開啟物聯網的奇幻世界
互聯網架構與行動裝置迅速提升相輔相成，下一步將是與所有物件之間，建立溝通及網路處理機制，也就是所謂的物聯網，如同台積電董事長張忠謀所言，未來物聯網世界將是一個相當美麗的世界。而多數台灣科技廠商擅長於硬體設備、終端商品與連結，站在正確的趨勢產業浪頭上，成長的機會也就更高了。開啟物聯網的奇幻世界
【文／黃俊超】
植入這晶片，不論在哪我們都可以找到你。」電影、影集中百用不膩的老梗。
「只要套上腕帶，透過偵測心跳、血壓、呼吸，謊言將無所遁形。」警匪影集中常用的測謊儀器。
「走到哪，燈就亮到哪，坐在客廳，所有家電等候指令。」科技屋、智慧家庭的標準口號。
科幻電影、小說最常描述的世界，極有可能發生在可預知的未來。在物聯網架構的世界中，「全民公敵」可能天天上演，每個人也都有一台霹靂車，寵物、貨物植入晶片，就不易丟失，且利於隨時查詢，腕帶或其他穿戴裝置，則成為健康照護的一部分，在家裡，一支手機加上應用程式，就能夠打造自己的王國。
張董點名物聯網
台積電董事長張忠謀，近期出席台灣半導體協會（ＴＳＩＡ），以「Next Big Things」為題發表演說，半導體的下一個發展亮點就是物聯網！這是一個很大的構想，還沒有公司可以真正的管理整個生態系統，但是半導體技術在物聯網中是基本需求，將會是下一個重要的市場，也是全球未來獲利的產業。
而半導體產業跨入物聯網可留意三個方向，一是利用先進封裝技術，將不同製程、功能晶片，封裝成單一晶片，可降低成本但功能更強大；二、微機電感測元件將是物聯網對外的重要媒介，且可利用SiP技術，整合ＭＥＭＳ與邏輯ＩＣ；三是超低功耗技術，要找出比現在手機功耗再低一○倍的技術。張董事長也說，未來物聯網的世界，將會是一個相當美麗的世界。
回到基礎來看，互聯網是物聯網的基本與核心架構，廣義來說，無線與有線傳輸方式都在範圍內。在物聯網上，每個人都可以應用電子標籤，將真實物體與網路聯結，並可運用雲端、主機等對機器、設備、物品、人員進行管理、控制，也可以對建築物、家庭、汽車、交通號誌等進行定位、安控甚至下達指令等各種應用。
根據維基百科定義來看，物聯網的應用相當廣泛，由於每個人周邊設備可達一千到五千個，所以物聯網將包含數百兆個物體，延伸至運輸物流、健康醫療、智能環境（家庭、辦公、工廠）領域、個人和公共區域。而物聯除了「物」之外，透過「聯」的方式，將可判斷出最有效率的運用模式。
若是以距離來看聯網方式，最適合長距離通訊的是光纖，也是目前網路架構的最基礎建設。由於具備不受電磁干擾、低傳輸損耗、傳送通訊量大且不易受地形或其他因素影響等優勢，在連結國家與國家、寬闊的城市與城市之間，基本上還是以實體線路最適合。
光纖、４Ｇ是基礎架構
而在城市裡屬於中距離的範疇，以電信機房分出去的光纖為骨幹，有線走ＡＤＳＬ或光纖，而無線則先從機房以實體線連結至４Ｇ基地台。以定義來看，４Ｇ在寬闊郊區最廣覆蓋達一百公里，訊號在五公里內提供完美服務、三○公里內則是高質服務；而在城市或受限地形區域，距離將降低，但是更高頻段（如歐洲的2.6 GHz）被用於提供高速移動寬頻服務，覆蓋面積則將等於或低於一公里。
台灣在４Ｇ與光纖布局廠商甚多，光纖主動元件如波若威、上詮、Ｆ─科納，被動元件如光環、聯鈞、前鼎、Ｆ─眾達、華星光，而４Ｇ概念就更多了，智原、譁裕、昇達科、新復興等。
當光纖與４Ｇ架構到一定程度之後，就像人體構造一樣，中樞神經一旦癱瘓，那其他的也不用再多說，然而，平常最常使用的是在枝與末梢的部分，也就是短距離的通訊，方便性是優先考量，而耗能與傳輸距離與速率也都相當重要。基本上，耗電量4G、Wifi＜Bluetooth4.0的BLE=Zigbee＜NFC。
必須特別強調，各種無線通訊的技術，都存在有各自的優勢，在不同需求、環境、使用者之下，將可使用不同的技術交錯搭配，基本上並沒有一定要互相取代的問題，不過，也會有使用上的最大公約數，例如方便性以Bluetooth 4.0中的BLE（BT4.0 Low Energy）較佳，而省電則是ＮＦＣ耗能最低。
Wifi相對耗電卻很好用
從附圖來看，Wifi的普及率與實用性相當高，距離與速率都不錯，是相當受青睞的一種無線傳輸模式。以實測狀況來看，同時使用Wifi、３Ｇ與４Ｇ，３Ｇ比Wifi耗電約一～六％，而４Ｇ因製程、成熟度、省電機制、基地台數量都會影響耗電量，一般來說將會比３Ｇ耗電約五～二○％。
但是，手機在開啟Wifi的狀況下，即使在沒有數據傳輸的狀況，也會固定消耗差不多七○○mW的功耗，而３Ｇ與４Ｇ則是在連結時才會產生功耗。因此要降低功耗，能否有所謂的「休眠模式」是重點，也就是要具備「傳輸省電協議」，這也是張董事長所說第二點與第三點的應用之一。
Wifi已是目前多數控制端的基本配備，在ＮＢ、智慧手機、平板電腦等都是，雖然相較於其他短距離無線傳輸技術較耗電，不過卻擁有較遠距離與較高速率。除運用於交通相關、公共場所與建築物（住家、公司與工廠）之外，也用在物流、倉儲等，多由國際大廠提供，台廠相關如聯發科、瑞昱。
實際應用面來看，Google年初併購Nest，該公司已推出Thermostat（溫度調節器）與Smoke sensor（煙霧感測器），就是透過Wifi連線。根據調查Thermostat在美國普及率超過八五％，主因是不論冷、暖氣有超過半數家庭全天開著，耗電量相當驚人，然而可程式控制的溫度調節器將可大幅節省能源與費用。
預期這將是Google進軍智慧家庭的開端，雖然過去因整合性高、專業使得價格居高不下，不過隨著成本降低（只要看到這四個字通常就是台廠有機會）、人類惰性持續惡化，根據Next Market Insights報告指出，智慧家庭產值將從二○一三年的二六億美元，至一七年以年複合成長率超過四成達到一一○億美元。
除了Wifi之外，後起之秀的ＢＬＥ運用於智慧家庭，是目前業界認為未來相當有發展空間的技術（詳見後文），不過在ＢＬＥ之前，Zigbee由於具有省電、網路節點數高與低成本優勢，包含門禁、停車場管理、貨物倉儲、醫療監控與看護等都可適用，台廠相關如笙科、聯發科旗下絡達。
智慧家庭概念逐漸實現
電力線網路（Power Line Communication，PLC）也是一種方式，透過家中的電源插座當連接埠，利用電線當作網路傳輸線，雖然在家中滲透力強，不過由於不同迴路不能互接通，一個家庭內可能需要多個網路橋接器，且電線品質有差異，家電包括微波爐、吹風機等亦會干擾ＰＬＣ訊號。
簡單來說，先以實體線（ＡＤＳＬ、光纖等）拉入建築物，而內部應用仍以無線通訊最為方便，因此，在架構與應用程式完整的前提下，不論是Wifi、BLE或Zigbee的無線傳輸模式，只要能將價格壓低、合理化，內建於各項物品當中利於管控，則智慧家庭基本的輪廓將可成形。
無線射頻辨識（ＲＦＩＤ）為一種無線射頻的辨識技術，著重於帶有唯一識別碼的電子標籤，識別特定目標並讀寫相關數據，而無需辨識系統與目標間建立機械或光學接觸。而近場通訊（ＮＦＣ）以ＲＦＩＤ與互連技術為基礎，是一種短距離高頻的無線電技術。
ＲＦＩＤ在應用上與其他無線通訊有一個較大的不同點，就是在終端（標籤）可不需要用到電（低功耗），因此相對之下可以更輕薄短小、更便宜。而ＮＦＣ在ＲＦＩＤ頻帶中的高頻（一三．五六MHz）二○公分之內，主要應用於商業與金流方面。
無線短距是末梢神經
ＲＦＩＤ相較於傳統的條形碼，雖然價格相對較高，不過由於具有標籤就算被遮蔽，只要靠近讀取器一樣能被讀取，且一次可讀取上百個射頻標籤，而主從關係相當明確，就算是主動式標籤（內部有電源供應器），也是為了拉長距離、容納更大容量，與當讀取器訊號微弱時可回資訊。相對ＮＦＣ則具有距離上優勢。
然ＮＦＣ的近距離是特點，可透過卡模擬、點對點與讀卡機三種模式運作，其中在卡模擬方式下，即屬是主裝置（如手機）沒電的狀況下也可工作；而點對點可用於資料交換（與ＲＦＩＤ不同），功耗也低，且一次僅與一台機器連結，相較之下就可有較高的保密與安全性。