隨著汽車產業正朝向電動化、連網化以及自駕化三大技術方向演進，未來每輛汽車所搭載半導體零組件含量將會愈來愈高。在此趨勢下，即使現階段可見包括Tesla、甚至日本豐田汽車(Toyota)或德國奧迪(Audi)等汽車製造商，都在減少對外部供應商依賴性，要增加本身在新科技含量汽車設計到製造上的垂直整合能力，但在車用半導體零組件設計和生產製造上，要垂直整合至自有生態系不是不能，而會產生相當高昂的成本投入，可能不太是一個明智的商業模式。
車廠搞供應鏈垂直整合 半導體制造、封測難切入
因此，在預期未來汽車導入半導體內容只會愈來愈高，但車廠應該不太可能將晶圓製造與封裝測試和IC設計納入自有垂直整合供應鏈下，現有全球半導體芯片供應鏈便有掌握這塊潛在成長商機的潛力與獨佔優勢。
但由於半導體零組件導入汽車這個有別於一般智能型手機、個人計算機等消費性電子的終端產品，必須符合汽車這個更需要耐寒、耐高溫、耐震動、耐各項可能遇到極端氣候環境和使用情境的產品銷售先決條件，這讓車載半導體零組件在設計和生產製造過程中，更必須確保其成品可靠性與高質量，以能在未來確保每輛科技元素更高的汽車上路後，都能擁有至少10年以上的內建半導體零組件及計算機硬件的可靠質量保證，創造有效的行車安全防護與自駕便利性，進而能夠建立起一般大眾對汽車自駕化、電動化以及連網化的信心，有助加速三大科技導入趨勢的普及。
未來根據不同品牌車款設計的差異，一輛新車需搭載6,000~1萬顆芯片，車載電子的子系統佔一輛車成本可達35%，這些芯片包括處理器、存儲器、射頻(RF)元件、LED、功率元件以及微機電系統(MEMS)等，所涵蓋晶圓製造製程節點從4奈米到10奈米級以下都有。在汽車產業愈來愈廣泛導入半導體零組件、以及仰賴半導體提供未來創新技術的趨勢下，讓汽車市場成為半導體產業一大快速成長需求領域。
因此，從芯片設計、晶圓製造到封裝測試等階段，可見愈來愈多業者投入車用芯片設計、製造與封測行列，即使目前仍未形成龐大市場規模。以自駕技術用系統單晶片(SoC)開發為例，設計流程包含芯片設計、算法改善、芯片生產製造、訓練以及驗證等程序，其中訓練與驗證還需要雷達、攝影機、光達(LiDAR)等自駕傳感器長時間蒐集的行車資料提供才能進行，高分辨率地圖也能提供自駕芯片驗證所需信息，各個環節所形成的供應鏈生態體系，即成為半導體產業以及新創企業可切入佈局的領域。
自駕等級提升 芯片需求同步增
隨著未來汽車自駕化朝Level 3以上邁進，一輛自駕車所搭載攝影機、雷達或光達傳感器數量將再增加，且因應Level 2以上自駕系統對更快速運算需要，現今汽車產業Level 2自駕芯片所採用40奈米制程節點在未來將不夠業界芯片技術提升的需要，預期未來主流自駕芯片將朝7奈米以下製程節點演進，以能滿足更高等級自駕甚至全自駕系統運算效能需求、以及降低成本。
隨著自駕等級提升對系統感測冗餘以及運算效能提升的需求升高下，每個自駕系統平均所需芯片數量也將更多，市調機構Counterpoint Research預估，到了2025年全球自駕車用SoC出貨量將成增加至1億顆以上，較2019年不到2,500萬顆成長逾4倍；到了2030年更可望攀升至2億顆規模，再比2025年成長近1倍。
其中Level 2以下系統用SoC仍將是未來10年市場需求主流，Level 3、Level 4次之，Level 5系統用SoC預估2025年市場需求才剛萌芽，至2030年市場需求也仍不高，估近1,000萬顆出貨量。
主要投入自駕系統SoC以及平臺開發業者，如NVIDIA、英特爾(Intel)旗下Mobileye以及高通(Qualcomm)等。如NVIDIA於2019年GTC China大會上發佈下一代自駕車平臺DRIVE AGX Orin，運算效能較前一代Xavier提升達7倍，預計將於2022年由三星電子(Samsung Electronics)的8奈米LPP製程生產，因此預期到了2022年DRIVE AGX Orin可望發展至相當成熟水平。NVIDIA宣稱其自駕平臺採DRIVE AGX Orin與兩個繪圖處理器(GPU)，能夠達到Level 5全自駕水平。
Mobileye在2018年美國消費性電子大展(CES 2018)所推出第5代EyeQ5全自駕SoC，也預計到了2021年要以7奈米制程技術投入量產，宣稱具低功耗高運算效能，支持Level 4、Level 5水平。英特爾與Mobileye認為，以兩顆EyeQ5 SoC結合一顆英特爾Atom處理器，足以滿足Level 5全自駕系統所需。
高通跟隨NVIDIA與Mobileye腳步，於CES 2020發表全新自駕平臺Snapdragon Ride。即使高通一直以來是車載資通訊系統解決方案供應商，並發展車聯網芯片技術多年，也具備多年行動裝置SoC開發技術與優勢，但要將這些技術導入自駕系統部署，還需要長時間資料蒐集、與一線汽車零組件供應商合作、傳感器供應商支持，以及具備資料訓練能力等配合，才有助自身自駕平臺發展成熟，這顯示未來高通在發展自駕平臺上還有很長一段路要走。
晶圓製造提升車用芯片耐用度 四個途徑
自駕、連網、電動化所需SoC以及芯片開發的結果，就會帶動中下游晶圓製造訂單需求和封測需求，如在晶圓製造端，未來幾年臺積電、英特爾和三星或將逐步取得更大車用芯片製造需求，包含對先進製程的需求。
提高芯片質量，也成為晶圓製造端生產車用芯片被關注的重要課題，因如此才能讓車用芯片獲得符合汽車使用環境所需水平。如汽車半導體制造商一直關注芯片是否存在影響耐用度的隱藏性缺陷，即使這類缺陷在出貨後不會導致芯片出現問題，但在安裝置車輛並經過長時間各項氣候、環境行車使用後，卻可能導致此隱藏性缺陷惡化，從而導致芯片故障問題。
汽車半導體制造商也在持續優化製程工藝，讓製程設備保持最佳運行狀況進行生產，減少隨機缺陷發生機率。即使這在短期內會增加整體生產成本，長期來看由於可提供汽車製造商高質量芯片，所帶來的市場效益反而成為降低前期高昂成本的良性循環。
汽車半導體晶圓製造廠也能以新的晶粒篩選方法「在線缺陷零件平均測試」(I-PAT)，減少潛在不良芯片出貨機率。
汽車芯片架構的創新，也是提升車用芯片可靠性另一途徑。例如在車載進行決策的SoC中可內建3個處理器，提供同時進行決策處理的冗餘效果，在此情況下假設有某個處理器出現隱藏性缺陷惡化問題、導致做出錯誤決策，其他兩個處理器仍處正常決策情況下，此時仍可讓SoC正常運行，不致增加行車風險。
這在如今晶體管成本不高、先進製程節點問世下，將更多處理器內建於SoC的架構將變得更可行，或是讓SoC整體尺寸稍微放大以能嵌入更多處理器，都是可在不大幅增加芯片成本下的可行冗餘設計容錯設計方法。
汽車封裝市場 IDM、OSAT雨露均霑
在封測端，據市調機構Yole Developpement調查，2018年全球汽車封裝市場為51億美元規模，主流封裝業者拿下97%市佔率。FC BGA、FO、ED以及WL CSP等先進封裝技術如今均已被應用在車用雷達、功率元件與模塊、以及運算單元等各式芯片封裝上，但預估到了2024年先進封裝仍僅佔整體車用封裝市場6%市佔率，屆時整體車用封裝市場潛在市場範圍(TAM)預估為90億美元，其中5.5億美元為先進封裝市場營收。這顯示即使MAMS、碳化硅(CiS)和低功耗元件等車用半導體以現有封裝技術便足以生產，但其他更高效能車用硬件仍須創新封裝解決方案。
值得注意的是，就算如自駕SoC這類芯片的設計工作，Tesla等電動車整車製造業者有能力自行研發，且Tesla也正在依照執行長Elon Musk的期望在進行供應鏈垂直整合，但在不可或缺的晶圓製造以及委外封測代工(OSAT)這塊，車廠卻較難納入自有垂直整合供應鏈中自行生產，因其生產線與人力資源投資成本相對高出許多，即使這是可行的。
Yole指出，在2018年全球汽車封裝TAM有65%比重，仍由恩智浦(NXP)、英飛凌(Infineon)、電裝(Denso)、博世(Bosch)等整合元件廠(IDM)所掌握。預估未來隨著這塊市場規模更大以及封裝複雜度更高，這塊市場將更大程度轉移至日月光、Amkor Technology、UTAC等OSAT業者手中，到了2024年OSAT與IDM廠的汽車封裝市佔率將相近。
Yole預估汽車封裝市場供應鏈的市佔率變遷，在目前仍是在早期階段，未來10年在全球汽車產業持續朝自駕、電動化發展浪潮推動下，將加速這個移轉情勢，並可望帶動汽車更朝有輪子、會移動的消費性電子產品趨勢發展。
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