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物聯網應用對功率消耗非常敏感，藍牙5.2版本特別強化功耗表現，Silicon Labs物聯網亞太區資深產品行銷經理陳雄基指出，藍牙熱門應用中，資料傳輸應用裝置2024年出貨量達15億個，2019~2024年複合成長率達13%；定位服務應用裝置2024年出貨量達5.38億個，2019~2024年複合成長率達32%；網狀網路應用裝置2024年出貨量達8.92億個，2019~2024年複合成長率達26%。 Silicon Labs物聯網亞太區資深產品行銷經理陳雄基表示，其藍牙5.2低功耗解決方案支援多重協定連接，適用於閘道器、集線器和智慧照明 Silicon Labs的低功耗藍牙產品系列中，BGM220S尺寸僅為6x6mm SiP產品，為小型產品提供完整的藍牙連接能力；BGM220P則為PCB型號，針對無線效能優化，使其具備更佳鏈路預算以覆蓋更大範圍。BGM220S和BGM220P亦支援藍牙測向功能，可透過單個鈕扣電池提供十年的電池壽命。 Silicon Labs的晶片和模組解決方案並支援多重協定連接，陳雄基進一步說明，其適用於包括閘道器、集線器和智慧照明。針對越來越受重視的物聯網安全威脅，並於高效能低功耗藍牙系列導入Secure Vault先進安全功能套件。而運用Secure Vault技術的EFR32MG21B多重協定無線SoC於近日獲得第一個Arm PSA 2級認證，其透過通用的保證架構協助實現物聯網安全標準化，可解決安全障礙以利上市。另外，該解決方案具備低成本、低功耗和高儲存率以及更好的RF效能和安全功能，包括具備信任根(Root of Trust)的安全啟動(Secure Boot)和安全加載程序(Secure Loader)功能。

  隨著物聯網建設邁向成熟，城市中建立起高覆蓋、低延遲的網路環境，逐漸實現智慧城市的可能性。智慧電表、路燈等應用的連接除了仰賴無線網路，傳輸距離與耗能同樣影響連網的品質。而Wi-SUN即具備長距離傳輸/低功耗/高穿透力等特性，成為智慧城市應用的新興選擇。同時Wi-SUN聯盟的成立，也意謂著業內已有許多廠商有組織性地投入Wi-SUN領域，共同制定認證規則與資安規範，提升Wi-SUN產品的品質。 Wi-SUN兼具低成本/高穿透特性 Wi-SUN、LoRaWAN、NB-IoT皆是運用於IoT領域的低功耗廣域網路(Low Power Wide Area, LPWA)無線通訊，特色是功耗低且覆蓋範圍廣，傳輸距離最遠可達幾公里範圍。據筆者詢問羅姆半導體(ROHM)得知，比較這三個無線通訊規格，可分為將特定頻率授權給特定人員或公司使用的NB-IoT，需要支付傳輸費用，及毋需授權使用的Wi-SUN和LoRaWAN。比較Wi-SUN和LoRaWAN，二者均具有出色的數據傳輸速率，但Wi-SUN不需要基地台，LoRaWAN則需要另外建置基地台。整體而言，採用NB-IoT需要昂貴的終端裝置和營運成本，而LoRaWAN則是需要基地台建構成本，且數據傳輸速率不足。因此Wi-SUN是一種相對平衡各方優勢的無線通訊解決方案，具有適中的通訊距離和數據傳輸速率，且不需建置基地台，投入成本較少，可以和今後逐漸普及的5G通訊規格互補運用(圖1)。 圖1　無線通訊規格比較 Silicon Labs資深經理暨Wi-SUN聯盟董事會成員Abhijit Grewal(圖2)提及，Wi-SUN的特色在於，其開放性造就良好的網狀(Mesh)網路解決方案，適合運用在智慧裝置、物聯網及其他講求低功耗、長距離無線傳輸的應用。且Mesh網路的高覆蓋及可靠性，也促使Wi-SUN成為優化物聯網裝置應用的網路基礎建設。濎通科技行銷經理呂沐勳(圖3)則說明，Wi-SUN可以進行3,000節點以上的Mesh大規模組網，因此穿透力較佳，一般LoRa無法傳遞的地下室或是金屬障礙物，如鐵門，Wi-SUN皆可藉由Mesh跳傳傳輸。 圖2　Silicon Labs資深經理暨Wi-Sun聯盟董事會成員Abhijit Grewal提及，Wi-SUN的開放性造就良好的Mesh網路解決方案   圖3　濎通科技行銷經理呂沐勳表示，Wi-SUN FAN專門為大範圍的端點設計，比起其他通訊技術更適合應用於戶外及長距離傳輸 廠商投入SoC/模組量產開發 為了透過開放式全球標準IEEE 802.15.4g推動智慧電網及智慧城市發展，並建立Wi-SUN生態系，Wi-SUN聯盟於2011年成立，透過測試和認證計畫支援Wi-SUN產品間的兼容性。呂沐勳指出，Wi-SUN FAN(Field Area Networks)是一種網狀網路通訊協定，網路中的每個設備都可以與相鄰設備互通，使得訊息可以在網路中的每個節點之間進行長距離的跳轉。Wi-SUN FAN專門為大範圍的端點設計，比起其他通訊技術更適合應用於戶外及長距離傳輸。Wi-SUN FAN具有自組網(Self-forming)功能，可以輕鬆地將新設備添加到網路中。Wi-SUN技術特色主要有二，一個是Mesh網狀網路，這使得Wi-SUN可以進行長距離傳輸且具備自動組網與自動修復(Self-healing)功能。 其二是具備主動亂數跳頻，由於Wi-SUN使用的是Sub-GHz頻段，一般在此頻段會受較多的雜訊干擾，但由於Wi-SUN具備主動亂數跳頻機制，可以使其訊號在受到雜訊干擾時主動選擇其他較乾淨的頻段進行資訊傳輸，可有效降低組網時間與誤碼率。看好Wi-SUN的應用優勢，濎通科技開發Wi-SUN系統單晶片(SoC)與Wi-SUN協定堆疊(Stack)，並實證基於Wi-SUN FAN認證千點組網。 羅姆半導體也是Wi-SUN聯盟的一員，並在早期投入Wi-SUN技術模組的研發工作，量產的產品已經運用在Wi-SUN認證所需的規格測試基準裝置(Certified Test Bed Unit, CTBU)中。目前應用可對應IEEE802.15.4g標準的RF技術，羅姆半導體研發朝向配備各種Wi-SUN通訊協定堆疊的MCU、軟體安裝技術、及相關模組量產技術等方向，搭配同集團廠商Lapis Technology正在開發可運用於Wi-SUN的無線通訊IC，便能依據客戶需求提供各種形式的模組和IC產品。 依聯盟規範驗證相容性 而所有Wi-SUN產品上市之前，需經過Wi-SUN協會合作的實驗室認證，確保產品符合協會的標準。2018年，百佳泰關注到物聯網技術的熱門發展，參與Wi-SUN聯盟後開始與聯盟合作、討論，2019年1月底左右，首次發表五款經Wi-SUN FAN 1.0認證的產品。百佳泰技術經理陳弘偉(圖4)說明，Wi-SUN...

文｜萬岳憲 資策會MIC 產業躍升事業群總監 如今，在網路自媒體當道的數位經濟時代，消費者接收產品訊息的管道多元複雜，品牌忠誠度愈來愈低，影響消費者認知品牌的主要因素，也已經被社群媒體取代，消費者對於品牌情感的連結，不再完全受到傳統媒體的價值傳遞影響，反而是受到網路社群參與強弱程度的影響。所以，有部分學者開始懷疑，傳統的消費者行為研究方法，在網路經濟的時代，是不是真的能夠探索到消費者的品牌認知與購買動機。 2002年荷蘭鹿特丹管理學院教授Ale Smidts，提出「神經行銷」(Neuromarketing)的概念，他認為人們的消費決策是受到潛意識的影響，十次消費有九次是被潛意識引導產生的，人們沒有辦法自主性的決定購買動機，也不知道什麼時候會被潛意識影響。因此，想要瞭解消費者的購買動機與行為，就不能再依賴傳統的行銷策略，而是要跨入「潛意識行銷」，運用功能性核磁共振造影(fMRI)、腦波電圖(EEG)、腦磁圖(MEG)、皮膚電導反應(SCR)、眼球追蹤等技術，深入挖掘消費者的潛意識想法，再提供給企業作為擬定市場行銷策略的參考資訊。   神經行銷利用科學技術，測量消費者受到行銷刺激後的腦部變化 根據2018年神經行銷科學商業協會(NMSBA)的會員資料顯示，神經行銷服務公司已經遍布全球42個國家，為數百家企業提供相關的解決方案，其中不乏國際知名大廠，期望藉由神經行銷的探索，讓企業的行銷活動，不再局限於產品推廣，而是致力於建立與消費者情感的連結，挖掘消費者潛意識，找出潛在的商機，甚至驗證或發展新的商業模式。 為什麼「神經行銷」能夠被部分企業接受？因為是利用神經科學技術，研究消費者行為，掃描與測量腦部對於行銷刺激(Marketing Stimuli)的生理和神經訊號，探索消費者接收到產品、廣告和品牌訊息時，潛意識裡的購買決策動機。目前被應用在品牌推廣、廣告和娛樂、產品測試、零售通路、產品包裝設計等領域。 例如成立於2005年的澳洲Neuro-Insight公司，就是運用腦波穩定狀態檢測地形圖(SST)技術，測量和紀錄大腦皮層的電子訊號，監測大腦皮層特定區域腦波的變化，再與長期記憶、個人參與感、動機吸引程度等指標相連結，目的是要衡量大腦裡的長期記憶編碼，預測消費者記住廠商的品牌和產品名稱的可能性，因為要讓消費者對品牌產生深刻的長期記憶，才有可能提升產品的銷售量。在沒有神經行銷的檢測方法之前，廠商設計的品牌和產品名稱，只能使用大量的宣傳廣告預算，強迫消費者留下記憶，但是沒有辦法預知，花大錢設計的品牌識別形象，是不是能夠成為消費者的長期記憶。 2016年成立的以色列NeuroApplied公司，則是建立一個消費者品牌和聯想記憶的分析平台，免費提供許多小遊戲，再運用機器學習技術，分析消費者的遊戲過程與結果，再透過智慧感知工具，分析品牌認知關聯性，挖掘消費者潛意識裡，對品牌的情感連結因素。 不過，也有部分學者認為「神經行銷」涉及道德倫理問題，研究過程有侵犯個人資料和隱私權的疑慮，例如在沒有經過受試者的同意下，就直接進行實驗監測，或是過度分析個人的神經數據，彷彿在解讀他人的思想。而且人類大腦處理資訊，是極為複雜的認知過程，所有使用的神經研究技術及結果，是不是就能認定為百分之百的正確與可信，在無法交互驗證的資訊不對稱情況下，企業不得不接受最後的實驗或監測結果。 持反對立場的學者甚至強烈的指責，神經行銷是業者利用科學與科技的權威，為人類未知的環境背書，將科技包裝成為行銷的一部分。陽明大學科技與社會研究所教授郭文華認為，當腦神經成為行銷活動的「尖端武器」時，只要業者能夠自圓其說，就可以把「腦科學」變成是看穿顧客心理的萬靈丹。 再從科技與社會(STS)的角度來觀察「神經行銷」，當社會發展與科技發展，彼此密不可分的時候，到底是「神經渴望行銷」還是「行銷渴望神經」？人們應該從什麼樣的角度，來看待科技發展與社會人文的關係？ 先從科技發展的角度思考。或許因為社會本身缺乏對技術的認識，而部分關鍵技術無法避免的，造成環境污染與社會衝擊，導致社會對技術的誤解與不諒解，所以需要向社會擴散推廣更多的科技知識，人們不應該對科技產生恐懼和疑慮。 再從社會人文的角度思考。科技的存在，就是一個社會問題，人們無法預期科技力量會帶來什麼樣的價值，但是當科技被理解認知成為是社會發展的一部分時，人們是不是應該像探討文學、戲劇、詩歌、歷史的方式，經由哲學的思維，探索思考科技與社會人文的價值關係，而不是盲目的追隨競逐科技。 全球致力發展的科技系統，已經在人際社會形成「你中有我，我中有你」的科技體，人們已經離不開科技，但是可以選擇要讓科技進展到什麼程度，放任科技在日常生活中，無聲無息的探索大腦，是我們想要的生活嗎？還是你認為，目前的技術，根本打不開這個黑盒子，神經，才會相信神經行銷。  

但在PCB產業繳出亮眼成績的同時，台灣的PCB產業也面臨許多挑戰。在高性能、高附加價值的PCB產品方面，日本PCB產業擁有材料與加工技術的優勢，故享有比台廠更高的附加價值率，在中低階PCB市場上，中國PCB同業近幾年頻頻擴產，台廠的產能領先優勢正在逐漸消失。 圖1　台灣PCB產業鏈總體產值 另一方面，由於少子化造成勞動力短缺，加上PCB生產現場的工作環境並不舒適，又存在一定工安風險，因此PCB產業缺工的隱憂一直存在。如何提高產品的品質與良率，以便在高階市場上與日本同業競爭，並在缺工的情況下，守住現有的產能規模，為成本競爭力打底，以應對來勢洶洶的中國同業，成為台灣PCB產業的當務之急。在此情況下，導入智慧製造，成為台灣PCB產業必然要走的道路。 五年熬出無人工廠　中華精測加入智慧製造戰局 探針卡業者中華精測在本屆台北自動化展期間，展示了該公司耗費近五年時間所發展出的PCB智慧製造整廠方案，並獲得許多PCB同業關注。由於智慧製造是PCB產業未來必須面對的主要課題之一，中華精測有意將自家發展的智慧製造方案轉化成產品，協助PCB產業進一步實現智慧製造，甚至無人工廠的願景。 中華精測智動化事業處長黎進財(圖2)表示，一般來說，智慧製造是由四個元素組成，分別是AIoT感測器、邊緣運算系統、AI與智慧管理平台。但不同垂直產業所使用的原物料、製程方法不同，面對的數據型態也不一樣，因此每家公司在導入智慧製造時，在既有方案上進行客製化修改，甚至全部自己動手研發，是免不了的。這是製造業者要導入智慧製造，甚至發展無人工廠時，共同面對的挑戰。 圖2　中華精測智動化事業處長黎進財表示，經過四年多的實戰經驗累積，該公司自行發展的智慧製造方案，已達到可以產品化對外銷售的水準 中華精測從四年多前，就已經意識到智慧製造跟無人工廠是未來一定要走的路。由於探針卡本質上是印刷電路板(PCB)，而PCB製程所使用的化學品，多少帶有一定程度的安全風險，且有些化學品還有刺鼻的氣味，因此PCB產業要招募現場人員，只會越來越困難。這也是許多PCB業者遇到的難題，只有智慧化跟無人化，才能徹底解決。 另一方面，探針卡是十分精密的PCB板，對製程參數飄移的容許值，遠比一般消費性產品所使用的PCB板來得嚴格。如果不導入邊緣運算跟人工智慧，對製程參數與結果進行即時監控跟補償，很難讓良率持續精進。 出於填補人力缺口跟提升品質兩大考量，中華精測總經理黃水可在四年多前決定在公司內部成立智慧製造團隊，以落實智慧製造、無人工廠為目標，並搭配該公司位於桃園平鎮的新廠落成，逐步導入自家發展的AIoT感測器、邊緣運算、自動化、智慧物流、智慧管理等子系統。 事實上，在規劃成立智慧製造團隊，自行發展相關技術時，黃水可就有意將成果轉為產品，以協助PCB同業，甚至其他製程條件相似的製造業者進行智慧製造轉型。而在自家場域累積大量實戰經驗，確定相關技術已經成熟後，這些原本為滿足自家智慧製造需求所開發出來的各種技術，便順理成章地成為中華精測的新產品，智慧製造團隊也轉型成智動化事業處，負責相關業務的推動。 在2020年台北自動化展期間，中華精測端出了可即時量測藥液濃度的在線式(In-line)分光光度計、雷射光度計，以及可同時量測多槽化學藥液濃度、酸鹼值的電極滴定系統。此外，為確保藥液品質穩定，同時避免人類作業員執行高風險的藥液添加作業，中華精測也發表了藥液自動添加系統。這些技術雖然都是為了PCB濕製程需求所研發，但同時也能應用在半導體、化工、環工、造紙等會用到化學溶液，或需要對液體中化學物濃度進行檢測的產業。 除了感測器之外，中華精測也展示了內嵌人工智慧的邊緣運算系統，使用者只要掃瞄RFID卡片，機台就會將工單、製程配方等資料讀入，啟動對應的自動化生產流程。在生產過程中，人工智慧會根據現場狀況，對生產參數進行微調，以確保最終產出的產品符合規格要求。舉例來說，電鍍製程的結果會受到藥水中的金屬離子濃度、藥水溫度、酸鹼值等變數影響，因此，在不同條件下，電鍍的時間長短應該隨之調整，才能獲得品質最一致的產品。 黎進財透露，在導入邊緣運算跟人工智慧前，因為太倚靠人工作業，有些比較精細的製程，良率一直只有七成多。但導入AI後，因為系統會即時對產出品質進行監測，並回饋給機台進行動態補償，所以良率已經拉高到超過九成。 除了現場展示的感測器跟邊緣運算系統外，中華精測也發展出自己的數據後台跟戰情系統，讓管理階層可以一目了然地掌握工廠運作狀況，並進行遠端指揮。也因為中華精測已經自力發展出一整套智慧製造方案，因此其生產運作已經非常接近無人工廠，員工只有在出現異常警報或需要對設備進行維護時，才需要進入生產區域。 中小型板廠智慧化跨出穩健第一步 相較於中華精測超前部署，自行發展其所需要的智慧製造方案，其他同樣面臨缺工挑戰與品質瓶頸的PCB廠，特別是中小型業者，顯然必須另闢蹊徑。作為台灣PCB業內最重要的產業組織，台灣電路板協會也在兩年多前與國際半導體產業協會(SEMI)展開合作，共同將原本運用在半導體設備的SECS/GEM聯網標準修改為適合PCB設備使用的PCBECI標準，並在經濟部工業局的政策支援下，成立PCBECI設備聯網示範團隊，同時立下2020年在20家中小型PCB板廠，100台PCB製程設備上導入PCBECI標準的目標。 近日此專案執行已告一段落，除了有20家中小型板廠導入之外，生產線上採用PCBECI標準的機台，也達到105台，超過原先制定的目標。這顯示台灣的中小型板廠，對於機台聯網與後續的智慧製造，有很強的需求。為實現智慧製造，生產設備聯網是必要的前期工作，但工業生產所使用的機台往往有很長的使用壽命，如何讓已經在現場運作多年的老設備升級為聯網設備，一直是許多製造業者所面臨的問題，PCBECI則是這個問題的解答。 在此示範團隊中，沃亞科技扮演系統整合商(SI)角色。原本專注在半導體跟面板設備整合的沃亞，為了服務PCB產業，甚至另外設立子公司沃智科技，以便為PCB產業提供更完善的系統整合工程服務。 沃亞科技經理方鴻文表示，此一專案過程雖然艱辛，但也意義重大，它標示著台灣PCB產業的打底固本，藉由共通的設備聯網標準PCBECI的導入關鍵製程，透過整合性解決中小型企業內舊設備聯網各種複雜問題，開發出適合PCB設備統一標準的解決方案，進而發揮出在關鍵站別中，實現資訊流串連的綜效(圖3)。 圖3　沃亞科技向PCB業者介紹其專為PCB廠設計的整廠資訊平台方案 此計畫同時也挹注資源，協助本土代表性的設備商，開發新設備智慧化升級技術，如設備預知保養，除了降低設備商與客戶的維護成本外，也進而提升產品良率，為客戶創造更大利益，大幅提升台灣板廠與設備產業的國際競爭力。 除了沃亞之外，其他參與此一專案的設備商，還包含東台精機、志聖工業、揚博科技與群翊工業。這四家台灣本土設備製造商，分別在PCB的鑽孔、曝光、蝕刻與乾燥製程設備市場擁有領導地位。而這些製程正好也都是PCB產業的核心製程。透過SI與設備商的通力合作，此一示範計畫已順利達標，但接下來要如何讓這些聯網設備為PCB板廠創造更高效益，例如實現設備預防性維護、導入人工智慧(AI)等，將是團隊日後要繼續努力的方向。 PCB製造智慧化　好戲還在後頭 參與此一示範計畫的凱喬線路、喬旋精密與龍懋電子，也分享了自家導入PCBECI設備聯網後所感受到的效益。這三家中小型板廠的核心業務不同，因此PCBECI所能帶來的效果也展現在不同面向上。但整體來說，實現機台聯網後，板廠管理者最大的感受是，因為一切生產資料都有紀錄，因此員工在工作時的態度也變得更謹慎。此外，也因為機台狀態跟生產資料都有留下紀錄，管理者發現了很多以前沒注意到的小問題，進而能在問題擴大，對生產良率造成影響前便著手解決。這對於提高客戶滿意度、降低成本與產品品質提升，都能帶來明顯助益。 換個角度思考，這或許也是示範計畫能獲得板廠熱烈回響，最終能超額達標的原因。由於機台聯網布建到位後，板廠很快就能感受到由此衍生的各種應用，對日常營運的改善效果，因此對PCB智慧製造更有信心，導入意願跟期待也更高。 事實上，據台灣電路板協會所作的產業調查，在PCB九項主要製程中，機台聯網只有在其中五項製程設備上，有比較高的普及率，也就是示範計畫所選定的鑽孔、電鍍、曝光、蝕刻，再加上檢驗；至於裁板、線路、壓合、成型製程的機台聯網普及率，則還有一段落差。這或許跟後面幾項製程並非PCB關鍵製程，導入的急迫性較低有關。但樂觀來看，這也意味著PCB業內還有許多未聯網的設備存在，未來商機還有想像空間。  

針對海量資料的產生，應用趨勢希望能在越接近數據生成的位置處越好，原因是安全性、延遲性與能源效率都能提升。運算型儲存(Computational Storage)已經崛起，成為數據儲存拼圖的關鍵之一，Arm宣布推出Cortex-R82，為第一個64位元、具備Linux作業系統能力的Cortex-R處理器，可加速企業與運算型儲存解決方案的發展與部署。 根據統計85%的硬碟控制器與固態硬碟控制器都是以Arm為基礎架構，讓處理更靠近數據，需要更高的效能。Arm儲存方案資深經理黃晏祥表示，依據作業負載的不同，Arm Cortex-R82與之前世代的Cortex-R8相比，最高可以提供兩倍的效能提升，能讓儲存應用以較低的延遲，運行如機器學習等作業負載，並可選用Arm Neon技術提供額外的加速。 Arm儲存方案資深經理黃晏祥表示，在儲存數據的位置直接進行處理，可為物聯網、機器學習與終端運算等應用，創造更多機會 儲存控制器傳統上運行裸機/RTOS作業負載以儲存及存取數據；不過，Cortex-R82選用的記憶體管理單元(MMU)，可讓頻繁的作業系統在儲存控制器上直接運行。黃晏祥指出，在儲存數據的位置直接進行處理，可為物聯網、機器學習與終端運算等應用，創造更多機會。以數據庫加速加速為例，因為減少大型檔案的移動，安全性與隱私得以提升，數據可以有效率地轉檔或編碼以利串流進行影像處理，並且採用不同的位元率與解析度。 隨著儲存市場演化，合作夥伴最大的需求之一就是彈性。黃晏祥說明，Cortex-R82處理器支援最多八核的彈性架構，並可依據外部軟體需求，調整在儲存控制器上運行的作業負載類型。例如，停車場會固定使用視訊監控來辨識車牌資訊，以供後續收費使用。停車場白天會搜集車輛的車牌數據，用多核來進行密集儲存。到了晚上，這些核心會用來處理收費的數據，並依需求進行調整以執行數據分析與機器學習。由於儲存控制器為了應對不同的市場，且功能變得越來越多元，Cortex-R82的彈性架構，同時降低成本並縮短上市時間。

高科技可以說是台灣這幾十年最重要的產業，工研院多年來協助國內產業發展，提供技術服務、人才，面對產業挑戰接踵而來，工研院資通所所長闕志克針對半導體新興小晶片(Chiplet)產業模式、5G開放架構、人工智慧晶片、新興應用測試技術與設備等，希望可以協助國內高科技產業面對眼前與未來的挑戰，持續忠實扮演台灣資通訊產業最佳幫手的角色。 工研院資通所所長闕志克表示，工研院希望開發的技術不是針對單 一廠商，而是能夠協助一個產業、一群廠商，幫國內高科技產業面對眼前與未來的挑戰。 Chiplet模式降低IC設計廠產業競爭門檻 傳統上IC設計就是許多矽智財(SIP)的集合，但是隨著半導體製程不斷演進，先進製程成本越來越高，導致小型IC設計公司競爭門檻不斷提高，Chiplet設計就是讓IC設計公司只專注在自己專長的部分，包括設計與生產都透過最具競爭力的方式，其他IP過去需透過授權取得，未來就直接交易裸晶，再使用系統級封裝(System in Package, SiP)技術生產出完整晶片。 在這個模式底下，IC設計公司可以節省IP授權費用，直接購買裸晶或用交易的方式取得其他功能電路，在最終晶片出貨時才需支付費用；同時專注將自己專長的小晶片電路量產，可降低製造時間、成本；事實上，相關作法在大型IC設計公司已經行之有年，但發展適合小型IC設計公司的Chiplet產業鏈(ecosystem)與商業模式(Business Model)對台灣整體IC設計產業的發展更有幫助。 Chiplet的設計模式會對現有的商業模式帶來衝擊，以IP公司為例，過去授權費是主要收入來源，而在Chiplet模式下，不僅損失授權收入，還要負擔硬體的庫存。然而，現有的半導體先進製程，對中小型IC設計公司來說負擔太高，用不起先進製程在產品競爭力上就矮人一截，帶動Chiplet產業鏈發展越來越具體。另外，每個小晶片會用自己最佳化的製程生產，不再像過去強迫使用同質製程做成SoC，透過半導體異質封裝技術進行整合，也會讓晶片成本下降，適合中小型IC設計公司投入。 Chiplet是在每一個功能電路尋求最適合的製程，所以精神是在效能與成本中取得最佳化，可能因為某些功能電路採用較差的製程，而犧牲部分晶片的效能，因此更適合中小型IC設計公司，因為領導廠商的旗艦產品也希望在效能上取得領先，而中小型IC廠的產品通常都不屬於這個類別，反而是設計、製造的彈性，且能在某些電路上享受先進製程的效能。 建構5G開放架構底層技術 5G產業化的過程帶動開放架構的發展，過去大型電信設備商硬體、軟體、服務一條龍的銷售模式，帶來一些挑戰與質變的聲音，第一個階段是希望將硬體與軟體解構，硬體希望盡量標準化，可以降低成本。接取網路(Radio Access Network, RAN)又分成無線電單元(Radio Unit, RU)、中央單元(Centralized Unit, CU)、分布單元(Distributed Unit, DU)三個部分，標準化/開放的過程中，首先受惠的就是台灣的網通與伺服器廠商。 相較於2G、3G、4G時代，國內產業對技術規格、標準的掌握度不高，但5G標準就有很大的進展，台灣大概從2014年就投入5G標準的制定工作，而且切入最底層技術難度也較高的實體層(Physical Layer)與Layer 1協定技術開發，甚至貢獻了部分研發成果到國際標準制定組織，過去這些技術台灣的掌握度都很低，此舉有助於台灣廠商在5G O-RAN發展的過程中，建立良好的競爭基礎。 而應用與市場的發展，開放架構在企業專網會更有機會，由於一般公網要求更多功能包括：移動性、覆蓋率等，專網運作範圍相對較小，而且多數用途為智慧製造，所以並不要求移動性，網路功能要求較公網低，技術挑戰也小，而企業專網要求自主性與低成本，更有意願採用開放架構。 協助晶片廠導入AI技術 而未來AI應用無所不在，不管是哪個領域都會有AI的需要，現階段不是所有晶片公司都擁有AI技術團隊，因此工研院開發了一個AI解決方案，希望能對產業有所幫助；分成三個層面，第一是AI晶片架構分析工具，適合大型IC設計公司如瑞昱、聯發科，想要自己開發AI晶片；第二類是中型的IC設計公司就與工研院合作開發AI晶片，如神盾；如果廠商只想要一個通用型的AI引擎，也可以透過軟硬體參考設計輕鬆導入。 AI底層的硬體，如何協助AI模型更有效的運作非常重要，目前多數台灣廠商的需求，不是要開發一個純AI晶片，而是希望在各自原有的技術產品上加入AI功能，尤其工具與編譯器(Compiler)這部分台灣廠商的能力都相對不足。另外，針對影像處理，希望透過算法的設計，降低運算的負擔，以車輛辨識為例，沒有必要把每個影像都當作獨立的運算單位，這樣太浪費處理器資源，可以參考前一個處理結果，只處理變化的內容，有效降低運算需求。 建立高階測試能力與設備研發實力 展望未來幾年，資通所想要發展關鍵技術的測試能力，包括新興產業的測試方法與測試設備，如5G、Micro LED與電動車電池等，這兩年台灣5G技術的發展，算是有一些成果，未來5G系統運轉，對於系統的效能測試，可以藉由先前累積的技術協助產業。另外，台灣半導體產業實力毋庸置疑，但是台灣在IC測試設備還是仰賴國外的廠商，自製設備的市占率僅約2%，要能測試晶片，設備的技術等級通常要更高階，尤其測試設備的晶片，技術等級更高。這部分的市場量不大，但是技術門檻高，市場競爭對手少，產品毛利率也高，台灣未來應該朝向高質化領域發展。 Micro LED近期成為產業熱門話題，一小片螢幕就有上百萬顆LED，如何點亮？如何進行快速的瑕疵檢測？也是未來Micro LED產業化之後一個重要的議題。最後，越來越多電動車上路，裡面的電池淘汰之後，還有很多利用價值，如何回收測試利用也是非常重要的一環。台灣多年來在晶片測試領域表現領先，但是相關設備一直未能自給自足，有能力自行生產測試設備，對於更長久的產業競爭優勢非常重要。

19世紀末Karl Ferdinand Braun用陰極射線讓真空管上的螢光粉發光，直到1940年代，CRT映像管電視才開始流行；1888年，奧地利化學家Friedrich Reinitzer發現了液晶，1960年代第一台液晶顯示器(LCD)誕生，2006年液晶電視才開始普及，成為現在顯示器的主要技術來源。每個技術的開發到其應用，其實都受到當時的環境、相關配套技術的發展成熟度、人們的生活方式等因素的影響。1962年有了第一個發光二極體(紅光)，1980年代實用型OLED開始開發。而下一世代的主流顯示技術會是什麼，成為最近人們熱烈討論的話題，Micro LED會取代現有的顯示技術嗎？ 應用場景決定顯示技術發展 從1980年代起，IT資訊產業，無論是軟體或硬體皆快速發展，個人電腦普及率大幅提升，LCD也讓筆記型電腦走進實用化(最早的筆電其實是PDP)這時CRT與LCD還沒有替代關係。直到顯示器從CRT過渡到LCD時，桌上型電腦用的顯示器是最先開始更換的。隨著網路的進步、人們工作形態的轉變，筆記型電腦、手機使用率與普及率大幅上升，LCD的確是一個不錯的技術應用。隨著LCD的製程技術越來越成熟，電視也就開始大量地從CRT移轉到LCD了。但在2000年代，電視市場上還有PDP電漿電視的競爭。 2000年代初期，因LCD工廠的玻璃世代線不大(5世代線，Gen 5)，能做的電視尺寸也不大，影像品質不如電漿電視。但隨著全球LCD面板廠的大量投資，玻璃世代線越蓋越大(到2020年量產生產線的主流世代線為Gen 8，另外還有5條Gen 10+)，上下游供應鏈亦趨成熟完整，最終電漿電視不敵LCD，在2014年全面退出市場。當時LCD與PDP對技術的競爭與進步都是持續在進行的。但若從應用面來看，LCD在個人電腦的顯示器、筆記型電腦、手機都已有很高的滲透率，且出貨量還不斷成長。對於面板廠來說，產品彼此之間的技術與製程基本上差異不大，所以LCD在各產品領域的應用及布局，對比PDP來說是要完整許多。就可攜式移動產品來說，功耗是很關鍵的指標，而以PDP的驅動顯示原理來看，應該很難應用在手機、筆電等產品。 OLED目前在手機與電視都有產品量產，這幾年也開始應用在AR/VR的產品上。但不論是手機、電視或是未來的AR/VR，都是屬於高階的產品。而除了手機外，其他的市場占有率都不高。價格高是主要的因素。但高價格的背後是在於OLED能提供給消費者超過LCD的價值有多少？如果差距不大，那價格還是普及的一個關鍵要素，因此若OLED想成為顯示主流技術，整個OLED產業鏈是否能提供足夠成本競爭力是最大關鍵。 目前全球有將近30座OLED工廠，其中只有2座Gen 8有實際在生產運作，其餘的都是Gen 6以下的世代線，生產以手機面板為主。OLED的生產線投資較高，大尺寸的OLED生產線投資更高。從機台設備、材料、相關零組件都比LCD廠高，所以OLED的產品成本自然也就不低。價格降不下來，市場上較難成為主流產品，目前使用OLED面板的智慧型手機約只占全部手機市場的35%。未來OLED的生產線要擴展也主要在Gen 6以下的投資來提高OLED手機的滲透率。 而大世代線的工廠只有韓國LGD的2座Gen 8生產大尺寸電視。OLED TV從2014年量產發展到現今的市占率不到2%，再加上LGD近期對於Gen 8+OLED產線的擴產投資暫緩及延後，可以看出對於大尺寸OLED的策略還在觀察，這樣一來設備、材料的成本難以降低，OLED的生產線的投資也就還是一直居高不下。這讓OLED產品在市場上局限於智慧手機的應用，無法擴大OLED的應用領域，將難以形成主流技術。 手機、筆記型電腦、Pad等可攜式的產品需求在於輕、薄、省電，因此OLED自發光的特性，相較於LCD只需一片玻璃，是不錯的選擇；而在大尺寸顯示器，像是在電視的應用上，除了輕薄外，暗態更暗，可視對比更高，動態影像的畫質表現都比LCD要好。但OLED在大尺寸顯示器及電視的占有率卻沒有手機市場來得高。成本、價格高固然是一個因素，但從市場消費行為的角度來看，消費者對於一個產品是屬於個人專屬的要比起多人共同使用的，更願意付出較高的價格換來更高階的產品。所以在大尺寸的應用上，OLED的滲透率就不高。Micro LED與OLED一樣，屬於自發光型態的顯示器，擁有極黑的暗態畫面、可視對比高、動態影像畫質優異等優點，在顯示器的應用上是相當不錯的技術，應用領域上從穿戴式的手表、AR/VR、手機到大尺寸的電視，以及戶外看板等，理論上應用領域比OLED更廣。但Micro LED的發展要比OLED來得晚，整體產業鏈還不夠成熟完整，與OLED產品一樣初期面臨著成本過高的問題使得市場難以打開。雖然現在Micro LED的樣品展示從小尺寸的車用螢幕、可攜式產品的應用到大尺寸的電視都有，但目前還沒真正看到商業化成為消費等級的產品出現，消費者對Micro LED的產品還不熟悉，尚未感受到Micro LED帶來的優勢與好處。第一個應用Micro LED的商業化產品就相當關鍵了。Micro LED的晶粒尺寸小，對於畫素極小、極高Pixel Per Inch(PPI)的AR/VR顯示器應用來說相當適合。然而AR/VR屬於高階且是特殊領域的應用場景，而LCD的技術成熟、產業鏈完整、價格極具優勢，Micro LED要從目前的大眾產品出發，推廣普及也會面臨挑戰。 Micro...

完全不須人類介入操作的第五級自動駕駛，是汽車業者正在全力追求的目標，而車聯網、車載感測與自動駕駛決策系統，則是實現第五級自動駕駛不可或缺的三大關鍵技術，唯有這三項要素均成熟到位，第五級自駕的願景才有可能實現。 進軍車聯網市場　OmniAir認證不可或缺 德凱(DEKRA) EMC/RF技術處資深總監蕭鴻凱(圖1)表示，汽車搭載聯網技術，已經有很長的發展歷史。從2G時代開始，就已經有基於行動通訊技術所衍生出來的M2M通訊應用，包含導航、資通娛樂系統、eCall等功能。而隨著自駕車成為各大車廠競相追逐的目標，聯網功能在未來的汽車裡，只會扮演更重要的角色。 圖1 德凱EMC/RF技術處資深總監蕭鴻凱指出，聯網功能將成為未來汽車的標準配備。 為滿足第五級自動駕駛的要求，未來的汽車不僅本身要具備各種感測能力，車與車(V2V)、車與道路基礎建設(V2I)，甚至車對行人(V2P)，乃至車對萬物(V2X)，都需要具有雙向通訊能力，以便讓車輛得以利用其他車輛、路側設備甚至行人身上的手機、穿戴裝置所提供的資料，更全面地掌握道路狀況。而且，車聯網的網路延遲要非常低，方能讓自駕系統因應瞬息萬變的環境做出正確的判斷。 由於車聯網要連接的物件種類繁多，因此車聯網其實是多種技術的混和。除了基於3GPP行動標準一路演變而成的C-V2X之外，還有另一個已經相當成熟，以802.11p為基礎的DSRC技術。未來的車聯網，應該會是兩種技術系統並存的局面。 C-V2X還可以細分成兩種，一種是需要透過行動網路基地台連接，藉由uu介面(Uu Interface)實現的網路模式(Network Mode)，另一種則是透過PC5介面實現的直接連線模式(Direct Mode)。直接連線模式的應用情境與DSRC有比較大的重疊性，因此直接連線模式將會與DSRC出現競爭。DSRC早在十多年前就已經發展出來，但也因為如此，與C-V2X的直接連線模式相比，DSRC能提供的頻寬相當有限，無法滿足未來車聯網的需求，這也促使DSRC陣營必須發展下一代標準802.11bd。依目前的時程規畫來看，802.11bd標準將在2022年5月制定完成。 蕭鴻凱分析，雖然C-V2X看似後發先至，但其實目前市場上並沒有太多對應的晶片解決方案。與C-V2X實作有關的技術規範，主要分散在3GPP R14與R16標準中，R15對C-V2X並無太多著墨。但持平而論，實現C-V2X所需的技術規範，要到R16才算完備，因此晶片商在推出基於R14的C-V2X晶片方案後，大多選擇跳過R15，直攻R16。由於R16標準才剛凍結，因此基於R16的C-V2X晶片，或許要等到明年才會問世。 值得注意的是，對有意開發車聯網硬體設備，如車載單元(OBU)、路側設備(RSU)及通訊模組的廠商而言，除了要掌握前面提到的技術標準外，還有負責把關設備互通性(Interoperability)的OmniAir Consortium及其所提出的OmniAir標準，也十分關鍵。 為了確保車聯網硬體能夠彼此互通，OmniAir Consortium已在第一版OmniAir標準中定義了超過80個測試項目，並在第二版中添加了實地測試與網路資安的要求。德凱做為OmniAir授權測試實驗室，除了擁有對應的測試能量外，同時也是具有主辦插拔大會(Plugfest)的經驗。在2019年9月底到10月初，德凱便曾在西班牙的測試場域中，針對C-V2X與DSRC的OBU與RSU裝置進行實地測試。今年由於疫情的影響，插拔大會雖仍會在9月底至10月初之間舉行，但改為遠端舉辦，有意參與者必須先把自家的待測產品寄送到主辦單位，再由主辦方對待測品進行合規性(Conformance)、互通性、資安進行驗證，並且也會有實地測試項目。 實現精準車外感測　電源品質不容輕忽 除了藉由車聯網讓汽車得以接收其他車輛、路側設備所蒐集到的路況資訊，提供自駕系統參考外，自駕車本身也必須搭載各種感測技術，以便對自身周遭的環境狀況進行即時掃描，進而判斷下一步該如何動作。 毫米波雷達、影像感測器、光達與超音波聲納，是目前汽車上最常搭載的感測技術，相關感測元件的供應商也不少。但對車載感測設備的開發商而言，除了要選擇性能跟規格可以滿足需求的感測元件外，為這些元件供電的電源晶片，或是其他週邊類比電路，重要性往往不下於感測元件本身。 羅姆半導體(Rohm)台灣技術中心工程師粘成允(圖2)表示，汽車搭載的感測器數量持續增加，加上車身上適合安裝感測器的位置，在感測角度等條件的限制下，其實就只有少數幾個「黃金地段」可以選擇。在此情況下，如何把感測模組的外觀尺寸微型化，對相關製造商而言，也是非常重要的。 圖2  羅姆半導體台灣技術中心工程師粘成允表示，電源等類比周邊元件的好壞，將直接影響感測模組的尺寸與性能表現。 要達到縮小感測模組外觀尺寸的目標，電源的選擇十分關鍵，因為電源往往是決定外觀尺寸最重要的變數。舉例來說，如果電源效率不高，就會衍生出散熱問題；如果電源設計的整合度不夠，大量的外部元件，特別是體積龐大的輸出電容，更會影響整個感測模組的外觀尺寸。因此，針對各種車用感測器，羅姆的產品發展方向是提供更高效率、小型化與支援更大輸出電流的電源晶片，以滿足雷達、影像感測器與光達的需求。 舉例來說，在小型化方面，羅姆已經發展出Nano Pulse、QuiCur與Nano Cap線性穩壓器(LDO)等技術，Nano Pulse主要是藉由提高開關頻率，讓電源的外部電感元件可以縮得更小，進而縮小整個電源系統的尺寸；QuiCur與Nano Cap則是以減少外部電容數量或縮小電容尺寸為目標，讓電源系統的尺寸變得更小巧。 至於在超音波聲納方面，除了電源晶片外，羅姆也在研發聲納專用的訊號處理晶片，盼藉由更低的雜訊水準、更強的抗干擾能力，以及速度更快的中頻(I/F)電路，延長聲納的工作距離，並提高聲納的解析度。目前的車載聲納感測器通常可以偵測3公尺以內的目標，解析度則是50公分，羅姆希望藉由新的解決方案，將聲納的工作距離延長到8公尺，解析度則進步到10公分。 駕駛監控列入歐盟NCAP評價項目 雖然車聯網與車外環境感測技術在最近幾年有飛快的進展，但業界普遍認為，由於自動駕駛攸關所有用路人的生命安全，必須格外謹慎，故第五級自動駕駛要在開放場域全面普及，最快也要等到2030年左右。在此之前，駕駛人仍是影響行車安全的最大變數，如何利用科技減少駕駛人為疏忽所導致的車禍發生，將是車廠最大的課題。 意法半導體(ST)技術行銷經理林國志(圖3)指出，絕大多數交通事故之所以產生，都跟人脫不了關係。舉凡超速、酒駕、闖紅燈或不守交通規則、分心駕駛或開車打瞌睡這些危險駕駛行為，每年都奪走成千上萬條人命。因此，不管是歐洲或美國，交通主管機關都很希望能利用新科技降低駕駛人的安全風險，減少車禍事故產生。 圖3  意法半導體技術行銷經理林國志認為，在Euro NCAP的要求下，未來幾年駕駛人監控的需求將出現大爆發。 另一方面，在自動駕駛發展的過程中，利用科技對駕駛人狀態進行監控，也有其必要性。因為除了第零級全人類駕駛與第五級全自動駕駛之外，從第一級到第四級，一台車事實上是由兩個駕駛操作，一是人類，另一個則是自駕系統。在從自駕模式切換回人類操作之前，自駕系統必須確定人類駕駛已經準備好接手控制車輛，否則在換手時會非常危險。 因為上述兩個因素，歐盟新車安全評鑑協會(Euro NCAP)已經決定，自2025年開始，沒有搭載駕駛人監控系統(DMS)的新車，最高只能拿到四星安全評價，無法取得五星滿分。此一決定使得DMS成為許多車廠目前正在積極評估導入的技術。 針對即將興起的DMS需求，意法決定將原本應用在工業相機的全域快門(Global Shutter, GS)影像感測技術介紹到汽車應用領域，並依照車用場景的需求，為車載GS影像感測器添加高動態範圍(HDR)功能。 全域快門最大的優勢可以一口氣讀取整個感測器陣列所取得的資料，大幅縮短曝光時間，連帶縮短照明光源的啟動時間。相較之下，一般常見的捲簾式快門(Rolling Shutter, RS)影像感測器必須逐行讀入影像資料，其曝光時間較長，且在感測器送出所有資料之前，照明光源都必須維持在開啟狀態。 快速取得完整影像的能力可以帶來許多優勢，一是省電，二是減少光源產生的熱雜訊對影像感測器造成干擾，三則是藉由縮短曝光時間，確保被攝物的影像不會因為晃動而造成輪廓模糊，導致後端演算法無法正確判讀影像所代表的意義。 除了全域快門技術外，由於車輛所處的光線環境相當複雜，因此DMS所使用的影像感測器，必須支援HDR，否則感測器在明暗對比太強烈的場景會取得部分過曝、部分曝光不足的影像，影響影像判讀的結果。 各地路況大不同　自駕系統必須在地化 有了完善的聯網跟車內/外感測能力後，作為自駕車的大腦，自駕系統自然是未來汽車不可或缺的要素，也是歐美日各大車廠與科技巨頭競相投入的目標。不過，就像在美國天天開車上路的駕駛人，來到台灣不一定敢開車上路，自駕系統在研發過程中，如果只以歐美的道路環境做為測試基準，遇到全然不同的道路環境，原有的控制策略未必行得通。 工研院資通所副組長鄭安凱(圖4)根據工研院所累積的實地測試經驗，智慧決策是一個非常需要在地化研發的環節，因為每個地方的道路狀況跟用路人習慣都不一樣，一個在歐美日道路環境中訓練出來的決策模型，不見得能直接套用在東南亞的道路環境。因此，如果能發展出通過在地化考驗的決策系統，就有跟車廠合作的空間。 圖4 工研院資通所副組長鄭安凱指出，自駕決策系統研發的在地化，是一個不容小看的議題。 對智慧決策系統的開發者而言，最大的挑戰是如何利用感測器蒐集到的資訊，預測2~3秒後會發生什麼事，進而制定出最好的行駛路線跟動力控制策略。因此，在決策模型的開發過程中，除了要知己(自身車輛所處的狀況)，更要知彼(路上其他車輛、行人的行為模式)，對未來事件的預測才會精準。 眾所周知，相對於歐美日的道路上，絕大多數是四輪車，但台灣跟東南亞的馬路上，存在大量摩托車與腳踏車，而其行為模式跟四輪車是截然不同的。此外，台灣跟東南亞的道路相對狹窄，人口密度又高，因此自駕車開在路上，特別是比較狹窄的巷弄內，遇到路邊突然有行人竄出來的機會是很高的，如果在開發智慧決策系統時沒有把這些東南亞的道路環境特性納入考量，潛在的問題可不小。 但由於AI影像辨識技術快速進步，現在的自駕系統，已經可以對行人或其他車輛的意圖跟未來動向進行預測。以行人為例，只要利用人體骨架影像辨識加上姿態語意分析，就可以從行人肢體的一些小動作，預測他未來的動向或可能採取的行動。同樣的，其他在道路上行駛的車輛，也可以利用車尾燈辨識跟物件追蹤技術，預先判斷其意圖，進而讓決策系統得以超前應變。

在中國廠商挾大量資源進駐LED與LCD面板產業後，由於相關技術先天上不若半導體複雜，進化的速度也相對緩慢，因此中國業者快速走完學習曲線後，很快就對全世界其他國家的LED跟面板業者造成巨大壓力。 一代LCD面板霸主三星顯示器(Samsung Display)，甚至已制定了退場時間表，有意在2020年底退出LCD面板市場，轉而將資源集中在獲利能力更好的OLED面板上。 LED產業的情況也是類似。對照明應用而言，主流LED晶片在發光效率、出光角度方面已經夠好，雖然還有精益求精的空間，但額外的規格提升無法創造有吸引力的差異化。使得整個LED產業陷入激烈的價值戰，供應商必須以經濟規模，而非技術上的領先，作為生存武器。 前些年LED跟LCD產業所遭遇的困境，完美詮釋了一代管理學大師Peter Drucker曾提出的論點--不創新，就等死(Innovate, or Die)。然而，創新不是標新立異，必須有好的題目、方向，才值得投入資源。如今，LED跟LCD產業終於等到了這樣一個題目，也就是當下話題不斷的MicroLED顯示。 LED攻占超大型商用顯示　證明技術有潛力　 其實，將RGB LED整合在印刷電路板(PCB)上，形成顯示畫素，再將多片PCB拼接成一個超大型顯示器，已經是十分成熟的技術。許多展覽或大型會議場地，都已經可以看到LED顯示器的身影(圖1)。 圖1　以RGB LED組成的LED顯示器，在許多大型展覽或會議場地，已經相當常見  相較於以LCD面板拼接成電視牆，這類LED顯示器最大的特性在於可實現幾乎無接縫的拼接畫面，對視覺的干擾最小。但由LED晶粒所組成的畫素，尺寸比LCD的畫素大上至少數十倍，因此對觀看者來說，除非距離夠遠，否則顆粒感會相當明顯，是其美中不足之處。 但即便如此，LED顯示技術在大型商用顯示領域攻城掠地，證明了以LED做為顯示畫素的想法不僅在技術上可行，市場接受度也存在。對LED跟面板產業而言，這是很重要的啟示。如果能把LED晶粒尺寸進一步微型化，LED顯示的畫質可以非常細膩，進而打開超大型商用顯示以外的其他應用商機。 從LED供應商的角度，倘若以LED作為顯示畫素的概念獲得廣泛接受，不僅有助於應用出海口的多元化，同時也能協助消化LED晶粒產能，讓市場供需更為健康。因此，原本交集不大的台灣LED廠跟LCD面板廠，共同踏上以微型化LED實現顯示面板的探索之路。 容易的事沒價值　LED微型化考驗眾多 然而，要以微型LED實現顯示面板，是相當高難度的工程挑戰，特別是MicroLED，目前還有許多技術問題是沒有解答的。庫力索法(K&S)總經理張贊彬(圖2)分析，以目前的技術進展來看，從LED演進到MiniLED的路徑已經相對明確，就連最令業界困擾的巨量轉移製程，也已經有可用的解決方案，例如K&S就與Rohini合作，共同推出精度、速度都可符合客戶需求的MiniLED貼裝機PIXALUX。 圖2　庫力索法總經理張贊彬  但如果要從MiniLED跨到MicroLED，其挑戰就是整個產業鏈層級的挑戰。在最前段的MicroLED生產方面，為了把晶粒尺寸縮小到20μm、甚至10μm以下，LED磊晶業者必須對設備、廠房進行大量投資，並導入許多半導體等級的設備，如興建Class 100或Class 10等級的無塵室、導入原子層沉積(ALD)製程及新的晶圓接合機台等。 此外，LED磊晶廠若下定決心進行相關設備投資，考量到長期的成本競爭力，最好順勢淘汰6吋晶圓，改用8吋晶圓生產。這些升級需求加總起來，相當於興建一座全新的半導體級晶圓廠，其總資本支出可達數億美元之譜。對LED業者來說，這是相當大手筆的投資。 由於生產MicroLED所需的資本支出不下於半導體晶圓廠，技術難度也是半導體等級，LED晶粒廠進行資源整合，是很合理的策略選擇。日前台灣兩大LED晶粒廠晶電跟隆達宣布換股合併，共同成立富采控股時，便期許兩家公司能整合資源，在Mini/MicroLED顯示、智慧感測與三五族半導體元件上做出成績。 至於在後段面板組裝方面，最大的問題還是卡在巨量轉移上。目前的組裝技術可以滿足MiniLED面板的組裝需求，但如果要組裝MicroLED面板，速度還是太慢，需要發展新的技術。這也是巨量轉移技術之所以在最近幾年備受矚目，許多大廠都自行投入研發，造成技術流派百家爭鳴的原因。 此外，組裝前要如何對MicroLED進行EL測試，避免把損壞的晶粒轉移到面板上，發現問題後又得浪費時間進行修復等，乃至更細節的晶粒分類、混合等，這一系列問題的解法，目前都沒有業界主流或共識，即便有MicroLED顯示器廠商宣稱已擁有量產能力，其技術跟機台設備，大概也都是個別業者自行發展出來的。 整體來說，前段LED晶粒生產的問題，相對好解的，例如愛思強(Aixtron)的8吋MOCVD機台已經商品化，Picosun也已推出適合LED製程使用的ALD機台。但機台到位是一回事，如何找到最好的使用方式跟生產參數，還是要靠LED廠去摸索，沒有機台廠能提供Turnkey方案。 正因為Mini/MicroLED顯示應用有相當的技術門檻，讓相關技術更值得投資。有LED業界人士認為，太容易做的事情通常價值不高，因為其他競爭對手很快就會走完學習曲線，導致市場陷入價格戰的局面。台灣LED產業對Mini/MicroLED大力布局，就是因為要繼續在過度同質化的照明市場外找到新的藍海，倘若這片新藍海一下子又變成紅海，何必這麼辛苦？ MiniLED顯示明年可望量產 至於在顯示面板端，由於MiniLED與未來的MicroLED顯示，都具備容易大型化、可搭配多種基板材料的優勢，故除了台灣的群創、友達之外，原本將未來押寶在OLED技術的韓國面板廠，也開始推出基於MiniLED的大型顯示器。不過，群創執行副總經理丁景隆(圖3)評估，韓國面板業者在MiniLED上面的產品發表，應僅止於技術宣示，距離量產還有一段距離。 圖3　群創光電執行副總經理丁景隆 事實上，就MiniLED顯示而言，要在實驗室裡做出可以對外展示的原型設備並不困難，但如何做到可以在生產線上量產，並且把生產成本壓低到市場可以接受的水準，才是真正的考驗。至於MicroLED顯示，目前確實還有許多技術關卡需要攻破，只能列為長期發展目標。但群創的觀點是，只要穩扎穩打，先在MiniLED顯示的商品化做出成績，待未來產業鏈各環節都準備好，從MiniLED顯示升級到MicroLED顯示的轉換過程，就會自然發生。 　那麼，MiniLED顯示究竟何時會量產上市呢？丁景隆透露，群創目前的規畫是在2021年第一季將MiniLED顯示推向小量試產，至於大規模量產的時程，則得看客戶端的需求而定。群創的對MiniLED顯示的期待很高，希望藉由這項技術，進一步讓顯示器攻占現有顯示技術還沒辦法進駐的場景，例如把公司會議室裡的大片玻璃窗或購物商場的柱子，都變成顯示器。但要做到這一點，除了顯示技術要到位之外，也需要系統整合商的配合，相關商業模式也得重新探索。因此，MiniLED顯示的量產，除了技術問題外，也有生態系統建構的問題。 月前群創舉辦2020年新品發表會，整場發表會的主秀，便是該公司首次對外公開的AM MiniLED顯示器(圖4)。該顯示器利用低溫多晶矽(LTPS)製程，在柔軟的塑膠薄膜基板上形成TFT驅動電路，再搭配MiniLED形成RGB畫素，最終構成整片顯示器。由於使用塑膠薄膜作為基板，該顯示器不僅可撓可捲，而且極度輕薄，若安裝在冷氣出風口，甚至還會隨風飄動，具有容易安裝、容易攜帶等現有LED燈板、可撓式OLED顯示器望塵莫及的優勢。 圖4　群創光電日前公開展示的AM MiniLED顯示器 從採用可捲式設計這點，就能看出群創在MiniLED顯示領域的企圖心。可捲式顯示器一直是顯示器產業的「聖杯級」挑戰之一，因為如果要實現顯示器無所不在的願景，硬式平面顯示器顯然無法做到這點，可撓式面板也有曲率的限制，遇到曲率過大的表面，不見得能適用。可捲式面板的場域適應能力，則是最優秀的。 丁景隆指出，在大尺寸顯示器領域，至今僅有樂金顯示器(LG Display)曾經以OLED技術展示過可捲式(Rollable)的概念，但尚未能成功商品化，推測其可靠性及成本可能面臨巨大挑戰。而群創堅信AM miniLED作為PID公眾顯示器的先天優勢終將勝出。此外，由於Mini/MicroLED顯示是自發光顯示，對比度不會比OLED遜色，又沒有OLED材料容易劣化的問題，也不會有烙印，因此，如果要挑選一項顯示技術作為LCD的接班人，群創認為Mini/MicroLED的機會，會比OLED要大得多。 除了優先鎖定大型顯示器市場的群創外，也有其他顯示技術業者將目光放在市場規模更大的中小尺寸顯示器市場。但由於中小尺寸市場對價格更敏感，因此對相關業者而言，如何把面板的生產成本壓到最低，才是首要課題。 錼創顯示科技執行長李允立便指出，MicroLED是很有潛力的顯示技術，除了大尺寸應用外，在中小尺寸與消費性應用上，也有許多機會。不過，如果要將MicroLED推向消費市場，成本會是最大的門檻。 過去幾年，錼創在大股東的支持下，已耗費數千萬美元，發展出巨量轉移、修復、檢測等MicroLED關鍵技術，也開始有小量出貨的實績。假以時日，MicroLED面板生產良率100%並非遙不可及的目標，加上晶粒成本在未來幾年可望因產能大量開出而明顯降低，MicroLED面板在消費性應用領域，是很有競爭力的。 而為了進一步強化MicroLED面板的成本結構，錼創將MicroLED與PCB結合，發展出PixeLED Matrix技術，可達成無邊框、任意拼接、曲面、以及具有高亮度及超小間距的電視牆，未來可擴展應用至車用領域。李允利認為，以目前的電子技術來看，PCB是最成熟、最有成本競爭力的系統構裝方法。採用PCB背板，可以為MicroLED顯示應用帶來更多成本優勢。 半路殺出程咬金？　晶圓代工廠可能加入戰局 值得注意的是，雖然Mini/MicroLED被台灣的LED跟LCD業者寄予厚望，認為是沉潛多年後力拼逆轉勝的契機所在，但在本屆SEMICON Taiwan展期間，筆者在與多家設備供應商聊到LED相關議題時，都提及某家台灣的晶圓代工廠，很可能會挾其資本與技術優勢，突然進軍MicroLED產業。但由於這些設備廠都與客戶簽有保密協定，因此不方便點名究竟是哪一家晶圓代工業者。 有設備業者分析，在LED照明應用還沒起飛之際，許多晶圓代工廠都曾經有過LED夢，只是在中國業者進入市場後，LED晶粒的利潤空間大不如前，讓晶圓代工業者紛紛懸崖勒馬，中止相關事業發展計畫。畢竟，在晶片製造本業的獲利空間如此豐厚之際，何必耗費資源在不賺錢的LED業務上。 然而，MicroLED的出現，雖然為LED晶粒業者帶來比較好的利潤空間，卻也重新吸引晶圓代工業者的關注。畢竟，晶圓代工業者當年之所以放棄LED，主要原因是LED的獲利空間太差，而非晶圓代工廠沒有生產LED晶粒的能力。 事實上，如果MicroLED晶粒生產的未來趨勢是改用8吋MOCVD，在成本面上，晶圓代工廠或許比LED磊晶廠更有優勢。晶圓代工廠早有8吋晶圓生產所需的各種配套設備跟無塵室，而且折舊攤提都已結束。就算要添購8吋MOCVD機台，其資本支出跟先進製程相比，也是非常便宜的。因此，晶圓代工廠商會不會因為MicroLED有利可圖，突然加入戰局，打亂原有的產業態勢，恐怕是LED跟LCD業者必須密切關注的議題。畢竟，最有威脅性的競爭者往往不是老對手，而是突然竄出來的新面孔。 但無論如何，Mini/MicroLED為陷入營運逆風的台灣LED、LCD產業帶來新的希望，是不爭的事實。台灣相關領域的業者，不管是在研發投資還是產能布局上，已經很多年沒有如此活躍跟積極。 某位已經赴中國面板產業發展的台灣顯示器業界老兵便感慨，前些年台灣面板產業的投資嚴重不足，反而是中國廠商在OLED、柔性顯示這類技術/產品創新上不斷加碼，導致台灣面板業界的研發人才不得不離鄉背井，到中國尋找做新題目的機會。如今看到台灣的面板產業重振旗鼓，而且跟中國面板同業走在不一樣的技術路徑上，對台灣的面板業，乃至整個光電產業的健康發展，是比較有利的。

為了將應用觸角從照明進一步擴大到顯示領域，LED相關業者無不積極布局MiniLED技術，並以MicroLED作為終極目標，希望以LED晶粒直接做為顯示畫素，實現功耗、對比度都不遜於OLED，但可靠度卻遠勝OLED顯示的MicroLED顯示。但要用LED取代液晶，構成顯示畫素，有相當高的技術門檻存在，從LED晶粒的設計量產到顯示面板的組裝製造，每個環節都還有許多問題需要克服。雖然許多面板大廠已公開展示MiniLED顯示器，但量產時程大多仍不確定。 因此，在追求以MiniLED或MicroLED做為顯示畫素的同時，LED跟面板產業同時也在發展技術門檻較低，能更快商品化的MiniLED背光，希望藉由這項技術，先拉近LCD與OLED面板之間的性能差異，並為MiniLED，乃至MicroLED的後續發展蓄積能量。 背光應用門檻較低　成本仍有降低空間 聚積科技背光事業處副處長黃炳凱(圖1)表示，與直接用LED晶粒作為畫素的顯示面板應用相比，把MiniLED應用在背光模組的技術難度跟成本較低，因此商品化的進程也快了一截。許多一線TV品牌廠的75吋以上高階產品，已經開始導入MiniLED背光；專為電競玩家設計的電競螢幕(Gaming Monitor)，也已經有採用MiniLED背光的實際案例。 圖1　聚積科技背光事業處副處長黃炳凱 MiniLED背光之所以能率先進入量產，跟背光的技術難度較低，以及MiniLED背光為LCD面板帶來的效益十分明顯有關。就技術面而言，目前MiniLED背光所使用的白光LED晶粒，尺寸多半為200微米(µm) x 200µm，晶粒之間的間距(Pitch)則是2公厘(mm)，以目前的LED晶粒生產跟組裝技術來說，要量產這種規格的產品不是太困難。 但如果要做直接顯示，畫素間的距離要縮小到0.84mm以下，且由於一個畫素是由紅綠藍三原色組成，故每一顆LED晶粒的尺寸得進一步微縮到40µm x 60µm，甚至30µm x 50µm。這對LED晶粒的設計生產，以及後續的組裝作業而言，都是相當有挑戰性的目標。 不過，跟側光式背光相比，目前MiniLED背光的成本還是明顯高出一大截。因此，如何降低成本，提高MiniLED背光的普及率，是相關業者的當務之急。 黃炳凱分析，MiniLED背光的三大要素--燈(LED晶粒)、驅(驅動晶片)、板(電路板)，成本都比側光式背光要高出數倍，導致搭載MiniLED背光的液晶模組(LCM)，價格約比採用側光式背光的LCM增加2~3倍之間，使得很多應用產品現階段還無法導入MiniLED背光。 舉例來說，目前50吋以下的中階電視機種，由於價格太過便宜，導入MiniLED背光所造成的售價上揚會十分明顯，消費者恐怕無法接受。但如果是75吋以上的電視，MiniLED背光所增加的成本，就不是那麼明顯。電競螢幕的情況也是如此，一台專為電競設計的高階螢幕，價格可達新台幣數萬元，因此對零組件成本的增加比較不敏感。但一般PC螢幕的零售價只有幾千塊新台幣，現階段要在這種產品上採用MiniLED背光，是十分困難的。 LED晶粒/光學設計改良方向 進一步分析MiniLED模組的成本結構，其中又以LED晶粒成本增加最為顯著，因為MiniLED背光模組使用的LED晶粒數量遠多於側光式背光模組，因此成本的增加是必然的。MiniLED的產能必須擴大開出，創造出足夠的經濟規模，LED晶粒的成本才能明顯下降。 除了創造更大的經濟規模之外，減少LED晶粒的使用量，也是一條可行的路。但由於LED是點光源，如果降低晶粒密度，光斑的現象會更明顯，LED業者必須在晶粒封裝與光學設計上花更多心思，才能取得均勻的混光效果，避免光斑現象產生。 一般來說，為了獲得良好的混光效果，背光模組與面板之間必須保持一定距離，也就是業界所稱的混光區域(Optical Distance, OD)。這會使LCM的厚度增加，不利於實現輕薄的終端產品設計。此外，減少LED使用量，也會影響到背光的亮度，這對於某些終端應用是不利的，例如經常暴露在陽光下的戶外顯示面板。 但這些問題是可以解決的，自2018年即率先量產MiniLED背光的隆達電子，近日發表了四款新一代I-Mini背光模組(圖2)，其最大特色之一，就是藉由COB(Chip on Board)技術，直接將隆達自製的Mini LED覆晶晶粒植於燈板上，可達到零OD的超薄設計。此外，新的i-Mini背光模組也搭載了最新的微透鏡陣列技術，其光學設計可達到超廣角的出光(>160o)及較高的取光率，將面板亮度提升至1,600nits，為傳統面板亮度的三倍。 圖2 隆達電子所推出的第二代i-Mini背光模組 矩陣驅動將是大勢所趨 在驅動方面，隨著LED的顆數增加，LED驅動晶片的使用量也會隨之上升，但由於驅動晶片的設計不斷創新，驅動的問題是相對比較容易解決的。例如聚積已經發展出被動矩陣式驅動晶片，單一晶片就可驅動512個LED區塊，未來還可以進一步提高到超過1,000個LED區塊；如果市場需要能驅動上萬個區塊的解決方案，也可以改用主動矩陣驅動的方法來實現。 只是就聚積的觀察，背光模組會不會需要主動矩陣技術，還有待觀察。因為當背光模組的LED區塊數量增加到上萬個，除非面板尺寸極大，否則其所使用的LED晶粒應已是MicroLED等級了。與其用MicroLED做背光，不如直接用來做顯示畫素。 擁有LED一條龍優勢的隆達，則在其新一代i-Mini背光模組上，採用自家開發的驅動技術。i-Mini背光模組採用DOB(Driver on Board)設計，直接將驅動IC與微控制器(MCU)整合於燈板上，進行多分區區域控制。新一代多通道的驅動IC架構將背光控制區域數提升了5倍，可達到1,000分區以上，同時IC顆數可減少50%，並配合微控制器的邏輯迴路控制，達到100萬：1的高對比度。 板材一分錢一分貨　性能/成本必須折衷 至於在電路板方面，考慮到MiniLED雖然相對省電，但仍會散發相當的熱量，因此背光模組製造商多半會採用熱漲冷縮、邊緣撓曲等物理特性較為優異的BT樹脂(Bismaleimide Triazine)作為基板材料。然BT材料的價格比FR4材料昂貴，考慮到成本問題，也有業者開始回頭使用FR4材料。 但如果純粹就成本考量，直接用玻璃作為MiniLED的載板，會是最便宜的，只是相關製程技術目前還不完備，且要將多片模組拼接成跟顯示面板一樣大小，難度會比電路板來得高。此外，玻璃的重量遠比BT、FR4這類材料重，故採用玻璃基板的MiniLED背光模組，現階段還沒有進入量產，以後可能也只適合使用在比較不在意重量的終端應用上。 打通MiniLED產業鏈關卡　蘋果是關鍵 整體來說，MiniLED背光目前已經處於量產階段，例如但由於價格偏高，只有高階產品負擔得起，使得MiniLED背光的市場規模仍然有限。而市場需求有限，又回過頭來成為供應商難以創造經濟規模，驅動成本降低的主因。要打破這個循環，除了相關廠商必須在技術上努力突破外，最好的方法還是找到願意率先將MiniLED導入主流產品的大客戶，藉此創造需求，推動整條供應鏈往前走。 那麼，這家能帶領MiniLED產業鏈打破現況的大客戶，是誰呢？群創執行副總經理丁景隆認為，蘋果(Apple)應該會是促成MiniLED背光從金字塔頂端產品走向主流的最重要推手。由於蘋果向來具有引領業界設計風潮的能力，只要其iPad Pro、Macbook系列產品導入搭載MiniLED背光的顯示器，其他品牌廠將開始群起效尤，創造龐大需求。而需求會帶動供給，只要市場需求大量出現，MiniLED背光相關業者的產能將加速開出，為MiniLED背光在IT面板的普及火上加油。MiniLED背光在IT面板的崛起跟普及，幾乎是一定會發生的事。 黃炳凱也認為，蘋果會是推動MiniLED背光普及的重要推手。現階段MiniLED背光普及的最大障礙並非技術，而是市場規模太小，不足以驅動成本迅速降低。只要有像蘋果這種動見觀瞻的大廠率先導入，就能啟動MiniLED背光市場的正向循環。 事實上，LCD業界一直對MiniLED背光寄予厚望，因為在MiniLED背光跟量子點技術的加持下，LCD面板的顯示性能可以十分接近OLED面板。但因為MiniLED背光的需求規模不足，使得MiniLED背光的降價速度太慢，錯失了搶占市場的機會。其實，MiniLED背光原本最被看好的應用是小尺寸手機面板，但因為中國面板廠如天馬微、京東方的小尺寸硬式OLED面板產能迅速開出，現在手機用的硬式OLED面板報價已經十分便宜，MiniLED背光再進去爭奪這個市場，意義不大了。 相較之下，介於10吋到17吋之間的IT面板，現階段還是LCD面板的天下，OLED面板在這個領域的占有率仍很低。這意味著採用MiniLED背光的LCD面板還有很大的機會，只要蘋果帶頭點火，啟動MiniLED背光平價化趨勢，主流/中階NB、平板顯示器的背光技術，就有可能會轉向MiniLED。但入門級NB或平板的顯示器，應該不會是MiniLED背光可以發揮的舞台，因為側光式背光的技術已十分成熟，這類入門級IT面板對成本又很敏感，MiniLED背光在這個市場上，不容易討到便宜。 為LCD/LED再創第二春　MiniLED背光責任重大 MiniLED背光和量子點、LCD面板互相搭配，可以讓LCD顯示器的對比度大幅提升，縮短與OLED顯示器的差距。對於在OLED技術上投資不多，只是「小打小鬧」的台灣面板廠來說，MiniLED背光的出現與普及，無疑是對OLED陣營發動反擊，為LCD再創第二春的契機。也因為如此，群創、友達等面板廠，均積極布局MiniLED背光，隆達、晶電與聚積等LED相關業者，更是全力衝刺。 歷經數年醞釀，如今MiniLED背光的潛力，已經開始獲得客戶肯定，大規模量產在即。近年來同時面臨中國同業競爭壓力的台灣LCD廠跟LED廠，也可望藉由MiniLED背光重新站穩腳跟，並為日後的MiniLED顯示、MicroLED顯示做好更充分的準備。