蔡鎤銘（淡江大學財務金融學系兼任教授）
軟體定義車輛（SDV, Software-Defined Vehicle）時代將汽車從機械硬件轉型為以軟體與半導體為核心的智慧平台，驅動自動駕駛、先進駕駛輔助系統（ADAS）及車內娛樂功能。台積電（TSMC）作為全球晶圓代工龍頭，在SDV半導體供應鏈中扮演不可或缺的角色。本文以SDV汽車半導體為主軸，探討其技術演進、產業動態、法規挑戰、綠色與數位轉型（GX與DX）趨勢，以及台積電的貢獻，展望未來發展。
車載半導體的多樣性與技術需求
車載半導體分為數位半導體、功率半導體、類比半導體及先端半導體。數位半導體驅動電子控制單元（ECU），功率半導體控制電動車（EV）馬達，類比半導體處理感測器與通訊，先端半導體則支撐自動駕駛與ADAS，需高效能運算能力。自動駕駛技術分為基於AI與攝影機的系統及LiDAR與3D地圖的系統，前者需圖像識別晶片，後者要求高並行處理與資料融合能力，推高技術門檻。
SDV的進展伴隨綠色轉型（GX）與數位轉型（DX）。GX推動電動車普及與資源循環，促使功率半導體需求成長；DX則透過自動駕駛與SDV化，實現車輛與交通生態系的融合。日本政府在其「行動數位轉型策略」中設定目標，期望日系車廠在全球SDV市場占三成份額，凸顯半導體在數位化中的關鍵角色。
台積電憑藉3奈米、5奈米等先進製程，為車廠提供高效能、低功耗的先端半導體。例如，其為特斯拉（Tesla）代工AI晶片，支援自動駕駛功能，並透過車用半導體平台確保符合AEC-Q100等車規標準，滿足SDV對運算能力與能效的需求。
台積電在SDV供應鏈的角色
台積電在SDV半導體供應鏈中具有核心地位。汽車製造商如日產、豐田透過自研或聯合設計晶片，委託台積電代工，以降低成本並實現差異化。其先進封裝技術（如CoWoS、InFO）提升晶片整合度，滿足自動駕駛對高效能運算的需求。台積電並擴建車用半導體產能，如在日本熊本建廠，強化供應鏈穩定性，應對地緣政治風險。
台積電亦積極參與車用半導體生態系，與安謀控股（ARM, Arm Holdings）等設計公司及車廠合作，開發車規IP與晶片架構。2024年財報顯示，車用半導體收入占台積電總營收約8%，預計隨SDV普及持續成長。台積電的可靠供應與技術優勢，為SDV產業提供穩定支撐，特別在實現數位轉型目標的數據利用與自動駕駛設計中。
雲端技術與SDV半導體的協同
SDV仰賴雲端處理海量資料，如感測器數據、駕駛行為及服務資訊，需高擴充性與高效能運算的雲端原生架構（包含容器化、微服務、事件驅動型）。台積電的晶片為雲端伺服器提供高效能運算核心，支援SDV資料分析。例如，其7奈米製程晶片廣泛應用於雲端AI加速器，強化數據處理能力，助力數位轉型中的數據利用。
雲端基礎設施採用「故障設計」（Design for Failure）與混亂工程（Chaos Engineering），確保高可靠性；觀測性（Observability）技術則實現即時監控與異常檢測。台積電的晶片在這些系統中提供穩定運算，支援SDV高可用性，實現綠色轉型與數位轉型的融合，如電動車電池管理與智慧交通服務。
法規挑戰與供應鏈管理
SDV軟體複雜性增加，法規挑戰隨之而來。聯合國歐洲經濟委員會（UNECE）的WP29法規（UNR-155網路安全、UNR-156軟體更新）要求確保軟體安全，但缺乏具體指引，企業需與供應商協作應對。法規的「複雜化」（各國差異、資料保護法）、「高度化」（長期更新責任）、「高速化」（快速技術迭代）趨勢，考驗合規能力。
台積電透過車規認證流程，確保晶片符合法規，並支援軟體物料清單（SBOM）等供應鏈透明性管理。其與車廠的合作，協助應對法規變動，降低軟體缺陷風險，確保安全。SDV的軟體更新（OTA, Over-The-Air）依賴台積電的高效能晶片，實現功能升級與用戶體驗優化，符合數位轉型的商業模式再發明（Business Model Reinvention）。
SDV等級與半導體的演進
SDV發展分為0至5級。等級0（機械控制）以機械為主，半導體角色有限；等級1（電氣控制）引入多個ECU；等級2（軟體控制）增加車載網路與ECU數量；等級3（部分軟體定義）整合功能至系統晶片（SoC），採用車用OS與API標準化；等級4（完全軟體定義）實現硬體與軟體分離，支援高速通信與OTA更新；等級5（軟體定義生態系）將AI控制外移，實現車內外連動與服務化。目前，多數車廠處於等級2至3，部分新興車廠達等級4。
台積電的先端半導體（如SoC）支撐等級3以上SDV的實現，特別在車用OS與高速通信需求中。其晶片支援硬體與軟體分離，促進功能擴展與商業模式創新，如訂閱服務與共享應用，推動數位轉型的價值最大化。
產業動態與日本的挑戰
日本半導體產業1980年代占全球近半市場，1990年代因日美半導體協定與分工落後，市佔率下滑。目前在製造設備與材料具優勢，但在先端半導體仰賴台積電等海外供應商。日本正推動本土晶圓代工廠，專注AI晶片與多品種生產，並成立先端SoC研究組織。未來，隨著半導體商品化，價格競爭加劇，日本車廠需參與開源研發並吸引投資。
台積電的日本熊本廠為日系車廠提供在地化供應，降低地緣政治風險，支援綠色轉型的脫碳供應鏈與數位轉型的數據驅動創新。相較於中國大陸及美國，台積電的全球布局為日本SDV產業提供穩定支撐，助力實現三成市場份額目標。
未來展望與挑戰
SDV半導體將朝高整合度與專業化發展。短期內，車廠深化垂直整合，委託台積電代工；中期內，AI晶片與專用半導體加速開發；長期看，商品化引發價格戰。台積電憑先進製程與供應鏈優勢將持續領先，但需應對地緣政治與產能壓力。綠色轉型與數位轉型的融合要求企業平衡脫碳與數位化，法規合規與軟體安全則需超前部署。
SDV時代以半導體與軟體為核心，台積電憑藉先進製程、車規認證與全球布局，成為SDV供應鏈的支柱。其晶片支撐自動駕駛、雲端運算與軟體更新，推動綠色轉型與數位轉型的融合。面對技術、法規與供應鏈挑戰，台積電與車廠的協作將驅動中國大陸及全球市場的SDV革新，實現智慧移動的未來。
