嵌入式電腦模組(COM)兼顧設(shè)計(jì)時(shí)程與成本，目前主流趨勢(shì)為COM Express規(guī)范，可分基本型、緊湊型與迷你型，符合少量多樣客制化需求。本文特別專訪研華科技，從其市場(chǎng)布局與轉(zhuǎn)型一窺嵌入式模組電腦的未來發(fā)展。

Grand View Research預(yù)測(cè)，物聯(lián)網(wǎng)(IoT)市場(chǎng)規(guī)模2025年將達(dá)1兆美元的水準(zhǔn)，網(wǎng)網(wǎng)相連的結(jié)果，帶動(dòng)AI、云端、邊緣運(yùn)算等軟體高度串連應(yīng)用，也帶動(dòng)硬體設(shè)備需求，比方嵌入式電腦模組在IOT環(huán)境下，于工業(yè)4.0智慧工廠、再生能源、智慧城市、智慧醫(yī)療、智慧交通等領(lǐng)域發(fā)展快速。

另一方面，5G時(shí)代來臨，提升資料傳輸速率的同時(shí)，也帶動(dòng)嵌入式電腦模組等硬體設(shè)備需求，而延燒二年的新冠疫情則催生一波工業(yè)4.0數(shù)位轉(zhuǎn)型、設(shè)備汰換與升級(jí)需求，更加奠定AI與嵌入式設(shè)備軟硬搭配的主流趨勢(shì)，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(lián)網(wǎng)平臺(tái)事業(yè)群資深協(xié)理李易承表示，以嵌入式電腦發(fā)展來看，大分兩階段，第一階段主要是歐美國(guó)家開始將相關(guān)業(yè)務(wù)外包到亞洲各地，造成產(chǎn)業(yè)鏈轉(zhuǎn)移，相關(guān)技術(shù)know-how也跟著外移，歐美科技公司留下研發(fā)單位，硬體設(shè)備部分則以遠(yuǎn)端遙控方式運(yùn)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(zhǎng)快速的第一個(gè)理由。」

圖1 : 研華科技嵌入式物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)事業(yè)群資深協(xié)理李易承。(Source：研華科技)

隨著亞洲企業(yè)漸成氣候，快速?gòu)?fù)制歐美成功模式，產(chǎn)生擴(kuò)大效應(yīng)，加速嵌入式電腦被廣泛采用，亞洲市場(chǎng)于五年前開始蓬勃發(fā)展，研華科技正逢其時(shí)也看準(zhǔn)這波趨勢(shì)，不只贏過競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，取得歐美部分市占，在嵌入式電腦模組發(fā)展的「黃金十年」穩(wěn)穩(wěn)打下江山，推出一站式服務(wù)，將嵌入式主機(jī)板和系統(tǒng)、軟體、顯示器、周邊產(chǎn)品整合以客戶為中心的嵌入式設(shè)計(jì)服務(wù)，滿足各別產(chǎn)業(yè)需求，成為產(chǎn)業(yè)領(lǐng)頭雁。

工業(yè)電腦模組在過去十年，每年約有15-20%的成長(zhǎng)率，研華的成長(zhǎng)率達(dá)25%，整體趨勢(shì)向上。嵌入式電腦模組的核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)是產(chǎn)品開發(fā)上市時(shí)間特別短，等于是二家公司做一項(xiàng)產(chǎn)品，如果過去產(chǎn)品上市需要12個(gè)月，透過模組化設(shè)計(jì)可以縮短3-6個(gè)月時(shí)間，「如果跟競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相較，產(chǎn)品可以早半年上市，對(duì)于營(yíng)收來說就是利多。」一般做法是將處理器、記憶體設(shè)計(jì)為嵌入式模組電腦，工程師只需設(shè)計(jì)載板，之后選擇合適的模組組裝即可出貨，即便是工業(yè)電腦廠商或系統(tǒng)整合業(yè)者有產(chǎn)品升級(jí)需求，也無須重新設(shè)計(jì)電路板，只要更動(dòng)COM模組升級(jí)CPU。另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是解決備料問題，系統(tǒng)廠商無須擔(dān)心零組件缺貨或停產(chǎn)的問題，也無須備料所有零組件，造成資金壓力。

劣勢(shì)部分主要來自于成本，因?yàn)榍度胧诫娔X模組采上下堆疊方式，會(huì)因產(chǎn)業(yè)與場(chǎng)域而有不同的I/O需求，整體板卡重新開發(fā)設(shè)計(jì)會(huì)耗費(fèi)大量時(shí)間與資源，導(dǎo)致成本變高，一般年出貨量約300-500套、2000-3000套的業(yè)者最適合采用嵌入式電腦模組模式，也因?yàn)闃I(yè)者采納意愿高，價(jià)值也高，因此過去十年來呈爆發(fā)性成長(zhǎng)。過去以美、日、歐洲等市場(chǎng)為主，如今中國(guó)、東南亞業(yè)者采用意愿變高，市場(chǎng)快速成長(zhǎng)。另一個(gè)缺點(diǎn)是相容性，雖然COM Express為主流標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)際組裝時(shí)仍可能無法運(yùn)作，所以必須透過持續(xù)測(cè)試訊號(hào)，才能找出設(shè)計(jì)缺陷。

至于軟體方面，不少業(yè)者推出智慧化管理軟體，依嵌入式應(yīng)用程式編程介面設(shè)計(jì)API，比方先備妥溫度、電源等驅(qū)動(dòng)程式與API，未來板卡更動(dòng)或晶片組迭代時(shí)仍可使用原有程式，無需改寫，大幅縮短系統(tǒng)整合時(shí)間，而管理軟體也不會(huì)因?yàn)樽鳂I(yè)系統(tǒng)當(dāng)機(jī)而停擺，若是設(shè)置遠(yuǎn)端監(jiān)控與救援系統(tǒng)，當(dāng)遠(yuǎn)端系統(tǒng)出現(xiàn)異常，管理軟體作業(yè)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)診斷硬體設(shè)備并發(fā)出相關(guān)報(bào)告，讓管理者了解現(xiàn)場(chǎng)狀況，決定是否重新啟動(dòng)。

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，采用小尺寸設(shè)計(jì)并支援無風(fēng)扇運(yùn)作，可以同時(shí)支援從AMD LX800到Intel Core i系列的 CPU，也提供多樣化嵌入式設(shè)計(jì)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(zhuǎn)移設(shè)計(jì)，還具備易開發(fā)、易維護(hù)與易升級(jí)等優(yōu)勢(shì)。

研華三階段打造未來商業(yè)版圖

「以整個(gè)嵌入式產(chǎn)業(yè)發(fā)展來說，目前最大的困難是沒有像過去的Windows、Intel等領(lǐng)頭雁，老大哥的世界已不復(fù)存在，取而代之的是百家爭(zhēng)鳴。」李易承認(rèn)為，因?yàn)榘偌覡?zhēng)鳴，所以新的訴求越來越多，但多數(shù)業(yè)者的投入與產(chǎn)出效率與過去相較是降低的，因?yàn)檎隙炔煌暾瑯I(yè)者必須自己尋找相關(guān)的解決方案，因此RD投入終端產(chǎn)品的研發(fā)時(shí)間拉長(zhǎng)，資源投入可能是過去的2-3倍，因此資源運(yùn)用也是發(fā)展上的弱勢(shì)之處，「過去可以跟著老大哥的步伐前進(jìn)，現(xiàn)在要依產(chǎn)品屬性運(yùn)用整合，不能一招打天下。」研華擬定三階段發(fā)展策略，布局AIoT，穩(wěn)住江山，引領(lǐng)市場(chǎng)，同時(shí)帶領(lǐng)業(yè)界繼續(xù)往前沖。

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

研華的三階段發(fā)展進(jìn)程除了看出企業(yè)的遠(yuǎn)見與企圖心，也能看出嵌入式電腦模組的不同階段應(yīng)用。研華自2013年前后切入IoT物聯(lián)網(wǎng)，以WebAccess、SRP (Solution Ready Platform)解決方案、Sector-Lead業(yè)務(wù)組織模式布局工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)，提出三階段成長(zhǎng)概念，第一階段為硬體設(shè)備發(fā)展階段，如H Computer、工業(yè)設(shè)備制造(Industrial Equipment Manufacturing)、I/O模組等硬體。

第二階段打造物聯(lián)網(wǎng)云端即時(shí)平臺(tái)WISE-PaaS，研華從標(biāo)準(zhǔn)硬體移轉(zhuǎn)到軟硬體加值服務(wù)，串連所有軟體、App及第一階段的各項(xiàng)硬體設(shè)備，以SRP軟硬整合應(yīng)用解決方案為事業(yè)發(fā)展核心，推動(dòng)WebAccess分享平臺(tái)聯(lián)盟(Sharing Platform Alliance)，結(jié)合生態(tài)圈伙伴透過Sector-Lead模式合作SRP，建立生態(tài)系(ecosystem)，提供產(chǎn)業(yè)解決方案與加值服務(wù)。

第三階段強(qiáng)調(diào)Co-creation共創(chuàng)，鎖定未來發(fā)展，自2018年起積極投資海外市場(chǎng)，與當(dāng)?shù)鼐邼摿Φ臉I(yè)者結(jié)盟，投資當(dāng)?shù)豂oT軟體或服務(wù)。李易承強(qiáng)調(diào)，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用已跳脫靠單一廠商獨(dú)大的時(shí)代，比方過去的Windows或Intel，「我們采結(jié)盟方式共推解決方案，與在地核心系統(tǒng)整合商（Domain-focused Solution Integrators）透過共創(chuàng)戰(zhàn)略打團(tuán)體戰(zhàn)，打造與產(chǎn)業(yè)互聯(lián)互通的全新AIoT服務(wù)生態(tài)系，提供合作伙伴、企業(yè)及工廠客戶最佳 Demo Site，有計(jì)劃地帶動(dòng)IIoT生態(tài)系統(tǒng)全面升級(jí)，完成數(shù)位轉(zhuǎn)型。」

IIoT發(fā)展策略的兩大重點(diǎn)為GIRC（Globally Integrated Regional Competence）及AIoT DFSI合資共創(chuàng)（Joint Venture Co-Creation），前者著重全球整合營(yíng)運(yùn)與強(qiáng)化在地核心能力，后者旨在打造全新AIoT服務(wù)生態(tài)系，以及推動(dòng)軟硬體整合服務(wù)普及化。這樣的布局策略鎖定通用自動(dòng)化（General Automation）、IEM工業(yè)設(shè)備制造、iFactory智慧工廠及工業(yè)基礎(chǔ)建設(shè)，這些布局都能看到前述階段1-3的軟硬體產(chǎn)品及整合服務(wù)，也間接為嵌入式電腦模組開拓更多潛在市場(chǎng)與應(yīng)用機(jī)會(huì)。

以嵌入式模組電腦純硬體來看，除了需求持續(xù)暢旺，技術(shù)發(fā)展也有新進(jìn)展， 如COM HPC的發(fā)展等于將mobile電腦推展到高階應(yīng)用，延伸server后效能提升，可以解決4G轉(zhuǎn)5G資料傳輸量的問題，甚至提高2-3倍的速度，這些技術(shù)上的提升帶動(dòng)所有設(shè)備的更新，新的技術(shù)規(guī)范也讓處理速度與效能提升，比方COM HPC就很容易找到切入點(diǎn)。

嵌入式電腦模組的智慧未來

李易承認(rèn)為，研華的優(yōu)勢(shì)是站在產(chǎn)業(yè)高度策略性投入，過去十余年布建的三個(gè)階段性發(fā)展策略已經(jīng)跟競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手拉出一定的距離，從營(yíng)收數(shù)字來看，策略奏效，2021年業(yè)績(jī)目標(biāo)達(dá)標(biāo)的可能性極大。由于嵌入式電腦模組屬于第一階段布建的商業(yè)模式，隨著第二與第三階段商業(yè)模式的發(fā)展，進(jìn)一步擴(kuò)大嵌入式電腦模組的發(fā)展機(jī)會(huì)，三階段推展的業(yè)務(wù)主力彼此獨(dú)立又能串連發(fā)揮整合綜效。

近年來，研華專注于深耕工業(yè)4.0、再生能源、智慧城市服務(wù)、智能醫(yī)療、智能生活與交通等領(lǐng)域，這些地方也能看見嵌入式產(chǎn)品的身影，也將納入Co-creation的應(yīng)用案例，加速落地發(fā)展，目前，研華已于中國(guó)、日本等地增設(shè)研發(fā)中心、產(chǎn)品開發(fā)部，美國(guó)、德國(guó)則有設(shè)計(jì)中心，「未來GIRC物聯(lián)網(wǎng)會(huì)有不同的區(qū)域概念，透過GIRC我們可以跟當(dāng)?shù)鼗锇檫B動(dòng)與合作，總部則負(fù)責(zé)核心整合，海外成立的研發(fā)或產(chǎn)品部門會(huì)把總部的產(chǎn)品二次開發(fā)或整合(包含軟硬體)，整合后再跟當(dāng)?shù)鼗锇楹献鳎援?dāng)?shù)匾矔?huì)設(shè)置服務(wù)中心、投資中心、研發(fā)中心等單位。」

圖3 : 研華努力朝AI智慧領(lǐng)域發(fā)展，如智慧醫(yī)療。(source：研華科技)

下一個(gè)十年，研華將逐步轉(zhuǎn)型為DFSI，全面布建服務(wù)能量，并透過Co-creation共創(chuàng)模式發(fā)展產(chǎn)業(yè)最大價(jià)值。李易承認(rèn)為，除了5G，AI技術(shù)的創(chuàng)新與成熟也將引發(fā)設(shè)備更新需求，在智慧工廠、醫(yī)療、交通等領(lǐng)域的帶動(dòng)下，軟硬體及管理方式都會(huì)有新一波變革，更加助長(zhǎng)全球需求，「對(duì)于嵌入式電腦模組的發(fā)展來說，5G與AI驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)的力量很強(qiáng)大，我們正面看待這樣的趨勢(shì)發(fā)展。」