歐美及中國大陸領頭衝刺　智慧城市發展掀首波高潮

全球智慧城市數量可望在2013～2025年激增四倍。智慧城市目的是解決都市化所衍生的資源短缺問題，藉由ICT科技和半導體解決方案可有效緩解城市交通壅塞和資源浪費等問題，高度提升資源利用率和都會生活品質。由於歐美各國、日本和中國大陸等正面臨諸多城市資源分配問題，因而紛紛投入發展城市智慧化管理方案(圖1)，可望促進智慧城市數量在未來10年間快速增長。

圖1　智慧城市應用系統架構圖

目前在新加坡、澳洲布里斯本(Brisbane)和瑞典斯德哥爾摩(Stockholm)，皆已運用智慧交通系統來減輕塞車與污染；法國巴黎(Paris)大型醫療院所則導入整合式病患照護管理解決方案，從而追蹤住院病患的病程。此外，義大利和美國德州(Texas)亦已利用智慧型計量器與儀器，改善城市供電網路的穩定性和效率，並計畫進一步結合再生能源發電系統與電動車(EV)充電管理機制。

智慧城市亦可透過感測裝置，管理水用量或提供儲水量等重要資訊，西班牙聖坦德(Santander)就利用土壤溼度感測器來偵測土壤灌溉需要多少水源，讓珍貴的水資源可以利用在刀口上。

除有效利用資源，智慧城市還可以為市民和政府帶來意想不到的利益。對市民而言，智慧城市提升生活品質，如此一來即使住在都市也能擁有優良的生活環境；對政府來說，發光二極體(LED)燈就是一個最好的例子，城市的路燈改為LED方案後便可省下多達40%的能源成本預算。

基於智慧城市概念，國際物流產業更積極導入資訊化和自動化系統，促進智慧物流方案的發展快速崛起；其引進物聯網設計架構，以即時資訊傳遞的方式提升整體產值，連帶引發感測技術和軟硬體平台的需求激增，將成為智慧城市中的一大亮點。

趕搭城市物聯網風潮　智慧物流市場前景看好

工研院IEK分析師蘇明勇表示，智慧物流的興起主要帶動硬體設備、整合平台以及終端服務的需求。其中硬體指的是晶片和感測器產品，利用這些感測設備可以蒐集相關數據；整合平台為開放式軟硬體整合平台，用來連接裝置，並傳遞以及分析相關數據；終端服務則代表服務供應商，負責將分析結果運用於上述的物流領域。

智慧物流的運用領域廣泛，可套用在物流車輛管理、運輸資料收集、倉儲管理，以及零售管理。以配送管理系統為例，智慧化管理可以協助快遞業者掌握配送時間，藉由貨物上的感測器回傳資料，可以即時掌握貨物情形，為消費者做第一時間的處理。

事實上，智慧物流的商機源自於電子商務市場的大幅成長，以中國大陸電子商務市場中的線上購物為例，2012～2015年年平均成長率即高達32%，預估2015年產值將上看3.3兆人民幣，可見電子商務所帶動的物流市場商機也非常龐大。

看好此一發展，中國大陸電子商務業者阿里巴巴早已積極布局智慧物流市場，除和中國郵政簽訂協議，共同建立智慧物流網路；更跨足國際海運領域，預 備和中國海運聯手打造全球電子商務物流服務平台。

Google也在美國推出當日物流購物體驗(Google Shopping Express, GSE)，預計將會陸續結合支付、商品搜尋、團購等相關服務。消費者可以在線上選擇想要購買的商品，並決定希望送達的時間。

台灣廠商在結合射頻辨識(RFID)、全球衛星定位系統(GPS)或長程演進計畫(LTE)技術的晶片、零組件及感測器產品製造方面具有絕佳優勢，因此想跨足智慧物流領域並非難事；但台灣物流產業的資訊能見度低、物流成本高且缺乏資訊雲端服務平台商與大型系統整合商，則是較弱的一環。

此外，軟硬體的整合仍舊是台灣廠商最頭痛的問題，因此系統整合上持續引進國外技術，如美國UPS PTS貨物追蹤系統及德國WINCOR mPOS系統。對此，蘇明勇建議，未來台灣若想提高物流產業的服務價值，產業間必須尋求合作，以發揮各自強項共同建構完整的生態系統。

挹注下一波投資動能　亞太區躍居智慧城市發展重心

儘管歐美在布建智慧城市方面搶先一步，但未來亞太地區在智慧城市數量上被認為更具發展潛力，2025年將位居全球智慧城市數量領先地位。國際市調機構IHS指出，2013年全球智慧城市的數量已有二十一座，2025年之前，可望達到八十八座。以地區來看，2013年歐洲、中東和非洲地區擁有全球數量最多的智慧城市，但2025年亞太地區將扭轉此一局面，躍居全球之首。

IHS連結、智慧家庭和智慧城市副總監Lisa Arrowsmith表示，相較於已開發的歐洲國家，亞太地區對於建置智慧城市的支出，現階段並沒有那麼顯著，這表示亞太地區國家在未來確實具有較大的發展潛力。

當城市經濟走向高度發展，成本和生活品質勢必要從中擇一，而智慧城市卻可帶來雙贏的局面。IHS認為，智慧城市有效提升市民生活品質後，也就大幅降低人口外流的機率，讓他們繼續為城市創造營收和稅收；同時由於資源被有效利用，因此可以吸引更多外資和人口進駐，這些都是吸引亞太地區發展中國家投入營造智慧城市的動力。

以IHS所定義的智慧城市而言，全球智慧城市計畫的年投資金額在2013年僅些微超過10億美元，而在亞太區國家大舉展開布建後，2025年的投資金額則將大幅上揚至120億美元。

政策投資力道續增　大陸衝刺智慧城市試點計畫

就亞洲地區的智慧城市發展動態來看，中國大陸無疑是最積極推動的國家之一，除早在十二五計畫中就明定新型城鎮化政策，同時也搭配試點城市經費補貼方式，鼓勵各個城市加速建置智慧城市管理系統；不僅如此，中國大陸更已於今年中正式起草下一波5年發展綱要，將在新的十三五計畫中，持續增強智慧城市發展力道。

工研院IEK專案經理侯鈞元表示，一般認為北美在智慧城市的發展上，將是率先投入布局的領頭羊角色，然而，該地區人民一向注重隱私，對基於物聯網、開放資料平台的智慧城市應用概念來說，反而形成一股極大的阻力，致使北美並未強力推行相關政策。現階段北歐、日本，以及近來積極投入的中國大陸，才是智慧城市相關應用主力推手，隨著中國大陸未來逐漸加強投資力道，智慧城市供應鏈的發展重心也將加速轉向亞太區。

據悉，中國大陸政府近期已祭出慣用的銀彈攻勢，設立智慧城市試點補貼方案，全力推動智慧交通、能源和監控等應用，並因應與日俱增的都市人口，加速建置電子化政府系統，目標係在2020年前將一半以上城市升級為智慧城市。

侯鈞元透露，雖然中國大陸智慧城市補貼方案初期僅限定本土企業，以保護相關業者，但仍吸引不少國際大廠如IBM、思科(Cisco)，以及台商研華和台達電等積極透過企業合資，或在當地開設子公司或機房的方式，爭取龐大市場商機。

有鑑於智慧城市含括的範圍廣大，因此IHS也特別為此提出定義。Arrowsmith表示，一個城市中導入結合ICT科技的解決方案，且該方案可用於兩個以上的不同城市應用領域，就可被定義為智慧城市。這些應用包含行動通訊、運輸、能源及基礎設施等。

技術架構漸成形　智慧城市加速推展

侯鈞元則指出，目前業界多以是否具備感知、網路、平台和應用等四大分層系統架構(圖2)，評估智慧城市建置完整性。其中，感知層係基礎元素，由無線感測網路節點(WSN)、行動裝置、個人電腦及閘道器等裝置組成，網路層則代表電信網路、IP網路及未來的物聯網路，做為巨量資料(Big Data)流通管道；而平台層即為雲端運算中心，將匯聚城市能源、交通和電子化政府等資料進行分析，轉化為可利用的資訊後，便可在應用層實現智慧電網(Smart Grid)、智慧交通系統(ITS)、智慧物流或遠距醫療等，將城市推向智慧化管理。

圖2　智慧城市分層架構暨廠商布局

由此可見，物聯網裝置普及程度、寬頻網路布建成熟度、雲端資料中心資料吞吐量與運算能力，皆意味著智慧城市推廣難易度，由於中國大陸已躍居全球最大行動裝置市場，中國移動亦手握全球最多電信用戶，再加上IT、網通設備端的華為和中興兩大護法，以及阿里巴巴、百度、騰訊等網路服務業者日益壯大等優勢，因此不難想見其在智慧城市領域將急起直追。

迎合智慧系統設計　嵌入式處理器整合度翻升

無論智慧物流、智慧電網、智慧交通系統、智慧監控、智慧家庭、工業自動化(Industrial Automation)和車聯網等應用，皆須導入大量ICT解決方案，尤以嵌入式控制、感測器和通訊模組最為關鍵，相關元件供應商可望雨露均霑。

德州儀器半導體行銷應用協理暨資深科技委員會委員鄭曜庭(圖3)表示，在整個智慧城市中，嵌入式處理器應用將無所不在。以智慧電網為例，從電廠到家庭的端對端(End-to-end)解決方案，將包含感測機制、閘道器、高效能運算(HPC)和無線射頻(RF)等元素，而將這些環節組織在一起的方案就是導入嵌入式處理技術，讓個別系統具備資料轉換、處理，以及與其他系統溝通的能力。

圖3　德州儀器半導體行銷應用協理暨資深科技委員會委員鄭曜庭認為，智慧城市及各種物聯網應用，將驅動帶來全新的軟硬體設計成形。

鄭曜庭指出，由於智慧城市系統關乎市民安全，因此對嵌入式控制元件的要求將非常嚴格。對晶片商而言，在類比前端設計上須達成更高精準度，而在數位處理方面亦須邁向異質系統架構(HSA)，實現中央處理器(CPU)、繪圖處理器(GPU)、數位訊號處理器(DSP)，以及低功耗、即時處理的微控制器(MCU)高度整合設計，並搭配韌體和軟體管理工作任務，以兼顧嵌入式控制晶片的運算效率、功耗、占位空間、可靠度和功能性安全表現。

針對車聯網和工業自動化，嵌入式處理器除統整系統運算和通訊控制功能外，還要考量體積和安全性。鄭曜庭強調，德州儀器最新車用嵌入式處理器，即整合Cortex-A15/M4、獨家DSP核心和嵌入式視覺運算引擎(EVE)，並內建電源管理晶片(PMIC)提高能效，能滿足車載系統性能要求，並克服嚴峻的環境變數挑戰。

下一階段，晶片商須導入更高整合電路設計、先進封裝，並開發各種聰明的演算法，以迎合智慧城市發展。