圈地物聯網市場　英特爾/高通/博通力推IoT平台

物聯網議題熱燒　應用IC廠積極布局

過去在個人電腦(PC)、行動通訊與無線通訊等不同領域的IC領導大廠英特爾、高通與博通，皆已將物聯網視為日後發展重要戰場，並利用購併方式快速補齊其發展不足之缺口。以下將針對英特爾、高通與博通三家應用IC大廠在物聯網之相關布局發展進行分析。

英特爾精心布局　積極卡位物聯網
英特爾積極拓展通訊領域，搶食物聯網大餅，以下從兩個面向來加以說明。

．擴展通訊晶片戰力
物聯網所包含領域相當廣泛，英特爾將整個物聯網依產業別分為汽車、能源、健康照護與工業四大類，其中智慧車載、智慧城市/家庭、穿戴裝置與智慧工廠等等亦分屬在上述產業類別中。但如何做到垂直產業的創新、整合端至端連結應用，以及與產業體系的合作將為發展的關鍵。
物聯網之終端應用必須依靠各種通訊協定，利用無所不在的網路連結來連接所有裝置，因此網路通訊在物聯網發展中，除主要應用IC(包含各式感測器)外，扮演著重要且關鍵的角色。但由於英特爾以往在網通相關領域布局較少，因此近年來為發展物聯網，積極利用購併來強化在網路通訊的實力。例如2015年2月購併領特(Lantiq)以取得在網通平台之技術與解決方案，包含乙太/光纖網路、數位用戶迴路(DSL)、電力線通訊(PLC)、家用閘道器(Home Gateway)、網路語音通訊協定(VoIP)與DECT/CAT-iq等，來提升競爭力，縮小與競爭對手(如博通)的差距。

．建置物聯網四大組成要素
英特爾將物聯網架構區分為四大組成要素，分別為終端聯網裝置(Things)、閘道器(Gateway)、網路與雲端(Network and Cloud)，以及服務創建與解決方案層(Services-creation and Solutions Layer)。
在終端聯網裝置上，除目前現有行動裝置(如平板電腦、智慧型手機等)、穿戴裝置、智慧車載、智慧家庭與智慧城市等，逐步擴及到其他個別產業，達到萬物聯網目標，英特爾預期至2020年將會有超過五百億個終端聯網裝置，市場規模龐大。其中智慧閘道器是讓所有家庭中聯網產品具備智慧功能的重要元素，透過閘道器能將各式終端裝置經由網際網路與雲端分享資料，並做為與網際網路和雲端服務之間的橋梁，提供連結、安全以及管理的功能。隨著2015年購併領特，布局DSL、光纖、長程演進計畫(LTE)等其他閘道器市場，英特爾於物聯網布局之能力已逐漸擴展。另外，在雲端基礎架構下，分析從終端裝置的各種感測器回傳的資料，以產生可供參考的資訊，進一步提供服務建置與解決方案。
在產品規畫上，英特爾在2013年發表Quark處理器，以小體積、低耗電的特性往穿戴式運算裝置布局。為了能加速市場採用，英特爾進一步推出以Quark處理器為基礎的開發板Edison。全球對物聯網並無統一標準，且在萬物聯網的發展上，難由單一廠商獨力完成，須結合產業上中下游各廠之力共同發展。因此在2014年以英特爾為首的開放互連聯盟(OIC)成立，其成員包含溫瑞爾(Wind River)、戴爾(Dell)、博通、三星(Samsung)、愛特梅爾(Atmel)、宏碁、聯發科與思科(Cisco)等，企圖能成為未來市場採用的唯一主流標準。

從手機往外延伸　高通物聯網不缺席
高通的物聯網發展，是以智慧手機為中心向外擴展，並以掌握晶片技術與建構產業生態體系為發展策略。
行動通訊大廠高通近來除持續深耕基於ARM設計架構之行動運算裝置領域外，並提出萬物聯網(Internet of Everything)為往後重點發展項目，其主要發展策略是將消費者所有的使用體驗皆從貼近個人的聯網手機出發，而這也是高通以往主要發展核心--行動通訊，消費者毋須透過複雜的設定，即可利用手機對其他終端裝置進行操控，向外擴展至智慧電視、智慧家庭、智慧車載甚至到智慧建築/城市等應用。
觀察高通近年來營收占比，主要以晶片銷售(QCT)為主，比重皆超過60%以上。而高通握有大量3G專利，因此超過30%營收來自於專利授權部分(QTL)，為高通第二大營收來源。在終端應用上，3G/4G現階段仍以手持行動裝置為主，但隨著各式物聯網應用搭載3G/4G比重提升，高通預估至2018年3G/4G應用終端數量將達22.5億台，2014年至2018年年複合成長率超過15%，其中2018年非手持運算終端裝置比重將超過兩成以上。
通訊技術在物聯網發展中一直扮演重要且關鍵的角色，而高通在3G/4G行動通訊發展上具有絕對優勢，但物聯網並不僅限於單一傳輸方式，而是取決於不同使用情境。也正因為如此，高通近年來利用購併或策略性投資方式，補足其在短距通訊傳輸、無線通訊等領域之布局，其範圍包含技術、專利，甚至是新領域原有生態體系。
在其他非行動傳輸部分如使用者介面(UI)、電源管理等方面，除可加深其在行動通訊發展優勢，更可強化日後在物聯網的戰力。

．掌握晶片技術 建構生態體系
在聯網相關布局，高通為強化過去非核心技術部分如藍牙(Bluetooth)、無線區域網路(WLAN)、全球衛星定位系統(GPS)等，投入相當多資源自主發展，但相較於博通、Atheros、英商劍橋無線半導體(CSR)、德州儀器(TI)等等以整合型(Combo)無線連結晶片發展為主的競爭者，優勢並不明顯。因此在2011年購併Atheros以補強高通在Wi-Fi和藍牙晶片技術，並強化乙太網路、電力線通訊、被動式光纖網路(EPON)等領域發展。在應用處理器上，高通2013年推出應用在物聯網的晶片QCA4002及QCA4004，開啟在物聯網發展新起點。
2015年推出DragonBoard 410c開發板，整合聯網功能，支援Android、Linux系統及Windows 10，鎖定於嵌入式，以及包括醫療裝置、穿戴裝置、數位電子看板等物聯網應用。在供應鏈布局整合上，高通於2013年與樂金(LG)、海爾、松下(Panasonic)與夏普(Sharp)建立AllSeen聯盟，希望藉此建立物聯網標準，並在2015年國際消費性電子展(CES)中發表第一版AllJoyn閘道器軟體(Gateway Agent)，讓使用者可透過外部網路遠端管理支援AllJoyn的智慧終端，不受到家庭或辦公室的內網限制，至2015年1月其聯盟會員已達一百一十二個，為目前各物聯網聯盟中參與成員數最多組織。

博通整軍待發　由智慧家庭切入
網路通訊是博通物聯網發展核心，並且以智慧家庭為中心，積極擴展車聯網和穿戴式裝置。

．以網路通訊為發展核心
MIPS架構應用在家庭娛樂、聯網、行動及嵌入市場，提供中央處理器(CPU)架構與內核解決方案。博通為採用MIPS架構大廠，主要應用於機上盒(Set-Top-Box)，在產業中具有領導地位，在物聯網發展的帶動下，使得網路通訊傳輸的需求除原有手持行動裝置與電腦等特定裝置，向外延伸至其他終端。博通同時發展適合不同使用情境的傳輸方式，其中包含有線寬頻、無線寬頻、藍牙、近距離無線通訊(NFC)與ZigBee等。
由博通的營收來看，其比重最高為寬頻通訊達65%以上，其中包含機上盒、寬頻數據機、無線通訊(藍牙、Wi-Fi與NFC等)、GPS等解決方案。其次為網路基礎建設部分，包含乙太網路交換機、VoIP等，其占比接近三成。
觀察2010年之後博通購併歷程，主要是持續加強原有在網路通訊上的布局。行動通訊部分則在2010年與2013年分別透過購併4G行動通訊廠商必迅(Beceem)與瑞薩(Renesas)LTE部門，企圖藉此與高通、聯發科等晶片廠商競爭。但行動通訊營收始終無法有所提升，2012年至2013年皆不到10%，且在全球行動電話晶片市占也不高，整體而言手機晶片業務處於虧損狀況。
由於行動通訊晶片技術與專利高度集中在高通與聯發科兩大晶片商，因此博通已在2014年7月關閉手機基頻(Baseband)晶片部門，退出行動通訊晶片市場，將資源轉往成長更快的領域發展。

．擴展車聯網/穿戴式市場
博通於機上盒相關產品布局廣且市占比重高，有利其在智慧家庭之發展，以網路通訊領域發展優勢，將Wi-Fi和藍牙兩種主流無線技術整合發展成WICED平台，以便讓原有終端產品與設計廠商基於此平台推出產品，鞏固博通在物聯網的布局。
除智慧家庭應用外，博通也積極推出穿戴裝置相關整合平台，針對穿戴裝置訴求低耗電、微型化的特點，在2015年全球行動通訊大會(MWC)中推出採ARM Cortex-A7應用處理器搭配Wi-Fi/藍牙的組合晶片，設計廠商也可根據自身需求整合具感測器的GPS、NFC、無線充電技術與拍照功能的晶片，進而省下板端空間與耗電量，在成本上也更有優勢，將有助於原始設計製造商(ODM)在穿戴裝置上的布局發展，也使博通在穿戴裝置中，特別是以Wi-Fi與藍牙傳輸為主的智慧手表表現亮眼。
博通在車聯網的發展則以目前在資訊科技(IT)領域使用較多的乙太網路技術為主，在2015年CES中發表低功耗汽車應用的車載乙太網路晶片，使得車載乙太網的應用從原有數位娛樂系統，進一步延伸至儀表組、影音系統和中控台模組等，訴求低功耗、低放射量與微型化等優勢，目前已與車廠密切送樣合作中。

力推系統平台方案　加速IoT發展

英特爾、高通與博通在投入物聯網領域發展之前，分別為x86、ARM與MIPS三大不同架構代表廠商，在PC應用、行動通訊與網路通訊三大領域各據山頭。隨著物聯網話題興起，這三家廠商亦從本身具發展優勢的角度切入物聯網領域。如何將處理器、感測器與通訊零組件整合在一起，且在功耗表現上仍可達長待機時間的要求，考驗著IC大廠之研發設計能力。 為能使廠商快速導入產品設計，各家晶片大廠多推出系統平台方案，快速搶占物聯網市場與加速擴大整體市場規模。

英特爾推Edison及Curie
英特爾在2014年9月推出Edison運算平台，內含一個四核心的凌動(Atom)CPU與一個Quark CPU，同時內建1GB的記憶體與4GB的儲存空間，通訊部分支援Wi-Fi與藍牙，另有SD及通用序列匯流排(USB)等I/O介面，可應用在任何需要運算的裝置上，特別是穿戴裝置。
2015年CES中，英特爾推出Curie微型運算模組，包含低功耗藍牙晶片(BLE)、動態加速感測器與陀螺儀等，其模組訴求低功耗，體積大小僅如鈕釦般，目標應用在需要較高運算效能與體積更小之穿戴裝置上。

高通發表DragonBoard 410c
2015年第一季高通發表DragonBoard 410c開發板，其搭載應用於低階4G智慧型手機的高通Snapdragon 410處理器(四核ARM Cortex A53)，並整合支援802.11b/g/n、藍牙、調頻(FM)和GPS，在I/O介面部分包含高畫質多媒體介面(HDMI)、USB與支援micro SD，在作業系統除Android和Linux外，也支援微軟(Microsoft)的新版作業系統Windows 10，也為第一個支援Windows 10的ARM架構平台，因其開發套件大小面積約為信用卡般，因此適用在小型智慧家庭終端裝置、機上盒、穿戴式裝置等，主要鎖定嵌入式、物聯網應用，藉以達到高通提出萬物聯網(IoE)的應用概念。

博通押寶WICED平台
有別於前述英特爾與高通，博通平台的核心晶片並非自製，而主要是以周邊通訊晶片(Wi-Fi、藍牙)所延伸出來之設計平台。WICED平台可進一步分為WICED Wi-Fi、WICED Smart與WICED Sense三大類，其中WICED Wi-Fi和WICED Smart分別發展Wi-Fi技術與藍牙技術。
WICED Wi-Fi主要以家庭自動化發展為主，而WICED Smart則是鎖定以低功耗、微型感測器裝置為主，如穿戴裝置、行動醫療等。WICED Sense則是物聯網應用程式開發套件，如智慧家庭，可利用感測器加速應用情境的實現，WICED Sense包含博通藍牙晶片，SiP Module整合五個微機電系統(MEMS)感應器，包含三軸加速器、陀螺儀、羅盤、溫濕度與壓力感應器。在2014年年底，更進一步將NFC整合進WICED軟體開發套件，擴展其物聯網裝置產品線，特別在智慧家庭應用。

ARM低功耗設計架構　發展物聯網具優勢
觀察現階段三大指令架構x86、ARM與MIPS在穿戴裝置處理器功耗與效能，同屬精簡指令集運算器(RISC)陣營的ARM與MIPS整體功耗效能表現皆較x86來得好。雖英特爾Quark在功耗上已較旗下其他系列產品來得低，但相較於ARM架構功耗仍高於Cortex A5，且效能表現不及Cortex A7。MIPS指令架構具有低功耗省電的特性，以往大量應用在機上盒上，但在穿戴裝置效能表現則略顯不足。
ARM Cortex M系列產品雖在效能表現上並不突出，但低功耗特性使其為目前市場上微控制器(MCU)的主流。ARM Cortex A系列相較其他指令架構在相同功耗下，效能表現多優於其他指令架構產品，因此在穿戴裝置追求低功耗高效能的趨勢下，ARM指令架構發展機會將優於其他指令架構。也正因為如此，原在機上盒多採用MIPS架構的博通，在穿戴裝置等物聯網相關終端亦開始採用ARM架構解決方案，朝ARM指令架構靠攏。
據了解，ARM在2014年第四季推出Cortex M7，在功耗與效能表現上皆較同系列Cortex M3/M4來的好，預期後續在該產品區間將會有其他產品推出(圖1)。

圖1 三大處理器架構功耗與效能分析　備註：ARM Cortex M7目前僅公布效能可能採用40奈米(nm)LP或28奈米LP，功耗推估比M4增加50%～75%，在效能與功耗上M7表現佳。

各廠由自家利基切入　物聯網未來熱鬧可期
從上述事實，歸納箇中利弊，可以從以下兩方面來加以剖析。

單兵作戰難突圍　借力使力廣布局
物聯網架構涵蓋感知層、網路層與應用層，感知層中包含各式終端裝置發展與其應用IC製程技術發展等。而在網路層中則隨著各式智慧終端興起，使得通訊傳輸無所不在，不論是有線或無線傳輸、長距或短距傳輸等發展皆然。最後，在應用層則透過前述的感知與網路的技術，達到與終端物件相關的應用服務，並進一步著重在如何將由終端收集的各項資料進行分析與進一步做行為預測，並利用雲端運算將大量資料運算後回傳至終端。
若以應用領域發展來看，物聯網所包含範圍更加廣泛，所須整合的終端裝置數量多寡也各有不同。因此物聯網發展不同於以往PC或是行動裝置，難有單一一家廠商可以獨自引領產業發展，即便如前述應用IC大廠透過多次購併或合作方式也難以達成，多是補強其在特定領域之發展優勢，同時也使得各IC大廠在物聯網發展優勢與方向各不相同。高通利用原在行動運算之優勢，將有利其朝車載、家庭自動化方向發展；博通則利用其網通晶片為主要核心競爭力，在發展智慧家庭、穿戴裝置上具潛力；而英特爾在工業電腦與醫療等垂直市場耕耘較其他廠商久，因此朝工業應用領域發展最具優勢，但因英特爾在之前行動裝置上發展不如預期，因此積極推出低功耗產品，擴及穿戴裝置市場，預期仍難敵其他競爭對手。此外，IC大廠為增加終端廠商採用意願，積極結合各領域之廠商合組聯盟，來增廣其在物聯網領域發展之布局。

異質系統整合為挑戰
正因為在各式物聯網終端裝置內皆需要各式應用晶片，因此應用IC廠商在物聯網發展扮演重要角色，包含主要核心晶片、通訊晶片與感測器等。但各IC大廠難在各領域皆有布局，因此仍有部分外購需求，例如英特爾藍牙通訊晶片、博通主晶片與前述三家IC大廠的感測器等，同時也使得廠商在物聯網發展上須整合多項技術，所以這些應用IC廠商擁有多項技術能力將更有助其整合能力。
除此之外，應用IC廠商不單單只是單純針對晶片進行生產銷售，而是具有提供相關物聯網解決方案能力，或利用自主開發、聯盟合作等方式達到軟體、服務模式與終端應用程式等平台建立，積極推出開發套件，可使廠商快速採用導入，亦能成功地切入物聯網供應鏈體系且擴大終端市場需求。

(本文作者為資策會MIC資深產業分析師)