半導(dǎo)體廠新一波物聯(lián)網(wǎng)投資及產(chǎn)品攻勢(shì)全面迸發(fā)。為爭(zhēng)搶物聯(lián)網(wǎng)商機(jī)，國際晶片及IP大廠正拼盡全力研發(fā)新一代兼具高性能與省電特色的半導(dǎo)體解決方案；同時(shí)更紛紛祭出銀彈攻勢(shì)，大舉購并寬頻通訊、藍(lán)牙和記憶體IC廠，以湊齊物聯(lián)網(wǎng)潛力技術(shù)陣容，足見各家廠商皆已使出十八般武藝，圈地市場(chǎng)版圖。

　　物聯(lián)網(wǎng)(IoT)應(yīng)用躍居半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)布局新焦點(diǎn)。隨著物聯(lián)網(wǎng)刺激穿戴式裝置、巨量資料(Big Data)等應(yīng)用需求涌現(xiàn)，全球半導(dǎo)體廠商逐漸轉(zhuǎn)為發(fā)展先進(jìn)邏輯(Logic)制程，以及低功耗/嵌入式記憶體等特殊制程雙線并進(jìn)的策略，以拓展物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)單晶片(SoC)技術(shù)；與此同時(shí)，國際IC大廠也相繼藉由收購方式，展開垂直或水平供應(yīng)鏈整合，期彌補(bǔ)不足的通訊、儲(chǔ)存和嵌入式處理等關(guān)鍵技術(shù)，擴(kuò)大布局智慧聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)。

　　事實(shí)上，物聯(lián)網(wǎng)概念日益成形，加上應(yīng)用環(huán)境愈來愈成熟，皆為半導(dǎo)體和臺(tái)灣IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)帶來諸多新機(jī)會(huì)和挑戰(zhàn)。國際半導(dǎo)體業(yè)者為強(qiáng)化其獨(dú)特定位，陸續(xù)展開垂直市場(chǎng)的整合，期率先成為物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域最大贏家；同時(shí)，IC制造業(yè)正邁入10奈米以下制程競(jìng)局，如何在追求先進(jìn)和特殊制程技術(shù)的同時(shí)，具備高彈性的整合能力，成為首當(dāng)其沖的議題。

　　迎接IoT應(yīng)用新商機(jī)　半導(dǎo)體廠力拚垂直整合

　　物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展持續(xù)熱燒。國際半導(dǎo)體業(yè)者為增加獨(dú)特銷售定位，紛紛針對(duì)特定垂直市場(chǎng)進(jìn)行供應(yīng)鏈的整合，期能搶占物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)一席之地，其中，5G通訊、藍(lán)牙低功耗(Bluetooth Low Energy)、寬頻網(wǎng)路等技術(shù)更是半導(dǎo)體商爭(zhēng)相布局之重要領(lǐng)域。

　　工研院IEK系統(tǒng)IC與制程資深研究員林宏宇(圖1)表示，物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代就像諸侯割據(jù)時(shí)代般混亂，半導(dǎo)體業(yè)者紛紛爭(zhēng)搶市場(chǎng)大餅，但目前尚無特定的贏家，因此近期國際IC業(yè)者積極展開購并，以強(qiáng)化其獨(dú)特定位。

　　RFIC躍居購并第一標(biāo)的晶片商醞釀無線技術(shù)大軍

　　舉例來說，2014年先是高通耗資25億美元收購研發(fā)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)和藍(lán)牙通訊晶片廠商劍橋無線半導(dǎo)體(CSR)，厚實(shí)其穿戴式裝置、車載系統(tǒng)等晶片業(yè)務(wù)。

　　緊接著，恩智浦(NXP)也宣布收購昆天科微電子(Quintic)旗下穿戴式裝置和藍(lán)牙低功耗晶片業(yè)務(wù)相關(guān)資產(chǎn)和矽智財(cái)(IP)；并于今年3月，再以118億美元收購飛思卡爾(Freescale)，穩(wěn)固其車用晶片及通用微控制器市場(chǎng)，布局智慧聯(lián)網(wǎng)。

　　另外，英特爾(Intel)為深化寬頻網(wǎng)路產(chǎn)業(yè)的技術(shù)和通路，今年2月則收購寬頻接取網(wǎng)通晶片商領(lǐng)特(Lantiq)，將產(chǎn)品線拓展至數(shù)位用戶回路(DSL)、光纖、長程演進(jìn)計(jì)畫(LTE)和智慧路由器等，使其網(wǎng)通領(lǐng)域布局更趨完整。

　　不僅如此，先前即已購并臺(tái)灣藍(lán)牙晶片/模組業(yè)者創(chuàng)杰的微芯(Microchip)，今年5月再出手購并邁瑞(Micrel)，以引進(jìn)其高速混合訊號(hào)、區(qū)域網(wǎng)路(LAN)、通訊和時(shí)脈晶片技術(shù)，足見其不斷壯大專利及產(chǎn)品線戰(zhàn)力的企圖心。

　　賽普拉斯(Cypress)針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)單晶片(SoC)開發(fā)所需的技術(shù)，收購快閃記憶體(NOR Flash)大廠Spansion，期站穩(wěn)物聯(lián)網(wǎng)記憶體市場(chǎng)；而亞德諾(ADI)則是并購訊泰微波(Hittite)，補(bǔ)足其在第五代行動(dòng)通訊(5G)應(yīng)用領(lǐng)域之微波及毫米波頻段技術(shù)缺口。

　　上述看似單一廠商在經(jīng)營面及業(yè)務(wù)拓展面的個(gè)別決策，其實(shí)皆有共通點(diǎn)，目標(biāo)都是為了湊齊足以站穩(wěn)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的通訊、嵌入式控制和儲(chǔ)存技術(shù)拼圖，尤其無線通訊方案更被國際晶片大廠視為最關(guān)鍵的一著棋，遂躍居產(chǎn)業(yè)熱門投資焦點(diǎn)；而這股產(chǎn)業(yè)整并風(fēng)潮也開始蔓延至更上游的IP供應(yīng)鏈。

　　近期，專攻應(yīng)用處理器、數(shù)位訊號(hào)處理器和微控制器(MCU)核心設(shè)計(jì)的安謀國際(ARM)，即透過購并Wicentric和SMD(Sunrise Micro Devices)兩家公司，將觸角拓及低功耗無線通訊應(yīng)用領(lǐng)域，并將打造全新Cordio系列IP，提供業(yè)界符合藍(lán)牙智慧(Bluetooth Smart)通訊協(xié)定和軟體堆疊(Software Stack)的低電壓無線電方案。

　　除利用購并快速納入專利和成熟技術(shù)外，晶片商亦快馬加鞭厚實(shí)自身研發(fā)資源，以滿足物聯(lián)網(wǎng)多元應(yīng)用，且橫跨軟硬體世界的系統(tǒng)層級(jí)設(shè)計(jì)需求。

　　跨領(lǐng)域整合勢(shì)在必行　創(chuàng)新半導(dǎo)體科技蓄勢(shì)待發(fā)

　　林宏宇認(rèn)為，物聯(lián)網(wǎng)并非只是舊技術(shù)的整合，新技術(shù)領(lǐng)域開發(fā)也前景無限，包括新一代奈米(Nano)感測(cè)器系統(tǒng)、軟性電子等。未來IC設(shè)計(jì)將大舉邁向跨領(lǐng)域整合，如整合生理感測(cè)的通訊技術(shù)、用于保健與親和性穿戴的生物感測(cè)晶片系統(tǒng)封裝(SiP)、感測(cè)器系統(tǒng)(Sensor System)整合低成本3D VLSI等。

　　林宏宇表示，穿戴裝置可視為物聯(lián)網(wǎng)核心應(yīng)用，能輕易跨入聯(lián)網(wǎng)汽車(Connected Vehicle)、健康照護(hù)(Health Care)，最終更可跨入機(jī)器對(duì)機(jī)器(M2M)應(yīng)用。由于低成本、高性能、低耗電及容易設(shè)計(jì)等特性將能擴(kuò)大物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)體系；因此他建議，臺(tái)廠可考慮國際策略聯(lián)盟模式運(yùn)作，以價(jià)值定位擺脫追兵并跨越物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)模天險(xiǎn)。

　　無庸置疑，上述物聯(lián)網(wǎng)新應(yīng)用將引領(lǐng)新一輪制程技術(shù)發(fā)展。因應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)和穿戴式裝置應(yīng)用需求，IC制造商持續(xù)在低功耗、感測(cè)器和SiP等技術(shù)發(fā)展上加緊布局，因此不僅刺激邏輯制程不斷演進(jìn)，亦帶動(dòng)龐大特殊制程需求。

　　搶搭物聯(lián)網(wǎng)商機(jī)　晶圓廠邏輯/特殊制程須并重

　　工研院IEK系統(tǒng)IC與制程研究員陳婉儀(圖2)表示，物聯(lián)網(wǎng)商機(jī)持續(xù)發(fā)燒，全球穿戴式、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)應(yīng)用需求升溫，連帶推動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)不斷精進(jìn)。為了達(dá)到高傳輸效能、資料處理能力以及極低功耗的特性，許多IC制造商的制程技術(shù)發(fā)展策略逐漸轉(zhuǎn)為邏輯和特殊制程并進(jìn)，利用成熟制程技術(shù)推動(dòng)特殊制程發(fā)展，甚至將8寸晶圓特殊制程轉(zhuǎn)移至12寸晶圓，以提高產(chǎn)能利用率并降低成本。

　　目前已有許多晶圓代工廠商走向20奈米(nm)以下制程技術(shù)，臺(tái)積電首先于2014年成為第一家量產(chǎn)20奈米制程技術(shù)晶片的晶圓代工廠，并于同年第三和第四季擁有亮眼營收。2015年，該公司則邁入16奈米量產(chǎn)布局。

　　在臺(tái)積電領(lǐng)軍下，臺(tái)灣IC制造業(yè)已于2014年跨入20奈米制程，全年產(chǎn)值達(dá)新臺(tái)幣1兆1,731億元，年成長17.7%，創(chuàng)下歷年新高。陳婉儀進(jìn)一步指出，相機(jī)晶片、藍(lán)牙模組、多媒體處理器和快閃記憶體需求已成為帶動(dòng)半導(dǎo)體業(yè)成長的驅(qū)動(dòng)力，而高階旗艦手機(jī)相關(guān)元件和處理器需求持續(xù)加持下，預(yù)期臺(tái)灣IC制造業(yè)在2015年產(chǎn)值將達(dá)新臺(tái)幣1兆2,964億元，年成長10.5%。

　　邏輯制程技術(shù)已超越記憶體制程技術(shù)，成為領(lǐng)先技術(shù)指標(biāo)，因此臺(tái)積電持續(xù)提升16奈米良率，同時(shí)戮力研發(fā)10奈米制程；三星(Samsung)則授權(quán)格羅方德(GlobalFoundries)制程；另外，聯(lián)電也加入IBM聯(lián)盟，搶攻14奈米和10奈米以下制程。

　　然而，先進(jìn)制程研發(fā)和設(shè)備成本愈來愈高，晶圓代工廠數(shù)量減少，將使得IC產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈重整。舉例來說，邁入16/14奈米和以下節(jié)點(diǎn)時(shí)，初估建廠和設(shè)備材料研發(fā)之投資成本高達(dá)200億美元；另外，受到設(shè)計(jì)復(fù)雜度、產(chǎn)品研發(fā)周期等因素影響，晶圓代工廠制程類型將大受限制，而IC和晶圓廠緊密合作形成互惠的整合模式，將是跨越此高門檻的解方。

　　陳婉儀指出，半導(dǎo)體業(yè)者趕搭物聯(lián)網(wǎng)商機(jī)不能以追求先進(jìn)制造為唯一目標(biāo)，更重要的是拓展技術(shù)產(chǎn)能，尤其下一波物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)，考驗(yàn)的不是制程技術(shù)的推進(jìn)，而是制程復(fù)雜度、彈性度和整合能力。

　　未來的研發(fā)、設(shè)備支出勢(shì)必因尺寸微縮而提高，半導(dǎo)體廠商應(yīng)掌握好材料特性和新電晶體結(jié)構(gòu)；此外，在設(shè)備方面，也須符合良率和生產(chǎn)速率等經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)而提高在物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

　　顯而易見，無線通訊、邏輯/特殊制程產(chǎn)業(yè)正隨著物聯(lián)網(wǎng)需求展開蛻變，而下一個(gè)即將產(chǎn)生劇烈變化的疆域則是作業(yè)系統(tǒng)(OS)和軟體開發(fā)套件(SDK)。對(duì)半導(dǎo)體廠商而言，物聯(lián)網(wǎng)追求的系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)，已使軟體重要性日益突顯，鋒芒甚至壓過硬體，因此IP及晶片開發(fā)商正一窩蜂搶進(jìn)布局。

　　處理器廠互尬軟體戰(zhàn)力

　　現(xiàn)階段，英特爾(Intel)、聯(lián)發(fā)科、高通(Qualcomm)和邁威爾(Marvell)等晶片大廠皆正積極籌備自家物聯(lián)網(wǎng)軟體開發(fā)套件，甚至于更高層次的作業(yè)系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)協(xié)定。其中，英特爾、高通正分別透過其發(fā)起的開放互連聯(lián)盟(OIC)和Allseen聯(lián)盟，寄望能一舉掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展動(dòng)向。

　　聯(lián)發(fā)科、Marvell也輸人不輸陣，分別于2014年發(fā)布其LinkIt物聯(lián)網(wǎng)軟硬體參考設(shè)計(jì)平臺(tái)，以及Kinoma開發(fā)套件，期與先行的英特爾和高通抗衡。

　　聯(lián)發(fā)科技創(chuàng)意實(shí)驗(yàn)室副總經(jīng)理Marc Naddell表示，專業(yè)開發(fā)人員在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的周期內(nèi)面對(duì)多項(xiàng)挑戰(zhàn)，而其中一個(gè)影響重大的難題在于軟硬體整合的原形設(shè)計(jì)；為協(xié)助廠商克服此一桎梏，聯(lián)發(fā)科近期已推出LinkIt Assist 2502參考設(shè)計(jì)平臺(tái)，并結(jié)合旗下創(chuàng)意實(shí)驗(yàn)室的Partner Connect計(jì)畫，讓開發(fā)人員的設(shè)計(jì)概念快速且真實(shí)呈現(xiàn)在消費(fèi)者眼前。

　　據(jù)悉，LinkIt Assist 2502具有四種功能豐富的元件，包括適用于Eclipse IDE的SDK、以C語言編程為基礎(chǔ)的應(yīng)用程式介面(API)、硬體開發(fā)工具套件(HDK)，以及以模組為本的硬體參考設(shè)計(jì)，以消弭不同元件整合的高復(fù)雜度門檻。

　　無獨(dú)有偶，Marvell近期也強(qiáng)打整合軟、硬體與相關(guān)工具的物聯(lián)網(wǎng)套件--Kinoma Create，加入此一新戰(zhàn)場(chǎng)。Marvell Kinoma行銷傳播總監(jiān)Rachel Bennett表示，Kinoma Create以JavaScript程式語言為基礎(chǔ)，有助推動(dòng)聯(lián)網(wǎng)裝置原型設(shè)計(jì)；今年初該公司亦成功展示基于近距離無線通訊(NFC)、藍(lán)牙信標(biāo)(Bluetooth Beacon)、ZigBee及感測(cè)器的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)，可用來連結(jié)及控制機(jī)器人、家庭自動(dòng)化與安全監(jiān)控系統(tǒng)等應(yīng)用。

　　事實(shí)上，ARM亦于2014年底以mbed平臺(tái)搶進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)套件市場(chǎng)，并進(jìn)一步拱大生態(tài)系統(tǒng)，將該平臺(tái)拉高至作業(yè)系統(tǒng)的層級(jí)，為晶片商和系統(tǒng)業(yè)者搭建從行動(dòng)跨足物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)的橋梁。由于物聯(lián)網(wǎng)多元接取環(huán)境引發(fā)更嚴(yán)峻的資料安全防護(hù)挑戰(zhàn)，因此ARM也特別針對(duì)Cortex-A核心發(fā)布授信執(zhí)行環(huán)境(TEE)認(rèn)證計(jì)畫，并購并Offspark，以強(qiáng)化mbed平臺(tái)傳輸層安全協(xié)議(TLS)和Cryptobox等功能，期從晶片設(shè)計(jì)源頭建立起滴水不漏的防護(hù)機(jī)制。

　　ARM安全行銷暨系統(tǒng)與軟體部門總監(jiān)Rob Coombs表示，目前并無任何產(chǎn)業(yè)認(rèn)證機(jī)制，用以評(píng)估行動(dòng)及物聯(lián)網(wǎng)裝置的安全性，因此即便晶片商、系統(tǒng)廠老王賣瓜，但終端用戶仍可能暴露在資料外泄或遭駭客竊取的風(fēng)險(xiǎn)中。為克服此問題，ARM正致力發(fā)展從Cortex-A核心、Trust Boot到Trust OS的系統(tǒng)級(jí)安全解決方案--TEE，并于近期攜手全球平臺(tái)組織(GlobalPlatform)，共同推廣TEE認(rèn)證計(jì)畫，以確保采用該方案的晶片及系統(tǒng)安全防護(hù)功能達(dá)標(biāo)。

　　ARM物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部產(chǎn)品策略總監(jiān)Paul Bakker認(rèn)為，物聯(lián)網(wǎng)裝置從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)，乃至于上市商品的韌體/軟體線上更新，皆有其安全漏洞，mbed目標(biāo)就是為Cortex-M系列MCU建造一個(gè)安全地基，再往上搭建各種軟硬體防護(hù)功能，如可阻擋網(wǎng)路攻擊的Cryptobox。

　　在眾家半導(dǎo)體商投注大量資金和軟硬體技術(shù)資源下，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展可望突飛猛進(jìn)；而隨著物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)日益壯大、成熟，半導(dǎo)體商亦能受惠于市場(chǎng)需求，刺激旗下晶片、SDK出貨規(guī)模增長，形成產(chǎn)業(yè)正向循環(huán)。