[2014創新企業]研華科技:服務模組化,切入物聯網新領域
[2014創新企業]研華科技:服務模組化,切入物聯網新領域
2014.11.08 | 科技

由於智慧城市或物聯網的應用,都以工業電腦為核心,因此讓以生產工業電腦為主的研華,有許多先行優勢,商業模式也轉變成提供垂直市場智慧解決方案。

台北市的智慧公車、板橋亞東醫院新院區的智慧門診、阿里山高山百合的遠端監控系統、以及全年無休四季皆可採收的水耕蔬菜監控系統,看似不相關的科技應用,背後都有一個共同點,就是這些應用都回應了目前正熱門的物聯網(IOT)趨勢,同時研華也都在其中扮演了關鍵的角色。

強調跨界整合的物聯網應用,是近年來IT產業創新的動力。據IDC調查,2016年物聯網市場規模將達2.9兆美元。美國研究機構Forrester也預測,物聯網所帶來的產業價值,要比網路大30倍,將形成下一個兆元級別的業務,從各國政府到企業都積極備戰。

在台灣,研華可說是將這種跨界創新落實得最淋漓盡致的一家企業。「物聯網是下一個產業典範轉移。」研華董事長劉克振在今年8月一場論壇中指出,物聯網產業有垂直整合特性,專業度高,且軟硬體必須整合,跟電腦產業水平分工不同。

因應這樣的變化,研華一改過去純硬體銷售的商業模式,轉變為SRP(Solution-Ready Package)營運新模式,提供垂直市場智慧解決方案。「不管是智慧城市或物聯網的應用,幾乎都以工業電腦為核心。」研華技術長楊瑞祥指出,研華切入物聯網有近水樓台先得月的優勢,包含資料的採集、通訊、運算等都必須透過工業電腦來運作。

服務要到位

然而,智慧城市應用面非常廣,各產業的專業度非常高,擅長智慧交通領域者,並無法複製該服務到智慧醫療,「沒有一家公司可以囊括所有服務,因此必須要與外部夥伴協同創新。」

因應SRP模式,研華調整組織架構,如嵌入式設計服務事業群,設有客戶專屬服務團隊,分別服務電信、醫療、網路、POS、工業設備製造等領域,以滿足客戶的需求。另外,也新增智能生活事業群,透過策略聯盟方式,藉由研華提供的智慧服務平台,針對智慧醫療、工業自動化和工廠自動化、智慧交通、車載電腦、智慧生活應用、新能源和智能電網等六大垂直領域提供解決方案。

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(圖:研華科技技術長楊瑞祥)

楊瑞祥解釋,研華的客戶為系統整合商(System Integration,SI),研華以往只要專注研發技術產品提供給SI即可,讓SI再針對客戶所需做進一步的軟硬體整合服務。但SRP模式強調的是服務到位,透過研華建構的智慧應用整合平台裡的模組化配套應用,讓各產業垂直領域的SI夥伴可在這個統一的平台上,依照客戶需求搭配軟體應用及操作介面,建立模組化服務,用更智慧與快速的方式服務客戶。

與外部夥伴合作創新,是研華驅動創新的方式之一。楊瑞祥表示,研華有一套「IMAX」(Incubation、Merger、Alliance、X product四個字的縮寫)的創新制度,透過內部育成、購併、策略聯盟、以及產學合作,進行創新產品研發,來開創新事業並發掘新商機。像研華廣邀系統整合商夥伴加入「WebAccess+物聯應用聯盟」,推動植物工廠,針對溫室大棚與LED植物工廠建置,進行評估規劃與設廠配置,也在各大專院校成立物聯網實驗室。

借外力創新

除了技術與產品外,研華也相當強調行銷服務與商業模式。以其所舉辦的創新商業模式競賽TiC100來說,從規則的設計開始,要求學生團隊除了理工科外,一定要有商科學生,從技術產品研發到目標市場的銷售等,規劃出可行的行銷模式。

在SRP模式以及與夥伴協同創新下,研華在智慧城市應用創下不少佳績,如台北市的e-Bus裡內建研華工業電腦,透過GPS連結到交通局的行控中心,行控中心隨時可以掌握公車的地點,讓乘客可以透過手機,在站牌等候時即可知道下一部公車何時到站。e-Bus智慧公車系統也已輸出至國外市場。在智慧醫療部分,研華設計一款App,與醫院內部的電腦和後台病歷系統做連結,讓候診病患隨時可掌握候診區的等候狀況,減少病人的不便。

針對物流倉儲應用,基於貨物必須從頭到尾全程監控,物流倉儲中負責搬運貨物的各種車體,所使用的系統就必須擁有高度的穩定性,研華研發一款強固型車載系統,並比照航空用戰鬥機等級的規格,做為產品強健度的檢驗標準,以強化產品震動衝擊耐受度。除此之外,也採用RFID與Wi-Fi熱點結合物流導航應用,透過精準定位讓物流取貨更順暢。

在智慧農漁業部分,屏東農業生物科技園區內,生技業者採用研華遠端監控解決方案,建置可漁菜共生的生態養殖陸地溫室,透過對引進室內養殖池的海水進行溶氧、氨氮、pH值、水溫等監測,管理者能以電腦、手機、平板等裝置來隨時監看養殖場狀況,並取得重要資料。而當數據出現異常時,系統也會自動發送簡訊通知負責人,以便讓養殖室溫始終處於最適狀態。

除了積極與上下游產業夥伴策略合作外,研華在今年也正式成立「研華投資」,鎖定包含製造、機器人、醫療、零售、車載、智能建築等六大產業目標。以機器人為例,研華除了購併寶元數控公司,也與上銀策略聯盟,研華提供工業電腦和控制器,上銀則是提供機器手臂本體、自動化元件、伺服馬達及驅動器等。它們並計畫共同育成一家應用系統整合公司,邀請包括鴻海、日月光、友達、群創、金屬加工業及食品飲料業參與投資入股,補強人才與資金,加速打造機器人產業鏈。

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成立至今30年沒虧過一毛錢,董事長劉克振曾說,沒有人可以真正地預知未來,研華一路上也是摸著石子過河,但遇到機會,一定會好好把握,「只有那些瘋狂相信自己可以改變世界的人,才會真正改變世界。」

研華 成立時間:1983年
董事長:劉克振
營業額:2億1千萬美元
市值:45億美元
業務範圍:遍布全球21個國家、92個城市
大事記:1999年於台灣證券交易所上市/2003年成立中國昆山製造中心/2005年與華碩策略聯盟成立研碩/2007年於德國慕尼黑成立歐洲總部/2013年崑山協同創新研發中心落成/2014年林口園區正式營運

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晶片裡的「隱形守護者」!從車用、物聯網到AI人工智慧,看上峰科技如何靠I-fuse®打開新局
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在電動車的感測系統、物聯網中的無電池標籤,以及AI伺服器的高速記憶體修復技術中,都有一個極其微小、幾乎難以用肉眼辨識的元件,默默地發揮關鍵作用。它負責確保系統功能的正確運作,並保護資料的安全性。這個不起眼卻不可或缺的元件,就是「單次可燒錄記憶體」(OTP)。

想像一下,當你坐在自動駕駛的電動車裡,這台移動的智慧裝置正以每小時100公里的速度行駛。它的感測系統、電池管理與安全控制,全仰賴晶片裡的數十億個電晶體協同運作。然而在這些肉眼不可見的微觀世界中,有一個被稱為「功能保險絲」的關鍵元件,如果它的數據在出廠後因高溫或電壓變化而悄悄「跑掉」,將可能在高速行駛下可能造成無法挽回的危險 。

當晶片製程往先進節點發展,傳統OTP技術隨製程微縮而暴露出可靠度與壽命的瓶頸。過去在成熟製程表現穩定的方案,進入7奈米或更先進的製程後,讀取壽命竟從理論上的「無限次」驟降至僅能維持數秒,突顯現有技術難以因應先進製程需求,對需要長期穩定運作的車用與工業應用而言是不可承受的風險。作為矽智財供應商的上峰科技,正是專注於這項關鍵技術的代表之一,其專利OTP技術已被應用於車用電子、物聯網裝置、AI與高可靠性工業設備等多個領域,為全球客戶提供穩定且可持續的解決方案 。「我們的目標是讓OTP在先進製程中一樣可靠,甚至比以前更好。」上峰科技創辦人暨董事長莊建祥開門見山地說。

以電遷移取代爆炸,上峰科技重寫OTP的可靠性

不同於傳統電子熔絲(eFuse)依靠高電流「爆炸式」燒斷導體,或反熔絲(Anti-fuse)以高電壓擊穿氧化層,上峰科技的I-fuse®解決方案採用低於熔斷點的熱輔助電遷移機制。簡單來說,就是用較低的電流與電壓,讓金屬原子在導線內緩慢遷移並改變阻值,而不是粗暴地炸斷它。

莊建祥解釋到,不同於eFuse的「爆炸式」斷裂,I-fuse®的方式更像是一種「緩慢推動」金屬原子的遷移,過程溫和卻能精準改變阻值。因為沒有爆炸,自然就沒有金屬碎屑或自我接回的風險,編程狀態因此能長期保持穩定;而在過程中所需的電壓與電流也遠低於傳統技術,無需高壓電路與內建電荷泵,讓系統設計更簡潔、功耗更低。

他進一步談到,I-fuse®還能在讀取過程中模擬燒錄狀態,所謂的"假燒”,產生類似靜態隨機存取記憶體(Static Random-Access Memory, SRAM)的重複讀寫測試模式,對整個OTP區塊進行全面檢測,確保每一顆出廠的OTP在進入車用或其他高安全性應用之前,都已經通過完整的可靠度驗證,以達成"零缺陷”。過去十多年,I-fuse®已在多種製程節點完成驗證,包括成熟製程與高介電常數金屬閘極(High-k Metal Gate, HKMG)節點。2023年,上峰科技也曾宣布I-fuse®成功在12奈米鰭式場效電晶體(Fin Field-Effect Transistor, FinFET)製程完成矽驗證,不僅延續低成本與設計彈性的優勢,也證明即使在先進製程下,仍能以極小面積支援業界優異的低操作電壓,且無需額外光罩與電荷泵。

不過隨著製程微縮,金屬線寬與高度同步縮小,對爆炸式燒斷的OTP而言是嚴峻挑戰,卻讓 I-fuse®的電遷移機制更得心應手,莊建祥表示當線條越細,越容易在低電壓下完成燒錄,因此上峰科技有足夠的信心能直接從12奈米跨入7奈米,並規劃向3奈米、甚至環繞式閘極(Gate-all-around, GAA)與FinFET架構前進。

計畫助攻跨入7奈米,I-fuse®應用版圖持續擴張

上峰科技聚焦標準邏輯製程,I-fuse® 助力解決晶片製程轉換關鍵挑戰。
上峰科技聚焦標準邏輯製程,I-fuse® 助力解決晶片製程轉換關鍵挑戰。
圖/ 數位時代

而這次的跨越,正是因為有經濟部產業發展署推動的「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)協助。莊建祥坦言,對規模不大的IP業者而言,先進製程開發風險高、投入成本大,如果沒有外部資源挹注,很難同時負擔研發與驗證。「晶創IC補助計畫」不僅減輕了資金壓力,更讓上峰科技能集中火力解決7奈米製程的關鍵挑戰,包括更嚴格的設計規範與更密集的繞線限制。

「只要製程允許,我們的技術就能做。」莊建祥強調,I-fuse®採用晶圓廠提供的標準邏輯製程材料,不需改變製程或額外光罩,因此對製程轉換的適應速度遠優於其他OTP技術。「別人可能要花三、四年才能適應新的製程架構,我們幾乎可以無縫切換。」

OTP雖小但其用途極廣。在車用感測器中,它是確保不同零件出廠後能進行精準校正的關鍵;在 AI 伺服器與高速運算晶片裡,它能修補記憶體陣列中損壞的位元,延長晶片壽命;在物聯網無電池的裝置中,I-fuse®以極低讀取電壓(0.4V / 1µW)就能運作,適合能量收集環境。莊建祥更明確指出,I-fuse®未來將持續鎖定Wi-Fi裝置、微控制器單元(Microcontroller Unit, MCU)等對低功耗與高可靠性有高度需求的市場,與現有的車用與工業應用形成互補布局。

在全球晶片供應鏈中,OTP 是與輸入/輸出函式庫(I/O Library)、標準單元庫、靜態隨機存取記憶體編譯器(SRAM Compiler) 並列的「四大基礎 IP」之一,幾乎每顆晶片都需要。掌握這項技術,不僅是產品設計的靈活度,更關乎先進製程的導入速度與成本控制。上峰科技的策略是在穩固現有國際客戶基礎上,藉由「晶創IC補助計畫」加速進入7奈米,並持續向更先進節點前進。透過低功耗、高可靠性的 I-fuse®,讓臺灣有機會在先進製程OTP技術上,取得與國際一線供應商並肩甚至領先的地位。

「我們希望成為各種應用場景中,最可靠、最靈活的OTP解決方案。」 莊建祥說。從成熟製程到 7 奈米,從車用到AI與IoT,這顆小小的OTP正承載著臺灣在先進製程中的另一項關鍵優勢。

|企業小檔案|
- 企業名稱:上峰科技
- 創辦人:莊建祥
- 核心技術:專注於OTP矽智財的研發
- 資本額:新台幣2億元
- 員工數:46人

|驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫簡介|
由國科會協調經濟部及相關部會共同合作所提出「晶片驅動臺灣產業創新方案」,目標在於藉由半導體與生成式AI的結合,帶動各行各業的創新應用,並強化臺灣半導體產業的全球競爭力與韌性。在此政策框架下,經濟部產業發展署執行「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫」,以實質政策補助,於113年鼓勵業者往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的低價競爭,並提升我國IC設計產業價值與國際競爭力。

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