專論

物聯網應用逐步崛起,將成為影響全球電子產業未來發展的重要關鍵 (今日合庫)
邱昰芳

2016/09/01

本文刊登於今日合庫,第501期

物聯網應用逐步崛起,將成為影響全球電子產業未來發展的重要關鍵

繼個人電腦之後,智慧型手機的崛起成為近年來帶動整體電子產業市場價值持續攀升的重要動能,但值得注意的是,歷經多年成長之後,2015年智慧型手機在主要市場趨於飽和之下,市場規模成長明顯趨緩,在缺乏明顯成長動能帶動下,2015年全球整體電子終端市場價值出現自2000年以來第四次衰退,2015年全球整體終端電子設備系統市場價值合計達1.42兆美元,較2014年衰退2.13%。在此市場趨勢下,國內外電子廠商均積極探索下一波的創新應用,企圖尋求新的成長動力。根據IC Insights的預測,2014~2019年物聯網市場價值年複合成長率將高達21%(詳見圖一),成為下一波引領市場成長的重要動能來源。台積電董事長張忠謀先生亦曾表示「物聯網(internet of things)」會是全球半導體產業的下一個重大機會(the next big thing),顯見物聯網應用的崛起,除將顛覆許多產業傳統運作模式,亦將衍生許多新的服務應用,在可預見的未來,物聯網應用將成為影響全球終端電子產業未來發展的重要關鍵。

註:上述電子終端系統涵蓋手機、標準型個人電腦、數位電視、汽車電子、平板電腦、物聯網、伺服器、醫療電子與遊戲機等九大終端電子系統產品。

資料來源:IC Insights(2015.12)、科技產業資訊室,201512月。

圖一  全球電子終端系統市場價值及其年複合成長率

所謂物聯網(Internet of Things)是透過感測技術、網路連線與大數據分析的融合運用,將各類物品連接網際網路,進行資訊交換與通訊,以達成識別、定位、追蹤、監控、管理等過程,進而實現萬物聯網的智慧應用。2005年國際電信聯盟(ITU)公佈「ITU網際網路報告2005:物聯網 (ITU Internet Reports 2005The Internet of Things) 」,此項報告以時間、地點、物品等因素架構未來物聯網的發展願景,讓人與物品可隨時隨地進行網路連接,形成無縫隙的網絡,正式宣告物聯網時代的來臨。2009年國際商業機器(IBM)公司提出智慧地球(Smarter Planet)的概念,建議美國政府應對於銀行、金融、通訊、電子、航太、汽車、能源等領域所需的新一代資訊科技加大投資,建構智慧應用基礎建設。為掌握物聯網所帶來的龐大市場機會,2009年美國總統歐巴馬正式將物聯網列為國家級發展戰略之一,並簽署金額高達7,870億美元的美國復甦與再投資法案(American Recovery and Reinvestment ActARRA),將智慧電網與智慧醫療照護等應用列為重要發展方向,使得物聯網的概念受到世界各國重視,包括英國、中國、日本、韓國及台灣等政府均將物聯網列為未來重要的發展方向之一,並陸續推出相對應的推動政策(詳見表一),引領產業升級。

表ㄧ  世界各國推動物聯網相關政策一覽表

資料來源:台灣經濟研究院產經資料庫整理,201512

隨著物聯網應用服務陸續進入商業化階段,將大幅改變消費者的生活形態,更將對於企業與政府運作模式帶來顯著的影響,在世界各國政府積極推動與國際大廠爭相投入發展與布局下,將加速物聯網產業的迅速發展。根據麥肯錫全球研究院(McKinsey Global InstituteMGI)的預測,未來物聯網將分別應用在個人、家庭、零售、商辦、工廠、車輛、城市、戶外等領域,至2025年全球物聯網所創造的經濟價值規模將達到3.9兆~11兆美元(詳見表二),其中又以工廠領域將創造最大的市場規模,其次是城市領域與個人應用,在各項應用領域都將創造龐大的市場商機,因而成為市場關注的焦點領域。

表二   2025年物聯網各類領域之市場規模與應用內容

資料來源:McKinsey Global Institute (2015.06)、台灣經濟研究院產經資料庫整理,201512月。

 

工業4.0時代,掀起智慧製造風潮

隨著物聯網時代的來臨,製造領域亦開始整合各項技術而掀起新一波的工業革命。觀察製造業的演進,第一次工業革命是利用水力及蒸汽的力量作為動力來源,第二次工業革命則進一步使用電力為大量生產提供動力,成為補充與取代蒸汽動力的新能源。第三次工業革命則開始使用電子設備及資訊技術來促進工業製造的自動化、機械化,從而減少生產成本,改變整體社會的運作模式。而第四次工業革命(工業4.0)則是運用虛實整合製造系統,以網際網路為核心,整合資通訊科技、巨量分析、物聯網等技術,發展具有適應性、資源效率及人因工程學的智慧工廠,以創造產品與服務的客製化供應能力。

近年來隨著行動網路、社群媒體、機器互聯、物聯網以及巨量分析等技術的成熟,驅使物聯網的應用加速發展,透過採用大量的感測器,3D列印、智慧機器人、自動化載具等先進製造設備,並應用物聯網、巨量資料與雲端技術,大量蒐集供應商、客戶與工廠的自身資訊,透過數據分析結合實際製造流程,促使工廠具有最佳的製造能力,以有效滿足不同客戶的大量客製化需求。

在傳統的製造體系中,製造過程多半仰賴人工執行,並需要花費較長的時間累積知識。進入到工業4.0的時代,廠商可藉由在工廠內裝設即時生產電子看板,進行遠端監控、生產參數調整與生產控制,並透過自動感測設備,依據產線環境與所需生產的產品進行機台設定,更進一步利用遠端監控倉儲設備、工具與機台使用,以建立最佳化生產流程。在製造過程中,廠商將藉由感測器隨時監控機台狀態,預測機台需維護的時間,減少不必要的停機檢測,並透過自我導引載具在工廠內或工廠間自行設定輸送路徑與優先順序。產品製造完成後,將以產品規格為基礎,自動完成品管並將結果傳送至工廠管理系統。

隨著世界各國政府加速推動工業4.0的發展之下,製造業將加速應用物聯網等相關技術,重新建構供應鏈、商業流程與服務流程,發展出新的商業模式,以提升自身的競爭優勢。在IBMGESAPBosch等國際大廠大舉投入物聯網應用平台的建置下,將逐步提供廠商各類型的解決方案,加速實現智慧製造。根據工研院IEK的估計,2015年全球智慧製造領域市場規模約529億美元,預估2020年可望進一步成長至1,332億美元,年複合成長率將達20.3%。對於台灣廠商而言,初期國內廠商將憑藉以往在資通訊產業中累積的技術與發展經驗,投入物聯網應用體系中的網路通訊、現場監控以及工廠設備與能源監控等軟硬體的發展,未來將進一步搭配巨量資料的分析與應用,逐步發展出智慧設備與智慧製程解決方案,以搶攻工業4.0時代來臨所帶來的市場商機。

 

車聯網讓汽車成為未來重要的行動載體

除製造領域的應用之外,車聯網即為物聯網在交通運輸領域的具體呈現,透過資通訊技術、行動網路與交通運輸等整合,達到行人、車輛及道路的連網化與智慧化。所謂的車聯網(Internet of VehiclesIOV)是透過感測器等資通訊技術的應用,針對車輛、行人與道路的屬性以及靜態與動態的訊息進行有效的辨識,並將相關資料彙整至雲端平台,以打造智慧化的管理與服務。而車聯網的形成,必須透過有線或無線通訊技術將車輛連接網路,以車內網、車間網和車載行動網際網路為基礎,按照通信協議與數據交換標準,在車與車、道路、行人及網際網路間,進行無線通訊與資訊交換。車聯網的出現將徹底改變汽車產業的發展生態,未來汽車除可偵測汽車零件的狀態與汽車所處環境的狀況之外,更將同時具備對外網路連接、通訊的功能,成為繼智慧型手機之後未來重要的行動載體。根據Accenture Strategy的調查,2015年全球連網車輛達3,100萬輛,連網比重僅35%,預估2020年全球連網車輛可望達到9,900萬輛,連網比重可望提升至98%,在汽車聯網比重不斷上揚,周邊產品與技術持續發展之下,全球行動通訊協會預期在2018年全球車聯網市場規模可望達到530億美元,未來深具發展潛力。

由於車聯網連結駕駛環境周遭的行人、汽車、交通設備等資訊,使得自動駕駛系統可透過車聯網再次驗證周遭物體的位置、方向與速度等資料是否與感測器所接收的資訊一致,其他物體亦可經由車聯網瞭解周遭汽車動態而避免碰撞的發生,透過雙向的反覆確認,將有效提升自動駕駛的可靠度,加速自動駕駛的發展速度。在車聯網應用的持續發展以及歐美各國陸續推動自動緊急呼叫(eCall)、自動緊急煞車(AEB)與車間通訊(V2V)等先進駕駛輔助系統的導入(詳見表三),以提升交通運輸效率、保障行車安全的趨勢之下,使得自動駕駛的未來發展深受市場所期待,因而成為近年來國內外廠商積極投入發展的焦點領域。

表三  各國推動先進駕駛輔助系統(ADAS)導入的相關政策與計畫

資料來源:台灣經濟研究院產經資料庫整理,201512月。

著眼於車聯網、自動駕駛未來將帶來龐大的市場商機,近年來國內外廠商均積極投入相關產品與服務的開發,其GoogleApple則分別推出Android AutoCarPlay等車載作業系統,利用車載設備與手機等行動裝置連線,讓駕駛人能輕易透過車載螢幕,操控電話、簡訊、音樂、導航等相關行車App的功能。而Mercedes-BenzBMWAudiVOLVO等全球主要品牌車廠亦加速投入自動駕駛相關技術的布局,以搶占市場先機。在此市場趨勢下,Gartner預估汽車將成為物聯網裝置成長最快的應用領域,未來將成為引領全球通訊產業市場進一步成長的重要關鍵。

 

軟硬體技術的成熟,驅動穿戴式裝置的發展

有鑑於個人電腦市場發展趨於成熟,平板電腦及智慧型手機市場趨於飽和,為尋求電子產業未來新的成長動能,國內外電子大廠與新創事業透過跨領域軟硬體技術的整合,積極搶進穿戴式裝置的發展。所謂穿戴式裝置是具備運算處理核心、可執行各項功能的軟體系統、網路連接能力以及不同目的感測器等功能的一種穿戴在使用者身上的電子裝置,其主要功能在於藉由各項感測器的應用,蒐集生理資訊、環境資料與動作感知等資料並進行分析,藉以提供使用者各種不同的附加價值應用,主要應用領域涵蓋健康管理、休閒娛樂、資訊傳遞、健康照護、工作安全等。

著眼於穿戴式裝置未來將深具發展潛力,各大品牌廠商近年來均加速在穿戴式裝置領域的布局,自2013GoogleSamsung分別發表 Google GlassGalaxy Gear以來,包括NikeSony、小米、FitbitPebbleGarmin等品牌大廠與新創事業均陸續推出智慧手環、智慧手錶等產品,20153月蘋果電腦正式推出Apple Watch,引發消費市場高度關注,進一步驅動穿戴式裝置市場的快速發展。在此同時,因應各大電子廠商紛紛推出穿戴式裝置搶攻市場,加上經濟景氣疲弱衝擊高階鐘錶銷售,使得包括Tag HeureSwatchMondaune等瑞士傳統鐘錶品牌大廠亦陸續推出智慧手錶,企圖在穿戴式裝置市場佔有一席之地。根據IDC的調查資料顯示,2015年全球穿戴式裝置市場出貨量達7,810萬台,較2014年大幅成長171.6%,估計2016年全球穿戴式裝置市場規模仍將持續成長,全年出貨量將達1.1億台。

除此之外,虛擬實境(VR)與擴增實境(AR)技術漸趨成熟,逐漸成為市場關注的焦點,繼2014Facebook宣布以20億美元併購VR裝置廠商Oculus之後, Google亦以5.42億美元參與新創事業Magic Leap的籌資,引發市場高度關注。根據CB Insights的調查,創投業者對於VR/AR領域的投資金額自2012年起逐年增加,2015年更進一步加大對於此領域的投資力道,全年投資金額達6.75億美元,投資件數達120(詳見圖二),顯見創投業者相當看好VR/AR領域的未來發展。

資料來源:CB Insights(2016.01)、台灣經濟研究院產經資料庫整理,20164月。

圖二  全球創投投資VR/AR企業之金額與件數

在創投業者大舉投資、國際大廠加速投入產品與技術的開發之下,2016年包括GoogleSamsungOculusHTCSony均陸續於各大消費性電子展中展出最新的VR/AR裝置,相關遊戲、影音等廠商亦陸續推出VR內容,讓消費者得以體驗虛擬實境/擴增實境所帶來的娛樂效果。隨著各大品牌的虛擬實境硬體裝置陸續上市(詳見表四)2016年全球VR/AR市場規模將逐漸起飛,成為全球穿戴式裝置市場的另一亮點。

表四 全球VR/AR裝置主要廠商發展概況

資料來源:各公司、今周刊(2015.12)、台灣經濟研究院產經資料庫整理,20164月。

 

2015年我國通訊產業產值持續成長,惟成長力道明顯趨緩,發展逐漸面臨瓶頸

觀察2015年我國通訊產業的產值概況,受惠於中國持續推動寬帶中國政策、投入光纖網路基礎建設的布建,加上美國持續提升網路傳輸速度,均推升寬頻網路設備需求穩定增加。除此之外,著眼於物聯網未來深具發展潛力,國際大廠紛紛推出車聯網、智慧家庭等應用以及建立資料中心,加上各國政府亦積極推動智慧城市等應用服務,亦帶動交換器等通訊設備的需求增溫,故2015年我國網路通訊設備產值呈現穩定成長的態勢。另一方面,就行動裝置而言,受惠於新興市場對於智慧手機的需求明顯增加,加上國內手機代工廠商成功切入主力品牌供應鏈,帶動2015年我國行動裝置產值仍能持續維持成長態勢,惟受到全球智慧手機市場成長趨緩,中國本土品牌崛起以致市場競爭漸趨激烈,導致我國行動裝置產值成長幅度明顯趨緩。整體而言,受惠於國內手機品牌廠商成功拓展新興市場,代工出貨持續成長以及寬頻網路設備、交換器、機上盒等網通設備需求穩定成長下,2015年我國通訊產業整體產值達1.05兆,較2014年成長4.56%,呈現溫和成長的態勢(詳見表五)

表五  2011年~2015年我國通訊產業產值一覽表

單位:億元;%

註:產值統計含國內外產值。

資料來源:工研院IEK、經濟部ITIS計畫(2016.02)、台灣經濟研究院產經資料庫整理,20164月。

 

2015年國內廠商營運表現差異甚大,其中以網通設備廠商表現相對較佳

觀察我國通訊產業主要廠商2015年營運概況(詳見表六),廠商營運表現差異甚大,就手機相關廠商而言,受到全球智慧手機市場成長明顯趨緩,中國手機品牌迅速崛起,以高規低價的策略大舉搶攻中高階手機市場,面對價格競爭更加激烈的衝擊下,我國智慧手機品牌及代工廠商2015年營運表現疲弱,其中宏達電全年營收年衰退幅度高達35.24%毛利率更進一步下滑至18.04%,稅後虧損高達155.33億元,營運表現低迷,為此,宏達電自2015年第三季起宣布進行組織改造,透過裁員、出售閒置廠房等措施進行成本縮減,並加速投入虛擬實境裝置(VR)的開發,以尋求東山再起的可能。至於以手機代工業務為主的華冠,受到SONYLG等主要代工品牌客戶手機銷售缺乏成長動能,加上市場價格競爭激烈,代工價格不斷下滑,以致華冠2015年營收年衰退幅度亦高達二成以上,毛利率更下探至6.24%,稅後虧損達3.61億元,營運呈現弱勢表現。

另一方面,在網通設備廠商方面,除友訊、合勤、明泰及鼎天等廠商營運表現疲弱之外,而正文、智邦、中磊、啟碁及兆赫等廠商2015年營運表現則相對優異。其中正文全年營收雖僅呈現持平態勢,但因逐步轉型投入雲端相關應用,帶動毛利率明顯上揚,2015年本業成功轉虧為盈,稅後淨利年增率高達188.46%,呈現強勁的成長力道。中磊則受惠於電信寬頻網路設備需求明顯成長,毛利率雖因市場競爭激烈而略微下滑,但由於營收規模的明顯放大,帶動其獲利亦呈現明顯的成長。除此之外,智邦因投入網通軟硬體技術發展有成,順利切入符合SDN規範之網路交換器市場,在高階網路交換器出貨比重有效提升下,毛利率明顯上揚,使其獲利水準創下近14年來的新高。在衛星通訊廠商方面,啟碁2015年因順利接獲北美電信商智慧家庭網通設備訂單,加上陸續切入車聯網、智慧電表等領域,帶動其營收明顯增溫,在毛利率持穩下,全年獲利表現相對亮眼。而兆赫受惠於歐美電信營運商投入新一波機上盒、寬頻與智慧家庭應用升級計畫,帶動STB整合無線寬頻、視訊隨播能力的換機潮,2015年營收大幅成長,帶動其獲利表現亦呈現明顯的成長。

就消費性網通產品而言,受到中國廠商低價競爭,加上匯率波動劇烈影響下,包括友訊、合勤等品牌大廠2015年均積極尋求轉型,調整產品結構,在轉型效益仍未顯現之下,2015年營運表現相對弱勢,均呈現由盈轉虧的態勢。而鼎天等GPS廠商受到衛星導航產品大多整合至車用系統中,市場需求明顯下滑,雖持續尋求切入車用GPS市場,在轉型效益未能有效顯現之下,2015年雖仍能維持獲利表現,但獲利水準明顯較2014年衰退。

表六  2015年我國通訊產業主要廠商營運概況

單位:億元;%

資料來源:公開資訊觀測站、台灣經濟研究院產經資料庫整理,20164月。

 

著眼於物聯網市場深具發展潛力,國內通訊廠商加速投入智慧家庭、智慧製造、車聯網及穿戴式裝置等領域發展

近年來我國通訊產業受到消費性網通產品價格競爭激烈,智慧型手機品牌出貨表現不如預期,代工利潤持續下滑,導致整體產業產值缺乏明顯的成長動能。為尋求新的成長動能,2015年國內通訊廠商均加速投入營運轉型,調整產品結構,並陸續投入智慧製造、車聯網以及穿戴式裝置等物聯網相關應用,以推升營收規模與獲利的進一步成長。

在工業聯網領域方面,在智慧製造的風潮下,面對各國加速推動工業4.0的發展,促使製造業加速投入智慧化的行列,促使國內廠商陸續投入工業聯網應用領域的布局(詳見表七)。由於工業物聯網必須整合不同設備的通訊協定與軟體平台,透過共通的網路基礎,才能讓工廠端的現場資料轉換成可供分析決策的資訊,在此市場趨勢下,為加速布局工業聯網應用領域,2015年包括神準、普萊德等網通設備廠商憑藉以往在網通產品的發展經驗,擴大對於工業控制領域的研發資源,以爭取工業聯網應用相關訂單。而研華、樺漢、新漢等工業電腦廠商亦透過併購或策略聯盟的方式,整合網通設備廠商在通訊產品方面的優勢,推出工業聯網的整體解決方案,共同爭取物聯網應用於工業市場所帶來的龐大市場商機。

表七  國內廠商投入物聯網應用之發展概況

資料來源:各公司、台灣經濟研究院產經資料庫整理,20164月。

另一方面,有鑑於各大車廠與資通訊廠商加速投入車聯網的發展,國內通訊廠商亦將車聯網應用列為重點投入的焦點領域(詳見表八),其中啟碁與明泰近年來陸續投入車用間通訊模組與車用雷達產品的開發,在陸續取得車廠認證之下,2016年將陸續開始出貨。而神達、威潤、鼎天、台灣國際航電等衛星導航廠商則逐漸由單一功能的衛星導航產品轉為發展車載GPS模組與系統,並且爭取與電信廠商合作,發展車隊管理等相關車聯網應用服務。

表八  國內廠商在車聯網領域布局概況

資料來源:各公司、台灣經濟研究院產經資料庫整理,20164月。

除此之外,包括華碩與宏達電等手機品牌大廠亦積極投入穿戴式裝置市場的發展, 其中華碩陸續推出Zenwatch智慧手錶,爭取消費者認同,而宏達電則將虛擬實境裝置列為未來布局重點,除參與美國醫療虛擬實境軟體Surgical Theater融資外,更爭取與中國網咖網路業者順網科技的合作,所開發的VR頭戴式裝置Vive20164月正式出貨。另一方面,宏達電更宣布與美國運動品牌Under Armour展開跨界合作,共同發表智慧穿戴配件「UA HealthBox」,攜手搶攻健康管理市場,營運發展重點逐步由智慧手機轉移至VR、智慧手環等穿戴式裝置,以尋求新的成長來源。

 

面對總體經濟景氣疲弱及行動終端缺乏成長動能,2016年我國通訊產業產值成長將進一步趨緩

展望2016年,面對全球總體經濟景氣疲弱,使得企業對於網路設備的投資顯得保守,亦衝擊智慧型手機等行動終端產品的消費意願,促使我國通訊產業產值缺乏明顯的成長力道。在行動終端方面,受到全球智慧型手機市場趨於飽和,中國手機品牌崛起持續壓縮國內品牌廠商的生存空間,加上PND裝置市場持續萎縮的影響下,行動終端2016年產值僅6,108億元,年增率為2.17%,成長幅度將進一步趨緩。在網通設備方面,雖受惠於電信商仍將持續投入寬頻網路升級,帶動寬頻網通設備需求穩定成長,但受到消費性網通產品價格競爭激烈,企業網路設備投資趨於保守,使得2016年網路通訊設備產值年增率僅3.02%,亦呈現成長趨緩的態勢。整體而言,在行動終端與網通設備發展逐漸面臨瓶頸,國內廠商將加速投入營運轉型,投入新興應用領域的發展下,預計2016年整體通訊產業產值為1.07(詳見表九),僅能呈現微幅成長的態勢。

表九  我國通訊產業產值統計及預估一覽表

單位:億元;%

註:產值統計含國內外產值。

資料來源:工研院IEK、經濟部ITIS計畫(2016.02)、台灣經濟研究院產經資料庫整理,20164月。

 

國內通訊廠商必須加速強化跨領域整合與軟體設計能力,打造創新服務模式,才能在物聯網時代中脫穎而出

面對2016年智慧型手機等終端電子產品市場成長將進一步趨緩、市場價格競爭漸趨激烈,使得過去以通訊硬體設備發展為主的國內通訊廠商將面臨更嚴峻的挑戰,在此市場趨勢下,國內通訊廠商為尋求新的成長動能,近年來均已逐步投入智慧製造、車聯網及穿戴式裝置等物聯網應用領域的布局,但值得注意的是,物聯網產品具有少量多樣的特性,國內廠商必須揚棄過往強調大量生產的思維,因應物聯網產品的特性,發展出彈性化的組織架構與製造流程,才能在物聯網的時代中獲得終端客戶的青睞。除此之外,物聯網的應用大多不是單一產品線,而是完整的解決方案,軟體與應用服務才是利潤之所在,未來除需強調軟硬體的整合之外,因應不同的垂直應用市場,廠商必須具備跨領域整合的能力,才能在物聯網時代中脫穎而出。未來國內廠商在投入物聯網應用的發展過程中,除可透過策略聯盟、併購等方式,強化跨領域整合的能力之外,更必須加速強化對於軟體設計的能力,打造出創新服務模式,才能在這一波萬物聯網的風潮中,取得有利的競爭地位。

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