《產業分析》零碳商機系列7-4:光寶科雙渦輪 搶攻EV自駕商機

相較臺達電主攻電動車「電機及電控」驅動系統,有孕育臺灣LED光電半導體老闆美名的光寶科着重在技術門檻較高的車用光電半導體及車載鏡頭,「近50年磨一劍」,光寶科不僅可應對車用客戶需求,提供LED照明/頭燈、先進駕駛輔助系統(ADAS)車載鏡頭等各式解決方案,亦是首家獲得AEC-Q102車規認證光耦供應商。

光寶科表示,LED照明/頭燈熱耗是必須克服的關鍵門檻,尤其是汽車須面臨高溫酷寒外在環境,除選用電路轉換效率較佳的電路設計方案,以降低線路損耗、減少車燈模組熱源產生,爲提升散熱效率,PCB佈線須增加散熱設計,如:透過PCB材質選用及疊構、關鍵發熱元件配置、LED導孔(Via)散熱、縮短佈線路徑等設計,將LED與IC等熱源產生的熱快速傳導散熱,散熱結構也採用散熱膠、Heatsink、Thermal Pad等設計,必要時利用整燈結構自然對流方案,或搭配風扇強制對流方案加強散熱效果,並透過組裝結構尺寸設計如:控制PCBA/Heatsink平面度與組裝間隙、控制錫膏與散熱膠厚度,以達到散熱路徑最佳化。

目前光寶車用LED照明及頭燈已累積豐富散熱材料選用資料庫與PCB、Heatsink散熱設計準則,在開發階段透過PTT/EVT/DVT/PVT各階段完整散熱驗證,確認散熱效果確實可符合車燈的應用環境需求,並使用散熱模擬軟體,搭配光寶研發車燈應用模擬模型,有效降低模擬誤差,在產品開發前期能快速模擬各種設計方案,找出最佳設計組合,減少後期設計變更次數,可對應各式車燈設計,尋求最具成本競爭力的設計方案;在量產階段,亦可透過材料尺寸管控如:PCB、Heatsink的平面度尺寸管控能力、確保良好的散熱膠點膠品質,提供車燈產品穩定的散熱效果。

在車載攝影模組方面,儘管光寶科於2018年將相機模組事業部CCM出售給大陸立訊集團創辦人旗下立景創新有限公司,但長期累積光學產品設計、自動化生產與檢驗等技術經驗,成爲公司研發生產車載攝影模組、3D感測等產品優勢,目前已開發高精度鏡頭調焦(Active Alignment)與低眩光(Low Stray Light)設計的300萬畫素攝影鏡頭模組,並獲得國際品牌車廠採用。

光寶科表示,由於ADAS、自駕車等各式終端應用情境需求與車廠追求差異化,車載鏡頭模組規格呈現多樣性要求,包括:鏡頭可視 範圍、解析度、通訊界面等,鏡頭調焦結果好壞影響模組性能甚鉅。

有別於競爭對手,我們成立車載鏡頭調焦設備研發團隊,整合車載多樣性需求,提供客戶完整方案選擇,從調焦設備軟硬體架構精簡、光學檢測模組化設計、髒污檢測到塗膠與調焦演算法優化等層面切入,不僅對外可滿足車載客戶對客製化、高品質及快速反應之需求;對內亦提供產品研發設計、試產與量產團隊之即時反饋。

再者,爲避免影像品質不佳造成機器視覺誤判,危害駕駛者與乘客,應用於ADAS車載相機模組對光學成像品質較一般應用高出許多,在產品設計初期就必須避免眩光造成影像品質降低與失真;光寶在設計模組時採用低眩光設計,即採用抗反射覆合鍍膜與消光處理光學鏡片,配合結構設計以遮蔽外部環境與模組內部可能產生的眩光路徑,並透過模型建立與樣品實測驗證,規劃出最佳化光路與結構設計,確保產品符合汽車應用嚴苛安全要求。

此外,光寶科也依據各式車載相機模組的使用情境,於開發初期與客戶共同制定產品操作溫度與環境條件,開發過程中,則依據模組的不同應用,選擇對應之低功耗影像感測器(CIS)、高效能整合型電源管理元件(PMIC)與最佳化電路佈局,以降低產品操作過程中所產生熱耗,並針對熱源挑選適當材料與結構,透過模型建立與數值分析,達到產品最佳化設計,產品亦依據規格所要求的高溫條件進行實機測試,並於最嚴苛的操作模式下必須確保產品功能正常運作。

光耦器(Photocoupler)是光寶科搶攻車用電子另一項利器,這個以可見光或紅外線爲媒介,具有發射源與接收器來傳輸電信訊號、類似開關的一組裝置,廣泛應用於各式電源產品,由於光耦器在高溫情況下性能容易衰減,光寶科藉由電源供應器及工業自動化控制累積豐富應用經驗,以先進技術改善產品效能與封裝品質,解決車用光耦器這個限制,產品通過AEC-Q102多項相關測試,包含-55度至125度的高低溫工作溫度循環、環境應力與硫化等嚴峻試驗,成爲全球首家取得該認證的光耦器廠,滿足電動車中電池與電源管理需求,爲公司切入電動車領域添助力。(7-4)