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產業技術評析

翻轉晶片產業,再創半導體新價值
發表日期:2015-12-16
作者:陳婉儀 (工研院IEK)
摘要:
因為它,人們生活的方式正在改變、半導體產業版圖再度產生改變的新契機。究竟什麼是物聯網?為什麼全世界資訊服務、電子產品及半導體產業龍頭都如臨大敵?

全文:
因為它,人們生活的方式正在改變、半導體產業版圖再度產生改變的新契機。究竟什麼是物聯網?為什麼全世界資訊服務、電子產品及半導體產業龍頭都如臨大敵?物聯網對半導體產業版圖將產生什麼改變?

物聯網(Internet of Things, IoT)概念係指在網路數位化時代下,除了人跟人之間的通訊聯繫及透過網路取得資訊外,物件與物件間也可以溝通呈現資訊流通最大化的效果,以系統架構來看包含識別狀態的感知層、傳遞訊息的網路層及資料分析萃取有效資料的應用層。這是一項九十年代以來的概念,但需要科技革新推動實現,其中影響物聯網實現的五項關鍵技術,第一是與IC技術及成本演化有關的摩爾定律、第二是產品功耗必須省電或低耗能、第三是隨時隨地感測人事物的感測器、第四是順暢普及的連結能力,以及雲端大數據的資料分析能力等。

也因此當硬體成本下滑、技術提升、低高耗電源管理IC與感測器成熟,再加上智慧型手機的普及與雲端服務的興起等萬事幾乎具備下,「IoT」再度成為重點主題,從美國拉斯維加斯消費電子展(CES)、西班牙全球通訊大會(MWC)和德國柏林消費電子展(IFA)等重要科技大會,到Google、Apple、Intel及MediaTek等國際廠商紛紛推出產品、服務及平台,更甚2014年6月台積電張忠謀董事長指出「物聯網是下一件大事」,徹底喚起全球及臺灣對於物聯網發展的重視。

但由於IoT的應用特點橫跨農漁畜牧、工業、金融、家庭及醫療等囊括人們生活各項領域、市場特點在於多樣性發展、技術特點在著重先進、成熟製程技術及整合能力並進等皆與PC、NB或手機不同,也因為分散、少量及創新等特色使得大廠市場獨佔優勢不再,且目前不管是電子服務、設備系統、網路及晶片等廠商尚沒有任何一家廠商可以真正成為物聯網的指標,所以現階段人人都可以掌握機會獲取先機,全世界電子相關產業龍頭也分外謹慎評估與調整。除了硬體、軟體之外,背後軟硬整合、產品服務創新、建構平台服務都是重要的議題,物聯網發展考驗廠商串聯並整合應用創造加值服務,將點擴增成線後再努力形成面的發展模式,需要多元合作提供解決方案。

一、軟硬整合,創建平台- 從感知、網絡與應用,打造生態系

看好物聯網的潛力,因此廠商營運發展規劃受其技術產品特點影響,從傳統單點概念產品或硬體發展至建置軟硬整合開發平台。全球半導體商正在轉型中,從過去在硬體競爭,未來要結合軟體,提供軟硬整合能力,並建構完整物聯網生態鏈的產業模式。

從2015國際消費型產品大會,例如CES、MWC及IFA等可以看到未來消費性電子的潮流,大量聚焦穿戴裝置、智慧家電及物聯網等領域。根據Gartner資料,從2009年開始全球僅有25億台連網裝置,其中手機及電腦為多數,但隨著物聯網產業發展,預估到2020年全球將有300億台連網裝置,整體物聯網的經濟附加價值,預估將於2020年達到1.9兆美元。

物聯網時代無所不在的運算、傳輸與感測裝置等產品將成為半導體市場中成長較快速的元件,考驗從系統、IC設計、製造及封測業者的整合能力,晶片生產者必須藉由硬體的發展優勢,再加上開發軟體的補強積極發展物聯網產品,站在巨人的肩膀上進入新興應用市場。以國際大廠三星、Intel、高通及BOSCH等國際大廠為例,其中Intel身為處理器晶片領域的佼佼者,具有運算與高階晶片優勢,加上雲端軟體開發,致力於車聯網、伺服器及工業等市場;高通身為智慧手機晶片的領導者,具有行動通訊晶片優勢,在物聯網領域中著重在行動領域發展,跨入醫療保健及車聯網市場;三星電子在記憶體與SoC為主導者之一,藉由儲存器、整合晶片與三星集團橫跨家庭、車用等影響力,宣稱未來五年內的產品將100%與物聯網有關,並於2015年投入1億美金以上的資金於經營開發社群;BOSCH為感測器領導者,藉由感知層應用企圖建立完整智慧生活平台。

二、共享經濟,創新服務

物聯網橫跨各個應用市場,其布局發展複雜度遠高於PC、手機市場,而在小量、分散又多元化應用之下,為Startup、Fabless或小型廠商帶來商機,但如果你是Startup、Fabless或System House等半導體廠商,或其他小型公司希望搶攻物聯網產品市場的競爭者,你可能無法負擔一座屬於自己的晶圓廠或一條產線,但你在意哪裡有最適合的晶圓廠或半導體生產線可以為你生產夢想? 而半導體硬體生產端,必須更加彈性、客製化的服務,建構平台或彈性生產模式來符合Startups或小型公司進入IoT市場,例如:三星提出建構於MIPS架構的處理器-Artik,包含嵌入式隱私安全、藍芽及具有多軸感測器的雙核心處理器,並能與開源微控制器軟體商-Arduino相容,因此物聯網產品開發者可透過三星提出的Artik平台進行產品設計等。

創新者需求資源、生產者提供服務,隨之而起的新商業模式即是-創業孵化器,一種共享資源的概念。以荷蘭為例,其透過StartupDelta.org網站提供連結窗口服務創客們,為荷蘭國內外新創公司以及未來科技公司提供一站式的整合服務,使得新創公司迅速獲得專業顧問的協助並方便與潛在新創投資顧問公司取得聯繫;中國大陸以被稱為創客們的軍火商的潘昊引領的硬體創業孵化器-「柴火創客空間」為主,形成中國大陸深圳創客大本營群聚,透過深圳硬體製造供應鏈的密集性,打造出一個開源硬體製造的完整生態圈;而日本規模最大、設備最齊全的DMM.make AKIBA則是硬體創新孵化器,提供會員使用各式硬體器材打造產品;臺灣目前也逐漸形成孵化器,例如:MakerBar,但以臺灣製造王國的稱號卻沒有形成完整的創客硬體生態鏈,若能形成一具有產業整合力的生態系,即能有機會發揮臺灣生產優勢。

透過建立資源共享服務平台,打造彈性、客製化且快速的創新服務模式,一方面可共同為客戶尋找最佳化的生產方式,另一方面讓資源在平台上被妥善分配使用最大化,而個別廠商則透過差異化技術、產品或服務,尋求平台中的一席之地,也能讓Startup達到成本最小化與彈性最大化的效應。

三、翻轉舊思維,打造新價值

當智慧型手機已人手一機,推陳出新的差異性不高,因此消費者換機需求下降,連帶影響手機晶片半導體廠商成長幅度,而隨著雲端大數據儲存、穿戴式裝置及物聯網等創新應用崛起,半導體產業版圖再度產生成長新動能。但手機與物聯網對半導體產業的需求卻大幅度轉變,從技術上,著重軟硬整合而非製程技術競賽、從產品上,著重多元小量而非單一量大等,因此對於半導體的需求在於軟硬整合,加入創新及建構服務平台,唯有產生共享價值鏈才有機會在這一波的革新不被淘汰。
以一代藍色巨人-Intel來看翻轉中的半導體產業。過去,Intel以先進半導體技術與Tick-Tock的晶片發展策略下,成為PC時代的晶片霸主,而在智慧手機時代,高通以通訊晶片進入全球行動市場,成為晶片巨頭,但由於PC產業發展持續衰退又智慧手機市場成長趨緩之下,Intel在半導體市場的影響力也受到影響。

根據2015年第三季Intel財報顯示PC晶片營收為85億美元,相較去年同期衰退7.6%之下,但資料中心營收為41億美元,相較去年同期成長12%,而物聯網事業成長10%,再加上2015年以來,Intel併購高階晶片FPGA商-Altera、投資OpenStack的開源雲端管理平台(Open source cloud management platform)等事件來看,Intel已從PC製造商轉型為雲端數據服務商,尤其著重在物聯網網路層與應用層的發展,徹底將硬體結合軟體,並創新服務來建立以物聯網平台參考架構(IoT Platform Reference Architecture)為主的生態系。

全球半導體產業在這波雲端、物聯網時代巨輪的轉動下也備受考驗,市場版圖由歐美轉至亞洲、產品由手機轉向雲端大數據與物聯網等、經營模式由大者恆大轉至大者小者整合串聯夥伴等,半導體商勢必要打破舊有傳統思維並建立創新服務,機會將是留給準備好的人。一代巨人Intel稱霸PC時代,卻失落在智慧手機時代,因此Intel在雲端大數據與物聯網的新商機之下,從由PC時代奠定處理晶片市場、先進製程技術、研發等穩固基礎,若再藉由多元化創新研發(例如:研發穿戴、汽車等電子應用)、強化雲端架構軟體實力,並更進一步打造IoT生態系等力量,Intel正在積極努力翻轉中,希望展現再生進擊巨人的力量。而臺灣半導體廠商面臨這股破壞式創新衝擊也應積極創造新價值,大者可借鏡Intel的模式,藉由穩固的基礎進行多元創新研發投資,尋找未來創新商機;小者則應藉由彈性、產品技術獨特性等與國際合作,站在巨人的肩膀上進入國際市場。

(本文作者為工研院IEK ITIS計畫產業分析師)

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更新日期:2020-04-08

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