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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：【6380】 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) 《图一 日本半导体产值和全球半导体市场的比较》 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。 《图三 PS2的内部架构图》

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。

《图五 任天堂GamCube的硬件架构》

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》