長期以來，汽車產業一直樂於擁抱新興技術。製造商不斷推出提升安全性、效率和乘客舒適度的全新功能，使得每一代汽車都變得更加先進。雖然汽車產業保持持續不斷的進步，但這幾十年來，汽車的整體設計幾乎沒有什麼變化，無論是在製造方式或是車輛架構方面。

圖一 : 製造技術問題是實現下一代汽車架構必須克服的最大障礙之一。

儘管電子技術推動了許多尖端功能在新型車輛中實現，但用於連接電子裝置的製造技術發展速度卻落後於硬體和軟體，這種停滯不前會拖累未來的汽車發展。事實上，近期Molex莫仕和Mouser贊助的一項調查研究顯示，超過57%的受訪專業人士認為，製造技術問題是實現下一代汽車架構必須克服的最大障礙之一。

缺乏變化的原因在於守舊。汽車製造商在開發每一輛新車時，都是在上一代基礎上來進行開發。由於業界這種對於傳統設計的依賴，意味著無論汽車電子控制領域出現了多少創新技術，製造商都必須將每項新功能融入現有的車輛架構中。

電子產品的價值

轉變的轉捩點已經來到。現在電子產品對於汽車製造至關重要，以致占據了現今許多車輛價值的一半以上。新功能由專用電子控制單元（ECU）控制，現在許多汽車需要100到150個ECU才能正常工作，而每個ECU都必須連接到現時貫穿車身的電纜線束上。然而，同時出現的多項新興技術，正迅速將這種演變推向一場革命。

新能源汽車是這些新興技術的主要載體。全球對環境影響的深切擔憂，使得許多汽車製造商積極尋求燃油車的替代品。大多數製造商已經在生產混合動力或電動汽車，其中一些廠商已經承諾完全停止生產燃油車。隨著純電動汽車的面世，使其需承載較高電流，電纜線束迎來重大改進。

汽車製造商也在採用智慧駕駛輔助系統（ADAS），這項革新技術有望提升安全性和便利性。但部署ADAS需要使用一系列感測器，讓每輛車都能檢測周圍環境並提醒駕駛人注意潛在危險。每個感測器都需要一個ECU來提供控制，並通過電纜傳送電力和實現高速資料連接。

ADAS之後的下一個技術發展方向，就是自主（自動駕駛）車輛。事實上，在Molex莫仕/Mouser調查中，有81%專業人士認為IV級自動駕駛功能將在未來10年內成為新車的標準功能。

自動駕駛汽車可以獲得感測器陣列收集的資料，同時進行處理並作出瞬間決策，以避免危險和實現安全駕駛。以最小延遲來處理大量資料，需要龐大的計算能力，遠遠超過當代任何車輛的計算能力。

自動駕駛汽車不僅依賴更多的感測器和電腦，還將使用高速無線連接與其他道路使用者共用資料。通過車聯網（V2X）通訊技術，車輛可以與其他道路使用者、行人甚至交通控制基礎設施進行通訊，從而建立更安全、更高效的交通系統。

新技術需要新方法

電力技術的進步，以及ADAS、自動駕駛汽車和無線通訊功能的日益複雜化，將要求汽車連接方式的革新。設計人員無法再簡單添加更多的ECU及其相關接線。現代汽車中擠滿各項技術，留給設計人員的空間很少了。

將所有電子系統連接在一起所需的佈線，也是一個要考慮的主要因素。汽車的連接線束是龐大而複雜的系統，每增添一台新設備都會帶來更多的重量和複雜性。此外，線束是汽車製造領域中為數不多的手工操作零件之一，因而是安裝最耗時、成本最高的零件之一。

未來十年將會變得司空見慣的新興技術，無法使用傳統的電纜線束進行整合。若市場出現高功率和超過10 Gbps資料速率的需求，則需要新的硬體和資料管理技術。

圖二 : 每個區域體系（Zonal）架構的閘道，都會連接到車輛核心的中央計算叢集。（source：Molex）

區域體系架構

區域體系（Zonal）架構是車輛佈線的未來發展方向。傳統車輛使用功能域體系（domain）架構，其中按照相似功能進行分組，導致設計高度複雜。Zonal架構則使用簡化的結構取代複雜的網路。車輛的功能按車輛內的位置分組，包括燈和感測器、馬達和控制裝置。每個位置都被描述為一個區域，並由靠近的閘道來控制。利用這種方式，可以縮短將元件連接到控制器的電纜長度，從而將複雜性和重量減至最低。

每個Zonal閘道都連接到車輛核心的中央計算叢集，因而可以通過一條小型高速網路電纜進行跨區域通訊（inter-zonal communication），從而大大減少了車輛中的電纜線束的數量和體積。

結合車輛動力、通訊和自動駕駛技術的變革，引入區域體系Zonal架構代表著歷代車輛演變中的最大的設計革新。傳統設計方法無法提供現代消費者所需要的高性能和高可靠性，而區域體系Zonal架構能夠提供汽車產業所需的解決方案。

（本文作者孔敏為Molex中國區汽車事業部資深銷售總監）