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新一代遊戲主機崛起的契機與挑戰   【作者： 吳秉思】   2002年01月05日 星期六

瀏覽人次：【6692】 自2000年春Sony正式上市128位元的新一代電視遊樂器「Playstation2」(以下簡稱PS2)，以及2001年秋任天堂的「GameCube」和Microsoft的「X-BOX」相繼推出之後，頓時之間這種新一代電玩掀起業界廣泛的討論，甚至成為零組件供應商、組裝廠在證券市場的最佳賣點。為何新一代電玩有如此十足的魅力，其對電子產業未來的發展又有何影響呢？ 帶動電子產業第三階段的變革 長久以來電子產業的主要型態大致可概分為前後三階段(表一)：第一階段即是大型電腦的時代，發生在1980年代，以IBM掛帥的大型電腦主秀期，強調從晶片、軟體到系統產品的垂直整合型態。 表一　電子產業的三大階段   第一階段1980年代 第二階段1990年代 第三階段2000年代之後 產業領導者 IBM Intel、Microsoft Sony(？)、Nokia(？) 主要應用 大型電腦 PC 電玩(？)、IA(？)、手機(？) 技術推動者 DRAM CPU Flash、IA、MPU 矽週期 Olympic(需求) Wintel(供應) 混合各種不同週期 產業型態 垂直整合 垂直分工 ？ 國際競爭 日本努力抬頭，美國勢微 日本勢微，美國漸抬頭；台韓力量漸受重視 日本欲再起   此一型態後來被PC所取代，蓋PC採取垂直分工，作業系統、CPU、軟體、DRAM、組裝都有各自的廠商經營，發揮專業的精神和經濟效益，又在Wintel的標竿開放模式催使下，使PC低價化，遂而歷經20餘年之後，能夠創造1億台的市場規模。 可是在90年代末期，PC逐漸步入飽和，過去20%以上的年成長率已不復存在，甚至在2001年出現負成長。於是業界紛紛提出了所謂後PC時代，做為電子產業第三階段主力產品的號召。 手機和電玩 在2000年有兩樣產品的銷售是十分引人矚目的，一是行動電話，二是電玩。此兩樣產品並非新興產品，但在銷售業績上相當突出，雖整體產業規模仍不能和PC相比，聲勢卻比PC強韌。這對於一向以PC為主的電子產業具有重大的意義。 手機和電玩都是傾向封閉的系統，手機有GSM、CDMA等不同標準，其內部軟體和晶片是製造商各自為政的局面，不像PC那樣牽制在Microsoft和Intel的手裡；電玩則是製造商以自己的系統規格運作，軟體並不相容。在硬體架構上，電玩和PC非常相似，都是利用CPU，外加核心邏輯晶片組、主記憶體和界面IC等。(圖一) 《圖一　日本半導體產值和全球半導體市場的比較》 挹注半導體市場擴大 由於在1980年代日本放棄了CPU的開放，全力投注於DRAM研發，雖在當時曾創造輝煌的成績。可是在1990年代以後，南韓大舉入侵DRAM市場，此一泛用品受到景氣週期的惡性循環影響，市場漸不如前。另一方面，掌握CPU的Intel則在幾乎是獨家供應的情況下，逐漸壯大。 再造半導體春天 1980～2000年間，日本半導體相對於全球的半導體產值，可以發現日本在1990年之後的成長漸不及全球的水準，尤其在1995年以後更為明顯。因此日本業界急欲在電子產業的第三階段，以電玩複製PC的模式重新掌握CPU和繪圖等邏輯晶片組的資源，脫離DRAM的束縛，再造日本半導體業的新春天。 以Sony新一代的電玩PS2為例，CPU的性能從第一代PS1的32位元，直接跳躍到128位元，並由合作夥伴東芝負責研發和生產；而Sony則自行發展內嵌DRAM的繪圖加速器；一般的邏輯晶片組則由LSI Logic負責設計。日本半導體業界因而可掌控電玩最重心的核心部份，如果電玩的出貨量達到相當的程度，勢力就可進一步擴張。 同時任天堂的GameCube也有同樣的意義，差別只在於該公司並無IC設計和生產部門，故只能另尋合作夥伴。由於日本國內已無適當的CPU資源，最後還是借重IBM的Power PC CPU，繪圖部份則是取得稍後被ATi收購的Artx的技術，交由NEC進一步改良和製造。不過就直接挹注日本半導體產能和技術的效益來看，PS2要比GameCube大。 市場潛力大，但門檻高 日本業界在下一代電玩的著力，引起Microsoft的戒心，深恐日本業界藉由電玩慢慢侵蝕其在家庭娛樂以及家用PC的版圖，遂決定以X-BOX對抗日本的勢力。 Microsoft跨足電玩有其既得的優勢：擁有豐富的軟體作業系統，並且極為熟悉和電玩架構相通的PC，因此Microsoft盡可能地利用既有的PC架構轉用在X-BOX上，如此可減少開發成本，縮短上市時間。 Dream Cast的消聲匿跡 至於原先早在1999年就已推出新機種的Sega「Dream Cast」則在虧損嚴重和自知無力與Sony、任天堂纏鬥的情況下，已於2000年宣佈退出家庭電玩市場。因此即使在大型電玩有極豐富經驗的業者，也未必可以在此市場倖存。 投入的業者必須在軟硬體方面投資相當大的財力和人力開發，且需承擔以軟體補貼硬體的壓力，在各種層面的掌控具有極高的難度，進入障礙相當高。 目前跨入家庭電玩(表二)的三大鉅子中，在晶片組和硬體開發一手包辦的首推Sony。Sony集團擁有最完整的電玩垂直產業，包括軟體、晶片設計和製造、主機板、週邊設備生產等。由於Sony在上一代電玩中(即PS)已是全球家庭電玩的最大業者，加上新一代的PS2以高性能的3D為號召，故在銷售之初即創下相當驚人的佳績。 2000年三月PS2在日本上市時，在前80天一共銷售出200萬台，創下消費電子產業的新紀錄。到2000年底前，PS2一直在缺貨的狀況下，直到2001年產能擴充後才獲得解決為止。依Sony原本的量產計畫，2000年3月時產量60萬台，2000年秋增加至100萬台，2001年6月200萬台。 表二　新一代家庭電視遊樂器晶片規格及供應商　     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   在晶片設計理念上和PC迥異 PS2所採用的CPU由東芝設計和製造，由於使用前瞻性的設計，Sony聲稱其製程可以追上SIA的發展路徑(圖二)。過去日本偏重記憶體的結果，使其在邏輯製程上落後世界水平，甚至不如台灣晶圓代工業者，如今則可依靠電玩扳回一成。 @內文：稱做「Emotion Engine」的PS2 CPU曾可媲美Pentium III 的電晶體數目，但在2001年之後就不敵Pentium 4。拿Emotiun Eagine 和Pentium相比，並不公平，因前者只負責追求繪圖和影像的最佳化，而Pentium則要兼顧所有PC的應用，包括文書處理，影像編輯等，偏向泛用化，自然需要更複雜的電路，才能跑得動十分肥厚的Windows。 PS2還有另一個功能強大的繪圖加速器(圖三)，稱為「Graphics Synthesizer」，其最大的特色是使用內嵌式的DRAM，達4MB，使用2560位元，介面速度達48GB/s。 《圖三　PS2的內部架構圖》

技術突破

若改用DRAM獨立附加的模組型式，速度不易達到如此高速，在內嵌式DRAM之後，使Graphics Synthesizer的晶粒面積並不遜於 Emotion Engine CPU。由於內嵌DRAM的製程不易製造，初期使用0.18μm，採用富士通設計的內嵌DRAM製程，良率不高，遂成為PS2在2000年缺貨的禍首。

後來Sony改用東芝的內嵌式DRAM的製程，以及推進0.15μm之後，據說在良率上已大有改進。無論是Emotion Engine或Graphics Synthesizer，其晶粒面積很大，且年出產量在數千萬套以上，需要很大的產能來因應。

為此，Sony和東芝在1999~2000年間大舉增加在晶圓廠的投資，並使Sony在1999年凌駕NEC、日立等日本一線半導體大廠，投資額居全日本之冠。由此可知，藉由電玩開創半導體第二春，已由Sony的PS2的身上可以看到。

周邊設備在家庭市場生根

除了半導體之外，電玩也可促進周邊設備的發展。在第一代的PS上或任天堂的N64，並不具有足夠的擴充介面，因而無法擴展周邊設備。新一代的機種，不管是PS2、X-BOX或GameCube都擁有比PC更先進的介面，如IEEE1394、高速埠等。

DVD-ROM

除此之外，新一代的電玩都將DVD-ROM視為標準配備。事實上，目前為止DVD-ROM在PC未完全普及，仍有一大部分的比率依舊使用CD-ROM。由此可見電玩在儲存裝置與介面設計上的確比PC優越。X-BOX亦將HDD視為標準配備，這也象徵HDD攻入消費市場的開始。藉由上述電玩的優越條件，可使ADSL、Cabel-Modem等通訊裝置引進電玩市場。(圖四)

在日本，Sony即選擇Cable Modem為PS2上網的唯一工具，使得原本只在美國流行的Cable Modem得以在日本找到一片天。這些周邊裝置都直接帶動半導體產值，並可能使許多原本在PC推動不易的想法，可以在短時間內拉到家庭市場裏。PS2和X-BOX的DVD-ROM亦可播放DVD-Video，成為一機多用的消費新寵。換言之，新一代電玩未來有可能成為家庭娛樂的最主要平台。

《圖四　運用新一代電玩的平台可以開發多樣化的應用》

市場略有區隔

任天堂長期以來一直是Sony的勁敵，但在整體的資源上不如Sony，因此在PS2和X-BOX的規格公佈之後，任天堂決定修改原先的計劃，故產品推出的時間也從2001年初延後至2001年秋，任天堂的若干架構和PS2有神似之處(圖五)，如繪圖加速器Flipper使用內嵌式DRAM，主記憶體使用Rambus DRAM。Flipper的原始設計採用Artx，後來Artx被ATI併購，成為用來對付NVIDIA的主要研發團隊。

《圖五　任天堂GamCube的硬體架構》

任天堂轉移訴求

任天堂長期夥伴NEC，再將Artx的設計改良，配合為其量身訂做的內嵌式DRAM製程，使用0.18μm。由於任天堂自知在高性能化上，難以和PS2、X-BOX競爭，故在使用者年齡層方面予以降低。如此軟硬體的開發負荷可以減少，這也正是為何任天堂不採用12公分標準直徑的DVD-ROM，改用8公分直徑縮小版的DVD-ROM的原因。

依據市場的調查，Sony的第一代PS，幾乎沒有35歲以上的使用者，但是PS2卻佔了所有使用者的30%，可見PS2的高性能將年齡層提高了。任天堂刻意迴避和PS2完全正面衝突。使用8公分直徑DVD亦對兒童的使用上較為便利。

任天堂在週邊設備上的合作夥伴刻意找Sony的對手松下，以往松下曾欲比照Sony，進軍電玩，可惜慘敗而黯然退出，此次藉由任天堂，找到了和Sony一較高下的機會。松下除了支援GameCube之DVD-ROM的生產之外，也負責推廣SD記憶卡到GameCube上。

投資與開發壓力皆大

Microsoft在X-BOX上的布局是PC的翻版，由目前在PC用CPU和繪圖晶片上的巨擘Intel、NVIDIA負責提供晶片，作業系統則另外使用一套，和Windows不同，但許多部分仍延用PC用技術。

和PC最大的差異是過去Microsoft允許任何遊戲軟體開發業者，在無須經過任何授權的情況下，可任意開發Windows環境下的Title，但是X-BOX的經營模式則需要向軟體開發業者收取權利金，自然使這些業者的開發費用增加。

新一代電玩的各方面情況當然要遠優於前一代機種，卻相對有更大的負作用，例如硬體成本大幅增加，Title回收壓力大。為了刺激和鼓勵消費者使用電玩，其模式類似於手機，硬體價格常低於成本，再由Title(月租費)的銷售回收。新一代電玩都是採用性能最高的晶片，功能強大，耗電量大，散熱設計必須大費周章，成本攀升幅度大。同理Title的開發費用上，為了匹配硬體在3D繪圖的高性能，也跟著水漲船高。

軟體的銷售必須同時承擔硬體成本的虧損、軟體本身的開發費用、授權費用、通路費用等，壓力相當大，風險也跟著提高。當然電玩業者也可靠設立網站，供應各項線上服務，惟在實質營收之前，仍得投入大量資金在網站服務內容的提供。

採垂直整合模式的Sony，內部還得籌措晶圓廠的費用，因此電玩事業雖具有無限商機，所需投入的資金，和經營管理、開發等，都是相當複雜的工程，並不能保證穩賺不賠。

競爭激烈，多角化經營

Microsoft有其特殊的背景，進入電玩有其既存優勢，也有其不足之處。該公司對於軟體的未來掌握度較高，但對於軟硬體必須合攬的系統專案，未必就專精。Microsoft必須統合晶片供應商、遊戲Title、組裝業者、零組件材料供應商等，是一沉重的負擔，也是少有的經驗。

WebTV在被Microsoft購併之後，未見績效有何明顯的改進，幸好Microsoft有龐大的Windows資產為後盾，X-BOX事業不致對其形成過重的負擔，但欲謀利亦不簡單，雖然Microsoft宣稱X-BOX性能優於PS2，不過電玩的受歡迎與否，並不完全取決於平台性能的絕對優劣，Title的配合更是重要。例如任天堂N64銷售比不上Sony的PS，即是所開發的Title種類不如PS。在1999年N64的銷售有迴光返照的現象，竟是因神奇寶貝、口袋怪獸的Title刺激之故。

任天堂危機

財力和研發資源有限的任天堂，在這場新一代電玩的競爭中，將會顯得特別吃力，Sega的Dream Cast更是前車之鑑，任天堂較有優勢的是掌上型電玩，Gameboy系列產品，也漸成為其他對手覬覦的目標，因此電玩雖然只有少數幾家在經營，但競爭是相當激烈的。

由PS所奠定的基礎，使Sony藉由PS2穩定基磐，鞏固江山的可行性大大提高。Sony為了充分利用PS2的資源，將PS2的CPU以及繪圖加速器，經過適當的改良，對外開放出售，這是日本家電業者的首例。將自己內部使用的的晶片對外供給，如此將有利於開發成本的回收。東芝已表示將該CPU使用在其數位電視上。

激烈競爭將耗用龐大的資源

任天堂考慮本身資源有限，在策略上儘量不和PS2、X-BOX相互衝突，遂使操作手法過於保守，鴕鳥心態十足。GameCube在硬體架構上較簡化，使其在Title的開發上較不吃力，但因任天堂堅持Title獨自發展不外包，使Title的數目增加速度有限，容易步入過去N64慘敗給PS的覆轍。任天堂也刻意不追隨PS2和X-BOX而發展線上遊戲，更是違逆潮流的走法。該公司強調所有考量都是為低年齡層的學齡兒童所設計，此一利基性的自我區隔，將使其市場佔有率難以攀升。

Microsoft和Sony都有各自的授權業者( 3rd party )開發Title，但也有各自的問題，前者原本的如意算盤是移植PC的遊戲Title到X-BOX上，可惜後來發現PC和電玩間的差異性極高，而不能全盤通用。Sony的合作夥伴則苦於不熟悉PS2之Emotion Engine此一新CPU的架構，使進度不如預期。於是Sony和Microsoft兩大公司，為了取得下個耶誕假期的買氣，以電玩300美元的價格以及多功能的設備，想有取代家用PC及其週邊設備，成為最熱門的禮物之慮。

易混淆其他產品發展

電玩入侵家用PC，對於兩邊都著力的Microsoft，期望盡量降低對PC的負面衝擊。可是電玩業者所面對的最大問題，未必是如何和PC角力，而是如何和其他數位消費產品做區別。

DVD-Viedo市場

PS2和X-BOX都具備播放DVD-Video的能力，惟後者需要加購一個30美元的搖控器方可使用。由於擁有極強的繪圖和影像處理能力，Sony曾宣稱配合其MPEG 2解碼軟體，可使PS2的DVD-Video影像品質不遜於高級DVD Player機種。

然而過度強調電玩的DVD-Video能力，是否會招致對DVD Player的擠壓，是值得思考的。目前為止，此一現象尚未浮現，消費者並未達到混淆電玩和DVD-Video界限的狀況。Microsoft本身並不產銷DVD Player，與X-BOX沒有重疊性的問題，但X-BOX卻在Set-top box和PVR(Personal Viedo Recorder)有衝突之慮。

網路能力相衝

X-BOX擁有HDD，也具備Ethernet界面的網路能力，功能可以擴充到STB或PVR。Microsoft各為Set-top box和PVR發展了「MSN TV」和「Ultime TV」的軟體。Sony本身也有PVR的產品。

電玩提昇功能，難免和STB或PVR產生重疊，成為所謂混合式的平分，稀釋了遊戲的味道，反而易客為主，絕非電玩業者所樂見。此外，電玩本身雖具備足夠的處理能力，可以延伸功能，但仍需要額外搭配週邊配備，如欲存Set-Top box功能，得加裝接收器；欲成為PVR，除了需要接收器，HDD容量不能太小。

消費性產品並不允許價格過度的攀升，這和PC用戶樂於接受加購週邊設備的觀念不同。電玩業者如何從功能的增加、價格的控制以及不和其他產品產生重疊性當中取得一個平衡點，實是高難度的操作。

由於電玩和PC架構相似，擁有PC豐富資源和技術的台灣業界，可在電玩的代工製造扮演重要的角色。主導權雖在Sony，Microsoft手中，代工的利潤未必很好，卻仍有獲利空間，風險比一手全包的Sony、Microsoft小。只是形勢上，台灣業界未必能如PC一樣，商機可見，卻未必能緊握在手中，除了晶圓代工的不可取代性之外，台灣業界不適對電玩市場存在過多的幻想。

《圖六　Microsoft的X-BOX之硬體架構》