MCU、RFIC與感測器為三大物聯網核心要件。看好MCU成長前景，除既有廠商外，車用周邊IC設計業者也開始積極投入；無線通訊晶片相關業者則透過購并或多方合作擴大市場版圖；而感測器需求快速攀升，也吸引新創公司競相投入。

　　物聯網市場以感測、低功耗的智慧控制，以及多元無線的連接方式為主要發展方向。促使IC設計廠商的MCU、無線射頻積體電路（RFIC）與感測器的出貨量增長力道強勁，相關企業無不大力投入開發此三類晶片，以力求在物聯網市場中大賺“晶”錢。

　　物聯網IC在穿戴式裝置、智慧家庭、車聯網與自動控制等物聯網應用推波下，微控制器（MCU）、無線通訊IC，以及感測器的需求量節節攀升，相關晶片業者皆大舉投入研發，企盼在物聯網中分得一杯羹。

　　引進機器學習技術　樓氏增強麥克風降噪功能

　　物 連網的概念掀起一股企業整并潮，因購并常常能激蕩出更好的產品；以樓氏電子（Knowles Corporation）為例，該公司于2015年7月中旬購并語音解決方案供應商Audience后，后者為樓氏帶來三種重要技術，分別是波束成型 （Beam-forming， BF）、盲源訊號分離（Blind-source Separation， BSS）以及機器學習（Machine Learning），讓樓氏可以推出更完整的降噪處理方案。

　　圖1　樓氏電子智慧音效部門軟體產品管理副總裁姜正耀說明，該公司透過購并可提供客戶一站式的解決方案，并且增強DSP技術，以豐富該公司的產品線。

　　樓 氏電子智慧音效部門軟體產品管理副總裁姜正耀（圖1）表示，波束成型模式是利用兩個麥克風，由其中之一負責收音，另一個麥克風則負責抑制外部多余的噪音； 盲源訊號分離則使用多顆麥克風，無論該訊號是否有用，都全部將其收錄至裝置中再一并處理訊號。機器學習則是將上述的兩項技術結合，提供許多不同的音訊樣本 給人工智慧練習，以辨別哪一些音訊是雜訊。

　　為了讓機器學習更有效率，須事先分類這些訊息是否有用。整并了Audience之后，該公司的技術可以將環境中的聲音全部整合處理，辨別哪一些訊號是需要的、哪一些音訊可以匹配在一起，而后再將這些訊號做波束成型處理。

　　無論是波束成型、盲源訊號分離還是機器學習，都需要多麥克風解決方案。姜正耀說明，因為單一個麥克風無法讓裝置做出很好的語音處理；以目前的高端智慧型手機為例，大部分都擁有三個以上的麥克風，甚至有些行動裝置內建了五個麥克風。

　　姜 正耀強調，以目前裝置的應用方式而言，多麥克風絕對是未來趨勢。兩個麥克風的應用，在較為安靜的場所比較合適；但若是多了車聲、小孩哭聲、風噪等因素，會 造成收音品質較差，而三個或是多個麥克風的解決方案，則可以將不必要的雜音聲壓制住，雖然無法完全消除，但是表現已算可圈可點。

　　多麥 克風的應用廣泛，以智慧型手機為例，每個使用者持裝置通話時的姿勢不盡相同，有些人可能倒過來拿，也有人躺在床上通話，若是使用多麥克風的解決方案，通話 品質也能提升；再者，多麥克風在嘈雜的錄制環境中也可以輕松辨別音源是左還是右聲道進入，以目前最流行的VR裝置來說，利用多麥克風的解決方案，更可讓使 用者在使用裝置時，更有身歷其境的體驗。

　　無人機/穿戴式需求強勁　氣壓計后勢看俏

　　近來，智慧型手機出貨量趨緩， 取而代之的是穿戴式裝置、無人機（圖2）等應用需求直線飆升。看好此一趨勢，國內微機電（MEMS）廠商智動全球（GlobalMEMS）于2016年第 一季推出解析度達十公分等級的氣壓計（Barometer），僅次于國際大廠八公分解析度的等級，適用于較低價/消費型的無人機。

　　圖2　無人機對于氣壓計的需求強勁。

　　GlobalMEMS執行長吳名清表示，除了智慧型手機外，氣壓計應用于無人機的需求相當強勁，尤其是較低階/消費型的無人機，以往大部分只有搭載全球定位系統（GPS），只能有平面定位功能，有可能造成無人機飛達某一高度時會難以控制或上下飄移。

　　吳 名清進一步說明，高單價的無人機內建十軸解決方案，操控與穩定度已臻完美；以目前而言，該公司的氣壓計會針對低價/消費型的無人機市場展開攻勢，因為此類 無人機穩定度相對較差，稍不注意便有可能墜毀；倘若此種無人機搭載了氣壓器，一瞬間掉落好幾公尺時可以自動啟用保護裝置，讓電腦介入系統操控，即可讓裝置 安全降落。

　　據了解，該公司所推出的氣壓計以矽材（Silicon）為基底，雖然不若感測器國外大廠以石英（Crystal）為基材的 氣壓計，最細微可達到解析度一公分的境界，但是GlobalMEMS的氣壓計價格較低廉，且實用性較高；因為若是應用無人機裝置上，氣流擾動時有可能一次 產生一公尺以上的變化。

　　另一方面，吳名清也認為，穿戴式裝置對于氣壓計的需求也相當高。此類裝置以往只有計步器的功效，若是加入了氣壓計的功能，可讓使用者在爬山或是做其他更具挑戰性的運動時，可隨時了解自身的狀態，且可計算出更完整/符合消費者的運動效果。

　　事 實上，氣壓計在新臺幣兩萬元以上的高階手機已是標準配備，但是大多數消費者對于該元件的感受不深；以東京或是紐約等一線大城為例，這些城市在行動裝置上已 可檢視3D地圖，甚至可清楚得知位處樓層，但是室內導航的功能尚不顯著，即便使用者可藉由裝置中的氣壓計得知樓層，但是實質的使用意義仍不明朗。但若是應 用于穿戴式裝置與無人機等對于高度/氣壓需求較高的設備上，其市場商機無限光明。

　　特殊應用需求拉抬　RFIC設計商機無限

　　圖3　立積電子系統/應用工程處副總經理鄧維康表示，透過該公司的系統平臺，智慧型手機可輕松遠端控制家中的電子產品。

　　物聯網的興起，連帶地掀起一波波的特殊應用需求，例如智慧家庭與車聯網的倒車后視應用需求。立積電子看準了此一波趨勢，大力研發四對一無線家居監控技術，以及智慧上網遠端手機監控系統，可應用于智慧監控、照明，以及自動控制中。

　　立積電子系統/應用工程處副總經理鄧維康（圖3）表示，透過此一系統平臺，智慧型手機可輕松遠端控制家中的電子產品，或者是家中有什么突發狀況可以直接回報給手機；此一平臺也可應用于智慧燈具的照明控制。

　　據了解，此一平臺為立積電子的自有技術方案，而非Wi-Fi與藍牙等標準化的規格技術。立積電子總經理王是琦（圖4）對此表示，此一方案不只可以應用于智慧家庭中，也適用于倒車后視的應用，因為該技術可提供即時影像，且抗干擾的能力高。

　　圖4　立積電子總經理王是琦認為，后視影像系統最大的挑戰，在于穿透性要強，且影像回傳須有即時性，否則汽車有安全上的疑慮。

　　王是琦說明，后視影像系統最大的挑戰，在于訊號必須能夠穿過車身的銅墻鐵壁，而不被金屬車身擋下；再加上車子影像必須要即時性，否則汽車若是撞上后方物體可能都還不知道。

　　再加上，訊號傳輸時最害怕的即是馬達與引擎等零件的干擾，該公司自行研發的倒車后視技術透過一些特殊的演算法，可有效地除去有可能的干擾因子。

　　不過，此一技術的訊號頂多只能夠傳輸二、三百公尺遠。若是應用于無人機上可能不太能滿足使用者想要盡可能望遠的心。王是琦對此表示，若是想要用于無人機上，可利用此一技術的簡易版本，改以簡單的類比傳輸，雖然抗干擾能力較差，但是影像傳輸距離最多可達兩公里遠。

　　劍指IoT核心領域　普誠揮軍MCU事業

　　另一方面，***車用IC設計大廠普誠科技看好微控制器的發展前景，已展開相關產品布局，未來將與其現有的各式周邊晶片方案，如液晶面板驅動IC、馬達控制晶片等整合成一顆系統單晶片（SoC），并輔以相關韌體，藉此由周邊走向系統核心，更加強化物聯網市場戰力。

　　圖5　普誠科技副總經理李國維表示，該公司看好微控制器的發展前景，進而投入相關研發，希望可以藉此更加深入物聯網市場。

　　普誠科技副總經理李國維（圖5）表示，物聯網下所有裝置都應擁有“自我思考/控制”的能力，這些設備都應該需要微控制器的輔助。

　　事實上，普誠于車用IC領域已深耕多年，但是一直以來都是生產車用周邊的電子零件居多，未參與核心領域。普誠認為，投入研發MCU可為該公司帶來更多的價值，且可集結周邊的車用IC，整合成一個完整的系統單晶片。

　　李國維說明，為了因應物聯網的來臨，各家IC設計業者都應該力求轉型，而微控制器將會是該公司往后轉型的主體。

　　舉例來說，以往普誠在車用晶片領域主推LCD、VHD以及馬達驅動技術，未來結合MCU將所有技術整合為一顆SoC，再搭配上寫入的軟體，提供客戶一個軟/硬整合的解決方案，以達到更好的產品價值。

　　但李國維也指出，普誠雖已在車用周邊IC深耕多年，也得到許多汽車大廠的采用與認證，但是以往的周邊零件較沒有安全性的顧慮，譬如顯示器驅動IC，該公司新研發的MCU要如何得到車廠再次信任是相當大的挑戰。

　　李國維強調，車用MCU有安全與信任度的考量，必須符合汽車相關安全規范與法規才得以采納，所以目前仍需要時間積累客戶信任，并通過各項可靠度的認證。雖然該公司希望可以維持，甚至擴大參與車用市場應用范圍，車用市場攸關性命，須更加嚴謹。

　　提高工業安防　ADI監控技術更上層樓

　　隨著一般消費性物聯網IC設計整并潮不斷掀波，這股潮流也開始襲向工業物聯網（IIoT）中。有別于一般消費性物聯網領域的整并方式，工業物聯網的整并大多以補強自身產品/技術陣容為主。

　　舉例來說，亞德諾半導體（ADI）在2016年3月整并了SNAP Sensor，透過SNAP Sensor在光學技術、視覺軟體和演算法專業，強化亞德諾在工業物聯網的布局，以及提升該公司在感測和訊號處理領域的優勢（圖6）。

　　圖6　透過整并SNAP Sensor，亞德諾強化了其在工業物聯網的布局。

　　ADI亞洲區工業自動化事業部市場經理張鵬表示，工業物聯網雖也有整并活動，但不若一般物聯網市場購并來得頻繁，因為大部分進行物聯網整并的企業，大多都只是想擴張公司規模；而工業物聯網領域的整并方式，則大多想購入擁有獨特技術的供應商。

　　以ADI購并SNAP Sensor為例，即是看好該公司適用于安防與監控領域特殊的監控技術。張鵬進一步表示，傳統的監視設備都會涉及隱私問題，監控的時候都會清楚地將人臉記錄下來。

　　SNAP Sensor監控技術的獨到之處，可利用傳統的攝影設備記錄影像，再透過SNAP Sensor的特殊技術處理過后，影像只會顯現出人的形體，但是無法判別人臉細節，只會看到類似墨水畫的圖像出現。

　　這項技術相當適用于工業自動化的生產現場。張鵬說明，曾經發生過電機/電子領域大廠的自動工廠中，其機械手臂造成了工人的傷亡事故。

　　一般來說機械手臂在運作時會嚴格要求人員不能接近施作范圍，但是這都屬于較為被動的防護方式，人員若是稍不注意走進了危險范圍極有可能產生傷亡。

　　透過SNAP Sensor的技術，系統可以自動偵測是否有人形，或者是移動中的物體正在接近危險區域，當人事物太過靠近危險范圍時，系統應能自動發出警告，或是讓機械手臂減緩動作，甚至直接停止運作，以達到主動安全。

　　綜合以上所述，物聯網所需的三大類晶片：MCU、無線通訊與感測器，已是此一市場中的超級巨星，未來這三類晶片的出貨量與產值令人期待；且往后的產品技術變化將有助于IC設計商跳脫出以往的價格比拚窘境，可望帶來更多創新技術與應用。