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物聯網標準形成的策略選擇
發佈日期:2018/02/14
資料來源:臺灣物聯網協會
內容:

臺灣物聯網協會/副秘書長 何明豐 博士

 

物聯網市場

       根據市場產業研究機構IDC研究,到2020年全球物聯網終端產品(包含:汽車、智慧冰箱、智慧電燈、智慧鎖等物聯網內的一切上網設備)數量,將成長至2950萬個以上。設備、連接與IT服務將構成全球物聯網市場的主要市場,將囊括高達三分之二的物聯網市場佔有率。至於比例最高的則是設備,預估就將佔據整個市場總規模的31.8%。

       以地區別來看,IDC預計到2020年亞太地區物聯網市場營收,將佔全球的市場佔有率達51.2%,是全球第一的區域。主要原因在於中國大陸之行動裝置用戶數不斷增多,以及政府為了提高製造業效率而進行的一連串措施,造成刺激大量新裝置和物聯網新標準的出現。至於韓國和新加坡等網路較為普及的國家,則將加快發展智慧城市的建設,進而強化物聯網的未來發展機會。此外,國際知名的麥肯錫顧問公司(Mckinsey)分析,物聯網的應用場域包括個人、城市、工廠、汽車、家庭、零售、辦公室等,估計到2025年,物聯網對全球的經濟貢獻最高可能超過驚人的11兆美元。

       另外,半導體是電子產業的主要成分,而半導體產業也是台灣的核心產業,以物聯網應用在半導體產值的分布來觀察物聯網市場將會更了解物聯網在各領域的應用依賴程度。如果以半導體產值看物聯網的核心應用領域,前三大分別為消費性市場、汽車市場及工業用市場,到2020年前各領域產值都直線上升。

參考資料:Gartner, 2014[1]

1  以半導體產值看物聯網的核心應用領域

       在物聯網產業快速發展過程中,如何引入合適的戰略合作夥伴和打造全新的技術資產甚至標準,是相為關企業先行先試的核心命題之一。標準之爭常常也就是市場之爭。誰掌握了標準,就意味著先行拿到市場的入場券,甚至成為該行業的定義者。目前物聯網的標準百家爭鳴,因此常讓設備商、消費者無所適從。如果每家企業都遵循同樣的產業標準,消費者應該也會更容易選擇。但現實往往不是這樣,每家企業都想以本身開發的標準為產業標準,每個標準也都有優缺點,而市場的規律是逐漸選擇使用最多、布建方便、相容性最強的一個標準。

參與物聯網標準形成的策略選擇

       物聯網科技的運用挾其軟硬整合的威力將無所不在,也將全面滲透現代人的生活。但是也因為其涵蓋層面廣,技術整合的進度較慢,物聯網概念提出已有二十餘年,但由於受技術、產業碎片化、應用碎片化及產業標準欠缺等問題的制約,物聯網產業的整合發展較緩慢。除此之外,安全問題、龐大的技術支持以及數據運用實力往大數據及人工智慧領域延伸都是物聯網發展過程中的挑戰,需多方協力共同克服。技術的整合若有共同的標準將可事半功倍,因此世界各國、產業各界、技術陣營都使盡全力參與標準的制訂。縱觀以往各類技術的共同標準形成,不外是透國際標準組織、標準陣營合縱連橫、技術本身的效益勝出、大品牌以用戶數取勝等策略選擇決定標準的成敗。如今亞洲市場的崛起及中國、印度兩個國家的人口數形成的市場規模經濟也有了標準的話語權,因此整合為「標準形成的策略選擇模型」如圖2,並加以說明如下:

參考資料:何明豐博士,2017

2  標準形成的策略選擇模型

  一國際標準組織策略

       先有國際標準組織的背書後,產業內的廠商再來發展相關設備、技術是最理想的科技整合模式。第三代合作夥伴計劃(3rd Generation Partnership Project,3GPP)是一個成立於1998年12月的標準化機構。目前其成員包括歐洲的ETSI、日本的ARIB和TTC、中國的CCSA、韓國的TTA、北美洲的ATIS和印度電信標準開發協會(tsdsi)。雖然3GPP的原始目標是在國際電信聯盟的IMT-2000計劃範圍內製訂和實現全球性的(第三代)行動電話系統規範。但在3G時代成為國際間無線通信的主要標準制訂組織後,其主導的角色延續到4G、5G時代。

       2017/12/20在3GPP第78次全體會議上,關於無線通信5G的技術標準正式完成,全球共有47個電信營運商及設備商簽署合作,這將是全球第一個可以商用的5G技術標準,比原計劃提前六個月完成。比起過去的無線通信3G技術有三大平行的技術標準,而4G技術有兩大技術標準的競爭,而這個新的5G技術標準,全球將採用統一的技術標準。經歷過3G、4G時代的技術標準競爭,能在5G時代一開始就制訂全球技術標準,這一難得的標準整合,使得設備製造廠商可以開始按照這一標準製造5G相關的儀器設備、節省以往的標準押寶賭注,將可為全球的通訊科技躍進開創新局。

       而物聯網的標準涵蓋面更廣,目前較具影響力的國際標準組織是oneM2M,是由歐洲、美國、中國、日本、韓國各地區之標準組織,仿效3GPP夥伴計畫(Partnership Program)聯合在2012 年7 月正式成立。這些標準組織為第一類夥伴,包含了原先3GPP 夥伴計畫的所有成員如歐洲標準組織ETSI、美國標準組織ATIS 和TIA、中國標準組織CCSA(China Communications Standards Association)、日本標準組織TTC(Telecommunication Technology Committee)和ARIB(Association of Radio Industries and Businesses)及韓國標準組織TTA(Telecommunications Technology Association),臺灣地區目前是透過ETSI會員的身份來參與。oneM2M 共成立了五個工作小組,來制訂M2M物聯網國際規格的標準。

  二、標準聯盟陣營策略

       產業記取SONY在錄影帶技術標準爭奪戰的落敗的教訓,除肇因於其影帶容量的大不如人,還在於嚴重低估爭取盟友的重要性。JVC的做法讓其他錄影機製造商用很低的授權費就可以使用VHS標準,藉以吸引同業加入陣營,而SONY的Beta標準則自始至終採取不相容的政策,因盟友數太少而落敗。因此我國物聯網廠商多半根據本身的供應鏈關係及技術特性,選擇加入不同的標準聯盟陣營,以期早日接觸相關標準制訂之資訊,並廣結盟友。

       在物聯網相關組織中相對比較活躍的原有三大組織,成立之時間最早為AllSeen Alliance(2013年底),旗下的Framework group Alljoyn在2011年就開始有活動,而Open Interconnect Consortium(OIC)及Thread Group大約同一個時間點成立(2014年7月)。

       Open Connectivity Foundation (OCF) 原名OIC,於2016年合併AllSeen Alliance後更名為OCF。OIC定義的架構為IoTivity,使用的介面未有強制約束,大致仍以NFC/Wi-Fi/BT/LTE等為主;主要成員為Samsung與Dell、IBM、Microsoft、Cisco,一樣涵蓋了晶片及系統商。Thread Group的主要成員為Nest (Google)、Samsung與ARM,同樣涵蓋軟體晶片及系統商,架構(Frame work)上並沒有特別規劃及定義,比較特別的是,使用的傳輸介面主要應用於ZigBee (IEEE802.15.4)。相對於Wi-Fi,IEEE802.15.4具備了低能耗及網狀網路(Mesh)可自動修復連結的優勢,但因Data Rate (250K)只能達到250Kpbs,也限制此技術只能在低網路流量應用。

  三、技術/成本效益優勢策略

       物聯網技術早就存在,只是過去是以有線連接為主,後來不斷將無線聯網技術加進來。現在有多種無線技術,特別是低功耗無線連接、低功耗運算與處理以及雲端儲存、雲端運算技術成熟以後,物聯網迎來了最好的發展時機、乘浪而起。由於不同的無線技術能在不同的應用場景和產品上發揮作用,例如在穿戴式產品上,藍牙技術佔有統治性的地位,但是在智慧家庭領域,Wi-Fi、ZigBee和Thread技術標準仍然在不斷演進中,各自有著強大生態系的衍化能力。

       另外在手機通訊領域,現在出現的LTE和即將到來的5G通訊,將會成為戶外通訊的最主要方式。技術標準百花齊放,常讓業者眼花潦亂。但其實從工程的角度來看,維持技術中立、盡量評估結合自家產品後,技術/成本效益優勢最佳的技術自然會勝出,而開發的技術標準常常在成本上突出。不過證諸Wi-Fi通訊標準的歷程,也許最終開放的技術標準會勝出。最早在Wi-Fi還沒有普及的時候,那個年代中其實也有各式各樣的標準,提供多樣化的方案,但是到現在來看,它們已經都不見了,Wi-Fi仍屹立不倒。歷史的明訓告訴我們,封閉系統可以形成單純的生態圈,但是要擴張跨域(在物聯網時代尤其是橫跨多個技術領域),沒有眾人支持的力量,不管是開發者,或是使用者,都很難達成集體開發的綜效。

  四、大品牌廠用戶數目競爭策略

       大品牌廠擁有人才及技術開發優勢,進入物聯網市場如果掌握了對的殺手級應用並開發出受消費者歡迎的產品,挾其廣大用戶數,將有可能形成產業的標準。以物聯網的智慧家庭運用為例,Amazon Echo猶如平地一聲雷,用「藍牙聲控喇叭」的姿態橫空出世後刮起一股風潮,轉眼間成為熱門的IoT裝置。Amazon Echo生態系的核心為Alexa語音助理開發平台,亞馬遜廣邀開發者社群、硬體裝置廠、網路服務業者及汽車品牌等不同類型的第三方合作夥伴,擴大Amazon Echo生態系。

       其他大品牌廠如Apple及Google也積極挾其優勢加入此一戰場,蘋果以 iPhone 為核心,將 iOS 裝置作為控制中樞,釋出 HomeKit 智慧居家開發工具,號召第三方廠商生產支援產品,諸如電子鎖、環境偵測、溫度調控器、監視器、智慧插座等等,使用者除了可用 App 監控裝置外,亦能用 Siri 進行聲控。Google 以 Android 為基礎推 Brillo 物聯網平台,Google 在大手筆收購 Nest 恆溫控制品牌之後,發表了 Brillo 物聯網開發平台。站在 Android 的基礎上,讓硬體裝置能夠聯網、溝通、回傳資料。Android 裝置本就眾多,廠商可在既有 Android 開發基礎上,輕鬆進入物聯網產業。Google 還與第三方廠商推出 OnHub 路由器,被視為進入智慧家庭的第一步。

       以上三大品牌大廠的智慧家庭戰爭正開始,相信也各有相當粉絲擁護,最後用戶數最多者,也有可能就變成智慧家庭的產業標準。台灣廠商與不同大品牌大廠的供應鏈關係,也能在大品牌大廠的競爭供貨中獲利,壓對寶成為智慧家庭產業標準的供應商者,日後將可有更大的勝利。

  五、廣大人口經濟規模市場策略

       大市場的特性會刺激你有很不一樣的想像,像中國、印度等具有10幾億人口的國家,必然是非常重要的 IoT 應用市場。中國、印度的基礎建設仍然在成長中,並且在許多領域直接躍過傳統應用而蛙跳前進(如跳過有線市場直接走向 3G/4G 以上),這些都是新標準新應用在導入時最好的條件。中國、印度還可憑藉自己龐大的市場換取各類新科技和新標準的發言權。也許物聯網最重要的終究不是技術,技術需要的是舞台,而中國、印度恰恰可以提供多元的舞台給IoT。對照目前網際網路與行動通訊在中國、印度有這麼多的玩法(如WeChat在中國及Paytm在印度),不管是與世界接軌的,或者後來演化的獨特中國、印度特色,抑或開始獨步全球的,這都是擁有大市場的優勢所獨有的潛在標準環境,而使得連國際標準組織也不得不傾聽來自大市場的提案。

       2016年12月,中國主導的物聯網“六域模型”參考架構國際標準獲國際標準組織ISO/IEC 34個成員國投票通過。“六域模型”主要涉及物聯網使用者域、目標物件域、感知控制、服務提供域、運維管控域及資源交換域,域和域之間按照業務邏輯建立網路化連接,從而形成單個物聯網行業生態體系。

       印度的物聯網標準策略也是以大國人口優勢向國際標準組織靠攏,物聯網國際標準組織oneM2M與印度電信標準開發協會(tsdsi)於2017年9月20日於印度矽谷班加羅爾舉辦第3場oneM2M Industry Days,前2場分別在中國及美國,由此可知印度在oneM2M的地位。該會議中tsdsi秘書長Pamela Kumar女士提到:“物聯網技術是印度許多國家政策如「數位印度」、「智慧城市」、「智慧村鎮」的重要基礎,採用以標準為基礎的方式開發,將有利於規模經濟、跨平台整合及包容性創新之生態系建立”。

參、台灣參與物聯網標準形成的策略選擇

       以上五種參與標準形成的策略,台灣也都可以採用。在國際標準組織策略中,需由各國的標準組織加入,台灣因為國際地位特殊,此一管道不見得特別暢通。但反觀各國的標準推動組織並不一定具備官方身份,可由法人或協會來推動。因此台灣因應其特殊的國際地位應該比其他各國更廣泛設立不同產業的標準推動組織,並以民間的身份積極加入國際標準組織或與其會員國多方交流。

       技術/成本效益優勢策略選擇,是台灣大多數以技術本位廠商的當然選項。但往往標準並非只以技術優勝者勝出,因此與外在環境的網絡連結顯得更為重要。標準聯盟陣營策略因為是國際性的聯盟,因此我國較國際化的廠商就其供應鏈廠商加入哪一陣營就加入此陣營也是一種選擇。也有廠商因為廣結善緣而加入多個陣營來全面了解物聯網標準的發展趨勢,更是面面具到的作法。在具有自主選擇性下,不失為一個好方法。而大品牌廠用戶數目競爭策略,是更從商業角度切入 ,已是大品牌廠供應鏈的台灣廠商,當然會充份利用。至於尚未打入相關大品牌廠供應鏈的廠商恐怕就沒有此一選項。

       廣大人口經濟規模市場策略選擇值得國內各廠商利用物聯網相關的聯盟組織加入積極與中國、印度兩大市場的物聯網標準互動。例如台灣物聯網協會透過長期經營印度市場的資策會「台灣印度產業合作平台」的引介,在2017年10月12日於台北舉行之「台灣印度產業鏈結高峰論壇」,台灣物聯網協會(TIOTA) 和印度電子暨半導體協會(IESA)簽訂MOU締結雙方在物聯網及智慧城市合作平台,促成台灣物聯網產業解決方案進軍印度智慧城市及物聯網市場的兩國公協會對公協會的對接合作平台,有利兩國物聯網技術擴散的長期合作。

       同時於2017/12/18,台灣物聯網協會與印度電子暨半導體協會於台北共同舉辦「2017全球物聯網與智慧服務論壇暨全球物聯網與智慧服務典範評選」,會中亦有許多來自中國的物聯網協會共同交流,並由中國物聯網標準核心人士於大會中介紹中國主導的物聯網“六域模型”參考架構國際標準。中國與印度也許不合,但台灣可以其靈活身段,穿梭於兩國之間的物聯網標準參與。此外,透過資策會台灣印度產業合作平台的撮合,台灣資通產業標準協會(Taiwan Association of Information and Communication Standards ,TAICS)與印度通訊標準協會(tsdsi)於2017年11月在印度首都新德里辦理首屆台印通訊標準論壇,雙方專家介紹彼此在第5代通訊(5G)標準、台灣物聯網(IoT)技術發展、印度產業4.0的機器人標準化,及物聯網、行動裝置和資訊通信等安全防護技術的發展。台灣強項在硬體,印度則擅長軟體,雙方決定在5G場域測試、互聯網、資訊通訊安全等各領域合作,甚至在5G標準一起推動通訊協定標準的測試,發展解決方案,將有助於台灣印度兩國在通訊、物聯網各類標準的合作,將為台灣相關物聯網產業擴大出海口及發展符合國際標準的產品、解決方案。

 

[1] https://www.gartner.com/newsroom/id/2895917

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