|
新一代游戏主机崛起的契机与挑战 |
【作者: 吳秉思】2002年01月05日 星期六
|
|
浏览人次:【6459】
自2000年春Sony正式上市128位元的新一代电视游乐器「Playstation2」(以下简称PS2),以及2001年秋任天堂的「GameCube」和Microsoft的「X-BOX」相继推出之后,顿时之间这种新一代电玩掀起业界广泛的讨论,甚至成为零组件供应商、组装厂在证券市场的最佳卖点。为何新一代电玩有如此十足的魅力,其对电子产业未来的发展又有何影响呢?
带动电子产业第三阶段的变革
长久以来电子产业的主要型态大致可概分为前后三阶段(表一):第一阶段即是大型电脑的时代,发生在1980年代,以IBM挂帅的大型电脑主秀期,强调从晶片、软体到系统产品的垂直整合型态。
表一 电子产业的三大阶段
|
第一阶段1980年代 |
第二阶段1990年代 |
第三阶段2000年代之后 |
产业领导者 |
IBM |
Intel、Microsoft |
Sony(?)、Nokia(?) |
主要应用 |
大型电脑 |
PC |
电玩(?)、IA(?)、手机(?) |
技术推动者 |
DRAM |
CPU |
Flash、IC、MPU |
矽周期 |
Olympic(需求) |
Wintel(供应) |
混合各种不同周期 |
产业型态 |
垂直整合 |
垂直分工 |
? |
国际竞争 |
日本努力抬头,美国式微 |
日本式微,美国渐抬头;台韩力量渐受重视 |
日本欲再起 |
此一型态后来被PC所取代,盖PC采取垂直分工,作业系统、CPU、软体、DRAM、组装都有各自的厂商经营,发挥专业的精神和经济效益,又在Wintel的标竿开放模式催使下,使PC低价化,遂而历经20余年之后,能够创造1亿台的市场规模。
可是在90年代末期,PC逐渐步入饱和,过去20%以上的年成长率已不复存在,甚至在2001年出现负成长。于是业界纷纷提出了所谓后PC时代,做为电子产业第三阶段主力产品的号召。
手机和电玩
在2000年有两样产品的销售是十分引人瞩目的,一是行动电话,二是电玩。此两样产品并非新兴产品,但在销售业绩上相当突出,虽整体产业规模仍不能和PC相比,声势却比PC强韧。这对于一向以PC为主的电子产业具有重大的意义。
手机和电玩都是倾向封闭的系统,手机有GSM、CDMA等不同标准,其内部软体和晶片是制造商各自为政的局面,不像PC那样牵制在Microsoft和Intel的手里;电玩则是制造商以自己的系统规格运作,软体并不相容。在硬体架构上,电玩和PC非常相似,都是利用CPU,外加核心逻辑晶片组、主记忆体和界面IC等。 (图一)
挹注半导体市场扩大
由于在1980年代日本放弃了CPU的开放,全力投注于DRAM研发,虽在当时曾创造辉煌的成绩。可是在1990年代以后,南韩大举入侵DRAM市场,此一泛用品受到景气周期的恶性循环影响,市场渐不如前。另一方面,掌握CPU的Intel则在几乎是独家供应的情况下,逐渐壮大。
再造半导体春天
1980~2000年间,日本半导体相对于全球的半导体产值,可以发现日本在1990年之后的成长渐不及全球的水准,尤其在1995年以后更为明显。因此日本业界急欲在电子产业的第三阶段,以电玩复制PC的模式重新掌握CPU和绘图等逻辑晶片组的资源,脱离DRAM的束缚,再造日本半导体业的新春天。
以Sony新一代的电玩PS2为例,CPU的性能从第一代PS1的32位元,直接跳跃到128位元,并由合作伙伴东芝负责研发和生产;而Sony则自行发展内嵌DRAM的绘图加速器;一般的逻辑晶片组则由LSI Logic负责设计。日本半导体业界因而可掌控电玩最重心的核心部份,如果电玩的出货量达到相当的程度,势力就可进一步扩张。
同时任天堂的GameCube也有同样的意义,差别只在于该公司并无IC设计和生产部门,故只能另寻合作伙伴。由于日本国内已无适当的CPU资源,最后还是借重IBM的Power PC CPU,绘图部份则是取得稍后被ATi收购的Artx的技术,交由NEC进一步改良和制造。不过就直接挹注日本半导体产能和技术的效益来看,PS2要比GameCube大。
市场潜力大,但门槛高
日本业界在下一代电玩的著力,引起Microsoft的戒心,深恐日本业界藉由电玩慢慢侵蚀其在家庭娱乐以及家用PC的版图,遂决定以X-BOX对抗日本的势力。
Microsoft跨足电玩有其既得的优势:拥有丰富的软体作业系统,并且极为熟悉和电玩架构相通的PC,因此Microsoft尽可能地利用既有的PC架构转用在X-BOX上,如此可减少开发成本,缩短上市时间。
Dream Cast的消声匿迹
至于原先早在1999年就已推出新机种的Sega「Dream Cast」则在亏损严重和自知无力与Sony、任天堂缠斗的情况下,已于2000年宣布退出家庭电玩市场。因此即使在大型电玩有极丰富经验的业者,也未必可以在此市场幸存。
投入的业者必须在软硬体方面投资相当大的财力和人力开发,且需承担以软体补贴硬体的压力,在各种层面的掌控具有极高的难度,进入障碍相当高。
目前跨入家庭电玩(表二)的三大巨子中,在晶片组和硬体开发一手包办的首推Sony。 Sony集团拥有最完整的电玩垂直产业,包括软体、晶片设计和制造、主机板、周边设备生产等。由于Sony在上一代电玩中(即PS)已是全球家庭电玩的最大业者,加上新一代的PS2以高性能的3D为号召,故在销售之初即创下相当惊人的佳绩。
2000年三月PS2在日本上市时,在前80天一共销售出200万台,创下消费电子产业的新纪录。到2000年底前,PS2一直在缺货的状况下,直到2001年产能扩充后才获得解决为止。依Sony原本的量产计画,2000年3月时产量60万台,2000年秋增加至100万台,2001年6月200万台。
表二 新一代家庭电视游乐器晶片规格及供应商
|
|
Dreamcast |
X-Box |
PS2 |
GameCube |
MPU |
Developer |
Hitachi |
Intel |
Toshiba, SCE |
IBM |
|
Architecture |
SH4 |
86-type(dedicated chip based on Pentium
III) |
Dedicated chip with MIPS aechitecture |
Dedicated chip based on PowerPC |
|
Clock speed |
200MHz |
733MHz |
294.912MHz |
405MHz |
|
Main memory |
16MB DRAM |
64MB synchro-DRAM with DDR mode |
32MB DirectRambus DRAM |
24MB 1T-SRAM |
|
Max. data transfer speed |
|
6.4GB/s |
32GB/s |
3.2GB/s |
Graphics LSI |
Developer |
NEC |
nVIDIA |
SEC, Sony |
Artx |
|
Clock speed |
|
300MHz |
147.457MHz |
202.5MHz |
|
Flame buffer |
|
Main memory and DRAM |
Internal 4MB DRAM |
Internal 2MB DREAM |
|
Design rule at launch |
0.15 micron |
0.25 micron |
0.18 micron |
|
Graphics rendering capability |
Polygon rendering capability |
3mn/s |
300mn/s |
66mn/s |
12mn/s(sustainable) |
External storage devices |
DVD-ROM drive |
No |
Yes |
Yes |
Yes(uses dedicated 8cm DVD) |
|
HDD |
No |
Yes(8GB) |
No(to be sold as a peripheral) |
No |
|
Memory card |
No |
Yes |
Yes |
Yes |
I/O interface |
|
|
Game controller ports(4),
Port electrically
Compativle with USB1.1, Ethernet, proprietary AV port |
Game controller portd(2), USB, IEEE 1394,
PCMCIA |
Game controller ports(4), serial ports(2),
high-speed port |
Internet connectivity |
|
Yes(modem standard) |
Yes(Ethernet adapter Standard) |
Yes(Optional) |
Yes(Optional) |
Shipment date |
|
Now being ship ped |
Fall 2001 |
Now being shipped |
July 2001 |
在晶片设计理念上和PC迥异
PS2所采用的CPU由东芝设计和制造,由于使用前瞻性的设计,Sony声称其制程可以追上SIA的发展路径(图二)。过去日本偏重记忆体的结果,使其在逻辑制程上落后世界水平,甚至不如台湾晶圆代工业者,如今则可依靠电玩扳回一成。
@内文:称做「Emotion Engine」的PS2 CPU曾可媲美Pentium III 的电晶体数目,但在2001年之后就不敌Pentium 4。拿Emotiun Eagine 和Pentium相比,并不公平,因前者只负责追求绘图和影像的最佳化,而Pentium则要兼顾所有PC的应用,包括文书处理,影像编辑等,偏向泛用化,自然需要更复杂的电路,才能跑得动十分肥厚的Windows。
PS2还有另一个功能强大的绘图加速器(图三),称为「Graphics Synthesizer」,其最大的特色是使用内嵌式的DRAM,达4MB,使用2560位元,介面速度达48GB/s。
|
技术突破
若改用DRAM独立附加的模组型式,速度不易达到如此高速,在内嵌式DRAM之后,使Graphics Synthesizer的晶粒面积并不逊于 Emotion Engine CPU。由于内嵌DRAM的制程不易制造,初期使用0.18μm,采用富士通设计的内嵌DRAM制程,良率不高,遂成为PS2在2000年缺货的祸首。
后来Sony改用东芝的内嵌式DRAM的制程,以及推进0.15μm之后,据说在良率上已大有改进。无论是Emotion Engine或Graphics Synthesizer,其晶粒面积很大,且年出产量在数千万套以上,需要很大的产能来因应。
为此,Sony和东芝在1999~2000年间大举增加在晶圆厂的投资,并使Sony在1999年凌驾NEC、日立等日本一线半导体大厂,投资额居全日本之冠。由此可知,藉由电玩开创半导体第二春,已由Sony的PS2的身上可以看到。
周边设备在家庭市场生根
除了半导体之外,电玩也可促进周边设备的发展。在第一代的PS上或任天堂的N64,并不具有足够的扩充介面,因而无法扩展周边设备。新一代的机种,不管是PS2、X-BOX或GameCube都拥有比PC更先进的介面,如IEEE1394、高速埠等。
DVD-ROM
除此之外,新一代的电玩都将DVD-ROM视为标准配备。事实上,目前为止DVD-ROM在PC未完全普及,仍有一大部分的比率依旧使用CD-ROM。由此可见电玩在储存装置与介面设计上的确比PC优越。 X-BOX亦将HDD视为标准配备,这也象征HDD攻入消费市场的开始。藉由上述电玩的优越条件,可使ADSL、Cabel-Modem等通讯装置引进电玩市场。 (图四)
在日本,Sony即选择Cable Modem为PS2上网的唯一工具,使得原本只在美国流行的Cable Modem得以在日本找到一片天。这些周边装置都直接带动半导体产值,并可能使许多原本在PC推动不易的想法,可以在短时间内拉到家庭市场里。 PS2和X-BOX的DVD-ROM亦可播放DVD-Video,成为一机多用的消费新宠。换言之,新一代电玩未来有可能成为家庭娱乐的最主要平台。
《图四 运用新一代电玩的平台可以开发多样化的应用》 |
|
市场略有区隔
任天堂长期以来一直是Sony的劲敌,但在整体的资源上不如Sony,因此在PS2和X-BOX的规格公布之后,任天堂决定修改原先的计划,故产品推出的时间也从2001年初延后至2001年秋,任天堂的若干架构和PS2有神似之处(图五),如绘图加速器Flipper使用内嵌式DRAM,主记忆体使用Rambus DRAM。 Flipper的原始设计采用Artx,后来Artx被ATI并购,成为用来对付NVIDIA的主要研发团队。
任天堂转移诉求
任天堂长期伙伴NEC,再将Artx的设计改良,配合为其量身订做的内嵌式DRAM制程,使用0.18μm。由于任天堂自知在高性能化上,难以和PS2、X-BOX竞争,故在使用者年龄层方面予以降低。如此软硬体的开发负荷可以减少,这也正是为何任天堂不采用12公分标准直径的DVD-ROM,改用8公分直径缩小版的DVD-ROM的原因。
依据市场的调查,Sony的第一代PS,几乎没有35岁以上的使用者,但是PS2却占了所有使用者的30%,可见PS2的高性能将年龄层提高了。任天堂刻意回避和PS2完全正面冲突。使用8公分直径DVD亦对儿童的使用上较为便利。
任天堂在周边设备上的合作伙伴刻意找Sony的对手松下,以往松下曾欲比照Sony,进军电玩,可惜惨败而黯然退出,此次藉由任天堂,找到了和Sony一较高下的机会。松下除了支援GameCube之DVD-ROM的生产之外,也负责推广SD记忆卡到GameCube上。
投资与开发压力皆大
Microsoft在X-BOX上的布局是PC的翻版,由目前在PC用CPU和绘图晶片上的巨擘Intel、NVIDIA负责提供晶片,作业系统则另外使用一套,和Windows不同,但许多部分仍延用PC用技术。
和PC最大的差异是过去Microsoft允许任何游戏软体开发业者,在无须经过任何授权的情况下,可任意开发Windows环境下的Title,但是X-BOX的经营模式则需要向软体开发业者收取权利金,自然使这些业者的开发费用增加。
新一代电玩的各方面情况当然要远优于前一代机种,却相对有更大的负作用,例如硬体成本大幅增加,Title回收压力大。为了刺激和鼓励消费者使用电玩,其模式类似于手机,硬体价格常低于成本,再由Title(月租费)的销售回收。新一代电玩都是采用性能最高的晶片,功能强大,耗电量大,散热设计必须大费周章,成本攀升幅度大。同理Title的开发费用上,为了匹配硬体在3D绘图的高性能,也跟着水涨船高。
软体的销售必须同时承担硬体成本的亏损、软体本身的开发费用、授权费用、通路费用等,压力相当大,风险也跟着提高。当然电玩业者也可靠设立网站,供应各项线上服务,惟在实质营收之前,仍得投入大量资金在网站服务内容的提供。
采垂直整合模式的Sony,内部还得筹措晶圆厂的费用,因此电玩事业虽具有无限商机,所需投入的资金,和经营管理、开发等,都是相当复杂的工程,并不能保证稳赚不赔。
竞争激烈,多角化经营
Microsoft有其特殊的背景,进入电玩有其既存优势,也有其不足之处。该公司对于软体的未来掌握度较高,但对于软硬体必须合揽的系统专案,未必就专精。 Microsoft必须统合晶片供应商、游戏Title、组装业者、零组件材料供应商等,是一沉重的负担,也是少有的经验。
WebTV在被Microsoft购并之后,未见绩效有何明显的改进,幸好Microsoft有庞大的Windows资产为后盾,X-BOX事业不致对其形成过重的负担,但欲谋利亦不简单,虽然Microsoft宣称X -BOX性能优于PS2,不过电玩的受欢迎与否,并不完全取决于平台性能的绝对优劣,Title的配合更是重要。例如任天堂N64销售比不上Sony的PS,即是所开发的Title种类不如PS。在1999年N64的销售有回光返照的现象,竟是因神奇宝贝、口袋怪兽的Title刺激之故。
任天堂危机
财力和研发资源有限的任天堂,在这场新一代电玩的竞争中,将会显得特别吃力,Sega的Dream Cast更是前车之鉴,任天堂较有优势的是掌上型电玩,Gameboy系列产品,也渐成为其他对手觊觎的目标,因此电玩虽然只有少数几家在经营,但竞争是相当激烈的。
由PS所奠定的基础,使Sony藉由PS2稳定基磐,巩固江山的可行性大大提高。 Sony为了充分利用PS2的资源,将PS2的CPU以及绘图加速器,经过适当的改良,对外开放出售,这是日本家电业者的首例。将自己内部使用的的晶片对外供给,如此将有利于开发成本的回收。东芝已表示将该CPU使用在其数位电视上。
激烈竞争将耗用庞大的资源
任天堂考虑本身资源有限,在策略上尽量不和PS2、X-BOX相互冲突,遂使操作手法过于保守,鸵鸟心态十足。 GameCube在硬体架构上较简化,使其在Title的开发上较不吃力,但因任天堂坚持Title独自发展不外包,使Title的数目增加速度有限,容易步入过去N64惨败给PS的覆辙。任天堂也刻意不追随PS2和X-BOX而发展线上游戏,更是违逆潮流的走法。该公司强调所有考量都是为低年龄层的学龄儿童所设计,此一利基性的自我区隔,将使其市场占有率难以攀升。
Microsoft和Sony都有各自的授权业者( 3rd party )开发Title,但也有各自的问题,前者原本的如意算盘是移植PC的游戏Title到X-BOX上,可惜后来发现PC和电玩间的差异性极高,而不能全盘通用。 Sony的合作伙伴则苦于不熟悉PS2之Emotion Engine此一新CPU的架构,使进度不如预期。于是Sony和Microsoft两大公司,为了取得下个耶诞假期的买气,以电玩300美元的价格以及多功能的设备,想有取代家用PC及其周边设备,成为最热门的礼物之虑。
易混淆其他产品发展
电玩入侵家用PC,对于两边都着力的Microsoft,期望尽量降低对PC的负面冲击。可是电玩业者所面对的最大问题,未必是如何和PC角力,而是如何和其他数位消费产品做区别。
DVD-Video市场
PS2和X-BOX都具备播放DVD-Video的能力,惟后者需要加购一个30美元的摇控器方可使用。由于拥有极强的绘图和影像处理能力,Sony曾宣称配合其MPEG 2解码软体,可使PS2的DVD-Video影像品质不逊于高级DVD Player机种。
然而过度强调电玩的DVD-Video能力,是否会招致对DVD Player的挤压,是值得思考的。目前为止,此一现象尚未浮现,消费者并未达到混淆电玩和DVD-Video界限的状况。 Microsoft本身并不产销DVD Player,与X-BOX没有重叠性的问题,但X-BOX却在Set-top box和PVR(Personal Viedo Recorder)有冲突之虑。
网路能力相冲
X-BOX拥有HDD,也具备Ethernet界面的网路能力,功能可以扩充到STB或PVR。 Microsoft各为Set-top box和PVR发展了「MSN TV」和「Ultime TV」的软体。 Sony本身也有PVR的产品。
电玩提升功能,难免和STB或PVR产生重叠,成为所谓混合式的平分,稀释了游戏的味道,反而易客为主,绝非电玩业者所乐见。此外,电玩本身虽具备足够的处理能力,可以延伸功能,但仍需要额外搭配周边配备,如欲存Set-Top box功能,得加装接收器;欲成为PVR,除了需要接收器,HDD容量不能太小。
消费性产品并不允许价格过度的攀升,这和PC用户乐于接受加购周边设备的观念不同。电玩业者如何从功能的增加、价格的控制以及不和其他产品产生重叠性当中取得一个平衡点,实是高难度的操作。
由于电玩和PC架构相似,拥有PC丰富资源和技术的台湾业界,可在电玩的代工制造扮演重要的角色。主导权虽在Sony,Microsoft手中,代工的利润未必很好,却仍有获利空间,风险比一手全包的Sony、Microsoft小。只是形势上,台湾业界未必能如PC一样,商机可见,却未必能紧握在手中,除了晶圆代工的不可取代性之外,台湾业界不适对电玩市场存在过多的幻想。
《图六 Microsoft的X-BOX之硬件架构》 |
|
|