物联网技术的基石--电子技术

物联网(IoT)议题持续发烧，在技术、应用、及商业模式快速发展的情况下，越来越多联网设备进入日常生活中，为生活带来更多便利性，同时也造就庞大的市场商机。

根据美国消费科技协会(Consumer Technology Association；CTA)报告，物联网设备是2016年消费性电子产业的重点产品，预估将为市场创造2，870亿美元的商机，而调研机构IDC则认为，物联网市场将于2020年达到8.9兆美元，摩根史坦利更预测，物联网将在未来10年内创造14.4兆美元的营收。

在这股物联网商机背后，不只电子产业的关键技术、关键零组件开发与订制化服务能力，扮演了重要的支持力量，物联网应用也为电子产业创造未来10年的成长动力。

电子技术 实现物联网愿景的基础

物联网的系统架构，大致上可以分为感知层、网络层和应用层，这3层各司其职、却又环环相扣，共同架构出物联网的服务。感知层是物联网架构的基础，负责数据的搜集、储存与简单运算，其会随着物联网应用的类形而有所不同，应用于消费端的通常像是穿戴式设备、智能家电、智能汽车、服务型机器人等，如果是应用在工业／商业环境，则可能是智慧机械、无人机、环境传感器等。

而网络层位在感知层上面，负责将数据传送到云端平台，方便用户通过网络存取平台上的信息，通常会使用3G/4G、Wi-Fi等长距离无线通信技术。最上层的应用层，则是将物联网终端设备所搜集到的各种资料进行分析与运算，实现各种不同目的的物联应用，包括环境检测、智慧电力、智能交通、工业监控、智能家居、城市管理等。

由此来看，物联网需要各种不同技术，底层与中层用的是电子与通讯技术，上层则得仰仗云端运算、海量数据分析、数据探勘、商业智能分析、应用软件／手机App等技术，其中，以电子技术架构出的物联网终端设备，是实现物联网愿景的基础，通过终端设备搜集数据，才能产生后续各种应用。

物联芯片五大模块技术趋势

目前，物联网终端设备所使用的芯片，基本上包含以下五大区块：微控制器、传感器、电源管理、内嵌式内存、及无线通信。

传感器通常会依据应用场景和目的来搭配使用，常见的有：温度、震动、陀螺仪、湿度、压力、高度等；电源管理同样也会根据终端应用的形式而有不同设计，像穿戴式装置就强调提高电池效率来延长电池待机时间，而智慧汽车可能会使用功耗较大的处理器，电源管理IC要设法减少热量产生，以便帮助设备散热和提高运作稳定性。

内嵌式内存则有闪存(Flash Memory)、非挥发性内存(NVM)、静态随机存取内存(SRAM)三种选择，由于物联网终端设备对电池使用寿命的期待长达5～10年，这使得具备低漏电特性的SRAM与高耐受性的NVM，逐渐成为市场新宠。

至于无线通信，过往比较常使用的是Zigbee、RFID、Bluetooth等感测网络技术，或是2G、Wi-Fi、LTE等，只是随着物联网市场一直缺乏统一标准，加上既有技术在使用上无法完全满足物联网需求，使得越来越多低功耗广域网(LPWA)技术问世，如：LoRaWAN、UNB、NB-IoT(窄频蜂窝物联网)、LTE-Cat M等，每项技术背后都有不同的支持者，例如：IBM、思科支持LoRaWAN技术，华为则积极推动NB-IoT产业生态建设。

由于物联网终端硬件肩负搜集数据的任务，体积轻薄短小、低耗电(或更长的电池续航力)，成为物联网芯片在发展过程中最主要的两个方向，也因此，半导体产业积极发展微缩制程来满足物联网应用的需求，像今(2016)年就已经有业者准备量产10纳米制程的芯片，预期还会继续投入研发更小的先进制造技术，如：7纳米。

另一方面，当制程微缩至10纳米以下，代表芯片整合的程度也会跟着大幅提高，而在整合的时候，如果无法在design-in阶段以系统单芯片来解决，便必须要借助SiP等封装技术，将上述物联网芯片所需要的五大区块整合为单一模块。　　

掌握应用趋势与需求 是抢占物联市场的关键　　

值得一提的是，物联网应用种类多元化、需求也因此有很大的差异，例如针对消费性穿戴式设备设计的系统单芯片，就和智能家居、工控自动化、智能运输等不同应用领域关注的整合功能不同。换句话说，物联网的应用发展，对芯片的设计与架构有很大的影响，不同应用所需要的功能就不一样。　　

举例来说，高通专门为穿戴设备设计的芯片Snapdragon Wear 2100，在无线通信技术上就选择常见的蓝牙、Wi-Fi、与LTE，方便用户通过穿戴设备上网，又如日本半导体业者Lapis针对农业／环境监控应用开发的土壤感测单芯片，在一颗芯片内同时整合土壤酸碱值、导电