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積極佈局AIoT 嵌入式電腦模組越來越智慧
專訪研華科技嵌入式物聯網平台事業群資深協理李易承
[作者 季平]   2021年12月28日 星期二 瀏覽人次: [3892]

嵌入式電腦模組(COM)兼顧設計時程與成本,目前主流趨勢為COM Express規範,可分基本型、緊湊型與迷你型,符合少量多樣客製化需求。本文特別專訪研華科技,從其市場布局與轉型一窺嵌入式模組電腦的未來發展。


Grand View Research預測,物聯網(IoT)市場規模2025年將達1兆美元的水準,網網相連的結果,帶動AI、雲端、邊緣運算等軟體高度串連應用,也帶動硬體設備需求,比方嵌入式電腦模組在IOT環境下,於工業4.0智慧工廠、再生能源、智慧城市、智慧醫療、智慧交通等領域發展快速。


另一方面,5G時代來臨,提升資料傳輸速率的同時,也帶動嵌入式電腦模組等硬體設備需求,而延燒二年的新冠疫情則催生一波工業4.0數位轉型、設備汰換與升級需求,更加奠定AI與嵌入式設備軟硬搭配的主流趨勢,嵌入式模組電腦未來需求量欲小不易。


嵌入式電腦模組迎來黃金十年

研華科技嵌入式物聯網平台事業群資深協理李易承表示,以嵌入式電腦發展來看,大分兩階段,第一階段主要是歐美國家開始將相關業務外包到亞洲各地,造成產業鏈轉移,相關技術know-how也跟著外移,歐美科技公司留下研發單位,硬體設備部分則以遠端遙控方式運作,「嵌入式模板可以拆成兩塊,一部分在歐美,一部分在亞洲,這是嵌入式電腦模組成長快速的第一個理由。」


圖1 : 研華科技嵌入式物聯網平台事業群資深協理李易承。(Source:研華科技)
圖1 : 研華科技嵌入式物聯網平台事業群資深協理李易承。(Source:研華科技)

隨著亞洲企業漸成氣候,快速複製歐美成功模式,產生擴大效應,加速嵌入式電腦被廣泛採用,亞洲市場於五年前開始蓬勃發展,研華科技正逢其時也看準這波趨勢,不只贏過競爭對手,取得歐美部分市占,在嵌入式電腦模組發展的「黃金十年」穩穩打下江山,推出一站式服務,將嵌入式主機板和系統、軟體、顯示器、周邊產品整合以客戶為中心的嵌入式設計服務,滿足各別產業需求,成為產業領頭雁。


工業電腦模組在過去十年,每年約有15-20%的成長率,研華的成長率達25%,整體趨勢向上。嵌入式電腦模組的核心競爭優勢是產品開發上市時間特別短,等於是二家公司做一項產品,如果過去產品上市需要12個月,透過模組化設計可以縮短3-6個月時間,「如果跟競爭對手相較,產品可以早半年上市,對於營收來說就是利多。」一般做法是將處理器、記憶體設計為嵌入式模組電腦,工程師只需設計載板,之後選擇合適的模組組裝即可出貨,即便是工業電腦廠商或系統整合業者有產品升級需求,也無須重新設計電路板,只要更動COM模組升級CPU。另一個優勢是解決備料問題,系統廠商無須擔心零組件缺貨或停產的問題,也無須備料所有零組件,造成資金壓力。


劣勢部分主要來自於成本,因為嵌入式電腦模組採上下堆疊方式,會因產業與場域而有不同的I/O需求,整體板卡重新開發設計會耗費大量時間與資源,導致成本變高,一般年出貨量約300-500套、2000-3000套的業者最適合採用嵌入式電腦模組模式,也因為業者採納意願高,價值也高,因此過去十年來呈爆發性成長。過去以美、日、歐洲等市場為主,如今中國、東南亞業者採用意願變高,市場快速成長。另一個缺點是相容性,雖然COM Express為主流標準,實際組裝時仍可能無法運作,所以必須透過持續測試訊號,才能找出設計缺陷。


至於軟體方面,不少業者推出智慧化管理軟體,依嵌入式應用程式編程介面設計API,比方先備妥溫度、電源等驅動程式與API,未來板卡更動或晶片組迭代時仍可使用原有程式,無需改寫,大幅縮短系統整合時間,而管理軟體也不會因為作業系統當機而停擺,若是設置遠端監控與救援系統,當遠端系統出現異常,管理軟體作業系統會自動診斷硬體設備並發出相關報告,讓管理者了解現場狀況,決定是否重新啟動。


嵌入式電腦模組是在單一電路板上嵌入處理器及記憶體,透過連接器連接載板,載板則有電源與輸出入埠。研華的嵌入式電腦模組系列包含COM-Express Compact、COM-Express Basic、COM-Express Mini、ETX及Qseven,採用小尺寸設計並支援無風扇運作,可以同時支援從AMD LX800到Intel Core i系列的 CPU,也提供多樣化嵌入式設計COM解決方案,如COM-Express Basic/COM-Express Compact/COM-Express Mini、ETX及Qseven,不僅可以迅速轉移設計,還具備易開發、易維護與易升級等優勢。


研華三階段打造未來商業版圖

「以整個嵌入式產業發展來說,目前最大的困難是沒有像過去的Windows、Intel等領頭雁,老大哥的世界已不復存在,取而代之的是百家爭鳴。」李易承認為,因為百家爭鳴,所以新的訴求越來越多,但多數業者的投入與產出效率與過去相較是降低的,因為整合度不完整,業者必須自己尋找相關的解決方案,因此RD投入終端產品的研發時間拉長,資源投入可能是過去的2-3倍,因此資源運用也是發展上的弱勢之處,「過去可以跟著老大哥的步伐前進,現在要依產品屬性運用整合,不能一招打天下。」研華擬定三階段發展策略,佈局AIoT,穩住江山,引領市場,同時帶領業界繼續往前衝。



圖2 : 研華擬定三階段發展策略,佈局AIoT。(Source:研華)
圖2 : 研華擬定三階段發展策略,佈局AIoT。(Source:研華)

研華的三階段發展進程除了看出企業的遠見與企圖心,也能看出嵌入式電腦模組的不同階段應用。研華自2013年前後切入IoT物聯網,以WebAccess、SRP (Solution Ready Platform)解決方案、Sector-Lead業務組織模式佈局工業物聯網市場,提出三階段成長概念,第一階段為硬體設備發展階段,如H Computer、工業設備製造(Industrial Equipment Manufacturing)、I/O模組等硬體。


第二階段打造物聯網雲端即時平台WISE-PaaS,研華從標準硬體移轉到軟硬體加值服務,串連所有軟體、App及第一階段的各項硬體設備,以SRP軟硬整合應用解決方案為事業發展核心,推動WebAccess分享平台聯盟(Sharing Platform Alliance),結合生態圈夥伴透過Sector-Lead模式合作SRP,建立生態系(ecosystem),提供產業解決方案與加值服務。


第三階段強調Co-creation共創,鎖定未來發展,自2018年起積極投資海外市場,與當地具潛力的業者結盟,投資當地IoT軟體或服務。李易承強調,物聯網的應用已跳脫靠單一廠商獨大的時代,比方過去的Windows或Intel,「我們採結盟方式共推解決方案,與在地核心系統整合商(Domain-focused Solution Integrators)透過共創戰略打團體戰,打造與產業互聯互通的全新AIoT服務生態系,提供合作夥伴、企業及工廠客戶最佳 Demo Site,有計劃地帶動IIoT生態系統全面升級,完成數位轉型。」


IIoT發展策略的兩大重點為GIRC(Globally Integrated Regional Competence)及AIoT DFSI合資共創(Joint Venture Co-Creation),前者著重全球整合營運與強化在地核心能力,後者旨在打造全新AIoT服務生態系,以及推動軟硬體整合服務普及化。這樣的佈局策略鎖定通用自動化(General Automation)、IEM工業設備製造、iFactory智慧工廠及工業基礎建設,這些佈局都能看到前述階段1-3的軟硬體產品及整合服務,也間接為嵌入式電腦模組開拓更多潛在市場與應用機會。


以嵌入式模組電腦純硬體來看,除了需求持續暢旺,技術發展也有新進展, 如COM HPC的發展等於將mobile電腦推展到高階應用,延伸server後效能提升,可以解決4G轉5G資料傳輸量的問題,甚至提高2-3倍的速度,這些技術上的提升帶動所有設備的更新,新的技術規範也讓處理速度與效能提升,比方COM HPC就很容易找到切入點。


嵌入式電腦模組的智慧未來

李易承認為,研華的優勢是站在產業高度策略性投入,過去十餘年佈建的三個階段性發展策略已經跟競爭對手拉出一定的距離,從營收數字來看,策略奏效,2021年業績目標達標的可能性極大。由於嵌入式電腦模組屬於第一階段佈建的商業模式,隨著第二與第三階段商業模式的發展,進一步擴大嵌入式電腦模組的發展機會,三階段推展的業務主力彼此獨立又能串連發揮整合綜效。


近年來,研華專注於深耕工業4.0、再生能源、智慧城市服務、智能醫療、智能生活與交通等領域,這些地方也能看見嵌入式產品的身影,也將納入Co-creation的應用案例,加速落地發展,目前,研華已於中國、日本等地增設研發中心、產品開發部,美國、德國則有設計中心,「未來GIRC物聯網會有不同的區域概念,透過GIRC我們可以跟當地夥伴連動與合作,總部則負責核心整合,海外成立的研發或產品部門會把總部的產品二次開發或整合(包含軟硬體),整合後再跟當地夥伴合作,所以當地也會設置服務中心、投資中心、研發中心等單位。」



圖3 : 研華努力朝AI智慧領域發展,如智慧醫療。(source:研華科技)
圖3 : 研華努力朝AI智慧領域發展,如智慧醫療。(source:研華科技)

下一個十年,研華將逐步轉型為DFSI,全面佈建服務能量,並透過Co-creation共創模式發展產業最大價值。李易承認為,除了5G,AI技術的創新與成熟也將引發設備更新需求,在智慧工廠、醫療、交通等領域的帶動下,軟硬體及管理方式都會有新一波變革,更加助長全球需求,「對於嵌入式電腦模組的發展來說,5G與AI驅動市場的力量很強大,我們正面看待這樣的趨勢發展。」


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