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物聯網掀起智慧浪潮 嵌入式產業展開新局
[作者 王明德]   2020年01月08日 星期三 瀏覽人次: [3871]

嵌入式系統的定義相當廣泛,就英國電機工程師協會的定義來看,「嵌入式系統為控制、監視或輔助設備、機器或甚至工廠運作的裝置,它是一種電腦軟體與硬體的綜合體,並且特別強調量身定做的原則。」


在物聯網概念啟動後,嵌入式系統的應用越來越廣,除了原本就會大量使用嵌入式設備的工業、零售、金融等產業外,建築、農業等過去即便有導入,但數量也不多的領域,在物聯網成熟後,其專屬系統也開始加速開發,整體而言,技術的成熟與應用意願的增強,都讓嵌入式系統在近十年有了前所未有的榮景。


由於企業規模受限,除了研華之外,多數台灣工業電腦廠商在嵌入式領域都只能選擇特定幾個產業佈局,而這幾年嵌入式市場大開,產值快速攀升,再加上台灣消費性IT產業的長期處於低毛利狀態,因此多數IT大廠紛紛發展物聯網事業,讓市場越來越蓬勃。


非消費性嵌入式系統需求大不同

不過由於嵌入式市場有少量多樣的特色,加上需對垂直產業有一定程度的專業知識,因此產業性質與消費性電子產品大不相同,消費性市場講究的是「量」以規模量產壓低生產成本,雖然每一產品的毛利有限,但當銷量衝高後,就可聚沙成塔堆疊出龐大利潤,不過此一營運模式難以套用在非消費產品領域。



圖1 : 硬體設計本就是台灣嵌入式業者的強項,在未來發展中,台灣在此仍會保有相當優勢。(source:coursetalk)
圖1 : 硬體設計本就是台灣嵌入式業者的強項,在未來發展中,台灣在此仍會保有相當優勢。(source:coursetalk)

非消費性嵌入式領域要的是「樣」,每一種產業所需的設備與系統,其樣式都不相同,因此從設計開始,就需要一定程度的客製化服務,因此從另一方面來看,這也算是另一種勞力密集的產業。也因為其系統都是因應特定廠商需求,訂單量不可能像消費性產品,一來就是數十萬甚至數百萬,大多時候的訂單都只有數千,而這要因應這種少量多樣的訂單,生產模式也要改變,產線頻繁換線成為必須。當然多數非消費性廠商也希望可以設計出可複製通用的產品,不過從目前發展來看,此一目標短期內不易實現,客製化服務仍是必須。


對台灣廠商來說,客製化服務並非難事,多數大廠也都將之視為企業的競爭優勢,不過嵌入式技術演進快速,軟硬兩端的技術能力都必須與時俱進,才能設計出符合客戶需求的客製化系統。在硬體方面,無論是CISC的Intel、AMD,或RISC,近年來都不斷強化非消費性領域的布局,零組件廠商的全力支援,再加上硬體設計本就是台灣嵌入式業者的強項,在未來發展中,台灣在此仍會保有相當優勢。


台灣AI人才供不應求是隱憂

台灣目前的隱憂在於軟體人才,尤其是在AI相關的領域。


AI已被視為下一世代嵌入式系統的必要功能,尤其是近年來邊緣運算概念興起,未來不僅是雲端,大量嵌入式終端設備也都必須具備一定程度的AI能力,不過即便在重視軟體人才培育的歐美工業大國,AI人才都供不應求,更何況向來以硬體為重的台灣。


為了解決此一問題,中研院已在兩年前設立了台灣人工智慧學校,招募具備軟體設計基礎的各領域專業人士,以四個月的專業實作課程訓練AI人才,目前已有6千人畢業,成為台灣產業發展尖兵。


從台灣人工智慧學校廣徵各領域人才加以培訓的作法,可以看到嵌入式系統的AI需求。包括製造、零售、交通、醫療等產業,現在都積極展開智慧化布局,而不同領域的需求與專業知識都不相同,無法用單一架構套用於所有產業,因此客製化設計成為必須,而此特色也讓非消費性嵌入式系統整合廠商的專業需求更高。



圖2 : 尤其是近年來邊緣運算概念興起,嵌入式終端設備都必須具備一定程度的AI能力。(source:CCSEA)
圖2 : 尤其是近年來邊緣運算概念興起,嵌入式終端設備都必須具備一定程度的AI能力。(source:CCSEA)

由於非消費性市場的需求分散、客製化程度高,能在此長期經營的系統整合廠商數量並不多,規模也都不大,近年來AI趨勢逐漸明朗,未來廠商所需的系統,都將具備一定得AI功能,這讓原本就需要擁有嵌入式與特定產業兩大面向專業知識的廠商,必須再學習AI技術,才能符合市場需求,對規模有限的系統整合廠商來說,工作負荷會更大,挑戰也會更艱辛。


不過為了協助系統整合廠商解決問題,工業電腦與軟體開發業者都有積極作為,透過產品布局與工具的強化,降低嵌入式系統開發難度。在開發工具部分,製造、醫療等特定領域的巨量影像處理,是企業運作系統的重要需求。


不過目前的系統建置都是硬體思維,以硬體思維建構的系統,不但需要耗用大量電力與空間,同時運算效能也不佳,因此現在業界急需可簡易建模、同時可快速而精準分析的高效能運算系統,現在市場已有利用巨量影像雲端技術,建構出可通用的平台,讓系統整合業者在不需AI工程師的情況下,可藉由本身在該領域如醫療病理、製造檢測等專業,在平台上快速建模,將AI應用於工作上。


形塑產業生態圈 強化合作能力

此外,作為系統整合業的設備供應商,工業電腦廠商也都開始調整產品策略。在產業鏈中,過去工業電腦的定位是嵌入式設備供應者,進入物聯網時代,單純一設備已無法滿足系統廠商需求,因此工業電腦業者必須擴大面向,從單一產品的銷售轉為提供整體解決方案。


隨著物聯網的應用越來越廣,工業電腦再次轉型,除了解決方案外,也針對特定產業建置物聯網平台,讓產業形成生態系,媒合不同領域的業者,加速系統開發。


就目前的發展態勢來看,嵌入式產業已揮別過去軟硬體全包的單兵作戰模式,在智慧化與物聯網時代,嵌入式系統所面對的應用場域太過廣泛,形成生態系、以共生方式彼此合作,已成為產業發展趨勢,在此趨勢下,業者除了持續精進技術外,也需具備與不同產業的異業合作能力,才能在未來市場中生存。


**刊頭圖(source:Data Driven Investor)


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