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研華高舉共創大旗 WISE PaaS 3.0添馬力
物聯網應用五花八門,但市場卻也因此變得非常破碎,特別是在產業用物聯網領域,部分機台、設備採用封閉規格,不與其他廠牌互通,更是行之有年的行業慣例。面對如此破碎的市場,研華科技一方面高舉共創大旗,號召各家解決方案與專殊領域系統整合商(Domain Focused SI, DFSI)一同建構生態圈,滿足各垂直領域的特殊需求,另一方面也持續強化其WISE PaaS平台,讓解決方案開發商能以更快速度推出客戶需要的方案。
廣招DFSI將成研華物聯網戰略重點
研華董事長劉克振日前在該公司所舉辦的物聯網共創峰會中指出,物聯網產業的商業模式發展可分成三個階段,第一個階段的主力是自動化與嵌入式運算,以硬體產品的銷售為主力;第二個階段則是由解決方案扮演主角,硬體跟軟體必須進一步整合成可以解決客戶問題的完整方案,而物聯網的概念也在這個階段開始發展。到了第三階段,雲端跟服務的元素會更被凸顯,如此方能落實智慧製造、智慧城市、智慧醫療等各種智慧應用,將物聯網的價值完全發揮出來。
但物聯網產業要走到這一步,對特定垂直應用非常熟悉的系統整合商,也就是DFSI,會扮演非常關鍵的角色,因為這些具備領域專業知識的SI,可以協助用戶進行應用布署、實現應用客製化跟提供後續服務,而這正是落實各種智慧應用所不可或缺的。事實上,根據研華的預估,在智慧物聯應用的價值分配裡,負責將應用落實的DFSI,將占據高達50%的價值,軟、硬體則分別占20%、30%。
劉克振認為,在物聯網跟智慧應用的世界裡,能獨力實現整條價值鏈的廠商非常稀少。因此,大多數廠商都必須思考自身在價值鏈中的定位跟分工,並與其他合作夥伴緊密合作。這也是他在最近幾年一直倡導共創理念的原因。
作為硬體供應商,研華具備獨特的優勢,可以成為實現智慧應用價值鏈的賦能者(Enabler)。嵌入式硬體產品的破碎,是研華從創業至今三十多年來,一直面對的市場環境。紛亂的硬體平台是應用開發商最大的痛點,因為同一款應用可能得針對不同硬體平台開發多個版本,才能滿足不同客戶的需求。研華在這方面已累積三十多年經驗,相對於許多廠商,更知道該怎麼解決硬體破碎的問題。
WISE PaaS邁向3.0
研華技術長楊瑞祥進一步說明,嵌入式硬體產品的破碎,是研華決定開發WISE PaaS平台的原因。唯有打造一個共通的平台,才能在這個基礎上快速開發出各種應用,不用把心力放在處理硬體的分歧上。因此,在WISE PaaS平台推出後,研華進一步推出Solution Ready Platform(SRP),並與眾多合作夥伴進行共創,針對個別垂直應用需求推出基本功能已經大致完備的設計平台,讓軟體跟SI夥伴得以專注在個別客戶的需求,進行高附加價值的客製化。
楊瑞祥表示,在發展WISE PaaS的過程中,研華本身也學到很多,並且將這些經驗融入新一代的WISE PaaS平台。他在回顧WISE PaaS發展的過程時指出,學資訊工程的人在開發應用的過程中,很容易落入功能思考的陷阱,但隨著應用需求不斷拓展,功能越加越多,原本以單一功能為出發點而構思的專用系統架構,很快就會遇到瓶頸。
早期的WISE PaaS就是一個由功能驅動的平台,因此研華很快就發現問題,並決定更換架構,把WISE PaaS改成數據驅動平台,把資料跟應用切割開來。事實證明,當初的決定是正確的,因為數據驅動的平台架構有更大的擴充性,可滿足使用者跟開發者不斷增加的功能需求。以資料視覺化為例,現在WISE PaaS平台的支援已經非常完整,企業主管想看到任何資料報表,開發者都可以在兩三天、甚至幾個小時內做出來。如果是功能驅動型的平台,不容易具備如此大的彈性。
最新發表的WISE PaaS 3.0,則是數據驅動平台的進一步延伸。與WISE PaaS 2.0相比,3.0版本並沒有拿掉舊功能,而是明確地區隔出通用型PaaS與應用型PaaS,因此開發者不用擔心既有應用會因為WISE PaaS版本升級而失效。而且在3.0版本上,不論通用型PaaS或應用型PaaS,功能都有所升級。
楊瑞祥所說的通用型PaaS,是指所有物聯網應用都會用到的基本平台功能,主要是運算資源管理(Computer Resource Management)、資料庫服務(DataBase Service)與客戶管理(Customer...
高效能運算耗電量驚人 三相交流電直上機架成解方
資料中心雖具有極大的運算能力,但耗電量卻也不容小看,而在人工智慧(AI)、高效能運算當道的今天,專門針對這類需求所設計的伺服器硬體,其功耗又比典型伺服器高出一大截。有鑑於此,電源模組供應商Vicor提出三相交流電直上機架(Rack)的新方案,希望藉此讓資料中心電源的效率跟功率密度更上一層樓。
Vicor產品行銷總監Ina Mazsa表示,為了減少電力在傳輸過程中的損耗,伺服器內部的配電架構從12V提升到48V已經是大勢所趨。而在此同時,整個資料中心的電源架構也正醞釀一波新的革命--直接把三相交流電連接到機架上。
目前資料中心的主流配電架構是採用高達380V的HVDC,將直流電力送到機架上,然後伺服器內的電源供應器再將其轉換成48V或更傳統的12V直流電,給各種負載使用。但隨著人工智慧與高效能運算的需求日增,這種架構將面臨新的挑戰。
事實上,專為人工智慧所設計的高性能運算設備,甚至是超級電腦,一個機架的電力需求就可高達上萬瓦(W)、甚至數萬瓦,遠大於典型伺服器的耗電量。以NVIDIA最新推出的DGX-2為例,該系統內建六個電源供應器,每個電源供應器的最大輸出功率為3,000W,扣除冗餘、負載平衡等因素後,一台DGX-2系統的最大耗電量為10kW。
通常1U伺服器的功耗多半落在400~800W區間,逼近1kW的1U伺服器並不多見。DGX-2的外觀尺寸為10U,換算下來,DGX-2的電源密度要比典型伺服器高出一截,是顯而易見的。
Mazsa指出,為了解決這個問題,DGX-2電源採用三相交流電源輸入,而非380V直流輸入。他相信,對於專為人工智慧或高效能運算所設計的運算設備,其所採用的電源未來都將朝這個方向發展。
為了因應此一趨勢,Vicor近期發表一款三相AC-DC轉換器模組,其外觀尺寸為9.4x5.9x0.6英吋(24x15x1.5公厘),外觀採用平整設計,看起來就像是一台平板電腦,因此該公司將這款產品命名為Power Tablet。該模組可提供10kW的穩壓48V直流輸出,並整合濾波功能與故障保護,可提供一組含功率因數校正的穩壓、隔離式DC輸出。電力輸入方面,該模組可接受的輸入電壓為200~480V,涵蓋世界各地的三相AC輸入電源規格。
Mazsa表示,採用平板設計可實現前所未有的功率密度及熱處理靈活性。例如,4個並聯的Power Tablet(包括輸入斷開電路、整流和48V蓄能等)就可在1U的機架空間內提供40kW功率,而且更容易與先進散熱技術,包括液冷散熱等搭配使用,提供良好的散熱管理,可滿足高性能運算以及人工智慧推論、學習應用的需求。
另闢蹊徑搶商機 海力士首款4D NAND Flash問世
SK海力士(SK Hynix)宣布推出首款超越現行3D NAND型快閃記憶體(Flash Memory)的的「4D NAND Flash」產品。目前大多數3D NAND Flash供應商皆採用電荷儲存式快閃記憶體(Charge Trap Flash, CTF)架構,而海力士則是在CTF 架構上結合「PUC(Peri Under Cell)」技術,進而研發出首款96層512Gb 3bit/cell的4D NAND Flash 產品,並預計於今年量產。
SK海力士指出,該公司是首次將3D CTF與PUC技術結合在一起,而這種技術與將3D浮閘(Floating Gate)和整合PUC的方式有所不同,將3D CTF與PUC技術整合,可獲得更高的性能和產能;也因此,該公司將該產品命名為基於CTF的4D 快閃記憶體晶片,以區別當前的3D快閃記憶體技術。
SK海力士副總裁兼快閃記憶體市場營運負責人J.T. Kim表示,新推出的96層CTF 4D...
Safety Ready先行 Arm力拼自駕車安全市場
自動駕駛蓬勃發展,為提升一般消費者對於自駕車的信任度,加速自駕車發展,安全性成車廠及汽車電子元件供應商優先布局方向;安謀國際(Arm)便為此宣布推出Arm Safety Ready計畫以及首款7奈米製程、搭載Split-Lock安全創新技術的新款處理器Cortex-A76AE,以確保車輛功能安全性,加速自動駕駛車輛普及。
Arm副總裁暨嵌入式及車用事業部總經理John Ronco表示,安全向來是Arm在自駕車領域的發展重點,除了未來推出的Arm架構SoC都將符合最新的安全標準與認證,同時能兼顧效能表現與能源效率之外,該公司也公布Arm Safety Ready計畫,集中Arm在安全方面挹注的龐大投資,晶片夥伴以及整個汽車供應鏈得以加快發展時程,將更安全的產品推入市場。
據悉,Safety Ready計畫涵蓋Arm現有及未來新研發的產品,這些方案經過嚴苛的功能安全程序,以支援ISO 26262以及IEC 61508標準。此外,該計畫提供一站購足的軟體、工具、元件、認證以及標準等所有資源,協助Arm夥伴簡化整合功能安全性的流程並降低成本,滿足各種自駕車應用要求。
另一方面,Arm指出,有94%的交通事故是駕駛人疏失的結果,完全自動駕駛預期將大幅減少事故與傷亡的數量;不過,若是消費者無法信任自駕車安全性,眾市場採納這項技術的時間就會往後推遲。也因此,在開發自動駕駛等級的SoC晶片與系統時,必須將內部機能的安全(Safety)優先順序放在效能、能源效率,以及外部事故防護(Security)等因素之前。
因此,新推出的Cortex-A76AE,將提供更完備的功能安全性IP;而該產品是「Automotive Enhanced」處理器藍圖的首款成員,未來Arm的汽車產品藍圖還包含「Helios-AE」及 「Hercules-AE」,全都針對7奈米製程進行最佳化。
Ronco指出,自動駕駛除了需要極高的處理能力,還必須將安全作為標準配備,而Cortex-A76AE的特點在於添加Split-Lock功能,使其具備更高的設計靈活度。
Ronco進一步說明,Split-Lock可讓一顆SoC晶片內的各個CPU叢集,設定成分離模式(Split mode)達到更高的效能,使叢集內的2個(或4個)獨立CPU能用來執行不同任務與程式應用;而以往鎖步式(Lock-step)設計是將叢集內的2個獨立CPU鎖在一起執行同一件任務或程式應用。因此,相較於鎖步式設計,Split-Lock靈活度更高,能支援更高安全完整性的應用。
功率密度要求持續提升 TI 推GaN新品實現千瓦應用
隨著科技演進,無論是在消費電子、工業自動化或是雲端運算帶來的伺服器,各個領域都在追求更高的功率密度,以達到逐漸提升的電力要求。目前,功率元件以MOSFET為主流,但已有廠商陸續推出氮化鎵(GaN)材料元件,以做到更高的切換頻率與晶片尺寸。德州儀器(TI)日前推出的GaN FET產品系列,更能滿足高達10kW應用。
德州儀器類比IC應用經理蕭進皇表示,GaN元件能操作的切換頻率相對於MOSFET更高,在提升切換頻率後,包含電容等整體晶片體積都將縮小;相比之下,GaN元件設計重量只有MOSFET元件的六分之一。如此一來,不但能達成節省能源、降低成本,在晶片體積縮小之後,亦能提升能放置其他元件的空間。
為因應此趨勢,德州儀器日前推出推出新型600V GaN、50mΩ和70mΩ功率級產品組合,能支援高達10 kW應用。與應用於AC / DC電源供應器、機器人、可再生能源、電網基礎設施、通訊和個人電子的場效應電晶體(FETs)相比,該產品系列能協助工程師打造更小、更高效且更高性能的設計。蕭進皇進一步說明,目前MOSFET元件皆需要在外掛驅動控制,然而該產品將驅動控制納入同一個封裝之中,如此一來便能降低電子電路設計難度,縮短設計者的開發時間。
在未來,持續提升功率密度將是電源設計的主流趨勢。另一方面,將主動和被動零組件整合於電力系統之中,也能更可靠地實限縮小尺寸的目標。GaN元件能夠用應用在個人消費電子、工業馬達驅動、電網基礎設施等不同功率等級的應用之中,功率應用範圍從瓦橫跨到千瓦等級。
德州儀器的GaN FET產品系列擁有整合獨特的功能與保護特性,不僅簡化設計,同時實現更高的系統可靠度與最佳化高壓電源供應的性能,進一步為傳統串接(Cascade)和獨立(Stand-Alone)的GaN FET提供了智慧替代解決方案。透過整合的<100ns電流限制和過熱偵測 (Overtemperature Detection) 功能,此裝置可防止意外的直通事件 (Shoot-Through)與熱失控 (Thermal Runaway)發生,且系統介面訊號提供了自我監測的能力。
然而,由於GaN元件相對成本依然較高,因此蕭進皇進一步指出,在短時間內該公司的GaN相關產品會以滿足高效能的需求為主要目標市場;低成本的設計就不是最適合GaN元件的應用範疇。
雙箭齊發 TI全新隔離收發器強化工業/車用通訊保護
為提高工業和車用系統的通訊可靠度和保護功能,德州儀器(TI)近期推出兩款新型隔離控制器網路(CAN)靈活資料速率(FD)收發器「ISO 1042/ISO1042-Q1」,新產品整合更高的匯流排故障保護、更高共模瞬間抑制能力(CMIT),和最低電磁放射,且尺寸縮小了35%並具備更高工作電壓;可提供更好的低壓電路保護,並提高如電網基礎設施、馬達驅動和建築自動化等工業應用,以及混合動力汽車和純電動汽車(HEV/EV)的通訊輸送量。
TI隔離系列市場產品經理Neel Seshan表示,隔離是為了避免系統內兩區域的DC與不需要的AC相遇,且仍然能同時在這兩區域之間實現數據與功率傳輸的一種方式,提升系統設備的穩健性和可靠性,以因應高電壓和惡劣的工作環境。
Seshan進一步說明,隔離保護很少用於個人電子產品當中,因為這類產品電壓不高,但是在工業傳輸、工廠自動化、汽車、電網基礎設施及馬達驅動等領域中,高電壓十分常見,而為了避免儀器設備受到損壞,便需要隔離方式以保護操作人員、處理通訊子系統之間的接地電位差異,以及改善雜訊抑制能力(Noise Immunity),特別是在工業4.0和電動車熱潮興起後,隔離產品的需求更是向上攀升。
新推出的兩款隔離CAN FD收發器特性包括:工作電壓提高18%,達1,000 Vrms,耐受電壓為5,000 Vrms,具備更長的使用壽命,進而有效提升系統可靠度;具備±70V的高匯流排故障保護,對Short-to-DC容許範圍提高20%,可在發生高壓短路時保護12V、24V和48V電池或電源系統;兩款產品共模瞬變抗雜訊抑制能力為最低的85 kV/us,具備+/- 8 kV的高ESD保護,可幫助工程師設計出能夠在嘈雜環境下仍保持正常運作的電子設備;具更低的電磁相容性(EMC)放射,可有效保證系統訊號的完整性;以及支援高達5Mbps的CAN靈活資料速率(FD),迴圈延時短,僅為215 ns,因此與傳統CAN相比,可實現更快的有效負載。
高畫素/小尺寸感測器需求增 三星再推新品搶市
多鏡頭、高畫質的拍照功能已成現今智慧手機必備功能,驅使影像感測器供應商加速研發體積更小、畫素更高的產品。繼索尼(Sony)在7月推出高達4,800萬畫素的新款CMOS感測器之後,三星(Samsung)也於近日發布2款新品,單位畫素尺寸皆只有0.8μm,分別為4,800萬畫素的「ISOCELL Bright GM1」及3,200萬畫素的「ISOCELL Bright GD1」,預計將在2018第四季開始量產。
三星電子系統LSI行銷副總裁Ben K. Hur表示,智慧手機規格、效能持續提升,而為了提供消費者更新、更令人興奮的拍照體驗,市場對於超小型、高解析度的影像感測器需求也不停上揚;該公司也為此推出ISOCELL Bright GM1/GD1,繼續推動影像感測器的技術創新。
據悉,新推出的兩款影像感測器皆採用三星最新的畫素隔離技術「ISOCELL Plus」設計,強化小尺寸畫素的效能。此外,三星還運用Tetracell 技術,可優化小尺寸圖像性能。此外,受惠於Tetracell技術,兩款產品可將4個畫素合併為1個畫素以增強光靈敏度,且支援基於陀螺儀的電子畫素穩定(EIS)裝置,達成快速準確的畫素捕捉。
除此之外,GD1影像感測器增加了即時高動態範圍(HDR)功能,即使在低光源,高對比的環境下拍攝影音,或是在直播時也能提供更均衡的曝光效果及更豐富的色彩。
三星指出,相機已成為目前行動裝置的重要賣點,如何將多個鏡頭整合到手機中也成為智慧手機製造商的一大挑戰;而在縮小畫素尺寸的情況下,新推出的影像感測器提供更大的設計靈活性,使得手機鏡頭模組廠可以打造更小的模組,進而讓智慧手機製造商能有更多的設計空間。
6~200W設備共用Tx AirFuel MR搶消費市場
AirFuel聯盟將持續以磁共振(Magnetic Resonance, MR)無線充電技術為武器進攻消費型產品市場,並以更高的設備擺放自由度為重要優勢,更要支援一個充電器同時為5~200W的終端裝置充電。
在2017年蘋果(Apple)將WPC Qi規格的磁感應(Magnetic Induction, MI)無線充電技術導入iPhone之後,終端使用者對於手機的無線充電功能使用已非常熟悉。AirFuel無線充電聯盟主席Sanjay Gupta認為,目前使用者已經認識到了磁感應的無線充電技術,意味著市場現已進入無線充電1.0時代,然而該技術最大的缺點在於必須將設備毫無偏差地瞄準充電器,並不符合消費者對於無線充電功能的期待。在未來,無線充電市場勢必會持續往設備擺放自由度更高的無線充電2.0發展。
隨著AR/VR、物聯網(IoT)等等應用持續發展,相關終端設備數量亦持續提升,進而使得無線充電市場持續擴大。Gupta說明,在未來無線充電功能的發展方向勢必為朝著消費者的需求發展。這些需求包含:多設備同時充電、更高設備擺放自由度、更高充電效率、更高功率設備充電以及更低的開發成本。
若要提升無線充電Tx與Rx的距離,提升設備擺放自由度,進入無線充電2.0時代,可以透過磁共振與RF兩種技術。Gupta指出,目前該二技術皆已經成熟,零組件成本也已經下降至消費型產品可以負荷的範圍之中,市場上隨時可以看見相關的終端產品出貨。
一個Tx可以同時為多個Rx充電是磁共振無線充電技術的重要優勢。然而不僅如此,Gupta也提到,AirFuel的重要目標之一,便是讓5W、60W、200W的設備同時通過一個充電器一起充電。此功能也將成為與磁感應聯盟競爭時的重要優勢。
5G應用明年將爆發 PA需求帶動網通台廠商機
隨著各國陸續展開5G頻段釋出與5G標準制定告一階段,2019年5G逐步朝商用化邁進。初期以光纖、光纜布建及基地台天線和射頻元件為主,預估網路優化維護將對網路通訊設備有新一波需求。而台灣廠商秉持著在網通領域長期投入所打下的技術基礎,有望在相關設備的製造上搶下一波商機。
拓墣產業研究院研究經理謝雨珊指出,2019年的通訊產業將以5G為發展主軸,該發展趨勢將涉及非常廣泛的應用範疇,其中也包含智慧醫療、智慧工廠、智慧交通等等垂直應用領域。然而對於台灣廠商來說由於內需市場相對較小,因此在下游的創新應用這一塊商機,顯然競爭力較為薄弱,這也是NCC將頻譜規畫時間訂在2022年之後的原因。
對於台灣廠商來說,5G發展初期的機會點依然會是在晶圓代工產業,也由於5G對於功率放大器(PA)的需求將大幅提升、倍數成長,因此在此領域也將會有適合台灣廠商的商機出現。也由於大型基地台的架設成本過高,架設選址更是充滿挑戰,因此5G對於小型基地台的需求也將隨之提升。因此,謝雨珊認為,台灣網通廠商具備長久以來的優勢,因此也將慢慢往小型基地台的方向布局。
另一方面,由於URLLC應用範疇較為前瞻,如自駕車就必須同時掌握所有路上的人車裝置、基礎建設等等連線才有可能實現,因此目前所有運營商與設備商皆認為以現階段的通訊發展看來,URLLC要實現依然有一段很長的距離。謝雨珊認為,若以5G的三大應用領域(eMBB、mMTC與URLLC)來看,eMBB將是率先推出的應用,mMTC次之,最後才能看到URLLC問世。
在2019年,5G最受注目的進展依然會是智慧型手機的推出。然而,5G手機在短時間內還無法看到太大的出貨量,然而終端大廠皆已紛紛布局,將推出5G智慧型手機作為2019年的重要目標。因此,謝雨珊預測,在2019年的MWC展會上,便能看到許多廠商推出5G解決方案與5G手機展示。
PCB線距/接點持續微縮 雷射鑽孔前景可期
為了實現更輕薄短小的終端產品,除了主動元件的封裝尺寸跟整合度越來越高外,印刷電路板(PCB)上的線距(Line Space,L/S)/接點(Pad)尺寸也越來越小。另一方面,為了更有效利用狹小的機構內部空間,軟性電路板(FPBC)的應用也越來越普及。這兩個趨勢結合在一起,為PCB雷射鑽孔技術創造出可觀的發展前景。
雷射鑽孔設備供應商電子科學工業(ESI) 產品經理Patrick Riechel指出,在終端產品越做越小的趨勢下,不管是硬板或軟板,線寬線距跟接點的尺寸都在不斷縮小。另一方面,電路板上的線路布局越來越複雜,板材面積更是寸土寸金,使得通孔(Through Via)的運用受到更多限制。由盲孔(Blind Via)或埋孔(Buried Via)組成的HDI或任意層(Anylayer)電路板開始流行。
上述技術發展趨勢都不利於傳統機械式鑽孔的運用。機械式鑽孔雖然速度快、產能高,但鑽出來的孔徑遠比雷射鑽孔來得大,而且鑽孔深度不容易精準控制。相較之下,雷射鑽孔具有孔徑小、鑽深容易控制的優勢,因此在高密度電路板跟軟板製程中獲得廣泛運用。
為了進一步提高雷射鑽孔技術的量產能力,降低電路板業者的生產成本,ESI近期發表了新一代CapStone雷射鑽孔設備。與前一代設備5335相比,CapStone的單位時間吞吐量提高一倍,若是用在軟板製程上,成本效益約可增加30%。鑽孔的最小孔徑則跟前一代相同,保持在25微米。
Riechel透露,CapStone採用的雷射頭是該公司與雷射二極體供應商共同開發的客製化產品,不僅性能更好,使用壽命也更長。此外,CapStone採用的是波長355奈米的UV雷射,可以廣泛應用在各種材料上。印刷電路板產業目前正處於新材料導入的高峰期,很多業者都想藉由導入新的電路板材料來提高電路板性能,因此雷射鑽孔設備的雷射頭能否廣泛應用在各種材質上,是業者採購設備時一個很重要的評估指標。
ESI業務經理黃健銘補充,PCB所使用的雷射鑽孔技術可大致分成兩個技術流派,其中一個是二氧化碳雷射,另一個則是UV雷射。ESI的產品線兩者兼備,但主力是UV雷射。二氧化碳雷射的功率較高,通常只需要1~2個Punch就能完成鑽孔,但打出來的孔徑比UV雷射略大,主要運用在硬板上。UV雷射對材料的適應性較為廣泛,打出來的孔徑也比二氧化碳雷射小一些。