工業板卡的美麗新世界 @ Hi! Sanya。。。桑雅，嗨！

MET機電整合雜誌第143期 2010/7/1

工業板卡發展有兩大趨勢，一是嵌入式無所不在，造就工業板卡與Intel新平台同步上市創舉，二是軟體服務加值，讓板卡可以自我監測、變聰明。

工業板卡以Intel為主要發展平台，向來追隨Intel腳步行走。百分之九十以上的工控產品都採用Intel x86架構，AMD與VIA僅佔少數。與消費性板卡不同，工業板卡著重穩定性，硬體相容性非常重要，有一定的標準規格。規格制定領導者德商康佳特( congatec)近年力推的QSEVEN ，便是邀集各家IPC業者共同制定的新規格。

德國康佳特科技亞太行銷業務部副總經理林文彥強調，規格制定與發展過程中，開放式平台與技術文件備齊的重要性，開放式平台吸引更多廠商隨之起舞，一起把市場做大，技術文件備齊則是如何使板卡規格能放諸四海皆準的重要支援（完備的技術文件是研發人員最要好的朋友）。

板卡新規格市場檢驗才算數

德商康佳特制定的QSEVEN模組主要針對可攜式及移動式應用而設計， 70 X 70 mm2 的嬌小體積能更容易被整合到有空間限制的系統中。與過去的規格不同，QSEVEN可以不需經過軟硬體的修改而使用不同的生產商。QSEVEN是首先定義整合型軟體介面的COM標準，定義了不同快速序列介面，包括PCI-Express匯流排和SATA；應用程式介面（API）涵蓋看門狗計時器、I2C匯流排、LCD亮度控制、BIOS使用者記憶體和系統溫度等重要嵌入式特色。

林文彥認為，一如過往曾出現過的其他板卡規格，有些成為市場標準，如ATX、ETXCOM、NANO、PICO都是市面上常見產品，有些曇花一現，新規格是否能成為業界標準，一切就看市場接不接受。

廠商的追隨與否，「說穿了，就是跟壓寶沒有兩樣。」研華嵌入式運算核心事業群副總經理張家豪（圖3）說。目前研華、研揚、廣積、艾訊皆有QSEVEN產品，凌華則尚在觀望。研華一貫策略是Intel平台全包，號稱工控產品的百貨公司，「旗子要先插，不然誰知道你有沒有做？」張家豪瞄了一眼桌上的iphone舉例說明，iphone第一代沒人看好，一直到第三代才大賣，然而，IPC廠商不從第一代就開始追隨規格，等第三代、第四代熱賣後才開始作，市場先機早被人捷足先登。

工業板卡的規格遵循亦然，新規格第一版做出來不是為了賣錢，而是要讓客戶知道他又多了一個可以選擇的模組，RD才知道新規格的板子要怎麼拉線。跨入第二代，才能因應客戶需求量身打造，這都是經驗值的累積，也非常符合IPC客製化需求。「挑板子等於挑客人，挑客人就等於把客人擋在門外。」張家豪說，因此，即使板卡有數種類別（form factor），光COM就有6種規格，總計要開發出幾十塊板子，研華依然照作不誤，一來是資源夠，二來是以此插旗市場。

板卡突破傳統走出新路

張家豪認為，近年來工業板卡新面貌已經逐漸成型。板卡發展有兩大趨勢：嵌入式（Embedded）無所不在，以及傳統板卡開始走出自己的路。

傳統板卡一直在演進，相較於消費端，IPC產品改朝代速度慢、態度保守，過去2到3年才有平台交替，這不是工控業者自己願意看到的局面，而是Intel策略與嵌入式市場需求特質所致。

Intel主掌工控平台生殺大權，100個工控產品裡至少就有90~95個採用Intel平台，相較於消費性電子產品業者動輒數萬片晶片的消費額，市場大，價錢也漂亮。工控業者則否，一次下單能有一千片數量已經算是很高的消費額了，Intel產品策略天平自然傾向消費性電子端，較少針對工控業者有何佈局。

另一個原因是嵌入式市場需求特性。消費性電子產品如筆記型電腦，上市一個月內馬上賣掉，一年內可能就phase out。嵌入式產品生命週期拉得長，沒有一定銷售時間標準，服務對象不似消費性電子產品的終端使用者（end user），而是系統整合商，「產品賣出去後，還有一大堆工作要作。像研華賣給國道局作為標誌用的產品，還需要經過許多驗證手續才算過關。」張家豪說。

傳統工控產品2~3年才尾隨Intel主流晶片上市的情形，卻在這一、兩年隨嵌入式市場明朗化，改變工業板卡的面貌。

嵌入式無所不在

放眼2010年，除去桌上型電腦（desktop）、筆記型電腦（notebook）與手機（cell phone）以外，都是嵌入式產品的天下。

傳統工控市場平台更替速度慢，當Intel發表新世代平台，研華從過去延遲2~3年，近兩、三年提升為延遲1~2年，2009年甚至僅延遲半年就隨主流晶片推出新平台，今（2010）年更大步躍進，Intel推出什麼產品，研華也同步走入下一世代平台，從2010年Q1開始，所有產品都與Intel同步，16款板卡準時於3月上市，為的就是要搶市場先機。

2009年景氣下滑、人人自危，研華依然看好嵌入式市場，大舉投資，大幅擴充板卡部門，達到與Intel主流晶片同步的工控產品發表。果不其然，2010年3月上市的板卡，6月就有訂單斬獲，證實time-to-market策略的成功。

有生命的智慧型板卡

工業板卡由個人電腦衍生而來，傳統IPC架構沿襲PC血統，打開機殼一看，硬體架構也跟PC差不了多少。然而，IPC愈來愈不像PC了，「Embedded是PC架構，但不必然要作PC-Like。」。張家豪說。

張家豪認為，智慧型主機板正是工業板卡新面貌，以IPC研發能力，結合硬體與軟體，創造工業板卡的附加價值，在「你有我也有」的工控產品中找到市場定位，創造差異化。

所謂的智慧型主機板，備有自動偵測（self sensor）系統，可作生命監控（Life-Monitoring），隨時自動監控板卡的溫度、電壓、濕度與風扇運轉情形，讓工業板卡活起來。結合硬體、軟體與韌體的智慧管理工具iManager就是一個好例子（詳情請見本期雜誌p.36「綠能線上」專欄〈手持式工業系統節能設計新趨勢〉一文）。

技術百花齊放回歸使用者需求

友達光電視訊顯示器事業單位經理邱馥英於2010研華嵌入式設計論壇中談及工業級顯示器技術，說明工業顯示技術需求以可靠度（Reliability）為中心訴求，支援嚴酷的戶外環境（圖5），要能防水、適應寬溫，即時修復、長時間播放也是必備條件，採用LED背光技術，耗能更少，也能減少二氧化碳排放，對環境更友善。

觸控趨勢隨處可見，回歸到工控應用，還是要從需求面考量，選擇適合的技術加以採用，並不是愈高科技就愈能擄獲顧客的心，而是要能符合使用者需求。

2010年COMPUTEX廣積 (iBASE) 展出的局部觸控產品RTS-7（圖6）就是一個好例子，現場前來支援的研發人員很高興介紹這款令他驕傲的產品，此一針對家庭用的系統捨棄全螢幕多點觸控功能，僅在螢幕右側1/6處設計局部觸控功能，內建四個觸控選項，將最常使用的四個選項用大大的阿拉伯數字標示出來，這麼一來，就算是手指控制不靈敏的老人、小孩，都能輕鬆使用系統功能，省去滑動式觸控的困難。如此貼心的設計，考量居家生活中每一個成員的需求，也省去不必要、需要耗費更多資源的全螢幕觸控設計，正是IPC專注應用市場的典範。

許多廠商不約而同將於年底或明年年初將有Intel下世代平台產品的問世，研華科技產品經理陳彥君於2010研華嵌入式設計論壇中提出的研華下世代嵌入式平台五大訴求：以更低功耗（Ultra Low Power）、雲端計算（Cloud Computing）、靈活垂直市場（Flexibility Vertical Market）、All in One的小尺寸，製程從45奈米進步到25奈米，同樣體積的晶片上可以擠更多設計的SoC，以及資料安全（Data Protection），也是大多數工控業者努力的目標。

另，工業板卡製程也開始強調綠能，配合歐盟RoHS以及WEEE法案，如凌華自2006年開始導入，德商康佳特、艾訊、瑞傳、研揚、盤儀皆標榜產品環保無鉛製程。艾訊2010年6月發表的SBC81207首款搭載IntelⓇ AtomTM中央處理器 (N450/D410/D510) PICMG 1.0 工業級長卡，已全面導入無鉛製程 (RoHS)，符合嚴謹的製程及高標準品質管制的綠色環保需求。

Design-In Service 抓住穩定獲利

從IPC廠商角度來看，與其說是賣板子，不如說是賣解決方案。艾訊BVCA與磐儀DBD也是相同服務概念。

磐儀DBD則是Design、Build與Deliver之意，磐儀科技市場發展經理黃幸傑說明公司積極投入設計研發，高達40 % 的公司員工，直接參與硬、軟體設計研發，依員工比例換算，公司每二個人就有一個是支援研發人員。

艾訊BVCA採用AMT（Advance Management Technology，先進管理科技），如賣到美國賣場的產品報修，從台灣派人到美國，一來緩不濟急，二則不符經濟效應，遠端修復機制、線上修復就是必備工具，快速維修更能提昇客戶觀感。

換個角度，從顧客觀點來看，選購工業板卡的考量因素，除了規格、價錢外，遠端管理工具的角色也愈來愈吃重，包括Restore、Remote功能都不可或缺，板子收錢，服務則是不收錢的附加價值。

畢竟，IPC的客戶通常是系統整合商或是加值商，客戶購買產品時，必須考慮系統整合及搭配問題，再加上客戶認證時間長，產品的價格、複雜度都比消費性產品高，開發新客戶少則數個月，多則長達半年、一年。

因此，黃幸傑進一步說明，面對特殊環境的垂直應用市場，引入嵌入式產品不可或缺的要素，就是加速專案開發時間（time-to-market），縮短價值創造時程（time-to-value）。由於客戶與市場變動大，不同地區的文化地理特色相異，如何切入在地化需求，設計出適合的解決方案，是所有IPC最大的挑戰。磐儀科技因此提供一系列Computer-on-Module的應用方案，採用COM Expres、XTX、ETX標準工規，搭配可客制化的Carrier board，達成上述目標。

品質通過客戶驗證測試與量產考驗，再購率與忠誠率都高於消費性電子產品，客戶的後續訂單就是IPC業者未來2～3年的穩定獲利來源。

COM Express

COM Express是由PICMG協會所定義的電腦模組（Computer-On-Module，COM）的標準，屬於系統模組（System-On-Module，SOM）的規格之一，目前已正式公佈的有2個模組尺寸、5個不同的Pin-out類型。

COM Express分為模組、載板，模組包含處理器、記憶體與晶片組，其餘則是載板上的設計規範。現有模組可配合不同載板，以符合不同領域的應用需求，範圍廣及監控、醫療、遊戲、娛樂、安全、測量和測試。

舉例來說，研揚COM Express模組NanoCOM-U15，只有84 x 55mm2名片大小，適用於快速增長的可攜式移動嵌入式應用，採用intel Atom Z530/Z510低功耗處理器和Intel System Controller Hub US15W晶片，最大支援24位元單通道LVDS，並提供高速PCI-Express匯流排界面和串列ATA介面，適合高性能、高穩定性的市場應用。

軟硬整合雲端計算咬一口

艾訊後端服務團隊堅強，也針對熱門的雲端運算（CLOUD COMPUTING）有一系列產品應對，PICMG 1.3 工業級長卡SHB103正在量產中，搭載最新 LGA1156 架構的 Intel^Ⓡ Core^TM i7、Core^TM i5、Core^TM i3 或 Pentium^Ⓡ (G6950) 中央處理器，內建 Intel^Ⓡ Q57 高速晶片組；配備 8 MB 智慧快取記憶體、Intel^Ⓡ 超執行緒技術、渦輪加速模式、QuickPath 系統架構、DDR3-800/1066/1333 高速 DIMM 插槽系統記憶體以及 PCI Express Gen2 x16 插槽，預計2010年7月底出貨。