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邊緣AI 2026將成 IoT晶片發展核心

04:102021/05/02 工商時報 集邦科技資深分析師曾伯楷

隨著智慧工廠、城市等場景對數據分析越發需要精準、即時且大量處理的需求，AI與IoT結合已是現在進行式。在AI晶片助益下，IoT邊緣與終端裝置可透過機器學習或深度學習等技術加值，同時帶出無延遲、低成本、高隱私等優勢，顯示出AI晶片的重要性。預估全球AI晶片產值至2025年將達720億美元。

與此同時，邊緣運算透過AI使終端設備於運行上更加智慧，不僅保有邊緣運算於延遲性、隱私性、連接性、功耗、成本等優勢，並進一步使系統具有主動性與智慧性。若以場景角度切入，邊緣AI相較傳統邊緣運算，其主要帶來的效益包括數據處理過濾和邊緣智慧分析，此也將成為兩技術持續結合的動能。

一、MCU、連接晶片、AI晶片為IoT晶片產業鏈三大關鍵零組件。　物聯網在傳統上多以感知層、網路層、系統層與應用層作為架構堆疊，主要經濟效益雖來自應用層的智慧情境發展，然感知層所需的產業鏈之上游零組件仍是支撐終端場景運作重要核心，其中又以微控制器（MCU）、連接晶片與AI晶片最關鍵。

MCU方面，建立在高效能、低功耗與高整合發展主軸下，IoT MCU現行從通用MCU演化成特定為IoT應用或場景所打造，如2021年3月STMicroelectronics推出新一代超低功耗微控制器STM32U5系列，可用於穿戴裝置與個人醫療設備；Silicon Labs同期推出PG22 32位元MCU，主打空間受限且須低功耗的工業應用、Renesas RA4M2 MCU著眼IoT邊緣運用等。

連接晶片方面，受物聯網設備連線技術與標準各異影響，通訊成物聯網晶片中相當重要的一環，從蜂巢式的4G、5G、LTE-M、NB-IoT，到非蜂巢式的LoRa、Sigfox、Wi-Fi、Wi-SUN等，從智慧城市、工廠、家庭至零售店面皆被廣泛運用，範圍擴及至太空，如2020年下旬聯發科與國際航海衛星通訊公司（Inmarsat）合作，成功以NB-IoT晶片完成全球首次5G物聯網高軌衛星資料傳輸測試。AI晶片方面，隨著智慧工廠、城市等場景對數據分析越發需要精準、即時且大量處理的需求，AI與IoT結合已是現在進行式。此外，Microsoft在其2021年3月舉辦的年度技術盛會Ignite 2021上指出，2022年邊緣運算市場規模將達到67.2億美元，與深度學習晶片市場相當吻合，亦提及市場預估至2025年全球深度學習晶片市場將有望達663億美元。同時，Microsoft認為至2026年全球AI晶片有3／4將為邊緣運算所用，顯示出IoT晶片於邊緣運算的發展將成未來廠商重要布局之一。

二、邊緣AI效益顯著，成長動能仰賴數據處理過濾、邊緣智慧分析。

首先，從邊緣運算定義來看，市場雖已談論數年但定義與類別始終未統一，原因是各廠商於邊緣託管工作的目的不盡相同。例如對電信商而言，初步處理數據的微型數據中心是其邊緣端，而對製造商來說邊緣裝置可能是生產線的感測器，此也造就邊緣運算的分類方式略有出入。另外，例如IBM有雲端邊緣、IoT邊緣與行動邊緣的類別，ARM多將邊緣視為雲端與終端間的伺服器等裝置，亦有個人邊緣、業務邊緣、多雲邊緣等類型。

其次，從邊緣運算類別來看，現行分類趨勢和研究方式尚有以數據產生源為核心，藉由設備與數據源的物理距離作為分類參考，並將其分為厚邊緣（Thick Edge）、薄邊緣（Thin Edge）與微邊緣（Micro Edge）。厚邊緣多用以表示處理高數據流量的計算資源，並配有高階CPU、GPU等，例如數據中心的數據儲存與分析；薄邊緣則包含網路設備、工業電腦等以整合數據為主要目的，除了配有中間處理器外，也不乏GPU、ASIC等AI晶片；微邊源因與數據源幾無距離，故常被歸類為生成數據的設備或感測器，計算資源雖較為匱乏，但也可因AI晶片發揮更大效益。

整體而言，邊緣運算透過AI使終端設備於運行上更加智慧，不僅保有邊緣運算於延遲性、隱私性、連接性、功耗、成本等優勢，並進一步使系統具有主動性與智慧性，在平台管理、工作量合併與分布式應用也更有彈性。若以場景角度切入，邊緣AI相較傳統邊緣運算，其主要帶來的效益提升包括數據處理過濾和邊緣智慧分析，此也將成為兩技術持續結合的動能。

數據處理與邊緣分析於過往邊緣運算時已可做到，並在AI加值下進一步提升效益。以前者而言，數據透過智慧邊緣計算資源可在邊緣處預先處理數據，且僅將相關資訊發送至雲端，從而減少數據傳輸和儲存成本；從邊緣分析效能來看，過往多數邊緣運算資源處理能力有限，運行功能時往往較為單一，而邊緣智慧分析透過AI晶片賦能，進而能執行更為繁複、低延遲與高數據吞吐量的作業。

三、全球大廠搶攻IoT晶片市場，中國加重AI晶片發展力道。

IoT晶片於邊緣運算所產生的效益，使其成為廠商重要策略布局領域，雲端大廠如Google、AWS等紛紛投身晶片自製；傳統晶片大廠如ARM最新產品即鎖定邊緣AI於攝影機和火車的辨識應用、Intel亦投資1.3億美元於十餘家新創AI晶片設計廠商，NXP Semiconductors、Silicon Labs、ST則陸續在其MCU或SoC添加邊緣AI功能。此外，新創企業Halio、EdgeQ、Graphcore皆以AI晶片為主打。整體而言，若以區域來看，歐美大廠聚焦加速AI運算效能，但最積極發展AI晶片產業的則屬產官學三方皆支持的?心，代表性廠商包含地平線、華為旗下海思等代表；台灣則由產業聯盟領頭與聯發科和耐能等重要廠商。

（一）中國產官學助力，2023年AI晶片產值估將逼近35億美元。

AI產業是中國發展重點之一，其輔助政策如2017年《新一代人工智能發展規劃》、《2019年促進人工智能和實體經濟深度融合》，至「十四五」與「新基建」，都將AI視為未來關鍵國家競爭力。各大廠也因此陸續跟進，如百度發布AI新基建版圖著眼智慧雲伺服器；阿里宣布未來至2023年將圍繞作業系統、晶片、網路等研發和建設，騰訊則聚焦區塊鏈、超算中心等領域。

產官學研加重AI的發展力道也反映於AI晶片上，ASIC（特殊應用基體電路）廠商比比皆是。其中，AI晶片布局物聯網領域的廠商眾多，包含瑞芯微、雲天勵飛、平頭哥半導體、全志科技等，主要面向雲端運算、行動通訊、物聯網與自動駕駛四大領域。其中，物聯網領域進一步聚焦於智慧家庭、智慧交通、智慧零售與智慧安防部分，執行語音、圖像、人臉與行為辨識等應用。若進一步聚焦於邊緣運算領域，則以地平線、寒武紀、華為海思、比特大陸、鯤雲科技等最為積極。整體而言，TrendForce預估，中國AI晶片市場有望從2019年13億美元增長至2023年近35億美元。

綜觀中國AI晶片發展，雖有中美貿易摩擦導致設計工具、製造封測等環節較受限制，且開發成本始終居高不下，然而，藉由產官合作以及中國內需市場需求動能，仍能有效支撐該產業成長。若以邊緣運算來看，鑒於AIoT市場持續茁壯，特定應用的ASIC將是重要發展趨勢，尤以汽車、城市與製造業來看，相關場景應用如人身語音行為辨識、人車流量辨識、機器視覺等需求皆相當明朗，預期也將成廠商中長期發展主軸。

（二）台灣人工智慧晶片聯盟積極整合，監控與機器人為邊緣AI應用兩大方向。

台灣廠商聯發科和耐能同樣結合邊緣運算與AI兩技術作策略布局，就整體產業而言，2019年由聯發科、聯詠、聯電、日月光、華碩、研揚等廠商共同組成的台灣人工智慧晶片聯盟（AITA）發展迄今已越趨成形，各關鍵技術委員會（SIG）亦訂定短中長期發展目標。

邊緣AI發展則由AI系統應用SIG推動，其第一階段至2020年著眼半通用AI晶片發展與智慧監控系統應用平台的裝置端推論，2021年則聚焦以裝置端學習系統參考設計，以及軟硬體發展平台的裝置端學習為主，並規劃在2023年能以多功能機器人為主體，發展多感知人工智慧和智慧機器人AI晶片發展平台。

換言之，藉由業界在智慧裝置、系統應用與AI晶片的串聯，短期至2022年都將是台灣邊緣AI大力發展階段，並朝智慧監控、多功能機器人深化，預期此也將帶動系統整合的凌群、博遠，終端設備的奇偶、晶睿碩，以及晶片設計的聯發科、瑞昱等邊緣AI商機；但相較中國廣大內需市場，台灣仍需藉由打造讓晶片廠和系統商充分整合的互補平台，以利降低晶片開發成本，並從其中尋求更多可供切入的大廠產業鏈。

附圖：2019～2023年中國AI晶片市場推估
AI於IOT流程主要著眼數據處理與分析之效
台灣人工智慧晶片聯盟系統應用SIG發展架構

資料來源：https://www.chinatimes.com/newspapers/20210502000153-260511?fbclid=IwAR0zlvUv8MKpcHrbgpa3xRAFaQXaxZuep9TCeZ-75myILNjuDV4SWEIdKZ8&chdtv

IEK Consulting：CES 2021聚焦於後疫新常態之創新應用

【CTIMES/SmartAuto 編輯部 報導】 2021年01月27日 星期三

工研院「展望2021暨CES重點趨勢研討會」今（27）日登場，由工研院產業科技國際策略發展所針對後疫時代下，2021年科技產業之總體觀察，並針對CES 2021最新科技發展動向提出解析，期協助臺灣相關產業掌握趨勢脈動，洞見未來新契機。

美國消費型電子展（International Consumer Electronics Show，CES）堪稱年度科技業風向球，今年因應疫情，CES 2021首度改為線上展覽。在經濟部技術處支持下，工研院運用數位科技，首度以虛擬展示館參加CES 2021數位展，展出AI人工智慧、機器人、數位醫療等12項創新技術，同時舉辦超過130場的線上一對一合作洽談。

在趨勢剖析面向，工研院產科國際所研究團隊觀測到，「疫情」是CES 2021最大公約數，「數位轉型」是2021年最重要的關鍵趨勢。副所長鍾俊元指出，新型冠狀病毒（COVID-19）疫情的確對全球產業衝擊極大，已加速產業服務端、生產端的「數位轉型」。從CES觀察，今年的特色聚焦在後疫「新常態」的創新應用，大多數新產品、新技術都環繞著疫情的需求。建議臺灣服務端廠商，應加速運用數位工具，提供客戶零接觸服務體驗；生產端廠商則應充分運用數據加值生產製造，並投資於數位資產來創新價值。

CES 2021展覽特色：防疫、智慧、自動為後疫「新常態」三大需求

觀測本次展會的最大特色，工研院產科國際所研究團隊表示，防疫（Disinfection）、智慧（Intelligence）、自動（Robotics）為後疫「新常態」的三大需求，並主要呈現在「居家」、「個人」、「城市」等三種創新應用領域上，透過運用高性能運算、網絡安全（Cyber security）、物聯網（IoT）等「共通性」科技提供智慧與安全工具或平台實現。「居家」是結合工作與生活的活動總部，照顧到居家防疫需求；「個人」則重視個人化防疫與精準健康；「城市」的創新應用則強調公共衛生與零接觸商機。根據工研院預估，2025年全球將有40％的員工在家工作、有75％的病患將使用數位醫療服務，且網絡安全防護服務將有187億美元市場；預計至2030年，第四、五級自駕車產值將達600億美元，從上述後疫創新應用趨勢與機會，展望2021年，我國產業應提早布局相關產品技術發展。

後疫新生活型態：重塑AI人工智慧感知應用商機

工研院產科國際所研究團隊指出，展會中可看到肺炎疫情導致生活型態改變，衍生諸多AI人工智慧感知應用商機。展示重點歸納為三大方向：一、環境潔淨科技：透過空氣水質病毒的汙染偵測、與汙染物質成份濃度之分析判斷，藉此進行廣泛的環境監控。二、非接觸式科技：不論在居家或工作場所，透過科技使接觸感染機率降至最低。三、穿戴/手持/居家用品生理量測科技：包括手錶、耳機、戒指、貼片、手機等，導入各種生理感測元件/演算法，使用者能在減少前往醫院前提下隨時進行健康管理。預期後疫新生活型態將加速各種AI人工智慧感知應用市場的穩健成長，工研院預估2021年全球可望達到703億美元產值水準，相較2020年成長14.5%，展現出強勁市場動能。

創新應用需求驅動：半導體技術將持續推進至試產3奈米技術節點

作為推動數位生活轉型的重要推手，各廠在CES展出最前瞻的半導體技術與產品。工研院產科國際所研究團隊觀測，半導體產業未來發展有四大趨勢重點：第一、量產技術節點持續推進至7奈米與5奈米，2024年將進入2奈米，持續提升晶片運算效能；第二、客製化多核心遊戲機運算晶片，提供最佳與流暢的遊戲畫面，如Microsoft及Sony均採用AMD客製化的晶片；第三、AI人工智慧晶片持續進化至「認知智能」，經晶片精密解析後，讓顯示畫面更接近人眼所視的體驗；第四、半導體矽光子技術實現低成本光達模組，推動廣泛應用於自動駕駛車輛。在產業前景面向，展望2021年，半導體技術將持續推進至試產3奈米技術節點。國際市調機構Gartner預估全球半導體市場在2021年將年成長11.6%，推升全球半導體市場達到歷史新高的5,020億美元規模。工研院產科國際所觀察臺灣半導體產業技術持續推進與承接國際訂單之帶動，預估2021年臺灣半導體產業總產值將成長至3.5兆元新臺幣的歷史新高里程碑。

預見移動新體驗：智慧化與電動化大趨勢

汽車產業仍然2021 CES最受矚目的焦點之一。受到COVID-19疫情影響，CES 2021轉為全數位化展示，車輛領域仍有400家以上廠商參與盛會。工研院產科國際所研究團隊表示，高解析度影像雷達（Imaging Radar）成為傳統及新創廠商的新戰場，NXP、Continental、Vayyar、Arbe等從晶片到Tier 1系統供應商各推出解決方案。此外，順應電動化及智慧化的轉變，可觀察到Bosch、Aptiv、ZF等Tier 1大廠均啟動重塑新電氣電子架構，宣告未來移動將為軟體所定義。因應COVID-19，消費者對車輛內裝增加了抗菌、消毒、空氣淨化的需求，更進一步將個人車輛轉換為住家與工作場域外的「第三空間」，車輛內部空間轉化為智慧座艙，更大更多的螢幕、即時資訊串流、沉浸式音效，並導入人工智慧強調個人化的體驗，滿足駕駛與每一位乘客的需求。

個人健康新境界：數位健康創新迎商機

另一個觀展亮點是數位健康的蓬勃發展。工研院產科國際所研究團隊表示，COVID-19疫情加速了數位健康的普及，家被重新定義，在健康照護上的重要性更加強化。從醫療到日常生活，盡現未來數位健康趨勢。由疫情帶動數位健康應用的成長，助長遠距醫療、非接觸式應用快速發展。除了防疫科技，可發現5G、AI人工智慧、XR等數位科技發展帶動的數位健康應用陸續在健康照護領域落地。此外，因應生活型態（Lifestyle）而來的各項數位健康應用，也可看出數位健康科技持續擴大範疇。未來數位健康應用於不同場域之間的生理/生活數據的串連與整合度，將是未來的觀察重點。

智慧場域連結體驗：引領影音科技新浪潮

觀測CES 2021，「家」扮演推動新經濟更重要的角色，加速了新媒體影音串流、娛樂、遊戲、遠距辦公、線上學習、健身領域的趨勢發展。主辦單位消費者技術協會（CTA,Consumer Technology Association）預估，2021年北美市場在軟體與影音串流服務支出，將成長11％至1,120億美元，其中影片串流支出成長15％至410億美元，音樂串流支出成長19％至100億美元，遊戲支出成長8％至470億美元。國際大廠Samsung、LG、SONY、Panasonic等知名業者以AI人工智慧融入沉浸體驗影音科技，展示各項無縫連結智慧生活解決方案，包括：一、8K、Mini/Micro LED、可捲螢幕、透明顯示、電競新品、空間音訊、TWS等新興視聽裝置；二、5G智慧場域應用擴大，智慧感知影音互動系統、防疫科技與非接觸式技術等讓創新概念落地，並豐富使用者體驗，引領未來美好生活樣貌與推動全球科技產業向前邁進。

附圖：工研院產業科技國際策略發展所副所長鍾俊元(左三)率領研究團隊發表展望2021暨CES重點趨勢。

資料來源：http://www.ctimes.com.tw/DispNews-tw.asp?O=HK51R8Z1SZSSAA00NO

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小米創始人雷軍說：「創業，就是要做一頭站在風口上的豬，風口站對了，豬也可以飛起來，站在風口上，豬都會飛。」投資也是一樣，找到趨勢正在成長的產業，就容易找到飆股。如果現在（2020年）想要找到1年業績成長1倍的公司，在AI（Artificial Intelligence，人工智慧）產業找，一定比在傳統零售業更容易找到。

抓到對的趨勢，是投資獲利最重要的事。「Do the right thing」（做對事情） 比「Do the thing right」（把事情做好）更加重要。先找到對的產業，就是「Do the right thing」。產業趨勢對加上好的進場點，基本上投資就能掌握5成的勝率；因為產業趨勢的力量就像時代的巨輪一樣，時代的巨輪終將滾動向前，有時候甚至會凌駕於籌碼與技術分析。

當前的台股正處於法人時代（2020年2月國內外法人交易比重合計為40.67%），知道法人的想法、操作邏輯、操作依據以及操作策略，對於股市操作當然有相當的助益。而不論外資或是國內法人，選股與買賣進出的依據從來都不會是技術指標低檔黃金交叉；法人報告也從來不會是因為K線圖型態漂亮，而出具買進報告。法人重視的是產業的轉變、供需的平衡、原料或產品的報價走勢、新技術的進展、新產品的研發、新市場的拓展等，他們關注會影響公司未來基本面的因素，並且自有一套合理的獲利模型預估與評價。

簡而言之，法人在意的，其實就是產業趨勢的改變。例如，雙鏡頭導入手機，就屬於1種產業趨勢的改變，原本手機使用的拍照鏡頭顆數，由1顆鏡頭成長到2顆，這種量的倍增，就會帶動新的成長動能、新的獲利與改變；而身為台股股王的鏡頭模組大廠大立光（3008），就是順應著此波「產業趨勢」而生，更衍生出相關光學族群的大漲榮景。

因此「產業趨勢」這4個字，絕對就是許多股價驅動的源頭之一。當源頭管理做對了，於股市中自然可以如魚得水、事半功倍。這裡所說的「源頭管理」便呼應到最開始所說的，處在法人主導的市場中，挑對產業（Do the right thing），比找出好的公司（Do the thing right）重要很多。

以極端的例子來說，2019年如果花時間在半導體矽晶圓產業，或者是AI相關產業當中選股，儘管選到的不是最好或漲最多的股票，股價漲幅也幾乎都以倍數計算。然而如果是在太陽能產業或航運產業中研究，就算選出體質最好、獲利最棒的股票，也有可能漲幅遠不如其他產業的股票，甚至是漲幅還劣於大盤。

在股票市場上，如果能把源頭管理做得好，不僅可以省掉很多麻煩，而且可以順利參與產業趨勢成長帶動的股價上漲。許多真正強勢的股票，股價會呈現階梯式的上漲；也就是漲一段上來後，會經過強勢平台整理，取代大幅拉回，甚至連月線或10日線都不會破，並在橫盤整理後，出現另一段噴出行情。

這種股票很多都是處於對的產業趨勢中，包括產品漲價、獲利提升等，資金自然湧入，技術線型也會自然呈現多頭排列。因此源頭管理做得好，所選出及買進的股票，除非遇到系統性風險，否則不容易有停損或抱不住的問題。

產業趨勢抓得對，有時候股票只會買貴，不會買錯！投資獲利分2種，1種是看好1家公司的獲利能夠增加，分配利潤提升，也就是股票股利或現金股利的回報率增加；另1種則來自股票價差（資本利得），這與供需改變有關，多半是預期公司未來可能有新技術、新題材、新市場或新成長動能，進而能提高獲利或吸引市場買盤進駐，讓股價上升。而當獲利提高，股利的回報也多半會跟著增加。若只固守股利收入及股利殖利率，卻不管產業趨勢成長與否，股價上漲、下跌、持平都是有可能的；但若找對產業趨勢，不只能賺得股價價差，甚至可連同股利一起雙賺。

但要怎麼找到對的趨勢？大量閱讀、思考是必經的過程，若想要在投資這條路勝出，「大量」是成功的關鍵。而要如何定義「大量」？作家馬爾科姆．格拉德威爾（Malcolm Gladwell）在《異類》一書中指出：「人們眼中的天才之所以卓越非凡，並非天資超人一等，而是付出了持續不斷的努力。1萬個小時的錘鍊是任何人從平凡變成超凡的必要條件。」

所以，大量的閱讀與思考，對於尋找對的產業趨勢，是必要的過程。我除了每天看《經濟日報》、《工商時報》、《電子時報》與各證券公司的晨報、每期看《商業周刊》、《今周刊》、《先探》、《Smart智富》月刊、《財訊》雙週刊等雜誌來下功夫，另外還規定自己1年至少要讀12本好書，主題包括哲學、企管、財務、詩詞小說等，盡可能大量閱讀。只要肯1天花一點時間廣泛閱讀，就算還不能成為產業趨勢高手，至少對產業的敏銳度也不同於一般散戶。

每個人都必須面對投資，正視投資，跟買房、買保險一樣，沒有人躲得過。我鼓勵大家讓自己對投資有熱情，我也因為這股熱情，數十年如一日，讀報、看雜誌、研讀產業報告、拜訪公司、自己寫研究報告、盤勢分析、交易心法與產業報告、並系統化地分類產業、製作上課講義、做交易紀錄和筆記等。投資可以說是1種累積的過程，你花的時間在哪裡，成就就會在哪裡。（本文摘自《產業隊長教你看對主流產業選飆股》第2章）

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