汽車/穿戴式應用需求湧現　M2M模組廠擴張LTE產品線

長程演進計畫(LTE)機器對機器(M2M)模組將加速滲透物聯網(IoT)市場。隨著歐美、日韓和大中華區的LTE網路建置日益完備，M2M模組廠不僅加足馬力開發新一代LTE多模、單模和VoLTE(Voice over LTE)解決方案，以滿足車聯網、影音串流等高速資料應用需求；同時也開始著手布局LTE機器類型通訊(MTC)等前瞻技術標準和產品陣容，進而降低LTE模組設計複雜度，搶攻另一塊須常時開啟，且對功耗和成本極為敏感的低資料量物聯網應用市場。

與此同時，穿戴式裝置逐漸在物聯網市場嶄露鋒芒，可望引爆新藍海商機，因此處理器業者和M2M模組廠也傾力發展相關的系統單晶片(SoC)平台、無線區域網路(Wi-Fi)、藍牙(Bluetooth)Smart和近距離無線通訊(NFC)解決方案，並加碼投資穿戴式裝置軟硬體開發工具，以及M2M雲端連結平台，邁入物聯網發展新里程碑。

高/低資料量應用雙漲　LTE M2M模組商機連綿

圖1　金雅拓M2M產品部門副總裁Andreas Haegele指出，NFC可增強M2M設備資料安全，未來在物聯網市場也極具發展潛力。

LTE一向被看作是高速傳輸的代名詞，初期在物聯網領域也鎖定無線路由、高頻寬影音串流和車載資通訊(Telematics)等高資料量應用；不過，由於歐美國家已相繼公布收回2G頻譜的時程，醞釀轉向4G全IP網路，再加上LTE供應鏈漸具規模，導入成本降低，因而也驅動系統廠計畫在無線感測節點、遠距照護和計量儀表等較低資料量應用中，直接採行LTE方案，以符合長期發展經濟效益。

金雅拓(Gemalto)M2M產品部門副總裁Andreas Haegele(圖1)表示，在LTE高、低資料量應用需求陸續湧現下，M2M模組廠正積極擴張LTE產品線，針對高資料量應用，供應商大多皆已具備Cat. 4、下行傳輸速率高達150Mbit/s的LTE多模(向下相容2G、3G)模組，下一階段則朝VoLTE及Cat. 6、300Mbit/s的LTE-A規格發展。

Haegele強調，金雅拓更已開發出LTE多模加全球導航衛星系統(GNSS)的高整合模組，並正攜手北美電信商和設備業者測試VoLTE方案，可望於2015年投產；同時也持續加強與射頻(RF)元件商合作，研發內建互補式金屬氧化物半導體功率放大器(CMOS PA)和多重輸入多重輸出(MIMO)天線的LTE-A模組，可望在2016～2017年問世，全面滿足系統廠對更高傳輸速率和定位精準度的設計要求。

針對低資料量應用，業界則鎖定LTE Release 12版本中的MTC通訊協定，其基於Cat. 1、傳輸速率10Mbit/s規格，具備高可靠度、安全性、大量設備傳輸/定位和可群組管理等特色，有助M2M模組廠大幅降低LTE模組成本和功耗，進而打入各種須常時作業的物聯網應用。

Haegele透露，3GPP下一版Release 13標準將採用Cat. 0、傳輸速率1Mbit/s規範，發展超低功耗且成本親民的LTE M2M通訊協定，刺激低資料量物聯網應用轉向LTE，為市場挹注新的成長動能。

Haegele認為，基於設計成本和應用層面考量，未來系統廠勢將採用不同功能定位的M2M模組，因此模組廠也須持續擴大投資LTE-A和LTE MTC產品線，方能迎合此一設計趨勢。 事實上，在廣泛的物聯網應用中，車聯網正率先崛起，主因係歐美車廠全速發展內建車載資通訊、安全輔助系統的智慧汽車，使車聯網應用在整個物聯網產業中率先發光發熱，並刺激車用無線和定位M2M模組需求高漲，吸引各家M2M模組廠加碼投注研發資源，強攻多模LTE、多衛星GNSS和WLAN模組。

車聯網商機搶先爆　無線/定位M2M模組身價漲

圖2　u-blox台灣區總經理江敏楠提到，該公司正如火如荼研發下一代LTE-A M2M模組，可望在2016～2017年開花結果。

u-blox台灣區總經理江敏楠(圖2)表示，智慧家庭、智慧能源、車聯網和工控自動化等應用皆屬於物聯網的一環，不過，由於各產業在新技術導入時程，以及相關系統製造商發展策略的不同，商轉速度並不一致。其中，車聯網因歐美、日本和中國大陸主要車廠相繼展開投資，且汽車為高附加價值產品，相對擁有新增無線和定位M2M模組成本的空間，遂率先在眾多物聯網應用中嶄露鋒芒，成為M2M模組廠競逐焦點。

車聯網主要分為Telematics和汽車安全輔助系統兩類應用，從今年初各大國際展會可發現，前者正加速朝高速、大資料量的影音串流應用發展，刺激LTE多模M2M模組(向下相容2G/3G)需求攀升。至於後者則強調可靠度、穩定性，對資料傳輸頻率和速率要求較低，如緊急救援系統(eCall)、胎壓監測系統(TPMS)等，除須採用技術較成熟2G/3G或WLAN模組，亦須引進新型多衛星GNSS方案，在在為M2M模組廠挹注出貨成長動能。

事實上，車載娛樂和安全系統因功能規格要求不同，一直以來都壁壘分明，但近期LTE出現正逐步打破兩者之間的藩籬。江敏楠分析，車載娛樂和安全系統邁向整合，原因在於歐美國家已規畫收回2G使用頻段，供應4G網路長期發展所需的頻譜資源，所以車廠必須將此納入考量，轉向以LTE多模模組為核心，開發各種資訊娛樂和安全車聯網應用，以滿足現階段LTE覆蓋率未達100%，仍須換手(Handover)至2G/3G的需求，並符合車載系統至少10∼15年使用年限的前提。

也因此，LTE多模M2M模組已成兵家必爭之地，甚至有M2M模組廠針對各區域市場需求，擴大投資LTE加2G、LTE加3G或LTE單模(LTE-only)產品線，以多元性價比方案吸引車廠和一級(Tier 1)供應商埋單。江敏楠認為，全球電信業者正馬不停蹄擴建4G網路，預估至2017年LTE訊號覆蓋率將達到2G/3G水準，屆時LTE-only模組需求可望順勢起飛，促進各種物聯網設備降低成本。

與此同時，中國大陸的北斗和歐盟伽利略(Galileo)衛星系統陸續商轉，也有助車聯網發展。江敏楠強調，新的衛星系統上線後，M2M模組廠將能打造多衛星GNSS模組，大幅提高車載系統定位精準度，並可依區域性需求，提供GPS/GLONASS加北斗或伽利略衛星的彈性配置方案，以縮減成本並提高當地系統廠採購意願。近期u-blox即搶先推出兼容多衛星系統的GNSS模組，掌握市場先機。

江敏楠更透露，為實現車機與行動裝置連結功能，車廠近來也積極布局車內聯網方案，進而帶動Wi-Fi和藍牙模組需求；為卡位商機，u-blox日前已斥資2,500萬瑞士法郎購併connectBlue，取得關鍵的Wi-Fi/藍牙模組矽智財(IP)和軟體堆疊(Software Stack)技術，未來可望推出LTE、GNSS和WLAN模組一次購足的方案，幫助車廠量身訂作車聯網應用設備。

上海移遠通訊(Quectel)副總經理王勇也呼應車聯網將快速蓬勃的說法，並引用市調機構報告指出，2015年中國大陸市場將有一千萬輛新車導入Telematics設備，帶動周邊系統零組件產值達1,000億元；至於2025年全球則將有一億零四百萬輛新車內建Telematics，以支援車內互動娛樂、即時雲端應用服務(如導航、影音下載等)，可見車聯網市場前景可觀。

另一方面，王勇強調，安防監控商機亦正蓄勢待發。尤其在雲端運算與物聯網技術日益成熟下，安防產業正加速走向IP網路化和智慧化管理，刺激新一波M2M模組技術發展需求；因此該公司也將持續擴展3G/4G模組陣容，以及資料安全防護機制，以因應大量且須保密的視訊傳輸需求。

物聯網新勢力竄紅　穿戴裝置再掀M2M模組需求

繼車聯網、安防監控之後，業界則看好穿戴式裝置將刺激下一波行動/無線通訊晶片和M2M模組需求，相關業者也正馬不停蹄投入布局。王勇表示，智慧可穿戴設備無疑是今年最值得關注，且發展最迅速的物聯網應用，不僅三星(Samsung)、索尼(Sony)、中興和華為等系統廠皆加入智慧穿戴設備生產行列，全球主要M2M模組供應商，以及聯發科和博通(Broadcom)等無線晶片商亦紛紛推出穿戴式SoC及開發平台，足見整個供應鏈皆因穿戴式熱潮而為之瘋狂。

其中，博通於今年3月推出業界首款用於穿戴設備的定位晶片，緊接著，聯發科則發表穿戴式裝置專用的小尺寸SoC，至於高通則強打其處理器與無線方案整合能力，積極拉攏穿戴式裝置開發商。

王勇指出，以往大部分M2M模組僅具有傳輸功能，並不具備物聯網智慧化處理能力，隨著晶片業者構築的穿戴式軟硬體開發平台日益成熟，M2M模組將能整合更先進且多元的無線聯網、感測器和電源管理方案，並提高軟體可靠度，進而加速推展下世代微型、低功耗產品，突破現有M2M模組進駐穿戴式裝置的障礙。

事實上，穿戴電子係推展遠距醫療的關鍵拼圖，其不同於車聯網、影音串流等高速設計，重點在於常時開啟，以及低資料量、低頻率的傳輸工作，將以藍牙Smart、ZigBee、Sub-GHz等無線連結技術，或是未來的LTE MTC方案為主。

舉例來說，近期市面上已出現整合藍牙Smart功能的2G/3G模組，並維持小尺寸、低功耗設計規格，可協助系統廠開發穿戴式產品，再透過藍牙技術連接主要的行動裝置，構成全新的智慧型行動運算應用生態系統。未來，藍牙Smart可望大舉進駐心率監測儀、血糖儀和計步器等可穿戴式電子設備。

芯訊通銷售總監李斌進一步強調，穿戴式裝置要求極致輕薄、長時間工作，對M2M模組的規格要求相當嚴格，包括封裝尺寸更小、功耗和成本更低，且須縮減天線占位空間並增加擺放位置彈性；因此模組廠在研發階段就須考量一切可縮小尺寸的因素，包括MINI-PCIe、表面黏著技術(SMT)等封裝方案，以及全新天線形式，以求達到小而精的無線/定位M2M模組。

加速物聯網商用　M2M雲端平台重要性遽增

圖3　司亞樂M2M部門行銷副總裁Olivier Pauzet認為，軟體將是M2M模組廠實現差異化的關鍵。

除硬體技術外，軟體開發工具亦是M2M模組廠布局重點。司亞樂(Sierra Wireless)M2M部門行銷副總裁Olivier Pauzet(圖3)表示，儘管物聯網硬體技術日漸成熟，且各大市調機構皆信誓旦旦，預言未來幾年內將有數百萬台設備實現聯網功能，但是要全面落實，系統廠仍面對極大挑戰，尤其是M2M作業平台和應用程式從設計、部署到後續維護，皆須投注大量時間金錢，將為物聯網商用發展埋下隱憂。

Pauzet強調，物聯網構成要素除聯網性能優異的M2M設備和閘道器等硬體方案外，包括設備對設備，以及與雲端中心之間的溝通平台亦扮演重要角色，因此M2M模組廠不能單純從硬體設計的角度出發，必須將產品研發視野延展至軟硬體兼備的完整方案(圖4)。

Pauzet認為，在硬體差異性愈來愈難突顯的情況下，物聯網設備到雲端的解決方案，將成為模組廠新的技術角力戰場；該公司正不斷擴大投資開發M2M雲端平台、應用程式開發套件，以及建置開發者社群，從而加快嵌入式M2M設計時程，並協助系統廠以較低成本打造客製化應用。

圖4　物聯網設備連結雲端的軟硬體架構圖

顯而易見，物聯網應用將為M2M模組廠引來豐富的軟、硬體設計商機，並將掀動新一輪技術競賽，讓整個產業更加活絡。