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產業研究機構Yole Développement(Yole)研究指出，到2024年，感測器、致動器和換能器的壓電市場規模預計將達到485億美元，從2018~2024年，塊狀矽結構(Bulk)和薄膜技術的相關元件年複合成長率為12.6%。Yole認為，薄膜壓電設備正在推動市場成長，儘管市場比重仍然有利於塊狀矽結構元件(Bulk-based Devices)，而塊狀矽結構元件仍然是壓電市場中的一項強大技術。 在塊狀矽和薄膜設備市場中，RF濾波器分別以SAW和BAW領先。Broadcom和Qorvo是RF濾波器領域的主要薄膜廠商。頻率越來越高的5G將推動市場發展。壓電材料可以實現電子世界和機械世界之間的連結，致動器和感測器功能可以直接與電子晶片整合。 專門針對薄膜技術，多家MEMS代工廠已在其製造廠內化了薄膜壓電製程。 AlN需要壓電層沉積方面的知識，而PZT是一種用於整合在半導體晶圓廠中的特殊材料。就沉積而言，兩種技術在競爭：Sol-Gel和PVD(濺鍍或脈衝雷射沉積-PLD)。Sol-Gel具有更好的薄膜性能，良好的均勻性和更高的擊穿電壓。但是，在考慮量產時，產能成為主要考慮因素，這就是Sol-Gel表現出局限性的地方。關於MEMS IDM和代工廠的製程選擇，Fujifilm Dimatix和Robert Bosch選擇了濺鍍，而Epson和Rohm Semiconductor將採用Sol-Gel技術。  

由於建築間的連結越來越緊密、越來越複雜，且發展越來越快速，因此對於智慧建築技術的需求也不斷增加。這些技術以數據為基礎，提供獨到見解，並最大限度地提升營運效率、減少能源浪費，和降低整體成本。本文探討智慧建築如何利用物聯網(IoT)為資訊收集與共享創造契機，以及對建築管理與營運的影響。 導入資料分析　建築管理邁向革新浪潮 經過多年的發展，建築變得越來越複雜且發展快速，擁有支持各種標準的多種不同系統與設備。然而，這種複雜性可能導致效率低下。當系統間無法「溝通」時，便會獨立運作，導致設施員工無法全面掌握建築性能。建築能源管理系統(BEMS)出現的原因之一，便是為了整合眾多不同系統與功能。儘管提供整體的營運概觀，有助於組織基於能源使用，安排更好的策略來削減基礎設施成本，但許多的早期系統無法進行預測，僅會在發現問題後執行偵錯並發送警示。 過去十年間，建築管理技術的變化迅速且多樣。對於老舊建物與基礎設施來說，這是個好消息。如圖1所示(根據美國能源部的數據)，以預期壽命長達數十年的建築物來說，建物壽命成本中高達75%的費用，均用於營運和維護。試想當今成熟經濟體中，所有營運中的商用建築物，有一半以上是在1970年前建造完成。因此，找到最佳化資產並有效控制長期營運成本的技術與可擴展解決方案，可說是當務之急。 圖1　目前建築物壽命中有75%的費用是用於營運和維護。 由於每年的進展幅度相當的大，因此很難保持最新建築技術的同步更新。為了確保營運順利，建築物擁有者與營運商必須明確瞭解最新技術的優點與限制。若沒做到這點，則可能會失去降低營運與能源成本及提高居住者舒適度與員工生產力的機會。 根據Navigant Research的調查，BEMS市場正與智慧建築技術(例如控制系統與無線技術)的生態系統一起發展。雖然能源管理是BEMS的起初的重點，許多組織希望這些解決方案能夠將永續性、空間使用、營運效率和員工生產力做最佳化。 因此，現今智慧建築開始利用物聯網(IoT)和建築資訊模型(BIM)，將各種系統與裝置連接到集中式技術基幹。透過即時效能資料、分析與建築能源管理系統的整合，智慧建築能協助設施管理員在問題發生前主動辨認問題，以提高整體效率。 隨著建築物對能源與效率的要求不斷改變，這些新技術變得至關重要。根據美國能源資訊管理局(EIA)的資料，到了2040年，全球能源消耗量將增加56%。全球人口預計將從2010年的69億增加至2050年的96億，成長38%。在這種「永不關閉」的數字經濟中，電力需求預期將會激增。建築物目前消耗全球約53%的可用電力。到了2040年，該消耗量將增加至可用電力的80%。 因此，組織需採一種透過分析，並由資料驅動的方式來進行建築營運與管理；以協助運營效率最大化、減少能源浪費並降低整體成本。為了提高工作效率，人們也越來越需要更舒適、更現代化的智慧建築及工作環境。根據Continental Automated Buildings Association(CABA)的一項研究顯示，具有能增加舒適與生產力設備(例如完善通風及照明環境，以及直接影響健康、缺勤、員工離職率、工作績效與滿意度的綠建築認證措施)的建築物，能提供節能以外的優勢。 這種技術與分析成份較高的方法，能使各種規模的建築受益。研究指出到了2025年，中小型商業建築市場有望成長60%以上，達到380億美元。透過更有效的監控，中型建築物可以節省20%的能源費用。此外，使用物聯網平台的大型商業建築可以改善建築營運，並且每年減少29%的能源使用。 智慧建築與物聯網密不可分 物聯網到底是什麼？與建築能源管理有何關係？物聯網是指任何裝置都能隨時連接至網際網路和/或其他裝置的概念。物聯網使用一種網際網路協定(IP)來連接所有裝置，包括智慧型手機、平板電腦和數位助理，以及各類型的感應器與系統(例如HVAC、照明和安全性)。 換句話說，物聯網是快速擴展的數位生態系統。光是2015年，全世界約有100億台連接裝置；到了2020年，這數量將成長超過三倍，達到340億。由於現今生活廣泛使用寬頻網路，導致技術成本降低、智慧型手機的使用無所不在，以及越來越多具有內建感應器和Wi-Fi功能的裝置問世；物聯網的連結裝置成長率可想而知。 從電力/機械等面向著手　物聯網讓建築更智慧 物聯網透過連接電力、機械、機電系統和平台，來創建動態智慧可交互運作網路雲端。透過相互通訊，這些系統可以自我監視，並在必要時採取行動(例如針對不常使用的區域，調弱其空調或暖氣)，提供設施管理員所需的資料分析，並透過智慧的效能最佳化，打造更智慧的建築物(圖2)。 圖2　IoT技術可以打造更智慧的建築物。 能實現此競爭優勢的技術即將推出。網際網路和IT元件(例如無線感應器)的大降價，使智慧型建築技術的價格較為親民；這也成了業主與投資者的誘因，促使他們投資更多的智慧技術，並提高建築效能。 舉例來說，Navigant Research研究指出，先進智慧型能源感應器(該市場於2016年至2025年間的收入將增加近兩倍，從120萬美元增加至320萬美元)，在BEMS中扮演關鍵角色。 這些裝置都具有「感應」技術，可捕獲數位資料，並將其發送至BEMS進行分析，並支援可執行的分析結果。舉例來說，能夠測量並連續回傳溫度、二氧化碳水平、濕度和氣壓相關資料的感應器，便能提供有價值的資訊。控制器、閘道器和感應器也能提高能源效率，並協助削減成本。 這些設備、系統和平台能同時連接至一個開放的中央網際網路通訊協定骨幹網路，提供全面的建築效能評估。該骨幹網路不僅整合了所有裝置的資料，還能運用強大的圖形功能、產出數據豐富的報告與視覺化的趨勢圖表，呈現在友善的使用者界面顯示器中(如桌機、平板電腦和行動裝置)。 此中心骨幹網路能協助設施管理者透過資料分析與可用資訊來製定相關策略，確保建築物能以更加智慧的方式，高效率運作。數據分析也包括人工智慧與機器學習演算法，協助建築物進行自我診斷與最佳化。因此，透過提高員工參與度和滿意度，將能建立更舒適的環境，進而提高生產力。 有了適合的物聯網平台，建築物就能輕鬆整合技術，進而改善能源管理。若一個開放、安全、可擴展的平台，能夠提供深入且具執行面的資訊整合，將能顯著提高建築物的營運效率。 此外，針對歷史離線系統數據進行對比與分析，可能會得到意想不到的資訊。簡而言之，物聯網為資訊收集與分享製造了大量機會，並將對建築物的管理與運營方式有驚人影響。透過協作式智慧建築物聯網(IoT)平台，裝置能與軟體和服務整合，進而付諸行動。 未來建築實際範例 「The Edge」是一棟位於阿姆斯特丹南阿克西斯商業區，高度達40,000英尺的辦公大樓。此建築示範了智慧建築如何利用物聯網(IoT)協助改善公司工作空間的各個面向：從建築物管理與能源，到照明與安全(圖3)。 圖3　The Edge辦公大樓 該建築按照「新工作世界」原則設計，挑戰傳統的公司組織結構。「The Edge」擁有玻璃外牆、寬敞的開放式設計，提供可靈活運用的工作空間。其壯觀的15樓中庭充滿自然光線，且周圍陽台環繞。 做為世界上永續性最高的建築之一，「The Edge」的BREEAM-NL評級高達98.36%，具有廣泛的整合設施管理與能源解決方案，包括：配電系統、IT基礎設施、控制設備和電源監控軟體。感應器、閥門、致動器，以及其他與BEMS兼容的裝置，均安裝在天花板和技術室內，進而建立更加智慧的建築，實現物聯網技術。 該建築物專為專業服務公司Deloitte建造，納入約28,000個物聯網感應器，可監控LED燈、溫度、濕度、紅外線和動態，以及許多其他建築物的內部偵測，例如可以偵測當日哪個工作區域使用率最高的感應器，或是藉由夜間巡邏的自動安全機器人提供安全資訊。 這些感應器和相關系統也能在員工上班時間有所貢獻。透過專屬Deloitte應用程式，員工可以找到自己的辦公桌(沒有預先分配辦公室或隔間的情況下)、找到汽車和自行車停放處以及使用公司健身房，甚至是調整工作區的暖氣設定，或尋找同事目前位置等等。 此外，「The Edge」是一座零耗能的能源建築。透過沿建築物屋頂和南牆排列的太陽能電池板，該建築物能夠產生其所需電力的102%電能。其他環保特徵包括含水層儲能系統、動態感應通風系統與雨水收集系統。 所有感應器和系統均連接至單一網際網路通訊協定骨幹網路，且該骨幹網路可以即時存取關鍵建築物資訊。該建築利用了EcoStruxure Building(前身為SmartStruxure)，一個開放的協作式智慧建築物聯網平台。 該平台將BEMS與各種建築系統、裝置和服務做連線，使設施管理者不管是在現場，或是透過遠端遙控，都能夠主動監視、測量並控制所有來自建築物和IT系統的數據。透過設備、感應器和系統的連結，EcoStruxure Building能在建築管理、電源供應和處理功能上，提供全面的建築物系統互連性。該解決方案同時利用Microsoft Azure雲端平台，改善分析、軟體和全球服務的發送功能。 參考最佳整合方式　打造智慧建築有撇步 智慧建築技術是個能夠透過物聯網受益的獨特領域。但組織(無論是大型跨國企業或是中小型企業)該如何以最佳的方式整合物聯網，與時俱進並實現大規模的轉型行動，可參考以下建議。 1.可先測試物聯網的實用性：在全面改造建築系統前，組織可從小地方開始著手。例如可以採行一個試驗性專案，重點放在照明功能或其他的建築營運面向。別忘了，此系統與其他系統需具有端到端的結構。 2.從一開始就制定完整計劃。先思考組織所要實現的具體可衡量目標為何？從初始階段就詳細計劃將是成功關鍵。制定周詳且完整的計劃，將能定義硬體、軟體、安全性和基礎結構的關鍵要求以及其他相關因素。 3.計劃應納入所有關鍵利害關係人。該計劃應安排讓所有設施的利害關係人參與(包括但不限於營運、財務、IT和安全等)。利害關係人應花時間建立與組織價值觀和使命一致的營運目標、生產目標與永續目標；並在擴大範圍之前評估投資報酬率(ROI)。接下來便可以提出全面性計劃，並與主要承包商和供應商合作，制定更有效的策略。 在專案初期的周詳計劃，能避免冗餘情況發生(例如多種軟體系統與並聯網路)，有效減少最後一刻變更所帶來的昂貴成本。例如利害關係人可以確認他們的「必要項目」，並針對如何有效利用物聯網和其他智慧建築技術達成共識。在逐步提高建築物智慧化與效率的過程中，組織應考慮下列三個關鍵規劃面向： 1.技術整合與可交互運作性：旨在以整體非孤立的方式，加入組成骨幹網路的系統。所有相關裝置與系統也必須具有擴展性、適應性，並能與BEMS整合。為了因應新技術的與新增的附加功能需求，組織應做好未來擴展系統的準備。 2.智慧建築數據分析：儘管進階BEMS可以整合、篩選並轉換大量數據，提供可用資料，但仍應培訓設施管理者與其他員工透過分析相關數據方式，做出更明智的決策。 3.網路安全和數據隱私：隨著連通性與數據取得能力增強，數據洩漏與外流的機會也隨之增加。有鑑於此，組織應採用具備網路安全性的智慧建築平台。此外，在其他網路安全策略中建立數據收集、儲存與使用管裡，將有助於保護公司數據。 總結來說，雖然物聯網仍是一個全新概念(先前只有少部分組織將物聯網用於建築物管理)，但越來越多的建築物透過科技的運用，進而提高效率、生產力與整體滿意度。 (本文由施耐德提供)

ALS為當今全球筆電標配 環境光感測器(ALS)現在幾乎成為新NB市場的標準功能。如圖1所示，通常將ALS放置於筆記型電腦顯示螢幕的頂部邊框上，以連續檢測和監視使用者環境的光線狀況。藉由採用ALS，筆電會根據環境光的狀況將螢幕亮度向上調亮或向下調暗。這樣做的主要好處是減少螢幕背光功耗並增強使用者的視覺體驗。 圖1　環境光感測器在筆記型電腦上的配置。 在筆電中設計ALS時需考慮諸多因素。數位ALS解決方案有幾點優於類比方案： ．使用數位接口，可以連接多個元件在同一路I2C線路上。 ．可從極暗到明亮的日照流明情況下提供靈活性功能。 ．可藉由可編輯式功能降低雜散光源與50/60Hz閃爍光抑制。 ．中斷功能可節省電池電量，不需像類比方案持續性的輪詢。 ．透過專利雙二極管技術阻擋不需要的IR能量。 XYZ感測器精準掌握真實顏色 與單純使用ALS感測器相較，色彩XYZ感測器是種優良的升級體驗(圖2)。不僅提供環境流明Lux訊息，亦提供筆記型電腦使用者詳細環境光色溫。 圖2　CIE色彩圖中的普朗克軌跡。 對人眼來說XYZ感測器為最自然的光譜，因為RGB感測器無法計算色度坐標(xy)。某些光源不在普朗克軌跡(虛線處)，僅使用RGB測量顏色會導致測量光源顏色時出現重大誤差。 而XYZ顏色測量精度是RGB的5倍，人眼可以輕易檢測XYZ感測器測量精度範圍內的顏色變化。藉由接收XYZ訊息，NB可以獲得準確環境光CCT訊息及數據。 因此LCD顯示器可以動態調整面板色溫以適合使用者環境的色溫，稱之為白平衡，而不只是基於當前LCD顯示器製造的固定CCT校準點(通常LCD顯示器在6500k CCT下校準)。 而艾邁斯半導體(ams)的TCS3430為XYZ三色彩感測器之一，色域與人們對光的感知相匹配。除準確的XYZ訊息外，其還具備以下技術： ．最小化紅外光和紫外光譜成分影響 ．降低功耗。 ．藉由啟動量測IR光的斜率以偵測IR光源。 ．在變化光源照明條件下可實現準確的色彩和ALS。 ．最小化移動與暫態誤差。 藉由校準技術，其於各種光源條件均可達≤0.01Δxy色度精度≤3%CCT誤差(CCTe)(表1)。 表1 TCS3430在各種光源下的Lux/CCT 飛時測距實現使用者存在偵測 飛行時間(ToF)感測器是用於手機和3D應用的創新技術，如圖3所示，用於喚醒接近目的，其測量紅外光傳播到物體並反射到ToF感測器以偵測物體距離的時間。由於光速非常快，因此ToF SoC需要使用超短(ps)及精確的時間數位轉換器(TDC)以精確測量距離。 圖3　飛時測距(ToF)技術。 當在NB平台中使用ToF技術，可偵測使用者是否坐在顯示器前。如果是，則筆記型電腦的顯示螢幕將立即喚醒以供使用者登錄，毋須觸摸鍵盤、滑鼠和指紋等；若使用者不坐在筆記型顯示器前，將立即關閉螢幕或登出PC，以保護個人隱私；此外，更延長NB或筆記型電腦電池使用量，尤其於現代商用NB中，當使用者不使用NB且顯示螢幕打開或處於活動模式時，在待機模式將浪費大量電池能量—此技術為使用者存在偵測，如下圖4所示。 圖4　用戶使用檢測。 除了使用者偵測外，ToF還可用於偵測使用者行為，如接近或遠離NB。NB還可動態連續偵測使用者距離以優化NB配置，如於短距離時調低麥克風/揚聲器的音量；於電影模式偵測長距離時調高音量。 以ams的TMF8801一維ToF感測器為例，其可支援達2.5m的距離，幾乎覆蓋使用者的工作距離；採直接ToF技術，具高靈敏度單光子雪崩二極管SPAD偵測和快速時間數位轉換器(TDC)架構，且垂直共振腔面射型雷射(VCSEL)輸出光脈衝小於500psec。透過晶片上Cortex SoC和統計直方圖處理，感測器可在高可信度下偵測2cm至2.5m(圖5)。 圖5　TMF8801方塊圖。 筆記型電腦不再是純粹被動式個人電腦，NB中增加更多感測器，將如頭腦清晰的人類般變得更加活躍及聰明。光學感測器在此凝聚非常重要的作用，因為在人們的生活環境中，光最直接存在於人們周遭；環境光感測器提供準確流明照度，而XYZ顏色感測器提供色溫訊息；飛行時間感測器可偵測使用者距離或判斷其是否為一個人。未來期待看到更多光學感測器獲筆電採用。 (本文作者為艾邁斯半導體資深技術應用工程師)

如今幾乎所有事物皆與智慧手機息息相關，而延伸至汽車及其吸睛的功能—電話正迅速成為汽車系統的一員，表示汽車必須採用標準的無線方案，例如低功耗藍牙(圖1)。 圖1　低功耗藍牙和智慧手機聯接在汽車中正日益普及。 儘管使用無線技術的選擇產生轉變，但針對應用如胎壓監測系統(TPMS)及金鑰卡(Key Fobs)或手機即鑰匙(Phone-as-a-Key)等技術要求仍然存在： ．可靠溝通 ．低延遲 ．運作期間超低功耗 ．持續運作但不耗盡電池電量 低功耗藍牙滿足上述技術要求，以金鑰卡應用為例，可證明其於汽車領域的優勢。金鑰卡體積小、便於攜帶，且需較長的電池使用壽命—通常為數年；金鑰卡看似大部分的時間都沒有在運作，但其實是處於睡眠模式，隨時可在需要時和於範圍內與車輛通訊，因此低功率無線工作至關重要。當按下按鈕解鎖車門時，金鑰卡必須立即回應，不讓使用者察覺任何延遲。因此，低延遲和可靠的通訊也是先決條件。同時，藍牙的普及也為使用手機代替傳統鑰匙扣提供更強的吸引力。 低功耗藍牙覆蓋範圍廣/即時回應實現可靠通訊 當今金鑰卡不僅用於鎖定、解鎖車輛，還可用於大型停車場中定位車輛，甚至可遠端啟動車輛，以便在冬季進行預熱。駕駛員並不總是離車輛很近，因此，鑰匙扣和車輛之間的通訊須在一定範圍內—包括當傳輸線被人、車輛或其他障礙物部分阻擋時。低功耗藍牙的視線範圍無障礙，可達幾十公尺，如對於典型停車場提供綽綽有餘的覆蓋範圍。 可靠性另一方面則透過回應性衡量。現在的消費者大多期望即時回應，低功耗藍牙通訊必須以非常低的延遲運作。按下解鎖按鈕和車門解鎖之間的時間差必須使駕駛察覺不到。低功耗藍牙以低延遲運作，可歸因於在低功耗藍牙系統中，聯接的設備始終處於主動開啟。當未使用時可能會進入低功耗狀態(睡眠模式)，與從關閉狀態通電相比，其可更快喚醒並開始工作。但是，持續開啟的好處必不能以功耗作為代價(圖2)。 圖2　低功耗藍牙聯接提供可靠的通訊。 低功耗延長金鑰卡電池壽命 藍牙低功耗為極低功耗模式的無線通訊，由於其於電源受限的電池供電消費設備中成功應用，自然朝汽車領域拓展。金鑰卡平均每天可能會經歷20次按鍵，每次持續約6.2毫秒(ms)，因此每日總執行時間僅為124毫秒，其餘時間則處於被動低功耗模式。在這段時間內，金鑰卡必須最小化功耗，以免將電池耗盡，並於運作時延長其3V紐扣電池的使用壽命。儘管汽車電池更大、功能更強，但於汽車未啟動時仍可使用金鑰卡來鎖定和解鎖汽車。由於發動機未運作，因此該操作會於電池無法充電時消耗空轉電流。其他系統如時鐘、發動機電腦的內部記憶體及無線電預設等於汽車不發動時亦會消耗電池電流，車內金鑰卡收發器也須節省功率需求。 元件尺寸輕小卻兼顧安全 低功耗藍牙無線電系統單晶片(SoC)元件已於市面流通，由眾多全球供應商製造。多個供應商供貨以及隨之而來的價格競爭，代表低功耗藍牙無線電如今是比短距離無線通訊專有元件成本更低的標準產品方案。此外，低功耗藍牙元件尺寸小、重量輕，不會增加體積或重量，皆為汽車中重要的考量因素。 促使汽車產業採用低功耗藍牙的另一個重要因素為安全性。從配對及生成金鑰至交換資料，低功耗藍牙自起初便被設計為提供安全的無線通訊方式，畢竟人們不希望他人的金鑰卡或手機解鎖自己的汽車。綜合以上優勢，使低功耗藍牙成為汽車應用中短距離無線通訊的理想選擇。 符合汽車應用要求的例子，像是安森美半導體(ON Semiconductor)的NCV-RSL10，為藍牙5認證的無線電SoC。其於峰值接收及深度睡眠模式下可提供較低功耗；於使用3V電源時，深度睡眠(I/O喚醒)僅消耗25奈安培(nA)。該產品具低功耗，由於電池較小(於Fob中)且可採集能源用於汽車TPMS，使主車輛電池耗電量少、延長電池使用壽命(用於車輛或Fob)，同時使產品尺寸更小。 (本文作者為安森美半導體產品行銷專員)

綜觀物聯網(IoT)市場，70%的應用與需求聚焦在LPWA網路，台電與政府逐步推動智慧電表、瓦斯表、智慧路燈等設置，搭上智慧城市發展與傳統電信服務萎縮的趨勢，部分電信公司將通訊服務結合IoT技術，提供智慧生活相關服務。其中遠傳電信除了與市政府合作智慧城市的規劃，集團內部同時踏入新能源與智慧醫療兩大市場，將服務領域拓展至軟體與硬體設備皆研發的完整樣態。 模擬圖-台灣中油智慧綠能加油站。 設電動車充電站　結合智慧管理系統 看準電動車數量增加，連帶充電需求提升，2019年1月遠傳與中油合作，聯合同集團的太陽能公司，在嘉義的中油據點設立第一個綠能充電示範站，棚頂放置太陽能板並導入能源的智慧管理系統，協助業者隨時掌握電量狀況。接著遠傳在同年10月推出自製的電動車充電槍，搭配軟體的電能監控技術，未來可能與台電溝通送電狀況，並將充電設備推向商辦或賣場等場地設置。遠傳轉型辦公室資深經理張文津表示，終端設備自製能確保品質且方便管理。 遠傳自製電動車充電槍。 推偏鄉視訊看診　販售IoT血糖/血壓機 另一方面，遠傳已取得醫療器材的販售資格，在智慧醫療產業同樣以軟硬體結合的形式提供服務。針對台灣醫療資源不足的偏鄉地區，遠傳與亞東醫院、花蓮慈濟及高醫附設醫院三個醫學中心合作，為協助偏鄉衛生所進行遠距看診。在醫療資源較少的偏鄉地區，多由家醫科醫生在該區衛生所巡迴看診，但缺少專科醫生的角色，因此視訊醫療即是在衛生所醫生看診期間，由合作醫院的專科(如眼科、骨科等等)醫師支援現場的家醫科醫生，為民眾診斷病情。 此外，未來視訊看診也適用於高齡族群，醫生可藉由視訊，輔以血糖及血壓機測量數據，判斷患者身體無異常後回傳電子處方箋，患者即可免去花費大量時間出門排隊看診的情況。在測量數據的層面，遠傳已經推出與手機APP連動的IoT血糖及血壓機，機器本身內建SIM卡，患者只需要定時測量，每一則測量數據都會即時上雲端，方便數據紀錄。

由於2019上半年全球半導體元件的庫存水位普遍偏高，直到下半年才調整至穩定狀態，因此2019年全球主要半導體廠的設備投資，大多集中在下半年，特別是在2019年11月與12月，更呈現大爆發狀態。也因為市場需求強拉尾盤，使得2019年全球半導體設備市場的表現不若預期悲觀，僅比2018年衰退8%。 全球最大半導體設備業者美商應材近日發表2020年第一財季的財報，截至2020年1月26日為止的第一季，公司營收41.6億美元，較2019年同期成長11%；每股盈餘亦達0.96美元，較去年同期成長20%，營運表現十分強勁。展望第二季，應材預估營收應落在43.4億美元上下，每股盈餘則可望達到0.98~1.10美元之間。 事實上，不僅應材在2019年底表現亮眼，整個半導體設備產業都在2019年最後兩個月強拉尾盤。除了一掃上半年的陰霾外，也使半導體設備市場的全年產值僅比2018年衰退8%，優於原先預期。 圖　全球半導體設備與材料市場規模 國際半導體產業協會(SEMI)產業研究總監曾瑞榆表示，對半導體設備產業而言，2019年可說是倒吃甘蔗的一年。在2019上半年，由於半導體元件庫存水位偏高，加上中美貿易戰的因素，使得半導體業者在設備投資上都相對保守。但到了下半年，特別是在11月跟12月，在台積電衝刺先進邏輯製程，以及英特爾(Intel)緊急擴增資本支出，以緩解CPU缺貨狀況的帶動下，全球半導體設備的單月出貨金額重新回到20億美元以上。 另一方面，記憶體庫存調整也已接近尾聲，目前NAND Flash業者已重啟設備投資計畫，預料DRAM業者的設備需求也會很快追上。 在邏輯製程需求持續維持高檔，加上記憶體設備需求回穩的情況下，整體來說，2020年全球半導體設備產業將有很不錯的表現，市場規模可望成長8%。 不過，目前仍在發展中的武漢肺炎疫情，可能會對半導體設備市場的短期表現造成衝擊。可以預期的是，中國武漢新芯、長江存儲與武漢弘芯由於位處重災區湖北省，因此短期內機台移入/裝機的作業程序勢必會受到延誤。其他電子零組件供應商及系統組裝廠的復工情況，也會受到疫情影響，使得產業鏈的運作出現問題。 但如果參考過去SARS時期的經驗，在疫情告一段落後，這些遞延的需求會很快回籠。故曾瑞榆認為，2020年半導體設備市場的狀況不必過度悲觀，很可能呈現先蹲後跳的局面。

根據產業研究機構Strategy Analytics的研究指出，全球折疊螢幕智慧手機的出貨量將從2019年的不足100萬部成長到2025年的1億部。三星、華為等廠商帶領此一市場。高定價、顯示器低良率和耐用性不佳，限制了折疊市場的發展，但長期而言這些問題勢將解決。 Strategy Analytics預測，全球折疊螢幕智慧手機的出貨量將從2019年的不足100萬部成長到2025年的1億部。折疊螢幕產品將是高階智慧手機市場未來十年成長最快的部分。折疊螢幕手機將大螢幕融入小型設計。消費者可以在大型顯示器上瀏覽視訊等內容，然後將設備整齊地折疊在口袋或袋子中。 Strategy Analytics補充說，三星在2019年是全球排名第一的折疊螢幕智慧手機供應商，其次是華為。三星是美國等西方地區的佼佼者，而華為則專注於中國的本土市場。摩托羅拉和TCL等競爭對手品牌將在2020年推出自己的新產品，並希望搶占一部分折疊螢幕手機市場。到2025年，包括蘋果在內，每個主要手機品牌大廠都應該擁有折疊螢幕手機產品。 就目前而言，折疊螢幕產業有許多障礙需要克服，包括非常高的價格、可撓式顯示器的低產量以及鉸鍊或螢幕使用耐久性的問題。但是，折疊螢幕產品的技術問題並非無法解決，希望在未來幾年內這些問題都可以獲得解決。  

自從140年前第一個商用白熾燈泡問世以來，發光二極體(LED)燈泡是照明領域最大的進展。LED燈泡的優點眾多，並且有憑有據。相較於現今的白熾燈泡，至少可節省75%的能源，延長使用壽命達50倍以上。目前的LED燈泡比先前的產品已有明顯的改進。它們產生的熱量極少，無紫外線或紅外線輻射，不含汞、耐衝擊，在極端環境下也能穩定運作。 下一波照明革命的浪潮即將到來，智慧連網照明為LED燈泡增加無線連接和連網功能，不僅能簡單的控制開/關，還創造出更多的機會。一般民眾可以透過簡單的智慧型手機應用程式或語音助理來調整亮度、色溫和定時，甚至在旅行時遠端控制燈光。 其他前所未聞的應用包括無線接近感測器觸發的智慧燈泡，晚上當經過房屋或建築物時自動照亮走廊和房間，或是臥室照明在早晨會將使用者逐漸喚醒，或醫院照明利用色彩放鬆情緒、促進健康與康復。智慧連網照明帶來的便利性和好處是說不盡的。 相較於傳統照明，智慧照明仍處於發展初期，但是在住宅、商業和工業市場中，智慧照明的採用率正穩定增加，這在一定程度上受益於綠色能源激勵措施和法規的採用，例如California Title 20。根據研究和市場預測，至2022年全球智慧照明市場將達到240億美元，2018年至2023年的複合年成長率(CAGR)將高達21%。 隨著越來越多的「物」互連互通及消費者逐漸接受智慧家庭技術，對智慧連網照明的採用和需求也將持續增加。這就是為什麼Acuity Brands、Cree、Eaton、GE Lighting、Philips/Signify、Osram和許多其他頂尖照明品牌，不僅競相推出智慧型LED產品，還提供簡易部署、可交互操作、安全且可升級的完整照明生態系統的原因。 智慧型LED設計需注意無線協定/網路安全 以經濟高效的方式在LED燈泡中實現無線連接，將為照明OEM廠商帶來一系列新的設計和實施的挑戰。例如，智慧型LED燈泡必須滿足嚴格的RF法規要求、嚴苛的效能標準、耐高溫以及嚴格的產品外型尺寸和空間限制。照明開發人員還必須考量裝置和網路的安全性，確保智慧型LED燈泡與任何其他連網的IoT產品一樣，能夠抵抗惡意的駭客攻擊。 另一個關鍵的設計考量是無線協定的選擇。許多可連接的燈泡都在2.4GHz頻段運行，並採用幾種普遍標準的短距離無線協定之一，例如Zigbee、Bluetooth Low Energy、Bluetooth Mesh或Wi-Fi。採用標準的協定有助於實現與一般消費產品(例如語音助理、智慧型手機和平板電腦)的互動，毋須啟用自訂閘道的其他網路基礎設施產品。某些智慧型LED設計可能需要多重協定連接，例如支援Bluetooth Low Energy進行裝置設定和控制，以及透過閘道控制大規模節點的Zigbee照明Mesh網路的能力。 是否透過藍牙或Zigbee標準之外的專有無線協定也是一種選項。雖然在短期內實現專有無線協定可能很簡單且具備成本效益，但這種選擇可能會帶來互操作性和可升級性的長期挑戰。基礎標準的無線解決方案推動了大量生產，從長遠來看可能是更經濟高效的選擇。在眾多可用選項中，選擇適合的無線技術和供應商，需要對RF設計以及效能權衡和風險有更深入的瞭解。智慧型LED設計也必須滿足傳統照明產品所不需要的無線標準和法規效能需求，例如電磁(EM)輻射和耗能。 智慧照明實施挑戰 為了將新型智慧型LED產品推向市場，照明OEM廠商還面臨一些有關工程和營運資源的實施挑戰： ．發展專業知識並分配資源來施行並成功完成標準和法規的認證測試，例如FCC和CE認證。 ．需考量確保產品部署到現場後產品功能和安全性升級的設置，通常透過無線(OTA)更新。 ．管理物料採購和多種元件的庫存。 ．檢驗在智慧家庭或智慧建築中，與其他無線IoT產品和生態系統的互相操作性。 ．優化物料清單(BOM)和開發成本，提供具備成本競爭力的產品，同時滿足嚴格的生產計畫並縮短上市時間。 雖然對於缺乏RF經驗和專業知識的開發人員而言，為LED燈泡增加無線連接可能是一項困難的任務，但現在可以使用預先認證的無線模組解決方案，來簡化智慧型LED產品設計的任務，可大幅減少照明OEM廠商所面臨的眾多挑戰。 無線模組提供一個全方位的隨插即用解決方案，整合開發人員完成LED設計中連接部分所需的關鍵元件。模組供應商已經完成了天線設計、阻抗匹配、被動元件的調諧和整合，以及協定開發等以RF為中心的艱巨任務。對於可能缺乏RF或協定專業知識的OEM廠商而言，這項工程和整合工作帶來極大的好處。此外，無線模組通常含有所有必要軟體，包括所選的協定堆疊。模組供應商也提供簡易使用的開發工具，來支援和簡化設計和調試過程。 在LED設計中使用無線模組，照明OEM廠商毋需擔心管理天線、晶體振盪器和被動元件等眾多RF元件的採購和庫存。此外，同一模組還可應用於多個照明產品，更進一步簡化採購和庫存管理。 模組解決方案讓智慧照明設計更簡單 在評估LED設計的模組選項時，照明OEM廠商應尋找專為互連照明應用的特定需求而設計的解決方案。 例如，Silicon Labs的MGM210L和BGM210L模組，是照明市場上首批針對應用優化的模組產品。MGM210L模組支援Zigbee和Thread，以及動態多重協定連接(例如Zigbee和Bluetooth Low Energy)。BGM210L設計用於Bluetooth Low Energy或Bluetooth Mesh。這兩個新型模組可以簡化和加速開發功能豐富、顏色選擇和調節亮度的LED燈，同時讓開發人員能夠利用藍牙、Zigbee和Thread的Mesh生態系統。 除了上述所提的模組外，另一款xGM210L模組則是基於Silicon Labs Series 2系列的EFR32xG21無線系統單晶片(SoC)，其週邊裝置針對照明應用進行了優化。此SoC包括低功耗的Arm Cortex-M33處理器核心；充足的記憶體可以支援動態多重協定操作和OTA韌體更新，確保智慧照明產品滿足未來需求；以及高效能2.4GHz RF收發器可以支援802.15.4、Bluetooth Mesh協定和Bluetooth Low Energy。無線電透過單一協定或多重協定連接處理無線網路功能。整合式的RF功率放大器使xGM210L模組能夠處理需要數百公尺視距連接的遠端應用。 該元件的高能效模組可提供較低的運作功耗水準，該功耗水準已被優化以滿足California...

近年人工智慧(Artificial Intelligence, Al)熱潮帶來演算法、軟體、硬體等新發展，為了加速AI運算，半導體產業也積極開發對應的晶片，雖然早前於2005年業界即提倡過往只用於遊戲的繪圖處理器(Graphic Processing Unit, GPU)能有更多運用，如視訊剪輯(影片編碼轉檔)、高效能運算(High-Performance Computing, HPC)等，期望從遊戲娛樂專用轉向廣泛性運算，稱為GPGPU(General-Purpose GPU)，但直至近幾年方由NVIDIA的Tesla系列帶動AI加速晶片熱潮。 Tesla系列雖取得市場先機，但AI技術與市場逐漸演變出不同需求，一是依據布建位置的不同分成資料中心(Data Center, DC)、邊緣(Edge)兩類，前者位於集中且有密集設備的資訊機房內，後者則裝設在各種需求現場，例如視訊監控的攝影機、機箱閘道器及自駕車內等。 另一則是依據AI程式開發與運用兩階段區分，AI程式在開發過程中也稱為訓練學習(Training)階段，開發完成後用於辨識或預測則稱為推論(Inference，亦稱為推理、推算、推測)階段。 推論晶片成長潛力佳 因應上述需求，AI晶片也必須改變發展，由於資料中心有源源不絕的電力因而於AI晶片設計時以效能為優先，晶片與晶片加速卡可動輒數十、數百瓦功耗；邊緣則須在用電上有所節制，攝影機可能僅以網路線方式取得若干電力(Power over Ethernet, PoE)，因此晶片多必須低於10瓦，甚至僅1瓦、2瓦，閘道器亦僅比攝影機寬裕些；自駕車則因有汽車電瓶支撐且需對外界變化快速反應運算，因此為數十瓦、上百瓦電能。 除因應布建環境對功耗設計要求外，AI晶片因訓練、推論兩階段的不同也須改變，訓練階段由於AI的特徵、演算法、權重參數等均未定，需多方嘗試與調整，所以需要較高精度、較高位元數的運算，如32位元浮點數；訓練完成後則有機會簡化，調整成較低位元數，或將浮點數轉成整數，如16位元浮點數或8位元整數等。 事實上AI演算法仍持續精進，過去訓練以32位元浮點數為主，也開始出現16位元、8位元的浮點數訓練，如IBM於2018年的研究發表，推論可降至8位元整數，甚至出現4位元整數、2位元整數(圖1)。 圖1　IBM研究顯示AI訓練、推論的精度需求均持續降低中。 雖然用於訓練的AI晶片也能用於AI推論，但以32位元浮點數為主的處理單元執行8位元整數，在電路面積與功耗等方面並不經濟，且多數認為未來AI推論的需求將遠大於AI訓練。一個AI應用程式在一年內僅會數次調整參數而重新訓練開發，但訓練完成後則是全年隨時在推論執行(如臉部辨識的門禁系統)，因此經濟節能的推論運算成為晶片商新焦點，甚至其市場會大於訓練用AI晶片市場。再將資料中心、邊緣、訓練、推論四者交叉權衡考量，由於訓練必須耗用大量且長時間運算，幾乎只會在資料中心內進行；即便不在資訊機房，亦僅在研究單位的桌上型電腦系統上進行，依然屬於偏重度用電的後端系統，短期內訓練不易在邊緣端進行，除非演算法、軟體面有重大突破，或僅為簡易少量訓練，邊緣大致上為推論晶片市場。 至於資料中心，原有高位元、高精度的AI晶片將持續用於訓練，但將逐漸導入推論專用晶片以便提升資料中心的經濟效益，除非在所有推論晶片均已投入運算仍無法滿足需求時，方才調用訓練用AI晶片轉而投入推論運算，屬應急性調度。 在分析前後端、訓練推論的四種情境後，2019年1月麥肯錫(McKinsey)發表的專文對四個市場進行預測，認為後端推論市場將有最大成長潛能(圖2)。 圖2　McKinsey&Company對四類型AI硬體市場的預估。 機房AI訓練/推論晶片各有方案 機房AI推論晶片有可能為最大潛力市場，然而機房訓練與機房推論的分際為何，一是晶片商發表晶片時即明確定義市場取向，如英特爾(Intel)Nervana的NNP-T/NNP-I晶片，前者為機房訓練晶片，後者為機房推論晶片；又如Intel近期購併的以色列Habana Labs，其機房訓練晶片為GAUDI方案，機房推論晶片為GOYA HL-1000晶片。 或者百度(Baidu)的818-300為訓練晶片，818-100則為推論晶片；NVIDIA亦採訓練、推論分別推展策略，其T4/Tesla T4即為推論專用晶片，有別於Tesla V100訓練晶片。 不過也有業者只專注於機房訓練或機房推論，例如谷歌(Google)的Cloud TPU並未有推論專用版，仍為訓練、推論合一，Google僅在邊緣推展推論專用晶片，即Edge TPU；亞馬遜AWS(Amazon Web Services)只自主發展用於推論的Inferentia晶片，訓練仍屬意使用NVIDIA Tesla；高通(Qualcomm)Cloud AI...

松下(Panasonic)公司透過與日本新能源產業技術綜合開發機構(NEDO)進行的開發專案，採用玻璃基板的輕型技術以及噴墨式列印的大面積塗覆方式，達到目前全球鈣鈦礦太陽能電池元件16.09%的高能量轉換效率，其有效面積為802cm2：長30cm×寬30cm×2mm厚。 雙方於本次專案改善鈣鈦礦太陽能電池材料。 鈣鈦礦太陽能電池具有結構優勢，因其包含發電層於其中的厚度僅為多晶矽太陽能電池的百分之一，因此該元件重量較輕；其輕巧的特性使安裝方式變得多元，如透過使用透明導電電極安裝於立面及窗戶上，可以使淨零能耗建築(ZEB)更加普及。此外，由於該技術使每一層結構皆可直接塗覆於基板上，因此相校傳統的加工技術，其生產成本便能降低。 至於該專案於製程中採用的噴墨式大面積塗覆方式可降低模組製造成本；且由於模組特性為大面積、輕巧及具高轉換效率，可以使立面等難安裝傳統太陽能板的位置上實現高效太陽能發電。 NEDO目前正著手進行「技術開發以降低高效能和高可靠性太陽能發電的發電成本」專案，以促使太陽能發電得以普及，因此得以使松下開發採用玻璃基板的輕型技術及大面積噴墨塗覆技術，包含將油墨生產以及調整用於鈣鈦礦太陽能電池模組的基板，以實現目前世界最高的16.09%能量轉換效率。 該模組特性為大面積、輕巧及具高轉換效率，因此可於立面等傳統太陽能板較難安裝的位置安裝。 透過改善鈣鈦礦層材料，松下欲使該材質的太陽能電池可以與多晶矽太陽能電池的高效率並駕其軀，並於新市場中建立實際應用的技術—透過聚焦於精準、均勻塗覆於材料中的噴墨塗覆方式，將技術應用於太陽能電池的每層架構，含玻璃基板上的鈣鈦礦層，並實現大面積模組高能量轉換效率。 綜觀以上，透過本次專案成就大面積鈣鈦礦元件的低成本及更輕的重量，NEDO偕同松下計畫開闢從未安裝及採用太陽能電池的新市場。隨著鈣鈦礦太陽能電池相關的材料研發，雙方目標是最終達到與晶矽太陽能電池一樣高的效率，並將生產成本降低至15日元/瓦。