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3GPP R16規範應用更廣 設備亮相等2020後
在3GPP發布的R15規範中,主要規範範圍以增強型行動寬頻通訊(Enhanced Mobile Broadband, eMBB)應用為主。目前已進入研究階段的R16標準涵蓋範圍則較寬,除了eMBB之外,也有包含超可靠度和低延遲通訊(Ultra-reliable and Low Latency Communications, URLLC)的特別領域應用。然而,R16要等到2019年才會有比較穩定的版本,待R16版本推出之後,要看到終端廠商與設備商推出符合R16規範的產品,最快必須要等到2020年之後。
賽靈思(Xilinx)通訊業務部門主管總監Gilles Garcia表示,該公司除了深入參與3GPP標準的制定,也投入R16標準化過程,R16標準預計在2019年底至2020年完成。儘管預期R16標準不會在2020年初之前制定完成,但在FPGA方面賽靈思也已經準備和客戶聯手進行早期R16建置工作,因此在2019年也勢必會看到一定程度的發展結果。
Garcia也指出,由於5G標準覆蓋了範圍極廣的需求與應用,從高頻寬、低延遲、大規模物聯網、一直到連網汽車等,因此有非常多的機會提供各類應用價值。為此,賽靈思全力投入於目前的16奈米製程系列方案,以及即將推出的Versal平台,來因應5G極其廣泛的需求。目前採用賽靈思產品進行的R15部署,不需更換硬體就能升級支援R16標準的各項功能。
另一方面,Nokia台灣暨香港澳門、大中國區客戶營運部技術總監陳銘邦也分享,目前Nokia的方案都已經符合了R15標準,然而,由於3GPP每三個月將進行一次會議,每次會議皆可能針對現有版本更新,因此,Nokia不但必須隨著新版本開發,還需要針對R15新舊版本設備進行測試,確保設備互通互聯。
採雙背板設計 英飛凌有效強化MEMS麥克風AOP
聲學過載點(AOP)是提升麥克風語音辨識重要的設計參數之一,對此,英飛凌(Infineon)大中華區行銷經理鍾至仁指出,此參數決定麥克風能夠偵測出的最高訊號位準。舉例來說,在演唱會現場的聲壓可達128dB,如果以目前市面上通用型(未達128dB)的手機麥克風在現場錄音,就會因為超過其AOP而產生失真,無法擷取完整音訊,產生破音;但若以高動態範圍的麥克風,甚至在搖滾演唱會的第一排,都能夠錄下高音質的聲音。
也因此,繼SNR之外,提高AOP也是MEMS麥克風供應商致力發展的目標之一。而要提升AOP,首先須克服當處理較大聲壓位準時,薄膜產生大程度震動,在薄膜移動至極限時造成失真的挑戰。
為解決此一困境,英飛凌便採用雙背板(Dual back-plate) MEMS結構,將薄膜嵌入在兩個背板之間,成為對稱式結構,可最大幅度減少失真。雙背板裝置也更為強固,可對抗風聲問題。
鐘至仁說明,由於AOP較高的單背板(Single back-plate)裝置製造商一般使用濾波器消除低頻風聲,會對音訊品質造成影響;同時濾波器也會移除低音,這在錄製音樂時會產生影響,畢竟低音是一切重點所在。而雙背板設計能獲得更佳的高頻抗擾性,實現更出色的音訊訊號處理,並將10%總諧波失真(THD)的聲學過載點提升到130dB聲壓,產生更佳的訊號品質。如此一來可讓使用者從兩倍遠的距離說出語音指令,但麥克風仍截取到同質的音訊。
中低車款ADAS驅動 汽車成半導體市場最強動能
在2018年,汽車相關電子系統僅占整體半導體市場的9.4%,但是由於自動駕駛、ADAS、電動車等技術日趨成熟,並開始導入至中低階車款之中,汽車電子系統市場將持續成長,並成為半導體市場重要的驅動力。預計在2021年,車用電子在整體半導體市場占比將成長至9.9%,並成為成長最為快速的電子應用類別。
市場研究調查機構IC Insights指出,在2018年,汽車電子系統的銷售額預計將成長7%,在2019年也將成長6.3%,是這兩年來半導體成長幅度最大的應用領域。並且,由2017年至2021年的年複合成長率(CAGR),預期將達到6.4%。另一方面,在2018年,汽車相關的電子系統銷售額也將從2017年的1420億美元成長至1520億美元。
雖然在2018年車用電子依然在整體電子產業至占比很小,但預計到了2021年,汽車電子將成為成長最快的類別。整體而言,在2018年車用電子類別預計將占全球電子系統市場總額(1.62萬億美元)的9.4%,比起2017年的9.1%略有成長。預計到了2021年,則將占全球電子系統銷售額的9.9%。
在未來,汽車電子的科技發展將會專注於自動駕駛、ADAS、V2V通訊、車載安全、環境辨識以及便利性的提升。同時,電動車也是驅動汽車電子系統市場的動能之一。儘管近期傳出一些關於自動駕駛汽車的意外事件,但是那些意外都被歸咎於技術上的失誤,未來相關產業市場將持續成長。
近年來,中低階車款與後裝設備市場產品(Aftermarket Products)的迅速發展,是帶動汽車電子市場的成長的主要原因,也由於相關產品皆會有大量的類比IC、微控制器(MCU)以及感測器需求,因此相關製造商也都將受益。值得注意的是,汽車特殊用途邏輯IC預計2018年將成長29%,僅次於車用DRAM市場。同時,DRAM與快閃記憶體在新汽車系統解決方案中也會越來越重要。
AI/物聯網接地氣 跨領域共享/共創解決破碎化難題
近年科技產業景氣迭創新高,新興技術帶動產業發展,讓企業勇於投資,物聯網與人工智慧(AI)就是其中的兩大亮點,在經歷一段時間的技術發展期之後,這兩個明星技術如何落實在產業應用,就成了接下來的發展重點,尤其是國內以中小企業為主的產業結構,導入最新的科技,改善產業體質與效率,以順利促成產業升級與轉型。
傳統中小型製造業者,在科技發展的腳步下,是十足的弱勢族群,不僅製造方法落後、效率低,對於生產資訊的蒐集與經驗累積,都極為土法煉鋼。工業4.0智慧製造的內涵,除了大量製造之外,非常重要的精神就在於少量多樣的彈性化智慧生產,此也契合中小型製造業生產模式。然而,資源相對缺乏的中小企業在導入新興資訊科技的過程中相當無助,政府與法人的協助更加重要。
物聯網的興起正式推動資訊科技產業的第三波變革,資策會智慧系統研究所長馮明惠表示,從四、五十年前第一波以PC為主的資訊硬體到第二波的App經濟,近年走入全聯網時代,裝置多了感應、通訊、控制甚至分析的功能,於製造業就是提供製造設備單機、產線、整廠的聯網,然而推動的真正關鍵成功因素必須兼顧深度與廣度,除了整合水平領域的資源建立具互通性的平台之外,也要深入垂直產業的領域知識,建立夥伴關係,以共享、共創的精神發展平台,最後發展適當的商業模式,讓解決方案可以實際運作、持續成長。
摒棄過去單兵作戰的思惟,為了解決物聯網應用破碎化的難題,馮明惠強調,平台發展的過程中,為了擴大技術廣度,網路安全功能與該會資安所合作,領域知識與數位所合作,硬體技術與工研院資通所合作,產業應用則與研華一起,共同發展工業設備聯網之運維雲服務平台。為了深入垂直產業,也與手工具公會、機械公會、工具機公會等攜手,完成平台的共通性與垂直領域深化。
公共運輸接駁先行 台灣自駕車產業聯盟正式上路
自駕車成為各界目光焦點,吸引全球資通訊、汽車零組件與網路服務等各類型廠商加入布局,而台灣身處於產業鏈的一環,更不容缺席。為推動自駕車創新營運模式,帶動自駕技術產業鏈發展,車輛研究測試中心(ARTC)攜手宏碁智通、聯華聚能科技及鑫威汽車工業等18家上中下游供應商組成「自駕車產業聯盟」。初期以打造台灣SAE Level 4自駕電動小巴應用先行,以落實台灣自駕車運行上路為目標。
全球國際大廠皆大力推動自駕車發展,目前約有40個運行案正在推動當中,其中有47%案例與公共運輸接駁(Shuttle Bus)有關,由此可知該應用商機已蓄勢待發。看好此商機,行政院已於2018年5月著手推動自駕小巴旗艦隊,在產業與法人的共同催生下,終於將國內具國際競爭力之自駕車產業供應鏈予以有效整合,組成國內最完整的自駕車產業聯盟。
整體而言,該聯盟由營運服務商、車輛製造廠、電動化系統整合廠、自駕系統整合廠及供應鏈廠商,組成營運服務團隊,結合地方政府及營運場域,推動上路運行計畫(B2C)。
從技術角度來看,經濟部技術處處長羅達生認為,自駕車發展得以成功,需要滿足五大要素,包含科技成熟度、產業準備度、載具普及度、法規完整度、場域完整度等核心力,才得已有望於自駕車產業中奪得主流寶座。
目前可看到經濟部技術處積極從技術研發、法規調適推動無人載具產業,研擬「無人載具科技創新實驗條例」,目前已通過立法院審議,將進入後續三讀階段。透過結合產官研及地方政府資源,2019年將聚焦自駕車運行上路,發展地方政府之公共接駁創新運行模式,有利於未來發展台灣自駕車之生態系及自主之自駕車技術,不僅能解決交通運輸問題,未來更有機會將自駕車運行模式輸出。
收購/新品發布 英飛凌強力布局SiC/GaN市場
因應節能減碳風潮,寬能隙半導體如氮化鎵(GaN)、碳化矽(SiC)等需求逐漸上揚,商機也跟著加速成長。為搶占市場先機,電源晶片供應商英飛凌(Infineon)近日動作頻頻,不僅收購位於德國德勒斯登的新創公司Siltectra,獲得其創新冷切割技術(Cold Split)以處理SiC晶圓外,也於2018年德國慕尼黑電子展宣布旗下GaN全新解決方案「CoolGaN 600V增強型HEMT與GaN EiceDRIVER閘極驅動IC」進入量產。
英飛凌執行長Reinhard Ploss表示,收購Siltectra將有利於擴展該公司旗下的SiC產品組合,Cold Split技術有助於我們以更多的SiC晶圓量產SiC產品,進一步擴展在再生能源,以及推動SiC在電動車傳動系統的使用率。
據悉,Siltectra成立於2010年,相較於一般切割技術,此新創公司開發的分割結晶材料技術對於材料的耗損極低;而此技術也能應用於半導體材料SiC,SiC的需求預計將在未來幾年內迅速成長。
目前SiC產品已應用於效率極高的小型太陽能變頻器,未來SiC在電動車領域的重要性也將日益提高,而英飛凌已準備好將Cold Split技術運用於SiC產品,該技術將有助於確保SiC產品的供應,特別是長期而言;且Cold Split技術可望再往進一步應用,例如晶棒分裂或用於碳化矽以外的材料。
至於在GaN方面,英飛凌近日則於2018年德國慕尼黑電子展上推出全新解決方案「CoolGaN 600 V增強型HEMT和GaN EiceDRIVER IC」,並宣布新品進入量產。新產品具備更高功率密度,可實現更加小巧、輕型的設計,從而降低系統總成本、運營成本以及減少資本支出。
總而言之,在購併新創公司Siltectra後,英飛凌將可透過Cold Split技術有效提升SiC的產能,同時在全新GaN解決方案的推出之後,該公司也成為市場上可提供矽(Si)、SiC和GaN全系列功率產品的電源晶片供應商,市場競爭優勢將有望顯著提升。
千瓦級GaN解決方案問世 電動車/伺服器電源應用搶先導入
氮化鎵(GaN)半導體技術廠商Exagan日前於慕尼黑電子展(Electronica Trade Show)上,發布高功率轉換解決方案。伺服器與電動車將成為率先導入的兩大應用領域。
Exagan致力於氮化鎵半導體技術創新,在2018年慕尼黑電子展會上,該公司更展示了其針對千瓦級應用的G-FET和G-DRIVE兩大產品線,提供高效能、極低耗損的電能轉換,且具有增強功率的快速開關元件,適用於汽車與伺服器應用。此二最新發布的新型GaN產品解決方案,展示了Exagan的200-mm CMOS製程技術,同時也顯示出Exagan對GaN技術的充分掌握。
根據研究單位IDC的數據顯示,2018年第一季度全球服務器出貨量,相較於2017年同期成長了20.7%至270萬台。快速成長的伺服器市場電源,也將成為首批導入Exagan GaN解決方案的電源應用。
汽車電子也是另一項GaN電源轉換解決方案的重要應用。在2018年慕尼黑電子展會上,Exagan總裁兼首席執行官Frédéric Dupont表示,GaN小巧輕便與具成本效益的特性,使得該解決方案相當適合應用於電動車之中。
該公司的G-FET和G-DRIVE產品線將提供市場更為全面的GaN解決方案組合,Dupont進一步指出,該公司亦於近期在法國與台灣設立了應用中心,致力於與客戶能有更緊密的合作,進而滿足新興的電源轉換需求。
安全是回家唯一的路 Nokia領航鐵路數位化轉型
近期台鐵普悠瑪列車發生出軌事件,導致上百多人死傷的重大事故,引發大眾對於鐵路交通安全的疑慮,更激發政府與人民對於鐵路安全的重視。為了強化鐵路交通安全避免憾事再度發生,諾基亞(Nokia)建立智慧通訊網路系統,推動鐵路數位化轉型,打造一條人們可以安全回家的道路。
Nokia交通產業部門全球副總裁Jochen Apel表示,通常交通基礎建設需要維持數年的運作,故必須要有前瞻的眼光提早做準備。展望2030年,全球人口數量預計將成長至84億人口,對基礎設施與自動化運輸的需求也將與日俱增,這也意味著2030年的智慧交通運輸市場將有倍數的成長空間。
從技術角度來看,5G的發展也將成為鐵路交通的催化劑。Apel談到,隨著5G標準的底定,將開放更多頻譜資源,使鐵路運輸或各類型的企業營運的網路建置,不再受限於通訊服務供應商(CSP);舉例來說,鐵道運輸產業可藉此建構自有核心網路,不僅強化資訊傳遞的即時性,更可確保網路的可靠性,對基礎鐵路建設環境將有根本的改善。此外,5G標準跳脫出以往通訊技術僅專注於行動通訊領域,會有更多應用聚焦在垂直應用領域,將其自動化發展推往更高層次。
針對鐵路交通安全的維護,Nokia主要聚焦於點對點的安全技術,透過智慧通訊網路系統技術,結合頻寬、物聯網和雲端技術,建置一套可靠的安全網路系統,幫助鐵路交通進行數位化轉型,從而降低營運成本,同時提供乘客更好的交通體驗。
據了解,維護作業是鐵路營運商最大運營成本,約占總運營費用的50%。為了改善營運成本,Nokia日前已與Altran合作開發一種簡化的預測性車輛維護解決方案,其借重Nokia在物聯網、網路分析方面的專業,加上Altran在鐵路運營的應用、分析與系統整合專業知識,為火車製造商的車輛提供預測性維護,最大限度地降低營運商的維護成本。
事實上,Apel透露,該公司目前正協助瑞士聯邦鐵路(SBB)與德國鐵路(Deutsche Bahn)建立智慧軌道交通環境,其能藉由Nokia智慧通訊網路系統,改善乘客搭乘體驗,同時滿足營運商操作上的優化與網路安全。
零組件出口持續成長 台廠3D感測元件前景可期
零組件產業競爭版圖透過智慧科技的創新正快速被重組,人工智慧(AI)感測應用爆發、5G商轉新應用競賽開跑以及智慧介面樣貌的迅速改變,帶動新零組件應用在智慧家庭、智慧零售、智慧製造、健康照護、無人載具與智慧空間的快速來臨,也牽動著顯示器、感測器、等電子零組件的產業趨勢走向。其中,對於台灣廠商而言,3D感測元件將成為最有成長潛力的零組件項目。
工研院產科國際所經理林澤民認為,在2018年,台灣零組件廠商延續了2017年的成長,在2018年前9個月出口成長14.4%。其中,台灣廠商在VCSEL代工、晶圓級光學元件設計、光學鏡頭/項機模組技術能量皆獲Apple認可並具產業領先地位,是台灣廠商實力最為堅強的零組件領域。
展望2019年,工研院觀察指出,除了蘋果(Apple) iPhone /iPad全系列手機/平板電腦皆已導入3D感測Face ID,中國大陸手機業者也跟進規畫導入更多3D感測功能;加上智慧家庭、智慧零售、智慧製造等各多創新應用,可望在不久的將來引爆更大市場動能,全面席捲B2C與B2B市場,衍生更多可觀應用商機,而台、日、中等亞洲業者也看準此一趨勢展開更積極的布局。
除此之外,Apple、pmd公司、奧地利微電子(AMS)、德州儀器(Texas Instruments, TI)等歐美大廠,正持續透過積極購併投資策略,藉此補足3D感測產業鏈缺口,進而打造完善產業生態鏈。同時,近來也有諸多歐美新創業者,投入更多資源於光學雷達(LiDAR)在汽車/工業/建築/國防安全之3D感測之應用,期望建立更大競爭優勢改寫市場版圖。
5G商用帶動設備需求 「以硬帶軟」成台廠致勝關鍵
日、韓、美、中、英等國將在2019~2020年開始,陸續啟動5G商用服務;該趨勢將帶動5G基地台及智慧型手機等需求。台灣ICT廠商若要在此趨勢中搶得商機必須秉持著硬體優勢,並積極整合各垂直領域的專業知識;目前在各大開源組織計畫中,也已看見台灣網通廠商加入。
工研院產業科技國際策略發展所產業分析師陳梅鈴指出,5G通訊技術的發展不單單是會帶動ICT產業,相較於以往,5G將與各行各業垂直領域應用將有更為密切的合作。因此,對於台灣廠商而言,除了深化資通訊專業能量之外,也必須持續強化不同領域的專業知識。
在5G時代,軟硬體的整合與優化將是台灣ICT產業成長的契機。台灣廠商的硬體設備的開發製造實力堅強,應深化人工智慧(AI)、邊緣運算、開源軟體等技術開發,加速開發5G時代下所需要的創新應用產品。
自2018年3GPP完成5G NR NSA、SA標準制訂完成後,各國政府也陸續發放5G頻譜,加速了5G網路建置的時程。工研院預估,自2019~2020年起,南韓、美國、日本、中國大陸、英國等將搶先推出5G商用服務,進而帶動5G基地台、5G智慧型手機的需求出現。另外,5G大頻寬(eMBB)、大連結(mMTC)、低延遲高可靠(URLLC)特性,也將加速更多應用服務的發展。因此工研院預估,在5G行動網路應用發展下,除基地台、手機陸續升級至5G外,也將帶動更多包括AR/VR裝置、服務型機器人、無人機等新興載具的需求成長。
在此趨勢之下,設備的開源化也是一重要趨勢,未來電信商的設備將來自各個不同供應商。例如,由Facebook 發起的開放運算計畫(Open Computer Project, OCP)正積極的討論不同軟體架構的可能性,而在軟體定案後,更需要應體的配合運作。目前也已能在許多開源計畫中看見台灣廠商的參與,並且除了網通廠商之外,也能看見各零組件大廠紛紛開始布局。