市場分析
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誘因設定要以獲利為前提
文 ｜ 萬岳憲
資策會MIC產業躍升事業群總監
有趣的是，為什麼一個在組織內部被層層檢視後，才能執行的促銷活動，最後反而產生負面的形象效應，行銷團隊甚至還會暗自忿忿不平，明明成功的為組織帶進利潤、提升績效，結果還被第一線的服務同仁抱怨到自我否定。
因為，在行銷活動規劃初期，沒有掌握到「行銷規模預測」與「誘因設定偏差」的概念思維，所以才無法有效的降低良善行銷活動變成「之亂」的風險。
所謂行銷規模預測，就是要事先推估行銷活動的影響力，推論找出最大規模的數量級，再根據數量級來訂定組織要事前準備的服務能量與變動成本。例如手機網路499吃到飽的活動，就可以先推估自家用戶的換約數量，以及移轉用戶的換約數量後，再根據換約總數量的地理分布區域，推估全省各門市的換約服務承受量，據以事先調整服務人力，或建立特價活動快速服務機制。
想要得到數量級，一般可採用「大數據」或「費米推論」的方法推估，藉以掌握「量變」的需要。但是，良善的行銷活動，同時還必須瞭解「質變」的需要，所謂質變，就是基層服務人員面對消費者的直接行為。
先來看看美國大聯盟游擊手接球的故事。因為球迷喜歡看見游擊手飛身撲接球的畫面，所以媒體也喜歡鎖定拍攝飛身撲接球的動作，因此經常飛身撲接球的游擊手，就很容易成為大眾注目的焦點，甚至引起球探的注意，飛身撲接球數量愈多的游擊手，就會被認為是傑出的游擊手。
美國大聯盟傳奇游擊手基特(Derek Sanderson Jeter)，在他的棒球生涯中，曾經得過五次的金手套獎，但是統計數據顯示，基特面對攔截飛球的反應較慢，所以才經常要飛身撲接，相對於數據顯示，接球防守率更佳的游擊手史密斯(Ozzie Smith)，因為他的反應快，很容易就能夠追截到飛球，根本不需要飛身撲接，因此較少引起媒體及球探的注目，因為他讓所有的飛球，都看起來很平凡，反而被人們忽略了他的優秀接球本質能力。
再回頭想想，基層服務人員面對消費者的服務本質是什麼。日常的客戶服務準則，就是要讓消費者感受到親切的服務過程，因為消費者在預期接受服務的心理狀態下，引發與服務人員的主動式互動。但是，當消費者接收促銷訊息而引發被動式互動需求時，心理狀態反而是期望快速得到優惠，此時日常的服務話術及申請流程，可能就會成為引發消費者不耐煩的因子。也就是說，平常待人接物親切的服務人員，或許已經習慣日常的服務模式，當面對促銷活動帶來的人潮壓力，就可能會影響個人的服務品質與效率，而這類「質變」的需要，卻往往是行銷規劃團隊易於忽略或無權管轄因應的關鍵點。
再來是「誘因設定偏差」概念，行銷優惠活動的本質就是設定誘因，我們經常會看到以免費為本質的誘因，例如速食業者的「買一送一」漢堡促銷活動，這類與消費價格連動的誘因設定相對複雜，必須考慮行銷活動執行期間的固定成本與變動成本。許多促銷活動的訂價策略，採用最簡單的「成本加價法」，只要收入能夠超過固定成本與變動成本的總和，就算是有獲利。但是從競爭獲利的角度思考，成功的訂價策略，應該是要找出能夠創造產品「獲利極大值」的精準訂價區間，在這個區間內沒有單一訂價策略，只有最適合消費者，不理性需求的差異化訂價藝術。
德國管理學思想家西蒙(Hermann Simon)的研究發現，成功的單一訂價只能為企業賺到「應該有的獲利」，但是會損失「潛在的獲利」，運用差異化訂價策略找到最適合的價格，往往獲利會是單一訂價的兩倍，而較容易追求獲利空間的銷售方式，通常來自於組合式銷售商品。
我從有限的網路新聞資料找到相關數據，試算「漢堡之亂」的可能獲利，每個漢堡賣69元，賣一個成本是23元，促銷期間總共賣掉40萬個漢堡(包含送出數量)。
假設只考慮變動成本，試算結果並不是個獲利的行銷活動，除非賣一個漢堡的成本率降低至20%，或消費者同時購買其它組合商品的外溢效應，或固定成本率大幅下降等因素而獲利，否則這就是一個讓基層服務人員，瞎忙一場的促銷活動，問題就出在，一切的誘因設定，都不是以獲利為前提。
美國芝加哥大學經濟學教授李斯特(John A. List)將誘因分為兩類，獎賞或優惠屬於正面誘因，處罰或罰款屬於負面誘因，沒有任何法則可以讓人們依循該如何設定誘因，而是要根據你想要達到的效果，再針對目標對象重視的內容來設定誘因，最好的方式是先進行小規模的實驗，否則一旦誘因設定錯誤，反而會促使目標群眾，產生你不樂於見到的行為表現。
他舉例，幼兒園規定父母親必須在下午四點鐘以前接走小孩，一般遲到的父母都會向等待的老師致歉，因為道德感的約束，讓家長自律的準時來接走小孩。結果某日園長貼出公告，因為遲到家長的頻率太高，所以規定以後每遲到15分鐘就要罰三美元。這項規定反而讓所有的家長鬆了一口氣，因為園長很明白的訂定遲到的對價關係，遲到的家長不再充滿道德愧疚感，反而讓自己更輕鬆的遲到，因為只要付點小額的遲到費就行了。
網路流傳一則故事，美國大學女生喜歡在廁所洗手台的鏡子，吻上唇印，清潔人員抱怨唇膏很難清洗，校方也不斷呼籲學生，要愛護公共環境，甚至暗示可能會處罰在鏡子吻唇印的學生，結果引發學生大量吻唇印的抗議行為。後來校方想出一個辦法，安排學生到廁所觀察學習清潔人員的工作流程，當學生們看見清潔人員用拖把沾馬桶內的水，刷洗鏡面上的唇印之後，在鏡子吻唇印的行為就自動消失了。
園長的罰款規定讓家長的道德感約束消失，這是負面誘因引起的不樂見行為；學校的清潔鏡子方式，讓學生的吻唇印行為消失，則是正面誘因的結果。
所以，曾經有人跟我說，要解決大媽們集體蹲坐在無人商店蹭冷氣的最好辦法，就是在刷臉進門的時候，就先扣款十元，再做為購物的扣抵金額。這個辦法正好落入負面誘因設定的偏差，錢扣多了會被罵，錢扣少了，反而讓大媽們取得在無人商店蹲坐吹冷氣的正當對價關係。
我習慣提醒行銷活動規劃團隊：「你怎麼規劃，你就會有多忙，更可能讓別人跟著你瞎忙」。
導入AI電網管理效率提升 虛擬電廠平衡電力供需
為了改善突發性的缺電問題並維持電網平衡，先進國家率先在電力市場導入需量反映制度，藉由要求客戶在尖峰時段關閉空調等設備，將省下來的電回饋給電網，以調度電力給急需用電的客戶、並支付節電獎勵，或是透過以價制量的方式，針對尖峰用電收取較高的電費，刺激客戶減少在尖峰時段的用電量。因此，部分能源業者瞄準需量訂價的需求缺口，協助客戶在電費較高的用電時段，從高價的電網電力轉向使用較便宜的蓄電池電力，讓客戶在不改變用電行為下，降低營運的電力成本，如美國STEM。
此外，為了改善再生能源供電不穩的問題，也有能源業者從自產自用的綠電生產者(Prosumer)角度思考，協助綠電生產者運用蓄電池儲存餘電，以便於需要時或電價較高的時段，使用蓄電池的電力來降低電費，或出售給急需用電的人來賺取營收，如德國Sonnen和美國Tesla。
STEM結合AI與儲能技術優化用電
STEM創立於2009年，前三年專注於儲能技術的研發，申請多項儲能相關專利，直到2012年才將公司從原本只提供硬體相關的儲能系統，轉為優化客戶用電之儲能服務，透過結合儲能、大數據分析及雲端運算技術，協助企業用戶在不改變原本的用電行為下，降低電費。此思維與傳統的能源管理方案不同，過往企業要降低用電成本，多從節能角度思考，有時甚至得配合電力公司在用電尖峰時段減少用電，但像飯店、工廠、養殖漁業等日常運作易受缺電所影響的產業，其電費將因需求高峰時段的加價，難以控制用電成本。
STEM並不僅是協助企業用戶控制用電成本，其最終目標是優化電網的服務效率，如降低電網尖峰負載、改善再生能源併網所產生的間歇性電力入網等電網平衡議題。因此，STEM一方面提供企業用戶服務，另一方面擴張其儲能站點，以累積足夠的可調度電力，協助電力公司進行大範圍場域的電力調度。此種透過儲能設備之間的相互連接所形成的蓄電池網路，構成了「虛擬電廠」，能在電力市場中扮演供電者的角色。
此虛擬電廠的概念於2015年初步被驗證。STEM藉由參與加州電力系統營運機構標案，進入到加州的電力零售市場，透過預測軟體將所設定的目標價格與市場競價，並自動調配可調度之儲電電力到電網中，且成功調度電力給PG&E(太平洋瓦斯電力公司)。
目前STEM已有800多個儲能站點(主要分布在加州和夏威夷)，其中超過100個儲能系統參與虛擬電廠計畫，提供緊急電力調度服務，2017年內即有600多件虛擬電廠調度案例。特別是6月中的熱浪造成電價飆高，STEM於1小時內完成橫跨七區電網的電力調度，解救加州面臨大區域停電的威脅。
只有儲能技術並不足以協助用戶優化電力使用時段，需要一套機制判斷何時該用電網電力、何時該轉用蓄電池之電力。在STEM的解決方案中，由智慧能源監控裝置(Power Monitor)蒐集用戶電力使用習慣、當時氣候、電價等數據，進行用電行為之分析與預測，並透過PowerScope提供用戶可視化的分析報告，供用戶做營運決策之參考，如關燈、溫度調控、關閉部分設備等。然而，最關鍵的蓄電池放電與儲電時機的判斷，則交由儲能網路及系統背後的大腦--Athena，制定既快速又精準的用電優化策略。
Athena為全球第一個運用在儲能和虛擬電廠策略的人工智慧系統，透過大數據分析與深度學習技術，每分鐘可處理400MB資料，持續學習並改善其邏輯演算法。由於進行即時優化用電的決策過程非常複雜，即便擁有儲能技術，還必須經過數以千次的計算、預測模擬及瞬間判斷才能掌握低成本的用電時機。目前Athena已學習超過500萬小時，處理近兩億筆數據，並進行超過3,500萬次模擬預測，以確保掌握客戶的用電行為，精準地判斷切換電力來源的時機。
透過Athena的自動決策，可協助客戶進行24小時能源管理，在不增加客戶的工作負擔下，每年替客戶省下約800萬美元。此外，客戶還能加入虛擬電廠計畫，與800多個儲能站點共組虛擬發電廠，在電力市場賺取額外收入。
Sonnen P2P電力交易平台共享社區綠電
Sonnen於2010年成立，最初從家庭蓄電池製造進入市場，協助用戶解決太陽能供電不穩的特性，透過住宅式的儲能設備將餘電儲存，並結合社區能源共享與電力交易平台，讓用戶除了享受自用發電零電費，透過各家戶所裝設的儲能設備聯網，還能在自家發電不足時向鄰居借電，或是在餘電過盛時提供給需要用電的家戶。隨著Sonnen電池逐漸滲透市場，將所有蓄電池集結起來，甚至可以向電網供電，成為當地的虛擬電廠。
目前Sonnen已成為歐洲最大的蓄電池製造商，約有三萬套系統在全球營運，市占率超過20%，除了歐洲，也銷售至美國和澳洲。其中，Sonnen虛擬電廠服務已被驗證，並向德國、義大利、奧地利和瑞士的10萬名用戶提供虛擬電廠供電服務。
Sonnen從家庭蓄電池起家，考量到太陽能發電受限於氣候及日照時間，會有供電不穩的情況發生。為了讓用戶享受低成本的乾淨能源，Sonnen打造出P2P能源交易平台，讓裝設Sonnen蓄電池之用戶彼此之間可以進行儲電交易，打破傳統電廠對用戶的B2C銷電模式。
SonnenCommunity讓缺電戶以低於電網之電價購入綠電，讓餘電戶獲得高於電網收購之收益，加速用戶回收蓄電池裝設之成本，協助用戶達到零成本用電之目標，因此家戶的太陽能發電系統不僅能自用，還可透過能源交易平台創造收入，用戶不必擔心政府取消補貼再生能源發電後，將無法負擔再生能源發電設備之成本。此外，當加入SonnenCommunity的成員越多，越能促進綠電使用效率，形成一個獨立於中央電網的能源自給自足社區。
藉由能源交易平台所累積的服務基礎，Sonnen更進一步地嘗試將儲能系統結合區塊鏈技術，協助中央電網平衡電力供需。2017年11月，Sonnen和歐洲電網營運商Tennet進行歐洲第一個透過區塊鏈技術平衡電網供需試驗計畫，運用IBM的區塊鏈技術及Sonnen家庭儲能系統來穩定供電，讓德國北部過盛的風電可以儲存下來，並且透過南部儲能系統釋放太陽光電，改善北部風電浪費及南部工業區缺電問題。
此服務營運之關鍵在於蓄電池及家電設備的聯網和區塊鏈技術的配合。Sonnen採用Z-Wave通訊標準，讓蓄電池能和家用電器及其他設備之間進行無線控制，了解家電的用電時段，在電網超載時挪出儲電空間或在電量短缺時支援電網電力，並透過區塊鏈技術進行各時段之電力供需紀錄與電價計算，支援大量小額交易，以快速調節中央電網之負載，以較低成本的儲電服務改善電網營運。相較於過往為了要解決風電過剩或供電不足的瓶頸，電網營運商必須和第三方電廠針對風電減產或緊急供電額外簽約，大幅增加營運成本。以Tennet為例，2016年在德國就大約花費8億歐元的成本在平衡電網的供電系統。
此計畫除了降低穩定電網營運之成本，藉助現有的輸電線路和儲電設備，也能協助政府省下興建輸電線路的費用，提升了用戶家庭蓄電池服務的價值。目前試驗計畫正處於測試階段，將在六個月後進行結果評估。此外，為更進一步研究P2P能源交易機制，Sonnen於2018年3月加入NEMoGrid計畫，希望透過區塊鏈技術改善電網對住戶或住戶間的大量小額交易對當地電力成本、當地電網穩定性的影響，以促成分散式能源交易，進一步擴大儲能市場的規模。
台灣電力市場尚未普及需量反應制度，但台電正積極鋪設智慧電表，且台北市公宅也將進行需量反應之試驗，若能及早進入智慧能源管理軟體研發，將用電行為與儲能設備及電廠供電進行整合，所累積的服務經驗及相關能源資料蒐集，日後將成為電力公司及企業爭相合作之對象。
雖然台灣業者在今年已推出首座分散式智慧能源交易市場，然而和歐洲電力市場結構不同，無法直接仿效Sonnen的P2P綠電交易平台。事實上，目前美國市場也未開放民眾之間自由交易電力，因此Sonnen在進入美國市場時也無法直接導入在歐洲的成功模式，而是透過與當地建商合作，將儲能設備整合在新屋內，作為未來向電力公司提供、虛擬電廠服務之基礎設備。
台灣和美國市場相同，不開放民眾自由購電，但可以參考Sonnen進入美國的策略，在翻新舊社區計畫或新建案規劃時，將虛擬電廠概念埋入社區建造，為住戶描繪出永續生活之願景，作為未來尖峰用電短缺時，可彈性調度之電力，解除台灣缺電之困境。
資策會MIC產業分析師甘岱右
聯電/格芯先後退出製程軍備競賽 成熟製程競爭更講差異化
聯電與格芯先後退出先進製程軍備競賽，加上英特爾(Intel)的10奈米製程處理器量產出貨時程再度遞延到2019年底，均顯示先進製程的技術進展已面臨瓶頸。展望未來，還有能力持續推動半導體製程微縮的業者，或只剩下台積電、三星電子(Samsung Electronics)跟英特爾三家公司，但可以肯定的是，即便上述三家業者將更先進的製程推向量產，代價也絕不便宜，用得起的晶片商也只會越來越少。
然而，對聯電跟格芯而言，專注在成熟製程服務，卻也未必意味著公司營運就此步上光明坦途。成熟製程客戶雖多，需求更多樣化，但鎖定這塊市場的晶圓代工業者卻也更多。兩家公司必須盡快做出自己的特色，並爭取市場跟客戶的認同。
粥多僧更多 成熟製程競爭只增不減
相較於先進製程本質上是標準CMOS製程的線寬之爭，成熟製程市場的樣貌可說是百花齊放。混合訊號、高電壓、射頻、微機電系統(MEMS)等製程技術，都可歸類在成熟製程的大傘之下，應用產品則有各種感測器、微控制器(MCU)、電源管理(PMIC)、訊號收發器(Tranceiver)等。
值得注意的是，在這個相對分眾化的市場，有許多個別領域存在著小而美，擁有獨到技術的晶圓代工業者。例如在射頻PA代工領域，穩懋就是一個不容小看的市場領導者，甚至被認為有機會成為「化合物半導體的台積電」；至於在MEMS、混合訊號領域，則有X-Fab、TowerJazz等同樣擁有獨門技術跟明確市場定位的代工業者。
在成熟製程市場上，每家晶圓代工業者一直都有對應的產品布局，因為今日的先進製程，就是未來的成熟製程。如果這些小而美的業者沒有其獨到之處，恐怕難以生存到今天。聯電、格芯將未來的發展重心轉移到成熟製程市場，短時間內恐怕還是很難威脅這些靠著特殊製程技術生存的業者。
短期內，MCU、SSD控制器等以邏輯電路為主，但不見得需要使用最先進製程的晶片，對聯電、格芯的重要性必然會明顯提升，因為這類產品所使用的製程相對標準，聯電跟格芯有較高的掌握度。但長期來看，如果聯電跟格芯要在成熟製程市場有所作為，特殊製程的產品組合必然要持續擴張，否則就只會陷入性價比大戰的泥淖。
某家同時在台積電跟聯電投片的台系IC設計業者就直言，台積電的品質、良率跟交期無可挑剔，但任何額外服務都要收費，而且晶圓報價相當「高貴」，因此該公司只有非得用28奈米以下先進製程的產品線，才會考慮使用台積電的代工服務。在28奈米之上的成熟產品，聯電其實是比台積電更理想的選擇，一來聯電的晶圓報價比較平易近人，二來如果量產上遇到一些小問題，聯電是願意免費幫客戶服務的，可以幫晶片設計公司省下不少麻煩。
然而，就公司營運的角度來說，如果主要競爭武器只有性價比，終究不是健康的作法。更何況，28奈米之上的成熟製程也在中芯、華虹宏力的射程範圍內，即便聯電跟格芯有規模經濟優勢，也未必能在報價上討到便宜。
此外，成熟製程投資門檻較低，也意味著產能的供需平衡更容易被撬動。浴火重生的力晶不僅已在晶圓代工領域站穩腳跟，近日更宣布將斥資新台幣2,780億元在銅鑼興建兩座12吋晶圓廠，主攻的就是驅動IC、電源IC這類使用成熟製程的產品。在IDM業者的動向方面，全球類比晶片龍頭德州儀器(TI)近期也宣布將在美國投資32億美元，興建新的12吋廠。
物聯網跟汽車電子將是驅動成熟製程需求最主要的動力來源，但也因此而成為兵家必爭之地，不只晶片供應商擴大相關市場的布局力道，鎖定這個市場的晶圓代工業者也越來越多。在粥多僧更多的情況下，成熟製程晶圓代工的市場競爭料將更趨於白熱化。
聯電/格芯技術棋盤將越走越大
對聯電、格芯乃至所有不再走向微縮道路的晶圓代工業者來說，未來的技術發展方向不外深化與廣化兩條發展路徑，畢竟企業資源有限，想要同時兼顧深度與廣度，難免顧此失彼。
對聯電跟格芯來說，廣化會是比深化更合理的選擇，因為走上專精的道路雖有助於爭取獲利空間大、技術門檻高的應用市場，但這類市場的規模不見得能讓聯電跟格芯的產能利用率維持在合理水平，畢竟這兩家公司的產能規模遠比X-Fab、TowerJazz大得多，若技術布局走得太專，只會導致營運規模縮減的結果。
攤開聯電的製程服務棋盤圖(圖1)，不難發現聯電除了相對標準的eNV、HV、BCD技術布局已經完成之外，還要藉由與客戶聯合開發，拓展出新的特殊製程。RFSOI與MEMS，更是布局重點。
圖1 聯電製程服務發展棋盤圖
無獨有偶，格芯也宣示將加強投資在具有明確差異與增添客戶實質價值的領域上，並著重於跨技術組合之中實現各種功能豐富的方案。其中包括FD SOI平台、RFSOI及高效能SiGe、類比/混合訊號及其他技術，專門設計用於越來越多需要低功耗、即時連線能力及內建智慧功能的各種應用。
Caulfield在格芯的轉型聲明中就指出，現今主要的無晶圓廠客戶都期望充分利用設計至各個技術節點上的重大投資，以創造每一代更高的技術價值。基本上，這類節點正轉型成為多個應用程式提供服務的設計平台，延長各個技術節點的壽命，這個產業現象起因於無晶圓廠客戶越來越少符合摩爾定律外部的限制。該公司正轉移資源的分配及焦點，於整體技術組合之中，加強投資在成長市場中客戶最重要的部份，打造差異化技術。
很顯然的，聯電跟格芯的盤算跟策略有雷同處，但也有不同的地方。未來兩家公司之間的差異性跟特色，或許會比過去更加明顯。
半導體產業秩序/競合關係陷入大洗牌
在More than Moore的時代，晶圓代工業者除了製程微縮之外，還有許多其他道路可走。不管是還留在先進製程競技場上的台積電、三星或英特爾，或是已經策略轉向的聯電、格芯，以及本來就走小而美路線的特殊製程晶圓代工業者，都必須用更全方位的眼光跟策略布局來面對未來市場需求的變化跟潛在競爭對手的動向。
舉例來說，台積電近日便宣布將在銅鑼興建先進封裝廠，英特爾跟超微則聯合開發概念上類似台積電CoWoS封裝技術的EMIB封裝，並藉此聯合推出搭載了英特爾CPU、超微GPU的模組解決方案。
不過，目前EMIB封裝只用來串聯GPU跟周邊的HBM記憶體，CPU跟GPU之間的連線還是藉由模組基板上的PCIe來實現。或許在未來，EMIB也有機會用來實現CPU跟GPU之間的互聯，而這也意味著台積電除了InFO、CoWoS之外，在先進封裝上還會有其他牌可打。該公司對先進封裝的投入，不是只有產能擴張這麼簡單。
半導體供應鏈上各家廠商之間的關係正在大洗牌，昨日的合作夥伴，未來可能是最大的競爭對手；本來井水不犯河水的兩家廠商，也可能瞬間成為競爭關係；勢不兩立幾十年的死對頭，也有可能坐下來談聯合技術研發。半導體產業的未來，顯然還很有看頭。
專訪UL研發總監王凱魯 翻轉觀念正視鋰電池風險
UL研發總監王凱魯表示，由於材料跟結構的緣故，鋰電池先天上就是一種存在相當風險的儲能裝置，但電子系統產品的設計工程師往往將鋰電池當作一般的電子元件看待。太過掉以輕心的結果，就是因鋰電池而產生的火災、爆炸事故頻傳。
當鋰電池發生火災事故後，若進行深入調查，常可發現電池供應商在設計或生產上確有瑕疵，但導致災情擴大的原因，則往往是產品設計上沒有做好萬全對策所導致。以先前三星(Samsung) Galaxy Note 7的事故為例，兩家電池供應商所提供的產品確實都有瑕疵，才會導致手機起火爆炸；但電池設計的餘裕太小，也有一定責任。
至於更大型鋰電池的應用事故，例如波音787型客機所使用的大型鋰電池爆炸起火事件，根據事後調查的結果，除了電池本身的原始設計有瑕疵外，整個系統的損害控管機制也有設計不當之處，才會導致災害擴大。
王凱魯認為，大型鋰電池應用都應該採用這種設計思維，如此一來，即便出了最嚴重問題，其事故發展也是經過設計安排的，也就是所謂的失效模式設計。
展望未來，隨著再生能源的發電量不斷成長，以鋰電池為基礎的商用、電網級儲能系統，安裝量將跟著水漲船高。因此，這類儲能設備在設計時有沒有針對失效狀況最好妥善安排，將會對社會大眾的生命財產安全造成重大影響。
UL近期發表了UL9540A第三版測試方法，就是針對這個議題而來。該測試方法的重點在於評估儲能電池在熱失控狀態下的燃燒情況，讓系統設計者跟消防體系得以據此做出應對的設計規畫。
UL研發總監王凱魯表示，鋰電池儲能系統在發生事故時，其災害蔓延也應該是要被「設計」出來的。
面板大廠齊推MiniLED LCD戰OLED搶高階TV市場
Touch Taiwan 2018智慧顯示與觸控展覽會於日前盛大開展，並首度新增了「MicroLED/MiniLED產品與解決方案」主題專區，各大相關廠商無不使出渾身解數，展出、發表各類顯示產品與相關解決方案。
近年來，韓廠在主動矩陣有機發光二極體(Active-Matrix Organic Light-Emitting Diode, AMOLED)面板技術投入甚多，無論是智慧型手機或是居家電視，AMOLED幾乎已成為最高階精品級顯示產品的代名詞。再加上中國廠商紛紛跟進，該市場已殺成紅海；多數台廠更不諱言該技術領域已非經營重點。然而，在本次展會中，可以看出各大廠商紛紛攜手合作，秉持著在液晶顯示器(Liquid-Crystal Display, LCD）與發光二極體(Light-Emitting Diode, LED)產業多年扎下的穩健基礎，企圖推動晶粒尺寸(LED Chip Size)為100~200微米的MiniLED背光，以及晶粒尺寸小於100微米的MicroLED顯示技術，以正面迎戰OLED大勢，雄心可見一斑。
16K技術達陣 8K生態圈全力建構中
在Touch Taiwan 2018展會中，各大廠紛紛祭出壓箱寶展示火力。群創光電更展出了100吋16K顯示器，宣告16K時代已然來臨。隨著如此高規格的LCD顯示產品量產上市，也將在未來撼動OLED螢幕的頂級高階地位。
群創光電展現技術研發能量，推出全球第一個最高解析度100吋16K S-UHD顯示器模組。此產品不須採用多片小尺寸拼接，即可呈現大型電視牆的視覺效果，做為大型看板廣告，最為吸睛，商業用途廣泛。此外，也展出多款高端電視顯示器模組，搶進高端商業應用市場。
群創光電TV產業事業群總經理楊柱祥(圖1)表示，隨著4K生態圈逐漸完整，8K的技術醞釀也已然成熟。在未來，期待8K能夠如同4K的發展進程一般，在技術、內容以及整個生態圈方面，皆能持續向上提升；也希望能夠藉由8K技術的發展，將OLED電視的聲量壓抑下去。這是群創光電的戰略，更是台灣產業政策的延伸。
圖1 群創光電TV產業事業群總經理楊柱祥表示，期待未來8K技術能夠如同4K技術與內容等生態圈一般，持續向上提升。
友達光電總經理蔡國新(圖2)則指出，該公司65吋、75吋、85吋全系列8K產品皆會在2018年底正式量產出貨，並將鎖定1,500美元以上的大尺寸高階市場。並且，隨著4K的滲透率逐漸提高，也使得未來8K市場倍受看好。蔡國新預估，在2019年8K大尺寸電視可望能達到3%以上滲透率。
圖2 友達光電總經理蔡國新(右)指出，該公司全系列8K產品皆會在2018年底正式量產出貨。左為友達光電董事長暨執行長彭双浪。
8K液晶材料就位 穿透度提升15%
液晶面板無論是在大小尺寸的顯示應用上，皆是目前的主流，液晶層材料也持續推陳出新，以提升顯示效能。針對電視顯示器的8K超高解析度應用，材料供應廠商也已經針對該需求推出相對應的液晶材料，將背光穿透率提升15%之多。
台灣默克集團董事長謝志宏(圖3)指出，8K對於液晶材料有更高的穿透度要求，目前該公司已與面板大廠合作，開發出8K電視顯示器專用的液晶材料，成功將穿透率再提升15%。
圖3 台灣默克集團董事長謝志宏指出，目前已開發出8K電視顯示器專用的液晶材料，成功將穿透率再提升15%。
謝志宏進一步解釋，一般的背光源在穿透液晶層之後，往往只剩下10%亮度，因此若是液晶層的穿透度能夠提升，背光源所使用的LED數量與功耗便能降低，也能夠進一步降低成本。
另一方面，謝志宏指出，不同於電視顯示器應用，行動裝置在使用時會有將螢幕橫擺、直放等由不同角度觀看的需求，對於廣視角的要求將比電視更高；因此，電視顯示器與行動裝置螢幕的液晶層材料亦有不同。然而，相同的是，無論在智慧型手機與平板電腦等小尺寸應用上，穿透率同樣是重要考量。在未來，無論是大小尺寸顯示器的液晶材料都將往更高的穿透度發展。
謝志宏以小尺寸螢幕使用的UB-FFS材料與FFS為例說明，FFS穿透度較低，目前以中階手機為主要應用市場；UB-FFS的穿透度較高、顯示效果較好，目前多運用於高階智慧型手機中。然而，儘管單就液晶材料而言UB-FFS成本較高，但由於較好的穿透度能降低背光LED等其他零組件的用量與成本，因此，UB-FFS其實能提升整體BOM Cost的競爭力。
謝志宏認為，儘管未來顯示技術將持續往MicroLED與OLED顯示器發展，然而由於TFT LCD產能穩定、成本較低，因此，在未來五年之內TFT LCD將持續為主流技術。默克也將秉持著好奇心及材料研發經驗，持續推展材料新應用，以因應5G、無人駕駛、智慧建築等趨勢。未來，默克也將持續研發新世代液晶材料，實現高色飽和窄邊框的精品顯示器，以呈現絕佳的視覺體驗。
MiniLED背光打破OLED神話
此外，群創光電更將8K顯示技術結合MiniLED背光，開發出65吋8K Mega-Zone產品，區域調光超過八百萬區，達到靜態對比規格1,000,000：1。群創8K Mega-Zone解析度是同尺寸OLED的4倍，並且效率更高。在相同功耗下，亮度為4K OLED電視的兩倍以上。
兩大面板巨雄皆推出了導入MiniLED背光的LCD產品，並且皆強調其顯示效果不輸OLED，並且有更具優勢的成本架構。可望能在未來與AMOLED電視在高階顯示器市場一較高下。
蔡國新進一步提到，2020年東京奧運8K訊號試播，將有望帶動8K技術在電視應用的成長，也由於OLED電視難以達成8K解析度，因此待8K技術成熟後，LCD產品的優勢將會顯著提升。
然而，經營8K市場不僅是硬體技術必須達標，包含錄製設備、傳輸介面、內容儲存等等的系統規格皆必須升級8K。唯有產業生態鏈趨於完整，8K才能夠真正普及。因此，群創也透露，在未來3~5年該公司將投入生態系統的經營，以推動8K產品銷售。
另一方面，AMOLED有機材料的特性使得可靠度較低，將難以適應車用的高溫高濕環境。群創光電執行副總經理丁景隆(圖4)預測，待MiniLED背光技術成熟之後，OLED面板將在車載領域消失；大約在2年後便能漸漸看到車用OLED顯示器逐漸被MiniLED背光的LCD技術取代。
圖4 群創光電執行副總經理丁景隆提到，當MiniLED技術持續推進，該技術與MicroLED之間的界線將逐漸模糊。
MicroLED/MiniLED應用領域有區別
另一方面，丁景隆表示，MiniLED開始導入LCD螢幕背光，只是顯示技術革命的開始。在未來，MiniLED背光不但會大大改善LCD顯示品質，進而對AMOLED帶來威脅；在未來晶粒尺寸更小的MicroLED顯示器，也有望將會取代LCD顯示器，成為下世代的顯示主流。目前LCD是群創光電的主要營收來源，在未來隨著MiniLED的發展，將會在5~10年內取代傳統LCD顯示器。
丁景隆進一步提到，當MiniLED技術持續推進，該技術與MicroLED之間的界線將逐漸模糊。當技術走到MicroLED的時候，也許能夠取代整個LCD的顯示器架構，成為未來的顯示主流技術。
儘管使用AM TFT驅動架構有助於導入更小尺寸的晶粒，然而，要實現MicroLED顯示器架構還必須要考慮到其裸晶特性。目前有許多該技術的樣品展示，但通常很難做到電視般的大尺寸，因此產業普遍認為MicroLED顯示器將由穿戴裝置類的小面板開始導入，然而現在由於各種技術局限，尚不確定實際量產時程。
丁景隆分析，MicroLED顯示器將由小尺寸市場切入，而MiniLED背光的LCD顯示器將先攻大尺寸市場，而此二技術的分水嶺將在智慧型手機面板應用，也就是說，未來AM MiniLED背光的LCD顯示技術較無可能導入智慧型手機應用之中。
然而，彭双浪指出，MicroLED具備了省電、高解析度、能做到可撓等優勢，更由於該技術的自發光特性因而無視角局限問題，因此該公司對於MicroLED技術有相當大的期待與投入。友達光電亦於Touch...
設備/材料齊助OSAT度難關 先進封裝挹注半導體成長動能
台灣半導體業界的年度盛事--Semicon Taiwan 2018於日前圓滿落幕，本屆展會規模再創歷屆之最，展出攤位逾2,000個，吸引超過45,000位專業人士參觀，聚集680家國內外領導廠商，舉辦22場國際論壇，超過200位重量級講師蒞臨演說。這也使得Semicon Taiwan正式超越Semicon Korea，成為全球第二大半導體專業展。
不過，在展覽規模破紀錄的同時，參展廠商跟專業研討會主力探討的議題，已經不再是製程微縮，而是如何用先進封裝技術實現異質整合。在聯電、格芯(GLOBALFOUNDRIES)先後宣布停止先進製程研發後，先進封裝料將成為未來帶動半導體產業發展的新引擎。
這不是說先進製程已經不重要，而是在只剩下台積電、三星(Samsung)跟英特爾(Intel)能提供更先進製程，用得起的IC設計、系統廠客戶也越來越少的情況下，先進製程未來將會變成小眾議題。未能留在先進製程競技場的半導體業者，則必然要尋求其它成長動能。
扇出封裝將是基本功RDL First考驗OSAT
自從台積電在2016年成功將InFO推向量產以來，晶圓級扇出封裝(FOWLP)就一直是封裝業內最熱門的技術話題之一。由於手機應用處理器是封裝業者獲利空間較大的產品，台積電的InFO封裝技術一直讓封裝業者深感威脅，並試圖發展出自己的FOWLP技術。
不過，即便排除掉台積電分食高階產品訂單的威脅，對封裝業者來說，FOWLP也是一條必然要走的路。由於晶片的I/O數量越來越多，裸晶尺寸卻沒有明顯成長，使得凸塊(Bumping)封裝技術的密度將逼近物理極限。因此，未來封裝業者必然要設法把過度密集的I/O散布開來，才能把晶片整合到載板上，而這也是這種技術被命名為扇出封裝的原因。
然而，對晶圓製造跟封裝業者來說，一樣是扇出封裝，技術難度卻是天差地遠。晶圓製造業者要做扇出封裝，可以採用晶片優先(Chip First)製程，但如果是封裝業者，卻只能採用RDL優先(RDL First)製程。
Chip First製程的步驟如下：首先，在晶圓上挑選出已知合格裸晶(KGD)，然後將KGD放到基板上，再以模壓樹脂包覆成重構晶圓；接著將重構晶圓以暫時接合材料黏貼到載板，使其平坦化。最後才是在晶圓上製造出線路重布層(Redistribution Layer, RDL)。
RDL First製程(圖1)則是先在載具晶圓上製造出RDL，並塗上暫時接合材料，然後再將KGD放置在合格的RDL上，隨後進行壓模與模具研磨製程。在壓模跟模具研磨製程中，裸晶還要再經過金屬化(Metalization)、微影、介電質沉積、電鍍等製程，這意味著相關材料不僅要通過更多道製程，而且會接觸到更多化學品。
圖1 RDL First製程流程
當然，RDL Last也有其挑戰，因為要在晶圓上製造RDL，相關材料還是得暴露在高溫環境跟各種化學品中，只是在材料跟製程技術上，其困難度比RDL First來得低。
布魯爾科技(Brewer Science)研發執行總監Rama Puligadda表示，使用在RDL First製程上的材料，必須具備更穩定的機械、化學跟熱特性，才能在後續多道製程步驟中存活下來。這也意味著暫時接合材料必須有更強大的性能，方可發揮保護元件的效果。事實上，暫時接合材料不只是用來把晶圓或RDL暫時黏貼在載具上而已，該材料本身也是晶圓或RDL的防護罩，使用具有適當特性的暫時接合材料，對提升製程良率有很大的幫助。
在本屆Semicon Taiwan期間，布魯爾特別發表一款專為RDL優先製程而設計的BrewerBUILD材料，該材料就具有比一般暫時接合材料更強的機械、化學與熱性能，可以協助封裝業者克服RDL First製程的挑戰。此外，該材料一旦與載具體剝離，建構層就會被移除，且可用紫外(UV)雷射剝離。
值得一提的是，該材料不僅可以用在晶圓封裝，同時也適用於面板封裝，這項特性也是為封裝業者的需求而開發的。封裝業者通常傾向於採用面板封裝，因為面板封裝的生產效率優於晶圓封裝。
RDL線寬或成新摩爾定律
無獨有偶，檢測設備與製程控制方案業者KLA-Tencor在本次展會也主打兩款為封裝應用設計的缺陷檢測產品。Kronos 1080系統為先進封裝提供適合量產的、高靈敏度的晶圓檢測，為製程控制和材料處置提供關鍵資訊。 ICOS F160系統在晶圓切割後對封裝進行檢查，根據關鍵缺陷的類型進行準確快速的晶片分類，其中包括對側壁裂縫這一新缺陷類型的檢測。
KLA-Tencor資深副總裁暨行銷長Oreste Donzella(圖2)表示，隨著製程線寬微縮的速度逐漸放緩，晶片封裝技術的進步，已成為提升半導體元件性能的重要因素。先進封裝技術不僅可以縮小元件尺寸，也能藉由異質整合在有限空間內整合更多功能，是推動半導體產業繼續往前邁進的重要動能。
圖2 KLA-Tencor資深副總裁暨行銷長Oreste...
專訪Intel可程式化解決方案亞太區總經理Ro Chawla FPGA加速卡迎戰AI數據需求
英特爾可程式化解決方案事業群亞太區總經理暨業務總監Ro Chawla指出，目前全球所累積的數據資料中，90%是在過去兩年內創造出來，可以想見全球數據資料量的成長速度相當驚人，該趨勢也為數據處理帶來挑戰。而FPGA正是為了要解決巨量數據資料處理目前所面臨的瓶頸。
Chawla進一步指出，展望未來FPGA市場發展，整體市場預計將在2020年達到75億美元，加速器市場更有望在2021年達到200億美元。加速器市場不僅是包含FPGA，也包含了GPU與ASIC處理架構。
由於資料量的爆炸性成長，資料中心營運商需要保持大規模效能需求和營運效率之間的平衡。如富士通、戴爾EMC等OEM廠商，亦在其伺服器系列中採用了英特爾可程式加速卡 (Programmable Acceleration Cards, PAC)。這是可程式化晶片的重要發展，旨在加速今日新型態資料中心的主流應用，憑藉出色的多功能性和速度，可支援處理從資料分析到金融服務的各項工作負載。
目前FPGA的應用領域以數據中心為大宗，也由於大數據的重要性持續存在，因此數據中心也一直都是FPGA的重要應用領域。除了數據中心應用之外，由於FPGA具備低功耗、低延遲等優點，也能符合邊緣運算的處理需求。目前英特爾已開始投資安防監控市場，該市場未來更有望成為FPGA成長最快的應用領域。
Chawla提及，沒有任何一種處理器架構能獨立解決所有的應用問題，因此技術趨勢將轉向異構計算架構。英特爾所推出的Open VINO架構能做到異構運算，適用於各種處理架構，未來也將會看到更多異構應用可能出現。
英特爾可程式化解決方案事業群亞太區總經理暨業務總監Ro Chawla指出，全球數據資料量的成長速度相當驚人。
專訪意法半導體感測器產品部總監Simone Ferri 工業4.0推動感測器需求浪潮
Ferri進一步說明，工業感測器應用需求已開始浮現，像是原本用於電子菸吸入壓力偵測的防水壓力感測器，已有業者將其導入至工業現場進行流量監測。
不過，不同應用市場對於MEMS感測器的要求也不同，Ferri指出，消費性產品著重在功耗、尺寸以及成本；汽車市場著重準確度、使用壽命及可靠度。至於工業市場則會以使用壽命和可靠度做為首要考量，因工業現場環境通常較為嚴苛，感測器須具備更大的工作溫度範圍、耐震等特性。此外，過去工業應用對於功耗的要求較低，但隨著工業物聯網(IIoT)應用快速增加，為避免停機影響產線，業主開始重視設備的電源管理效能，因此，未來工業感測器的功耗要求將會日漸嚴格(越低越好)。
因應工業感測器需求增加，該公司也於近期推出新一代3軸MEMS感測器「IIS3DHHC 3」，該產品採用16針腳5mm ×5mm×1.7mm陶瓷LGA封裝，使其具備更高的精確度和穩定性，主要應用於通訊系統天線定位機械的精密傾角計，確保建築物和橋樑的安全結構健康監測(SHM)設備，以及各種工業平台所用的穩定器或調平器。
此外，因應低功耗需求，該款感測器也整合類比數位轉換功能，以及包括FIFO資料存儲和中斷控制在內的數位電路，並簡化電源管理設計，以延長電池供電設備的運作時間。
Ferri指出，因應未來客製化需求增加，工業感測器也逐漸朝「功能整合」發展；意即感測器供應商依照各種應用市場，將多重感測器、聯網功能、功率IC及微控制器整合在同一封裝內，以封裝上的彈性滿足市場需求。
意法半導體感測器產品部總監Simone Ferri表示，第二波MEaMS感測器浪潮將由工業4.0推動，ST也積極布局市場。
AI提升硬體重要性 台灣電資人才再發威
由於看好台灣的人才潛力，Google提出「Google智慧台灣計劃」，針對人才培育提出具體方針，並且邀請多位駐英、美等國的頂尖Google AI專家，一同與參與的師生們進行深度交流。
AI帶動軟硬整合 台灣人才機會更多
Google台灣董事總經理簡立峰指出，儘管台灣的軟體人才正在增加當中，然而在過去軟體人才與硬體產業的銜接度低，因此就算台灣有強大的硬體基礎，也慢慢培養出了優秀的軟體人才，但若是沒有好的整合也是枉然。簡立峰更強調，台灣人才很多時候不知道自己有多優秀，每個國家都有不同的教育問題需要解決，在台灣，人才則是需要更多的機會、刺激與訓練。
簡立峰則指出，在人工智慧的時代將更強調軟硬體之間的整合，若是台灣想要發展更高毛利的軟體產業，應當要妥善整合優良的軟體人才與硬體產業。台灣是全球IC設計重鎮，對於身在台灣的人才而言，更應該要把握此硬體產業的優勢。
簡立峰進一步指出，軟體、硬體產業基礎與軟硬整合的生態系規畫固然重要，然而，人才是更高於軟硬體的重要資源。Google將台灣視為重要的研發基地，無非是由於這裡有優秀的人才。
台灣深厚的硬體實力眾所皆知，但軟體人才也具有很大的潛力。簡立峰表示，期盼在Google的人工智慧專家們，能與台灣優秀的人工智慧領域研究人才面對面、手把手進行知識與技術的交流，藉此提升台灣年輕人工智慧科學家的研究動能，以及與國際研究主題接軌的機會，甚至將人工智慧連結到台灣的產業鏈。
AI助力IoT拓展更快速 硬體實力重要性提升
另一方面，在物聯網技術剛開始起步時，許多台灣廠商便相當看好該趨勢為硬體產業帶來的機會，然而幾年下來似乎沒有看到任何一個廠商從中取得很大的獲利。但簡立峰認為，人工智慧就是物聯網服務中的核心，經過一段時間的發展之後，傳輸、運算等等相關技術都將陸續成熟，人工智慧將會帶動物聯網高速發展。
舉例而言，在物聯網時代，安裝電表後能夠透過各種感測設備搜集更多電器應用相關數據，然而若要將數據加以分析運用，則必須仰賴人工智慧助力。在數據經過妥善分析後，進而能夠做到用電最佳化控制，使得人類生活環境更加舒適。屆時，物聯網的推廣速度將不可同日而語，台灣廠商的硬體優勢也將得到展現的機會。
看好人才潛力 Goole來台推廣AI教育
有鑒於看好人工智慧未來發展潛力，台灣四大AI創新研究中心在2018年分別於台大、清大、交大和成大正式啟用，針對生技醫療、AI核心技術、智慧製造、智慧服務等領域執行研究發展，並且透過國際學術人才延攬與產業交流，藉此提升台灣智慧人才與產業的競爭力。期盼能持續與Google密切互動，引進更多國外的知識與應用，促進台灣AI研究發展。
Google不僅在台灣強化頂尖人工智慧科技研究的動能，也積極推動AI教育的普及化。Google已推出Google AI的全球線上資源「機器學習速成課程(Machine Learning Crash Course, MLCC)」的中文化內容，並已在5月份於台灣北、中、南各自舉辦三場Google AI教師研習營，共有180多位資訊、電機等相關領域背景的大專院校老師參與，參與的教師們可將研習營所習得的AI知識以及MLCC的免費資源帶給更多學生。透過這些具廣度的AI人才培育計畫，Google期許能提升台灣在全球人工智慧趨勢下的競爭力。
Google台灣董事總經理簡立峰指出，在台灣，人才需要更多的機會、刺激與訓練。
邁向AI智造 軟/硬體服務百花齊放
現今製造業正面臨客製化、交期短、缺工等諸多挑戰，因此如何實現產線智動化、製程可視化及預先診斷，進而提升生產效率及良率，已是產業界共通發展目標，為此，晶片供應商，軟體/雲端業者皆致力發展相關技術和新一代解決方案。
實現工業4.0 模擬測試扮要角
模擬是實現智慧製造不可或缺的關鍵技術。模擬技術可讓企業在設計階段中儘早瞭解產品故障等可能發生的情況，企業可利用模擬模型預期成果或產品性能；這些模擬結果可作為豐富的資料來源，以用於監督機器學習和預測性建模，且透過預測性模型，可改進反饋回路，從而改善產品設計和建模。
安矽思(ANSYS)系統開發部經理陳正岳(圖1)表示，過往都是用C語言，模擬、寫出客戶的需求或規格。但此一方式的風險在於，因每個工程師都有他的認知和專業能力；因此，不同的工程師看到不同需求和規格時，會寫出不同的C語言。也因此，後來在C語言與客戶的產品需求之間，便產生Model-Based Design的概念，實現產品的模擬性。
圖1 安矽思(ANSYS)系統開發部經理陳正岳表示，數位雙胞技術可實現預測性維護與產品模擬，降低開發週期和提升研發效率。
透過模擬，可以大幅減少產品開發時間，而隨著工業物聯網(IIoT)的興起，模擬又在運營領域發揮了更大價值。基於此一因素，數位雙胞胎(Digital Twin)的概念也隨之興起。
簡單來說，數位雙胞胎便是透過虛實資訊的有效整合，達到參數即時分析與最佳化，進而強化工廠在研發設計、生產製造及營運管理的效率；而工業物聯網的興起，讓工程師能夠透過網際網路與正在運行的產品或製程上的感測器和致動器通訊，捕捉資料並監測運行參數。
如此一來，便能在實際的產品或製程上實現數位雙胞胎，執行即時的預測性分析和維護，從而優化資產性能。此外，這種數位雙胞胎還能提供相應的資料，以改善整個生命週期內的產品設計。
陳正岳補充，數位雙胞胎的概念源自於1960年美國空軍的機身維護計畫。由於飛機在飛行時絕對不能有失誤，因此須花費許多時間和金錢進行維護，在每次飛機降落時，美國空軍都會派工程師對機身進行機身維護，降低失事率，以及確認飛機生命週期。
總而言之，模擬是智慧製造不可或缺的關鍵技術，不僅可降低產品開發週期，還可實現預測性維護，數位雙胞也因而備受重視。為此，ANSYS也致力發展相關解決方案，並與眾多領域業者合作，像是與泵和泵系統設計製造企業格蘭富攜手，擴大旗下模擬軟體的使用，創建完整的數位雙胞胎；而格蘭富將採用數位雙胞胎技術提升產品品質和性能，提高研發工作效率，優化維護，降低意外停機帶來的整體成本和風險。
發展工業4.0 感測器和聯網技術是關鍵
要實現工業4.0，另一個重點便在於數據的擷取與分析，也因此，感測器和聯網技術同樣不可或缺。羅姆(ROHM)半導體FAE副理黃乙丞(圖2)指出，工業1.0是使用蒸氣和水力的機器代替人工，工業2.0是為了因應大量發展，開始在產線上使用電力。而從工業3.0則開始運用機器人等新科技；至於工業4.0，為了要實現全面的自動化流程，開始透過物聯網(IoT)和感測器技術，將感測器偵測的數據傳上雲端，接著在雲端上使用深度學習或是人工智慧(AI)進行分析，進而達到全面智慧化生產的目的。
圖2 羅姆半導體FAE副理黃乙丞指出，實現工業4.0，感測器和聯網技術是重要的關鍵技術。
黃乙丞說明，感測器在IIoT或智慧製造中可說是不可或缺的元件之一。因感測器可以偵測動作或物理變化，像是環境光線、加速度力或磁場變化等。感測器可根據其收到的數值，回報給控制系統，系統再做出進一步指示改善工作現場，例如透過光線感測器，偵測現場端的光線是否太暗或太亮，再加以調節。
也因此，物聯網裝置以及感測器的需求持續增加，而羅姆也備有相關解決方案因應市場需求；像是近期發布的可輕易構建感測器環境的Arduino用擴展板「SensorShield-EVK-003」。
據悉，該產品將ROHM旗下的8種感測器產品分別安裝在PCB板上，並與開放平台連接用擴展板組成套件，僅需與Arduino Uno等進行連接並嵌入軟體，即可構建感測器環境。利用感測器產品方便評估易導入的優勢，可大幅縮減IoT設備的開發工時，同時有助於擴大市場規模。
除了感測器之外，黃乙丞說，該公司也致力發展無線聯網解決方案，因無線聯網具備有線聯網沒有的優點，像是易於安裝、維護成本、時間較低等。而除了Wi-Fi、藍牙(Bluetooth)外，目前該公司也積極推動EnOcean和Wi-SUN無線技術於工業應用之中。
EnOcean是利用存在於自然界的動作、光和溫度差等極小的能源(能源採集器)，無電源、不需要保養的無線傳輸系統，因此功耗非常低。
至於Wi-SUN則是獲得日本電力公司採用在智慧電表通訊上，而備受關注的無線通訊規格。在日本，主要是特定小功率無線的920MHz頻段使用，和Wi-Fi相比，Wi-SUN雖然通訊速度慢，但具有通訊距離長、不會受到障礙物阻擋、容易連接且功耗低等優點。
羅姆對於EnOcean和Wi-SUN技術都著力甚深，該公司現已是EnOcean技術聯盟的會員，未來將不斷強化EnOcean Alliance的合作體制，持續推進新技術與新應用的開發。至於在Wi-SUN方面，羅姆已成功研發Wi-SUN對應無線模組「BP35C0」和「BP35C2」。
工業4.0安全防護不可少 智慧開關一把罩
自動化是工業4.0其中一個關鍵步驟，英飛凌資深主任工程師顏榮宏(圖3)指出，要實現工業自動化，須考量的面向包含監控層(Supervisor Level)、控制層(Control Level)、現場層(Field Level)，以及安全性(Security)。其中，如何提升整體的安全性和可靠性，以因應各種異常狀況，更是工業自動化中的發展重點。
圖3 英飛凌資深主任工程師顏榮宏透露，工業自動化的其中一樣關鍵要素是提升安全性和可靠性，才能降低工安意外。
顏榮宏表示，要實現工業自動化，安全性考量(Functional Safety)是不可或缺的。因為有些意外狀況所引發的災難往往是無法估計。因此，透過安全性考量，可以提前發現異常或潛在風險。也因此，在控制層需要更多的防護。
顏榮宏舉例，一般工廠系統或是機械手臂、馬達等設備，其數位輸出切換開關(Digital Output Switch)多採用離散式的金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)，但這類MOSFET並沒有保護診斷(Protection Diagnosis)的功能。也因此，該公司便將Switch整合Protection Diagnosis功能，打造一系列的智慧開關產品PROFET。此一做法的優點在於，智慧開關能在最短的時間內知道加載端(Load)的情況，在微控制器(MCU)動作之前就先自我保護，降低意外發生機率。
據悉，PROFET智慧電源開關由DMOS功率電晶體和CMOS邏輯電路組成，導通電阻最低可至1.0mΩ，提供超載、過電壓、短路、過熱、接地損失、電源損失和靜電放電(ESD)保護；專為驅動高電流應用而設計，包含電子控制單元(ECU)的電源、輔助電源插座、PTC加熱器或後窗加熱器。高開關週期與高能源需求的應用亦適用此系列開關。
另外，PROFET診斷程式提供狀態或當前感測功能的選擇，或兩者的組合。如果出現故障，狀態功能可診斷過熱或開路負載；而透過消除對附加分立電路和元件需要，診斷回饋和負載電流檢測可將風險降至最低。
顏榮宏說明，除了控制層的保護須提升外，工廠管理人員於現場層的觀念也須跟著改變。以往常常是等設備壞了之後再進行維修、更新，但有了安全性考量觀念之後，須先準備好因應方案，設備一旦損壞時，便可立即啟用備用系統，維持產線正常運作及降低意外風險。未來甚至還須結合「預知維護」概念，意即透過大數據收集、分析，了解設備運轉情況，以事先保養或維修，如此便可有效降低意外發生。
雲端AI興起 工業4.0落地更迅速
工業4.0可說少不了設備監診和預防性維護。設備監診和預防性維護並非新概念，但過往多導入在大型生產系統和高價設備，然而，隨著工業物聯網(IIoT)逐漸普及，加上網路和感測器技術突破，以及人工智慧的興起，讓過去只有少數業者負擔起的預防性維護系統，逐漸滲透到一般工業應用中，結合AI的雲端解決方案也紛紛出籠。
思納捷科技總經理莊棨椉(圖4)表示，目前的生產、製造模式大部分仍是倚賴大量人工，能源、資源等狀態也都靠人工回報，自動化程度不高，也缺乏智動化的機台回饋；而仰賴人工在日後有可能會面臨技術者凋零、人均產值低等困境。工業4.0便是為了改善現況，透過聯網、感測技術與AI的結合，實現少量多樣、高品質的生產模式，而該公司也有相關解決方案，如In-Factory智慧工廠AI總管。
圖4 思納捷科技總經理莊棨椉透露，用雲端AI實現工業4.0有三個階段，分別是能源管理、設備管理和數據分析。
莊棨椉認為，運用雲端AI技術實現工業4.0，須經過三個階段，分別為能源與資源管理、設備整合，數據分析最佳化。
首先是能源管理，顧名思義便是透過全方位的能源方案為智慧工廠建立基礎，通過ISO 50001、14001認證，達到節能與能效提升。像是可透過需量管理方案，透過電力需量視覺化、即時預測告警，提供用電最佳調度決策及契約容量，以協助企業有效管控電費。
第二階段是設備整合，目的是將現場重要設備與機台連上雲端，收集數據，進行節能與設備管理，例如遠端監測設備運作狀態、預知保養、提升稼動率等，達到能效與良率再提升，並降低設備人力維護成本。
最後一個階段則是智慧分析與預警服務，待達到上述兩個階段後，第三階段便是透過AI學習，建立實體設備的的雲端虛擬設備模型，進行設備診斷分析、生命週期模擬等，可適時提出設備故障預知、維修排程決策，並提供場域所需的分析服務，達到設備零故障與運作零中斷的目標。
總而言之，為解決少量多樣的客製化需求、交其短、缺工等挑戰，工業4.0已是必然的發展方向。而為落實工業4.0，不論是晶片供應商、軟體/雲端業者皆致力發展相關技術和新一代解決方案，以提升生產彈性、效率及良率。