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【愛曼妲專欄】5G解鎖萬物聯網 掀起大數據2.0的商務革命

葉淑明2021/07/02 10:25

眾所皆知，「物聯網」（Internet of Things）進化到「萬物聯網」（Internet of Everything）已是不可逆的科技演化。2020 年的統計資料顯示，物聯網裝置已經是全球人數的 2 倍以上，在今年（2021 年），連網裝置的總數將會達到 460 億台（日本學者曾推估 2020 年是 500 億台），成長速度非常驚人。點燃「物聯網」並添加大把柴火的其中一項關鍵技術是「5G」（第五代行動通訊系統）技術的商業化，及其基礎建設的開展普及化。

5G 與過往通訊協定的差異分別是在幾個面向：通訊距離，傳輸數據量與傳輸速度，低度延遲，可連接裝置數，消耗功率高。基於 5G 的特性，直接受惠的應用領域首先是影音串流（Video Streaming），提升了百倍的可連接裝置數，傳輸速度卻能較上一代快上百倍。 因此，5G 率先被開發使用的場景就是球場運動比賽與大型演唱會現場直播，這些場景的共通點是需要統合極大量的攝影機鏡頭與螢幕的影音數據，配合調度燈光與音響設備。簡單說，5G 技術的成熟度，直接帶動 VR/AR 相關產業，並且有利於 4K/8K 影像傳輸設備的蓬勃發展。

可預期在未來這兩年之內，物聯網市場由於 5G 技術與應用生態系的茁壯，將會開始一波爆炸成長。自去年起，在疫情肆虐之下，世界各地的網路電商產業乘風而起，電信通訊產業也積極佈建 5G。在今年，預估全球將新增 310 億台物聯網裝置，相較去年，增長數字可謂勢如破竹。如果推算物聯網市場的產值，今年會突破 5200 億美元，連網裝置的增速會超越 22%。

假設大家對這樣龐大的商機還沒有概念，參考日本學者 2020 年的研究報告，2020 年的全球物聯網市場規模約為 200 兆日圓，對比全球汽車產業的市場規模 2017 年是 220 兆日圓，2030 年全球汽車市場規模約 250 兆日圓，全球物聯網市場規模在 2030 年將成長到 400 兆日圓，大幅超越汽車產業。這亦是為何物聯網與人工智慧（AI）並列世界尖端科技的前三名，而另一個巨星當然是非「大數據（Big Data）」莫屬。

事實上，5G 技術與應用的大步發展，揭開了「大數據 2.0」（Big Data 2.0）的時代新頁。如前所述，5G 與物聯網的商業化進程密切相關，預估到了 2025 年，物聯網裝置收集儲存的數據量將累計到約為 80 ZB（Zettabytes, 皆位元組，10 的 21 次方）！雲端運算與邊緣運算的躍進（包含霧運算），再加上萬物聯網分分秒秒產生的大數據，匯聚成人工智慧新紀元的發展基礎。了解這些錯綜復雜的科技演進關聯，大家應該可以體會「腦爆」這兩個字其實是非常真切的形容，我們未來 10 年後的生活樣貌，無論是智慧工廠（製造），車聯網，智慧物流，智慧農業，能源物聯網，智慧家庭，智慧建築或智慧城市，都會讓此刻的我們無法想像，而感到瞠目結舌。

在 5G 浪潮席捲而來的時候，掌握軟硬體研發設計與工業 4.0 優勢的台灣資通訊科技廠商，勢必不可錯失良機。在通訊與感測晶片的研發設計領域，台灣科技業擁有半導體產業帶來的先天優勢，有完整的製造測試生產的上中下游供應鏈，還有獨步全球的科技研發與科技管理人才，應可參照高通（Qualcomm）在本月西班牙巴賽隆納世界通訊大會 （MWC 2021） 舉旗帶領 5G 生態系的方式，組成聯合作戰部隊，切入物聯網裝置組件與製程，建造一道堅實的護城河，甚至，充分運用 5G 生態系「以人為本」的思維，掌握物聯網裝置的小型化及大眾化趨勢，共同打造「護國群山」。時勢造英雄！

資料來源：https://news.cnyes.com/news/id/4669175

邊緣AI 2026將成 IoT晶片發展核心

04:102021/05/02 工商時報 集邦科技資深分析師曾伯楷

隨著智慧工廠、城市等場景對數據分析越發需要精準、即時且大量處理的需求，AI與IoT結合已是現在進行式。在AI晶片助益下，IoT邊緣與終端裝置可透過機器學習或深度學習等技術加值，同時帶出無延遲、低成本、高隱私等優勢，顯示出AI晶片的重要性。預估全球AI晶片產值至2025年將達720億美元。

與此同時，邊緣運算透過AI使終端設備於運行上更加智慧，不僅保有邊緣運算於延遲性、隱私性、連接性、功耗、成本等優勢，並進一步使系統具有主動性與智慧性。若以場景角度切入，邊緣AI相較傳統邊緣運算，其主要帶來的效益包括數據處理過濾和邊緣智慧分析，此也將成為兩技術持續結合的動能。

一、MCU、連接晶片、AI晶片為IoT晶片產業鏈三大關鍵零組件。　物聯網在傳統上多以感知層、網路層、系統層與應用層作為架構堆疊，主要經濟效益雖來自應用層的智慧情境發展，然感知層所需的產業鏈之上游零組件仍是支撐終端場景運作重要核心，其中又以微控制器（MCU）、連接晶片與AI晶片最關鍵。

MCU方面，建立在高效能、低功耗與高整合發展主軸下，IoT MCU現行從通用MCU演化成特定為IoT應用或場景所打造，如2021年3月STMicroelectronics推出新一代超低功耗微控制器STM32U5系列，可用於穿戴裝置與個人醫療設備；Silicon Labs同期推出PG22 32位元MCU，主打空間受限且須低功耗的工業應用、Renesas RA4M2 MCU著眼IoT邊緣運用等。

連接晶片方面，受物聯網設備連線技術與標準各異影響，通訊成物聯網晶片中相當重要的一環，從蜂巢式的4G、5G、LTE-M、NB-IoT，到非蜂巢式的LoRa、Sigfox、Wi-Fi、Wi-SUN等，從智慧城市、工廠、家庭至零售店面皆被廣泛運用，範圍擴及至太空，如2020年下旬聯發科與國際航海衛星通訊公司（Inmarsat）合作，成功以NB-IoT晶片完成全球首次5G物聯網高軌衛星資料傳輸測試。AI晶片方面，隨著智慧工廠、城市等場景對數據分析越發需要精準、即時且大量處理的需求，AI與IoT結合已是現在進行式。此外，Microsoft在其2021年3月舉辦的年度技術盛會Ignite 2021上指出，2022年邊緣運算市場規模將達到67.2億美元，與深度學習晶片市場相當吻合，亦提及市場預估至2025年全球深度學習晶片市場將有望達663億美元。同時，Microsoft認為至2026年全球AI晶片有3／4將為邊緣運算所用，顯示出IoT晶片於邊緣運算的發展將成未來廠商重要布局之一。

二、邊緣AI效益顯著，成長動能仰賴數據處理過濾、邊緣智慧分析。

首先，從邊緣運算定義來看，市場雖已談論數年但定義與類別始終未統一，原因是各廠商於邊緣託管工作的目的不盡相同。例如對電信商而言，初步處理數據的微型數據中心是其邊緣端，而對製造商來說邊緣裝置可能是生產線的感測器，此也造就邊緣運算的分類方式略有出入。另外，例如IBM有雲端邊緣、IoT邊緣與行動邊緣的類別，ARM多將邊緣視為雲端與終端間的伺服器等裝置，亦有個人邊緣、業務邊緣、多雲邊緣等類型。

其次，從邊緣運算類別來看，現行分類趨勢和研究方式尚有以數據產生源為核心，藉由設備與數據源的物理距離作為分類參考，並將其分為厚邊緣（Thick Edge）、薄邊緣（Thin Edge）與微邊緣（Micro Edge）。厚邊緣多用以表示處理高數據流量的計算資源，並配有高階CPU、GPU等，例如數據中心的數據儲存與分析；薄邊緣則包含網路設備、工業電腦等以整合數據為主要目的，除了配有中間處理器外，也不乏GPU、ASIC等AI晶片；微邊源因與數據源幾無距離，故常被歸類為生成數據的設備或感測器，計算資源雖較為匱乏，但也可因AI晶片發揮更大效益。

整體而言，邊緣運算透過AI使終端設備於運行上更加智慧，不僅保有邊緣運算於延遲性、隱私性、連接性、功耗、成本等優勢，並進一步使系統具有主動性與智慧性，在平台管理、工作量合併與分布式應用也更有彈性。若以場景角度切入，邊緣AI相較傳統邊緣運算，其主要帶來的效益提升包括數據處理過濾和邊緣智慧分析，此也將成為兩技術持續結合的動能。

數據處理與邊緣分析於過往邊緣運算時已可做到，並在AI加值下進一步提升效益。以前者而言，數據透過智慧邊緣計算資源可在邊緣處預先處理數據，且僅將相關資訊發送至雲端，從而減少數據傳輸和儲存成本；從邊緣分析效能來看，過往多數邊緣運算資源處理能力有限，運行功能時往往較為單一，而邊緣智慧分析透過AI晶片賦能，進而能執行更為繁複、低延遲與高數據吞吐量的作業。

三、全球大廠搶攻IoT晶片市場，中國加重AI晶片發展力道。

IoT晶片於邊緣運算所產生的效益，使其成為廠商重要策略布局領域，雲端大廠如Google、AWS等紛紛投身晶片自製；傳統晶片大廠如ARM最新產品即鎖定邊緣AI於攝影機和火車的辨識應用、Intel亦投資1.3億美元於十餘家新創AI晶片設計廠商，NXP Semiconductors、Silicon Labs、ST則陸續在其MCU或SoC添加邊緣AI功能。此外，新創企業Halio、EdgeQ、Graphcore皆以AI晶片為主打。整體而言，若以區域來看，歐美大廠聚焦加速AI運算效能，但最積極發展AI晶片產業的則屬產官學三方皆支持的?心，代表性廠商包含地平線、華為旗下海思等代表；台灣則由產業聯盟領頭與聯發科和耐能等重要廠商。

（一）中國產官學助力，2023年AI晶片產值估將逼近35億美元。

AI產業是中國發展重點之一，其輔助政策如2017年《新一代人工智能發展規劃》、《2019年促進人工智能和實體經濟深度融合》，至「十四五」與「新基建」，都將AI視為未來關鍵國家競爭力。各大廠也因此陸續跟進，如百度發布AI新基建版圖著眼智慧雲伺服器；阿里宣布未來至2023年將圍繞作業系統、晶片、網路等研發和建設，騰訊則聚焦區塊鏈、超算中心等領域。

產官學研加重AI的發展力道也反映於AI晶片上，ASIC（特殊應用基體電路）廠商比比皆是。其中，AI晶片布局物聯網領域的廠商眾多，包含瑞芯微、雲天勵飛、平頭哥半導體、全志科技等，主要面向雲端運算、行動通訊、物聯網與自動駕駛四大領域。其中，物聯網領域進一步聚焦於智慧家庭、智慧交通、智慧零售與智慧安防部分，執行語音、圖像、人臉與行為辨識等應用。若進一步聚焦於邊緣運算領域，則以地平線、寒武紀、華為海思、比特大陸、鯤雲科技等最為積極。整體而言，TrendForce預估，中國AI晶片市場有望從2019年13億美元增長至2023年近35億美元。

綜觀中國AI晶片發展，雖有中美貿易摩擦導致設計工具、製造封測等環節較受限制，且開發成本始終居高不下，然而，藉由產官合作以及中國內需市場需求動能，仍能有效支撐該產業成長。若以邊緣運算來看，鑒於AIoT市場持續茁壯，特定應用的ASIC將是重要發展趨勢，尤以汽車、城市與製造業來看，相關場景應用如人身語音行為辨識、人車流量辨識、機器視覺等需求皆相當明朗，預期也將成廠商中長期發展主軸。

（二）台灣人工智慧晶片聯盟積極整合，監控與機器人為邊緣AI應用兩大方向。

台灣廠商聯發科和耐能同樣結合邊緣運算與AI兩技術作策略布局，就整體產業而言，2019年由聯發科、聯詠、聯電、日月光、華碩、研揚等廠商共同組成的台灣人工智慧晶片聯盟（AITA）發展迄今已越趨成形，各關鍵技術委員會（SIG）亦訂定短中長期發展目標。

邊緣AI發展則由AI系統應用SIG推動，其第一階段至2020年著眼半通用AI晶片發展與智慧監控系統應用平台的裝置端推論，2021年則聚焦以裝置端學習系統參考設計，以及軟硬體發展平台的裝置端學習為主，並規劃在2023年能以多功能機器人為主體，發展多感知人工智慧和智慧機器人AI晶片發展平台。

換言之，藉由業界在智慧裝置、系統應用與AI晶片的串聯，短期至2022年都將是台灣邊緣AI大力發展階段，並朝智慧監控、多功能機器人深化，預期此也將帶動系統整合的凌群、博遠，終端設備的奇偶、晶睿碩，以及晶片設計的聯發科、瑞昱等邊緣AI商機；但相較中國廣大內需市場，台灣仍需藉由打造讓晶片廠和系統商充分整合的互補平台，以利降低晶片開發成本，並從其中尋求更多可供切入的大廠產業鏈。

附圖：2019～2023年中國AI晶片市場推估
AI於IOT流程主要著眼數據處理與分析之效
台灣人工智慧晶片聯盟系統應用SIG發展架構

資料來源：https://www.chinatimes.com/newspapers/20210502000153-260511?fbclid=IwAR0zlvUv8MKpcHrbgpa3xRAFaQXaxZuep9TCeZ-75myILNjuDV4SWEIdKZ8&chdtv

科技部TTA再次聯手SEMI，驅動次世代能源新創鏈結大企業

科技部旗下台灣科技新創基地(Taiwan Tech Arena，TTA)於今（19）日聯手SEMI國際半導體產業協會於新竹喜來登舉辦「SEMI X TTA 半導體新創及成熟企業媒合交流會」，集結6家來自綠能、環保、自駕車等領域的新創團隊發表先進創新技術，吸引近30位高科技企業領導人、投資長及企業創投等到場交流，藉由多方互動與討論，相互激發產業新火花，在新創界中持續成長與邁進，期能發掘足以創造下一個世代成長動能的優質新創。

本次活動以「Cleantech」為主題進行新創展示。現場邀請到「鴻海集團技術長 魏國章」和「行競科技董事長 洪裕鈞」與新創進行焦點對談，討論電動車領域之未來趨勢與發展。希望結合更多台灣高科技成熟企業和新創共同參與電動車技術及市場開發。參與之EV新創包括提供電動車全方位充電方案的「起而行綠能」、電力管理軟體系統的「岳鼎」、綠電訂閱平台的「奇異果新能源」、鋁電池技術的「亞福儲能」、AI智慧電管家的「高宇能源」與電池管理系統的「漢穎科技」。期望在產業快速翻轉的環境下，透過新創團隊的技術展現，為綠能產業注入新動能與新方向。

SEMI全球行銷長暨台灣區總裁曹世綸於現場指出: 「近年台灣政府在新創產業環境的建構即為用心，而台灣科技產業在全球具有領先地位，如何透過活動讓企業與新創有更多的火花，是目前台灣政府與企業持續努力的方向。而SEMI站在幫助成熟企業永續，同時培育更多有潛力發展的新興科技新創的想法，於近年成立高科技創新創業平台，期協助高科技成熟企業從策略性角度找到合適的新創，進行策略上的對接與合作。近期也得到許多企業創投的支持，例如Intel, 安謀(ARM), 聯華電子, 聯發科、三星、富士康等等，未來期望能促成更多成熟企業與科技新創更多的合作機會。」

科技部產學及園區業務司司長許增如則表示：「科技部TTA期望藉由此次活動平台，成功協助團隊鏈結大企業，將新創團隊技術力徹底發揮並應用於實際場域，使團隊成為邁向國際市場的耀眼新星，在國際的舞台上展現台灣的新創實力與創新能量。同時感謝現場企業的蒞臨，期待透過台灣產業與SEMI的帶領，以及科技部、TTA平台與科技會報的資源投入，讓台灣創造更多的產值與經濟機會。」

活動上半場邀請到全球最大的汽車零部件供應商Bosch 旗下創投Robert Bosch Venture Capital 投資總監Yvonne Lutsch，分享Bosch與新創合作進行外部創新之經驗。焦點座談則由鴻海集團魏國章技術長擔任主持人，與行競科技洪裕鈞董事長、TTA新創起而行綠能簡金品創辦人與岳鼎科技梁永昌創辦人，針對台灣未來Electric Vehicle發展進行對談。鴻海魏國章技術長認為：「台灣過去缺乏軟體平台，但在此方面絕非劣勢，透過MIH平台的開展，讓來自德國與矽谷的海外華僑紛紛想回台發展，未來也規劃在新竹設點。目前MIH聯盟會員數已跨過1000家，預計自7月將從鴻海獨立出來。」行競科技洪裕鈞董事長表示：「電動車產業對於台灣來說是非常大的機會，因為台灣具有從概念構想到實際實現的最短距離。但因為多數公司以供應為主，因此缺乏整合型的人才。透過MIH平台的開發預期在整合上將是非常大的助力，並有助於縮短出海口。」

起而行綠能簡金品創辦人說明：「起而行綠能團隊來自工研院，做電動車研究近20年、做充電樁近15年。除設備外，在軟體的研發也深具優勢，包含智慧程式後臺、車端系統軟體的整合應用等。台灣優勢在島內即可找到完整電動車方案，但當我們提供國際大廠解決方案之後，應該思考我們的出海口。過去靠政府透過推動方案執行進度較慢，現在透過MIH平台的開發將大家聚集在一起，而如何進行整合和篩選則是鴻海強向，相信台灣在未來機會是很好的。」

岳鼎科技梁永昌創辦人表示：「電動車在台灣的痛點，就是在能源供應的部分。一般電動車充電需求約是五個家庭的用電量，對家庭來說相較成本較高。因此多數國家會建置都會區的充電管理。岳鼎希望可以有效降低建置成本，希望和車廠做緊密結合，成本降至最低，用更低的成本做到更便宜更有效。台灣在新能源或能源轉型的機會中缺乏系統整合的人才，在面對不確定的對未來，錯誤方向或許可以帶來不一樣的解決方案。面對新的產業或新世代，相信台灣團隊會有很強的執行能力。」

活動下半場則依「能源儲存」及「能源管理」兩大主題由新創團隊進行Pitch。在能源儲存領域，由累積25年以上鋰電池系統及模組的專業經驗的漢穎科技，以及全球首家邁入鋁電池商業化發展的亞福儲能說明其公司技術及產業應用。漢穎科技為一間重視創新研發的電池管理系統公司，公司核心技術在於電池管理系統（BMS）的安全性與功能性設計，提供可靠的電源管理系統解決方案，目前產品已廣泛應用於電動工具、電動二輪車、儲能系統等。亞福儲能則為全球首家邁入鋁電池商業化發展之公司，投入材料製備與研發，聚焦特用化學及關鍵技術發展，建立國際領先之技術實力。鋁電池具備「快速充放電」、「高耐候性」、「安全」、「環保」、「長壽」等優勢。

在能源管理領域則由提供不斷電系統及儲能與物聯網(AIoT)打造全方位能源解決方案的高宇能源，以及構建綠電訂閱平台奇異果新能源進行演示。高宇能源透過智慧電管家結合行動電源、不斷電系統及儲能與物聯網(AIoT)打造全方位能源解決方案。讓使用者可以將居家升級為電力智慧家庭，停電時會自動打開儲能電量避免供電中斷。此外，消費者亦可透過智慧電管家獲得與電力網路互動的權利，成為電力公司分散式電網的一環，電力公司也可減少大量的電網建置與維護費用。奇異果新能源則透過構建綠電訂閱平台，將自主研發的AI智能用電優化技術可以為一般用戶即時提供用電數據，讓民眾對電力浪費有感並透過數據建議，進而即時監控高風險家電的線路狀況，有效提供用電安全。其平台也預計在2021下半年在台灣正式上線，並規劃於兩年內擴展至美國，東南亞和日本市場。

新創事業進軍全球市場誠屬不易，此次活動吸引近30位高科技大型企業高層主管及創投投資人參與，若能順勢利用台灣半導體產業的優勢地位，開發可供半導體業者採用之產品、技術或垂直應用方案，就有機會站在巨人肩膀上前進世界。科技部TTA期望藉由與SEMI共同辦理此次活動，藉由大企業深厚的技術、研發背景與對於未來市場趨勢的精準眼光，提供新創在綠能產業領域更多的願景。同時創造更多潛在募資、技術及商業合作機會，並且扣合國家未來發展目標，共同攜手業界推動再生能源產業的發展。