5月22日-5月23日在東京召開了“2019 Flex Japan/MEMS & SENSORSENSORS Forum”，在此論壇上，法國Yole Développement的負責車載感測器（Sensor）的分析師Jérôme Azémar先生發表了題為“汽車產業的感測器技術及市場動向”的演講，本文主要是介紹了其發表的車載感測器的未來市場趨勢。
圖1：發表演講時的情形，照片系筆者拍攝。（圖片出自：mynavi）2017年全球汽車產業的市場規模達到2.3兆日元（約人民幣1,380億元），全球汽車三強為：德國的大眾、豐田汽車、雷諾·日產·三菱聯盟，2018年雷諾·日產·三菱聯盟的銷售額以極小的差距超越了豐田汽車。另外，據預測，今後汽車產業的年度增長率約為2.7%，其中車載電子的年度平均增長率約為7%，即每年增加1,420億美元（約人民幣9,656億元）的規模，其中車載感測器年度平均增長率約為13%，即每年增加110 億美元（約人民幣748億元）的市場規模，其較高的增長率著實引人關注。
圖2：全球汽車產業的主要品牌分佈圖。（圖片出自：Yole Développement）2個近乎實現完全無人駕駛的方法
實現完全無人駕駛主要有兩類方法。其一，以豐田汽車為首的汽車廠商採用的高階駕駛輔助系統（ADAS,Advanced Driving Assistant System）。從Level1（級別1）開始逐步提高到最高的Level5級的無人駕駛，由於最初沒有設定行駛範圍，所以無人駕駛車輛可以在任何一個地方行駛。另一種具有挑戰性的方法是IT公司與新興Mobility （移動）企業合作推出的Robotic Car（機器人汽車），最初就開發了相當於Level5的汽車，後來逐步擴大行駛範圍，最終在任何一個地方都可以行駛。無論哪一個方法其最終目標都是實現完全無人駕駛。（圖3）
圖3：實現完全無人駕駛的兩個方法。（圖片出自：Yole Développement）如今，在地球上行駛的汽車有50%以上都是Level0。另外，據Yole預測，朝著雙手自由、兩腳自由、解放雙眼（不需要隨時注視前方）、解放大腦。。。。。。這一方向發展無人駕駛技術，2045年銷售的汽車中70%都將會是無人駕駛車輛，在2050年銷售的汽車中30%都將會是Level5級別的。（圖4）
圖4：無人駕駛級別的市場普及率（預測值）（圖片出自：Yole Développement）無人駕駛時代所要求的車載感測器
ADAS汽車搭載了用作各種目的的感測器，比如長距離雷達、中短距離雷達、LiDAR（Light Detection And Ranging，即鐳射雷達技術）、攝像頭、超聲波感測器、GNSS（Global Navigation Satellite System，即全球定位衛星系統）、紅外線感測器等。現在，很多汽車的前方和後方都搭載了感測器，隨著無人駕駛級別的提高，360度感應的實用化越來越重要。
另外，最初就以無人駕駛為目標的Robotic Car（機器人汽車）搭載了8個攝像頭、6個LiDAR（4個短距離、1箇中距離、1個遠距離）、4個雷達、10個其他感測器（8個超聲波感測器、2個GPU/IMU）。
圖5：ADAS車的感測器的種類、用途、目的。
（圖片出自：Yole Développement）
在以上這樣的汽車感測器中，數量增長最多的將會是用於長距離攝像頭，預計2030年的年度出貨數量為1,000萬個左右。另外，中距離LiDAR、短距離LiDAR、短距離雷達、短距離攝像頭的2030年預測出貨數量分別為500萬個左右，長距離雷達的2030年預測出貨數量約為250萬個，由此可見長距離攝像頭的增長最值得期待。另外，遠紅外（Long Wave Infra Red）攝像頭是用於識別夜間的行人和野生動物的，據Yole預測，從2021年開始其出貨數量將會以每年增長30%的超高速增長，2024年的年度銷售數量約為50萬個（銷售金額約為1.9億美元，約人民幣12.92億元）。
圖6：2017年-2018年的車載感測器系統的出貨數量推移表。（圖片出自：Yole Développement）從金額來看，車載攝像頭模組在2018年-2023年的年度增長率約為15.8%，預計在2023年的年度銷售額將達到58億美元（約人民幣394.4億元），其中機器人汽車將佔據75%。
圖7：車載攝像頭模組的銷售額預測（金額單位：百萬美元）。（圖片出自：Yole Développement）
圖8：車載LiDAR的銷售額預測（金額單位：百萬美元）。（圖片出自：Yole Développement） 另一方面，按照使用的頻段來分，雷達模組的市場可以分為3種。24GHz雷達的市場規模約為15.4億美元（2018年，約人民幣104.72億元），到2020年基本是微增，之後轉為減少，2022年的市場規模將比2018年還要低。另外，在2018年主流的77GHz雷達的市場規模將會達到24.7億美元（約人民幣167.96億元），隨著AEB（Autonomous Emergency Braking，即自動制動系統）的普及將會逐步增長，預計在2024年將會突破40億美元（約人民幣272億元）。與之相比更高頻率的79GHz雷達市場預計也會有較高的增長，預計在2024年將會達到20億美元（約人民幣136億元）的市場規模，雷達市場整體的年度平均增長率約為23%，2022年的市場規模將會達到75億美元（約人民幣510億元）。
圖9：按照車載雷達市場的使用頻段來區分的銷售額預測（單位：百萬美元）（圖片出自：Yole Développement）負責處理感測器的半導體市場將會怎麼樣?
隨著各種感測器搭載數量的增加，透過處理這些資訊，對汽車各部位進行反饋（Feedback）的半導體的重要性也在逐漸在增加。據Yole預測，關於用於資訊娛樂( Infotainment)方面的半導體的未來市場動向，今後大約在Level3的時候，現在使用的多個MCU（Micro Controller Unit，即微控制單元）將會被作為 FPGA（Field－Programmable Gate Array，即現場可程式設計邏輯門陣列）或者Vision Processor（視覺處理器）處理成一個模組，此後, 也會加上用於Level 5的ADAS專用的平臺（Platform），根據具體情況將會一體化。（圖10）
圖10：用於車載資訊娛樂方面的半導體的推移。
（圖片出自：Yole Développement）
2018年車載Computer Hardware（計算機硬體）的市場規模達到31.5億美元（約人民幣214.2億元），未來機器人汽車將會起到牽引的作用，預計年度平均增長率約為17%，在2028年市場規模將會達到150億美元（約人民幣1,020億元）。
圖11：每個無人駕駛級別（Level）的車載計算機硬體的市場增長預測值（2018年-2028年）（圖片出自：Yole Développement）另外，現在Level 2的ADAS車搭載的處理器的效能約為1TOPS（(Tera Operations Per Second），消耗電力控制在3W-5W左右；Level 4或者Level 5 的無人駕駛汽車的處理器效能要求約為10TOPS以上，消耗電力也隨之提高。現在每個晶片的消耗電力約為數十W左右，為機器人汽車提供晶片的半導體廠商也將沿襲這一功率數。Yole指出，以傳統的汽車廠商為中心，對於低功耗的要求依然很高，對於未來的車載處理器來說，其開發目標將會是實現1TOPS/W或者更高耗能的運算效能，這將會成為各家車載半導體廠商的新挑戰。
圖12：用於ADAS和機器人汽車的計算機硬體的基準（Benchmark），消耗電力（W）對計算效能（TOPS）。（圖片出自：Yole Développement）