硬體開源正流行，能否帶領台灣走出困境？|數位時代 BusinessNext

在一片不景氣中，是什麼全新品牌能在不到兩年間，售出超過 200萬台，估計到 2014年 2月還能再賣出 100萬台這樣的強勁後勢？如果你還想不起來，讓我們從時代雜誌2012年度十大科技產品回想起！

那年的入選者裡：iPhone 5、Galaxy Note 2、Wii U，很有印象；Lytro 光場相機，很酷的新玩意。但是今天都不談他們，而是看似不起眼的主機板 ─ Raspberry Pi，它站上了十大科技產品第四，和前面提到的新穎科技產品比肩，更以一個新品牌的角色快速成長。

[![1](http://yowureport.com/wp-content/uploads/2014/03/1.png)](http://yowureport.com/wp-content/uploads/2014/03/1.png)Raspberry Pi, photo credit: [Petter Kraabøl](http://www.flickr.com/photos/zarlach/8664958013/)

Raspberry Pi 是一塊體積只有一個火柴盒大小的主機板，由英國的 Raspberry Pi 基金會推出，原始目的是希望藉由低價硬體和自由軟體刺激學校的基本科學教育。但是這塊主機板接上需要的週邊，螢幕、鍵盤滑鼠、電源、網路線之後，就像一台電腦，一般電腦上能做的許多事都可以在 Raspberry Pi 上面實現，不只是上網或文書作業，甚至連播放 Full HD 高畫質影片也沒有問題。

不只軟體開放，硬體也開放

對於純軟體工程師來說，當需要接觸到硬體設計，始終仍有不小的進入門檻。Raspberry Pi 從系統晶片的資料表、電路板的設計到作業系統中的所有原始碼，都是公開在網路上供有興趣的玩家使用。

除了 Raspberry Pi 之外，對一般使用者切身相關的消費性電子領域，也出現不少相關的開放硬體，如 2008年的 BeagleBoard，演進到2013年的 BeagleBone；或是在 2011年 Google I/O 開發者大會上正式被 Google 承認為 Android 週邊硬體開發套件的 Arduino，分別代表了不同領域的需求。也正由於開放硬體的特色，也出現各種不同混合兩到三種以上專案功能的新產品問世。

[![2](http://yowureport.com/wp-content/uploads/2014/03/21.png)](http://yowureport.com/wp-content/uploads/2014/03/21.png) 上圖左為BeagleBone，圖右為 Arduino Uno photo credit: [adafruit](http://www.flickr.com/photos/adafruit/6946982119/)

功能齊全的航空母艦 v.s. 小巧靈活的快艇

我在2007年曾經使用過德州儀器所出產的 DaVinci 這塊開發板，不是很能確定當時的售價是多少，但是2013年所查詢到的價格是2500美元，相對的除了一塊體積不小的開發板之外，還會有完整的技術支援，包含使用手冊、開發工具，甚至是原廠技術人員的支援。不過比對起一塊 Raspberry Pi 的售價僅僅是35美元，再加上一塊 SD卡約 10美元，如此便宜、體積小，但是高效能的硬體，無怪成為新寵。

除了價錢上的巨大差異之外，一般傳統的開發板就像是功能齊全強大的航空母艦，但像是 Raspberry Pi 這種簡單需求的主機板反倒像是小巧精緻的快艇一樣，簡單而且切中開發者的需求，並且有相當大的可能性。

如果想讓快艇跑快一點，就自己改裝新的馬達吧；在水裡開不夠還想要在天上飛嗎？那就試著幫它裝上翅膀吧！彈性的使用方式且有無窮的可能性，又有龐大的社群支援，開源硬體的精神，讓和 Raspberry Pi 相關知識的傳承得以在社群間保存，質和量的累積成長相當驚人。

Raspberry Pi 多用途：教育改革、街機電玩

除了在網路上看到各種不同類型的改裝之外，我們從美國最熱門的創意專案募資平台站 Kickstarter 上來觀察 Raspberry Pi。用 Raspberry Pi 當做關鍵字來搜索，會找到54個專案，其中有38個正在進行或是已經成功募資的專案（編按：本文寫於三月初，故與目前專案數量有所差異。），這些正在進行的專案只有一個目前沒募資超過門檻，成功率約70%，高於Kickstarter平均值43%。但是在幾個募資失敗或是自行取消的專案中可以發現，在更改了設計或是稍微變動目標之後重新募資成功。

教育改革的明日之星：Kano Kit

而在這些募資成功的明日之星中，最被關注的第一名就是 Kano 了。Kano團隊在 Kickstarter 上提供的是美金99元的 Kano Computer Kit，是基於 Raspberry Pi 的主機板，以及一組鍵盤觸控板、外殼、一張內建 Kano OS 的 SD卡，以及其他的週邊。

Kano 可以說是很接近原始 Raspberry Pi 理念的一個專案，透過 Kano Computer Kit，可以學習到簡單的組裝個人電腦的知識；只要連接上有 HDMI 的顯示器，就可以開始上網、文書作業或是開始寫程式了。Kano 團隊本身也很希望能將 Kano 送給偏遠地區的學童，藉以打破學習上的障礙。正也由於這樣的理念，原來只募資10萬元的專案，最後突破了150萬，足足是原始計劃的十五倍。

[![3](http://yowureport.com/wp-content/uploads/2014/03/31.png)](http://yowureport.com/wp-content/uploads/2014/03/31.png)Kano Kit, photo credit: [ScienceRewired](http://sciencerewired.org/2013/12/kano-a-computer-anyone-can-make-2/)

追回男孩子的夢想：Porta Pi Arcade

另一個也很有趣的專案是 Porta Pi Arcade，應該是滿足所有大男孩的夢想，在家中自己建立一個街機電玩。花上美金280元，可以買到切割好的機台式外殼，六個按鍵的八向式搖桿，七吋的 LCD螢幕及喇叭，以及一張16G的記憶卡，裡面有合法可以得到的所有街機電玩的模擬器和遊戲，不過不包含 Raspberry Pi 本體，這是需要額外購買的。

只要照著說明書組裝起來，你也可以在家裡享受街機電玩的樂趣。

[![4](http://yowureport.com/wp-content/uploads/2014/03/41.png)](http://yowureport.com/wp-content/uploads/2014/03/41.png)Porta Pi Arcade 街機電玩 photo credit: [neuerdings](http://neuerdings.com/2013/12/11/porta-pi-arcade/)

Raspberry Pi 將成為互聯網的運算中心？

從以上的專案中，我觀察到能夠成功募資的專案有兩種，第一種是收到一個完整產品，像上面提到的 Kano、Porta Pi Arcade 或是外殼型的專案，能募到的金額差距很大。

第二種則是開發型的硬體週邊專案，數量雖然比較多，但是募資的金額相對的就比較少且平均。畢竟這樣子的客群是專注在工程師之類的專業族群。

不過我認為第二種專案正顯示 2013年興起的幾個趨勢，像是穿戴式裝置、物聯網或是智慧機器，會持續到 2014年或是之後。在這趨勢中，Raspberry Pi 的運算能力事實上足夠成為運算中心，並且和其他種類的硬體組件搭配，最後百花齊放的不同產品逐漸佔領整個市場。

在 Open Hardware 的風潮上，台灣的位置

產業轉型的機會

第三次工業革命的浪潮正在逐漸醞釀，台灣在十年前的資訊產業是有著舉足輕重的地位，很可惜的這優勢快速滑落。我認為，提供良好的軟硬體整合，是有機會帶領台灣走出目前的困境，而且在硬體方面，由聯發科領軍的 IC 設計公司在 ARM 陣營仍然具有相當的競爭力，或許可以反過來思考，除了提供關鍵零組件之外，是否也能推出具有市場區隔的特色解決方案，走出純代工的模式？

教育改革，降低產學落差

另一方面，這些開放硬體正是給學生最好的教材，拉進學界和業界間的距離。前陣子常常有新聞報導業界和學界的落差過大，或許透過動手實作的過程，可以轉變學生呆板看書學理論而不知現實面的現況，但這也有賴師資上同時進步才有可能達成。成大資工聘請了業界的專家黃敬群開設以實作為主，很「硬」的嵌入式系統課程，大量的使用自由軟體、開放原始碼軟體以及開放硬體來作為教學的教材，或許可以做為其他有心想要往這個方向實行的一個參考。

出自有物報告

矽眾科技鎖定高階溫度補償驅動晶片IP，要替臺灣補足產業鏈缺口

「我們臺灣在零組件領域，其實有很多世界第一，例如在全球市佔率領先的振盪器，但始終難以打進高階產品線，就是因為缺少能驅動這些零組件的高階晶片。」矽眾科技創辦人陳世綸開宗明義地指出產業痛點。他解釋，許多臺灣零組件廠商雖擁有卓越的製造能力，但在高階驅動晶片上卻高度仰賴美日大廠，而國際大廠往往不願開放最先進技術，臺灣廠商因此缺乏在價值鏈高附加價值鏈段的話語權，只能在低利潤的紅海市場中競爭。如何打破技術封鎖、強化自主關鍵技術，成為臺灣電子產業邁向國際高端市場的關鍵課題。

而矽眾科技的成立，正是為了補上這道斷鏈而生。作為少數專注零組件驅動晶片矽智財(Silicon Intellectual Property , IP)開發的企業，當AI運算與電動車市場爆發性成長，矽眾科技以可重複授權、穩定可靠的矽智財解決方案，成為產業鏈中不可或缺的關鍵推手。陳世綸說當高階電子產品對穩定性的要求日益嚴苛，就更考驗元件必須能在高溫、低溫甚至劇烈溫度變化下維持效能。這正是「溫度補償」(Temperature Compensation)技術的關鍵價值所在。

「矽眾科技的IP 就像貼心的助理，提醒元件「冷了多穿衣服、熱了脫下外套」，透過溫度補償即時調整參數，即使處於零下 40 度的嚴寒或高達 140 度的酷熱環境，訊號依然能保持精準一致。」陳世綸生動地形容。

他進一步解釋，晶片內整合了類比的溫度感測器來偵測環境溫度，並將數據傳送給數位電路進行判斷與分析，數位電路再發出指令，精準校準MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems) 感測器的參數，確保其在不同溫度下都能提供正確值，避免因溫度變化導致的誤差和功能喪失，例如手機熱當或汽車失靈。這種「類比感知＋數位判斷校準」的整合能力，正是矽眾科技在高階驅動晶片領域所構築的技術壁壘。

陳世綸表示，矽眾科技之所以選擇IP這條賽道，正是看準了其在產業中的獨特價值。作為IP公司，其設計模組能適用於從0.18微米的成熟製程到小於10奈米的先進製程，客戶可根據自身產品需求快速整合，大幅縮短開發週期。這種靈活性，不僅讓矽眾能服務更廣泛的客戶群，也賦予了臺灣零組件廠商快速切入高階市場的機會。

晶創IC補助計畫奧援，矽眾科技以IP挺進高階市場布局全球

然而，IP的研發是條燒錢的漫漫長路。陳世綸坦言，由於IP的價值在於其穩定性與可重複使用性，但要達到這個門檻需反覆測試與驗證。他透露，矽眾科技的IP中，每個驅動電路區塊都必須經過數次的設計定案(tape-out)與實體測試，而每次的成本都高達數萬至數十萬美金不等。「沒有政府的計畫支持我們根本做不到，」陳世綸感念地表示，而他口中的計畫正是由經濟部產業發展署所推動的「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫」(以下簡稱晶創IC補助計畫)，讓團隊得以持續突破與精進，追求每個電路區塊的極致穩定性與精準度。

晶創IC補助計畫的資金補助，不僅加速矽眾科技的測試進程，也成功讓這個具備溫補能力的高階驅動晶片IP跨入車用與AI市場。陳世綸說明，此IP主要針對高階MEMS零組件，特別是應用於5G手機、低軌道衛星、AI伺服器中需要高頻率、高準確度且耐溫的振盪器。同時，它也符合嚴苛的車用認證，確保車載系統在極端溫度下的穩定性。此外，此IP亦可支援手機中的胎壓偵測、高度偵測等MEMS感測器，因未來的電子產品將大量使用這類元件，且需具備溫度補償能力以維持精準度。

如今，矽眾科技已與美加、日本、歐洲及臺灣等國內外大廠展開合作。陳世綸欣喜地表示，許多客戶原本因買不到關鍵驅動晶片而受限於低階市場，現在矽眾科技的IP補上了這一塊，他們也終於能進軍高毛利產品線。目前，已有合作夥伴將矽眾的高階驅動晶片IP導入車用認證流程，未來甚至可望進一步進入低軌道衛星與醫療穿戴市場。

矽眾科技站穩利基市場，與全球MEMS企業共舞

比起一家公司從頭到尾包辦整顆IC的傳統模式，IP公司更像是站在舞臺後方的設計者，協助每一位客戶量身打造表演服、背景道具與燈光效果，讓他們能快速踏上國際舞臺。「我們不做整套產品，但我們讓臺灣的零組件有機會躋身高階應用，不再只是代工。」陳世綸堅定地說，矽眾科技的策略，是站在面對未來5到10年需求的位置上，看見即將來臨的市場缺口，然後在它出現前就先把技術準備好。

「我們希望矽眾科技未來是跟著全球 MEMS 企業一起共舞，」陳世綸生動的描繪出公司的願景，矽眾科技透過獨特的IP商業模式、關鍵的溫度補償技術以及晶創IC補助計畫的強力奧援，不僅成功在利基市場中站穩腳步，更為臺灣半導體產業開闢了一條高值化的新路徑。這項成果不僅是矽眾科技自身的里程碑，也證明臺灣的IC設計實力，已在全球高階半導體供應鏈中找到了新的戰略位置，從過去的「代工製造」轉向「設計賦能」，引領臺灣零組件產業邁向更高層次的全球市場競爭力。

｜企業小檔案｜
- 企業名稱：矽眾科技
- 創辦人：陳世綸
- 核心技術：5G通信、人工智慧、物聯網、車用電子矽智財(IP)設計服務
- 資本額：新臺幣1仟700萬元
- 員工數：6人

｜驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫簡介｜
在行政院「晶片驅動臺灣產業創新方案」政策架構下，經濟部產業發展署透過推動「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫」，以實質政策補助，引導業者往AI、高效能運算、車用或新興應用等高值化領域之「16奈米以下先進製程」或「具國際高度信任之優勢、特殊領域」布局，以避開中國大陸在成熟製程之低價競爭，並提升我國IC設計產業價值與國際競爭力。

硬體開源正流行，能否帶領台灣走出困境？