市場話題

  文 ｜ 萬岳憲 資策會MIC產業躍升事業群總監 我的驚喜就出現在一本2002年1月出版的美國時代雜誌(TIME)，封面故事是「全球25位最有影響力的人物(25 Most Influential)」，更有意思的是，封面上還貼了一張黃色的3M便利貼，很明顯就是我的筆跡，第一行寫著「上窮碧落下黃泉、動手動腳找東西」，然後就是從第二行開始的幾段文字，我快速的瀏覽紙條上的留言，發現原來這是我留給自己的「時空膠囊」，要自己在10年後，再重新檢視這則新聞報導的預測內容。 17年後的我，竟然就接受來自17年前的指令，認真的坐下來翻閱這篇封面故事，想看看TIME與CNN記者，在2001年底選出的25位全球最具影響力的企業領袖，到底是那些人？在這篇報導的引言中，有略述這25位企業領袖，雀屏中選、脫穎而出的理由，認為他們是在不久的未來，最能夠在產業裡，發揮廣泛持續的影響力，持續創造新產業，重塑市場與領導風格。 然後，我就拿著紙筆，重新根據報導內容的順序，整理成一個表格，可以讓我同時看到這25個人的姓名和企業名稱，並且在腦海中快速的回想自己記憶裡的歷史資訊，有那些內容可以與表列人物相呼應的。突然，有個奇怪的念頭閃進來：「怎麼沒有賈伯斯(Steve Jobs)和貝佐斯(Jeffery Bezos)？」這兩個人2001年的時候，正在做什麼呀！ 數位時代最有趣的，就是網路上會留下很多數位足跡，讓我們可以很方便的回溯歷史資訊，不像類比時代，要到圖書館或不同的新聞媒體單位，調閱許多片斷的資訊，再自行判斷整理出符合個人需要的資料庫。 根據維基百科的記載，賈伯斯在2001年1月推出iTunes Store的服務，提倡數位中樞的服務概念，不但為美國傳統唱片公司的音樂銷售模式，帶來破壞性的創新，同時也正在研發音樂播放器iPod，但是，也在2001年7月停售Power Mac G4 Cube電腦，對媒體宣稱這是一項失敗的產品。然後iPod銷售量在2005年突破2000萬台，蘋果公司就開始計畫研發可以打電話的iPod產品，最後在2007年推出第一款iPhone手機，影響全世界。 再來看看貝佐斯在2001年的時候，正在忙些什麼事？根據維基百科的記載，他忙著創辦藍色起源(Blue Origin)航空公司，實現他的飛行夢想，但同時也經營亞馬遜網站(amazon.com)6年；1999年TIME雜誌還選中貝佐斯為該年度的時代風雲人物，亞馬遜公司2001年第四季的財報顯示盈利，證實貝佐斯成功顛覆傳統的網路商業模式，是2000年網路泡沫後，罕見能夠生存且獲利的網路零售業巨頭。 為什麼TIME與CNN在2001年的觀察，對賈伯斯和貝佐斯兩人都不看好呢？我沒有答案，也無意去探索原因，我只是要藉由這個時空膠囊留言來提醒自己，不要被大量整理過的資訊，淹沒掉資訊判讀與識讀能力。 賈伯斯和貝佐斯沒有被TIME與CNN記者青睞，很可能受到當時的網路泡沫及Mac電腦宣告失敗的影響，讓記者們失去對這兩家公司產品未來發展的想像力。但是，這兩個人所發展的產品與服務，從2007年開始，就在這份名單公布的5年後，對全世界人類都產生了爆炸性的影響力。 在數位資訊充斥的今天，有許多重度網路使用族群，對於所身處網路環境或社群，每天傳遞的資訊深信不疑，甚至從不懷疑的成為二手資訊傳播者，不斷在封閉的社群環境裡，密集的散布不假思索判讀真偽的資訊，不但強化了同溫層的資訊密度，讓異質性資訊無法進入，而社群成員在吸收大量同質性資訊的過程中，就會逐漸形成引導行為模式發展的觀念，這是一個長期潛伏的「涵化」過程，觀念會引導行為，並產生被有限或偏執資訊宰制的行為結果。 美國傳播學者格伯納(Gerbner)在1967年提出「涵化理論」(Cultivation Theory)，初期的研究方向是想要探討人們長期觀看具有暴力內容的電視節目，對行為模式會產生什麼樣的影響。研究結果證實，長期接收暴力訊息會影響人們的行為，甚至改變自己對社會現實的認知。 在輸入關鍵字就可以找到資料的時代，讓我們不知不覺的失去「上窮碧落下黃泉、動手動腳找東西」的資訊蒐集與判讀能力。 我經常聽見大學生說「只要給我關鍵字，我就找得到資料」，在大學生的心裡，凡事一定有關鍵字，然後就一定可以從網路上找到，所以就很習慣的從關鍵字取得，來做為主要的學習記憶行為模式，甚至成為知識學習的起點。 藉由「涵化理論」可以讓我們來反思自己，目前身邊圍繞的資訊接收環境是不是過於同質性，再想想自己是否已經受到同質性資訊接收環境的影響，對訊息思考的角度愈來愈單向，甚至也是毫不懷疑別人傳遞給你的資訊的正確性？ 最近網路流傳一段中國大陸北京郵電大學生，自行拍攝的5G網速測試影片，已經累積3,240萬次的觀看紀錄。他在影片中反問自己，擁有5G網速後，可以為自己帶來什麼好處？甚至產業可以利用5G網速，再做些什麼事？ 吸引大量民眾觀看的不是他提出的這些問題，而是他在思考這些問題時，他反思不如回到4G剛剛要推出的年代蒐集資料，看看當時的社會大眾對4G網速的期待是什麼，媒體對4G未來的產業發展預測又是什麼。結果他發現，當時許多人想像的發展可能，與後來實際發生的結果，完全都不一樣。此時，他又反思，那我們現在又用同樣的方式來思考5G未來可能的發展方向，這又是個什麼樣的道理？(關鍵字：老師好我叫何同學)。

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...

本研究回溯2018年第四季全球5G市場的關鍵發展。其中包括美國營運商AT&T以及Verizon皆發表5G網路與裝置，並且詳細介紹2019年上半年新增更多裝置與擴大網路範圍的計畫。其他重要服務供應商5G進展，包括南韓三家營運商在特定區域推出5G服務；在歐洲，Vodafone與BT/EE皆進一步確立計畫，並且於2019年推出覆蓋範圍達一定程度的5G網路。另外，Three UK宣布推出固定無線存取(FWA)服務的計畫，希望能藉由5G成為英國固定寬頻網路市場的關鍵廠商。 服務供應商發展狀況 2018年，全球各大電信業者皆紛紛積極推動5G基礎建設，並同時推動更多裝置以及擴大網路範圍，5G相關服務已經在2018第四季相繼出爐。 AT&T推出行動5G服務 AT&T於2018年12月18日在12個城市部分地區推出5G行動網路，而幾天後Netgear Nighthawk 5G行動熱點裝置也上路。 AT&T表示，該5G行動裝置將會使用基於標準的商用行動網路，領先全球。公司計畫於2019年上半年將5G網路擴展至七個城市部分地區，包括：拉斯維加斯、洛杉磯、納希維爾、奧蘭多、聖地牙哥、舊金山，以及聖荷西。不過，在初始階段，該裝置與服務計畫並不會開放購買。 俄羅斯Beeline於莫斯科設立5G叢集 Beeline電信(母公司為Veon Russia)與莫斯科市政府簽署合作開發協議，範圍涵蓋城市內的通訊、資訊與電信技術。 基於合作協議，Beeline將執行虛擬實境(VR)與擴增實境(AR)、物聯網(IoT)以及智慧城市發展的試行計畫。Beeline計畫於2019年在莫斯科部署5G試行網路，並在城市內設立永久的商用5G小型基地台叢集(Cluster)。 南韓營運商同步推出5G服務 南韓SK電信(SK Telecom)、LG Uplus與韓國電信公司(KT)啟用覆蓋範圍有限的5G網路，供企業用戶使用。2019年第一季5G智慧型手機有望問世，三家營運商也計畫在屆時推出更普及的5G商用網路。 TIM/愛立信/高通展示5G NR毫米波技術 TIM、愛立信與高通表示已成功完成歐洲首個5G NR毫米波(mmWave)視訊通話。該通話採用具備智慧型手機規格的測試裝置，由高通5G數據機驅動，以及愛立信的網路基礎設施元件。測試的服務包括遠端駕駛汽車、VR、遠端控制工業機器人、遠端觸覺控制系統，以及多玩家互動AR電玩遊戲。 Tele2與Telenor將共同打造5G網路 瑞典電信公司Tele2與挪威電信公司Telenor宣布將合作於瑞典建立全國性5G網路。基於現有4G網路共享協議，兩家營運商已就推行細節達成共識，並計畫於2019年下半年開始執行。根據Tele2與Telenor最新計畫內容，其共享行動網路覆蓋範圍將擴大50%，並於2020年為首批消費者提供5G功能。5G網路部署預計從大城市開始，再擴及至渡假勝地。 希臘Cosmote進行5G測試 德國電信(DT)旗下的希臘Cosmote電信已於5G試點城市Zografou進行5G網路測試。該測試網速達12Gbps。Cosmote並與諾基亞合作展示多元5G使用案例，包括VR醫療程序模擬、全景通話、使用5G即時自動化與機器人協作來平衡一顆球，以及透過VR實現360度4K直播。 MTN/愛立信/Netstar於南非進行5G測試 MTN南非公司與愛立信宣布進行5G商用測試，將固定無線接入站點安裝在科技公司Netstar的Midrand總部。MTN南非公司表示，團隊正在討論推出必要額外頻譜的迫切性，應包括主要3.5GHz頻段的5G頻譜。 在實地部署後，MTN計畫測試其他5G使用案例。愛立信5G技術採用28GHz頻段，總工作頻寬達100MHz，使用愛立信的測試天線並整合無線電單元，以及英特爾5G FWA用戶端設備。Netstar員工可以利用多個W-Fi存取點連接5G測試網路。 Three UK支持5G家用寬頻網路 根據英國電信公司Three UK委託Ovum進行的研究指出，英國固網用戶達2,600萬，而5G FWA將可以取代85%的傳統固網連線，並提供相等或是更快網速，Three UK也預計推出此技術。研究指出，部署5G FWA的成本比光纖網路便宜近50%，而且可以更快實施，成為家用寬頻網路的可行替代方案。 Ovum首席分析師Dario Talmesio表示，考量光纖網路普及性低，部署成本又高，5G無線網路成為替代固網寬頻的可行方案。英國持續進行光纖網路部署，5G無線網路是更快且更具經濟效益的解決方案，以滿足消費者快速成長的數據需求。 EE宣布2019年5G啟用計畫細節 英國EE電信宣布於2019年在英國16個城市的鬧區推出5G服務，屆時也將發表5G智慧型手機，以及支援5G寬頻、具備外部天線的家用路由器。與此同時，EE也著手打造下一代5G核心網路，具備基於雲原生基礎架構的虛擬網路功能。首批於2019年升級至5G的1,500個地點占EE整體網路數據的25%，但僅覆蓋英國15%的人口。 EE的5G部署策略取決於鬧區的企業用戶與一般網路用戶數量，以及這些用戶的數據用量。EE將每個5G站點的傳輸速度升級至10Gbps鏈結，並於倫敦金絲雀碼頭地區與東倫敦試點測試新鏈結。最熱鬧的站點將有五個4G頻譜載波支援新的5G頻譜。 Vodafone確立2019~2020年於歐洲啟用5G服務 Vodafone跟進幾大本地電信商腳步，宣布2019~2020年將於歐洲推出5G服務，起初將鎖定人口密集的都市地區。Vodafone提到，5G的頻譜與能源效率皆提升，每GB的成本最高可以降低10倍，幫助集團在未來網路流量快速成長的情況下，仍能有效控制網路營運成本。 Turkcell與三星於土耳其進行首次5G直播測試 土耳其電信公司Turkcell與三星在土耳其推出5G直播活動，使用已經上線的5G網路進行4K超高清直播串流、雲端遊戲、360度攝影與VR串流。 該測試使用Turkcell基礎設施與三星5G FWA設備，此一測試也呼應該公司的5G發展野心，Turkcell目標是成為全球首批推出商用5G服務的營運商，並加速當地汽車、農業與醫療產業的數位化。 南非ISP業者Rain朝5G FWA邁進 南非網路服務供應商(ISP)Rain正著手推出5G固定無線寬頻服務，並找來華為和諾基亞合作。Rain的5G網路將首先應用在提供家庭和中小企業用戶超寬頻服務，最終導入物聯網、智慧城市與自駕車。Rain將利用現有分配到的頻譜及LTE網路，建構使用3.6GHz頻譜的5G網路。透過設施共享與利用現有基礎設施，有助於Rain以快速且節省成本的方式推出5G網路。 Telia更新芬蘭5G部署計畫 北歐電信集團Telia將於2019年在芬蘭啟用商用5G服務，使用近期於3.5GHz拍賣上得標的頻譜。在2018年第三季，Telia已在赫爾辛基市中心推出前期商用5G網路。該營運商表示，2020年前5G相關投資僅維持一定金額，到2020年後才會「逐漸取代」現有4G相關投資。這符合Telia的5G發展策略，也就是要及早瞭解5G帶給客戶的潛在價值。 Verizon推出5G服務 Verizon已於美國五城市特定區域啟用前期商用5G固定無線網路。名為5G Home的網路服務基於由Verizon領導的開放5G TF網路標準，該公司稱其為「提供超高速Wi-Fi的下一代家用寬頻網路服務。」 技術進展 2018年全球各大電信業者皆紛紛積極推動5G基礎建設，本節則是彙整各大電信業者與其合作夥伴於5G技術上有何新進展，以在2019年推出更多5G應用服務。 Verizon與三星在2019年初發表5G智慧型手機 Verizon與三星計畫於2019年上半年推出全球首款商用5G智慧型手機。1月時兩家公司展示概念驗證(POC)階段的5G裝置，由高通新Snapdragon行動平台驅動，搭配Snapdragon X50 5G NR數據機，以及整合射頻收發器、射頻前端與天線元件的天線模組。 兩公司表示，Verizon的5G行動網路將於2019年初上路並快速擴展。Verizon於2018年10月推出全球首個5G商用網路「5G Home」，在休士頓、印第安納波利斯、洛杉磯與沙加緬度正式啟用。 高通與關鍵合作夥伴奠定5G里程碑 高通與合作夥伴利用連接已上線5G網路的智慧型手機測試5G晶片組，朝5G大規模採用更進一步。AT&T、EE、Telstra以及Verizon、愛立信、三星、摩托羅拉、Netgear與Inseego皆計畫於2019年上半年起推出採用高通5G晶片組的5G服務。高通與諾基亞已實現在毫米波與sub-6GHz頻譜的空中下載(OTA)5G...

x86架構在個人電腦和ARM架構在手機或平板電腦的中央處理器地位已經形成了完整的生態，進入門檻極高，在現今的環境要取而代之是非常困難。但仍然有許多的機會在於周邊、嵌入式及新興應用等領域，如人工智慧、物聯網、5G、自動駕駛等，這都是RISC-V可營利的市場。為何我們敢如此宣稱這會是RISC-V的天下呢？ 摩爾定律趨近極限催生RISC-V 時勢與英雄，或許我們可以把注意力先轉移到時勢，而不是英雄的本身，來探討這件事情。 John Hennessy與David Patterson在2018年6月的ISCA圖靈講座發表「A New Golden Age for Computer Architecture:Domain-Specific Hardware/Software Co-Design, Enhanced Security, Open Instruction Sets and Agile Chip Development」，演說的內容闡述了一個事實。 Dennard Scaling與Moore's Law正逐漸在失效，晶片的性能、功耗及面積(PPA)的提升，不再僅僅依靠晶片製程的持續演進，但系統、軟體技術、科技應用仍將持續發展。這龐大的效能需求缺口，將驅使發展的動力轉移至處理器架構上，而特定領域架構(Domain Specific Architecture)變成另一種重要選擇。 更早在2017年6月的圖靈獎(Alan...

全球汽車電子業將迎接新的典範轉移。2019年初國際消費性電子展(CES)再度成為各大車廠角力戰場，除了各種配備先進的自駕車車款爭奇鬥艷外，創新的商用服務、車載娛樂及模組化設計，也成為展示新焦點。與此同時，車用電子供應鏈及相關零組件與半導體業者也火力全開，競相推出最新一代解決方案，為自駕車發展增添極大動能。 今年，具半自主駕駛能力的Level 3等級自駕車，將是全球車廠與車電相關業者的研發重心，而ADAS功能的升級，以及車載毫米波雷達與V2X車聯網等技術的突破，將是促成此一發展目標實現的重要關鍵。與此同時，自駕車資安風險問題也日益受到重視，如何通盤考量並落實亦是業者不容輕忽的課題。緣此，本活動聚焦車用電子關鍵技術與零組件，深入剖析其最新發展動向與應用設計對策，協助產業界加速布局車電市場，成功搭上未來自駕車商機。 車輛智慧化自動駕駛為終極目標 針對車輛智慧化的發展趨勢，車輛中心(ARTC)經理許文賢(圖1)說，產業將透過五大發展策略包括：自駕化(Autonomous)導入AI人工智慧、機器學習、深度學習與類神經網路等技術；連網化(Connected)汽車與其他汽車或交通基礎設施的網路連接；協同化(Cooperated)發展協同式智慧交通系統C-ADAS/C-ITS等；電動化(Electrified)達成移動零排碳，有效管理CO2；共享化(Shared)透過隨選需求服務(On Demand Service)搭乘自駕車。 圖1　車輛中心經理許文賢說，自駕車更可以降低人為疏失事故及老齡駕車、疲勞駕駛的安全疑慮，提升行的安全。 從駕駛的行為來看，自駕車更可以降低人為疏失事故及老齡駕車、疲勞駕駛的安全疑慮，提升行的安全。同時補強都會離峰時段或偏鄉司機人力短缺問題，發展社區自動駕駛車隊，促進共乘共享經濟。而自駕車導入的新興科技應用人工智慧、物聯網與電能，提升環境與生活品質。因此，自駕車技術已經成為各國科技發展的重點項目。 根據產業研究機構IHS報告指出，2030年全球預計有400萬輛Level4以上的自駕車，2035年更將成長到1200萬台，約占全球汽車市場規模9%。而另一研究單位則指出，到2030年，Level4和Level5等級系統將僅占全球市場銷售新車的4%，不過到2040年則會快速成長到超過25%。而在這樣的趨勢下，許文賢建議，為確保自駕車安全無虞，國內應該發展完整的自駕車法規與驗證能量；服務上，則應該利用台灣特有人車混流交通情境，發展創新的自駕運行模式；技術上，可以投入感知、定位、人機介面/車用網路、決策與控制系統等核心技術。 77/79GHz高頻毫米波雷達將成車用主流 車輛的發展從目標來觀察，德州儀器(TI)半導體行銷與應用嵌入式系統總監詹勳琪(圖2)提到，不外乎更安全、更綠能/環保、更多樂趣三大面向。所有的科技、電子系統、智慧化都是為此，以先進駕駛輔助系統而言，2019年預計將創造291億美元產值，2021年更將成長至373億美元；另外，這些主動安全系統或是自駕系統的發展，將直接帶動感測器的發展，2019年車用感測器需求約為41.4億顆，2021年還將一路成長到46.4億顆，未來五年，需求成長比重高達37.07%。 圖2　德州儀器半導體行銷與應用嵌入式系統總監詹勳琪說，該公司毫米波雷達直接切入發展77/79GHz的高頻雷達，並採用CMOS製程。 而車用雷達在不同的位置也有不同的功能要點，詹勳琪說明，安裝在側向與四角的稱為角雷達(Corner Radar)，前方測距的稱為影像雷達(Imaging Radar)，安裝於車後的為停車雷達(Radar for Parking)，還有安裝在車內負責感測乘客與生理跡象的雷達。以TI目前的毫米波雷達(mmWave Radar)為例，該公司直接切入發展77/79GHz的高頻雷達，並採用高整合度的CMOS製程。 針對不同的應用與整合度，TI發展了三個系列的產品，詹勳琪表示，AWR1243系列搭載四個接收器(4Rx)與三個發送器(3Tx)，主要應用在影像雷達，可以依照感測距離整合兩個或四個；AWR1642系列則是整合度更高的產品，搭載四個接收器(4Rx)與兩個發送器(2Tx)，並整合數位訊號處理器(DSP)，可應用在車內身體感測、乘客感測等，以上兩個系列都已經量產；2019年第二季，將針對高整合系列推出AWR1843產品，搭載四個接收器(4Rx)與三個發送器(3Tx)，可應用在車後停車雷達。 高頻雷達測試驗證提升產品可靠度 車規應用不同於消費性產品，可靠性、環境耐受度、生命週期的要求都更加嚴格，因此在設計與測試部分需要更完善的考量。是德科技資深專案經理廖康佑(圖3)解釋，目前車用感測主流的技術包括毫米波雷達、攝影機與光達(LiDAR)，在高頻毫米波雷達部分，因為頻率高所以訊號容易衰減，並產生相位雜訊(Phase Noise)、重複性(Repeatability)、頻率響應誤差降低、更多雜訊影響差向量振幅值(EVM)、測試環境設定複雜、生成並顯示準確的寬頻帶毫米波訊號等挑戰。 圖3　是德科技資深專案經理廖康佑解釋，目前車用感測主流的技術包括毫米波雷達、攝影機與光達(LiDAR)。 而頻率調變連續波雷達(FMCW)由於產品便於小型化，也是高頻毫米波雷達常用的調變技術之一，廖康佑提到，此種雷達的挑戰是頻率調變線性度的品質、相位雜訊與調幅雜訊、傳送到接收間的訊號洩漏、感測器和目標之間多次不良反射的混亂情況、來自其他雷達感測器頻段用戶的干擾、散熱/耗電的挑戰等。是德從一個雷達模組系統的架構設計階段、開發階段到成品的驗證階段都有軟硬體的模擬驗證解決方案可以協助廠商。 而新興的高頻77/79GHz毫米波雷達，對於原本就投入24GHz產品開發的廠商而言，雖然頻率提升三倍，原先使用的設備可能不敷使用，廖康佑也強調，可以透過延伸擴充的模組協助在架構設計階段進行模擬(Simulation)，除了模擬的軟體之外，並提供訊號產生器協助廠商進行模擬。進到開發階段就以訊號分析為主，透過高頻的頻譜分析儀可以了解訊號的好壞。量產與產線階段，就透過模擬實際環境與應用狀況，檢視設計成果的距離、方向、角度等有沒有達成預設的目標。 設計模擬助訊號表現最佳化 77/79GHz的高頻雷達是未來的主流，現階段吸引許多廠商投入開發，安矽思(ANSYS)應用工程經理吳俊昆(圖4)從設計的角度表示，雷達天線的設計可以協助集中並強化雷達的能量，讓訊號傳送與接收狀況更好，一般而言天線設計的原則是要強化中間能量最大的部分，並設法降低旁波瓣(Sidelobe)，若設計不良形成相反的天線輻射場型，旁波瓣就變成是干擾，也嚴重影響訊號的傳送與接收品質，透過設計軟體可以微調參數最佳化訊號的表現。 圖4　安矽思(ANSYS)應用工程經理吳俊昆表示，透過設計軟體可以反覆模擬並微調參數最佳化訊號的表現。 另外，車用雷達的電磁波因為可以穿透物體，因此為了美觀一般的車用雷達都會使用雷達罩保護，並安裝在汽車Logo或保險桿後，但是只要遮罩的材料有金屬成分，就很容易破壞雷達的訊號，透過設計軟體可以發現這樣的問題，有助於廠商提早因應。在軟體裡也有場景設定的功能，套入實際環境的設定可以分析雷達在實際場景的效能表現。 與現在人們熟知的Waymo、Uber等公司持續將自駕車於現地進行實際測試相較，軟體場景設定不僅成本較低也較有效率，目前在路上測試運行的自駕車雖然可以不斷蒐集實際交通與突發狀況的資訊，但世界各地的道路狀況與交通場景畢竟有很大的差異，吳俊昆認為，利用設計軟體模擬部分交通與路況，可以在早期設計階段就改正一些錯誤，並因應部分複雜的路況，協助提高產品的完成度。 安全風險隨車輛智慧化提高 隨著車輛的電子化與聯網化，自駕車潛在資訊安全問題也越來越嚴重，趨勢科技協理許育誠(圖5)指出，資訊安全的問題常發生在不被注意的地方，這些地方的漏洞因為被忽略形成攻擊的破口，因此資訊安全的問題非常難以預測，所以需要預先準備，資訊安全廠商通常從攻擊機會、攻擊獲利的機會與攻擊被複製的機會來判斷並預作準備。 圖5　趨勢科技協理許育誠指出，隨著車輛的電子化與聯網化，自駕車潛在資訊安全問題也越來越嚴峻。 一般的網路攻擊者可以分成兩個類型，許育誠表示，白帽(White Hat)駭客通常是為了發現系統漏洞，然後提出警示，以便將漏洞補起，可能是研究單位或學校老師；另外一種是黑帽(Black Hat)駭客，這種就是一般人認知的駭客，其網路攻擊行為的目地是為了在網路漏洞中取得利益。攻擊可以從所有可能對外聯繫的管道中發生，包括免鑰匙(Keyless)系統、車用藍牙/WiFi，還有未來的車聯網都可能是網路攻擊的弱點。 車輛本來就非常講究安全，不僅是行駛的安全，車輛保全使其降低失竊的風險普遍為消費者重視。而在汽車智慧化的過程中，這部分的安全更加重要，因為若駭客透過網路漏洞奪走車輛主控權，後果更是不堪設想，許多戲劇、電影都已經描述過類似情節，許育誠表示，若大規模爆發有可能很難解決，同時對車商的信譽造成非常大的打擊，以北美市場為例，一次車輛召回的成本至少200萬美元，所以車廠對這類問題必不能等閒視之。 專業設計系統降低進入市場門檻 除了熱門的車用雷達之外，抬頭顯示器(HUD)、車用影像監控系統與新式車燈，也是許多廠商投入的市場，同時適合國內廠商發展，ANSYS協理張力和(圖6)說，以往的HUD系統在設計、分析、驗證的流程有極為複雜的步驟；該公司提出一個新的設計流程，透過視覺化規格定義、顯示器設計、反射片概念設計、成像品質分析、公差影響分析、人眼視覺模擬、虛擬實境體驗等步驟，簡化並提高HUD的設計流程與品質。 圖6　ANSYS協理張力和說，專業設計系統協助降低HUD、影像監控、智慧型頭燈設計市場進入門檻。 ANSYS另外提出一套車用影像監控系統OST(Optical Sensor Test)，張力和表示，影像是汽車應用最為廣泛直覺並發展成熟的環景感測技術之一，OST系統的設計可以應用在後視、停車輔助系統、智慧型頭燈控制、超速指標辨認、車道偏移警示、行人偵測、夜視等。 車輛頭燈對於在惡劣天候下的駕駛安全相當重要，因此智慧型頭燈的設計也有高度的市場需求，張力和進一步說明，ANSYS智慧頭燈設計系統，具有許多有用的工具如光學真實物理特性的表現，讓設計者設定不同的環境或時間，模擬實際的環境光線變化，並透過不同的角度觀察照明的實際效果，針對近期熱門的主動頭燈轉向系統(AFS)與矩陣式頭燈(Matrix Beam)設計與模擬，可以完整支援。 成熟技術助自駕車落地 對於一般人用車的自駕化發展來說，因為牽涉到複雜的現實環境，加上人要搭載於其上，安全問題便不斷被擴大，所以全球許多廠商都還在發展與測試的階段，但是對於特定應用的自駕車，可能是載貨或在園區/廠區固定路線上執行單純任務的載具而言，目前產業的技術已經足以應付。發展特殊應用無人載具的普思英察(PerceptIn)商務拓展經理馬羽佳(圖7)表示，一般自駕車分為三大系統，感測(Sensing)、知能(Perception)、決策(Decision)等。 圖7　普思英察(Perceptin)商務拓展經理馬羽佳表示，利用機器視覺技術搭配AI深度學習，可以讓自駕技術快速落地。 以這三大系統來看，都有許多技術與解決方案可以提供，馬羽佳就車輛的定位視覺系統為例指出，全球導航系統(Global Navigation Satellite System, GNSS)與慣性導航系統(INS)是一種傳統的解決方案，缺點是誤差範圍多在幾公尺，而且可能因為環境干擾因素產生延遲與斷訊；另一個光達結合高解析地圖(HD Map)的方案，精準度與效果極佳，但因為軟硬體成本高昂，也須搭配運算能力強大的處理平台，目前導入商用的情況尚屬少數；而以工業應用的機器視覺技術，透過雙目視覺(Stereo Visual)系統、單目視覺(Monocular Visual)、視覺慣性測距(Visual Inertial Odometry)技術，則是另一個解決方案。 在一個交通載具可以低速運行，且道路環境相對單純的環境裡，利用低成本的機器視覺技術，搭配AI深度學習，馬羽佳說，這樣一來不僅可以讓自駕技術快速落地，也可以將成本進行有效控制，否則在光達與HD...

NI年度技術和用戶大會NI Week日前於德州奧斯丁落幕。對台灣的讀者而言，本次大會期間最重要的展出重點在於該公司正式發表其針對5G毫米波測試需求所設計的向量訊號收發器(VST)，並已與半導體測試設備大廠東京威力科創(Tokyo Electron)、探針卡大廠FormFactor及機械手業者Reid Ashman合作推出適合5G毫米波元件量產使用的晶圓測試系統(圖1)。 圖1　NI和東京威力科創、Reid Ashman及FormFactor攜手推出的5G毫米波晶圓ATE系統。 毫米波晶圓測試挑戰有解 隨著晶片製造商競相將5G毫米波技術商用化，相關晶片的開發商面臨艱鉅挑戰。不僅要加速產品開發時程，更要對晶片進行完整測試，找出KGD，否則在封裝時可能會在Bad Die上浪費大量成本。因為毫米波RF IC將會採用AiP封裝，把天線整合到晶片封裝內，使得AiP封裝的單價比目前RF晶片所使用的封裝高昂許多。 NI發表的新一代VST可同時適用在研發實驗室跟量產生產線上，簡化了量測跟自動化作業的負擔。該VST整合了RF訊號產生器、訊號分析器，可在高達44GHz的頻段上提供1GHz瞬間頻寬。這些特性使得該款VST非常適合量測5G毫米波訊號。 此外，新的VST原生整合於NI的半導體測試系統(STS)，因此可以和其他半導體測試設備輕鬆結合，構成完整的自動化測試系統。在NIWeek期間，NI便發表了一套與東京威力科創、FormFactor、Reid Ashman共同推出的毫米波RFIC自動化測試系統。 由於NI的毫米波VST具備整合式切換功能，最高可支援32個通道，不僅可以精準測量波束成型、相位陣列等5G毫米波通訊的必要功能，量測速度也遠比一般專為實驗室研發設計的解決方案來得快，因而使NI能夠拔得業界頭籌，與合作夥伴推出可應用在量產上的5G毫米波測試方案。 值得注意的是，雖然業界一直傳出，5G毫米波的量測將從傳統接觸式量測走向OTA非接觸式量測，但在晶圓級測試端，OTA技術與其配套的發展並不順遂。反倒是傳統接觸式量測，能取得更好的量測結果。NI這次與其他半導體設備廠共同推出的方案，就是採用接觸式量測。 NI半導體測試研發總監Joel Sumner表示，由於業界的5G毫米波方案面臨相當緊迫的上市時程壓力，在晶圓測試階段，恐怕已經等不及OTA技術成熟，因此接觸式量測方案還是比較實際的技術選項。採用毫米波VST的自動化晶圓級測試系統，將鎖定晶圓代工廠與IC封測廠作為主要客戶。 NI/蔚華結盟　共拓ATE市場 另一方面，NI與台灣半導體測試解決方案專業品牌蔚華科技也在NIWeek 2019年期間宣布結盟，未來蔚華將負責NI大中華區的半導體測試系統STS經銷，搭配蔚華科技現有之分類機、針測機、探針卡等產品，提供客戶更多元的半導體測試解決方案及服務。 NI半導體事業首席行銷David Hall(圖2右)表示，蔚華科技在大中華區擁有廣泛的通路，並且有相當深厚的技術累積，有能力協助IC設計業者與專業封測廠(OSAT)打造完整的測試解決方案。中國半導體市場擁有雄厚的發展潛力，蔚華在此市場深耕多年，不僅有完整的通路布局，亦有一流的技術支援服務能力。因此，與蔚華合作，將對STS業務在大中華區的推動產生相當大的助益。 圖2　NI與蔚華宣布結盟，共同在大中華區拓展半導體ATE市場。圖左為蔚華總經理陳志德，右為NI半導體事業首席行銷David Hall。 蔚華科技總經理陳志德(圖2左)則表示，NI在RF相關測試領域在業界居於領先地位，因此雙方的合作將由射頻測試作為起點，逐步擴大到MEMS、PMIC等其他類比/混合訊號IC測試上。至於在推廣策略方面，將先以IC設計業者為起點，再逐漸擴展到專業封測廠(OSAT)。 陳志德解釋，IC設計業者在完成晶片設計，並從晶圓代工廠取得工程樣品後，也會有內部的晶圓測試需求，故通常會購置少量測試機台。而OSAT業者的測試機台採購，通常是跟著IC設計客戶走的，若IC設計業者使用某家晶圓測試設備供應商的產品，OSAT往往也會跟著使用同樣的測試設備。因此，協助IC設計業者導入NI的STS，將是蔚華現階段的主要目標。 大型IC設計業者通常會有一小組專門人力，負責某些比較機密的測試程式撰寫，其他較不具敏感性的部分，則交給像蔚華這種具有測試程式開發能力的晶圓測試解決方案供應商接手；如果是比較小型的IC設計業者，則往往是完全外包給解決方案供應商來撰寫。因此，晶圓測試解決方案供應商，不管是設備原廠或代理商，都必須具備相當的技術服務能力，才能滿足客戶需求。 Hall則指出，NI與蔚華的技術團隊將密切合作，以確保大中華區的用戶能獲得最完善的技術支援，並期待雙方的合作範圍能擴展到RF以外的其他晶片測試領域，且在地理區上能進一步擴展到大中華區以外的市場，例如東南亞市場。不過，中國的5G RF測試市場潛在規模可觀，目前雙方最重要的工作，是確保STS能夠抓緊5G RF測試需求的熱潮，在市場上取得一席之地。 進軍專用測試市場　NI追求營運更上層樓　 NI的PXI量測設備和LabVIEW軟體向來以配置靈活和簡單易學為其最大特色，並廣泛應用在科學研究與各種工程領域。但隨著應用變得越來越複雜，加上客戶的開發時程壓力與日俱增，使得NI在最近幾年，逐漸開始針對特定垂直產業的需求，推出完整測試系統。半導體測試、汽車測試與航太國防系統測試，是目前NI最重視的三個垂直產業。 NI執行長Alex Davern(圖3)指出，該公司作為一家研發投資占公司營收19%的企業，對於兩大核心產品--PXI量測模組與LabVIEW軟體的新技術投資，一直不遺餘力。而這種軟硬兼顧的經營策略，也使得NI的產品組合構成一個完整的平台，並擁有廣泛的使用者社群，從基礎科學研究、學校教育到工業自動化、電子系統設計/製造等各種產業，都有穩定的客戶族群。 圖3　NI執行長Alex Davern表示，除了通用儀器之外，NI將在半導體、汽車與航太領域以專用測試系統尋求突破跟成長。 但從許多產業界客戶提供的意見回饋，NI發現這種只提供核心儀器和軟體開發環境，讓用戶或系統整合商再依照自己的需求進行二次開發的作法，在某些垂直產業已經無法滿足客戶需求。這些客戶通常需要進行高度複雜的量測作業，而且對量測的速度有一定的要求，這使得NI無法光靠提供通用型儀器，就能滿足其工作需求。 有鑑於此，NI在最近幾年開始在半導體測試、汽車測試與航太國防系統測試領域，和其他合作夥伴一起攜手合作，共同推出完整的測試系統。這些完成度很高的測試系統，還是以NI現有的軟硬體產品為測試核心，但因為有完整且針對性的周邊配套，使其特別適合應用在某一個垂直產業上。 當然，這種策略也會使NI與原本針對這些垂直產業提供完整測試系統的業者，變成潛在競爭對手。因此在策略上，NI會慎選題目，只做目前的解決方案供應商無法有效滿足客戶需求，但NI的測試平台有發揮空間的題目。例如RF晶片測試、光通訊/矽光晶片測試等混合了類比訊號、光、電的多物理測試。至於純數位的處理器或記憶體測試，則是NI不會跨入的領域，因為現有的ATE設備，已經能有效滿足這類測試需求。

因此，如何使工廠內的機台設備都能夠彼此對話，實現機器對機器(Machine to Machine, M2M)的聯網，是首要任務。對此，新漢科技秉持著「開放標準」的布局策略，致力打通資訊技術(IT)與營運技術(OT)間的瓶頸，進而實現能「Working」的工業4.0。 新漢董事長林茂昌表示，工業4.0成為製造業熱門議題已有多年時間，智慧製造被認為是推動製造業爆發成長的主要驅動因素，未來以數據採集、數據處理、聯網為核心的「智慧」基礎將具有舉足輕重的作用。然而，從近幾年開拓市場的情況來看，多數的企業若要轉型智慧製造，往往在首要的「聯網自動化」階段便會碰到瓶頸。 林茂昌說明，舉例來說，一間工廠內有著許多不同品牌的設備，像是西門子(Siemens)、三菱(Mitsubishi)等，而不同的設備有著不同的通訊系統。以往在自動化、工業物聯網(IIoT)或智慧製造等概念尚未出現之前，工廠內的設備不須相互連接，多用人力操作，因此業主不會太在意機台設備各有不同通訊標準的問題。然而，自動化、智慧製造的時代到來後，機器間開始須互相對話，同時還必須與雲端相連以上傳數據，這時候企業主便發現，不同的通訊標準導致M2M之間的聯網複雜度提升。 林茂昌補充，過往不同設備採用不同通訊標準的另一個因素，在於各大工業設備公司之間存在著競爭關係，因此在技術發展上也無可避免地會相互競爭，不管是現在還是將來，這種情況都不會改變。而對一些大型公司來說，抱持開放意味著市場優勢會受到挑戰，可能會因此而流失客戶，所以大多使用封閉式的架構來鞏固自身的市場地位。 然而，對於預算、BOM Cost成本十分敏感的中小型企業(或是新創公司)而言，不見得能承受大品牌公司整套解決方案(包含設備、通訊技術、控制系統等)的價格；也因此，為了使不同品牌設備之間能夠互通互聯，開放標準的需求愈來愈明確。 林茂昌認為，一個蓬勃的產業生態必須具備工業標準+開放架構。工業4.0走向成熟的標誌，就是建立一個基於開放標準的超大產業。就像PC與手機一樣，有了開放標準，千家萬家企業就能夠分工合作，讓市場擴大十倍、百倍。理想中的工業通訊，是使用同樣的通訊標準。在工業4.0框架之下，各個獨立的系統和設備是互相聯網、互聯互通的，通訊處於非常重要、非常核心的位置。 綜上所述，開放式標準的需求和重要性與日俱增，透過開放式標準，得以打通橫向的機聯網，以及縱向的物聯雲(機台與雲端的聯結)，進而加速實現IIoT、智慧製造等目標，進而達到工業4.0。也因此，新漢將工業4.0的未來，架設在EtherCAT與OPC-UA等開放標準之上。基於EtherCAT，新漢開發出了EtherCAT Master，並且依靠這個技術，生產出名為NET 300的控制器，可兼容控制基於EtherCAT標準的不同廠家的設備，包括機器人、生產線、工具機等，並將大數據匯整後上傳雲端。當然，該產品除了能支持開放標準，也能連接現有非標準的主要通訊協議。 林茂昌表示，工業4.0有著「任督二脈」。第一點，工業3.0的自動化必須先打通，這包括製程自動化、機台自動化，以及機器人。這些在過去都是封閉架構，多數有歷史的工廠都是「機械的聯合國」，彼此不相容也不相通。第二點是將原來都不相連的生產線、機器人、與工具機聯雲(E2E)聯網，再連上必要的感知器與各種裝置，這就是所謂的工業物聯網。為此，新漢秉持著開放標準的EtherCAT技術，使生產線、機器人、與各種工具機完全相容相通，並與各個不開放、非標準的廠商共存共榮。 林茂昌進一步強調，從工業3.0到4.0，意味著從自動化邁進了訊息化的時代，當中的差別在於，工業4.0增添了大量的「資通訊(ICT)元素」。這將會是新漢未來持續布局的方向，因工業4.0指的便是物聯網(IoT)市場，而物聯網從上到下，分為IT技術、通訊技術(CT)和OT技術三層。其中，商業潛力最大的便是IT、OT層；透過串聯OT層不同廠商的設備，從而掌握大數據的向上供給管道，這是新漢將來積極發展的目標。 新漢董事長林茂昌認為，開放標準是加快工業4.0普及的關鍵，新漢也致力透過開放標準打通IT與OT之間的瓶頸。  

比利時奈米電子和數位科技研究與創新中心imec，5月14、15日於安特衛普(Antwerp)法蘭德斯會議中心舉辦年度科技盛會「Future Summits」，活動除邀請英特爾(Intel)技術長Mike Mayberry、益華電腦(Cadence Design Systems)執行長陳立武、微軟(Microsoft)HoloLens硬體與客製晶片副總裁Ilan Spillinger、嬌生公司全球負責人William Hait、WD執行長Stephen Milligan，以及美光科技(Micron)技術策略與營運副總裁Linda Somerville等多位產業界重量級人物分享創新科技思維與觀點外，亦展示超過50多項imec與合作夥伴共同研發的技術與應用成果，堪稱科技界最具指標性的前瞻技術交流平台。 在眾多展示成果中，採用140GHz頻段的多重輸入輸出(MIMO)雷達單晶片方案，格外令人注意，除了使用的毫米波(mmWave)頻段更高外，其採用CMOS技術高度整合多天線與收發器，實現精巧、小尺寸設計，亦是一大特點；再結合imec研發的機器學習演算法，可達到超精準解析度與高靈敏感測效能，為雷達感測在直覺式人機互動的應用發展再寫新頁。 5G/自駕車熱潮帶動　雷達感測應用前景俏 近來，隨著5G與自駕車發展日益升溫，毫米波技術的應用潛力逐漸受到產業界重視，相關研發活動與投資也不斷增加，除了聚焦在5G高頻通訊與汽車駕駛輔助系統(ADAS)的雷達應用外，利用毫米波雷達實現更多元的感測應用，亦是另一個重要發展方向。 舉例來說，德州儀器(TI)除了力推車用毫米波雷達方案外，亦積極將該技術拓展至工業自動化、智慧建築、智慧監控等其他應用領域，利用60GHz高頻毫米波雷達實現如人員計算、動作偵測、使用狀態偵測(Occupancy Detection)及生命跡象監測等應用。此外，英飛凌(Infineon)、Acconeer、Silicon Radar、NOVELIC等歐洲晶片廠，也都朝同樣的方向發展，甚至已推出基於60GHz毫米波雷達的感測方案。 事實上，目前上也有不少廠商是以24GHz毫米波雷達方案，來拓展上述非汽車ADAS應用的雷達感測市場，不過，由於業界已傳出歐洲電信標準協會(ETSI)和美國聯邦傳播委員會(FCC)決定於2022年前，逐步淘汰使用24GHz超寬頻段(Ultra Wide Band)的產品，再加上基於60GHz頻段的毫米波雷達，本質上可提供比24GHz頻段更高的感測解析度，因此不少廠商已開始往60GHz技術靠攏。 至於汽車雷達常用的77GHz頻段，若要用於工業、建築和城市基礎建設，包括那些需要人機互動的應用，在全球大多數地區都是受到限制的。 頻寬決定距離解析度　140GHz方案來勢洶洶 值得注意的是，毫米波雷達感測器的距離解析度(Range Resolution)效能與使用頻段的頻寬大小息息相關，頻率愈高頻寬也相對較大，意味著感測器距離解析度愈好，因此目前已有業者推出採用120GHz頻段的毫米波雷達感測器，而imec此次所發表的140GHz毫米波雷達系統單晶片，則是另一突破性的技術進展。 以60GHz頻段來說，根據德州儀器所提供的產品資料顯示，頻寬上看4GHz，因此基於該頻段的雷達感測器距離解析度可達3.75公分；而根據imec的規格表來看，140GHz頻段的頻寬可高達10GHz，距離解析度則可到1.5公分等級(表1)，而距離解析度愈小代表雷達感測後所能獲得的點雲圖資料(Point-cloud Data)可以更密，進而達到更精準的判斷效能。 imec研發團隊負責人Andy Dewilde說明，imec長久以來在CMOS技術的開發與多天線整合設計上擁有相當厚實的能力與經驗，因此能在一個外觀尺寸只有幾平方公分的完整MIMO雷達系統下，實現1.5公分的精準解析度。而更好的距離解析度性能，可開啟更多新的應用機會，這是該公司140GHz雷達系統單晶片重要的差異化特色之一。 Dewilde進一步談到，使用140GHz頻段的另一個明顯好處是，電磁波波長更小，僅2.1毫米，換言之，天線也就可以做得很小，因而imec僅透過28奈米Bulk CMOS製程技術，即可將天線直接整合至單晶片中，毋須使用昂貴的天線模組或外部天線，達到更高整合度與小尺寸設計，且未來也可輕易藉由大量量產來達到降低成本目標。 不僅如此，高頻毫米波波長小的特性，也可偵測到更小的位移變異，如細微的臉部表情變化與皮膚運動，能顯著提升位移靈敏度，有助於生命體徵偵測等應用，因此該雷達是實現車內生命體徵監測系統極佳的方案，可促成非接觸式駕駛狀況追蹤，例如偵測駕駛有沒有打瞌睡、壓力狀況是否異常，或者預防因急性健康危害如心臟疾病或癲癇發作。另一個可能應用，是利用動作和生命體徵偵測來監測小孩狀況，例如當兒童不小心被留在車內時發出警報，即使當下是嬰兒蓋著毯子睡覺，該雷達感測器也可發揮作用。 結合MIMO/機器學習　打造直覺人機互動體驗 除了140GHz高頻毫米波頻段所帶來的技術優勢外，imec也在該款雷達晶片中，加入MIMO多天線配置與機器學習能力，從而打造直覺簡單的人機互動介面。 以手勢辨識來說，其需要最小角度解析度以便能在三度空間中擷取手勢，而提升角度解析度的一個巧妙方式，是使用多顆收發器晶片的MIMO雷達原理。Dewilde說明，MIMO是為了手勢辨識而設置，藉此可達到更精確的角度解析，以正確解讀目標物相對於雷達的方向。而訊號處理與機器學習技術亦是用來偵測和分類手勢動作，從而實現直覺式人機互動。 事實上，imec已開發出一種特定的機器學習演算法，是基於一個包含長短期記憶模型(LSTM)層的多層神經網路，並透過監督式學習方式，亦即使用超過25人的內部標籤記錄(包括針對7種不同手勢的幾次擷取記錄)，來訓練推論模型。實驗結果顯示，該模型可對記錄的7種手勢進行分類，且94%的時間可正確預測手勢。 imec荷蘭雷達專案研發經理Barend van Liempd指出，藉由加入機器學習能力，imec已證明雷達基於都卜勒(Doppler)訊息來偵測和分類細微動作的可行性，這將開啟新的應用機會，如實現直覺的手勢辨識人機互動。以擴增實境/虛擬實境(AR/VR)應用來說，新的雷達方案就可支援與虛擬物件的直覺式互動，手勢辨識還可以實現直覺的裝置控制，與現今語音控制或智慧觸控螢幕的人機介面相輔相成。 據了解，imec所研發的140GHz雷達晶片方案主要適用於室內的應用，操作範圍可達10公尺，且尺寸極為小巧，單一晶片大小僅1.5×4.5mm(圖1)，可在幾乎各種裝置中被無形地整合，諸如筆電、智慧手機或螢幕邊框。 圖1　imec所研發的140GHz雷達單晶片尺寸僅1.45mm×4.52mm 圖片來源：imec imec表示，該款雷達晶片初期將用於智慧建築的人員偵測和分類、遠端汽車駕駛生命跡象監測，以及手勢辨識等應用；而更多的創新應用預期將隨著開發者的創意不斷湧現。 邁向更高整合/增強感測性能 目前imec的140GHz雷達開放創新研發合作計畫，主要係由Panasonic和Sony所支持，對該項研究有興趣的公司也可加入這項合作計畫，或另外的雙邊研發計畫，或者取得該技術功能區塊的授權。 為了增加感測數據的豐富性和空間資訊，imec已著手開發下一代採用4×4的MIMO雷達系統，以及新的雷達晶片(將採用Tx和Rx是分離的兩顆獨立晶片的設計)。這將使MIMO陣列元件在可用電路板區域的分布更有彈性。同時他們也將探索獨立的雷達晶片功能能否被增加，以實現擁有更大晶片陣列的MIMO系統。 Dewilde指出，此次在Future Summits展出的140GHz雷達系統原型(圖2)，採用的是2×2 MIMO設計，所以只能做一個方向的角度偵測，下一個系統，會使用新版晶片，預計研發4×4 MIMO，有更多天線，以達到3D偵測。 圖2　imec研發團隊負責人Andy Dewilde利用imec 140GHz雷達系統原型，展示手勢辨識應用。 毫米波雷達感測有可為 與其他類型的動作感測技術相比，例如基於飛時測距(Time-of-flight,...

先進駕駛輔助系統(ADAS)經過多年的發展，已經從高階車款普及到大眾車款，尤其是主動安全系統證明能夠有效提高行車安全，成為消費者購車的主要考量之一，2019年ADAS功能成熟代表車輛自駕化進程將從Level 2往Level 3邁進，功能更加進化的Level 2+與Level 3 light次系統，帶動車用感測器質與量的需求全面提升。 毫米波雷達(mmWave Radar)在車用感測器領域已占有一席之地，一方面由於歐洲電信標準協會(ETSI)和美國聯邦傳播委員會(FCC)制定的頻譜規則和標準自2018年9月起禁止新產品使用24GHz超寬頻段，所有使用24GHz超寬頻段(Ultra-wide Band, UWB)的現有產品必須在2022年之前逐步淘汰。另一方面現行毫米波雷達技術主流的24GHz與高頻的77/79GHz技術相較，相同的距離解析度77/79GHz能提供更好的表現，讓雷達偵測距離可以有效拉長，對高速奔馳的汽車，緊急事故的預警時間與反應時間都能提升。 進階安全配備　推升高頻毫米波雷達需求 根據研究車速高達時速112公里時，安全煞車滑行距離為75公尺。目前ADAS若採用影像視覺分析技術，攝影解析度僅能精準分析80~100公尺距離內物體，如果在上述高速駕駛情境，車輛僅配置影像分析，那駕駛只剩5公尺反應距離，約0.15秒可進行應對。透過高頻毫米波雷達偵測距離可延伸至250公尺，駕駛提升反應距離增加到175公尺，反應時間延長5.2秒。意法半導體亞太區汽車產品事業體行銷經理陳錫成(圖1)表示，以前自動緊急煞車(Autonomous Emergency Braking, AEB)系統主要是在高階車款上才會看到，然而現在低階車款也開始配備這樣的功能。 圖1　意法半導體亞太區汽車產品事業體行銷經理陳錫成表示，現在技術日益成熟，台灣業者也開始導入相關技術製造高頻毫米波雷達。 中國重卡車已在2019年4月將AEB列為標配。另外，日本與歐盟40個國家和地區針對AEB將強制列入新車標配的草案已達成協定，未來將要求所有新的乘用車和輕型商用車都必須加裝AEB，新法最快2020年上路；美國則預計於2022年將AEB列為標配。法規也是促成毫米波雷達市場發展的主要力量之一，儘管AEB功能不必然需要導入77/79GHz雷達，但高頻雷達有效延伸偵測距離，強化AEB的預警能力與剎停準確度。 另外，從定速系統進化到主動式車距調節巡航系統(Adaptive Cruise Control, ACC)也是ADAS主要的功能之一，使用24GHz僅能較大尺度的調節與前車距離，77/79GHz雷達可以精確到公尺等級，未來車輛可以隊列巡航方式行進就是所謂的車龍(Platoon)行駛，每輛車的距離不超過1公尺，可以改善交通流量，並提升車輛燃油效率約15%左右。 毫米波雷達普及之路　降低成本成關鍵 目前，24GHz毫米波雷達已經達到技術成熟的階段，若成本能夠下降到一定的水準，完全取代超音波雷達只是時間的問題。同時，高頻毫米波雷達也正在快速發展中，同樣地，高頻毫米波雷達在車用感測器的領域取代低頻毫米波雷達成本也是主要的因素之一。 工研院產科國際所機械與系統研究組資深研究經理石育賢(圖2)表示，為了節省系統開發的成本，歐洲晶片大廠現在有一些解決方案是將低頻與高頻毫米波整合在同一個晶片上，就不需要那麼多電子控制單元(Engine Control Unit, ECU)，藉此降低成本。 圖2　工研院產科國際所機械與系統研究組資深研究經理石育賢表示，為了節省系統開發的成本，可將低頻與高頻毫米波整合在同一模組共用ECU。 車用高頻毫米波雷達在2019年的趨勢還是緊扣前方防碰撞功能系統。石育賢也指出，現在高階車款都配備高頻毫米波雷達，在車用感測器市場占有一定的比例。至於能不能成為標配，就看價格能否降低。 目前，24GHz的雷達模組價格約50~80美元，77/79GHz的高頻雷達模組依照功能不同約100~200美元，77/79GHz產品約是24GHz產品的一倍，若是前方的長程雷達價格高達200美元左右，成本差距就更大了，石育賢認為，77/79GHz的模組價格若是能降到100美元以內，成長動能就會進一步加碼。 成本/效能雙管齊下　高頻毫米波雷達起飛 由於自駕車對感測器感測距離、解析度與精準度的要求不斷提升，高頻毫米波雷達取代24GHz毫米波雷達已成不可逆的趨勢，但是高頻毫米波雷達要普及甚至取代低頻毫米波雷達仍有其挑戰，須能克服成本與效能的瓶頸。預估在2022年高頻毫米波雷達將逐步放量，並展現取代低頻產品的態勢。 德州儀器CMCU技術應用經理王盈傑(圖3)表示，2018年整體來說，主要是24GHz毫米波雷達技術成熟的時期，同時也是高頻毫米波雷達開始發展的階段。高頻毫米波雷達在2018年下半年到2019年開始出現更多新興應用，如更短距離的盲點偵測，或是車內的雷達，用以偵測駕駛的生理狀態與姿態、乘客數量等等，甚至利用車內雷達判讀手勢。 圖3　德州儀器CMCU技術應用經理王盈傑表示，2018年是24GHz雷達技術成熟的時期，同時也是77/79GHz雷達開始發展的階段。 王盈傑也提到，車輛智慧電子功能要求只會越來越多，必須掌握路況和所有突發狀況，也須要靠感測器來輔助。以現在的高頻毫米波雷達技術大概能偵測到200~250公尺左右的距離，但未來的需求一定會更高，甚至可能會達到300~400公尺。高頻毫米波雷達目前成本仍然高居不下，由於高頻毫米波雷達相較影像感測器或是超音波來說是新興、前瞻的技術，在製造、生產、測試等都較為困難，所以成本還是偏高。須要更多廠商投入，降低技術瓶頸，同時導入更多應用提升出貨量。 陣列天線/波束成形　毫米波雷達又精又遠 要提升高頻毫米波雷達精度，工研院資通所技術副組長陳文江(圖4右)指出，透過陣列天線與波束成形(Beam Forming)技術可以讓毫米波雷達更精準、傳輸距離更遠。 圖4　工研院資通所新興無線應用技術組組長丁邦安(圖左)；工研院資通所技術副組長陳文江(圖右)。 工研院資通所新興無線應用技術組組長丁邦安(圖4左)表示，毫米波雷達在車用感測方面的應用最初是因為ADAS的興起。但是感測器要模仿的器官就是人眼，而人眼是一個非常偉大的器官，要用機械替代如此精密的感官有相當大的挑戰。因各種車用感測器如光達(LiDAR)、毫米波雷達、攝影機等分別有技術上的優劣勢。 因此就有廠商提出結合攝影機與毫米波雷達的解決方案，一般毫米波雷達感測的資訊是點雲圖，無法具體判斷物體的類型，結合攝影機的影像資訊與毫米波雷達的物體感測，可以大幅提升感測精準度，業界有人稱這樣的方案為影像雷達(Camera Radar)，將兩個不同感測器蒐集的訊息利用感測融合的方式進行綜合判斷與解讀。 但丁邦安也提到，感測融合也有其困難，由於感測器數量多種類又不同，資訊量當然就跟著增加。資訊量大的情況下，若是不同感測器的感測結果產生矛盾，要如何判斷將是一大挑戰。以現在的技術來說，正確的感測和運算可以達到辨識物體的能力，但若要完全自駕同時也要求短時間做出正確的判斷，過於複雜的演算法和大量的感測器也會讓成本變得高不可攀。另外，車輛行駛過程中速度與反應時間對於感測與訊息處裡是一大挑戰，尤其車輛高速行駛時，如何即時提供準確的運算、判斷技術難度高，有賴後端的數位訊號處理器(DSP)或中央處理器運算能力的搭配。 針對高頻毫米波雷達如何提升精準度，陳文江進一步說明，理論上頻率越高傳輸距離是越短的，因為高頻會有衰減的問題，而77~79GHz的衰減至少是24GHz的九倍以上。而之所以會選擇高頻毫米波雷達是因為高頻的波長短，波長短就可以掃描得更精細，因此解析度就會比較高。 為了解決高頻訊號衰減的問題，可以透過陣列天線的方式讓傳輸距離提升、掃描範圍變廣。藉由開關天線改變使用天線個數的方式控制波束，即波束成形技術，集中波束便能使傳輸距離變遠，寬波束可以進行短距離大角度範圍的掃描。在IC發射功率固定的狀況之下，藉由波束控制即可以調整訊號傳輸距離。且由於高頻的天線可以做得更小，而且可直接印刷在PCB板上，相較模組與天線分離式的設計，整體成本並不會成長太多。 為了提升高頻毫米波雷達的感測距離、範圍和效能，目前德州儀器提供的解決方案可以整合多顆雷達在一個模組，讓兩顆毫米波雷達的感測訊號疊加，達到更遠的距離和更細膩的角度解析度。另外，毫米波雷達的專長是透過電波感測相對速度、位置與角度，由於77/79GHz毫米波雷達晶片模組體積更小，尤其是使用CMOS製程的晶片。因此，德州儀器同時提出整合四顆77/79GHz高頻毫米波雷達的解決方案，與過去單顆或兩顆雷達不同的是，透過這四顆雷達感測不同的向量資訊，可以將過去主要是2D訊息的感測資料，提升到3D的訊息尺度，更具體描繪感測物的型態。 77/79GHz大潮來襲　台廠應把握先機 根據研究機構Yole Développement(Yole)研究指出，預計到2025年雷達市場將達到86億美元(圖5)，2015~2025年複合成長率為15.6%。24GHz雷達是2018年市場的主流，市場規模約22億美元。77GHz的產品從2018年開始也加速成長，根據Yole的看法，77/79GHz雷達在2020年左右就會成為主流。 圖5　2015~2025年車用雷達發展趨勢 資料來源：：Yole Développement(05/2019) 陳錫成更進一步說明，過去囿於技術門檻，主要只有歐洲大廠在做高頻毫米波雷達，但現在技術日益成熟，台灣業者也開始導入相關技術製造高頻毫米波雷達。 然而，目前台灣的廠商出貨仍以低頻毫米波雷達為主，高頻毫米波雷達主要用於長距離，要取代短距離的24GHz毫米波雷達至少還需要2~3年的時間。但陳錫成指出台灣廠商也已經開始接到許多高頻毫米波雷達RFQ，由於技術方面已經準備好了，只要價格能夠下降，高頻毫米波雷達成為主流是必然的趨勢。但因為雷達用於汽車，關係人身安全，車規也就更加嚴格，從技術開發到生產約需要2~3年，在高頻毫米波雷達量產之前，台灣廠商的毫米波雷達出貨仍以24GHz為大宗。 儘管目前24GHz出貨還是毫米波雷達的主流，不過根據台灣車用雷達模組廠商表示，接下來新的設計都是針對77/79GHz的高頻產品，以該公司為例，2019年下半年高頻毫米波模組產品出貨量與24GHz模組可能就會出現黃金交叉，這波77/79GHz高頻技術取代潮，可以說來得又急又快。對於台灣產業來說就是個黃金時期，把握這波潮流對於車用電子產業的發展非常重要。 台灣的ICT產業擁有良好的體質，除了生產代工的水準，也具備程式設計的能力。石育賢呼籲，在車用電子領域，應用場景非常重要，台灣交通環境複雜，廠商應該積極投入對於應用環境的研究與了解，以最普遍的ACC與AEB為例，這兩套系統在歐美日本與台灣或印度這樣的地方運行，台灣人車混用還有機車在車陣中穿梭，印度更是有牛在路口漫步，所以系統模組在作動與感測時需要再做因地制宜的調整，軟體也要進行客製化的設定。 車電市場並不像消費性電子產品，對產品的要求相對嚴苛許多，加上產品驗證周期長，另外車規的要求生產品質與環境耐受度也必須提升一個等級，台灣廠商經營車用電子市場需要更深入並更沉得住氣。石育賢建議國內業者先從元件開始進入Tier 1，再慢慢擴大到能做好一個系統。雖然初期投資成本相當高，要進入車用電子市場需要2~3年的時間，而現在就是抉擇的時刻，若現在猶豫不決怕是再遲就來不及了。 丁邦安總結道，車用對於安全性的要求非常高，萬中不能有一失，高頻毫米波雷達要在車用領域普及會遇到最大的困難在於道路實測與成本。目前藉由提升運算量、增加天線數量、提高雷達頻率都可以讓解析度與辨識度提升，技術方面和理論已足夠成熟，但是成本將會高到難以接受。在安全與成本的拉鋸之下，高頻毫米波雷達用於Level 3以上自駕車仍有一段路要走。 對此，王盈傑針對台灣高頻毫米波雷達發展提出了建議，目前高頻毫米波雷達在台灣發展目前仍面臨許多挑戰，包括天線設計、演算法的開發、製造測試等方面都是全新的領域。因此也有許多的可能性，以台灣來說，現在只有大學電波組實驗室在研發高頻天線，並沒有太多公司投入設備和測試。原先做24GHz天線或手機天線的廠商，可以考慮開始投入高頻的研發設計。另外，在製程上如何克服測試的問題也是可以投入的方向。至於演算法的開發，如用於姿態辨識和生命跡象等等，結合AI機器學習(Machine Learning)來進行計算，也是可以開發的新領域。