搶占物聯網商機　半導體廠競逐無線通訊方案

台積電董事長張忠謀在台灣半導體產業協會(TSIA)大會的專題演說中，直指物聯網(Internet of Things, IoT)將是半導體產業未來重要大事，亦即看好物聯網將成半導體未來顯學。 物聯網涵蓋運輸物流、醫療、智能環境(家庭、辦公、工廠)領域、個人和公共區域等範疇；因此，晶片廠將全力進軍家電、汽車、監控及自動化、白色發光二極體(LED)照明、智慧電網(Smart Grid)、三網融合、行動支付等嵌入式IC市場。

物聯網商機無限　眾廠商競相爭逐

面對這樣的大餅，國外各半導體大廠都早已經開始布局，從大家耳熟能詳的高通(Qualcomm)、博通(Broadcom)、輝達(NVIDIA)、英特爾(Intel)，乃至眾多中國大陸新進的晶片業者如全志、展訊等(表1)。而以台灣而言，晶片廠也已在各自領域爭奪市占，包括主打網路基礎建設的IC業者，例如亞信、瑞昱、聯發科，在10/100M嵌入式乙太網路及通用序列匯流排(USB)乙太網路和無線區域網路(Wi-Fi)等市場已擁有高占有率；還有專攻光纖主動元件的波若威、上詮、科納；主攻應用端物聯網晶片的智原、創意，和盛群、矽力，以及長期耕耘藍牙(Bluetooth)市場的笙科、創傑等。

根據張忠謀的分析，系統級封裝(SiP)、感測器(Sensor)、低功耗將是未來半導體產業推動世界往物聯網迦南美地的三大技術亮點。

物聯網的環境須要透過各種微機電系統(MEMS)或影像感測器來收集環境的訊息，擁有這樣的技術對於晶片廠商無疑是不可或缺乏的。

從半導體製程來看，不像邏輯晶片須要不斷提升製程，物聯網不可或缺的射頻(RF)晶片及基本輸入輸出(I/O)相關晶片只須採用最具性價比的製程，透過系統級封裝技術把不同製程的晶片整合成一顆晶片。因此，不難發現為何連台積電也積極投入系統級封裝技術領域，因為未來能提供更完整配套技術的廠商將是最後的贏家。

再者，就是開發更低功耗的晶片技術，未來的能源只會越來越缺乏，因此能提供消費者手中的電子產品更佳能效的廠商，將在這巨大商機上立足。接著，針對幾家國內外指標晶片廠在物聯網的無線通訊晶片發展做一些介紹。

在巨大的物聯網產業裡，手機和平板絕對是最大的兩塊餅，一般人對這兩塊市場比較熟悉，不過，本文主要是針對醫療、個人和公共區域智能環境(家庭、辦公、工廠)的相關應用。

挾Wi-Fi市場優勢　博通再推WICED新平台

目前市場上占比最大的兩大無線技術是Wi-Fi和藍牙，若以Wi-Fi為中心來看，博通在無線網路領域已稱霸10幾年之久，無疑是目前市占率最高的業者。

但是，由於成熟市場的成長動能不足，因此博通從2011年開始積極開拓非個人性消費市場，並且開發了一系列以WICED(Wireless Internet Connectivity for Embedded Devices)為名的產品。博通的WICED平台能夠讓客戶在各種消費性裝置上，輕鬆地開發Wi-Fi連線功能，並簡化Wi-Fi連線作業。

此外，博通也在WICED平台整合了支援Bluetooth Smart(BLE)的系統單晶片(SoC)，整個開發套件可以協助原始設備製造商(OEM)輕鬆地開發物聯網設備，藉著整合Bluetooth Smart軟體與應用程式，提供低功耗連結用戶端裝置。新的完整解決方案，將為爆發性成長的物聯網產業，注入更多成長動能。

WICED含括從Wi-Fi、近距離無線通訊(NFC)到藍牙4.0/4.1以及無線充電，並且成立所謂的WICED Development Community，結合國際上主要的專業代工設計製造商(ODM)方案軟硬體開發商，例如日本村田製作所(Murata)等無線模組廠商和Ayla這樣有應用軟體及雲端軟體開發專業的廠商，以它過去在無線領域的高滲透率來切入新興領域應該是有非常大的潛力。

不過，這塊處女地對於大多數終端開發商而言都尚在摸索階段，進入障礙不小，為降低風險，廠商莫不在尋找最具高性價比的技術供應者，身為具高知名度的國際大廠如博通，在訂價上常常會產生一種難度，導致廠商初期合作之後因為成本過度增加而無法進入量產。

雖然目前透過與模組廠合作已經順利地讓一些歐美廠商，乃至中國大陸家電大廠少量出貨，但這僅限於品牌廠的策略性機種，至於戰鬥機種則恐怕又旁落到其他能提供高性價比方案的競爭者身上。由於之前所推出的方案在微控制器(MCU)方面是採取跟其他供應商合作，在整體價格策略上無法完全掌握，因此，博通面對價格的挑戰也已經推出BCM4390的低價系統單晶片方案，希望在市場接受度上得到進一步的推升。

高通創銳訊搶市　AllJoyn當前導

接下來要談高通創銳訊(Qualcomm Atheros, QCA)在這方面的發展。高通創銳訊一開始和日本村田製作所合作開發AR4100系列Wi-Fi系統級封裝，並在2012年推出市場試水溫，不過實際上並未產生十分正面的結果。

接著，在2013年開始推出高通創銳訊4002/4004系統單晶片進一步進攻物聯網市場，秉持過去切入新市場總會直接以低價搶市的作法，它在新方案對客戶的報價亦是相當犀利，先避開不容易切入的家電領域，針對家庭自動控制的應用發力，已經迅速地出貨達數百k的量，據聞在大中華區正擴大模組供應鏈的布局，包括與海華、正基等台灣模組廠進行密切合作，同時也針對產品藍圖及規格方面進行提升的動作。

另外，高通創銳訊於2011年由QuiC(高通創新中心)開發維護的開放原始碼(Open Source)軟體AllJoyn(All to Join in the fun)，是一個網路開發服務系統，提供簡單的應用程式介面(API)、跨平台，支援多種編程語言，易於整合至現有的應用中，目前支持的作業系統(OS)包括Linux、Android、Windows XP、Windows 7、Windows 8等，這套系統在進行系統開發上給工程師帶來非常方便的開發體驗。

聯發科起步較晚　戮力後來居上

最後，則要來介紹聯發科的市場及產品發展情況。聯發科由於資源專注的考量，除了以早期開發的路由器晶片(Router IC)，切入網路攝影機(IP Camera)市場並取得不錯的成績外，進入物聯網市場的腳步則相對其他大廠慢了一些。

聯發科一開始是發現原本在手機市場的客戶有人用傳統手機(Feature Phone)的系統單晶片搭配Wi-Fi IC做成模組試圖切入物聯網市場，因此聯發科開始找尋具有相關軟體開發經驗的第三方供應商，進行合作開發物聯網相關軟體架構，並且找了幾個在網路攝影機市場上合作的雲端軟體設計廠商合作，試圖在最短時間內趕上其他競爭者。

基於整體市場考量，聯發科也針對不同的應用規畫一系列產品，根據業內人士透露，聯發科在今年的美國國際消費性電子展(CES)已經有邀請潛力客戶進行展示其在物聯網的一站式(Turn Key)方案。從過去聯發科在市場操作的歷程來看，往往能夠在抓到重點後在短時間內後發先至，並且在價格方面更是願意大膽搶進，筆者個人相當看好其在這塊市場的發展，很有機會迎頭趕上博通、高通等廠商。

烽火乍起　鹿死誰手猶未知

圖1　2020年物聯網裝置出貨量預估

整體而言，物聯網應用市場規模正日益壯大，相關裝置出貨量也正快速增長(圖1)。 至於前述的晶片廠皆是物聯網產業的領先者，從他們在這個充滿想像空間與具爆發力的市場所投入的心力，不難發現半導體業界真是有志一同，從晶圓廠、封測廠(日月光和矽品同樣投入相當大的資源在這領域)、晶片設計廠商幾乎一起發力，至於鹿死誰手，誰能真正脫穎而出，這個答案恐怕不是短期能見曉的，畢竟這市場才剛剛起步而已！