物聯網(IoT)導入人工智慧(AI)並整合邊緣運算,產出新一代邊緣人工智慧(Edge AI)或AIoT,推動物聯網朝向更進階的智慧化應用,成為近年來發展主流。新的物聯網架構是由雲+邊緣運算+AI構成,整合邊緣運算可解決雲端架構面臨問題,增加使用彈性,並提供系統間資源共享與再利用。透過AIoT技術整合,將有效讓落地服務達到兼具立即回應(低延遲)、降低雲端部署負荷等多元價值。此塊從無到有的應用商機,不僅帶動AIoT硬體需求出現大幅的增長,也將創造關鍵元件的強勁需求,為相關供應鏈帶來新的營運成長動能。AI大腦收集資料 仍需「五感」感測器除了擔任AIoT大腦的AI晶片,負責終端裝置五感(視覺、聽覺、力覺、觸覺、嗅覺)的感測器(sensor),也是不可或缺的重要元件。從個人穿戴、居家、工業、商業到自然環境,各式各樣的感測器不捨晝夜的感知,蒐集著周圍環境變化,並將現實世界的類比訊號如聲音、光線、溫度、濕度、震動等數位化,從而促成各種AIoT創新應用。傳統物聯網的控制操作,都是通過搭載嵌入式系統的感測器來運作,藉由這些感測器收集資料。AIoT導入邊緣運算與AI技術後,將感測器獲得的資料,透過邊緣運算模組進行處理,送回判讀過後的數據,無須再回傳雲端做AI分析,即使終端裝置沒有連上網路也能運行,帶動邊緣運算在整體運算架構的占比提升。AIoT的感測網路結合邊緣運算,不僅能減少資料傳輸所需時間、費用與雲端伺服器的資料運算負擔,也能即時處理感測器所獲得的資料,提供更彈性的系統架構。感測器需求量 年複合成長率六.六%為了滿足愈來愈多樣的AIoT應用需求,感測器開發商除在產品效能如功耗、精準度、可靠性等方面日益突破精進以滿足工業、汽車等嚴苛環境要求外,也全力擴大產品陣容;種種新品和解決方案的出現,都是為了實現更多AIoT應用。AIoT的發展正推動感測器數量與種類的全面爆發。根據全球戰略管理諮詢公司Roland Berger表示,全球感測器市場從二○一七年到二○二三年均呈現成長態勢,年複合成長率約為六.六%。其中,又以亞洲地區成長力道最為顯著。MEMS應用面最廣在各式感測器中,應用層面最廣的就是微機電系統(MEMS),隨著MEMS技術的成熟,使得感測器微型化成為可能。利用微電子機械加工技術將微米級的敏感元件、信號處理器、數據處理裝置封裝在一起,不僅使得感測器價格更低,同時體積也大幅縮小。目前MEMS技術已經應用於力學量、磁學量、熱學量、化學量及生物量的監測。隨著AI抬頭,MEMS感測器設計更需要高度整合,不僅整合感測器收集的資料,更有助於簡化資料處理。MEMS機械設計須運用3D模型,與過去的2D模型大為不同。因此,為MEMS設計定義出製造步驟就顯得相形重要,未來會有更多新的感測器和應用出現,能夠有效整合設計的廠商就有機會成為贏家。視覺感知為AI發展重中之重在五感中的視覺,被市場公認為推動AI發展的重要感知能力,電腦視覺技術讓AI能從影片或圖像獲得有用的資訊,從數位影像資料中進行推論。電腦視覺技術的快速發展,受益於機器學習的門檻愈來愈低,能使用的影像資料集也愈來愈多,近年的電腦視覺技術已逐漸從監督式學習進化到無監督式學習,從需要標記巨量資料,到僅需少許無標記的資料即可完成訓練。世界智慧財產權組織(WIPO)在二○一九年的AI研究報告中,也發現電腦視覺是最常見的AI應用領域,有近一半的人工智慧相關專利,內容中提及電腦視覺。根據Market Reports World市場調查報告,電腦視覺相關市場在五年內將成長到約五○○億美元。全球晶片龍頭忙卡位英特爾近期也將發展重點放在邊緣運算AI及電腦視覺上,繼收購Nervana及Movidius後,十二月中再宣布收購以色列AI加速器新創公司Habana Labs,為該公司近三年來第三度收購AI公司,計劃利用其作為延續自家公司的強勁發展動能。英特爾曾表示,隨著AI演算法的推進,將有越來越多的AI被整合到邊緣運算設備當中,預期未來AI將在智慧城市、遊戲和機器人和八個關鍵產業中帶來支持,並提供新的服務。為此,英特爾也在十一月預告明年將推出新一代Movidius視覺處理單元,是專門為邊緣AI推出的一款產品,旨在加速AI任務,特別是電腦視覺和圖像處理之類的AI任務,性能據悉可達現有處理器的六倍。CIS為核心視覺元件在電腦視覺及機器視覺的感測器中,核心視覺元件當屬CMOS影像感測器(CIS;CMOS Image Sensor),近年隨著CIS在體積、功耗及成本等多方面優於CCD的表現,使得CIS逐漸取代CCD而成為市場的主流,應用面也從智慧型手機逐漸朝向安防監控、工業、汽車電子、醫療及VR等市場拓展。根據研調機構IC Insights的數據,全球CIS市場規模在二○○七年僅有四○億美元,之後一路成長至二○一八年的一四二億美元。其中,二○一三年~二○一八年的年複合成長率為一三.九%。預估二○二三年市場規模將持續增長至二一五億美元,年複合成長率為八.七%。以市場規模來看,目前手機仍是最大應用市場,二○一八年達八六億美元。但從成長性來看,汽車的增長力道最具潛力,二○一八年~二○二三年的年複合成長率達二九.七%,二○二三年規模可達三二億美元,屆時佔CIS整體市場銷售比重也將由二○一八年的六%提升至一五%,與此同時,手機應用佔比則由二○一八年的六一%降至四五%。缺貨+漲價+釋單 供應鏈股價不漲也難不過,近期在智慧型手機朝向多鏡頭趨勢發展下,拉升CIS晶片需求需求快速增長,二百萬及五百萬畫素的產品已出現供需缺口,逼得三星在下半年已率先發出漲價通知,美國廠豪威科技(OmniVision)及中國廠思比科、格科微、比亞迪也陸續跟進調漲動作。甚至龍頭Sony近日還宣布首次將高階CIS晶片訂單交給台積電(2330)代工,由南科14a廠導入四○奈米製程生產,計劃二○二○年八月試產,初期月產能二萬片,二○二一年第一季量產交貨。預期在缺貨、漲價、釋單等利多題材激勵下,市場資金目光有機會大舉轉向CIS供應鏈,成為未來台股盤面強勢焦點所在,值得投資人納入重點追蹤族群。選股邏輯可以高CIS營收佔比及汽車應用佔比為優先條件,法人籌碼及技術分析為輔。