看似概念簡單的PoE技術，卻有著後勁十足的應用潛力，尤其當新一代PoE Plus標準通過後，供應電力將從15瓦增加到40瓦以上，屆時PoE的勢力範圍更將快速擴散。
想像一下，當所有筆記型電腦，只要插上網路線，就可以直接連上網路並獲得運作所須電力，將是多麼令人興奮的科技突破，不僅可擺脫笨重的電源供應器，提高使用的便利性，也可降低設備成本，可謂一舉數得。而這樣的畫面將隨著新一代乙太網路供電(Power over Ethernet, PoE)技術標準802.3at的到來，真實上演。
簡單來說，所謂PoE技術係利用現今已廣泛使用的CAT3與CAT5纜線基礎建設，提供無線區域網路接取器(WLAN AP)、網路語音通訊協定電話(VoIP Phone, 以下簡稱網路電話)、網路攝影機(IP Camera)，及其他具備乙太網路連結功能的裝置，持續且穩定的電力與數據、語音等服務(圖1)。不僅節省額外建置電源線、插座的時間和成本，同時也可以中央控管的不斷電系統(UPS)為整個網路系統提供備援電力，減少各別裝置所需的專屬不斷電系統。
隨著2003年IEEE 802.3af標準的通過，讓PoE相關業者有了依循的發展方向，具備PoE功能的產品也迅速在市場中蔓延開來。根據市場研究機構Venture Development預估，全球PoE設備出貨量將從2005年的0.45億台，成長至2008年的1.52億台。另一項數據則顯示，整體PoE設備市場產值將在2008年突破89億美元規模，年複合成長率(CAGR)高達36%；而Gartner Dataquest也預估，全球具備PoE功能的乙太網路交換器連接埠，將從2005年2,780萬埠成長到2009年1.05億埠(圖2)。
有鑑於PoE市場成長潛力，網通設備大廠思科(Cisco)早在2000年就已開始進行布局，其他如惠普(HP)、Netgear、北電 (Nortel)，電源供應器大廠飛宏(Philhong)、台達電子(Delta Electronics)、連接器大廠富士康(Foxconn)等也都相繼投入。
當然，半導體業者更是推動此一市場的重要推手，包括德州儀器(Texas Instrument)、美國國家半導體(National Semiconductor)、凌力爾特(Linear Technology)與芯科實驗室(Silicon Laboratories, 以下簡稱Silicon Labs)等，均已積極推出相關產品。近期更傳出乙太網路交換器晶片龍頭博通(Broadcom)也有意進軍，讓PoE晶片市場戰火一觸即發。
企業用戶為現今主要市場
以應用端區分，PoE晶片可分為供電設備(Power Sourcing Equipment, PSE)方案與受電設備(Powered Device, PD)方案，其中供電設備又可分為中跨(Mid)設備與整接式(End)設備兩種，前者係為了讓現今沒有PoE功能的舊型乙太網路設備也可支援PoE技術，所發展出來的過渡型產品；後者則如乙太網路交換器、集線器(Hub)或路由器(Router)等。PSE可說是PoE實現的基礎建設，唯有這些設備可提供PoE功能，受電設備才能發揮作用。
德州儀器PoE產品行銷經理Steven Hemmah(圖3)表示，企業級乙太網路交換器是PSE最主要的應用市場，新一代乙太網路交換器均已將PoE功能列為標準規格，因此，企業用戶市場的需求仍是目前PoE成長最大的驅動力，但隨著PoE在企業網路環境的應用日益普遍，將可望帶動中小型企業市場的大量需求。
而在PD市場方面，Hemmah指出，目前網路電話、WLAN AP，與網路攝影機是驅動PoE市場成長的三大應用。其中又以網路電話需求最大，占整體PD市場近7成的比例，年複合成長率高於25%，WLAN AP占20%，年複合成長率為10～15%，網路攝影機占10%，但年複合成長率高達40%以上，是成長最快的PD市場(圖4)。此外，他也特別強調， PD市場將是未來整體PoE市場快速成長的最主要動力來源。
Silicon Labs有線產品經理Phil Callahan(圖5)也表示，目前PSE占整體PoE出貨埠數的最大宗，PD僅占一小部分比例，而隨著未來愈來愈多高功率PSE產品的問世，PD市場將可望逐漸成長。此外，現今消費者也會考量未來網路的發展趨勢，而選擇購買具有高功率特性的產品，如802.11n的AP和PTZ (Pan/Tilt/Zoom)型網路攝影機，使得PD市場進一步上揚。此一情形，同時也將激勵PSE市場的發展，讓PSE維持較大的市場規模。
值得注意的是，原本占有次大比例的Mid設備市場，已隨著乙太網路交換器供應商將Mid PSE功能整合進產品方案中，而使得市場對於單獨分離式的Mid設備需求日益減少。
高功率應用聲浪高漲 PoE Plus眾望所歸
根據目前803.3af標準規範，PSE端的供電功率最高可達15.4瓦，而PD端的受電電力最大只可達12.95瓦，因此，現今PD產品的主流規格多半小於或等於12瓦，包括先前提到的網路電話、WLAN AP及網路攝影機等應用皆是。
不過，對許多PoE潛在應用市場而言，僅僅12瓦的電力根本無法發揮作用，因而成為PD市場向上成長的最大瓶頸。美國國家半導體亞太區電源管理產品行銷經理吳志民(圖6)指出，PoE系統輸出功率有限，大幅限制此一技術的發展和普及，而正在研擬中的PoE Plus標準的出現可望解決此一問題。
Callahan也認為，隨著許多新興PD應用產品的快速增長，僅12瓦供電電力的情形已開始發生轉變。包括PTZ型網路攝影機、網路語音系統與擴音器、安全監控系統，以及無線射頻辨識(RFID)標籤讀取器等新興的PD應用，已開始要求12瓦以上，甚至高達30瓦的更高功率，其中，又以安全監控相關設備市場的成長潛力為最大。
此外，視訊電話、銷售點(POS)終端設備、醫療與工業用設備、設備監測系統，以及近來相當熱門的全球微波存取互通介面(WiMAX)接取器等，亦是業者們所看好的高功率PoE潛力應用市場。
事實上，為了進一步擴大PoE技術的勢力範圍，IEEE自2005年起已開始進行新一代PoE標準802.3at(又稱PoE Plus)的制訂，輸出電力可較現今標準提高兩倍以上，將可大幅擴張PoE的應用版圖(表1)。目前IEEE正在實現一個新的分級結構，以確保採用新標準設計的應用，可和使用802.3af及準802.3at(Pre-standard)標準設計的產品相容。
本身即是802.3at任務小組成員的Hemmah表示，目前該標準規範的制訂尚稱順利，惟仍受到一些政治角力的問題干擾，預估將可在2008年獲得通過。他指出，其實目前已有客戶對高功率的產品需求甚殷，未來在PoE Plus標準底定後，將可望帶動PD市場快速成長。
雖然市場對於PoE Plus標準的來臨引頸期待，但也有部分人士指出，導入新的PoE Plus標準，必須更改現有網路基礎建設，同時由於新標準計畫將纜線的最大耐受溫度提高10℃左右，將造成纜線壽命衰減與劣化現象，並增加接入損失 (Insertion Lost)，因而讓相關業者產生導入疑慮。
對此，凌力爾特混合訊號產品副總裁暨總經理Bob Reay(圖7)表示，PoE Plus為高功率版本的PoE標準，其使用的是CAT5纜線傳輸，是由原本802.3af規範的CAT3纜線所升級而成。而由於CAT5纜線現今已廣為使用，因此PoE Plus應可與現今絕大多數網路線環境相容。Callahan也認為，PoE Plus標準制訂的目的，原本即是希望在維持現存基礎建設環境下，增加PoE技術應用的數量，使用者不須擔心改更基礎建設的問題。
至於纜線溫度過高的問題，Reay指出，目前IEEE正針對最大電流、最大周圍操作溫度，以及纜線壽命等相關問題進行討論，而最終定案的PoE Plus標準將會把造成纜線壽命或接入損失的各種可能因素的發生機會降到最低。
Callahan則表示，高功率的確將增加纜線的最大溫度，這是基本的物理現象，無法避免。然而，在包含接入損失的各種電氣參數(Electrical Parameter)中，只會產生些微的功能衰減，而纜線壽命的影響也相當輕微，對整體系統的效能與成本並無重大影響。他強調，PoE解決方案設計人員與 PoE Plus標準工作小組成員的最大目標，即是在不須耗費龐大新設備的開支下，協助製造商設計最高效能、最具成本效益的產品。
瞄準高功率市場
晶片業者卡位戰開打
當PoE Plus標準如火如荼制訂之際，晶片業者早已開始瞄準高功率應用市場，推出準標準解決方案，搶占商機(表2)。
以德州儀器而言，2006年底即推出首款高功率PoE晶片TPS23841。
Hemmah表示，該款PSE管理元件可讓含有多個連接埠的企業系統，透過標準乙太網路纜線提供25瓦的電力，讓相容於現有802.3af標準的PD裝置擁有較以往多兩倍左右的操作電力，非常適合商業、工業、醫療和軍事應用。
TPS23841四埠PoE元件可提供電源管理控制與保護功能，能在21.5～57伏特(V)輸入電壓範圍內，安全地提供高達每埠665毫安培的輸出電流。同時可將整合式開關元件、感測電阻、及4組獨立的15位元類比數位轉換器(ADC)等多顆元件加以整合，以簡化PoE設計，使元件可精確測量特徵電阻、電壓、電流和晶片溫度。
另外，TPS2376-H則是德州儀器所推出的PD控制器，採用8支接腳的小封裝，並具備各種安全功能，包括可程式的600毫安培電流限制、過熱關機、自動重試與故障保護等。
Hemmah指出，TPS23481與TPS2376-H兩款元件均與IEEE 802.3at工作小組最新制定的PoE Plus標準相容，設備製造商可使用這些元件發展出準標準的產品，同時也可與802.3af標準相容(圖8)。他強調，PD產品設計能力較為普遍，低成本與設計效率是業者關注的重點。而PSE晶片的設計困難且複雜，僅主要少數原始設備製造商(OEM)與原始設計製造商(ODM)具有這方面的能力，因此豐富的研發經驗、完善的全球支援、先進的製程技術，以及軟體開發能力，對客戶而言均相當重要。
除了現階段802.3af標準所能提供的電力有限，而造成PD市場遲滯不前外，緩慢、昂貴且複雜的產品設計流程，也是阻礙PD製造商發展的另一因素。為此，Silicon Labs則致力提高PD晶片方案的整合度、品質及可靠性，以協助客戶用最具成本效益的方式，將複雜的高電壓設計加以簡化。
Callahan表示，Silicon Labs所推出的Si3400，內建二極體橋式電路(Diode Bridge)、瞬時突波抑制電路(Transient Surge Suppressor)，以及交換式穩壓器場效應電晶體(FET)。與其他競爭方案相比，可大幅減少高達25顆的外部元件，可改善整體產品可靠性、簡化客戶供應鏈流程並節省約1.5美元的整體材料成本(BoM)。
此外，由於系統的整合度高，所須管理的元件與系統測試成本也都相對減少，有助於提高組裝線良率，降低重新組裝的發生。如此一來，系統設計人員就不須花費寶貴的時間與資源在減少外部元件和設計挑戰，而可專心聚焦於系統層級的差異化與客製化設計。
Si3400主要係針對網路電話、WLAN AP、RFID標籤讀取器、銷售點終端裝置、網路攝影機等應用所設計。藉由可直接連結到乙太網路纜線的線路端電壓，內建的二極體橋式電路可用來實現專屬的電源中斷早期指示功能，使得系統在關閉PD裝置前，有足夠時間儲存作業與狀態資訊。至於內建的瞬時突波抑制電路，則可在偵測到高電壓時啟動保護電路，有助於改善整體產品的堅固性與可靠性。
Callahan指出，為了滿足新興高功率PD設備應用，Si3400也可進行擴充延伸，以兼容新的PoE Plus標準，系統設計人員將可輕易設計出與802.3af以及準802.3at標準的產品。他強調，目前IEEE 802.3at標準尚未正式底定，因此尚無業者具有相容於802.3at的產品，僅部分業者推出準標準的產品，可兼容於正在進行制訂的版本。不過在未來標準定案後，仍須透過產品的修改，才能進一步符合最終的標準規範。
身為標準制定成員之一，Callahan表示，Silicon Labs對標準的掌握度相當高，尤其高電壓產品設計的核心競爭力，更有助其在制訂過程中發揮重要的影響力。而未來該公司所推出的任何一項PoE Plus產品，也都將協助設計者開發出最佳效能的產品。
美國國家半導體方面，目前則有3款針對PD市場的PoE脈寬調變(PWM)控制器，均為多功能合一晶片，同時整合PoE介面、熱插拔和PWM控制器等多種功能。此外，該公司LM5072的PoE晶片。吳志民表示，LM5072亦整合多種功能，最大的特點是輸出功率可高達25瓦。
至於凌力爾特，同樣也兼具提供PSE與PD端解決方案的能力，但並未特別說明在高功率應用市場的產品發展狀況。Reay表示，該公司目前正與亞太地區主要的電源供應器製造商緊密合作，並在台灣提供陣容堅強的應用工程師(FAE)支援服務，近期已在台灣市場獲得許多導入量產(Design-win)的成功專案，預期未來成長動力可望持續，並在整體PoE產品市場上擁有良好的成長。
後進者接二連三
PoE恐陷價格競爭
乙太網路環境的日益成熟，以及網路電話、WLAN和網路攝影機等市場強勁成長力道的帶動下，讓PoE市場頓時熱絡起來，而隨著2008年PoE Plus標準即將到來，有意競逐此一市場的晶業者也逐漸浮上檯面。
體認到PoE晶片市場機會將愈來愈大，已觀望多時的飛思卡爾(Freescale)也於2006年底正式推出首款PoE晶片MCZ34670，並計畫以先進製程技術所帶來的價格優勢，迅速在市場中搶占一席之地。
飛思卡爾電源管理暨馬達控制部門經理Andy Khayat表示，儘管該公司一開始並未投入太多資源，但如今市場已然成熟。而為了在眾多標準化的晶片產品中脫穎而出，飛思卡爾採用0.25微米的 BiCMOS製程技術，相對於現今許多業者所採用的0.35微米製程，該公司解決方案的尺寸可較同級產品縮小30%，大幅降低成本。目前已進入量產階段。
此外，專門從事類比與混合訊號晶片設計的Microsemi，2006年10月也以2.45億美元收購原本在PoE晶片市場如日中天的 PowerDsine。Microsemi表示，藉由此次收購，除讓該公司跨入PoE晶片方案市場外，也有助於其產品組合的擴張，並與既有的電源管理晶片產品互補，同時增加在混合訊號領域的設計技術能力。
在收購完成後，Microsemi於今年3月中旬，發表其首款準802.3at標準的PoE晶片系列方案，可提供高達36瓦的電力，瞄準視訊電話、WiMAX傳送器、PTZ型網路攝影機、精簡型電腦(Thin Client)，以及筆記型電腦等應用市場。此一系列產品包括一顆12埠與一顆4埠的PSE端晶片方案，均整合功率場效應電晶體，可讓製造商生產出以每兩對線(2-pair)驅動36瓦電力的乙太網路交換器，並提供30瓦的電力供PD使用。同時，若客戶須要使用高達60瓦的電力，則可使用設定以4對線驅動的同款晶片。
另一方面，近期市場也傳聞博通有意跨足PoE市場，而引發PoE晶片陷入低價競爭的疑慮。市場人士指出，以博通在乙太網路交換器晶片市場近7成占有率的優勢，一旦跨足PoE晶片開發，可與其交換器晶片共同搭售，並採價格戰術，屆時將對PoE晶片市場帶來不小的衝擊。
不過，到目前為止，博通僅於其乙太網路交換器解決方案中支援PoE功能，並未推出PoE晶片。對於此項傳聞，Reay表示，目前並未看到博通進入PoE市場。Hemmah也指出，目前尚未看到市場上有PSE的業者使用博通的技術協定，博通若真的要在市場中發揮影響力，必須成立或加入相關組織，分享他們的標準，讓市場了解他們的做法，但目前並未看到任何有助成本降低的好處。
Hemmah表示，PoE屬於電源晶片的一種，其需要高度專業的類比/線性設計技術與經驗，而要將高密度CMOS製程的邏輯晶片與高電壓的類比製程技術整合在一起，並達到降低成本的效益，就技術架構來看並不合理。儘管博通要跨入PoE市場僅一線之差，但重要在於其能不能對整體市場與客戶提出長期的承諾。
而對於PoE市場是否將陷入低價競爭，Reay認為，PoE價格的確還有很大的降價空間。Hemmah則強調，在任何新興市場，價格都是一項驅動成長的重要因素，而隨著愈來愈多競爭者加入戰局，價格勢必持續下跌。吳志民也指出，PoE的標準化亦會造成晶片價格下滑的壓力。不過，半導體業者仍可藉由在PoE 應用領域中創造產品差異性，來提高自身的價值。
業者合組聯盟
拱PoE市場
為了加速PoE技術普及化，兩年前，德州儀器聯合半導體、網通設備，以及連接器等不同領域的供應商，共同組織PoETec聯盟，為推動PoE市場的成長而努力。
Hemmah表示，聯盟成員必須分享PoE相關技術的智財權(Intellectual Property)，目的是要共同定義出一個標準介面，並免費開放給整體產業使用，加速PoE Plus設備的設計流程，確保產品的互通性與易用性。截至目前為止，該聯盟已有13家左右的成員(表3)。
此外，為了有效解決產品互通性的問題，美國新罕布什爾大學的互通性實驗室(University of New Hampshire, UNH-IOL)也於2003年開始與產業界合作，提供一個公正客觀的PoE產品互通性測試環境，以及為產業界所接受的測試方法，讓PoE產品更具一致性且無互通上的問題。測試產品項目包括PoE交換器與路由器、PoE電話、PoE無線網路接取器、PSE演示板、PD演示板，以及電力數據分離器 (Power Data Splitters)。
顯而易見的，儘管在某些業者看來，PoE仍只是方興未艾的利基市場，然而隨著各領域龍頭大廠的背書力拱下，其背後所隱藏的龐大商機實在不容小覷。
