群雄競逐蜂巢式技術應用商機　M2M模組方案輪番上陣

近幾年，M2M模組的市場不斷逐漸遞增，特別是在近兩年，增長的加速度有明顯勁揚，主要動因是物聯網以及「互聯網+」。以中國大陸市場來看，根據GSMA移動智慧(GSMA Intelligence)與中國資訊通訊研究院(CAICT)指出，蜂巢式M2M連接數約為1億。到2020年，連接數字有望增加到3.5億，低功耗廣域網路技術很有機會提供高達7.3億連接數，使得總連接數一舉超過10億大關。展望2025年，預計全球約280億台聯網設備中，約50%將適用於低功耗廣域網路技術(圖1)。綜觀數據資料顯示出的結果，不難看出M2M市場發展更勝以往。其中，4G LTE M2M通訊模組需求在今年也有嶄新的突破。

圖1 M2M市場應用前景。

物聯網概念發酵　4G M2M模組商機爆發

目前全球商用LTE網路已達四百九十四個，涵蓋範圍愈來愈廣，加上NB-IoT相關標準制定，可望吸引車載資通訊、行動醫療、安全監控、智慧電表等物聯網應用領域開發商擴大採納此一技術，帶動LTE M2M模組出貨量迅速攀升。

圖2 u-blox商業開發經理蔡金源表示，4G M2M模組涵蓋高/低速傳輸，其應用領域廣泛，發展前景備受看好。

u-blox商業開發經理蔡金源(圖2)表示，2016年為LTE M2M爆發性成長的一年。根據思科(Cisco)預估，2020年LTE M2M將會有500億台左右的市場。從今年的車載市場看來，近期上市的高階車種已陸續出現搭載LTE模組的汽車。

蔡金源進一步說明，LTE模組分為兩大類，第一類是針對高速傳輸與高資料吞吐量應用，例如先進駕駛輔助系統(ADAS)應用與即時視訊影像傳輸，其所使用的是一般的LTE技術；第二類為資料傳輸量需求較低的應用，例如電子看板、自動販賣機等，其所使用的技術是LTE Cat. 1/Cat. 0。此外，針對小量傳輸需求，3GPP甫於6月完成NB-IoT標準制定，進一步擴大了LTE技術的應用涵蓋範圍。

蔡金源認為，NB-IoT是潛力十足的物聯網通訊標準，該標準耗電量不到2G全球行動通訊系統(GSM)的一半，有更好的穿透性，且訊號強度多20dB，可改善GPRS在地下室或建築物裡時，訊號涵蓋較不理想的缺點。此外，NB-IoT也可以支援更多終端裝置，最高可達15萬個。

NB-IoT是奠基於授權頻段的通訊技術，相較其他免授權頻段的低功耗廣域網路(Low Power Wide Area, LPWA)解決方案，NB-IoT可提供使用者更大的安全與品質保障。不僅如此，NB-IoT受惠於點對點網路拓撲(Network Topology)技術，僅需要200kHz的頻寬，即可運行於鄰近的2G和LTE網路。

蔡金源透露，該公司日前推出首款符合3GPP Release 13標準的NB-IoT模組--SARA-N2，目標市場鎖定智慧建築/城市、公用事業測量、家電、資產追蹤以及農業和環境監測等。透過該公司堆疊式的架構設計，使用者可由GSM、高速封包存取(HSPA)或CDMA模組直接升級，確保模組無縫接軌的擴展性。

另一方面，蔡金源指出，M2M模組市場將是大者恆大。現階段，模組廠面臨的最大挑戰在於削價競爭。有鑑於此，模組廠商具備核心技術才能在市場上屹立不搖，這也是該公司不遺餘力開發自有軟硬體，以強化晶片、韌體、模組各環節的技術掌握能力的原因。對技術有深入掌握，可增加產品的品質與可靠度，同時降低產品開發成本。

IoT應用百花開　M2M朝智慧模組邁進

另一方面，因應各式各樣的物聯網(IoT)應用大舉問世，例如家庭自動化、醫療電子、穿戴式裝置、車用與工業等物聯網應用市場，模組廠跳脫只做硬體M2M模組的框架，朝向整合軟體、硬體與雲端平台的智慧模組(Smart Module)前進，開創全新M2M模組設計發展趨勢。

圖3 泰利特台灣暨東南亞地區業務總監王鉦德指出，智慧模組應用已成為M2M模組設計新趨勢，不久將來將有望大舉滲透物聯網市場。

泰利特(Telit)台灣暨東南亞地區業務總監王鉦德(圖3)表示，2025年將是引爆物聯網應用的全盛時期，即便現今只有幾億個物聯網裝置流動於市場，但看好物聯網的潛在商機，各大廠商皆卯足全力前仆後繼地發表物聯網解決方案，一方面希望增加應用市場的工作效率，二方面期能順著物聯網的潮流，在新興領域闖出一片新天地。

王鉦德進一步指出，過去傳統的終端裝置製造方式，都是由終端製造商向模組廠購買M2M模組，再向第三方軟體服務供應商取得應用程式介面(API)，再由終端製造商整合M2M模組與API程式，並調整協定(Protocol)部分，最後導入終端產品，而這個過程較為繁複且耗時。

王鉦德分析，現在有越來越多的模組廠商推出硬體、軟體與雲端平台的完整解決方案，其中也包含了API程式的設計，此類型的模組稱之為智慧模組。他談到，開發商對於M2M模組有兩大訴求，第一、模組需要有足夠的功能；第二、模組成本須受控制。

傳統模組與智慧模組兩者之間的差異在於，傳統模組需要外接記憶體與微控制器(MCU)來控制M2M模組，而智慧模組裡面已包含了記憶體與MCU，可縮小終端產品的尺寸，且本身功能強大，不僅如此，智慧模組亦可透過第三方進行服務的提供，具有基本連接到雲端的功能。

王鉦德表示，智慧模組現在主要的應用市場包含醫療電子、自動讀表(AMR)和遠端資料傳送領域，其中，遠端資料傳輸領域又包含了農業應用的土壤偵測、水位偵測與氣溫偵測等系統；在成本上，相較於傳統模組，智慧模組的應用節省了2∼3美元的價差。不過，智慧模組為新興的應用，目前市占率僅有三成，因此還需花費更多時間教育市場，而這也是泰利特日前於台北舉辦開發者大會的原因之一。

王鉦德透露，現階段該公司的智慧模組主要以C語言程式設計為主，未來將有計畫推出以Linux、Android和Java等作業系統為基礎的開發環境。

無獨有偶，不僅泰利特看好智慧模組應用商機，移遠(Quectel)亦不遑多讓祭出LTE智慧模組，全力搶攻消費/工業物聯網市場。

通吃消費/工業物聯網市場　Quectel大秀LTE智慧模組

看好LTE智慧模組應用潛力，Quectel祭出搭載Linux與Android作業系統的LTE Cat. 1/3/4系列智慧模組，全力卡位五花八門的物聯網應用市場。

圖4 Quectel市場總監孫延明表示，該公司全新智慧 模組系列，支援Linux與Android作業系統，為廠商開發差異化產品注入強勁動能。

Quectel市場總監孫延明(圖4)表示，全新推出的智慧模組整合應用處理器(AP)與數據機(Modem)架構，終端製造商可直接於該模組上開發相關應用，不僅可簡化軟體開發難度、縮減產品上市時間，更能夠讓客戶集中精力開發擁有更高附加價值且具差異化的產品。

Quectel市場總監孫延明進一步說明，不同於傳統的標準模組大多是透過輸入AT命令(AT-command)控制M2M模組，新型的智慧模組則是透過Linux與Android作業系統控制，終端製造商可直接在其中編列代碼或開發應用程式碼(Application Code)。

孫延明指出，支援Android系統的智慧模組，主要是針對螢幕、自動販賣機、售貨機、相機、觸控螢幕等相關應用為主；而Linux的智慧模組，主要針對路由器(Router)與車載這兩種比較集中的應用領域，目前已進入Design-in階段，有望將於今年第三季付諸商用。

另一方面，孫延明分析，除了模組廠商投入智慧模組的研發之外，亦有手機ODM廠轉型進入模組市場，而這些手機ODM廠商進入模組市場最大的挑戰有二。首先，手機商的思維大多是集中投入單一市場，而模組市場是需要長年耕耘的領域，因此在經營策略上有顯著差異，須做調整與克服；其二，4G通訊領域為高端開放系統，若無財力支撐、人力與產品售後服務，將成為進入模組市場的一大門檻。

孫延明談到，現在有越來越多的製造商在選擇模組廠商時，不僅要求產品品質，亦考量模組廠商的綜合實力與長遠規畫能力，以及模組廠商與晶片商的合作夥伴關係是否緊密。以Quectel來說，該公司與高通(Qualcomm)、聯發科(MediaTek)和英特爾(Intel)皆有長期合作關係，可獲得的資源服務也更多。

值得一提的是，孫延明強調，現階段，傳統模組的規畫較為齊全且產量龐大，不過，智慧模組是一種新興應用，目前Cat. 1模組需求逐漸湧現，該公司對於智慧模組普及指日可待。他透露，該公司正卯足全力布局LTE高速模組的開發，已計畫於2017年第一季發布LTE-A Cat. 6/9模組。

硬體/軟體/雲端三合一　司亞樂強攻聯網市場

圖5 司亞樂M2M市場策略副總裁Olivier Pauzet表示，mangOH提供了構建模組，可將設計者理念快速融入原型及生產中。

進入物聯網時代，聯網功能成了不可或缺的標準功能，同時也帶動M2M模組廠商的應用商機。然而，隨著名目繁多的應用需求，刺激軟體、硬體及雲端的整合型模組風潮湧現。看準此應用趨勢，司亞樂(Sierra Wireless)祭出mangOH開放硬體平台，整合基礎感測器一路到雲端的完整解決方案，從而助力開發人員快速進行物聯網解決方案測試和產品原型開發，並在數週內迅速面市。

司亞樂M2M市場策略副總裁Olivier Pauzet(圖5)表示，終端製造商紛紛尋求裝置連接到雲端的連結裝置解決方案，該公司以開發獨有的開放硬體平台mangOH，建置單一開放硬體生態系統，提供特殊應用的參考設計，為蜂巢式技術帶來不同感測器、無線技術和無線供應商的互用性。

mangOH可預先認證韌體提供先進的安全防護功能，賦予物聯網相關裝置和特別的網路交換功能；該平台配備了兩個高延展性的工業級CF3連接器，已將2G/3G/4G技術整併至同一大小、設計之中，可簡化切換2G/3G/4G的技術。再者，軟體部分提供基於Linux設計的Legato平台，此平台可無縫連接到AirVantage M2M雲端並提供穩定的API，能夠通過有線及無線硬體介面輕鬆連接至周邊設備、網路和協力廠商雲服務，而無需任何連接專業知識(圖6)。

圖6 適用於物聯網應用整合裝置到雲端的解決方案示意圖。

Sierra Wireless首席技術官Philippe Guillemette指出，未來幾年內有望實現數百萬台設備的互聯，但是要開啟物聯網的全新世界，仍然要面對很大的挑戰。其中的一大挑戰便是，要開發新的M2M應用程式，從設計到部署及後續階段需要大量的時間和巨額的投資。

mangOH可迅速打造原型並加快進入到物聯網應用市場的時間。該平台集結強大的內置連線性、安全性和管理功能於一身，並具有受廣泛支援的堅固開源基礎，能夠提供歷盡考驗的解決方案，最終使M2M應用程式開發更為迅速、輕鬆且靈活。

Guillemette強調，該公司的目標是為開發商提供完整的「裝置到雲端」解決方案，並輔之以必要的工具、支援和開發社群，進而削減投入，加快嵌入式M2M專案的開發。

Pauzet談到，該公司建造物聯網的硬體、軟體與服務，這三個因素可相互合作，物聯網開發者進入現有的硬體和軟體元件，讓這些開發人員毋須從頭來過，能夠提供足以承受考驗的解決方案，安全傳遞有價值的資料，啟動更快的服務，並在物聯網產業不斷創新。

聯網汽車漲相佳　金雅拓三大解決方案亮相

除了消費性產品與工業物聯網應用外，車聯網市場亦不容小覷。根據Gartner預測，2020年將有2.5億輛汽車具備一定形式的連接性，使得聯網汽車成為物聯網的主要元素。看準此龐大商機，金雅拓(Gemalto)相繼發表訂閱管理解決方案(LinqUs On-Demand Connectivity, ODC)、嵌入式SIM(eSIM)和Voice over LTE(VoLTE) Cat. 1模組等三大解決方案，搶走所有鎂光燈焦點。

圖7 金雅拓亞太地區M2M副總裁Sashidhar Thothadri表示，未來5年的IoT生態系統中，車聯網將高速成長。

金雅拓亞太地區M2M副總裁Sashidhar Thothadri(圖7)表示，伴隨著許多技術與生活的演進，該公司看到越來越多來自於汽車行業對於聯網、安全以及汽車娛樂系統的需求。透過車輛與車輛(V2V)、車輛與基礎設施(V2I)間之標準無線通訊協定，提供汽車安全性、自動收費、增強導航、交通管理等廣泛應用情境。 Thothadri談到，該公司察覺許多車聯網應用皆須透過語音作為溝通橋樑，為此該公司搶先推出首款LTE語音(VoLTE) Cat. 1模組，藉由LTE實現同步語音和數據能力的組合，適用於汽車安全和報警系統、車聯網、mHealth監控及智慧家庭和智慧建築應用。與傳統VoIP服務相比，該解決方案提供簡化的最終用戶控制和語音能力，帶來更好的成本效率和提升的連接速度。

Thothadri指出，2G和3G模組上市多年，現階段LTE模組市場占比雖不高，但該模組正以飛快的速度成長，未來將成為市場上主流的產品。

另一方面，Thothadri強調，該公司不僅提供無線模組，同時亦關注平台與服務。舉例來說，該公司日前與KDDI攜手合作，提供訂閱管理解決方案ODC和eSIM，從而實現全球聯網汽車和物聯網應用的安全連接性。

KDDI現可為任何預嵌入eSIM的聯網汽車配置任何請求的運營商配置文件，讓汽車製造商和解決方案提供商能夠在汽車的整個生命周期無線提供無縫遠程訂閱。

汽車駕駛員可以隨時隨地訪問有關交通和附近設施、導航、車輛診斷及應急服務的即時訊息。

在歐洲許多國家，行駛中的汽車會加入緊急呼叫系統eCall，可自動化車輛緊急救援服務，意指當車輛出現事故，會立即啟動緊急模式，相關救援資訊會從裝置上同時傳出，協助駕駛人脫困。

普遍而言，這種加載eCall的汽車皆需聯網功能，當駕駛者有可能因工作需求而更換居住地時，極有可能更換電信商的訂閱服務，而此更換過程，大多需要以手動進行切換，或車輛自動切換。相較而言，金拓雅透過既有的後台系統管理，即可有效支援此切換服務。

Thothadri強調，「安全」一直以來為金雅拓核心價值。物聯網整個生態系統環環相扣，該公司關注於生態系統中的每個環節，確保每一個元件、每一個端到端、點到點的安全，並且重視儲存靜態資料到傳輸動態資料的保護。

Thothadri進一步表示，該公司以提供嵌入式的安全元件、可信運行環境(Trusted Execution Environment)，和軟體貨幣化解決方案，能強化資料加密機制，並有效保護資訊安全，而這也為該公司拿手的看家本領。

時至今日，物聯網市場前景備受看好，不過大規模應用的一大挑戰就是市場過於分散。因為市場是由多個垂直行業所組成，它們的應用鮮少有交集，這使得大規模應用變得非常困難。

有鑑於此，M2M模組設計將為物聯網應用市場快速成形扮演重要角色，不僅可簡化開發設計、縮短開發成本，同時透過與合作夥伴進行合作，滿足各種應用對性能、設計和安全基準等方面的要求。