benz)以能在特定公路上,在定速的情形下由電腦接管,並安全行駛,行車速度初步並不高,且有環境侷限性。

本田(Honda)於2021年推出全球第一款L3自駕車 Honda Legend,搭載L3自駕系統「Honda Sensing Elite」;同年12月則有賓士(Mercedes-Benz)宣布旗下車款將搭載L3「Drive Pilot」,其為第一家滿足聯合國法規的自駕系統,並獲得德國交通部核可領牌上路。

搭載Level 3自駕系統「HONDA SENSING Elite」的日規Hon...
搭載Level 3自駕系統「HONDA SENSING Elite」的日規Honda Legend 在符合條件下可啟動放雙手自動駕駛。 圖/擷取自Honda官網

◎ 高度自動駕駛(Level 4):

在一定條件且特定時段、環境下,車輛可以自動完成轉彎、加速、變換車道等動作,僅在特殊情況,比如說颱風、濃霧等延課氣候環境下,電腦會駕駛足夠時間轉換操作,故有人把這個等級稱為「有方向盤的無人駕駛車」。

以達成創舉的賓士為例,賓士成功實現Level 4的功能,以無人、電腦監管的情形下,在停車塔內行駛,全自動的理想不再遙不可及。

賓士自駕車在臨停區下車與取車。 記者邱馨儀/攝影
賓士自駕車在臨停區下車與取車。 記者邱馨儀/攝影

◎ 完全自動駕駛(Level 5):

具備完整自駕功能,不用藉由方向盤、煞車、油門等系統控制車輛,可在無人、任何條件下直接開啟自動駕駛。

自動駕駛層級分為0-6級。 資料來源:編輯整理 徐建峰/製表
自動駕駛層級分為0-6級。 資料來源:編輯整理 徐建峰/製表

三、自動駕駛如何從人本走向車本?

從人主導到車主導

目前各大車廠對於自動駕駛技術仍處於Level 2 ~ Level 3的範圍內,而這兩個層級最大的不同在於,Level 2主要還是需要以人為主要控制,但Level 3則能實現在特定環境下雙手離開方向盤的成就,不過,目前已有這項能力的車廠仍然算少。

國際法規

聯合國歐洲經濟委員會針對自動駕駛訂定出規範。 圖/美聯社
聯合國歐洲經濟委員會針對自動駕駛訂定出規範。 圖/美聯社

法規層面,目前Level 3以聯合國歐洲經濟委員會(UNECE;the United Nations Economic Commission for Europe)的 UNR 157自動車道維持系統(ALKS;Automated Lane Keeping Systems )規範為各國相關政策修法參考,適用包含歐洲與日本等 UNECE 締約國。

2022年6月底,UNECE 修訂規範,提高乘用、輕型車自動駕駛系統最高時速從60至130公里/小時,並允許自動變換車道,使Level 3自駕系統不再侷限於塞車情境,於2023年正式生效。為使法規更加完善且與時俱進,法規層級也逐步往Level 4訂定中。

台灣法規

我國目前並未開放不須駕駛人操控方向盤就可自動變換車道和行駛的「全自駕功能」 ,且並未核可駕駛人可放手離開方向盤,自動駕駛只是輔助駕駛人判斷,發生肇事責任仍會歸咎駕駛人,目前的自動駕駛等級僅提供駕駛輔助 ;惟使用 ADAS 並無相關罰則。

經濟部也於2018年即制定《無人載具科技創新實驗條例》,積極推動科技創新監理沙盒,建構完善且安全之創新實驗環境。

四、當自動駕駛搭上AI會如何?

特斯拉近期投入大量資源在他們的超級電腦 Dojo,除了證實進軍AI市場外,更讓特斯拉自動駕駛技術再躍升一個層級。Dojo 蒐集自動駕駛資料,並訓練提升相關功能準確度,而這項技術更在2023年8月受到實測,且能夠在非預設道路上對各項路況做出正確判斷,外界預期其標準已落於L4-L5之間,完全自動駕駛實現的那天距離我們已不遙遠。(延伸閱讀:VIP》價值800億美元的報告!特斯拉的Dojo發揮了什麼mojo?

特斯拉超級電腦Dojo。圖/特斯拉提供
特斯拉超級電腦Dojo。圖/特斯拉提供

特斯拉自2021年起就一直提到 Dojo 如何在AI和自動駕駛技術方面賦予其優勢。特斯拉2023年7月開始生產Dojo,執行長馬斯克還告訴投資人,這家汽車製造商計畫在2024年底前在這一項目上投資超過10億美元。

特斯拉將靠 Dojo 坐穩自駕車龍頭?

超級電腦 Dojo 使用的是特斯加自家出產的D1晶片,採7奈米製程,每25個D1晶片為一組合,每12個組合在組成一個伺服器機櫃,而 Dojo 就是在由10個機櫃組合而成。據大摩表示,一個版本的 Dojo 超級電腦從7月起不間斷運行,並達成可以處理超過400,000輛全自駕特斯拉車輛的視覺數據,未來若順利量產,對特斯拉來說會是一大躍進。

而這只是 Dojo 電腦功能的其中一個部分,馬斯克預計將 Dojo 運用在雲端處裡、資料中心上,並向客戶收取費用。Dojo 不僅能夠在特斯拉內部使用,還可以套用在推特(twittr)、Space X上。

五、國際有哪些自動駕駛晶片供應商?

根據研究和諮詢公司《Guidehouse Insights》 2023年第一季自動駕駛晶片供應商10大排行,分別為微軟旗下的 Mobileye、Google 母公司字母(Alphabet)分拆出的 Waymo、Baidu、通用汽車和本田汽車擁有的 Cruise、現代汽車和汽車供應商 Aptiv 的合資企業 Motional、輝達(Nvidia)、Aurora、WeRide、Zoox、Gatik。

研究機構 Gartner 分析指出,2022年自駕車產業位於「泡沫化谷底期」,過去曾位於自駕晶片技術研發前段班,福特汽車(Ford)和福斯汽車(Volkswagen) 共同投資的新創 Argo AI,就因為資金考量與成果不如預期,於2022年解散。

另根據財團法人車輛研究測試中心《2022年全球自駕車產業發展回顧》,有雄厚資金挹注的 Waymo 則要拚Level 4以上的自動駕駛技術。Waymo 2017年起投入美國鳳凰城郊區的自駕計程車服務,更於2022年開始提供鳳凰城機場付費接駁服務,成為首家提供機場接駁的自駕計程車公司。(延伸閱讀:VIP》美自駕車研發經費 占全球逾六成

Waymo自駕車。圖/美聯社
Waymo自駕車。圖/美聯社

六、全球拚自駕車 哪些台廠供應鏈受惠?

資策會產業情報研究所所長洪春暉指出,自動駕駛等級正從L1轉移至L2/L2+。根據 Yano Research 研究報告,Level 1、2在2024年的市占率預計分別為31.6%、67.8%,Level 2在2020-2025年的 CAGR 為32.6%,為近年推進自駕車市場之主要動能,同時也是帶動 ADAS 產品成長的主要推手。而這項轉變,有望帶動台廠供應鏈發展。

以台積電(2330)、鴻海(2317)、大立光(3008)、和碩(4938)為首的台灣科技大廠與車用零組件廠,直接與通用(GM)、福特(Ford)、特斯拉(Tesla)與斯泰蘭蒂斯(Stellantis)當面溝通技術、開發與採購事項,台美將擴大自駕車合作範圍。

◎ 晶片相關

隨著自動駕駛技術發展趨於熱絡,ADAS 系統、車用晶片等需求也隨之上升,號稱台灣護國神山的台積電(2330),為特斯拉代工的新款全自動輔助駕駛(FSD)晶片,就扮演「大腦」的關鍵角色 。另外,還有聯電(2303)、世界(5347)、華邦電(2344)、台半(5425)、強茂(2481)、漢磊(3707)、順德(2351)、日月光(3711)、欣銓(3264)、瑞昱(2379)、盛群(6202)等11家台灣半導體廠受惠。

◎ 光達感測元件

光達感測器(LiDAR)在發展自駕車的基礎上扮演關鍵角色,砷化鎵代工龍頭穩懋(3105)是全球重量級光達感測器代工廠,底下還有宏捷科(8086)、全新(2455)等台廠,有望使國內光達供應鏈業績向上。

◎ 光學鏡頭

而自動駕駛所需的鏡頭則由大立光(3008)、亞光(3019)、同致(3552) 佳凌(4976)、淳安(6283),以及模組廠致伸(4915)等營運衝鋒。

◎ 車用零組件

此外,CIS 封測廠同欣電(6271)轉型為經營影像感測器及RF封裝業務,提供手機、車用及衛星通訊等應用封裝服務;另還有車王電(1533)、為升(2231)開發成像雷達。以及IC設計廠凌陽(2401)搭上汽車電子智慧化與自動化的趨勢,可結合 IVI(車用資訊娛樂系統) 與 AVM(環景影像系統),將儀表板、主控台與先進輔助駕駛系統(ADAS)整合,都順利跟上這波熱潮。

此外,特斯拉供應鏈概念股也有望受惠,包含充電樁的鴻碩,車用組件的建準、高力、華孚、堤維西、智伸科、高技,以及動力系統的台達電、控制器的麗清與車用的和大等都有望受惠。

(資料來源:記者劉芳妙、尹慧中、邱馨儀、李孟珊、陳昱翔、王正健、盧宏奇)


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