封面故事

氮化鎵(GaN)功率半導體可望大發利市。5G、AIoT時代來臨，許多創新技術應用如自駕車、電動車、無線充電、擴增實境(AR)、工業智動化、無人機，甚至5G基地台，對於能源效率的要求將顯著增加。可較現今矽(Si)功率元件實現更高轉換效率的GaN技術，遂成為各界關注焦點，並吸引許多半導體業者爭相投入布局。 根據市場研究機構Yole Développement指出，與矽功率半導體328億美元的產值相比，GaN功率市場規模仍相當小，但該技術已開始滲透至各種應用領域，其中，又以電源供應為主要應用，如手機的快速充電器。 據了解，Anker可以說是目前市場上導入GaN功率技術最積極的行動週邊裝置製造商，其行動充電器PowerPort Atom PD第一代至第三代，以及PowerPort系列部分產品，和另一個PowerCore Fusion產品，都已開始導入GaN技術。另外，Aukey、RavPower、Mu One等廠商也有採用。 行動週邊裝置品牌廠Anker自2018下半年起，已開始導入GaN功率元件，打造兼具輕巧、高功率密度的充電器。(圖片來源：Anker) 除了行動充電器外，自駕車光達(LiDAR)、資料中心伺服器、電動車，以及無線充電，亦是GaN功率半導體極具成長性的應用。Yole認為，GaN功率半導體能帶來更高的節能效益，因此相關技術研發能量不斷增加，商用產品也開始問世，整體GaN功率元件市場規模自2016年起已逐步放量；若情況樂觀，預估2017~2023年的複合成長率(CAGR)可高達93%，達到4.23億美元規模。 Yole Développement預估，在最佳狀況下，2017~2023年GaN功率半導體市場將可達到93%的年複合成長率。(資料來源：Yole Développement) 大廠加入量產行列　GaN發展更入佳境 2018年6月，功率半導體大廠英飛凌(Infineon)正式宣布於年底開始量產CoolGaN 400 V及600 V e-mode高電子遷移率電晶體(HEMT)，為GaN功率技術的發展打了一劑強心針。 Yole技術與市場分析師Ezgi Dogmus認為，這家電源解決方案的領導廠商開始量產GaN的宣布，對GaN功率元件市場來說是一個重要的象徵。目前英飛凌已經擁有許多客戶在使用他們的矽解決方案，而未來這些客戶都有機會能轉移到GaN技術。 英飛凌高電壓轉換部門資深協理Steffen Metzger表示，GaN市場已經獲得強大動能，在特定應用中採用此項技術帶來大幅優勢。從降低營運支出及資本支出，提升功率密度實現更精巧輕盈的設計，乃至於減少整體系統成本，產生的效益相當具有說服力。英飛凌深信，GaN是電源管理的下一個明日之星。該公司已經做好所有準備，以達成在GaN電源方面成為客戶首選的目標。 就在英飛凌發布GaN量產消息後沒多久，意法半導體(ST)也宣布要由原本碳化矽(SiC)的發展，擴大延伸到GaN技術領域，將和法國技術研究機構CEA-Leti合作研發GaN-on-si技術，利用Leti的8吋研發產線進行二極體和電晶體開發。雙方預期在2019年完成驗證工程樣品。同時，意法半導體也預計2020年將在該公司位於法國圖爾市的前段晶圓廠中，建造完全符合規範的生產線(包含GaN-on-Si異質磊晶製程)，以做為初期生產之用。 除了整合元件製造商(IDM)發展力道愈來愈強，這些年來聚焦GaN功率元件開發的新創公司也不斷冒出，前面提及的EPC、Transphorm、GaN Systems是相對較早成立的，其他還有Tagore、Exagan、Navitas、VisIC、Dialog Semiconductor、GaNPower International、NEXGEN Power Systems等。 這些新創大都是無晶圓廠(Fabless)的公司，選擇以委外給晶圓廠生產的商業模式，多半使用台積電、漢磊(Episil)或X-Fab做為他們主要選擇。未來，一旦市場規模擴大，晶圓代工的商業模式將讓這些無晶圓廠新創公司有望快速成長茁壯。 顯而易見，現今的GaN功率元件市場可說是老將新秀同台較勁、競相逐鹿，使得整體市場戰火正快速升溫，為了端出更具競爭力的產品方案，許多廠商已積極投入整合型方案研發。 目前市場上的整合型GaN功率元件可概分為兩種，一種是封裝層級的整合，將GaN電晶體與驅動器整合成單一封裝，多半針對650V以上的應用；另一種是在裸晶層級上整合GaN電晶體與驅動器，也就是達到所謂的單體式整合(Monolithically Integrated)，此類產品供應商以EPC和Navitas為代表，多半針對600V以下的消費性應用。 由於消費性應用如行動裝置充電器，需求規模龐大，對GaN業者而言，是滋養茁壯的重要養分，因此為了迎合市場輕巧外觀的設計要求，走向高整合設計方案將勢在必行。 imec製程技術助攻　GaN加速實現單體整合 有鑑於市場對更高整合度GaN功率元件的發展需求，奈米電子和數位科技研究與創新中心imec，利用其GaN-on-SOI和GaN-on-QST技術平台，發布一款與驅動器單體整合且功能完整的GaN半橋IC。 半橋是一種在電力系統中常見的次電路，是由離散元件所組成，特別是用在較高電壓範圍的應用。要利用GaN-on-Si技術在晶片上實現半橋電路，極具挑戰，特別是高電壓的設計，這是因為基於GaN-on-Si技術所設計的半橋電路，會產生「後閘效應(Back-gating Effect)」，進而對半橋電路的高側端開關(High-side Switch)造成負面影響，而切換雜訊也會對控制電路造成干擾，抑制整體效能表現。 imec解決方案是建立在imec的GaN-on-SOI和GaN-on-QST技術平台，透過埋入式氧化物(Buried Oxide)和氧化物填充的深溝槽隔離設計，讓功率元件、驅動器和控制邏輯能夠達到電氣隔離。這種隔離機制能減少有害的後閘效應對半橋高側端開關的負面影響，更能減少切換雜訊對控制電路的干擾。 此外，imec的技術平台也藉由整合電位轉換器(Level Shifter)(用來驅動高側開關)、停滯時間控制器(Dead-time...

對電源設計者來說，要完成一個電源系統設計，傳統上多半是以分立元件(Discrete)組成，但隨著半導體跟封裝技術不斷進步，現在有越來越多元件供應商開始提供整合好的電源模組方案，甚至有專門提供電源模組的品牌業者。這意味著電源設計者有了更多樣化的選擇，但在何種情況下適合使用傳統電源設計架構，何種情況下又該考慮直接導入模組化電源？事實上，這兩種解決方案各有優劣，電源開發者在評估時必須做好各種考量。 改用模組方案？　四大重點釐清頭緒 亞德諾(ADI) μModule電源產品業務開發總監Afshin Odabaee表示，模組方案的優勢包括擁有預先組裝的完整系統級封裝，供應商在其操作溫度範圍內，通常會對產品進行100%電氣測試，確保模組內的所有元件，包括DC/DC穩壓器IC、電感器、電容器和MOSFET均合乎溫度、衝擊和振動、電源週期以及其他熱、電和機械應力使用。 使用模組方案的客戶在進行PCB布局時是非常容易的，可使PCB布局更改需求降至最低、甚至不需更改，以避免在重新設計上浪費資金，並加快設計週期。以ADI的μModule方案為例，該模組可處理DC/DC電路的所有困難工程問題，例如雜訊、電感，EMI，布局，接地迴路等。最後，使用μModule穩壓器時，類比和電源設計知識所需最少；相較之下，使用分立式方法則需要較深入的專業知識和多年的經驗累積，以避免多次PCB更改。 不過，分立元件還是有模組方案所不具備的優勢，例如其成本較為低廉，此外，電容器和電阻器等元件之間的選擇可以較為靈活，能滿足某些比較特別的規格要求。 因此，當電源開發者在評估究竟該使用分立元件或模組方案時，應該考慮的重點有四： 一、自家團隊是否有時間從頭開始設計電源，並準時完成設計驗證？如果沒有，那麼則使用模組化方案。如果有，則可將模組方案與分立式解決方案進行比較，然後根據尺寸和電氣/熱/機械性能等做出選擇。 二、是否有已知且經過驗證的DC/DC穩壓器解決方案，可以為FPGA，ASIC、GPU等處理器供電？μModule穩壓器用於英特爾(Intel)、賽靈思(Xilinx)、博通(Broadcom)等公司的多樣化參考設計中，如果需要快速且經過驗證的解決方案，則可參考這些參考設計來運用μModule穩壓器。 三、設計專案是否對DC/DC穩壓器解決方案有嚴格的PCB面積和高度限制？如果是，則可優先考慮模組方案，目前μModule產品線已經有非常小巧且超??薄的封裝。開發團隊可以將採用模組的設計與分立式方案進行比較。 四、電源開發或採購團隊是否擔心分立式DC/DC穩壓器電路中使用的元件停產(EOL)問題？如果是，則可使用μModule調節器。ADI會為EOL負責和處理二次採購。 因應大功率設計挑戰　模組方案更實際 除了前述評估考量外，在某些非常強調大功率的電力電子應用領域，使用模組解決方案也遠比使用分立元件來得實際，例如電動車的充電樁設備就是一個典型案例。 英飛凌(Infineon)工業電源控制事業處主任工程師林彥任表示，以充電樁應用來說，因為市場對於快充功能的需求十分殷切，充電樁的輸出功率規格要求提升得非常快，因此相關設備的供應商很難光靠分立元件來完成產品設計。此外，面對大功率需求，多路並聯是必然要採取的設計架構，這也使模組解決方案變得更具吸引力。 因此，英飛凌針對碳化矽(SiC)產品線的產品規畫，將採取分立元件跟模組並行的策略，且會更側重在模組方案上。目前已經量產的SiC功率模組有Easy 1B/2B；採用62mm外觀尺寸規格的SiC功率模組，則已經有工程樣品。 以模組實現異質整合　超前衛電源設計很吸睛 除了動輒數十到上百kW的電動車相關應用，在伺服器產業，由於機器學習(ML)等人工智慧(AI)的需求大爆發，使得高階伺服器飛快朝CPU搭配GPU的異質運算架構演進。如何為GPU等非x86處理器供電，成為一門新的商機。 懷格(Vicor)應用工程師楊有承表示，在伺服器領域，異質運算是未來很重要的發展趨勢，同時也帶動了非x86處理器，例如GPU跟ASIC的電源配套方案需求。而且，相較於英特爾(Intel)的x86處理器，GPU跟ASIC所需要的電源供應方案，客製化需求其實相當高，因為NVIDIA等業者不會像英特爾一樣，針對電源供應制定產業標準。 舉例來說，NVIDIA針對伺服器所推出的GPU板卡，其板載電源就是由ADI跟Vicor兩家供應商的電源模組所構成，且負責對GPU晶片供電的Vicor模組，就直接配置在GPU旁邊。對一般的電壓調節(VR)方案來說，把電源放在距離處理器這麼近的位置，雜訊是最大的挑戰。Vicor因為有獨家的弦波振幅轉換(SAC)技術跟模組設計架構，可以把雜訊抑制在極低的水準，故才能獲得NVIDIA的青睞。 低雜訊這個優勢，也讓Vicor開始探索更前衛的電源設計架構，例如直接把電源配置在處理器/ASIC的封裝基板上，甚至是直接放在封裝基板的背面，主晶片的正下方。電源離負載點越接近，功率損失就越小，去耦電容的容值需求也越低。

碳化矽(SiC)與氮化鎵(GaN)是近年來最受矚目的化合物半導體新秀，除了應用在無線通訊之外，這兩種寬能隙材料在功率半導體領域，也有很大的發展潛力。相較於以矽為基礎的超接面場效電晶體(Super Junction MOSFET)或絕緣柵雙極電晶體(IGBT)，GaN跟SiC最大的優勢在於可以實現更高的開關頻率、耐受電壓也更高，使電源系統的效率得以明顯提升。 另一方面，隨著電動車、電池儲能系統兩大應用展現出雄厚的市場潛力，雙向電力傳送又是車載充電器、充電樁與儲能電池轉換器必備的基本功能，這將使圖騰柱功率因素校正(Totem Pole PFC)拓撲成為車廠、Tier 1、充電設備商與儲能設備商在開發相關產品時的最佳選擇。而圖騰柱拓撲的流行，將會為GaN跟SiC功率元件搭起全新的舞台，因為現有的矽功率元件不適合用來實現圖騰柱拓撲。 電動車/綠能雙箭頭帶動　SiC搶攻高電壓市場 羅姆半導體(Rohm)設計中心副理唐仲亨(圖1)分析，就市場應用面來看，電動車的車載充電器、為電動車供電的充電樁，以及搭配太陽能、風力發電系統所使用的大型儲能系統，會是寬能隙功率元件最具主場優勢的應用。因為這類應用需要具備雙向電力傳送的能力，因此不管是車載充電系統、充電樁或儲能系統的轉換器，都需要採用圖騰柱拓撲。然而，圖騰柱拓撲需要使用兩個體二極體作為高頻整流開關，除了驅動控制較為複雜，如果使用傳統矽二極體，因為其恢復時間較慢，電流倒灌所引發的損耗大，會嚴重降低電源轉換的效率；如果採用IGBT，雖然其恢復時間夠快，但IGBT的導通壓降比較大，也會產生很高的效率損失。 圖1　羅姆半導體設計中心副理唐仲亨分析，電動車與儲能將是帶動SiC市場成長的主要引擎。 因此，如果電源設計者想實現圖騰柱拓撲，最理想的選擇將是GaN或SiC。不過，如果是充電樁或大型儲能系統，甚至軌道運輸這類應用，因為其功率需求都非常高，在此前提下，SiC會是比GaN更合適的選擇。目前已經商品化的GaN FET，耐受電壓通常為600V或650V，但SiC則是1,200V起跳，未來更會一路向上發展到3,300V。在需要超大功率傳輸的應用上，SiC具備先天優勢。 另一方面，學術界目前在提高GaN FET的耐受電壓方面，最近已有所突破，成功地將GaN FET的耐受電壓提高到900V。但唐仲亨認為，從應用面的角度來看，這個耐受電壓規格其實有些尷尬。他解釋，在一般家電或消費性電子產品應用，如果要推出一款可以適用全球電壓的產品，母線電壓的規格通常會訂在400V，對功率元件的耐壓要求則會落在600V或650V。如果是工業用產品，因為是三相供電，所以母線電壓會提高到800V，功率元件的耐壓要求則是1,200V，或是在某些特殊的系統設計中，仍可使用耐壓650V的元件。900V耐壓對GaN FET來說，有技術發展里程碑的意義，但從實際應用的角度來看，因為消費性電子不需要900V耐壓，主流工業設備則需要1,200V耐壓，所以GaN FET耐壓提高到900V，其實無助於拓展GaN FET的應用市場。 SiC價格仍高　供應商想方設法降成本 以目前的市場行情來說，650V GaN FET的價格，大約只有1,200V SiC FET的三成左右。因此，如果SiC元件供應商想搶攻650V以下的應用，是相當困難的挑戰。這也帶出了SiC元件在應用推廣上一直遇到的瓶頸--價格問題。SiC材料的價格本來就比矽跟GaN高出一大截，因此，如果要比元件價格，SiC先天上就處於不利地位。這也使得SiC元件供應商必須設法從兩個面向來解決問題，一是降低元件本身的成本，二是幫助客戶降低系統總成本。 目前SiC元件供應商的生產線多半都還在從四吋晶圓提升到六吋晶圓的過程中，例如羅姆目前就是四吋跟六吋各半，僅英飛凌(Infineon)已經全面採用六吋晶圓量產。另一方面，目前投入SiC元件市場的業者，很多都還採用平面結構，這使得元件的裸晶尺寸(Die Size)很難持續降低。相較之下，採用溝槽式結構的SiC元件，理論上會有更大的尺寸微縮空間。不過，目前採用溝槽式結構的SiC元件供應商，也只有羅姆跟英飛凌兩家。 英飛凌(Infineon)工業電源控制事業處主任工程師林彥任(圖2)表示，其實該公司會選擇溝槽式結構，主要還是從提高元件可靠度的角度切入。工業電源領域最重視的還是元件可靠度，採用平面結構的SiC，在技術上很難做到跟IGBT媲美，但溝槽式架構可以將SiC元件的可靠度拉高到接近IGBT的水準，這是英飛凌決定走溝槽式路線的最主要原因。但不可諱言的是，溝槽式結構理論上確實也有較大的成本降低空間。因為溝槽式結構是在垂直方向上發展，所以比起平面式結構，單一元件占用的晶圓面積可以做得比較小。 圖2　英飛凌工業電源控制事業處主任工程師林彥任表示，SiC成本偏高的問題，供應商要雙管齊下才能解決。 值得一提的是，除了量產使用的晶圓大小、裸晶尺寸外，在降低生產成本方面，英飛凌還把腦筋動到晶圓的厚度上。由於SiC材料的硬度較高，相對也比較脆，因此在從晶柱切割出晶圓時，為避免破片，每片晶圓的厚度遠超過後續元件製程所需的厚度，形成材料浪費。再加上SiC材料本來就貴，因此若能降低晶圓的厚度，對降低元件生產成本，可以帶來極大幫助。 這也是英飛凌先前決定斥資1.24億歐元購併Siltectra的原因之一。Siltectra擁有獨特的Cold Split切割技術，可以在碳化矽晶圓完成製程步驟後，將一片晶圓再等分切割出第二片，等於讓材料利用率提升一倍。目前碳化矽晶圓供應商提供的晶圓，厚度可達350微米，但如果是要用來製造FET元件，其實晶圓厚度只需現有晶圓的數十分之一便已足夠。Cold Split技術讓英飛凌得以把一片晶圓當成兩片用，而且不會影響晶片的良率跟特性。 至於在降低客戶的系統總成本方面，英飛凌的評估認為，雖然SiC元件跟現有元件有明顯價差，且在可預見的未來，都很難做到比矽元件便宜，但如果能將切換頻率拉高到40kHz，則整個電源系統的成本，將因為磁性材料等周邊元件用量減少，而帶來15~20%的節省效果。 GaN主攻消費性/伺服器電源　高整合方案勢在必行 相較於主攻高電壓應用市場的SiC，GaN則是靠著高速切換、低損耗且價格較貼近現有矽元件的優勢，可望在消費類及IT基礎建設領域找到應用商機。然而，由於GaN的材料特性與矽不同，使得GaN HEMT(或稱GaN FET，因其功能與MOSFET相當，但基於GaN材料，故稱為GaN FET以資區別)跟工程師已經十分熟悉的MOSFET，在驅動跟控制方法上有許多出入，再加上GaN FET若要完全發揮其高速切換的潛力，必須把驅動控制跟FET整合在一起，這將使得以GaN功率元件走向以高整合度為主流的發展道路。 德州儀器(TI) GaN、電源管理與半導體營運成長及戰略行銷長Masoud...

無線裝置數量與其消耗的資料量，每年都以等比級數增加(年複合成長率為 53%)。無線裝置創造並消耗資料的同時，連接這些裝置的無線通訊基礎設施也必須隨之演進，才能滿足成長的需求。3GPP所定義的三種高階5G使用案例，其目標是隨時隨地提供可用的行動寬頻資料；然而，僅僅提升4G架構網路的頻譜效率，並不足以提供所需資料速率的步進函式。有鑑於此，研究人員正在研究像毫米波這類更高的頻率，希望得到可行的解決方案。早期在通道探測作業得到正面的結果，使得世界各地的無線標準化組織皆重新調整研究重點，以了解新一代5G無線系統如何整合並運用這些新的頻率與較高的頻寬。 各個使用案例都是針對未來的無線標準所設計，藉此讓這些標準針對新應用補足既有無線標準的不足之處，而各案例都需要一組不同的全新關鍵績效指標(KPI)。IMT 2020使用案例所定義的增強型行動寬頻(eMBB)，預期能達到10Gb/s的尖峰資料速率，比4G快了100倍。Shannon Hartley定理指出，容量為頻寬(即頻譜)與通道雜訊的函式，因此資料速率確實與可用的頻譜有關。由於6GHz以下的頻譜已經分配完畢，所以6GHz以上(尤其是毫米波範圍內)的頻譜，可說是因應eMBB使用案例的理想替代方案。 世界各地的電信業者為了服務客戶，已在頻譜上花費了數十億美元。拍賣訂價凸顯出頻譜這類寶貴資源的市場價值，以及供不應求的特性。開發新的頻譜讓電信業者不僅能服務更多使用者，還能提供更高效能的行動寬頻資料傳輸體驗。相較於6GHz以下的頻譜，毫米波的頻譜不僅非常充裕，而且只要稍微經過授權就能使用，因此世界各地的業者都能運用毫米波。此外，現代矽製造技術已大幅降低毫米波設備的成本，所以在價格方面，這些設備已可用於消費型電子產品。而採用毫米波所面臨的挑戰，主要在於此頻譜仍未經過完整研究，有尚待解決的技術問題。 電信業者已開始研究毫米波技術，以便評估最適合行動應用的頻率範圍。國際電信聯盟(ITU)與3GPP，已共同規劃確立5G標準的兩階段研究。第一階段研究著重於40GHz以下的頻率，以便迎合部分較急迫的商業需求。第二階段的目的是達成IMT 2020所列的KPI，並且會著重研究高達100GHz的頻率，同樣屬於毫米波的頻率範圍之內。 為統一全球的毫米波頻率標準，ITU在世界無線電通訊大會(WRC)結束後，公布了24GHz~86GHz之間的全球可用頻率建議清單(表1)。ITU提出建議不久後，美國聯邦通訊委員會(FCC)便於2015年10月21日發布了擬議規範公告(NPRM)(圖1)，針對28GHz、37GHz、39GHz與64~71GHz頻帶，提出靈活的新服務規則。 圖1　擬議為行動用途的FCC頻帶 28/39/72GHz脫穎而出 目前適用於5G的毫米波頻率選項也逐漸浮上檯面：28GHz、39GHz與72GHz。這三種頻帶能脫穎而出的原因有很多。 首先，不像60GHz必須承受約20dB/km的氧氣吸收損失，這三種頻率的氧氣吸收率遠低於此數值(圖2)，因此較適合長距離通訊。這些頻率也能在多路徑環境中順利運作，並且能用於非可視判讀(NLoS)通訊。透過高定向天線搭配波束賦形與波束追蹤功能，毫米波便能提供穩定且高度安全的連結。 圖2　毫米波頻率範圍的大氣吸收率(以dB/km為單位) 28GHz頻段進展快 如上所述，電信業者都急切想要取得未分配的大量毫米波頻譜；而毫米波頻譜會使用哪些頻率，這些業者將是深具影響力的關鍵要角。在2015年2月，三星(Samsung)執行了自己的通道量測，並發現28GHz的頻率可用於手機通訊。這些量測結果，驗證了都市環境中預期會發生的路徑損耗(非可視判讀(NLoS)連結中的路徑損耗指數為3.53)，三星宣稱，此數據指出毫米波通訊連結可支援200公尺以上距離。該研究還包含相位陣列天線的運用。三星也開始相關設計，以便讓手機能夠容納精密的陣列天線。在日本，NTT Docomo與Nokia、三星、Ericsson、Huawei、Fujitsu合作，針對28GHz(以及其他頻率)順利完成現場測試。 73GHz頻段可用連續頻寬廣 在28GHz相關研究展開的同時，E頻帶也引起了行動通訊領域的注意。73GHz就是另一種備受矚目的毫米波頻率。Nokia運用了紐約大學的73GHz通道量測結果，開始研究此頻率。在2014年的NI Week年會上，Nokia透過NI原型製作硬體，展示了他們第一個73GHz空中傳輸(OTA)技術。這套系統隨著研究進行不斷演進，並持續透過公開示範來展示新的技術成就。在2015年的行動世界會議(MWC)上，這套原型驗證系統已能藉由透鏡天線與光束追蹤技術，執行每秒超過2Gbps的資料傳輸。此系統的MIMO版本，則在布魯克林5G高峰會議上展出，可執行高達10Gbps的資料傳輸；而在不到一年後的行動世界會議上，這套原型展示了雙向空中傳輸連結，傳輸速率超過14Gbps。 在2016年的行動世界會議上，Nokia不是唯一進行73GHz技術示範的廠商；Huewei與Deutsche Telekom也一同展示了可於73GHz運作的原型。這項示範採用多使用者(MU)MIMO，展示了高頻譜效率，以及針對個別使用者超過20Gbps傳輸率的潛力。 其中一項可用以區分73GHz與28GHz、39GHz的特性，是可用連續頻寬。73GHz中有2GHz的連續頻寬可用於行動通訊，是擬議頻率頻譜中範圍最廣的。相較之下，28GHz僅提供850MHz的頻寬；而在美國，39GHz附近就有兩個頻帶提供1.6GHz與1.4GHz頻寬。此外，如Shannon定理所述，更高的頻寬便代表更高的資料傳輸量；因此與其他上述頻率相比，73GHz具備了強大優勢，是毫米波中一種重要的頻率。 38GHz用途廣　納入5G標準成挑戰 雖然目前38GHz的公開研究資料最少，但仍有機會成為5G標準的一部分。ITU已將38GHz列於全球可用頻率清單，而且根據紐約大學的研究，已有通道資料可證明其為可用的毫米波頻率。相較於28GHz或73GHz，38GHz有更多現有用途，因此要將其納入5G標準，將是一項挑戰。FCC已針對可能的行動應用擬議頻譜，以便加速美國未來針對此頻帶的研究。 建立毫米波原型　促進mmWave技術推廣 由於毫米波通道的基本屬性與目前的手機模型不同，而且未知事項較多，因此研究人員必須開發新的技術、演算法與通訊協定，才能充分發揮mmWave在5G領域的潛力。建立毫米波原型(mmWave Prototype)非常重要，尤其是在早期階段。由於僅靠模擬是無法展示毫米波技術或概念的可行性，所以必須建立毫米波原型。毫米波原型能夠在多種情境下，透過Real-Time的空中傳輸方式執行通訊作業，可以藉此解開毫米波通道的秘密，並且促進毫米波技術的應用與推廣。 要建立完整毫米波通訊原型時會面臨多個難題。假設有一個可處理多重GHz訊號的基頻子系統。目前多數的LTE實作皆使用10MHz通道(最高20MHz)，且運算量隨著頻寬線性增加。換句話說，運算能力須提升100倍以上才能滿足5G資料速率的需求。此外，毫米波原型製作須用到FPGA，才能執行毫米波系統的實體層運算。 要針對毫米波應用建立原型製作的客製硬體是相當困難的任務。由於毫米波頻率具備大量的連續頻寬，因此非常適用於通訊作業。要找到具備1~2GHz頻寬(此為5G應用所需)的現成硬體傳輸器或接收器，成本相當高昂；在某些頻率下，甚至無法找到符合這項條件的儀器。就算真的找到了這種硬體，其設定並處理原始資料的能力也有限，甚至可能毫無處理能力。因此，設計客製的FPGA處理機板，便成為深具吸引力的選擇。設計FPGA機板硬體的時間或許不需要很久，但如果還要開發與其通訊的軟體介面，就算是最有經驗的工程師，也可能需要一年(甚至更久)才能完成，這還只是毫米波原型驗證系統的一部分而已。 除了FPGA機板之外，mmWave原型驗證系統需要運用最先進的DAC與ADC才能擷取1~2GHz之間的頻寬。目前市面上，有部分RFIC具備可於基頻與毫米波頻率之間轉換的晶片，但這些產品選擇有限，且大多僅能用於60GHz頻帶。IF與RF階段可做為RFIC的替代方案，工程師一旦有了基頻與IF解決方案，供應商便能針對毫米波無線電站，提供更多基頻RFIC以外的選擇，但是選擇依然不多。開發毫米波無線電站，需要RF與微波設計的專業技術，這與開發FPGA機板所需的技術完全不同，因此團隊必須具備多種專業，才能開發出所有必要的硬體。FPGA是毫米波基頻原型驗證系統的核心元件，而要設計出能處理多重GHz通道的多重FPGA系統，將使系統更加複雜。舉例說明，為了滿足服務供應商與通訊研究人員在系統複雜度與軟體的需求，量測儀系統廠商NI提供一組可設定的毫米波原型製作硬體，以及附有原始碼的毫米波實體層，其囊括毫米波系統基頻的基本特性，並為橫跨多個FPGA的資料遷移與處理作業提供抽象化功能，簡化工作的複雜度。這些工具都是為了將新的毫米波原型整合到系統與產品內所設計，並對5G技術開發有重大影響。 為了滿足資料傳輸量的需求，使用24GHz以上的大量連續頻寬將成必要；而研究人員也已透過原型製作，展示毫米波技術可達到14Gbps以上的傳輸速率。現在尚待解決的最大問題是，行動通訊要使用哪個毫米波頻帶。ITU或許能提供助力，為5G的行動應用設置一個頻率。而開發成本的降低，以及只在手機上使用一組(而非多個)矽晶片的技術，是當前手機普及全球的關鍵原因，手機製造商與消費者也受惠於此。然而，要重新分配現有頻率，所費不貲。找到一個全球都同意使用的頻帶，是值得奮鬥的目標，但最終也可能無法達成。由於時程緊迫，各地的服務供應商選擇忽視ITU的建議，並選擇那些雖然不是全球通用，但現在就能使用的頻譜。這些服務供應商也發揮自身能力的優勢，透過現場測試製作雙向通訊連結的原型(5G開發的關鍵部分)，進而讓研究人員展示這項新技術，並用更快的速度將新技術標準化。 儘管仍有許多未知的部分，未來一定會布署毫米波技術，且會以很快的速度執行。新一代的無線通訊即將登場，而全世界都在關注並觀察未來毫米波技術的應用方式。 (本文作者任職於NI)

5G技術的宗旨是實現更快、更可靠的行動通訊。為了實現行動寬頻通訊，5G使用現有技術和新技術來達到極高的傳輸速率。然而，這些技術帶來新的測試需求，包括毫米波頻率測試、更寬的通道頻寬和複雜的多天線配置。 基地台和行動終端發射器和接收器的測試從模擬5G New Radio(NR)標準相符訊號開始。為了準確模擬訊號，測試設備必須支援通道編碼和多天線，並且必須允許以多種組合操作各種訊號參數支援複雜的測試設定。此外，需要計量等級的參考訊號，才能看到真正的待測裝置特性。強固的測試系統能產生支援各種測試情境的測試訊號，從元件特性分析、設計驗證、初期認證到大量生產測試。本文將探討如何成功產生5G NR測試訊號，並加速完成5G NR設計驗證。 簡化5G測試波形產生　加速NR設計驗證 3GPP規定用戶端設備(UE)和基地台(gNB)的5G NR測試要求。表1說明UE和gNB最低測試要求和相符性測試的技術規格(TS)。相符性測試文件規定了量測程序。測試方法包括執行測試、輻射測試或各種頻率範圍的混合測試。 每個文件指定發射器特性、接收器特性和效能測試要求。另外，第一部分為傳導測試，第二部分為輻射測試。第三部分用於NR UE在頻率範圍1(sub-6GHz)和頻率範圍2(毫米波頻率)互通，或NR和LTE之間的互通。 為執行相符性測試，3GPP指定測試案例所需的測試訊號。例如，3GPP定義了用於5G NR gNB發射器測試的測試模型(TM)和TS 38.141的5G NR gNB接收器測試的固定參考通道(FRC)。 為測試設定的實體通道需基於規格，包括邏輯通道、資源分配、酬載資料、頻寬元件、控制資源集合、基地台特定設定和RF參數。每個測試訊號有超過50個，有相關的頻寬和參數集(子載波間隔)的可調參數。支援預先定義、基於標準相符性測試設定的測試設備可以節省設定時間，確信量測符合標準。 圖1顯示FR1的5G NR TM1.1。整個無線電框架的圖形顯示位於左下角。x軸表示基於當前參數集的空隙，y軸表示資源區塊(RB)的值。大面積A區塊表示下行鏈路共享通道(DL-SCH)，左下A區塊上的直線條表示下行鏈路控制訊息(DCI)。詳細的RB映射在右下角，包括小區塊B的解調變參考訊號(DMRS)和A的物理下行鏈路共享通道(PDSCH)。預先配置的設定可幫助產生符合3GPP 5G NR標準的訊號，以便如右上角所示，快速輕鬆地測試gNB、UE發射器和接收器。 圖1　用於5G NR，配備N7631C Signal Studio的5G NR TM配置 圖2說明用於gNB接收器測試的上行鏈路FRC，使用預先配置工具，測試工程師可簡單地選擇測試類型，如接收器靈敏度和通道內靈敏度，或特定測試案例的動態範圍，然後選擇具有指定子載波間隔的FRC、資源區塊數量、調變編碼機制和編碼速率。 圖2　PathWave 5G NR訊號產生嵌入式使用者介面的5G NR...

能夠直接合成無線電頻率範圍內訊號的轉換器(RF轉換器)已然成熟，傳統無線電設計並將因此而產生變革。基於能夠數位化並合成高達2GHz~3GHz的瞬時訊號頻寬，RF轉換器現在可以實現真正寬頻無線電，無線電設計人員得以大幅簡化硬體設計，並且提供良好支援軟體可重複配置的能力，這對於以往無線電設計來說是不可能實現的。本文將探討RF轉換器技術的進步如何使得新型資料擷取系統和寬頻無線電成為可能，並討論軟體配置的可行性。 每位無線電設計人員都須面對一個設計取捨的問題，亦即須要權衡訊號頻寬內的性能與功耗。無線電設計人員如何滿足這一項約束，決定了無線電的尺寸和重量，並從根本上影響了無線電的位置，包括建築物、塔台、電線桿、地下車輛、包裹、口袋、耳朵或眼鏡等。每個無線電位置都有一個與其位置相稱的可用功率量。例如，建築物或塔台上的可用功率很可能高於口袋中的智慧型手機或耳內的藍牙耳機所提供的功率。所有情況下都存在一個基本事實：無線電需要的功率越小，單位功率所能支援的吞吐量越大，則無線電尺寸越小，重量越輕。這影響甚大，是通訊電子產業中許多創新背後的推動力。 半導體公司將更多的功能和更高的性能整合到相同或更小尺寸的元件中，使用此類元件的設備得以實現更小、更多功能或更輕(某些情況下這三者都能獲得實現)的承諾。設備越小、越輕、功能越多則越好，這樣就可以將設備放置在以前由於其他約束而不能放的位置。例如，原先需要建築物，現在由於占地面積減小，設備可以放在塔台上；原先放在塔台上的無線電單元，如果重量夠輕，就可以縮小成放在電線柱上的單元；原先因為較重而須要車輛攜帶的單元，現在則可以放在一個背包中。 今日的環境充斥著各種須要放在建築物、塔台、柱子和車輛上的傳統裝置。出於世界各地人們彼此互聯的需求，工程師們利用當時可用的元件設計設備以因應各種挑戰，這才造就了今天通訊無處不在的環境。人們可以隨時隨地透過多種不同網路(包括行動網路、無線區域網、特設短距離無線網路等)進行通話、發簡訊、即時通訊、傳照片、下載、上傳和瀏覽。所有這些都連接到寬頻有線網路上，而數據由RF電纜傳輸，最終透過光纖傳輸。 數據傳輸需求高　更大頻寬成趨勢 多項研究顯示，對數據的需求預計會在未來十年持續成長。其驅動力是人們對數據更豐富的內容似乎無止境需求，因而需要更寬的頻寬。例如，有線電視和光纖到戶營運商通過提供更高速度的連接和更多高畫質電視頻道，不斷在家庭寬頻服務方面展開競爭。超高畫質(UHD或4K解析度)電視需要的容量是高畫質的兩倍以上，通道頻寬需求超過目前使用的頻寬(圖1)。 圖1　RF轉換器支援寬頻無線電提供視訊流和遊戲等需大量數據的服務。 此外，包括虛擬實境(VR)在內的沉浸式影片，以及具有多維自由度的遊戲和3D效果(180Ｏ或全景視覺等)，全部使用4K超高畫質電視，每用戶需要高達1Gb的頻寬，這遠遠超出了簡單的4K UHD電視廣播和串流媒體已然很嚴苛的要求。線上遊戲須要網路提供對應的數據頻寬，因為延遲時間至關重要，這推動了更寬頻寬上行傳輸能力的發展。這種對更寬上行能力的需求，反過來又促使設備製造商升級其設計，以實現對應的大頻寬傳輸。 提供大動態訊號輸出　RF轉換器效率高 目前RF轉換器強大的功能對於推動傳輸如此豐富視訊內容的進步至關重要。必須能夠提供大動態訊號的輸出，同時要求具有優秀的雜散性能，從而支援使用256-QAM、1024-QAM和4k-QAM等更高階的調變方案。已安裝的同軸電纜設備和分配放大器具有1.2GHz~1.7GHz的有限頻寬，為了提高每個通道的頻譜效率，必須使用上述更高階的調變方法。前端傳輸設備的更高性能可延長已安裝設備群的使用壽命，緩解資本預算限制，以及支援向多家服務營運供應商(MSO)提供更長時間窗口，來升級其設備和傳輸系統。  隨著整合的功能越來越多，如今的智慧型手機與傳統手機已相去甚遠。許多功能都有與之相關聯的無線電，因此，當前的行動裝置中可能有5~7個甚至更多的頻段。生產智慧型手機時，每種無線電都必須進行測試，這為多模式通訊測試儀製造商帶來了新的挑戰。 儘管測試量隨著無線電數量的增加而增加，但仍須要快速測試以降低測試成本。考慮到測試儀的尺寸和成本，為行動裝置中的每個無線電構建不同的無線電硬體變得不切實際。隨著更多的頻段開放或被提議用於行動服務，測試行動裝置中越來越多的無線電所帶來之挑戰，難度更在提高中。 RF轉換器可以良好地因應此一挑戰。無論是發射器還是接收器，RF轉換器均能提供傳統無線電無法實現的彈性。寬頻RF轉換器可以同時捕捉並直接合成每個頻段中的訊號，從而支援同時測試行動裝置中的多個無線電。利用RF DAC和RF ADC內建的通道選擇器，多個無線電訊號可以在轉換器中得到高效處理。例如，圖2中顯示每個RF DAC有3個子通道處理單元，可以將三個頻段不同的訊號合路，然後利用數位控制振盪器(NCO)進行數位上變頻，再由RF DAC轉換為RF訊號。 圖2　具備通道選擇器的RF DAC處理訊號效能更高。 在其他市場領域中，例如針對航太和安防市場的測試設備，對用於脈衝雷達和軍用通訊的寬頻測試解決方案的需求日益增加。由於須要測試的雷達、電子情報、電子戰設備和通訊設備的數量與類型眾多，測試設備製造商必須製造出一種具有豐富特性組合的靈活儀器(圖3)。例如，任意波形發生器必須能夠創建各種訊號，包括線性頻率調變脈衝訊號、相位相干訊號以及各種輸出頻率和頻寬的調變訊號。測量設備必須同樣強大，以便在測試激勵器或發射器時能接收這些訊號。RF轉換器支援直接RF合成和RF頻率下的測量，可以良好地服務於此類應用。 圖3　RF轉換器驅動的軟體定義無線電支援跨平台互連通訊。 在某些情況下，這可以消除上變頻或下變頻的需求，而在其他情況下，減少變頻次數。硬體得以簡化，尺寸、重量和功耗要求得以降低。增加通道選擇器、內插器、NCO和合成器等數位特性，可在專用低功耗CMOS技術上實現高效訊號處理。 RF轉換器簡化無線電架構 RF轉換器是軟體定義無線電的關鍵因素之一。RF轉換器能夠直接合成和捕獲幾個GHz頻寬內的無線電頻率，以數位方式實現上變頻或下變頻功能，這樣將不再需要整個上變頻或下變頻級，使得無線電架構得以簡化。去掉類比變頻級和相關混頻器、LO合成器、濾波器，可減小無線電的尺寸、重量和功耗(SWaP)，使無線電能夠適應更多的應用場景，並可使用更小的電源供電。這種技術使得無線電可以更小巧輕便，足以手持、車載或安裝在飛機、直升機、無人機(UAV)等各種機載資產中。 除了實現更好的跨平台通訊之外，利用RF轉換器構建的無線電硬體還有支援多功能、多模和多頻的潛力。RF轉換器現在能夠達到較低的雷達頻段，在不久的將來會達到較高的頻段，因此單台設備既可用作雷達也可用作戰術通訊鏈路的概念有望變成現實。如此的設備在現場維修、升級、採購程序和成本方面具有明顯的優勢。 直接合成和捕捉雷達頻率的能力使得RF轉換器非常適合相位陣列雷達系統。直接RF轉換器合成和捕捉可減少非常多的傳統無線電硬體，使單個訊號鏈更小更輕。如此便能將很多這種無線電整合在一個更小的空間中。適合船載的陣列或地面相位控列，以及用於訊號情報操作的較小陣列和單元，可以實現更小的SWaP。 CMOS技術提升速度/精度 RF轉換器得以成功，其關鍵技術進步之一是持續微縮製程的CMOS技術。隨著基本CMOS晶體管的閘極長度和特徵尺寸變小，數位閘極電路變得更快、更小且功耗更低。 這使得具有合理功耗和面積的RF轉換器可以將大量數位訊號處理功能整合到晶片上。容納數位通道選擇器、調變器和軟體可編程濾波器，對於構建高效靈活的無線電來講非常重要。 這種更高效的DSP也為利用數位處理來幫助糾正轉換器中的類比缺陷打開了大門。在類比方面，每個新節點都提供速度更快的電晶體，其單位面積的匹配性能也更好。這些改良，對於實現速度更快的高精度轉換器至關重要。單靠製程技術的進步仍然是不夠的，還有一些重要的架構改良使得RF轉換器成為可能。RF DAC的首選架構是電流導引DAC架構。此類DAC的性能取決於構成DAC的電流源的匹配。未經校準的電流源匹配，其與電流源面積的平方根成正比。單位面積的匹配隨著技術節點的升級而改善。 但是，對於高解析度轉換器而言，即便是最先進的節點且隨機失配足夠低，其電流源也會非常大。這種大電流源會使轉換器變大，更糟糕的是，大電流源的寄生電容會降低DAC的高頻性能。 更有吸引力的解決方案是校準較小電流源以達到所需的匹配水平。如此將能顯著降低來自電流源的附加寄生效應，實現所需的線性度性能而不損害高頻性能。如果正確執行，這種校準可以在整個溫度範圍內保持高度穩定，並且校準可以一次完成。穩定的一次性校準意味著不需要在後台定期運行校準，藉此節省運行功耗，並減輕因後台運行校準而產生雜散產物的問題。 還有一個幫助超高速轉換器達到性能指標的架構選擇，那就是用於導引DAC電流的切換開關架構選擇。傳統的雙切換開關結構(圖4)在以非常高的速度運行時存在幾個缺點。 圖4　雙開關DAC單元在高速時可能導製輸出失真。 驅動到雙路切換開關的數據可以在一個到多個時脈週期內保持不變，因此尾節點的建立時間依賴於數據。如果時脈速率足夠慢，使得此節點可以在一個時脈週期內建立，那麼這不成問題。但在非常高的速率下，此節點在一個時脈週期內無法完全建立，依賴於數據的建立時間將會導致DAC輸出失真。 如果使用四路開關(圖5)，數據訊號就會全部歸零。這導致尾節點電壓與數據輸入無關，從而緩解上述問題。四路開關還允許DAC數據在時脈的兩個邊緣上更新。利用此特性可有效地使DAC採樣速率加倍，而時脈頻率毋須倍增。 圖5　四切換開關DAC單元結合CMOS製程可設計出具動態範圍更大之高速採樣DAC。 寬頻DAC結合輔助DSP　無線電發射器更靈活 採用精心設計的電流源校準算法和四切換開關電流導引單元，結合當今的細線CMOS製程，可設計出具有卓越動態範圍之高速採樣DAC。這樣就能在很寬廣的頻率範圍內合成高品質的訊號。當這種寬頻DAC與輔助DSP相結合時，它變成一個非常靈活的高性能無線電發射器，經過配置，則可為本文前面提到的所有不同應用提供訊號。 當今的RF轉換器已經促使無線電架構設計發生了根本性的改變，而在未來，它將引發更大的改變。隨著製程技術的不斷進步和RF轉換器設計的進一步優化，RF轉換器對無線電功耗和尺寸的影響將繼續縮小。這些技術進步來的正是時候，其強而有力地推動了新一代無線電，例如新興5G無線基地台應用(如大規模MIMO)，以及大規模相位陣列雷達和波束成形應用。 深次微米光刻技術將使得更多數位電路能夠放置在RF轉換器晶片上，從而整合需要大量運算的關鍵功能，如數位預失真(DPD)和削峰(CFR)算法等，這有助於提高功率放大器效率並顯著減少系統整體功耗。這種整合，將減輕對高能耗FPGA邏輯的壓力，進而也將相關功能轉移到功耗較低的專用邏輯中。其他可能性包括將RF轉換器及其數位引擎與RF、微波或毫米波類比元件整合在一起，進一步縮小尺寸並簡化無線電設計，為無線電設計提供位元至天線的系統級方法。由於有了RF轉換器，各種各樣的機遇並將隨之迸發出來。RF轉換器是助力超越一切可能的技術。 (本文作者為ADI高速產品部系統應用工程師及設計工程師)

根據TrendForce旗下拓墣產業研究院最新報告統計，由於全球政經局勢動盪，致使第二季延續前一季需求疲弱，各廠營收與去年同期相比普遍呈現下滑，預估第二季全球晶圓代工總產值將較2018年同期下滑約8%，達154億美元。市占率排名前三名分別為台積電、三星與格羅方德。 拓墣產業研究院指出，2019年第二季晶圓代工業者排名前五與去年相同，第六名至第十名則略有變動，包括力晶(PSC)因記憶體和顯示驅動晶片代工需求下滑，排名與去年同期相比由第七名下降至第九名；而顯示驅動晶片轉移至12吋投產的趨勢愈加明顯，使得不具有12吋產能的世界先進營收受衝擊，排名被華虹半導體(H-Grace)超越，滑落至第八名。 觀察前十大晶圓代工業者第二季的表現，僅有華虹半導體受惠於Smart Card、IoT、Automotive的MCU 和功率器件等市場需求較為穩定，營收與去年同期持平，其餘業者皆因市場需求不濟、庫存尚待消化等原因，導致第二季營收表現較去年同期下滑約8%。 其中值得關注的是市占率近半的台積電，受惠於7nm為主的先進製程客戶需求拉升，其第二季的年衰退幅度相對於其他業者來的較小。然美國政府於2019年5月10日突將中國出口至美國價值約2000億美元商品關稅由10%調升至25%，將中美貿易衝突推升至緊張階段，導致華為在消費業務可能面臨史無前例的困境，進一步影響全球晶圓代工產業於2019下半年的表現。 此外，Google在配合川普政策要求下，宣布將不再提供華為相關應用軟體及服務，也將打亂華為的國際業務，對於目前有四成多手機銷量來自海外市場的華為來說無疑是一大重擊。相反的，華為於海外市場的最主要競爭對手三星電子(Samsung)在全球通路布局完整，在此局勢演變下，可說潛在最大的獲益者。若三星囊括華為於歐洲的市占版圖，台積電將難透過其他如高通、聯發科等客戶取回原本在旗艦處理器市場的占有率。 展望2019年，美國與中國、印度、墨西哥的關稅爭端，以及與中東伊朗的衝突等，都將為全球經濟帶來重大的衝擊，世界銀行近期已將全球GDP由1月預估的2.9%下修至2.6%，IMF則由原預估的3.6%下調至3.1%。拓墣產業研究院預估，2019年全球晶圓代工產業將出現十年來首次的負成長，總產值較2018年衰退近3%。  

5G全面提升行動通訊的各項體驗，不僅技術升級，應用涵蓋層面更為廣泛，5G網路架構的特性就是彈性，以便未來可負擔更多「任務」，但彈性可調配的架構同時也讓整個網路的複雜度大增，大幅提升裝置、設備設計與測試 的門檻。另外，5G導入許多新技術，如波束成形(Beamforming)、波束追蹤(Beam Tracking)等，要發揮這些技術的真正效能，測試驗證是非常重要的關鍵。 5G系統為求提升傳輸速率，所以不斷擴大可使用的無線頻段，但主要的中低頻6GHz以下頻段使用已經非常擁擠，因此首次將觸角伸向航太、軍事使用的毫米波(mmWAVE)頻段，高頻頻譜導入商業化應用，相關技術對於科技產業來說已經不算完全陌生，但是商用與航太、軍事領域的應用特性差異頗大，也讓晶片、終端、設備等廠商面臨頭痛的技術瓶頸，須要逐步克服。 5G技術規格提升有感 5G商轉在2019年4月正式啟動，強調更快、更即時、更無縫的行動寬頻聯網體驗，過去4G LTE技術讓行動通訊進入即時影音時代LTE使用5GHz以下頻段，每個頻段20MHz，扣掉保護頻段(Guard Band)，真正使用頻段15MHz，不使用MIMO或載波聚合(Carrier Aggregation, CA)等技術，每頻段傳輸速率約150Mbps，考量現實環境干擾與連線品質，一般70~80Mbps傳輸速率是正常的。 有鑑於此，5G在規格制定時，就從幾個不同的面向提升傳輸速率，羅德史瓦茲應用工程部經理林志龍(圖1)提到，目前5G第一階段使用的頻段以中低頻6GHz以下的3.5GHz為主流，每個頻段規劃100MHz，頻譜使用效率從LTE時代的90%提升到97%~99%，所以每一頻段傳輸速率可以輕鬆達到500~700MHz，目前使用第一代的5G晶片，每一路可以達到250Mbps的速率，使用四路MIMO傳輸速度就達到1Gbps了，5G傳輸速率相較4G確實可以大幅提升。 圖1　羅德史瓦茲應用工程部經理林志龍提到，5G的高門檻讓廠商的測試成本大幅提升，測試設備成本至少千萬。 而頻段利用就像土地開發，人們會從水草鮮美的地方開始開墾，6GHz以下的中低頻段，從20餘年前的2G時代開始，經過多年的發展，在進入5G時代的現在，就像是台北市的精華地段，房屋擁擠、馬路雖然四通八達但是車輛川流不息，已經很難再找到大規模的「素地」可以利用，朝向更郊區發展，雖然頻段區位不如6GHz以下，但是有大批未開發的頻段可供使用，高頻毫米波就成為5G開墾的最新處女地。 毫米波應用技術門檻高 毫米波頻段頻寬大，6GHz以下頻段規畫5MHz到100MHz的頻段劃分，毫米波則是從100MHz起跳，每一個頻段最大400MHz，可以想見傳輸速率提升將從一檔直接跳到三檔，但是毫米波訊號穩定性不佳的特色，在導入商用後以終端產品強調省電、低成本等原則下給元件設計製造商出了一個很大的難題。是德科技行銷處資深行銷專案經理郭丁豪(圖2)指出，目前毫米波的元件價格偏高，加上毫米波訊號衰減快，需要依靠高密度的小型基地台，強化訊號接收率，尤其是指向性高的波束成形遇到障礙物就無用武之地。 圖2　是德科技行銷處資深行銷專案經理郭丁豪指出，測試認證廠商已經布局5G商機多時，只待商機爆發。 過去毫米波使用在軍事航太領域時，為了克服高頻訊號衰減率高的問題，透過加大功率、使用陣列雷達讓多個天線可以將訊號疊加形成波束，強化訊號強度，宜特科技訊號測試事業處協理余天華認為，波束越集中移動性就越差，速度越快這項缺陷更明顯；毫米波技術近年導入商用，演算法與晶片設計都還不成熟，毫米波技術長處難以展現。 另外，5G頻譜的利用率要提升到97%以上，4G LTE為了避免干擾，每個頻段的兩側都保留5%的保護頻段，余天華表示，近年濾波器元件的技術已經有進步，所以無線訊號的發射頻率準確度也有提升，但是針對5G要求只保留1~2%的頻段，大部分頻段都要使用的狀況下，相鄰頻段的干擾還是很難避免，尤其是6GHz以下頻譜擁擠，鄰頻干擾更難避免。 測試認證商機爆發 5G技術難度高，不僅展現在產品設計上，對於產品測試驗證也是，林志龍說，5G的高門檻讓廠商的測試成本大幅提升，一般電子產品在設計、產品驗證與產線量產階段都有不同的測試需求，在4G時代，每個階段的測試設備一套大概是幾百萬，但5G的測試設備成本至少千萬，除了硬體的升級之外，因為5G標準還在更新，新的測試規範發布後，軟體就要更新，4G以前軟體更新都是免費的，5G軟體更新甚至需要付費。 5G目前技術尚未穩定，完整詳細的測試有助確保產品效能，6GHz以下的FR1規範相對完善，毫米波的FR2規範則還在發展中；余天華談到，整體而言，毫米波的空中傳輸(Over the Air, OTA)規範在2020年以後才會較完整，3GPP會針對標準與協定方面提出初步的測試規範，其後美國的無線產業協會(The Wireless Association, CTIA)會再發展詳細的測試方法與規範，若是產品要符合歐美電信營運商或品牌廠商的規範，又需要通過PTCRB/GCF等規範。 目前5G測試認證的高成本，也帶動另一波測試實驗室的商機，許多產品開發商無法負擔高額的測試設備，便委託測試實驗室協助，既可降低成本又可快速進入歐美主流市場。林志龍解釋，5G測試從功能面大致分成三個部分，射頻(RF)、協議與無線資源管理(Radio Resource Management, RRM)等，射頻就是要驗證元件或產品的基本無線效能表現，協議則是3GPP規範的內容，RRM是表示無線資源的分配與管理，尤其在大範圍的網路架構中，核心網路與基地台或不同基地台換手運作時的管理機制。 測試認證解決方案多元紛呈 5G除了測試設備成本高之外，測試的難度也較4G更甚，林志龍舉例，5G的FR1測試，以100MHz為頻段基礎，但也同時相容過去4G的小頻段，所以5MHz、10MHz、20MHz等都支援，目前5G網路架構大部分都是非獨立組網(Non-Standalone, NSA)，混和4G與5G網路，組合頻段需要全部經過測試，不僅複雜花費的時間也長，可以想見在2019下半年到2020年，有更多5G營運商開台之後，更多5G終端產品上市，測試認證需求商機爆發指日可待。 因此，測試認證廠商已經布局5G商機多時，郭丁豪進一步說明，是德科技提供實體層到應用層測試解決方案，從元件、晶片、裝置、基地台設計與生產到電信營運商布建，都進行布局。RF元件測試方面，新的網路分析儀，最高支援至53GHz，可串連多通道，可使用在陣列天線測試與RF前端模組；晶片方面，毫米波向量訊號產生器可支援高頻毫米波且雙通道至44GHz，同時具備2GHz訊號頻寬。滿足OTA需高功率測試與波束成形所需相位同調之要求。 在裝置或基地台部分，郭丁豪提到，可透過5G多頻段向量收發器，同時滿足支援6GHz以下多通道，並能擴充至毫米波。羅德史瓦茲更發表5G NSA測試架構，該測試儀可無縫整合到現行的LTE測試環境中。其他元件、終端、系統(圖3)甚至網路效能測試方案也已布局完善，相信未來一兩年5G測試認證將跟商轉開台新聞一樣熱鬧。 圖3　5G元件到系統所需的量測方案 資料來源：羅德史瓦茲  

5G時代開始，利用5G高速、低延遲、大頻寬等特性，除了可以實現遠距醫療，讓醫療資源分配更平均、緊急救難更即時之外，也能讓工業製造更安全，同時提升娛樂應用體驗。 醫療/工業蓄勢待發 遠傳電信協理汪以仁(圖1)表示，目前5G真正商用的國家有韓國、美國，而英國、瑞士也積極邁向商轉，另外，中國已經核發四張5G牌照。繼2018年11月韓國首先開台之後，到了2019年底之前有望看到超過40家電信公司啟動5G商轉。由此可以看出5G的發展動能非常強大，和4G初期發展速度相比明顯快了很多。5G時代已經正式開始。 圖1　遠傳電信協理汪以仁表示，5G發展加足馬力，5G時代已經正式開始。 根據全球半導體聯盟(GSA)統計，到2019年5月底為止已經有90多個國家，230多家電信業者已經開始投資5G，所謂投資包括了已經商轉、正在布建網路、已經取得執照和開始進行測試等動作。隨著5G商轉的齒輪開始運作，垂直產業首先跟上，在遠距醫療、智慧製造、智慧電網、機器人等領域皆可以看到與5G結合的相關應用。 CEVA手機寬頻業務發展經理Emmanuel Gresset(圖2)表示，5G在汽車、運輸、媒體、工業製造、物流、資產追蹤、能源、公用事業、醫療保健、農業和智慧城市等垂直產業將發揮最大的價值。 圖2　CEVA手機寬頻業務發展經理Emmanuel Gresset表示，5G在垂直產業將發揮其最大價值。 遠距醫療讓診斷沒有時差 賽靈思通訊業務部門主管總監Gilles Garcia表示，預期醫療應用將是第一波體驗5G網路的垂直領域。 5G的即時性能夠近乎零時差地傳送醫療資料與訊息，大頻寬則能傳遞高解析度動態醫療資料，高速穩定的5G可以讓醫療訊息不中斷，而利用5G私有網路及專屬服務也可以保障個資資安，守護病患個資。 利用5G高速低延遲特性，使內建行動智慧手術室的卡車即使在高速進行中，依然可以藉由5G，將行動手術室中患者患部影像與各項監測數據傳至手提式多螢幕顯示終端，讓醫生即時提供建議。 汪以仁指出，值得一提的垂直產業應用有NTT DOCOMO做的遠距醫療案例。藉由5G讓都市醫學中心的醫師能夠協助偏遠地區診所內的醫護人員做醫療診斷，例如利用5G的高速低延遲做遠端超音波掃描，在遠端醫療中心的醫師可以看到沒有延遲的清晰影像，並提供即時的指示與協助。另一個醫療相關的應用則是將醫療儀器放在車上，讓這輛車四處巡迴，車子藉由5G和醫學中心連線。除了出動到各公司做員工健檢，也可以到偏遠地區當作移動診所，而若有災害發生也可以立刻進入現場進行緊急醫療服務。由於車內能放置的資源有限，因此一定會需要後端的支援，後端支援就有賴網路服務，5G在此可以提供大量的資料傳輸以及超低延遲的連接。 智慧工廠安全有效率 Garcia也提到，在工業領域上，可以觀察到工業物聯網(IIoT)結合5G(低延遲、低流量、數以百萬計的感測器等)將是一個重要市場，各界面臨的挑戰將環繞在物聯網感測器上的電池續航力、低延遲需求與極低的流量頻寬，而且在感測到像火災警報、機器人出問題或溫度攀升等關鍵時刻，必須要能將資訊即時送出。5G能為工業物聯網增添必要的大規模連網能力，讓從智慧感測器到機器人等廣泛的應用迅速崛起。 產業情報研究所(MIC)資深產業顧問兼主任張奇表示，5G不僅提升智慧製造生產效率、提升良率，同時也能促進人機協作與製造環境公共安全。目前KT、SKT、LG U+、微軟、愛立信(Ericsson)等大廠皆開始布局智慧工廠，藉由數據結合虛擬影像來提升作業效率與準確率。利用5G配合AR和混合實境(Mixed Reality, MR)，進行虛實模擬、遠端控制，幫助現場人員突破環境限制，進而達到更好的檢修、組裝、監控效果。 另外，KT透過5G進行全面人物監控，結合影像辨識掌握工廠變化，隨時警示即刻反應；Intel也與ABB、HP合作，藉由AI、機器視覺結合5G型成虛擬圍牆，保障人機協作安全。透過5G的即時通訊能力，實現工業4.0掌握製造現場人物動向，提升緊急應變能力，並用5G結合AI即時辨識反應提升安全精準度。 汪以仁說明，韓國在2018年12月第一波商轉推出的都是垂直領域的應用。SK電訊推出了5G AI機器，與汽車零件製造廠商合作，幫助他們把產線上原有的AI技術和5G相結合。KT商轉時的應用則是在首爾的貿易大廈設置雲端導覽機器人，利用5G快速將資訊上傳至雲端。LG U+提供的服務則是用5G協助客戶遠端遙控牽引機。 現在已經有非常多業者投入垂直領域5G應用測試，其中有智慧工廠、智慧製造、機器人、遠距醫療、遠距安防、車聯網、自駕車等等，另外，英特爾(Intel)和微軟(Microsoft)都高調表示要利用5G發展智慧零售。 垂直產業催生專網需求 專網(Private Cellular Network)是為了特定用途，由企業或組織自行付費建置限定區域內之行動網路基礎建設，而該網路只限於特定用戶可使用。專網具有網路涵蓋廣、延遲低、容量大、安全性高且能夠自主控管網路的特色，因此對垂直領域而言，是否建置專網將是必須考慮的議題之一。據MIC統計，2018年全球行動專網市場規模為113億美元，估計到2025年將成 圖3　全球行動專網市場規模將以倍速成長。 資料來源：MIC 長超過兩倍達到372億美元(圖3)。   Nokia台港澳業務銷售總監鄭志中指出，5G開始服務，大家不斷討論究竟哪些應用需要如此的高速度與低延遲？其實除了現在已經開始布局的製造業、遠距醫療等垂直產業，他相信對消費者而言，網路速度必定也是越快越好的。至於在垂直產業的應用對涵蓋、延遲性及安全等要求更加嚴格，專網建置需求應運而生。台灣的企業深怕技術設備落於人後，對5G專網建置早已躍躍欲試，然而目前電信營運商與企業在認知上仍有些許落差，是否會有企業專用頻譜還要靠各方共同努力找到最好的運作方式。 對此，汪以仁提出他的看法，表示支持建置專網，但對企業專用頻譜仍持保留態度。由於頻譜是有限資源，應該發揮最大效益。若切割專用頻譜給垂直產業，電信業者能夠提供給消費者的頻譜資源將會減少。同時，若企業對建置網路的技術不熟悉，也可能影響整個產業的發展速度。汪以仁表示，電信業者可以協助建置專網，並利用邊緣運算(Edge Computing)來保障企業的資料安全，讓企業可以專注於本身的技術發展等等，藉由跨產業合作、凝聚共識，一同實現5G專網建置。 工研院資訊與通訊研究所所長闕志克(圖4)表示，目前台電已在金門投入實驗網路，希望藉由專網將不一樣的設施連結起來，目標是能夠推廣回本島的應用。企業、工研院、電信營運商三方有不同的立場與角色，可以透過分工合作，將5G專網系統的建置與營運，調整出適合的商業模式，並在未來幾年向全球市場擴散，有機會為台灣開創5G時代的新商機。 圖4　工研院資訊與通訊研究所所長闕志克認為，企業、政府和電信業者應齊心協力，找到最好的合作模式。 消費者應用隨後跟上 除了垂直產業的應用之外，5G在消費者娛樂產業方面的應用也將不落人後。2020年日本冬奧有望看到以VR觀賞3D全景轉播畫面，相信各種賽事、表演活動也將隨後跟上。另外，雲端遊戲(Cloud Gaming)也是備受看好的產業之一，有了5G助力，雲端遊戲不用再擔心延遲問題，玩家需要的硬體設備也可以更簡單。 5G結合影視媒體新風貌 5G結合影視媒體也是新興應用之一，汪以仁舉例說明，可以在球場、音樂會、演唱會等場地設置5G，讓觀眾用多視角等方式體驗演唱會、觀賞大型活動。這個部分最終的應用是在消費者，但5G時代消費者的應用從發想到完成，跟4G將會有很大的不同。 雖然最終用戶是消費者，但對電信業者而言的商業模式會差很多，不再是單純的企業對消費者(B2C)，可能會是企業對企業對消費者(B2B2C)，甚至是更複雜的商業合作過程。以球賽來說，要讓消費者用VR、多視角的方式欣賞球賽，運作將會牽涉到球隊本身、球場營運單位、電視轉播單位和電信業者，這四方要能夠合作無間，才能提供良好的服務給消費者，和3G、4G時代只要有網路就有服務的情況已經不同。 雲端遊戲前景好 鄭志中表示，5G具備快速、低延遲、大頻寬等特性，隨著各國開始陸續商轉，大家也引頸期待新興應用登場。目前許多企業都在布局雲端遊戲領域，遊戲串流要有好的使用體驗，關鍵因素之一就是網路速度。其中，在近日的電子娛樂展(E3 2019)就有兩大重要發表，一個是Google的Stadia Pro，另一個則是微軟的Project xCloud。 雲端遊戲將帶來的影響是讓遊戲玩家不再需要依賴高效能的硬體設備，有了5G高速低延遲特性助力，雲端遊戲將運算放上雲端，不需高效能PC也可以享受流暢的遊戲體驗。同時，5G結合邊緣雲(Edge Cloud)的架構，在邊緣雲進行運算，不用將所有資訊都傳送到中央雲(Central Cloud)，進而讓延遲再降低。 鄭志中指出，遊戲玩家對速度的需求比一般用戶更高，過去4G時代遊戲玩家被侷限於非使用高效能PC不可，否則就難以達到順暢的遊戲體驗。雲端遊戲雖可讓消費者不再需要仰賴高效能PC，但Edge Cloud的概念也非常重要。因為Central Cloud可能距離非常遙遠，加上用戶一多，就可能壅塞。因此將運算放到邊緣，可以讓5G低延遲的特性發揮得更淋漓盡致。據悉，xCloud將會在2019年10月推出，玩家將可以在各種不同的平台上暢玩Xbox的遊戲。另外，Stadia Pro則預計於11月推出。 汪以仁也說明，雲端遊戲讓電腦不需要非常高的效能就可以進行電競，由於運算是在雲端，設備的成本就可以降低，電競的推廣也就更加容易。但是要達到良好的效果網路一定要非常快，因此5G就比4G更適合雲端遊戲的電競。

行動寬頻堂堂邁入第五代，3GPP 5G新無線電(New Radio, NR)核心技術架構Release 15，甫於2018年6月通過，2018年底便有電信營運商宣布開台，2019年4月美、韓相繼商轉，中國在6月初提前釋出四張5G執照，就連原本計畫2020年才拍賣5G頻譜的台灣，也傳出將提前於2019年底釋照，2020年商轉上路。相較於4G LTE推廣初期的2010~2012年，5G的商轉進度十分迅速。 儘管近期許多消息傳出，5G網路體驗差強人意，沒有預期的順暢與便利感，但5G是未來十年最重要的科技發展引擎，所謂科技力即國力，5G落後意味未來國力的落後，這或許就是各國競相推動5G提前開台的原因，5G將帶動龐大的科技經濟產值，關注的各方都不想在發展的過程中落後。但高規格的平台需要相得益彰的應用以帶動市場的發展，5G的殺手級應用是甚麼？更是投入市場的廠商亟欲挖掘的重點。 5G為未來15年經濟火車頭 5G將是下一階段科技發展的重要動力，根據GSMA的預估，5G在未來15年將帶動全球經濟增加2.2兆美元，受益最大的領域為公用事業。資策會MIC認為，2019年底之前，全球將有21個國家/區域，近40家電信營運商推出5G商用服務，釋照、開台動作越來越積極，也將帶動從上游晶片、設備、終端裝置到軟體、服務等不同層面的龐大商機，以5G智慧型手機為例，2019年5G手機出貨量預估達460萬支，2020年採用5G SoC的手機即將上市，最重要的iPhone 5G也可望問世，2020年5G手機出貨大幅成長至7,400萬支，2021年更將成長至1.86億支。 另外，5G大幅提升行動通訊的各項技術表現，高頻寬、低延遲、大量連結的目標，也讓網路建設需求較過去幾代更高，Nokia台港澳業務銷售總監鄭志中舉例，3G時代布建基地台，單一營運商只需要300~600個基地台就可以達成全台覆蓋率，4G時代提升到上千個，5G除了中低頻段之外，還納入了高頻毫米波，其電波特性傳輸距離短易衰減，被物體阻擋、遮蔽訊號傳輸也會中斷，因此5G時代基地台數量恐怕需要上萬座。 數百公尺內短距離的高速傳輸要倚靠小型基地台(Small Cell)，根據資策會MIC的研究顯示，5G小型基地台從2019年開始逐步發展，隨著全球5G商轉加溫，未來幾年小型基地台數量也將持續成長，至2025年市場規模將超過840萬台，具備5G功能的小型基地台數量約518萬台(圖1)。5G小型基地台初期主要新建或升級為非獨立式(Non Standalone, NSA)基地台，前兩年與獨立式(Standalone, SA)基地台一同發展，至2023年左右5G獨立式基地台成為主流。預估2024~2025年之間營運商5G網路將慢慢升級為獨立式網路架構，非獨立式基地台將逐步退場。 圖1　2018~2025年全球新建/升級之小型基地台市場趨勢 資料來源：SCF、資策會MIC(1/2019) R16規範協助5G標準完善 R15是第一版的5G技術規範，目前已經商轉的服務，各項客觀技術條件都在早期階段，包括5G晶片為初代、5G手機選擇尚少、營運商網路布建剛起步，技術尚未成熟，效能還有很大的優化空間，而在規格制定上，3GPP還在研討下一個R16版本的規範內容，資策會智慧系統研究所研究工程師李永台(圖2)說明，在5G技術的發展規劃中，R15屬於5G Phase1第一階段，R16則是5G Phase2，R16版本會強化R15不足的部分，讓5G技術更臻完善。 圖2　資策會智慧系統研究所研究工程師李永台 5G分離式元件，可將功耗及封裝尺寸降低高達50%。 2019年3月R16版本正式進入工作階段，達成初步共識後，會持續進行修正與強化，預計2020年6月完成版本規格的最終定案。李永台指出，R16會討論終端省電功能，將5G訊號運行於非授權頻段的NR-Unlicense，車聯網V2X，低延遲工業物聯網(IIoT)、與私網相關的FAPI介面、定位功能(Positioning)與移動性的強化等。 現階段5G需要全面的技術改善，ADI通訊基礎設施業務部中國區策略市場經理解勇指出，目前5G網路建設尚處於初期階段，還需要不斷完善和優化，以提高訊號覆蓋和使用者體驗，這個過程需要二到三年、甚至更長的時間。在2019年，5G以NSA組網為主，覆蓋熱點區域和室內場所，強化eMBB高速上網體驗；到2020年時，隨著SA網路的成熟和部署，5G將支援mMTC物聯網聯結和URLLC低延遲、高可靠度服務，加速社會的數位化轉型。 新應用為市場健康發展關鍵 針對5G的三大目標願景，要達成低延遲與高可靠度傳輸，必須透過迷你時槽(Mini-slot)與超低錯誤率編碼策略，不過缺點是會降低頻譜使用效率，也就是必須犧牲傳輸速率。高傳輸速率部分，6GHz以下使用100MHz頻寬，最高速率可達1.5Gbps；而在高頻毫米波的加持之下，終端2T/4R，使用400MHz頻寬，峰值速率預期可達下載(DL)7.1Gbps，上傳(UL)1Gbps。大規模聯結方面，以4G NB-IoT來看，需要支援信令簡化，若基地台布建不夠密集，則需要更大的頻寬，因此每平方公里100萬節點連結目標難以達成，因此後續標準也將討論NB-IoT的發展可能。 過去幾代行動通訊都是以消費性應用為主，現階段商轉的服務也從這個角度被檢視，但就算是500~700Mbps的傳輸速率，在現有的應用上，也少有迫切需要長時使用這麼高的頻寬，許多調查已經指出，行動通訊的發展趨勢，包括：網路資料量、傳輸速率都將持續提升，但是每用戶平均收入(Average Revenue Per User, ARPU)下滑趨勢將不再逆轉，數據服務可能無法再刺激營收成長，這也是電信營運商對5G投資異常謹慎的原因。 所以5G的藍海在哪裡？因為不管技術發展與產業推動多麼積極，最後都需要市場需求來支撐，目前看來消費者期待電信營運商提供數百Mbps的傳輸速率與無限的傳輸流量，但付出更少的資費。因此，5G新應用就成為廠商關注的重點，中華電信認為，VR/AR/360度環景、車聯網、雲端辦公、雲端遊戲、智慧工廠、智慧城市、無線醫療、無人機、物聯網、社交網路的影音直播等十大應用，為5G時代深具潛力的商機。 布局技術/產品迎商機 而哪些應用可以在這兩年迅速發展、竄起？為廠商賺進5G第一桶金，哪些應用含金量最高？可以創造最大規模商機，哪些應用又需要比較長時間醞釀發展？想必是所有廠商持續關注的重點。而除了密切關注5G新應用的發展動態之外，廠商現階段的重點更在優化自身的技術與解決方案，英飛凌大中華區射頻及感測元件部門行銷總監麥正奇說，5G發展一個廣泛又綿密部署的網路(圖3)，在這些多樣化的聯結方式與應用中，廠商應藉由現有的技術基礎找到可以發揮的市場，並布局未來的商機。 圖3　5G eMBB多樣聯結與網路架構 可編程元件廠商賽靈思(Xilinx)以其彈性化特性，協助局端設備開發，該公司通訊業務部門主管總監Gilles Garcia(圖4)表示，以室外基地台為例，由於空間有限，對於天線的尺寸、承重都有很高的要求，傳統的天線難以滿足高度整合小型化的特點，Xilinx希望協助減少終端產品使用晶片的數量、降低功耗並提高系統設計的效率。藉由取代分離式元件，可將功耗及封裝尺寸降低高達50%。 圖4　賽靈思通訊業務部門主管總監Gilles Garcia 2017年2月，Xilinx宣布推出第一款採用RF級類比技術的RFSoC元件，將ADC/DAC和SD-FEC與SoC整合，第一代產品主要應用4GHz及以下頻段，並於2019年2月推出第二代/第三代RFSoC產品，藉以滿足5GHz/6GHz的應用需求。Garcia表示，第二代RFSoC元件，於2019年6月投入量產；第三代RFSoC元件則能在RF資料轉換器子系統中支援6GHz以下頻段直接射頻取樣、提供延伸毫米波介面，並減少20%的功耗，預計於2019下半年問市。省去分離式元件能減少50%的功耗與元件空間，適合大規模多輸入多輸出(Massive MIMO)基地台系統應用。 目前毫米波的效能表現是許多廠商頭痛的問題之一，麥正奇直言，毫米波可以為高速傳輸帶來突破性的發展，但其訊號易衰減的問題也讓RF廠商吃盡苦頭，波束成形在傳送與接收端的對位非常重要，軟體設計難度頗高，還須時間發展；另外，毫米波高頻特性讓元件可以微小化，因此手機CPU廠商希望可以將RF、濾波器、功率放大器(PA)、天線等射頻前端整合成單一元件AiP(Antenna in...