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物聯網推動半導體產業新革命
中介軟體生態系統
[作者 Satish R.M]   2014年11月19日 星期三 瀏覽人次: [10318]

現今半導體廠商的長期競爭力,

多半取決於行銷策略與產品研發能力,

而且要能為電子業價值鏈帶來更大貢獻,而非僅止於供應晶片。


刊頭
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產品個人化、研發週期優化、診斷、遠距監測及硬體商品化等關鍵市場需求與產業條件,在產業中扮演角色日益重要,以確保嵌入式軟體生態系統(包括中介軟體生態系統)成為買方挑選半導體廠商及晶片時的最終決定性因素,為物聯網提供產品差異化並降低系統成本。


中介軟體逐漸成為嵌入式軟體生態系統中最重要一環,原因包括:


?半導體廠商的處理器架構逐漸標準化,伴隨著晶片設計週期已然成熟,業者整併且差異化空間有限。此外,作業系統標準化將提高中介軟體身為差異化工具的重要性,相關可組態工具也將成為一大要件。


?業界對IT-OT整合興趣日漸濃厚,進而要求IT部門也要具備IT以外技能,其中包括連網及資安中介軟體元件相關的嵌入式軟體技術。IT部門內部採用BYOD策略,將是同時滿足IT與OT複合需求的基本要件。


?物聯網包含各式各樣的應用,除既有系統還不斷產生新的系統。半導體廠商若能提供強大中介軟體並在生態系統中具有舉足輕重地位,就能成為要角帶動跨產業解決方案的研發。利用中介軟體元件提供產品差異,再加上可組態工具輔助,才能確保晶片設計廣為市場採用。


焦點逐漸轉至中介軟體與相關可組態工具

以廠商的半導體IP搭配委外半導體設計服務,這樣的晶片設計流程已達到一定成熟度。在每一種系統單晶片(SoC)平台的作業系統標準化當中,都可以看到這種作法。硬體平台的標準化,再加上作業系統也標準化,代表大多數創新產品都必須在中介軟體範疇下完成。


圖一列出各家廠商取得中介軟體與相關工具的時間點,以突顯出該領域對晶片及半導體IP廠商的重要性,同時反映出廠商持續增加對嵌入式軟體生態系統的投資。



圖一 : 2009-2013年晶片及半導體IP廠商取得中介軟體、作業系統及相關工具樣本概況
圖一 : 2009-2013年晶片及半導體IP廠商取得中介軟體、作業系統及相關工具樣本概況<資料來源:Gartner>

採用BYOD策略簡化IT-OT整合

雖然IT部門可望帶動IT-OT整合,IT人員多半不具備定義OT系統轉換的技術,但整合必須要有相關技能才能順利進行。IT-OT整合包括定義閘道等新型嵌入式系統,還要針對連網與資安中介軟體元件安裝並配置嵌入式軟體介面,才能讓OT系統整合IT。



圖二 : BYOD雖不直接影響IT-OT整合,但其扮演著關鍵角色
圖二 : BYOD雖不直接影響IT-OT整合,但其扮演著關鍵角色

BYOD策略能提供必要的接觸點,能將任何一種外部裝置成功整合至現有IT系統。BYOD雖不直接影響IT-OT整合,但其扮演著關鍵角色,用來說服IT專業人員採用被IT部門定義為來自外部的裝置,並將之整合至企業IT系統下。


身為IT-OT整合過程的移轉路徑之一,BYOD之所以重要的原因還包括:


?具有個人(BYOD)行動裝置初期評價的好處,不如企業用裝置限制較多。


?可以避免獨立執行BOYD與IT-OT計畫時會出現的重複規劃並推出類似方案。單一的整合式計畫與執行方式,能省下很多時間與成本。


?一旦BYOD方案成功,就能輕易整合更多物聯網裝置


架構百家爭鳴 支援所有物聯網應用

物聯網將包含各式各樣的應用與網路,本質上各異其趣。牽涉範圍涵蓋既有系統,以及新型裝置與系統的不斷出籠,全都必須連結網路。這將提供各階層半導體廠商巨大商機,而且涵蓋各種產業。中介軟體將扮演樞紐角色,提供一種以解決方案為基礎的方式,以連結不同應用層面及產業。


半導體廠商的最大挑戰在於既要滿足互通性方面的需求,同時又要遵守那些為了開放式系統與帶動整體產業參與而設定的相關標準。因此一定要有物聯網標準架構,嵌入式軟體元件也必須標準化。朝此方向努力的計畫包括:



圖三 : OIC目的是改善物聯網裝置的互通性並定義連網相關需求。
圖三 : OIC目的是改善物聯網裝置的互通性並定義連網相關需求。

?開放互連聯盟(OIC)由Atmel、博通、戴爾、 英特爾、三星與Wind River在2014年7月成立,目的是改善物聯網裝置的互通性並定義連網相關需求。該組織的工作重點在於利用業界標準科技來定義一套通用的通訊架構,讓個人運算裝置及新興崛起的物聯網裝置之間,能無線連結並以智慧科技進行管理。


?工業網際網路聯盟(Industrial Internet Consortium)則在2014年3月由AT&T、思科(Cisco)、奇異(GE)、IBM與英特爾成立,目的是加強實體與數位世界之間的整合。該組織的特定工作目標包括設定開放互通性標準相關需求,並定義通用架構以連結智慧裝置、機械、個人、流程與資料。


?AllSeen聯盟則是2013年12月由Linux基金會宣布成立。該聯盟的目的是促進跨產業採用「萬物聯網」(Internet of Everything)及相關創新。該組織的最初架構,是由高通子公司高通創新中心(Qualcomm Innovation Center)所開發並持續支援的Alljoyn開放原始碼計畫。


?物聯網架構(IoT-A)為歐洲燈塔整合計畫(European Lighthouse Integrated Project)之一,運作時間從2010年9月到2013年11月,以因應物聯網標準架構相關需求,同時追求架構可擴充性。


?HyperCat是由英國科技標準局所成立的標準化組織,目的是跨越各種技術價值鏈與層面,在有如物聯網孤島的各個應用程式間擔任橋樑角色。該組織透過集線器架構提供超媒體資源目錄,讓不同物件、服務、使用案例或應用之間的資料得以流動並予以管理。


透過HTTPS、REST與JSON標準網路,HyperCat的目錄利用開放式應用程式介面,讓開發人員能在安全且工具不虞匱乏的環境下打造新應用程式。每個資安定義檔、設定檔、使用案例、驗證或資料的先後順序,都能調整語意註解。截至2014年7月為止HyperCat已有40個合作夥伴,包括英特爾、ARM、IBM、Balfour Beatty、Verisign、Neul以及Flexeye。


這類組織、聯盟或計畫若未能成功定義並實現足以跨越所有產業及應用程式的物聯網標準化架構,主要有兩大原因。首先因為產業龍頭各據山頭,市場將持續發展並同時存在各種不同的物聯網架構。


這些組織與聯盟的創始成員將盡全力主導定義產業的原則與政策,以保護自身利益。其二,現有架構已廣為業界所接受,也有一定的普及率。多元化應用導致不同產業所定義與遵循的標準均不相同。除此之外,標準也隨地區與廠商而有所不同,價值鏈中均有既定的系統及軟體架構。


採購趨勢

半導體廠商可望免費提供嵌入式軟體:半導體大廠必須研發解決方案以提升價值。


消費者期望越來越高,加上必須縮短產品上市所需時間,因此出現個人化與量身訂做的需求,且產品開發週期必須予以優化。這導致OEM代工與系統整合業者盡可能將職責分攤給上游的半導體廠商。嵌入式軟體就是在價值鏈中,負責轉移OEM代工等下游業者負擔的管道。


中介軟體元件逐漸成為半導體業者所負責的範疇,除此之外還要將這些軟體整合至作業系統當中。競爭壓力讓業者別無選擇,簡直是被迫一肩挑起額外職責。軟體缺乏實體型式的特質,是帶動此一變化的原因。


這樣的市場變化,讓半導體廠商轉型為系統供應商。因此他們不能再侷限於晶片設計,必須充實系統設計能力,以利解決方案行銷並為價值鏈下游業者提供更多價值。


這意味著半導體廠商必須提高對嵌入式軟體生態系統的投資,方法之一就是大量雇用來自不同產業的嵌入式軟體及系統工程師。


由於中介軟體元件與應用程式的關聯比其他嵌入式軟體元件更為直接,在產品差異化方面能提供更多空間。因此,半導體廠商最好專心致力於這類元件及其相關工具,藉此打造跨產業發展路徑或產品組合。半導體廠商可透過自發或結盟模式,或乾脆直接併購其他業者,以充實中介軟體生態系統開發能力。(本文作者為Gartner首席研究分析師)


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