汽車事業部的營收佔整個恩智浦半導體(NXP Semiconductors)營收的一半左右,恩智浦汽車事業部技術長Lars Reger原本預期高通(Qualcomm)與恩智浦會順利合併,因而規劃了汽車技術發展藍圖。然而,在6月中從舊金山(San Francisco)飛往法蘭克福(Frankfurt)的這11個小時航班裡,他的期望落了空。

在那11個小時前,Reger結束了在美國聖塔克拉拉(Santa Clara)舉行的恩智浦夥伴合作大會(NXP Connects Conference)之後,在機場休息室等候返家航班。當時,有人走向Reger並向他詢問關於當天香港南華早報(South China Morning Post)的一篇文章,標題是「北京當局批准高通收購恩智浦(Beijing ‘approves Qualcomm’s purchase of NXP)」。

恩智浦與高通等了20個月,就是為了這一刻。Reger嶄露笑顏,點了香檳和他的同事一同慶祝。

11個小時之後,當Reger抵達法蘭克福時,碰到另一個陌生人向前詢問他關於合併案的消息,他說:「我腳受傷,一直坐在輪椅上,無法到處走動,因此無法探聽相關消息。」

那位陌生人說:「高通與恩智浦的合併案破局了。」他指的是路透社(Reuters)針對南華早報報導所做的後續追蹤,文章中援引三位消息人士的說詞,表示他們並不知道中國當局已經批准此項交易,文章中也提到了一個造成事情轉折的原因:美國對中國商品提高關稅,可能會因此破壞這筆交易。

併購消息公布的20個月後,這一筆價值440億美元的大型合併案仍懸而未決,中國政府似乎擁有最終決定權。Reger飛往法蘭克福時原本欣喜若狂,現在則感覺世界整個被顛覆一般的絕望。他問自己:「這是場鬧劇?」,他隨後又想:「這樣的話,我失去了什麼?」

直到7月,也就是一個月之後,這筆交易面臨重大危機,高通執行長Steve Mollenkopf決定放棄對恩智浦的收購案。

這兩家公司的結合為高通確立了未來明確的發展目標,因為高通想朝向多元化發展,而不僅止於仰賴聖地牙哥(San Diego)總部所專注的智慧型手機業務。

更重要的是,這兩家公司合併之後,預期將催生一家強大的汽車技術公司。研究機構Tirias Research創辦人Jim McGregor說:「收購恩智浦,高通將可跨入整車開發的領域,進而開發Level 4和Level 5自動駕駛車相關、具有競爭力的解決方案。」

對於全球首屈一指的汽車晶片供應商恩智浦而言,高通具備深厚的技術背景,可因應未來高度自動駕駛車的功能需求。

面對最後交易破局的結果,Reger快速地在腦中盤算了一下:「我失去了利用5G與4G行動通訊技術的機會。此外,我也無法利用Snapdragon SoC平台進行開發。」根據Reger的說法,若是兩間公司合併的話,恩智浦不僅可將Snapdragon平台應用於車載資訊娛樂系統,也可用來開發「感測器融合(sensor fusion)」。

20181206NT31P1 恩智浦汽車事業部技術長Lars Reger於2017年6月恩智浦夥伴合作大會上,探討汽車連接技術。(來源:恩智浦)

Reger表示,最重要的計劃是整合高通的Snapdragon與恩智浦的Layerscape處理器(由原先Freescale數位網路部門開發),讓恩智浦的Bluebox平台能進一步開發出Level 3或更高等級的自動駕駛功能。恩智浦的汽車技術產品組合中,缺少一款可以配合恩智浦功能安全(functional safety)晶片的高效能運算晶片。

但正如一位聰明的EE Times讀者在EE Times訊息論壇上所說的那樣,「企業併購時,從長遠來看,收購失敗也許往往有另一種收獲。」沒過多久,Reger就發現其實沒有什麼損失。「即使交易失敗,恩智浦的汽車產品線仍然存在。」

當高通在7月底一放棄併購計劃後,Reger就馬上聽到許多公司的合作意願。8月初時,一些公司探詢Reger,「既然你們公司現在不再與高通合作了,那我們可以合作嗎?」Reger拒絕透露這些公司的名字,代表這些新的合作關係正在協商中。雖然Reger拒絕對此發表評論,但恩智浦似乎在未來幾季將可完成交易。

自駕車的炒作期(hype cycle)

自駕車以往在業界受到許多討論與關注,然而今年夏天至今市場熱度已慢慢降溫。上個月,Nvidia宣布其配備人工智慧(AI)的Nvidia Drive AGX Xavier系統原先為了Level 4自駕車而設計,改成支援Leve 2級與以上的車輛。特斯拉(Telsa)決定將完全自動駕駛(FSD)的選項拿掉,以「避免混淆」。看來,要達到完全自動駕駛似乎遙遙無期。

此時,業界開始出現新的擔憂。由於汽車製造商還沒有敲定Level 2先進駕駛輔助系統(ADAS)的功能細節,因此要達到Level 4自駕功能似乎還有很長的路要走。去年夏天,美國高速公路安全保險協會(IIHS)的ADAS測試揭露了在不同情況下,Level 2車輛效能的巨大差異。在許多情況下,這些系統會失靈,某些情況下,配備ADAS的某些車型顯然對停止的車輛視而不見,甚至可能直接撞上去。

市場對自駕車有許多不同的傳言,聽到Reger說Level 5全自動駕駛車在技術炒作週期中,由過度期望的高峰期落到谷底,也就不足為奇了。他回憶起幾年前電動車也有類似的狀況,市場原本充滿興奮熱烈之情,但很快地也冷靜了下來。由於電動車無法在一次充飽電的情況下持續行駛200英哩,因此消費者對於電動車的熱情也被澆熄。

Reger提出幾項觀點,證明自駕車不會是汽車產業的下一個明星(next big thing)。

首先,儘管專家們對於自駕車的看法有所不同,自駕車的發展還沒到位。Waymo在亞利桑那州(Arizona)的自駕計程車(robo-taxis)服務可能是唯一的例外。

再者,據稱汽車OEM耗資數十億金額打造電動車與自駕車,互相較量。然而,這樣肆意地揮霍已經對營收數字造成影響。

第三點,一線廠商彼此之間已經開始互相結盟,打團體戰(safety-in-numbers partnerships)。此一趨勢說明了開發Level 5全自動駕駛車具有相當的技術挑戰,獨自開發是具有風險的作法。

第四,明顯地,沒有汽車OEM或一線廠商會在未來5~6年內,從Level 5自駕車上賺到錢。

Reger說,最重要的是開發自駕車內大型SoC所將面臨的挑戰。那些「大型SoC」的開發者若想獲利,必須在未來幾年內讓他們的晶片安裝在數百萬輛汽車中。台積電(TSMC)或許能夠採用16奈米(nm)製程技術來製造這些大型SoC,但這只是一種權宜之計。

Reger認為:「6~8年後,先進製程技術將會從10奈米推進到7奈米,甚至是3奈米,這代表當你的大型SoC進行量產時,將使用兩世代前的舊技術。」

恩智浦大型SoC在哪?

儘管恩智浦聲稱自己是全球首屈一指的汽車晶片供應商,但它仍然會被一些喜歡炒作自駕車的媒體所冷落。為什麼?

因為恩智浦沒有提供大型SoC,媒體稱其為自駕車的大腦,而Reger稱之為「超級晶片(mega-chip)」。若是無法達到Nvidia的Xavier SoC或Intel/Mobileye下一代EyeQ的晶片等級,很難在市場上贏得勝利。

若是高通成功併購恩智浦,故事將會改寫。

奇怪的是,Reger似乎並沒有對於合併失敗感到難過。他解釋:「恩智浦正在為這些超級晶片開發輔助晶片(Companion Chip)。我們的晶片可用來監控高效能運算單元,確保人工智慧系統能運作。」

晶片被視為自駕車的大腦,有人認為這是錯誤的推想,Reger則認同這個說法。「就像我們的人腦構造分成不同區塊,大腦不同區塊執行不同的任務,自駕車的大腦也是如此。」

舉例來說,人腦的一部分直接連接到脊椎,它可以根據感覺回饋而察覺到障礙物,大腦的那部分與肌肉反射有關。相反地,大腦的另一部分負責控制意識,例如,當大腦看到前方道路上有幾輛車聚集在一起時,它會進行分析:我是否看到前方有交通堵塞的狀況,或者只是前方有一輛車正試圖停車?「有意識的大腦」會制定最佳和最安全的行動策略。

據推測,恩智浦的晶片將執行前段任務(與反射系統溝通),同時為後段任務(策略制定)進行功能安全「監督」。 先前一些公司在公共道路上測試自動駕駛車時,造成一些致命事故,Reger告訴EE Times,在大多數情況下,「劣質感測器(inferior sensors)」是罪魁禍首。

先前合併案正在進行時,恩智浦做了哪些投資?

在11月初恩智浦財報電話會議上,金融分析師一直盤問恩智浦執行長Rick Clemmer,關於恩智浦在高通與恩智浦合併計劃尚未生效的21個月內的投資狀況。

Clemmer強調,恩智浦尚未確定合併案成功的期間並沒有因而減少投資。他說:「在我們等待的這段時間裡,公司沒有劇烈削減投資預算,我認為我們現在因而受益。」他解釋,恩智浦大量投資在雷達和電池管理技術,因而獲得對該公司來說至關重要的商機。

同時,恩智浦對S32微型平台的投資,使其立於一個獨特的地位,沒有其他競爭對手有能力匹敵。Clemmer補充:「競爭對手現在開始導入28奈米製程時,而我們已有能力開發出16奈米的FinFET解決方案,這個領先優勢將有助於推動我們的市場成長。」

專注於視覺與雷達設計

Reger證實恩智浦目前正積極地提升感測器的效能,包含視覺與雷達方面的開發。

恩智浦目前沒有能與Intel/Mobileye相抗衡的前置相機系統(front camera system),當恩智浦與Freescale兩家公司合併時,恩智浦因而獲得了Freescale的Cognivue IP。這是否代表恩智浦正在開發全新的視覺晶片?

Reger表示:「是的,我們目前正在研發中。」

雖然恩智浦的視覺晶片在2019年底前還不會推出,Reger指出,它將會是一個「開放性平台系統」,客戶若擁有自己的視覺軟體,可以置入自己的演算法。恩智浦採取與Intel/Mobileye不同的開放性策略。雖然Mobileye毫無疑問地在許多自駕車的視覺系統中佔有主導地位,但其做法經常引起汽車製造商的批評,因為它是一個黑箱(black box),無法進行功能上的調整。

Reger說:「我們的晶片提供軟體功能,同時也會提供一個系統工具套件(system enablement toolkit),讓我們的客戶能加入自己的演算法。」他並提到:「恩智浦是一間晶片供應商,汽車OEM或一線供應商是我們的客戶,我們不會與他們競爭。」

恩智浦在視覺領域正迎頭趕上,Reger相信恩智浦將會成為第一家CMOS雷達晶片的供應商。

20181206NT31P2 恩智浦成像雷達晶片。(來源:恩智浦)

Reger的研發團隊被賦予提升雷達晶片功能的任務。若是恩智浦開發能支援12通道發送無線訊號與6通道接收無線訊號的雷達晶片?如同Reger所認為的,這將會是一款非常高解析度的影像感測器。將恩智浦的前置相機系統感測器(front-facing camera sensor)整合一組恩智浦Dolphin雷達晶片,並具備足夠的角解析度(angular resolution),他說:「我們也許能夠創造出一個不需要光達(Lidar)的感測器系統。」

事實上,不只是恩智浦,現在每個雷達晶片供應商都在開發「成像雷達(imaging radars)」。今年稍早,德州儀器(TI)展示了其「級聯雷達(cascade radar)」,包含四個單晶片汽車毫米波(mmWave)感測器裝置。通常,成像雷達從雷達反射產生高解析度2D和3D影像,因為它依賴的是無線電或微波而不是可見光,它可以穿透陰霾、雲,有時甚至是牆壁。Reger說,相機和光達都是光學系統。「當相機看不見時,光達也會有相同情形,因此整合視覺和雷達(非光學系統)是合理的。」

沒有光達的自駕車

自動駕駛車不採用光達的想法已經開始出現在技術開發者之間。加入光達所需的成本仍高,其技術生態全貌尚未明確,在光達的未來發展仍不明確的時候,這是吸引人的做法。今年早些時候接受EE Times採訪時,Yole Développement的技術和市場分析師Alexis Debray告訴我們,他認為光達技術「尚未成熟」。他說:「我們正處於重大改變的初期階段。」

有兩種類型的汽車光達。「工業級」的光達用於自駕計程車,Debray稱之為「汽車級」的光達將會應用於提供一般消費者的大眾市場自駕車中。工業級光達被定義為「具備耐用性、良好的靈敏度和性能,能24小時運作」,由於它們應用於工業/商業用途,因此目前成本並非主要考慮因素,它們的價格是昂貴的。而對於大眾市場汽車中的汽車級光達來說,OEM考量許多因素,包含從價格、尺寸到外觀與使用體驗。Reger並不是指未來不會有光達的存在,他說:「我們必須先證明這一點。」

正如Reger所說,必須針對更高解析度的影像感測器進行一些重要的創新。他提到透過一組多通道收發訊號的雷達。Reger解釋:「我們需要一個非常強大的微控制器(MCU)來控制雷達,而雷達系統必須配備能支援先進的波束成形(beamforming)技術的前端。」該雷達系統的資料處理量將會很巨大。理想狀況下,雷達系統不僅能支援立體視覺(stereo-sonic views),在車輛周圍還能配置多個雷達系統。目前雷達系統計劃採用天線封裝(AiP)的方式,便於配置在車輛上的各個區域。

汽車產業發展進程

當被問到汽車產業近期的發展時(並非指發展全自動駕駛的長期規劃),Reger說明兩個發展方向:提升電動車行駛距離到500英哩以上,以及開發符合Level 3的自駕車。Reger認為此兩項即為恩智浦在汽車領域發展的方向。他提到:「我們正在為電動車開發"超高精準度電池管理"解決方案,而功能進步的感測器將有助於提升等級到Leve 4。」

他舉例說明:「我父親今年82歲,他離我住的地方有500多公里遠,雖然他身體狀況良好,但是駕駛500公里的車程對他來說還是有點強人所難。」如果他有一輛能幫助他行駛在高速公路上的電動車,那麼他只需要擔心從家裡開到高速公路的那段短距離車程。

這聽起來可能不是那麼令人興奮的自動駕駛案例。Reger說:「這將是我們未來10年推廣電動車或自駕車的使用案例,這是一個進化革新的歷程。」

恩智浦對S32的規劃

恩智浦正與一間不能透漏名字的電腦晶片公司洽談合作協議,一但恩智浦完成S32G並通過驗證,雙方將會簽訂合作協議。S32G是配備完整安全功能的閘道器電子控制單元(gateway ECU),也就是微控制器,對於無線軟體更新功能來說至關重要。Reger承認S32G的推出時程有「稍微落後」,但他也提到產品預計於2019年推出。

20181206NT31P3 S32處理器的設計目的在於「安全守護」與「安全駕駛輔助」。(來源:恩智浦)

恩智浦正準備推出一系列S32處理器,包括S32R(用於雷達)、S32V(用於視覺)和S32G(用於閘道器),此外,也會有另一款S32處理器,雖然還未確定用途,但具備「安全駕駛輔助(safety co-pilot)」和「安全守護(safety companion)」功能。Reger解釋,透過「安全守護」功能,代表S32處理器可做為車上安全檢查和安全通訊用途。而安全駕駛輔助S32則用來確認大型SoC做出的決策,並在大型晶片出狀況或故障時提供故障操作備份(fail-operational backup)。

20181206NT31P4 恩智浦計畫擴充S32平台。(來源:恩智浦)

當被問及關於S32處理器的細節時,Reger告訴我們,恩智浦目前尚未確認正式的規格和識別(identifi-cation)。

(參考原文: What NXP Lost and Regained Post-Qualcomm,by Junko Yoshida)