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積極佈局AIoT 嵌入式電腦模組越來越智慧

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)

[作者 季平]

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。」

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。

【欲閱讀此篇更完整的內容及更多精彩報導,詳見2022.1月(第77期)或智動化SmartAuto》網站】

2022.1月(第77期)工業電腦深化應用:打造雲邊及資安基礎
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