在資訊產品琳琅滿目的IA時代，各式各樣的商品及功能讓人目不暇給，未來強調通訊功能，上網、多媒體影音娛樂等新型態的智慧型手持式裝置，將在資訊市場中有卓越的成長，漸成資訊載具的主流。IA產品的新興應用與無窮的潛力為不僅為產業注入了源源不絕的動能與活力，更將使人們的生活展現出不同於以往的風貌。而這波21世紀新興資訊革命與過去PC發展歷程最大的不同，即是以使用者為中心，廠商需依其使用情境與目的設計便利性的功能。

基於IA產品的使用者需求導向特性，居產品靈魂角色的嵌入式微處理器除了必須在效能、耗電及成本上取得最佳平衡，尚須在多媒體、影像繪圖、網路通訊、電源管理等專門技術的支援與整合權衡重要性與必要性。不同於PC，IA產品為封閉性的架構，擴充性有限，因之在面對寬頻通訊、無線傳輸、多媒體影像處理等各種功能與標準的選擇時，在產品設計階段即需釐清消費者的使用習性及需求，以決定產品規格，而負責資料擷取、訊號處理及控制的微處理器（MPU）便扮演整個系統運作的靈魂角色。微處理器係以算數邏輯單元（Arithmatic Logical Unit：ALU）以及控制單元為主的晶片，同時亦可包含邏輯設計與cache。加上記憶體、周邊輸出／輸入介面、中斷處理及指令集連結的功能，便形成微控制器（MCU），構成完整的微電腦架構。

過去傳統的嵌入式處理器架構不外乎x86與RISC，然IA終端產品功能日益複雜，規格不一而足，而智慧型手持式裝置又有耗電的考量與與多功能的趨勢，促使嵌入式微處理器的設計面臨價格、功能與功率三方面的挑戰。為了經濟上的效應，嵌入式微處理器晶片設計上的 「reuse」 便相當重要。同時，系統產品端對減少BOM的項目、降低耗電與輕薄短小的需求更加速了晶片整合設計的腳步。而隨著嵌入式產品的應用與功能皆走向多樣化，微處理器與作業系統、網路服務提供者及系統產品設計的關係也密不可分，因此，造就了許多跨產業的合作契機與市場機會。以下我們將就嵌入式微處理器在IA領域的發展，與新興進入者的機會與挑戰討論之。

IA 產品的趨勢將主導晶片設計發展

IA產品發展迄今，所訴求的就是以消費者使用為中心、低價化，同時為使用者在便利性、多功能與應用服務的載具。由(圖一)，可發現未來新興IA資訊產品成長的重點會在以家庭娛樂為主的Digital STB、遊戲機，以及手持式裝置如：PDA、Smart Phone等。而無論使用的情境是stationary是可攜式產品或非可攜式，在功能上，強調通訊與多媒體的支援，將是IA產品的共通性。如(圖二)，為了滿足寬頻上網的需求，家庭娛樂的中樞－Digital STB或是遊戲機，必須具備Ethernet等通訊的功能；而為了達到頻寬的有效利用，影像解壓縮與壓縮技術更是在大量影音傳輸時所必備的；此外，對強調個人用的消費性電子產品而言，短距離無線傳輸技術，如Bluetooth、IEEE 802.11的built-in也不可或缺。然而市場需求與晶片提供者之間常常存在著產品設計差異化、time-to-market vs. 晶片設計週期、產品多功能整合 vs. 低成本的等矛盾的兩難，使得居於IA產品應用核心與整體設備運作中樞的嵌入式微處理器，更加強調整合與跨領域的合作，也因此吸引了許多廠商相繼投入，因此，我們認為，不論從技術的發展或最終產品的特性，甚至使用者需求等角度觀之，嵌入式微處理器皆為SoC的最佳舞台。

《圖一　各種IA產品的未來成長趨勢（單位：千台）〈資料來源：資策會MIC，2002年12月〉》

《圖二　不同類型IA產品共同的訴求〈資料來源：資策會MIC，2002年12月〉》

IA用嵌入式微處理器吸引不同類型經營者投入

領導廠商皆為IDM大廠

在眾多non-PC應用的嵌入式微處理器中，32-bit為最大宗，如(圖三)。而其中又以Motorola、Hitachi、IBM、Intel、NEC這些IDM 晶片大廠為主要的提供者。儘管如此，我們從這些大廠的市場佔有率中可發現，在PC領域中由Intel一家獨占鼇頭的現象並不存在，沒有一家廠商可以主導整個嵌入式微處理器領域，如(表一)，除了前五大廠商外，其他廠商都佔不到5％，同時這些晶片大廠除了本身有的許多SIP與MPU Core外，也會向3rd-party 廠商授權MPU Core 以擴大應用基礎，如ARM Core在手持式裝置的應用已儼然成為各家共同的選擇，而MIPS 核心也被廣泛應用於強調繪圖與娛樂效果的遊戲機及STB等。

《圖三　32-bit 為嵌入式微處理器主流〈資料來源　Gartner，2002年〉》

在這些大廠當中，Motorola與 Intel 堪稱產品線最為完整的廠商，各種應用舉凡垂直市場至消費電子皆有推出不同的微處理器；至於日系廠商Hitachi與 NEC由於集團企業的特性與同時具有電子產品廠商的角色，所生產的晶片多為自家系統產品所使用，而隨著SoC趨勢下，3rd-party SIP 應用漸為市場所接受，Hitachi更把觸角延伸至SIP業務，開放SH核心的授權。至於IBM的PowerPC系列晶片則著重於高性能的產品應用，如任天堂Game Cube遊戲機便是採用其晶片，而home gateway也是IBM PowerPC擅長的領域。

3rd Party SIP廠商為更多廠商開啟嵌入式微處理器一扇窗

事實上，如前所述，多功能的趨勢促使嵌入式微處理器領域需要更多的合作與整合，而一家晶片大廠無法對所有的領域如：有線無線通訊、多媒體等技術都擅長，因此更需要借助外部廠商的合作提供完整的解決方案。以SIP為主要業務的3rd-party MPU Core 廠商的出現除了讓產業疆界變的模糊，如(圖四)，更使得提供IA用嵌入式微處理器廠商已不僅限於傳統晶片大廠，專業IC設計廠商、與過去提供晶片設計後段服務、晶片logistic management的IC設計服務公司 Providers，皆可藉由產業內外的合作，發展嵌入式設計平台，如(圖五)。而這些嵌入式微處理器的設計平台都有一個共同的特色，就是reusable，除了結合多種輸出入設計與標準外，更強調整體開發環境與軟硬體測試的提供，以達到參考設計彈性化與客製化的目的。

《圖四　嵌入式微處理器產業邊界日益模糊〈資料來源：資策會MIC，2002年12月〉》

《圖五　典型參考設計平台 〈資料來源：資策會MIC，2002年12月〉》

不同類型廠商切入市場

Embedded MPU 為專為特定用途之產品所設計，不論在應用與設計哲學上都與PC用的CPU大不相同，必須以系統整合與使用者為觀點出發。在結合驗證過的 reusable的設計平台中，藉助MPU Core的提供者可幫助晶片廠商更快推出新產品，而資源的可整合性與外部廠商的支援為影響客戶採用的重要關鍵。

基於資源整合的考量，不同類型廠商便有不同的競爭利基，如(圖六)，對IDM大廠而言，鑑於過去內部擁有豐沛的SIP，順勢將企業內IC設計、製程等優勢有效整合推出SoC參考設計平台當為理所當然。事實上，Intel、IBM等大廠業早已開始佈局，為客戶提供更完整的客製化IC設計服務。至於專業IC設計與Design Service業者，則可透過與外部廠商，如：EDA Tools Provider、Foundry、Packaging & Testing 等產業網路的合作，在IDM大廠外創造一片天空。

對提供嵌入式硬體解決方案的廠商而言，除了性能表現外，作業系統的支援更影響了其在應用市場的接受程度。尤其對設定在強調 UI 的消費性市場orientation應用，如：PDA 或 Smart Phone， Pocket PC 與Palm OS在PDA，與 Symbian於Smart Phone的地位更是難以撼動。微處理器與OS 廠商的密切合作除了有助於投入嵌入式微處理器的廠商更進一步瞭解 OS 技術對硬體架構的需求，更有助於拓展下游系統產品客戶。而對於下游系統製造廠商而言，在共通的硬體平台與作業系統選擇下，也將使研發新產品的工作更有效率。

《圖六　各種類型嵌入式微處理器提供者的切入點〈資料來源：資策會MIC，2002年12月〉》

《圖七　各種類型嵌入式微處理器廠商優劣勢〈資料來源：資策會MIC，2002年12月〉》

《圖八　各種嵌入式微處理器的作業系統支援〈資料來源：資策會MIC，2002年12月〉》

結語

由SoC之風帶來的嵌入式微處理器平台設計打破了原有產業疆界，嵌入式微處理器的供應者由IDM擴大至由fabless design house 與IC Design Service vendors，無論廠商切入點為何，立足點不同的IC提供者仍有基於原本所在位置所面對的不同hardware-software co-design，或跨產業的合作的進入障礙。對於這些嵌入式微處理器的晶片提供廠商而言，儘管無可避免的將在IA應用領域上一較長短，然而參考設計平台的風潮也促使廠商在競爭中仍存在合作空間。

因此，如何在相似的設計理念上在SIP 的整合能力、 digital/analog 電路設計與嵌入式作業系統、甚至silicon supply chain或PCB設計間環環相扣的各環節創造差異化，將會影響其市場競爭之優勝劣敗。尤其是對新進入者而言，發展具利基地位的跨平台SIP，並尋求周邊支援廠商如：軟體業者或工具提供者的合作將有助於邁開市場的第一步。