區塊鏈的 51 % 原則！比特幣帳本的運作方式—–《加密貨幣的真相》

本文與 威力暘電子 合作，泛科學企劃執行。

想像一下，當你每天啟動汽車時，啟動的不再只是一台車，而是一百台電腦同步運作。但如果這些「電腦」突然集體當機，後果會有多嚴重？方向盤可能瞬間失靈，安全氣囊無法啟動，整台車就像失控的高科技廢鐵。這樣的「系統崩潰」風險並非誇張劇情，而是真實存在於你我日常的駕駛過程中。

今天，我們將深入探討汽車電子系統「逆天改運」的科學奧秘。究竟，汽車的「大腦」—電子控制單元（ECU），是如何從單一功能，暴增至上百個獨立系統？而全球頂尖的工程師們，又為何正傾盡全力，試圖將這些複雜的系統「砍掉重練」、整合優化？

第一顆「汽車大腦」的誕生

時間回到 1980 年代，當時的汽車工程師們面臨一項重要任務：如何把汽油引擎的每一滴燃油都壓榨出最大動力？「省油即省錢」是放諸四海皆準的道理。他們發現，關鍵其實潛藏在一個微小到幾乎難以察覺的瞬間：火星塞的點火時機，也就是「點火正時」。

如果能把點火的精準度控制在「兩毫秒」以內，這大約是你眨眼時間的百分之一到千分之一！引擎效率就能提升整整一成！這不僅意味著車子開起來更順暢，還能直接省下一成的油耗。那麼，要如何跨過這道門檻？答案就是：「電腦」的加入！

工程師們引入了「微控制器」（Microcontroller），你可以把它想像成一顆專注於特定任務的迷你電腦晶片。它能即時讀取引擎轉速、進氣壓力、油門深度、甚至異常爆震等各種感測器的訊號。透過內建的演算法，在千分之一秒、甚至微秒等級的時間內，精準計算出最佳的點火角度，並立刻執行。

從此，引擎的性能表現大躍進，油耗也更漂亮。這正是汽車電子控制單元（ECU）的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」（Engine Control Unit）。

ECU 的失控暴增與甜蜜的負荷

第一顆 ECU 的成功，在 1980 年代後期點燃了工程師們的想像：「這 ECU 這麼好用，其他地方是不是也能用？」於是，ECU 的應用範圍不再僅限於點火，燃油噴射量、怠速穩定性、變速箱換檔平順度、ABS 防鎖死煞車，甚至安全氣囊的引爆時機……各種功能都交給專屬的 ECU 負責 。

然而，問題來了：這麼多「小電腦」，它們之間該如何有效溝通？

為了解決這個問題，1986 年，德國的博世（Bosch）公司推出了一項劃時代的發明：控制器區域網路（CAN Bus）。你可以將它想像成一條專為 ECU 打造的「神經網路」。各個 ECU 只需連接到這條共用的線路上，就能將訊息「廣播」給其他單元。

更重要的是，CAN Bus 還具備「優先通行」機制。例如，煞車指令或安全氣囊引爆訊號這類攸關人命的重要訊息，絕對能搶先通過，避免因資訊堵塞而延誤。儘管 CAN Bus 解決了 ECU 之間的溝通問題，但每顆 ECU 依然需要獨立的電源線、接地線，並連接各種感測器和致動器。結果就是，一輛汽車的電線總長度可能達到 2 到 4 公里，總重量更高達 50 到 60 公斤，等同於憑空多載了一位乘客的重量。

另一方面，大量的 ECU 與錯綜複雜的線路，也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。更別提這些密密麻麻的線束，簡直是設計師和維修技師的惡夢。要檢修這些電子故障，無疑讓人一個頭兩個大。

汽車電子革命：從「百腦亂舞」到集中治理

到了2010年代，汽車電子架構迎來一場大改革，「分區架構（Zonal Architecture）」搭配「中央高效能運算（HPC）」逐漸成為主流。簡單來說，這就像在車內建立「地方政府＋中央政府」的管理系統。

可以想像，整輛車被劃分為幾個大型區域，像是車頭、車尾、車身兩側與駕駛艙，就像數個「大都會」。每個區域控制單元（ZCU）就像「市政府」，負責收集該區所有的感測器訊號、初步處理與整合，並直接驅動該區的馬達、燈光等致動器。區域先自理，就不必大小事都等中央拍板。

而「中央政府」則由車用高效能運算平台（HPC）擔任，統籌負責更複雜的運算任務，例如先進駕駛輔助系統（ADAS）所需的環境感知、物體辨識，或是車載娛樂系統、導航功能，甚至是未來自動駕駛的決策，通通交由車輛正中央的這顆「超級大腦」執行。

乘著這波汽車電子架構的轉型浪潮中， 2008 年成立的台灣本土企業威力暘電子，便精準地切入了這個趨勢，致力於開發整合 ECU 與區域控制器（Domain Controller）功能的模組化平台。他們專精於開發電子排檔、多功能方向盤等各式汽車電子控制模組。為了確保各部件之間的溝通順暢，威力暘提供的解決方案，就像是將好幾個「分區管理員」的職責，甚至一部分「超級大腦」的功能，都整合到一個更強大的硬體平台上。

這些模組不僅擁有強大的晶片運算能力，可同時支援 ADAS 與車載娛樂，還能兼容多種通訊協定，大幅簡化車內網路架構。如此一來，車廠在追求輕量化和高效率的同時，也能顧及穩定性與安全性。

萬無一失的「汽車大腦」：威力暘的四大策略

然而，「做出來」與「做好」之間，還是有差別。要如何確保這顆集結所有功能的「汽車大腦」不出錯？具體來說，威力暘電子憑藉以下四大策略，築起其產品的可靠性與安全性：

1. AUTOSAR ： 導入開放且標準化的汽車軟體架構 AUTOSAR。分為應用層、運行環境層（RTE）和基礎軟體層（BSW）。就像在玩「樂高積木」，ECU 開發者能靈活組合模組，專注在核心功能開發，從根本上提升軟體的穩定性和可靠性。
   
2. V-Model 開發流程：這是一種強調嚴謹、能在早期發現錯誤的軟體開發流程。就像打勾 V 字形般，左側從上而下逐步執行，右側則由下而上層層檢驗，確保每個階段的安全要求都確實落實。
   
3. 基於模型的設計 MBD（Model-Based Design）： 威力暘的工程師們會利用 MatLab®/Simulink® 等工具，把整個 ECU 要控制的系統(如煞車)，用數學模型搭建起來，然後在虛擬環境中進行大量的模擬和測試。這等於在實體 ECU 誕生前，就能在「數位雙生」世界中反覆演練、預先排除設計缺陷，，並驗證安全機制是否有效。
   
4. Automotive SPICE (ASPICE) ： ASPICE 是國際公認的汽車軟體「品質管理系統」，它不直接評估最終 ECU 產品本身的安全性，而是深入檢視團隊在軟體開發的「整個過程」，也就是「方法論」和「管理紀律」是否夠成熟、夠系統化，並只根據數據來評估品質。

既然 ECU 掌管了整輛車的運作，其能否正常運作，自然被視為最優先項目。為此，威力暘嚴格遵循汽車業中一本堪稱「安全聖經」的國際標準：ISO 26262。這套國際標準可視為一本針對汽車電子電氣系統（特別是 ECU）的「超嚴格品管手冊」和「開發流程指南」，從概念、設計、測試到生產和報廢，都詳細規範了每個安全要求和驗證方法，唯一目標就是把任何潛在風險降到最低

有了上述這四項策略，威力暘確保其產品從設計、生產到交付都符合嚴苛的安全標準，才能通過 ISO 26262 的嚴格檢驗。

然而，ECU 的演進並未就此停下腳步。當ECU 的數量開始精簡，「大腦」變得更集中、更強大後，汽車產業又迎來了新一波革命：「軟體定義汽車」（Software-Defined Vehicle, SDV）。

軟體定義汽車 SDV：你的愛車也能「升級」！

未來的汽車，會越來越像你手中的智慧型手機。過去，車輛功能在出廠時幾乎就「定終身」，想升級？多半只能換車。但在軟體定義汽車（SDV）時代，汽車將搖身一變成為具備強大運算能力與高速網路連線的「行動伺服器」，能夠「二次覺醒」、不斷升級。透過 OTA（Over-the-Air）技術，車廠能像推送 App 更新一樣，遠端傳送新功能、性能優化或安全修補包到你的車上。

不過，這種美好願景也將帶來全新的挑戰：資安風險。當汽車連上網路，就等於向駭客敞開潛在的攻擊入口。如果車上的 ECU 或雲端伺服器被駭，輕則個資外洩，重則車輛被遠端鎖定或惡意操控。為了打造安全的 SDV，業界必須遵循像 ISO 21434 這樣的車用資安標準。

威力暘電子運用前面提到的四大核心策略，確保自家產品能符合從 ISO 26262 到 ISO 21434 的國際認證。從品質管理、軟體開發流程，到安全認證，這些努力，讓威力暘的模組擁有最高的網路與功能安全。他們的產品不僅展現「台灣智造」的彈性與創新，也擁有與國際大廠比肩的「車規級可靠度」。憑藉這些實力，威力暘已成功打進日本 YAMAHA、Toyota，以及歐美 ZF、Autoliv 等全球一線供應鏈，更成為 DENSO 在台灣少數核准的控制模組夥伴，以商用車熱系統專案成功打入日系核心供應鏈，並自 2025 年起與 DENSO 共同展開平台化量產，驗證其流程與品質。

毫無疑問，未來車輛將有更多運作交由電腦與 AI 判斷，交由電腦判斷，比交由人類駕駛還要安全的那一天，離我們不遠了。而人類的角色，將從操作者轉為監督者，負責在故障或斷網時擔任最後的保險。透過科技讓車子更聰明、更安全，人類甘願當一個「最弱兵器」，其實也不錯！

元宇宙是利用雲端伺服器建立的虛擬世界，使用者可以使用虛擬實境 (VR) 或擴增實境 (AR) 進入雲端，以虛擬替身與其他使用者交流，那麼目前已經發展到什麼程度？未來又會如何發展呢？

第一個接近元宇宙的平台：機器磚塊 (Roblox)

講到元宇宙的概念，許多人立刻會想到目前熱門的多人線上角色扮演遊戲，例如：動物森友會、模擬市民、暗黑破壞神、仙劍奇俠傳等。這些線上遊戲可以讓玩家在虛擬的遊戲裡擁有另外一個身分與全新的生活，但由於技術上的限制，這些線上遊戲帶給玩家的沉浸感不足，內容也只是遊戲，與元宇宙希望建立的世界還有很大的差距。

第一個接近元宇宙的平台是「機器磚塊 (Roblox) 」，它不只是一個線上角色扮演遊戲，使用者還可以設計自己的遊戲、物品、衣服，同時遊玩自己或其他開發者建立的各種遊戲，是由像樂高積木般的虛擬磚塊所建構的網路虛擬世界。

就類似於我們的影音創作發表在 YouTube 平台上，或程式設計師的程式創作發表在「應用程式商店 (App Store) 」平台上，經由平台分享讓谷歌 (Google) 分潤的概念。

元宇宙的未來可能有兩個發展方向

目前元宇宙的建立還在初期戰國時代多強爭霸的階段，各種不同的社群平台與遊戲廠商都躍躍欲試，因此還沒有系統能夠一統天下，未來誰會勝出仍不確定。元宇宙的未來可能有兩個發展方向：

第一階段：可能是由某家公司主導，但是開放原始程式碼讓任何人都可以使用，類似谷歌建立 Android 平台，讓所有開發者在平台上建立應用程式 (App：Application Program)。

例如：我在臉書的元宇宙要參加舞會，想買一個「虛擬愛馬仕包包」，則必須到「虛擬愛馬仕商店」購買，而愛馬仕公司則必須到臉書的元宇宙裡開設一家虛擬愛馬仕商店，在這裡「虛擬愛馬仕包包」就好像一個應用程式，因此和 Android 平台讓所有開發者在平台上建立應用程式的概念是一樣的。

第二階段：可能是由某個基金會主導，開放原始程式碼讓任何人都可以使用，不同公司開發的虛擬世界具有相容性，可以串連成大一統的元宇宙，就像我們現在使用相同的通訊協定在網際網路上漫遊一樣，現在我們上網都是使用「超文本轉換傳輸協定 (HTTP：Hyper Text Transfer Protocol) 」。

假設我們在臉書的元宇宙裡買了一個「虛擬愛馬仕包包」，能不能把它背到谷歌的元宇宙裡去參加舞會？答案是不行，因為程式不相容，因此未來不同公司開發的元宇宙具有相容性，才能串連成大一統的元宇宙。 目前元宇宙的發展還在第一階段，未來還有無限可能，元宇宙大爆發，臉書創辦人說：「元宇宙就是下一世代的網際網路。」就是這個意思。

由於目前臉書營運面臨瓶頸，因此開始啟動轉型，將「臉書 (Facebook) 」改名為「超越 (Meta) 」；輝達 (Nvidia) 執行長說：「元宇宙的經濟規模終將大過實體世界。」由於虛擬世界 3D 建模需要大量的圖形處理器 (GPU)，將為輝達帶來另一波成長動能。我們在思考元宇宙時必須跳脫線上遊戲的思維，發展成創意發想平台、互動社交平台。

科技業界爆紅：元宇宙將主宰全宇宙？

Roundhill 投資公司預估 2030 年元宇宙產值高達 2.5 兆美元，這個數字可能有些誇大，但是確實代表元宇宙未來有不小的市場。事實上，未來元宇宙的重度使用者，主要還是目前網路遊戲的使用者，因此要估計元宇宙的市場，可以從目前的遊戲市場著手。

目前全球的遊戲市場每年有超過 2,500 億美元的商機，等於未來 8 年要成長大約 10 倍，如果我們把建立元宇宙所需要的資料中心所有硬體成本都計算進去，的確有可能達到這個規模。除了科技大廠躍躍欲試，為什麼連金融業、精品業也擁抱元宇宙？

大家想想，要建立一個能夠容納全球數十億玩家的虛擬世界，而且現在大家對畫質與 3D 影像的品質要求愈來愈高，需要加蓋許多資料中心，包括：雲端伺服器、中央處理器 (CPU)、圖形處理器 (GPU)、儲存元件 (DDR/SSD)；使用者連線需要各種網路設備與終端裝置，包括：網通設備、光纖通訊、第五代行動電話 (5G) 與物聯網 (IoT)、虛擬實境 (VR) 與擴增實境 (AR) 眼鏡、平面顯示器、智慧型手機、個人電腦等，顯然會給科技產業帶來巨大的商機。

此外，玩家在元宇宙裡需要線上消費、因此需要虛擬信用卡，金融業就有參與的角色；加密貨幣在真實世界裡就是個圈錢的龐氏騙局，都可以炒作到天價，在元宇宙的虛擬世界裡，怎麼可能放過這個炒作的機會？在真實世界裡我買不起愛馬仕的包包、鞋子、項鍊、耳環等各種精品，在虛擬世界裡不就可以買了嗎？因此精品業就有參與的角色。

在真實世界裡，我住狹窄的公寓、開國產轎車，在虛擬世界裡就可以住豪宅、開法拉利跑車；在真實世界裡，我是個員工每天被老闆罵，在虛擬世界裡我就是老闆可以罵員工；在真實世界裡，想搭SpaceX的太空飛船去火星「貴森森」我付不起，在虛擬世界裡我當然可以去星際旅遊跑遍全宇宙，甚至元宇宙會提供某些工作，所以未來可能有人在真實世界沒有工作，是進入虛擬世界上班的。

總之當我們在思考元宇宙時，不要被限制在現有的網路世界裡，請發揮你的想像力！

——本文摘自《加密貨幣的真相：揭穿區塊鏈無本金融的國王新衣》，2022 年 1 1月，先覺出版，未經同意請勿轉載。

• 專訪陳柏達／Chain Reaction 全球供應鏈管理總監

特斯拉（Tesla）在 2021 年 5 月宣布，由於對比特幣（Bitcoin）耗能的疑慮，將暫停以比特幣購車的方案，此話一出，造成比特幣價格直接崩跌。

這也證明，區塊鏈技術的應用已經不僅限於虛擬貨幣（Virtual Currency），對於許多人的數位資產也有極大影響力。

區塊鏈技術這幾年來被大量應用在資訊安全、金融支付等消費端的領域。目前任職於以色列區塊鏈晶片設計新創 Chain Reaction 的陳柏達（Joseph Chen），擔任全球供應鏈管理總監（Global Supply Management Director）， 職涯由半導體技術研發工程師開始拓展到產品行銷、業務及供應鏈管理。

經歷設備製造源頭（應用材料（Applied Materials））、良率管理（普迪飛（PDF Solutions））、晶圓製造（台積電）至 IC 設計（Fabless Design House），熟悉各層半導體產業生態圈的他說，特殊應用積體電路（Application Specific Integrated Circuit, ASIC）的發展與普及，將加速區塊鏈的應用與規模化，讓我們來聽聽他在產業二十年來的深度觀察。

從小到大都在台灣求學的陳柏達，為什麼會轉進矽谷？

「我從小念書就很順遂，到了大學突然覺得很迷惘，不知道自己想要追求什麼。直到大二到史丹佛大學參加暑期學校，發現美國大學生的學習方式跟台灣真的有很大的不同，都很有想法並可以盡情發展自己的興趣與方向，故一直嚮往至矽谷繼續深造。」

臺灣大學畢業後，陳柏達進入史丹佛念研究所，從化學工程轉進半導體材料科學，取得博士學位後進而留在矽谷工作與生活。

陳柏達指出，半導體產業屬於金字塔架構，包括從底層的晶圓製造，如台積電、應用材料等，到晶片設計、系統整合等，各層都有它不可取代的專業，但越往金字塔頂端走，就越可看到全貌。

矽谷在區塊鏈的新型態定義不斷發生中

IC 設計結合區塊鏈的加密技術是以色列區塊鏈晶片設計新創 Chain Reaction 的重要優勢。

陳柏達觀察到，以色列得天獨厚的培育與聚集了世界級優秀的 IC 設計人才，加上在區塊鏈加密演算法上擁有以色列前情報局資深技術人才的加持，讓 Chain Reaction 公司在區塊鏈硬體產業上具不可取代的重要地位。

中國近年來不斷打壓加密貨幣，但其他國家卻在加密貨幣的發展上越來越蓬勃。陳柏達指出，全球的區塊鏈趨勢主要可以分為兩部分來看：

1. 軟體的創新：矽谷的軟體發展相當快速，許多創新的定義，包括像是加密貨幣交易所 Coinbase Global 平台的推出、NFT 應用在藝術品等獨一無二的數位收藏，矽谷正快速地定義許多新型態的軟體應用。
2. 硬體應用：區塊鏈的硬體發展目前主要在加密貨幣計算（俗稱挖礦）的應用，之前市場主要集中在中國，但也隨著中國的限制，加速整體外移至美國及其他地區。而目前 Chain Reaction 的 ASIC 區塊鏈加密晶片設計，可以加速區塊鏈基礎建設的設置。

目前矽谷在區塊鏈產業上的軟體應用與產業很多，但硬體的確有限，而 Chain Reaction 的硬體即以美國市場為主。

陳柏達指出，未來硬體不單只是挖礦，最終將由雲端的資料中心提供所有軟體應用，在此架構下，專注於加密的晶片設計將有助於硬體進行特定需求的運算。Chain Reaction 也希望與矽谷正蓬勃發展的軟體相互結合，藉此提供最底層的運算，讓應用端可以更加普及。

陳柏達指出，現在的加密貨幣都是從加密協定中運算出來，而挖礦就是運用計算能力產生出協定的數量和交易的次數，我們稱之為帳本。這些需求需要具有經濟規模（更快速與更便宜）的計算力。

以工廠為例，機器的產能會產生限制，但可以透過更優化的 IC 設計擴增效能，增加計算力，就可以加速推動加密貨幣運算與加密經濟及產業發展。

以現在的 5G 來看，電信業者以前主要都是系統營運商，建立 5G 基礎建設後，發現更可以善用 5G 架構提供更多服務，區塊鏈也是其中之一。但如果要提供區塊鏈服務，目前的資料中心硬體其實是不夠用的，ASIC 晶片強化計算效率，將能協助供應商以更便宜的價格創造更高的經濟規模。

仰賴台灣供應鏈，強打「以色列設計，台灣製造」

台灣擁有晶圓供應鏈上無可取代的地位，目前陳柏達所服務的 Chain Reaction 相當仰賴台灣供應鏈提供高品質與成本優勢的 ASIC 晶片。

除了晶片，所謂的挖礦機，其實也就是電腦，台灣有包括廣達、技嘉、華碩等組裝大廠，擁有絕佳優勢。目前礦機的電腦仍然以挖礦的運算為主，未來不只用於挖礦，包括 5G 資料中心運用，區塊鏈的更多應用都可以在這裡被滿足。陳柏達也指出，目前公司的產品也都強調「以色列設計，台灣製造」。

北美台灣工程師協會，為海外台灣人開創更多機會

陳柏達也在 2020 年加入北美台灣工程師協會理事會，北美台灣工程師協會是一個成立於 1991 年的非營利組織，以科技技術領域為主軸，為美國和加拿大的海外台灣人及其社群提供不同的機會與培訓，定期舉辦各種年度技術分享會議、研討會等，例如美國台灣高科技論壇（UTHF）、美國台灣新創論壇（UTSF）及 Women’s Summit 等。

北美台灣工程師協會希望透過過去三十年累積的人脈、資源與經驗，可以以導師的角色幫新創尋找大公司的痛點，讓新創有更實際落地應用的機會，陳柏達也希望以台灣、美國、以色列的多國經驗，協助台灣人才有更多的成長與發展。

＝ KT 筆記／ 謝凱婷＝

與 Joseph 是在北美台灣工程師協會相識，很感謝他長期致力推動台灣人在美國科技業的影響力，舉辦很多美國台灣高科技線上論壇，讓台灣與矽谷的人才和趨勢接軌，並團結台灣人在美國的力量。

擁有多年台積電經驗的他，精準地看到區塊鏈的產業趨勢，大膽跨出舒適圈，加入了以色列晶片新創，投入到區塊鏈晶片領域，並對世界各國在區塊鏈發展的速度暸若指掌。

尤其他以電腦算力和耗能分布，就能精確指出中國市場和美國市場在挖礦電力的消長，並從中看到整個市場熱度的趨勢方向。

從 Joseph 對於傳統能源公司的描述中，也能了解區塊鏈技術將會徹底顛覆能源產業的未來布局。

在過去，傳統能源公司的價值結構和交易系統，因為區塊鏈產業的興起，而轉向更高效率的價值生態圈。能源的交易方式和商業模式也會進行巨大的變革，如德州和中東各國的能源公司正快速布局加密貨幣的投資和新能源的發展，並投入大量的人力和技術來挖礦，這對未來的人類發展也有顯著的創新刺激，正推動著百年傳統能源公司的巨輪走向創新，更讓我們迎向一個嶄新的能源新世代。

——本文摘自《矽谷為什麼：科技、新創、生醫、投資，矽谷直送的最新趨勢與實戰經驗》，2022 年 6 月，商周出版，未經同意請勿轉載。