市場話題

Digi-key全球業務副總裁Tony Ng表示，工業、醫療及IoT應用多半是少量多樣的特性，代工廠若要爭取訂單，報價、原型(Prototype)製作及備貨的速度都得要快，因此在零件採購的思維上，是迥異於PC、消費性電子等大量生產的產品。 以工業、醫療產品為例，產品生命週期較長，但終端客戶多半無法提前告知要貨時間，通常一下單就很快要貨，備貨時間(Lead Time)很短，再加上每次要貨量不多，可能只有500、1,000顆。因為訂單需求急又小量，且難以預知下一筆訂單何時發生，代工廠不太可能備好現貨來因應，更何況還有呆料的風險。 為協助代工廠搶進工業、醫療、IoT等少量多樣應用市場，Digi-key不斷致力豐富能供應的現貨，且隨時備有超過170萬件現貨，能從美國明尼蘇達州Thief River Falls總部即時出貨，因此現貨產品無需備貨時間，99%的訂單皆可在訂單成立當天出貨。 不僅如此，Ng更透露，Digi-key正在興建一座新倉庫，地點在該公司總部旁邊，面積約200萬平方英尺，是目前倉庫的一倍之多，可看出該公司對落實現貨供應承諾的用心。新倉庫自2018年動工至今已有一部分已封頂，接下來還會再建置自動化基礎設施，預計2020年正式完工啟用。 另一方面，Digi-key也持續擴增代理線，以提高客戶每筆物料清單(BOM)的現貨涵蓋比例。Ng談到，該公司近2~3年代理了許多模組類產品線，如射頻、感測器模組等，這類產品尤其適合少量多樣的應用，不但可大幅減少客戶自行設計的時間，還能提高獲利空間。 Ng還強調，除了快速以及自動報價、訂購、出貨等服務外，Digi-key亦可針對特定客戶提供放帳、月結等增值服務；希冀以更完善服務，協助台灣代工業者成功搭上IoT時代商機列車。 Digi-key新的倉庫占地約200萬平方英尺，是目前倉庫的一倍之多，預計2020年完工啟用。  

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。

一個明星終端商品的發展，軟硬體技術的到位與產業環境的配合非常重要，以UI為例，PC使用鍵盤與滑鼠、Smart Phone透過手勢觸控，未來希望解放雙手的穿戴式裝置，可能需要仰賴語音與眼球控制。眼睛是靈魂之窗，一般人際溝通會大量使用眼睛，大部分的動作之前也都是眼神先到位，透過視覺與聽覺傳達的影像和聲音才是最直觀、最常用的溝通方式。 穿戴裝置將導入眼球追蹤控制 兩個有默契的人一般只要閱讀「眼神」就能進行溝通，人們對於資訊產品的使用已經朝無時無刻與無所不在發展，穿戴式裝置希望可以讓使用者在做任何事的同時也可以同步使用，見臻科技(Ganzin)執行長簡韶逸認為，智慧手機市場已趨於飽和，廠商紛紛尋求新產品，加上5G的出現，也讓大家開始思考手機以外的應用，智慧眼鏡可能就是答案。預計2020年將會有更多智慧眼鏡問世，光機技術的成熟也是智慧眼鏡市場可能在2020年爆發的推力之一，過去光機沒有辦法做到現在這麼小，隨著技術成熟，微小化光機更有機會整合在眼鏡上面。 人類的視覺有焦點，在焦點以外的事物相對模糊，因此在穿戴式裝置的應用上，簡韶逸指出，利用注視點渲染技術(Foveated Rendering)，追蹤人眼的焦點位置，只在焦點位置進行高解析度影像運算與顯示，節省其他90%以上的運算資源，同時使用者並不會有明顯的感受，也就表示，GPU效能不用很高就可以有超高解析度的表現，此技術對於未來智慧眼鏡的顯示，將造成重大的影響。 智慧手機讓我們使用資訊產品不用固定在桌椅上，但在行走或做事時還是無法使用，見臻希望可以解放這個限制，讓眼球追蹤功能普及在人們的生活之中。簡韶逸進一步說明，現有眼球追蹤(Eye Tracking)技術目前多數成本高、體積大、耗電且很難整合；以知名的解決方案為例，使用七顆LED照射眼部，利用光線反射原理追蹤眼球的移動，但是一出室外，環境光太強，該技術效能就會大打折扣，同時需要搭配大電量電池，使用時間僅1.5小時。 眼神控制新UI為終極目標 因此，眼球追蹤技術目前普及的困難在於耗電、成本、整合等面向，為了解決這些問題，簡韶逸進一步說明，見臻推出眼球追蹤技術解決方案Aurora，用兩顆CMOS感測器及一顆眼睛處理單元(EPU)，使用外接電源的情況下續航力高達十個小時，機構簡單封裝小，相當容易整合。 另外，Aurora只用一顆LED補光，利用感測器拍攝眼球的動作變化，可以避免環境光源干擾，所以室內外都能使用，同時減少LED數量更可以大幅降低耗電量。 眼球追蹤技術的使用願景其實已經出現，在電影鋼鐵人中，主角就是透過眼神操控高科技的機器鎧甲，簡韶逸解釋，人類視覺用眼球追蹤大約是中央區正負15度的區間，再大就會轉頭，在這區間中精準度小於1度，目前的技術要做到像電影裡的準確度與複雜控制還有一段距離，不過就技術的發展來看，再過幾年技術改善相當有機會達成。 簡韶逸指出，眼球追蹤技術應該是像PC的滑鼠那樣的輔助角色，整合在裝置裡，占整個裝置成本的10~20%才是合理範圍，見臻的解決方案能加速技術的普及；該公司於2019年初發表第一代解決方案，後續提供工程樣品給客戶，並進行客製化的設計，預計2019第四季正式量產。Aurora的晶片雖然是見臻自行開發的產品，但團隊並不以IC設計公司自居，而是定位為軟硬體整合解決方案供應商，因為是從學校出來的團隊，每個工程師都會做演算法和硬體，所以不會有演算法跟晶片電路無法搭配的問題。 在全世界各地很難再有像台灣一樣，從台北到新竹這麼短的距離就可以找到軟體、硬體設計，晶圓、終端代工，甚至品牌與各種類型的科技解決方案廠商，台灣非常適合發展創意與新創產業，Ganzin這個名字源自台語的「眼神」，也取英文gaze的凝視之意，簡韶逸期許見臻不只做到眼球追蹤，更做到「眼神控制」，讓科技更符合人性。 見臻科技執行長簡韶逸認為，預計2020年將會有更多智慧眼鏡問世，光機技術成熟，微小化光機更有機會整合在眼鏡上面。  

Arm在智慧手機時代取得空前的成功，幾乎獨占行動與嵌入式裝置的晶片架構，也大幅壓縮其他獨立嵌入式處理器SIP供應商的市場空間，Cortus台灣分公司總監楊鎮源表示，現在市場上獨立SIP供應商已經不多，產品與客戶經營也走向利基市場，一次性工程費用(Non-Recurring Engineering, NRE)與授權費(Loyalty)的收取近年同樣漸漸產生質變。 一直以來半導體IP的業務模式，都是以NRE與授權費為主，NRE屬於一次性開發費用，是IC與IP廠商早期合作費用，待晶片正式出貨後會依照出貨量再收取授權費，然而近年來由於Arm的獨大，獨立SIP廠NRE與授權費的收取通常都必須做出妥協，楊鎮源形容，NRE與授權費就像是一個蹺蹺板，SIP廠商現在多半只能選擇一項作為主要收入，而且就客戶的產品與應用類型有不同策略，如產業標準型的IP如藍牙、WiFi、USB這類常有版本更新的IP就以NRE為主，授權費很少甚至不收。 若是像處理器IP這種通用型的產品，客戶可能一用非常久，穩定的晶片出貨量又大，楊鎮源說，該公司IP與SIM卡的合作就是此類，合作的模式就會以收取授權費為主，NRE費用也較低。開放架構RISC-V隨著IoT興起，由於各家IP廠商底層架構一致，未來基礎架構IP將朝免授權費發展，SIP廠商需要提供更多客製化服務並努力在開放架構上進行差異化的設計，才有機會吸引客戶。Cortus在2017年以後，將自家的產品依照運算能力推出一系列以RISC-V架構為基礎的解決方案，希望能在IoT時代取得一席之地。 Cortus台灣分公司總監楊鎮源表示，開放架構RISC-V隨著IoT興起，未來基礎架構IP將朝免授權費發展。  

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...

延展實境(Extending Reality, XR)係虛擬實境(VR)、擴增實境(AR)、混合實境(MR)、全息影像(Holograms)等沉浸式科技的統稱，其中，又以VR與AR的商業應用步伐較快，未來更可望在5G超高速網路服務逐步擴展的助力下，邁入新一波成長階段，無論是在消費性或垂直產業領域的應用皆會同步升溫，並帶動相關市場商機。 現階段，VR/AR雖已在消費性與電玩市場，取得初步成果，卻仍受限於網路品質、內容貧乏、影像畫質及裝置運算效能等因素，而未能進一步達到更大的普及。 5G助攻VR/AR　消費/產業應用兩邊旺 不過，隨著5G網路正式商轉，以及相關應用裝置效能提升，上述瓶頸可望一一獲得解決，再加上Youtube、Facebook等社群平台支援日趨完備，VR/AR應用將不再只是市場炒作話題，而是真正擴大滲透至你我生活與產業環境中。 根據市場研究機構國際數據資訊(IDC)2019年5月發布的研究報告顯示，未來4年消費性與產業用VR/AR市場皆將逐年走揚，消費性應用支出將自2018年的50億美元，增長至2023年的400億美元，年複合成長率(CAGR)高達69%。而同期間，產業性應用支出的增長更為顯著，將由2018年的40億美元，成長至2019年的90億美元，首度超越消費性市場，預估至2023年，產業性應用的支出規模更將達到消費性應用的三倍，年複合成長率高達134%(圖1)。 圖1　2018~2023年全球AR/VR支出預測 由此可見，隨著企業開始了解XR的應用潛力，VR/AR發展廣度與深度將會日益加大，不會只停留在電玩和娛樂等消費性領域，而5G通訊的來臨則是促成此一趨勢進展的重要驅動因素。 資訊科技顧問公司埃森哲(Accenture)首席研究總監Armen Ovanessoff，日前在2019年G20青年創業家峰會上演講時即指出，沉浸式科技就像自動駕駛車一般，過去只是科幻小說中的情境，一夕之間都已真實上演。這些應用工具和解決方案已在訓練、原型開發、組裝產線，以及行銷等工作領域，還有遊戲和娛樂等市場上蓬勃發展，然而，真正的改變將隨著5G網路強大的效能和速度而到來。 另一家市場研究機構Ovum，2018年10月也和英特爾(Intel)共同發表一份研究報告，指出受惠於5G新的網路效能，全球行動媒體年產值將從2018年的1,700億美元，攀升至2028年4,200億美元，年複合成長率近10%。其中，5G將釋放AR和VR應用潛能，實現新的媒體互動方式，並將在2021至2028年間創造超過1,400億美元的累計產值(圖2)。 圖2　5G對全球行動媒體市場產值的影響分析 資料來源：Ovum 該報告同時揭示，5G的變革影響將不只在於增強行動媒體，透過新商業模式、新沉浸式互動體驗的充分利用，5G會在很多層面上為產業帶來破壞式創新。因為5G，影像、遊戲、音樂、廣告、AR、VR將會看到根本性的變化，閱聽眾和內容的距離將更加靠近。 實現即時4K串流　360相機加速VR擴散 除5G商轉為VR/AR發展大添助力外，消費性360度全景攝影機增添即時4K影像串流能力的新進展，也可望為VR內容開闢新的來源，同時讓更多消費者體驗到VR應用的魅力。 信驊科技產品開發部經理周辰威指出，內容豐富度是推升VR市場的一大驅動要素，而現今VR內容主要是靠電玩遊戲和VR電影在支撐，用戶族群較特定。 而要產製更多VR內容，單靠專業級360度全景攝影機與拍攝團隊，累積的速度與數量有限，若消費性360度攝影機也能拍攝出專業級的內容，對VR應用的擴大風行，效果勢必更為顯著。舉例來說，時下直播相當流行，直播主若改以360度全景攝影機進行，可提供一個更全面的視角，除了能讓收視者擁有全然不同的視覺體驗和參與感，還可讓更多人感受到VR的魅力。 可惜的是，目前市面上影片解析度可達4K水準的消費性360度全景攝影機還不普遍，就算拍攝解析度可達4K，也多半須透過電腦進行後製轉檔，才能上傳Youtube、Facebook等影音平台，很少能做到4K VR影音即時串流直播，原因是缺少了在攝影機中即時進行4K影像拼接(Stitch)的關鍵技術。 拼接技術原理聽來簡單，但實際上隱藏了許多專業技術知識與「眉角」。周辰威說，拼接要做得好關鍵在於演算法，這方面的技術挑戰度極高，很多業界廠商都曾經投入人力物力進行研發，最後都鎩羽而歸；另外，影像處理晶片也扮演重要角色，兩者必須達到最佳匹配，尤其對消費性應用，更要兼顧效能、功耗與成本考量。 以現階段來說，專業級360度全景攝影機都已能做到即時4K拼接，這類機種由於使用多顆魚眼鏡頭，拼接處理更為複雜，演算法運算量極大，故多使用現場可編程閘陣列(FPGA)進行拼接運算。不過，FPGA價格偏高，不適合用於消費市場，也因此目前能即時、快速處理4K影像拼接的消費性機種仍相對稀少。 揉合硬底子/軟實力　信驊影像拼接方案顯威 看好VR與360度全景攝影機發展前景，信驊自3年多前即開始積極布局，並藉由收購影像相關矽智財(IP)切入360度全景攝影機影像處理晶片市場，歷經2年多潛心研發，2018年成功以專利技術打造出首款以硬體電路方式實作拼接演算法的影像處理晶片Cupola360，為消費性360度全景攝影機實現4K即時影像拼接，帶來新的發展契機。 周辰威表示，今年台北國際電腦展(Computex)，信驊再乘勝追擊，不僅演算法更加精進，晶片規格也提升至可支援6顆500萬畫素鏡頭，讓影片解析度可達5.7K，相片解析度達8K(3,000萬畫素)，並且可支援RTMP/RTSP等即時串流協定，讓合作廠商更容易進行開發。 周辰威指出，Cupola360是以硬體電路方式實現晶片內影像拼接，由於演算法設計獨到，因此只須使用一般規格的ARM架構處理器，即可達成即時360影片串流與直播，且同時兼顧效能與耗電量。他進一步強調，市面上360度全景攝影機就算用PC做拼接，一分鐘的影像轉成一分鐘拼接好的影片，至少要花四分鐘以上，而藉由Cupola360方案，能做到即時拼接，讓使用者拍攝完後就可上傳Youtube等平台，而毋須再透過PC轉檔處理。 據悉，信驊在消費性360度全景攝影機方面，已有成功的合作案，並已開始貢獻營收，很多廠商都已緊鑼密鼓在開發產品，如台灣新創公司dp smart即採用Cupola360開發產品ROGY，並已在Kickstarter成功募資，預計2019年9月開始出貨。 周辰威進一步談到，為了解決內容缺乏的問題，已有VR頭盔製造商希望與信驊合作開發消費性360相機，可以跟他們的頭盔一起搭售，讓買頭盔的消費者不用擔心內容受限的問題，進而刺激市場普及率。 Google、Apple添柴薪AR市場再掀熱潮 不只VR應用有了新的成長動能，近期Google、蘋果(Apple)接連的市場舉動，也為AR再掀發展熱潮。 首先，5月初Google I/O 2019開發者大會上，到處可見AR的應用，許多主題演講也都談論到AR，包括Google Search和Google Maps也開始導入AR。接緊著5月下旬，Google更揭曉了全新改良的第二代企業版Google眼鏡(圖3)。 圖3　第二代企業版Google眼鏡採用高通Snapdragon XR1處理器開發而成。 資料來源：Google Blog 企業版Google眼鏡最初是於2017年7月推出，已被用於物流、製造、現場服務等多種產業領域，幫助工作人員更有效率的完成作業，同時改善完工品質並降低成本。第二代版本則是基於客戶採用後所給予的回饋進行改進，能進一步提升企業員工效率；此外，它採用Android作業系統開發而成，可更容易與客戶的服務和應用程式介面(API)進行整合，將有助吸引更多開發者，並進一步擴張Google在企業AR市場的版圖。 至於蘋果則是在6月初年度開發者大會(WWDC 2019)，宣布推出ARKit 3、RealityKit和Reality Composer三個主要的AR開發工具。 ARKit是在iOS上開發AR的基礎工具，2017年WWDC時首度推出，可讓開發人員利用動作追蹤建立應用程式，同時預測空間和環境光。最新的ARKit 3則聚焦在人們如何與AR進行實際互動。 RealityKit是新的開發者工具，能讓開發者完成寫實渲染(Photorealistic Rendering)、環境映射(Environment Mapping)，以及動畫、3D音效和動作模擬等逼真特效。 Reality Composer則是蘋果為iOS、Mac和新iPadOS打造的新應用程式，可讓從來沒有建立過任何3D應用程式的開發者，透過簡單的拖放操作，建立起他們的AR體驗原型。 除了推出三款AR開發工具，市場也傳出蘋果將於2019年底至2020上半年間推出首款智慧眼鏡。這項傳言，正好與蘋果推出三款AR開發工具的新動作，相互呼應，因為開發者須要盡快利用這些工具，打造出各種消費性或企業用應用程式，才能在蘋果智慧眼鏡正式推出時，提供多樣豐富的選擇。 產品未出就受業界青睞蘋果AR眼鏡先聲奪人 另一個值得一提的是，蘋果智慧眼鏡雖然還未推出，但一項針對AR/VR業內人士所做的調查報告顯示，已有43%的人想選擇該公司的產品，進行相關產業應用，使其躋身前三大最重要的智慧眼鏡平台供應商之列，僅次於微軟(Microsoft)和Magic Leap(圖4)。 圖4　蘋果智慧眼鏡產品雖然還未推出，但已獲得43%業界支持。 資料來源：Digi-Capital(5/2019) 這是由矽谷專門進行AR/VR市場研究的顧問公司Digi-Capital，和擴增實境世界博覽會(Augmented World Expo, AWE)主辦單位，在2019年第二季針對AR/VR業內人士所共同進行的一份調查，突顯出蘋果在業內支持方面的競爭優勢。 Digi-Capital董事總經理Tim Merel指出，消費性智慧眼鏡要擴大市場規模，有五大挑戰：包括超強裝置、全天候電力、行動連結力、應用程式生態系，以及價格。從這五項挑戰來看蘋果可能推出的智慧眼鏡產品，就不會對這項調查的結果感到意外。 Merel認為，一款超強裝置能獲得較多市場關注；雖然蘋果近幾年的產品呈現出演進而非革命性的創新，但優良的設計品質仍是表現出眾，因此其若推出智慧眼鏡，競爭力勢必非同小可。 至於電力挑戰，則可透過「與智慧手機連結」的產品形式來解決。Merel進一步分析，在電池技術還沒有重大突破之前，一副輕巧且處理大量AR作業的獨立式AR智慧眼鏡，若沒有額外使用電池包或可熱插拔電池模組，將很難維持全天運作。除非蘋果檯面下擁有秘密的電池技術，否則與智慧手機連結的智慧眼鏡，將會是克服目前電池技術挑戰的務實設計方案。 而如果是採用「與智慧手機連結」的產品形式，則行動連結力就不成問題。另外，5G網路的商用也會對行動連結力帶來正面幫助。 應用程式生態系對蘋果來說，更是一大強項。蘋果iPhone原本就建立起相當完整且龐大的應用程式生態體系，再加上自2017年開始，該公司就已發布ARKit套件供開發人員建立各種AR應用，因此整體生態系至2020年底時，已擁有約3年的ARKit開發經驗，一旦蘋果推出智慧眼鏡，開發者生態系的支援將可隨時就緒。 Digi-Capital調查報告也指出，2019年蘋果ARKit的安裝量預估將接近750萬台，2020更將上看8億台；與Google...

研華/NVIDIA合作　打造從雲到端解決方案 在本屆Computex展期間，許多工業電腦相關領域業者均發表支援機器學習功能的產業用運算解決方案，例如全球工業電腦龍頭研華，為滿足物聯網與人工智慧時代，各種嵌入式裝置對運算力的需求，宣布和NVIDIA結盟，共同提供從端到雲的AI解決方案，將人工智慧與物聯網中的各項技術及智能系統結合，落實AIoT的高運算表現。 研華工業物聯網事業群總經理蔡淑妍表示，研華近年來聚焦物聯網行業方案發展，累積許多行業專注知識與需求，設計符合各行業應用的工業系統平台。研華加入NVIDIA的Jetson技術生態圈，恰好補足研華於AI邊緣運算領域的應用，進而打造全球首套Jetson Nano行業專屬邊緣端運算電腦平台。 研華以硬體系統開發能力為基礎，推出全球首套基於Jetson Nano硬體平台的邊緣端運算系統平台MIC-710IVA，此舉將促使研華與輝達共同搶攻人工智慧邊緣運算(Edge AI)於智慧城市監控市場領域。該系列展品已於2019年3月在美國舉辦的GPU技術大會(GTC 2019)首度登台，與NVIDIA全新的Jetson Nano同步亮相。 而在雲端資料中心方面，研華長期以來在雲端伺服器端採用NVIDIA的GPU，打造專屬AI推理和深度學習GPU伺服器。研華所推出的超高密度運算GPU伺服器通過輝達Tesla T4測試(NVQual)，儘管在1U機箱內放置5張GPU卡，還是能排除GPU運算時所產生的熱當問題，以維持GPU資料處理功能，保持絕佳的網路靈活性。 使用NVIDIA GPU卡的伺服器能滿足大數據時代下AI深度學習需求，特別是視覺影像辨識在智慧工廠如工業視覺檢測設備(AOI)、智慧交通如車流辨識、智慧農業與醫療影像等應用。 蔡淑妍最後補充道，邊緣智慧、高效能運算，將是落實AI應用的最後一哩路，因此研華與輝達成為合作夥伴後，將更積極向全球展示人工智慧從端到雲的應用，一同聯手協助企業將AI落實在智能製造、智慧交通，以及各式智慧城市應用上。 凌華看好GPU邊緣運算商機 在工業電腦領域同樣享有盛名的凌華，在本屆Computex期間同樣主打基於GPU的運算解決方案。NVIDIA EGX平台將一系列凌華和NVIDIA AI技術，與來自Mellanox和其他供應商的安全、網路和儲存架構功能相結合。在全球最大規模的產業中，包括智慧製造、醫療保健、航太和國防、運輸、電信和城市，許多公司透過凌華科技的邊緣AI解決方案，迅速且安全地從邊緣到雲端部署AI。 凌華科技在本屆Computex期間發表的解決方案包含邊緣伺服器、AI NVR、交通管理、機器人控制器等邊緣裝置。凌華的邊緣伺服器採用Tesla GPU，是電信級的多用途高擴充性邊緣平台，可提供營運商及其客戶運用NVIDIA的先進GPU技術快速建構和服務。 AINVR則是精簡型的多通道AI NVR，採用NVIDIA Jetson Nano技術，尺寸、重量和功率(SWaP)皆符合公共運輸和門禁管制的身分偵測和自主追蹤需求。 DLAP-201-JT2則是一款整合NVIDIA Jetson TX2的邊緣運算平台，可加速物體偵測、識別和分類的深度學習工作負載。可應用於即時分析交叉路口的交通流量，實現交通管理優化、改善智慧公車服務、加強安全監控，並實現更多智慧城市和智慧製造應用。 M300-Xavier-ROS2則是無風扇機器人控制器，運用NVIDIA Jetson AGX Xavier伺服器等級效能，實現自主移動機器人(AMR)的自主導航。 宸曜發揮機構設計實力　雙GPU散熱不成問題 工業電腦業者宸曜科技也在本屆Computex展出多款以GPU為核心，可支援機器學習的硬體解決方案。 事實上，百度的阿波羅開源自動駕駛計畫，就是採用宸曜的Nuvo-6108GC車載運算設備，基於該款設備的開發經驗，宸曜推出全球首款兼具工業電腦和車載應用設計，並支援雙GPU的人工智能平台Nuvo-8208GC(圖1)，專為搭載兩組高階250W NVIDIA GPU圖像顯示卡的需求而設計，它在浮點運算(FP32)中可提供高達28TFLOPS的超強GPU運算效能，特別適用於當代尖端的GPU加速邊緣運算科技，比如自動駕駛、視覺檢測、即時臉部辨識與移動監控等應用。 圖1　宸曜推出可搭載兩張GPU板卡的嵌入式運算設備，可做為自駕車的大腦。 於人工智慧平台方面的新品尚有Nuvo-7164GC與 Nuvo-7166GC，其為強固型嵌入式工業等級的AI推理人工智能平台，專為語音辨識、影像和圖形識別，以及電子商務推薦系統等高階推理運算應用而設計。Nuvo-7164GC與Nuvo-7166GC支援 NVIDIA...

Google推出雲端遊戲機Stadia，要把雲端虛擬化帶到遊戲領域，Google宣稱，只要有網路，就可以在任何有螢幕的終端上玩到高畫質的PC遊戲。 然而雲遊戲串流並不是新的概念，早從近10年前就已經有廠商投入這塊市場的發展，但包含Google、微軟和Amazon，都選在2019年這個時間點，要先後加入雲端遊戲的行列。不過，為何在這個時間點推出？這些雲遊戲服務業務的布局又會影響哪些行業？甚至最關鍵的一點，雲遊戲服務成功擴大遊戲消費族群，挑戰傳統包含PC、主機甚至手機等遊戲生態？ 微軟/Amazon相繼跟上Stadia腳步 Google曾在2018年與UBI Soft合作進行Google Project Stream專案，可以在Chrome上直接串流玩「刺客教條：奧德賽」這款遊戲，而這也可以視為Google進軍遊戲串流服務的前期暖身工作。 隨後在2019年3月的GDC 2019(Game Developers Conference 2019)大會上，Google正式宣布了Stadia計畫(圖1)，要利用定制的雲端伺服器提供不限終端類型的遊戲串流遊玩服務，而根據Google的說法，每個遊戲玩家可以分到的遊戲性能將可遠遠超越PS4 Pro與Xbox one X。 圖1　Stadia Pro訂閱服務每月收費9.99美金，提供4K解析度的高畫質串流方案。 而Google隨後在6月6日的E3展前新聞訊息中，宣布了開通服務國家以及收費方式，首波僅有14個國家開通服務，2020年才會開通更多國家的支援，並提供免費的Stadia Base服務，免費服務可能會通過廣告營利。另外，提供串流的手機產品一開始也僅限於自家的Pixel；至於在收費方式上，與預期的相同，會同時提供訂閱至與賣斷制的服務。 而在遊戲領域耕耘已久的微軟也沒落後，同樣在3月的GDC大會上向遊戲開發者展示了自己籌備已久的雲遊戲服務Project xCloud(圖2)，與Google同樣的是，該服務也會推向所有配備螢幕的個人終端上，不過截至目前為止，還沒有針對E3展釋出太多關於雲端遊戲服務的消息。 圖2　微軟的Project xCloud要把遊戲串流到所有有螢幕的設備上。 而Amazon早在2017年收購雲遊戲服務公司GameSparks，該公司支持PC、手機和遊戲機等各種遊戲終端。擁有跨平台的相容性，並支援所有主要的引擎和商店，比如Unreal、Unity、PS4、XBOX、iOS、Google Play和Steam等，客戶包括Rovio、育碧、Square Enix和Bandai Namco等大型工作室以及一些獨立開發者。Amazon和微軟及Google著眼點不同，並不只是要瞄準雲遊戲串流服務，而是要把所有的遊戲公司導入自己的雲之中，不論遊戲的執行平台是什麼。 雲端遊戲早期受網路頻寬限制無法普及 雲端遊戲其實並不是什麼新鮮的玩意，最早在2010年，OnLive就已經在美國正式提供遊戲線上點播與串流服務(圖3)。2012年NVIDIA則是提出GRID遊戲雲服務計畫，希望透過網路串流，把高階遊戲體驗直接呈現在離玩家最近的螢幕上。 圖3　OnLive是全球最早的串流遊戲服務公司。 包含Sony、微軟在內等遊戲機公司，與Netflix以及Amazon這些網路串流公司，亦先後計畫進軍這塊市場。另外比較知名的還有加拿大的Shadow、以及源自波蘭的VortexWork等。 OnLive是全世界最早的雲端遊戲串流服務供應商，不過在當時的網路頻寬環境的限制下，其市場並沒有拓展得非常成功，而最終該公司在2015年被Sony所收購，成為Sony旗下遊戲串流服務的的技術基礎。 隨後NVIDIA加入了串流遊戲服務的戰場，該公司希望通過對硬體平台與系統生態的建立來布建雲端遊戲串流服務。然而，NVIDIA的布局並沒有成功，從2014年正式提供服務之後，始終沒能在遊戲玩家族群中占有一席之地，而Shield相關產品則是因為消費者反應冷淡，而接連退出市場，GRID伺服器雖然一直存在，但主要用途還是以其GPU虛擬化提供專業運算或者是繪圖工作使用。 Netflix與Amazon亦先後被揭露進軍雲端遊戲串流服務的意圖，Netflix在2018年被揭露與Telltale Games合作，布局雲端遊戲業務，而Amazon則是在工作職缺上直接透露了與雲端遊戲業務相關的職務內容，被認為是進軍雲遊戲串流服務的訊號。 5G環境將是雲端遊戲發展契機 5G的最大重點，在於更高的頻寬與更低的延遲，根據Google推估的雲遊戲串流頻寬需求，如果要使用4K解析度，那麼至少要30Mbps。 Google提到，2018年時他們通過Project Stream服務驗證1080P 60P的傳輸頻寬需求，大約在25Mbps，而通過編碼的最佳化。當Stadia正式上線時，雖然4K解析度的圖素數量是1080P的四倍，但只需要30Mbps的頻寬就可以達成。當然，如果網速低於30Mbps，Stadia還是可以動態提供更低的解析度讓玩家使用。 前面也提到Stadia或其他雲遊戲服務提供者，都把移動終端當作一個重要的遊戲執行載體，因此移動通訊的傳送速率和延遲就顯得特別重要。以目前4G基頻技術所能達到的最高規格，也就是CAT 20來看，可以達到2Gbps的下行傳送速率，也就是2000Mbps，乍看之下已經遠遠超出Stadia的基本要求了，所以在4G下面不只可以跑4K，甚至可以跑8K解析度了？ 然而，問題不在頻寬，而是延遲。目前4G網路的編碼與傳輸特性，其平均延遲約為50ms。用比較簡明的例子來解釋，使用者在本地端進行遊戲，從鍵盤、滑鼠或搖桿輸入操作指令，傳輸到電腦/主機，然後在畫面上呈現出操作結果，若是單機遊戲，其平均延遲約在16~30ms以內，而如果是網路遊戲，在一般優秀的網路環境之下運算訊號來回之後，可能在60ms左右。 不過，4G網路本身的平均延遲約在50ms，訊號來回之後造成的總延遲就超過100ms，而一般人類玩家所能感覺流暢，而不會有延遲的延遲極限約在70~130ms，因此，加計操作訊號輸入與編解碼的延遲後，玩家可能就會感覺到明顯的延遲，也就是從操作訊號輸入，到畫面顯示出對應的動作時，會有慢半拍的感覺。 5G網路之所以重要，在於其本身的傳輸延遲可以低到1ms以內(圖4)。換言之，如果雲遊戲伺服器的編碼效率以及本地端的解碼效率夠好，那麼在5G網路上的雲端串流遊戲理論上可以得到無限接近於本機遊戲的體驗。 圖4　5G的低延遲特性可能是推動雲端串流遊戲服務的最大動力。 而這也或許是包含Google、微軟、Amazon等公司都要在2019年或2020年推動雲遊戲串流服務的最大關鍵。當5G普及，只要有正常表現的網路環境，都能夠得到良好的遊戲串流體驗。而隨時隨地都能玩3A遊戲，那對玩家，或者是對遊戲開發商，都是極大的吸引力。 雲端遊戲改變遊戲產業非一蹴可幾 從包含Google在內，有這麼多雲服務龍頭廠商進軍雲遊戲市場，將遊戲擺到雲上通過隨選的方式進行遊玩，對遊戲產業會造成什麼影響？此一趨勢不只是簡單以運算工作擺在雲端或者是本地端的差別來看，而是要從這種服務類型對整體產業的影響來分析。 從傳統單機遊戲的銷售獲利模式來看，對遊戲公司而言就好比蓋了房子，原本都是自己賣房，但現在有了這些雲遊戲物業公司，號稱可以通過租賃規劃來創造持續的收入。 然而這對遊戲公司而言，是好事還是壞事卻很難說。首先，傳統單機遊戲銷售方式都是通過遊戲分銷通路來進行，不論是從傳統實體通路，或者是從Steam或之類的網路通路(圖5)，基本上走的都是賣斷制，而賣斷制的遊戲行銷非常重視前期的銷售成績，根據統計，多數遊戲的首月銷售額占了整個遊戲生命週期的9成以上，也就是說，前期的銷售成績幾乎決定了一款遊戲的商業表現。 圖5　做為全球最大的遊戲銷售平台，Steam也曾想要加入串流遊戲服務的行列。 遊戲的成本包括了開發成本與行銷成本，而行銷向來都是遊戲成本中最大的一環。在3A遊戲大作中，行銷成本超出實際遊戲開發成本的比比皆是，而遊戲開發的資金很多都是來自於遊戲工作室的自行融資，或者是母公司注資，而這些融資行為講求的都是在遊戲上市之後能夠快速換現，藉以抵銷開發成本，而平衡資金流。 單機遊戲行銷週期多半集中於遊戲銷售前的數周到數個月，並持續到遊戲正式銷售後的一段時間，其最大的重點在於衝高前期銷售的成績，而後續的支援服務，包括修「臭蟲(Bug)」或其他體驗改善工作，則是偏長尾的工作，由於遊戲銷售成績已經在前期就已經定了，這些後續工作的目的主要還是在商譽的維護，以及儘量拉長遊戲生命這兩點。 若場景轉換到雲遊戲創造的租賃模式，雲遊戲服務商成為平台，單機遊戲廠商就必須支付上架費，並從後續的訂閱玩家收取分成，那麼對單機遊戲廠商而言，最大的影響在於行銷以及後續的口碑維護成本支出的比例分配上。 若是採用雲遊戲平台的租賃模式，收入主力轉為長期的分成，那麼遊戲公司就無法採用短期集中打擊來衝高銷售的策略，而是要走向長期經營，這對於遊戲開發商而言，恐怕負擔會比現在更重。那麼，Google的Stadia，或者是之後微軟和Amazon的雲端遊戲服務似乎不大樂觀？倒也未必。 以低門檻擴大遊戲玩家族群 Google、微軟或Amazon等公司作為全球最大的幾家雲端運算服務商，若要提供雲遊戲串流服務，那麼肯定是要以自家的雲端運算基礎建設作為最大的武器來吸引遊戲開發商，同時，雲端運算可以大幅降低終端的運算負載。 換言之，過去因為難以負擔高成本硬體，而和3A遊戲無緣的玩家，可以透過雲遊戲服務這種相對低成本的方式來體驗最好的遊戲效果，理論上可以大幅增加遊戲人口，雖然過去3A大作利用賣斷的方式達到快速換現的目的，但透過玩家總量與觸及率的增加，還是有機會從租賃分成達到不下於、甚至超越賣斷制的收入表現。 另外，考慮到現實玩家族群的分布狀況，目前超過9成以上的遊戲玩家屬於輕量玩家。從遊戲人口分布結構來看，輕量化遊戲，包括手遊或者是小型PC遊戲擁有最大的玩家比例，然而輕量遊戲玩家並不一定真的只愛好休閒遊戲等輕量遊戲，而是他們手頭上的機器，包含電腦或手機，性能不夠強，以致於只能執行輕量遊戲之故。 從遊戲人口比重來看，根據NVIDIA的統計，全球PC遊戲玩家將在2020年超過14億，對比Google在2018年發布的手遊市場報告，該報告指出，手遊玩家在2018年已經超過22億人，而2021年將成長到26億人(圖6)。重點是，PC遊戲玩家和手遊玩家其實有相當大的重疊，因此基本上可以把手遊玩家當作整體遊戲人口的代表數字。 圖6　全球手遊玩家將從2018的22億人成長至2021的26億人。 另外，作為比較，玩得動3A遊戲的PC遊戲玩家基本上是各類遊戲大作的消費主力，若是以最暢銷的3A遊戲「巫師3」作為基準，該遊戲在PC與主機的銷售比重各半，該遊戲總銷量約4,000萬套，PC平台估計有2,000萬套，另外加計其他不同類型遊戲的偏好誤差，以最樂觀的估計，能玩得動3A大作的全球PC遊戲玩家總量可能就僅僅在數千萬之譜。 那麼，雲串流遊戲所瞄準的目標遊戲人口規模指標應該怎麼定？以雲遊戲服務廠商所能覆蓋的螢幕類型來看，基本上可以把所有輕量玩家列入目標受眾，如果以Google報告中的手遊玩家為數量基礎，那麼起碼是超過20億的遊戲人口。換言之，透過雲端串流，這20億的遊戲人口都可以成為高端3A遊戲的潛在訂閱客戶。 由於雲遊戲串流服務的運算工作都在雲端完成，終端只是作為顯示和操作訊號的接收之用，若能夠弭平運算性能需求，那麼對於擴大需要高成本投入的3A遊戲的遊戲玩家族群，會有立竿見影的效果，而這也就成為吸引3A遊戲大作登上Stadia等雲遊戲平台的最大動力，而3A遊戲的畫面效果與遊戲深度也能有更好的市場空間來發揮。 轉換到雲服務平台可消除玩家服務數量落差 除了有機會擴大PC遊戲大作的玩家族群，Google或微軟、Amazon等雲服務廠商還可以通過提供後端的服務來提高PC遊戲開發商的平台轉換意願。 首先，不少遊戲已經從純粹單機轉為須要聯網才能進行，甚至合作遊戲或對戰的功能也需要強大的後端伺服器的幫助才有辦法達成，而這在過去都是要由遊戲開發商自行建立後端的網路服務或者是租用雲端運算廠商服務來達成，而常見的情況就是，遊戲廠商可能會錯估使用者的數量，導致服務容量不足的窘況。 就現有的雲遊戲服務模式而言，若能夠把遊戲需要的前後端網路服務都交給Google(圖7)或微軟等雲服務商來處理，那麼這種玩家服務數量的預期與實際狀況的落差就可以徹底消除。另外，遊戲除錯與更新也需要相當高的成本，尤其遊戲大作的更新可能動輒達數GB的容量大小，如果玩家的網速不夠快，光下載個更新可能就要花上一整天。 圖7　Google針對遊戲的雲端服務架構。 由於雲遊戲串流基本上除錯更新，或者是改版、增加額外遊戲內容等動作都在雲端上完成，不需要終端參與，因此對玩家或開發商而言，這種額外的傳輸頻寬負擔就可以降到最低，管理方便性也會大為提升。 手機遊戲也將受雲端串流遊戲影響 遊戲可以說是推動硬體發展的重要關鍵，不只在PC端，移動端的系統也是如此，如果遊戲的運算負載由雲端接手，那麼終端的硬體發展可能就會受到影響，畢竟只要串流就可以玩到最高級別畫面的遊戲，那麼推動硬體升級，或者是新產品換代的動力也會相對降低。 尤其在PC端，過去高端消費顯卡或者是高端處理器基本上最大的消費族群都是來自PC遊戲玩家，如果玩家轉往雲端，那麼終端，也就是這些顯卡、處理器的銷售動能肯定會受到不小的影響。 但也不用太過擔心，畢竟像英特爾或NVIDIA等晶片供應商，可以把他們的晶片轉賣給雲端運算廠商，畢竟如果雲遊戲要能夠應付數量龐大的遊戲玩家，也需要有相對應的算力供給，所以對這些晶片廠商而言，不愁他們的晶片沒有出路，反而消費端的出貨減少，更能提升他們的整體利潤(圖8)。 圖8　對NVIDIA而言，將GPU銷往伺服器要遠比遊戲玩家更賺錢。 另一方面，手遊玩家族群若能夠透過雲端串流接觸到這些在操作體驗針對行動平台最佳化的3A遊戲大作，也可能會影響到傳統在移動平台上開發遊戲的廠商。 由於手機上的遊戲大作在深度或者是體驗方面都不如各種3A遊戲大作，如果輕量遊戲玩家能夠在不增加硬體成本負擔的前提下玩到3A遊戲，由於時間有限，對既有的行動遊戲開發商就會造成排擠效應。而行動廠商可能就必須更專門的針對行動特性來開發遊戲，比如說即時與環境互動的AR遊戲等。 業者是否有完善雲基礎設備是發展重點 有不少人對雲遊戲伺服器能否持續穩定的性能輸出抱持懷疑，若以最極端的假設狀況，如果同時間所有的遊戲訂戶都在執行同一款高畫質的3A遊戲大作，那麼廠商的雲基礎建設是否能夠負擔？ 當然，以遊戲大作上市的規律和熱度來說，這種情況的確有可能發生，所以遊戲伺服器建設可能就要用最高限度的負載預期來進行規畫，那麼在一般時間負載沒有很大的情況之下，這些多餘的算力是否會形成浪費，甚至建設伺服器的成本和將來能創造的營收預期是否達成損益兩平或是創造獲利也是疑問。 另外在遊戲方面，微軟本身已經有強大的第一方遊戲，也和廣大的協力廠商遊戲公司有著長久並良好的關係，但Google在遊戲行業中算是新手，也缺乏和協力廠商遊戲公司的關係經營，要如何說服更多遊戲公司加入Google的行列，恐怕難度會比微軟更高。 另一方面，就遊戲本身而言，在租賃的模式下，遊戲產生的資料的擁有權歸屬為何？而Google也提供了買斷模式，也就是讓玩家擁有該遊戲的擁有權，只要在雲平台上購買了該遊戲就能在雲平台上遊玩，亦或者消費者可以針對特定遊戲進行訂閱，不需要包裝訂閱所有平台上的遊戲串流服務。 然而，此種方式也衍生一個問題，便是這種虛擬擁有權如何確保，若雲遊戲服務商停止服務，那遊戲以及遊戲產生的資料又該如何歸屬？而Google另外提出的免費服務方式，是否能夠藉由插入廣告或其他方式創造獲利，其實也是對遊戲廠商信心的一大考驗(圖9)。 圖9　在遊戲內插廣告或許會成為另一波盈利模式。 至於在遊戲的推送與訂閱平台方面，Google擁有Youtube這個全球最大的串流平台，Google也預計將把Youtube和將來的Stadia進行結合，直接在Youtube遊戲頻道上提供遊玩服務(圖10)，Amazon則是擁有Twitch這個最熱門的遊戲直播頻道，而Amazon Prime更是全世界最大的付費雲服務綜合平台之一。 圖10　Google或將利用Youtube遊戲頻道作為雲端遊戲服務入口。 相較之下，微軟雖然沒有自己的遊戲頻道，但是微軟擁有全世界使用率最廣的Windows作業系統，因此三家即將提供服務的雲遊戲廠商仍屬平分秋色。 雲端遊戲仰賴高網路品質 微軟、Google和Amazon在2019年先後加入雲遊戲行業，是否代表了傳統的本地端運算為主的終端遊戲產業會走向式微？或許有可能，但雲遊戲服務需要相當高的網路品質，而絕大多數國家的網路基礎建設都可能還未達到其基本需求，即便是Google，首波開通服務的國家也僅有14個。 因此雲遊戲服務公司能以多快的速度滲透遊戲產業，改變現有遊戲生態，其實目前還沒有定論，而5G雖然也被認為是雲遊戲服務的重要推手之一，但網路建設的速度如何？能否像過去4G網路般快速普及？這也是這些雲遊戲服務廠商所需要面對的問題，而這些問題無法由微軟、Google或Amazon自行解決，只能等待環境成熟。

5G、人工智慧(AI)等應用推升資料傳輸量持續上升，因應此一趨勢，各種傳輸標準也紛紛更新原有規格，朝更快、更大的頻寬、速度邁進。例如 USB-IF正在加快USB 4標準制訂作業，預計將頻寬拉高到40Gbps；而MicroSD Express則是結合PCIe，將傳輸速率提升到最高985MB/s。 USB-IF加足馬力　USB 4標準即將底定 隨著USB與Thunderbolt介面融合的趨勢底定，USB-IF正在加快USB 4標準的制訂作業。USB-IF主席Jeff Ravencraft表示，按照目前的時程規畫，USB 4標準可望在2019年中，也就是未來兩個月內發布，對應的相容性測試規範則正在同步制定中。USB 4將納入Thunderbolt協定，並一舉把頻寬拉高到40Gbps，同時向前相容USB 3.x與Thunderbolt 3。 Ravencraft表示，藉由USB 4，使用者將可很輕鬆地建置出多螢幕作業環境，例如在這次採訪過程中，其所使用的簡報資料就是存放在一台平板電腦上，並利用USB介面將螢幕訊號傳送到另一台顯示設備，以便和記者進行討論跟交流。 除了新的協定標準之外，由於訊號傳輸頻寬更高，因此訊號衰減的速度將變得更快，必須用品質更好的線纜，甚至主動線纜來補償。因此，USB-IF將進一步推動更嚴格的線纜認證規範，並計畫推出進階版的主動式線纜規範。目前USB Type-C的主動式線纜可讓使用者在5公尺以內得到USB標準所要求的通訊頻寬、電力傳輸與顯示功能，但USB-IF技術長Rahman Ismail表示，未來的目標是要讓USB在50公尺外仍可提供10Gbps的傳輸頻寬。這對於USB介面進入工廠自動化等其他應用場域，是相當關鍵的。 除了傳輸性能外，由於快速充電的崛起跟普及，現在USB纜線上承載的能量越來越大，這也使得線纜的品質不僅攸關傳輸性能，還會影響到使用者的生命財產安全。因此，USB-IF也呼籲，業界不要在產品設計上偷工減料，推出無法通過USB-IF驗證的線纜產品，消費者也應該認清一分錢一分貨的道理，不要為了貪小便宜，購買品質低劣的線纜。 但USB-IF也理解，光靠道德呼籲無法解決問題，且許多USB-IF的成員，也深受劣質充電器、線纜所帶來的困擾。舉例來說，當使用者用劣質的充電器、線纜為平板電腦充電時，若發生火災意外，第一時間一定是找平板製造商要求賠償，而不是劣質線纜、充電器的製造廠商。因此，USB-IF在2019年初已正式推出Type-C安全驗證機制，只有在主機、充電器跟線纜三方彼此認證通過後，才會進入快速充電模式，否則只會用標準充電速度，以策安全。 滿足5G時代傳輸　MicroSD效能再提升 資料傳輸量與日俱增，特別是5G時代將出現更多大量、快速的資料傳送需求，以實現更多創新應用。因應此一趨勢，各種傳輸標準皆於近幾年釋出新規範，提升傳輸效率；而SD協會(SD Association)也跟緊腳步，發布MicroSD Express規範，將SD Express規範的優勢延伸至MicroSD，讓傳輸速率提升到最高985MB/s。目前儲存業者如Western Digital已開始積極布局，MicroSD Express產品預計將在2020年陸續出爐。 Western Digital市場產品總監林哲仲(圖1)表示，資料傳輸需求越來越大，以4G為例，目前4G頻寬已被大量的串流、社群影音占據，如Netflix、抖音、FB/IG上的短影片等。而到了5G時代，影音傳輸、儲存的需求只會越來越多，同時還伴隨更多的新技術，例如4K、8K、360度環景等。也因此，除了Wi-Fi、USB等標準不斷提升規格，SD記憶卡也須跟著進步，添加PCIe加快傳輸速率，以因應未來應用。 圖1　Western Digital市場產品總監林哲仲指出，資料傳輸的需求越來越大，特別是在5G時代會更加明顯，因此，SD協會便推出MicroSD Express規範，提供更高的傳輸速率。 事實上，MicroSD Express規範和2018發布的SD Express規範相同，兩者皆基於PCIe...