市場話題

台灣儀器科技研究中心副院長吳光鐘提到，氣體感測器的應用領域相當廣泛，包括酒駕的檢測、空氣汙染的防治、瓦斯外洩的警示等等，都用得到氣體感測器。再加上物聯網的多元應用，氣體感測器的需求大幅提升。且台灣擁有領先全世界的半導體技術，在技術成熟的條件之下，以半導體形式製作氣體感測器，除了可以低成本量產之外，更可以縮小體積。因此非常適合應用於手持式裝置如手機等設備。 根據產業研究機構Yole Développement最新研究報告，預期於2021年全球氣體感測器市場可成長至9.2億美元的規模，2022年挑戰10億美元；其中又以智慧手持裝置與穿戴式裝置的成長幅度最大，分別有269%與225%的年複合成長率。台灣是半導體大國，要切入由半導體製程所製作的感測器市場具有絕對優勢。 台灣儀器科技研究中心副主任陳峰志表示，此氣體感測器點測系統於晶圓階段即可測試氣體感測器(感測晶片)效能，且可同時測試多顆，不但大幅縮短檢測時間，且可提早於封裝前即查知每顆晶片的品質與分級，大幅降低封裝資源浪費；亦可回饋測試結果，據以改善製程，提高生產效能與品質。 目前廠商測試氣體感測器的方式，是完成晶片的封裝後，再一顆一顆測試其功效。國家實驗研究院台灣儀器科技研究中心開發的「晶圓級氣體感測器高效能點測系統」，則是在晶圓上製作出一格一格的晶片後、在尚未切割封裝前(即晶圓階段)，即進行感測晶片之氣體反應電性量測。另外由於整合了「自動光學對位系統」、「線陣列探針點測裝置」及「精密定位移動平台」的核心技術，可用「線陣列探針」十顆十顆進行測試，大幅提升測試速度，進而縮短檢測時間。 氣體感測器需求上揚，國研院發表晶圓級點測系統，助台灣打好AIoT根基。  

根據市場研究機構Marketsandmarkets指出，影像監控的市場產值，將以每年13.1%複合成長率的速度成長，從2018年的368.9億美元，成長至2023年的683.4億美元。而機器學習(ML)與深度學習(Deep Learning)等AI技術，更將是提升監控系統效能，使其實現更多應用的最大關鍵。 邊緣監控應用起　晶片運算需求增 機器學習可被訓練，以識別模式、形狀、顏色、聲音、振動、溫度以及壓力等細微差別和差異，這對於即時檢測和識別十分重要，使得臉部辨識應用日益完善，以進行高級識別、驗證、搜索、預防和救援。至於深度學習，透過大量的監控影像和訓練之後，搭載深度學習的監控系統便可有效的進行對象和行為模式分析，進而提供更有效的數據。而隨著機器學習、深度學習等AI技術興起之後，AI監控應用也隨之浮現。 國立交通大學資訊工程學系教授兼網路研究所所長易志偉(圖1)表示，AI技術(如深度學習)的優勢在於，可降低影像處理的門檻，使得影像資料分析不再是一件複雜的工作，進而依此衍生出更多創新的應用，例如無人商店的AI監控應用便是其中一個例子。 圖1　國立交通大學資訊工程學系教授兼網路研究所所長易志偉表示，深度學習減低影像處理複雜度，得以實現各種影像創新應用。 易志偉說明，像是7-11所推出的X-Store，有著自助結帳櫃檯，需要先透過臉部辨識系統確認個人身分後，再以icash2.0靠卡付款；而在進入商店時也需透過臉部辨識系統建立會員。當然，除了無人商店外，智慧監控還可應用在許多地方，例如透過攝影機錄下羽球選手各個動作，像擊球、腳步移動、球的落點位置等，再進行資料分析，以提升選手的訓練效率。 賽靈思全球人工智慧解決方案市場行銷總監劉競秀(圖2)指出，到了行動物聯網時代，聯網設備的數量將大幅超過人口數量；而隨著AI興起，未來勢將走向AI+IoT的趨勢，像是智慧監控攝影機、自動駕駛汽車、智慧音箱、智慧家電等。換言之，日後這些設備將具備一定的運算能力，使其能透過本地推論、訓練，做出更準確的分析以改變人類日常生活。 圖2　賽靈思全球人工智慧解決方案市場行銷總監劉競秀指出，如何研發靈活、高效，且高性價比的AI解決方案是目前各大AI晶片供應商共同努力的方向。 劉競秀說明，不過，要實現AIoT的挑戰在於不同的應用場景需要不同的運算效能。例如自駕車需要在很短時間內對周遭環境進行檢測並做出判斷，這時候晶片的運算效能及資訊傳輸就必須相當迅速；然而，若是網路監控攝影機的話，由於其需長時間運作，進行長期監控，其對晶片的要求除了具備一定的運算能力外，還需要低功耗，避免過熱當機。 劉競秀指出，也因此，如何針對不同的應用場景提供靈活、高效，且高性價比的AI解決方案，是目前AI晶片供應業者致力發展的方向；而賽靈思便透過靈活性較高的FPGA協助產業盡速導入AI，實現更智慧的應用。例如賽靈思所推出的自行調適運算加速平台「ACAP」，能針對各種應用與工作負載需求，從硬體層面進行靈活變化。 據悉，在ACAP核心內有個全新世代的FPGA架構，其結合分散式記憶體與硬體可編程DSP模組、一顆多核心SoC，以及一個或多個軟體可編程且硬體自行調適的運算引擎，上述元件皆透過網路晶片(NoC)串連。此外，ACAP具高度整合的可編程I/O功能，依據不同元件類型，其功能涵蓋整合的硬體可編程記憶體控制器、先進的串列器技術、具領導地位的邊緣RF-ADC/DAC，到整合的高階頻寬記憶體(HBM)。 除了ACAP之外，賽靈思還具有DNNDK(Deep Neural Network Development Kit)，其為深鑒科技所研發的AI異構計算平台DPU。 透過自主研發的原創深度學習SDK，涵蓋了神經網路Inference階段模型壓縮、編譯優化和高效運行時支持等各種功能需求，為深度學習應用開發和部署提供一套高效的解決方案。 耐能智慧(Kneron)產品行銷暨應用協理史亞倫(圖3)則指出，AI從雲端走到邊緣裝置的趨勢十分明顯，終端裝置有了AI運算能力之後，再跟雲端搭配，可以降低資料傳輸、運算分析的延遲性，不僅可實現更多創新應用，還可降低終端裝置與雲端間的連網布建成本。 圖3　耐能智慧產品行銷暨應用協理史亞倫透露，智慧監控開始從雲端走向終端，裝置中的處理器除須有高效能外，同時也須符合功耗和成本考量，為此，耐能採用NPU解決方案。 因應智慧監控需求，耐能備有新一代終端AI處理器系列NPU IP，其分為超低功耗版KDP 320、標準版KDP 520，以及高效能版KDP 720。此一處理器整體運算效能相較上一代產品提升三倍，運算能力(Peak Throughput)最高可達5.8 TOPS(每秒萬億次運算)。 據悉，新系列產品特色包括交錯式運算架構，讓神經網路架構中主要的卷積(Convolution)與池化(Pooling)運算可平行進行，提升整體運算效率；深度壓縮技術，可執行模型和運行中的資料和參數(Coefficient)進行壓縮，減少記憶體使用；動態儲存資源配置，讓共享記憶體(Shared Memory)和運作記憶體(Operating Memory)之間可以進行更有效的資源配置，提升儲存資源利用率且不影響運算效能；以及支援更廣泛的CNN模型。 史亞倫說明，邊緣運算應用十分多元，以智慧監控而言，不論是零售、交通、商業建築、安防等都會用到，且在各個領域中又細分無數個應用場景；有的需要精準人臉辨識，有的只須進行簡單車牌識別。因此，並非每個應用場景都須採用頂級、具超高運算能力的CPU、GPU或是DSP，否則會不符成本需求。 史亞倫進一步說明，因此，該公司便決定打造低功耗的NPU處理器。原因在於NPU處理器可說是專為深度學習設計，十分適合AI神經網路運算，並且有更多設計彈性。另外，有了低功耗、成本相對較低，同時還能進行邊緣AI應用的NPU晶片後，可讓市場有更多選擇，滿足對成本有較多考量的業者。 物聯網設備大增　資安防護不可少 物聯網和AI的興起，帶動許多創新應用興起，AI監控便是其中一例。然而，在使用AI監控提升安防效率之時，如何確保AI設備的資安，使其不被駭客竊取機密的資料，也十分重要。 台灣資通產業標準協會(TAICS)網路與資訊安全技術工作委員會技術長劉作仁(圖4)表示，物聯網應用和雲端息息相關，就連AI監控也不例外。使用者的裝置可以透過連線的方式，在雲端與終端裝置之間下載、上傳資料；而在這資料傳輸的過程之中，要如何實現完善的加密保護，是目前物聯網發展的重點。 圖4　TAICS網路與資訊安全技術工作委員會技術長劉作仁說明，物聯網應用和雲端息息相關，在資料傳輸的過程中，完善的加密保護可說相當重要。 為此，TAICS推動物聯網資安認驗證制度，期能落實各類型物聯網資安測試規範，推行物聯網產品與設備商落實資安檢測；並透過推動物聯網資安驗證制度，強化物聯網安全；最後則是建立物聯網資安標章制度，使消費者易於識別通過本資安驗證制度檢測之物聯網設備。 據悉，此一制度將先以與個人隱私息息相關的有線/無線網路攝影機為主，後續將會陸續針對其它各種物聯網設備。TAICS指出，物聯網盛行，使日常用品皆朝向數位化邁進，影像監控設備也是其中之一，但網路攻擊事件也隨之而來。有鑑於此，經濟部工業局與TAICS共同制定一系列針對影像監控系統中聯網設備之資安標準及測驗規範。

2019年上半年高科技產業關鍵字非「5G」莫屬，從消費性電子展CES到世界通訊大會MWC，各式各樣的5G方案競相出籠，晶片、手機、CPE、創新應用(娛樂/遠端電視製播/遠距醫療手術/工業/交通)、商業化服務、關鍵技術(Network Slicing/CoMP for Spectrum Sharing/C-V2X)，看得消費者眼花撩亂，5G在這一年邁入全面啟動的階段，標準宣示的前瞻應用願景看似就在眼前。 另外，除了許多展示的5G之外，美國與韓國已經於2018年底與2019年初推動商轉，其他各國也在釋照與網路建置的階段，如火如荼發展中，據統計2019年3月已經有70個5G網路建置計畫拍板。不過，就在此時，拔得全球頭籌的美國Verzion 5G服務，傳出訊號太難找用起來像4G，網速不穩定；無獨有偶，積極投入5G的南韓，消費者體驗也從原先宣稱的4G 40倍網速，掉到只有4倍左右，到底要全面改變人們通訊體驗的5G是真的掉漆，還是美麗的誤會，我們從現況觀察進一步分析這些迷思的真相是甚麼。 MWC 2019 5G方案大舉出籠 在3GPP於2018年第三季順利通過5G標準的背景下，MWC 2019自然就是領導廠商們秀肌肉的舞台，從5G晶片來看(圖1)，龍頭Qualcomm推出Snapdragon X55基頻晶片，開始支援2/3/4/5G，5G下載速率達到7Gbps，4G達到2.5Gbps(Cat.22)；聯發科M70為業界Sub-6GHz實測最快的晶片，下載速度達到4.2Gbps，但還沒有支援毫米波頻段；UNISOC在GTI Summit中發表5G晶片，僅支援Sub-6GHz，採用12奈米(nm)製程。 圖1　5G晶片解決方案概況 資料來源：各業者，資策會MIC整理(03/2019) 另外，三星也推出Exynos Modem 5100基頻晶片，預計只會搭載在自家手機或部分機型上；華為旗下的IC設計公司海思(Hisilicon)發表Balong 5000基頻晶片，規劃將與Kirin 980應用處理器共同提供手機終端的5G服務；而過去一段時間相當積極的Intel也以XMM8060調制解調器應戰，本來預計2019年下半年推出正式的5G晶片，然而在4月中，Intel宣布退出5G數據機晶片，看來未來手機市場高達15億規模，5G晶片合格玩家還是只有一隻手數得出來。 而就算5G晶片還是半成品，手機品牌廠商還是積極推出5G手機與終端，MWC 2019各家業者展出多款產品，包括家用網路設備(Router、CPE)、行動分享器(Hotspot)、小型基地台(Small Cell)與最受矚目的5G手機等。Samsung、華為、LG、Sony、OPPO、小米、Motorola、中興等一二線品牌皆有展示，包括原型機與商用機共十二款，除了華為採用自家5G晶片，其他業者皆是採用高通的5G解決方案Snapdragon 855，搭配5G基頻X50。 5G服務上路　消費者體驗待加強 而5G的全新體驗，也跟著緊鑼密鼓的上路了，2018年10月美國Verizon推出毫米波固定式無線存取(Fixed Wireless Access, FWA)，12月AT&T推出5G毫米波熱點服務，南韓三大電信業者SK、KT、LG Uplus的5G服務也於2019年3月商轉，南韓政府更宣示未來四年將斥資30兆韓元(約台幣8100億元)支持5G生態體系。 不過在消費者體驗上，有科技媒體編輯使用摩托羅拉Moto Z3手機測試Verzion的5G網路，表示訊號不夠穩定，5G偶爾能達到最高網速600Mbps，有時卻下降至200Mbps，使用體驗與4G差不多，沒有明顯的升級感。而且5G網路覆蓋率低、訊號也很少，經常走幾步就沒有訊號；在有5G網路情形下，網速平均在400到接近600Mbps，但上傳速度比預計要慢很多，甚至只有20~30Mbps。而南韓的體驗也一樣悲慘，上網速度沒有如預期大幅提升，並且有用戶抱怨，走到地下室，或者走進地鐵站的時候，很難收到5G訊號，手機會自動從5G轉回4G。 2019為5G商用化元年 事實上，以5G的發展進度來觀察，2019年本來就是5G剛起步的一年，不僅網路覆蓋率非常侷限，終端產品裡的5G晶片也是第一代產品，手機是最早一代的商用機，根據資策會MIC的統計資料指出，2019年5G手機出貨量預估達到372萬台(圖2)，市占率僅0.2%左右，要到2021年才會突破億台里程碑，達1.2億台，2023年達約4.5億台，逐漸侵蝕4G手機的市占率，相關環境建置與服務將逐步到位，以下從幾個面向來深入觀察。 圖2　2019~2023智慧型手機與5G手機出貨量 資料來源：資策會MIC(03/2019) 關鍵零組件完成度不高 分析前述幾個5G晶片廠商推出的產品，都是5G基頻數據機晶片，智慧型手機每年創造數千億美元的產業規模，5G手機要處理更多訊息與運算，採用系統單晶片(SoC)比較具效益，分析師預估2020年整合應用處理器的5G系統單晶片才會大規模問市，可進一步帶動產業加速推展。 另外，智慧型手機真正的龍頭Apple在今年完全沒有傳出5G...

意法半導體技術行銷工程師Michelangelo Marchese表示，工業4.0的特色在於使用網路實體系統(Cyber-Physical System, CPS)、通訊技術、物聯網技術以及分散式決策(Decentralized Decisions)等，使工廠運作更有效率。然而，在使工廠自動化或更智慧化的過程中，打造一個更安全的工作環境，確保設備運作穩定，避免出現工安意外而使工廠財產、人員受到損害，也是工業4.0其中一個重要環節。 Marchese指出，「安全性」 一直都是個很熱門的話題，像是日常所使用的智慧家電，為生活帶來了便利性，而在工廠領域，則可以改善生產效率。上述的一切，其實都有關使用者的安全，因此，不僅生產製造與電器產品的安全規範持續推陳出新，ST也會持續透過旗下產品提供更高的安全防護。 而智慧功率開關IPS4260L適用於伺服驅動器、馬達控制、工業PC週邊、可程式設計邏輯控制器(PLC)和通用下橋開關(驅動與正電源相連的負載)，並可為智慧工業/工業4.0智慧製造應用帶來豐富的診斷功能，包括開路負載檢測和限流保護。 據悉，開路負載檢測在輸出處於關斷狀態時運行，以防止因線路斷開等故障導致的危險。當電流過大，非耗散式截止限流功能可在使用者設定的時間後關閉輸出級。限流時長可用一個外部電阻器設定，限流時間結束後，輸出級自動重啟。其他診斷功能還包括兩個用於指示負載開路和超載/熱關斷的共開路汲極針腳及用於指示單個通道超載/熱關斷的四個輸入/輸出汲極針腳。 意法半導體技術行銷工程師Michelangelo Marchese(圖左)表示，打造更安全的工作環境是工業4.0的重要環節。  

台灣愛立信總經理何可申表示，根據愛立信的研究指出，一直到2026年，預估工業數位轉型商機將不斷攀升，市場規模將高達6,000億美金，推動電信業者、網路通訊設備業者紛紛投入此一領域發展。 何可申進一步說明，要實現工業4.0，首先不可或缺的便是在工廠、設備上建置許多感測器，而這些感測器皆須有連網功能；然而若是依賴有線連網，將會耗費許多布線成本和時間，因此，無線連網勢在必行。而4G、5G行動聯網相較於Wi Fi，較不易有訊號干擾問題，因而較為穩定；這也是工業成為5G主要的商用領域之一的原因，驅使電信業、和網路通訊設備業者相繼投入。 據悉，此套連網解決方案是專為工廠和倉儲等工業環境所開發，可實現安全、可靠的行動覆蓋範圍，並具備高密度配置與可預測遲延時間的特點。此外，此方案為資訊技術(IT)和營運技術(OT)專業人員提供易於使用和管理的網路管理經驗，使製造業和倉儲業的員工能夠快速地採用與部署。透過工業級無線連網技術，該解決方案可實現創新的工業4.0使用案例，例如：配備大量感測器的數位分身(Digital Twin)檢測；提供工作人員使用的具移動性人機介面(HMI)指令；無人搬運車(AGV)的防撞和遠端控制：以及用於自動化操作的協作機器人等。 目前瑞典的運輸解決方案供應商永德福汽車(Scania)已經在其位於瑞典Södertälje的智慧生產實驗室中採用愛立信工業連網解決方案。Scania Group工業IT資深經理Roger Hartonen指出，如今，高品質、快速與安全的工業連網環境已是絕對必要；而工業連網解決方案可為我們提供可靠的無線連網環境，實現工廠內所需的靈活性，得以不斷創新來推動永續運輸系統。 台灣愛立信總經理何可申表示，工業數位轉型勢在必行，愛立信推出工業級無線連網技術，實現創新的工業4.0使用案例。  

隨著物聯網應用範圍持續擴大，全球各類連網裝置數正不斷創下新高，根據資策會產業情報研究所報告指出，隨著低功耗廣域網路(LPWAN)晶片、模組價格下滑，預計2021年全球LPWAN市場規模將超過8億個聯網裝置，尤其以最受市場矚目的窄頻廣域物聯網(Narrow-Band-IoT, NB-IoT)，以其低功耗、低成本、大連結、廣覆蓋等特性，強勢席捲中國與歐洲廣域物聯網通訊市場。隨著技術、標準漸成熟，電信商也已陸續完成基礎建置，同時在政府的推波助瀾之下，NB-IoT不僅商用速度加快，其模組價格也明顯下降，更有利於產業布建，NB-IoT邁向全球大規模商用已不遠矣。 電信商帶頭衝　基礎建設完成迎商機 眾所周知，NB-IoT是一種低功耗廣域技術，而3GPP在2017年6月確立NB-IoT R14版本，進一步強化了NB-IoT的效能與穩定性，使得NB-IoT在技術面達到大規模商用化布建的條件。在技術、標準逐漸成熟的情況下，電信運營商的布建腳步也開始加快，例如遠傳、中華電信等皆在2018年陸續完成NB-IoT基地台的建置。 遠傳電信在2018年便宣布完成全台NB-IoT網路布建，範圍涵蓋本島及金門、馬祖、澎湖、綠島等離島地區，加速引領萬物聯網時代來臨。遠傳自2017年底率先啟動國內第一個NB-IoT「物聯網生態圈」以來，成員由原有的46家業者增加至75家，更有近300家上下游軟硬體領域合作夥伴加入遠傳NB-IoT服務測試。 此外，遠傳也攜手光寶科技合作推出NB-IoT解決方案，第一階段鎖定資產追蹤管理，可應用於貨櫃追蹤、物流追蹤、長照看護等領域需求，同時已成功於遠傳NB-IoT網路上完成路測驗證，接下來雙方將合作打造更多各領域的ＮB-IoT商用服務，共同推動國內物聯網產業發展。 台灣大哥大也於2018年宣布全台NB-IoT網路服務已正式商轉，並於全台重點區域建置民生物聯網，如智慧路燈、智慧量表、智慧停車等實際應用，未來將持續號召國內外深具軟體/硬體實力的廠商共同投入和研發。同時，隨著NB-IoT的全台商轉，台灣大也推出自主開發「物聯網企業服務平台」，具有SIM卡生命週期管理、網路即時流量、自主性資費管理、分離計費、API串接及自動化管理等六大功能，針對大量、通訊數據量少的物聯網裝置，強化自動化管理及報表功能，提供近百家企業客戶全面性的物聯網服務。 至於中華電信則已備妥NB-IoT/CAT-M1物聯網服務，可配合客戶需求，提供各種商業化應用，滿足各種行業不同需求。目前中華電信深耕六大物聯網垂直產業，包括：智慧停車、智慧農業、智慧監測、車聯網、智慧三表、跨境物聯網等解決方案。以智慧停車為例，結合地磁感應，透過物聯網技術與智慧數位電子看板，提供用路人最近停車格的導航資訊；又或是智慧農業則透過自主研發的AI農業分析模型，依農田場域的需求，收集生長環境數據與氣象資料，進行整理與分析，讓田間管理智慧化，提升作物品質，達到精緻農業。 政府先扮普及推手　民間需求後續爆發 遠傳企業物聯網產品處經理張文津(圖1)表示，NB-IoT如同其他通訊技術，在發展前期都會先面臨效能是不是足以滿足市場需求的挑戰，例如4G在剛開台的時候還常被認為速率是否夠快、夠穩定等。不過，一項技術的效能是會隨著時間而不斷演進，NB-IoT也是如此。 圖1　遠傳企業物聯網產品處經理張文津表示，2019將不再去著重NB-IoT的技術特性等，而是在專注在應用情境的面向。 張文津指出，然而，在技術逐漸成熟之後，任何一種物聯網技術要能夠大規模、大批量的應用，政府的力量是不可或缺的；也就是各種應用及和技術推廣，一定是從政府先帶頭做起，每個國家都是如此，台灣也不例外。因此，為了加速智慧城市發展，政府會先扮演NB-IoT應用普及的推手，例如智慧電表、水表、瓦斯，以及智慧路燈等。 據悉，目前政府已陸續釋出相關標案，譬如行政院擬定推動智慧電表安裝，預計2018年達20萬戶、2020年100萬戶、2023年300萬戶。台電表示，第一階段的20萬戶，以六直轄市當範圍先裝設，挑選用電量較大的街區作為基本單位安裝。六直轄市中以雙北優先，目前已驗收完成的首批1.1萬具電表，可能安裝在大安、內湖、三重、新莊、樹林、中和或土城等區域。 除了電表之外，經濟部能源局也已制定天然氣事業法36條，擬定公用天然氣事業推動具有地震遮斷、壓力過低遮斷及通訊等功能之微電腦瓦斯表推廣計畫，將於2021年全面實施，提升全民瓦斯用氣安全；微電腦瓦斯表具備可提供地震、超時與大流量三種遮斷等全面功能。 又或是像桃園市政府，為實踐智慧城市，藉由與中央經濟部「智慧城鄉」計畫合作，自2018年起規畫將桃園高鐵特定區(青埔)約3平方公里(涵蓋機場捷運A17、18、19站)內1,801盞路燈，開放供廠商提案申請補助進行路燈智慧加值應用。 據悉，桃園市政府養工處於105年配合經濟部能源局水銀燈落日計畫，將2.2萬盞高污染水銀燈具全面汰換為環保LED燈具，大幅節能省碳達7成，同時將節省的電費轉為支付廠商的節能績效保證的工程款，讓市府不用額外增加支出；更進一步在當中一半數量約1萬2,000盞路燈上增加智控模組，從遠端連線就可以主動偵測路燈狀況，在有限的人力下提升管理效率，還能記錄資訊作為養護的依據，未來在法規允許下還可進行亮度調控，配合道路狀況調整照明達到更高幅度節能，兼具環保及高效。 桃園市政府說明，在智慧城市發展的藍圖下，物聯網扮演關鍵角色，因此路燈除了照明功能，桃園將路燈再升級為物聯網載具，結合多樣化感測器如空氣盒子、水位、聲音感測及影像偵測等設備，可以蒐集環境、交通相關大數據，進而發展不同的應用，協助市府智慧治理。 另外還可發展多元化商業應用，路燈可加裝電動車充電樁、作為未來5G基地台，藉由提供Wi-Fi服務及電子看板即時推播資訊，加上偵測車流、人流、停車位等開發應用APP都是潛在的商業模式。 由上述案例可見，因應智慧城市發展，政府已開始積極推動物聯網相關應用，而這也為NB-IoT帶來許多商用契機。張文津說明，新技術的推廣最怕的是市場需求量不大，而政府所釋出的眾多標案為NB-IoT解決了此一挑戰，像是智慧電表如果用傳統的4G運行，基地台數量無法滿足，建置成本也會相當的高，NB-IoT遂而成為理想的解決方案。 對此，中華電信企業客戶處處長蔡旻宏(圖2)也認為，政府是推動NB-IoT普及的關鍵推手，2019年可說是由政府先帶動，驅使NB-IoT應用逐漸蓬勃，像是智慧電表、瓦斯和智慧路燈等。這些應用不僅是為了加快智慧城市發展，也是為了使人民生活更方便。 圖2　中華電信企業客戶處處長蔡旻宏指出，中華電信目的在於透過NB-IoT應用，實現智慧生活，運用科技化的方式解決生活的問題。 蔡旻宏指出，以智慧路燈為例，結合物聯網技術的好處在於，能進行更有效率的檢測、維修，得以提供連續的照明服務，並讓光照時間更長，才不至於出現所謂在同一條路上，有些路燈正常運作，有些卻停止運作的情況。當然，除此之外，智慧路燈可以蒐集環境、交通等數據，進而發展不同的應用。 簡而言之，隨著技術、標準漸成熟，加上政府推波助瀾，NB-IoT商用速度開始加快，為此，電信運營商不僅已相繼完成NB-IoT相關基礎建設，也競相布局NB-IoT相關應用。 像是為推動智慧瓦斯雲服務，蔡旻宏表示，中華電信已與多家瓦斯公司簽訂合作意向書(MOU)，導入瓦斯雲系統搭載NB-IoT解決方案，有效降低維運成本。該方案經瓦斯公司導入於家庭和餐廳案場實際使用與驗証(POC)，後續，中華電信將結合一氧化碳(CO)偵測、瓦斯漏氣偵測告警，經由瓦斯雲提供民眾使用，做為瓦斯公司加值服務。 而遠傳電信則是獲經濟部工業局「萬磁王計畫」，於全台7縣市、共計3萬個戶外停車格建置地磁偵測裝置，協助管理單位有效掌握各地車位周轉率、提升城市治理績效。「萬磁王計畫」預計於2019年建置完成，將成為全台最大NB-IoT智慧戶外停車資訊系統。 綜上所述，2019年NB-IoT產業飛速成長，將呈政府帶頭先行，民間需求後勢爆發的態勢，諸如智慧停車、智慧環境偵測、電動機車/單車監控管理、電池電量監控、資產追蹤與人身定位(穿戴裝置管理)等NB-IoT應用服務也都會相繼出現，電信業者也摩拳擦掌，迎接龐大商機。 模組價格降　有利NB-IoT商用推廣 NB-IoT商用將全面起飛，除了電信業者相關基礎建置陸續完成，以及政府扮演關鍵推手之外，另一要素便是模組價格和2017年相比，有著明顯的下降(大約從20美元降到10美元以下)，而模組價格的降低，意味著建置成本的減少，因此對於NB-IoT的普及也有所助益。 如前所述，NB-IoT商用要快速的普及，除了須仰賴電信運營商的建置完善的基礎設施外，政府的支援力道也是其中一大因素。光寶科技通訊模組事業部總經理吳松泉(圖3)說明，例如中國，其NB-IoT的推動力道主要都來自於政府，為了要刺激NB-IoT產業，中國在2017、2018年投入很多資金及標案進行概念驗證(Proof Of Concept, POC)，中國江西鷹潭便是其中一個著名例子。 圖3　光寶科技通訊模組事業部總經理吳松泉說明，NB-IoT的起飛，端看電信營運商布建是否完善、解決方案成熟度及應用市場明確性三大要素。 據悉，2017年1月份，中國江西鷹潭市與中國移動、華為簽署「鷹潭NB-IoT試點城市全面合作框架協議」，標志著鷹潭在全中國率先邁出建設NB-IoT試點城市的步伐；中國電信、中國聯通也緊隨其后與鷹潭簽署了相關協議。 吳松泉表示，政府的支援是新興技術普及的要素之一，而中國政府對NB-IoT的大力支持，不僅促進了NB-IoT的商用速度，也連帶推升了NB-IoT模組需求(如中國移動有著數百萬片的訂單)，使得NB-IoT模組價格開始明顯下降。 吳松泉進一步指出，為了推動NB-IoT，中國電信業者已標出數個百萬片的NB-IoT模組訂單，這意味著NB-IoT市場將快速起飛之外，也代表模組價格開始降低，從原本20美金左右，降到10塊美金以下(甚至還有5、3塊美金)，這相當於原本2G模組的標準。這對NB-IoT而言是個很好的立基點，因為2G服務已漸漸退出市場，NB-IoT可以取代2G實現更多物聯網的應用。也因此，模組價格的降低，也是NB-IoT在2019年下半年開始爆發的另一因素。 u-blox商業開發主任林世澤(圖4)也指出，目前NB-IoT大量商用的案例多是政府標案，而民間企業則是少量多樣的應用為主；政府大量標案驅動NB-IoT模組價格下降，對於推動NB-IoT應用普及而言是有利的，因為降價的幅度越高，市場接受度也越高，這也是為什麼許多電信營運商選在這時間點開通NB-IoT服務的因素。 圖4　u-blox商業開發主任林世澤透露，價格並非是競爭唯一關鍵，更多的是要提升產品的價值。 模組價格降有利有弊　模組廠須加強差異化 然而，在價格下降幅度如此明顯的情況下，NB-IoT模組是否會很快就陷入「價格戰」的比拼之中？對此，林世澤認為，目前還未看到此一現象。現今NB-IoT價格下滑較為明顯的多為中國和東南亞市場，至於歐美的價格波動並沒有這麼顯著。 林世澤進一步說明，對於模組供應商而言，價格確實是銷售旗下產品的一大關鍵，但非是唯一賣點。硬拼價格並非是唯一的策略，模組供應業者最重要的還是增加旗下產品的價值，並找到合適的市場。 以u-blox為例，該公司旗下的NB-IoT模組的特性便是硬體設計、封裝都十分靈活。例如之前推出的模組「SARA-R412M」，是以單一設計並且同時提供LTE與四頻EGPRS支援。此外，透過動態的系統選擇，可以將Cat M1、NB-IoT，以及EGPRS設定為單一模式或是首選的連接方式，而不需要重新啟動模組便可切換模式，進一步擴展其設計的靈活性。 林世澤指出，此外，該公司也與世界各大電信業者，例如韓國SK Telecom、日本NTT DOCOMO或是台灣的遠傳、中華等密切合作，讓旗下的產品皆通過各大電信業者的認證以確保穩定性及品質，與採用低價競爭的對手有著明顯的區別。 吳松泉也表示，未來NB-IoT模組若走到價格戰情況，要比較的便是製造與服務，這正是光寶科技的強項。物聯網應用的一大特點是少量多樣，各種行業有不同的應用需求，而NB-IoT的晶片商不太會願意為了少數的特殊應用，特地開發少量的晶片。也因此，面對需求獨特的客戶，模組供應商便必須要有「客製化」的能力，也就是運用自己內部的開發能力滿足各種應用需求，進行客製化的產品開發。 依應用需求不同　單模/多模方案各有市場 隨著NB-IoT應用領域越來越廣泛，多模解決方案也趁勢而起，且因為整合度高、開發方便，受到市場歡迎；不過，這並非意味著未來NB-IoT將都朝多模方案發展。 光寶科技通訊模組事業部研發二處處長黃宗訪認為，NB-IoT有著各種不同的應用場景，像是智慧路燈、智慧電表、智慧停車、資產追蹤(如物流、車隊移動)等，有些應用會有雙模方案的需求。 黃宗訪說明，例如資產追蹤，若資產運輸到多以Cat M1為主的國家(如北美、澳洲)，便可以採用雙模方案。否則，NB-IoT的價格敏感度較高，雙模模組(有些還添加2G、GPS等)，成本一定較高，而有些應用場景也不一定需要雙模方案，例如魚塭、農田等只需要NB-IoT單純的傳/接收資料。因此，就目前看來，仍是以應用需求選擇單模或雙模的方案。 林世澤則說明，多模的好處在於較有彈性，如同剛剛提到的資產追蹤應用，車隊管理就是一個很好的例子。以在歐洲為例，有些國家採用NB-IoT，有些則採用Cat M1，而車隊往往是跨國境移動，若要準確追蹤車隊狀態，採用雙模的模組是較有益的。況且，隨著NB-IoT商用迅速普及，目前單模與多模方案的價差已逐漸縮小，特別是針對大規模部署應用，多模方案更有議價空間，最後可能跟單模方案只差零點幾美元，因此，日後在導入NB-IoT時，該公司會推薦以多模方案為主。 NB-IoT商機全面啟動 總結來說，NB-IoT一直是低功耗物聯網產業關注的焦點，從2016年標準釋出之後，2018年隨著技術日漸成熟及電信運營商的基礎設施相繼完成，使其網路覆蓋率有著明顯的提升，已開始陸續出現智慧路燈、智慧停車、智慧電表等越來越多的應用案例。到了2019年，在政府的大力推動下，將能更進一步推動NB-IoT普及率，而模組價格的降低也使得布建成本下降，產業接受度更高，NB-IoT大規模應用將迅速崛起。

垂直共振腔面射型雷射(VCSEL)技術在蘋果iPhone開始採用3D人臉辨識後，突然獲得各界矚目，但這種化合物半導體雷射其實由來已久，在iPhone導入引發產業關注之前，主要是應用在短距離光通訊領域，例如資料中心機架間的高速互聯。而隨著相關技術不斷發展，目前VCSEL的訊號傳輸距離、頻寬都在不斷提升，未來勢必會對傳統邊射型雷射二極體帶來一定的競爭壓力。 而在感測應用方面，VCSEL最大的優勢在於能實現小巧、低成本的感測陣列，可取得物件的3D輪廓，這項特性能和現有以邊射型雷射為主的測距技術產生明顯的市場區隔，並打開更廣泛的應用市場。除了從人臉辨識衍生出的各種安防應用外，VCSEL也是車用光達從機械式走向全固態，進而讓自駕車更進一步普及所不可或缺的關鍵技術。 VCSEL通訊頻寬/距離不斷突破 在感測應用出現之前，VCSEL最重要的應用在光通訊市場，特別是資料中心內部，機架對機架(Rack to Rack)之間的高速互聯。但隨著相關技術不斷突破，加上光纖業者努力投資相關配套，VCSEL進軍FTTx市場，目前看來只是時間問題。 台大光電研究所所長林恭如(圖1)表示，對光纖通訊應用而言，光源元件最重要的性能指標有二，一是頻寬，二則是傳輸距離。傳輸距離與光在不同波長的傳輸衰減與色散有關，波長850奈米的光源，傳輸距離通常低於500公尺，因此只適用於資料中心內部機架對機架的互聯應用。如果考慮波長拉高到1,310奈米，則傳輸距離便可提升為1~10公里，做為資料中心間的連結；若是在目前光纖通訊用1,550奈米波長下，則早已有許多單模光源實現至少20~25公里等級甚至更長距離的洲際或跨洋傳輸。但VCSEL光源的性能正逐漸提升，使得其應用性也逐漸從資料中心內跨向資料中心間的傳輸。 圖1　台大光電所所長林恭如表示，光通訊與感測將成為VCSEL的兩大明星應用。 目前已經商品化的單一VCSEL，光波長大多是850~940奈米，主攻的是資料中心內的互聯需求，如何將資料中心用VCSEL的波長拉長至970~1060奈米，以便透過分波多工實現更高的通訊容量，另外也有研究致力於將雷射截面所小達到單模態輸出操作，使VCSEL能達到更遠的傳輸距離。目前在VCSEL領域，最新的研究成果已經可實現2~10公里訊號傳輸，這對於VCSEL走出資料中心應用，是很重要的發展里程碑。 而在頻寬方面，目前台大光電所開發出來的850奈米少模與單模VCSEL，已經可以滿足50G Baud傳輸速率，並可同時支援OOK與PAM4甚至更複雜的QAM調變。就規格來看，目前台大光電所研究出的VCSEL已經可以滿足市場的主流需求，但研究團隊認為，還有很多細節可以進一步改善，例如製程技術上的精進、氧化層厚度的控制。這些細節上的改善，都可以進一步提升VCSEL的訊號/雜訊比(SNR)跟輸出功率。 該所的吳肇欣教授，目前就致力於VCSEL在高溫環境下進行高速操作的研究，希望讓VCSEL光源有更寬頻調變與更穩定的表現。相關研究課題涉及反射層的摻雜、氧化層的薄化，與發射截面再縮小等技術都有一定的挑戰性跟困難度，但也因為吳教授跟全體同仁在相關領域的投入，使得台大光電所得以名列全球前四大VCSEL研究基地之一。 感測應用靠陣列　精度/速度需平衡 至於目前最火紅的感測應用，基本上是利用VCSEL陣列來實現。不管是使用飛行時間測距(ToF)原理或是結構光(SL)感測原理，可以進行3D辨識的感測器都是由光源、光學組件跟光感測器三個部分所組成，其中最重要的就是光源。早期的3D感測是以紅外線LED作為光源，但LED不具備諧振腔結構，因此打出來的光束太過發散，反射耦合效率不佳，難以取得精準的感測結果。 VCSEL則解決了這光束過於發散的問題，加上VCSEL技術具有小型化，容易實現陣列設計、低功耗、可靠度高等優勢，因而能全面取代紅外線LED。不過，有業界人士指出，結構光感測因為涉及到的演算法比較複雜，只有蘋果這種具備軟硬體同步開發能力的業者能駕馭，因此現階段大多數元件供應商，只提供支援ToF的解決方案。 但即便ToF搭配使用的演算法相對簡單，要實作ToF 3D感測，還是有許多挑戰存在，例如光源的不相干性要高，空間功率的分布要均勻。若無法做到這兩點，則感測的精準度會受到不良影響。此外，如果感測的速度要快，則VCSEL陣列的顆數要少，但減少陣列顆數也會影響精準度。目前市場對VCSEL陣列的上升跟下降時間要求，已經低於500皮秒，250皮秒以下是比較理想的規格。要做到這點，技術上還是相當有挑戰性。 不過，林恭如認為，台灣廠商在VCSEL感測方面的技術，都已經有一定程度的累積，解決方案的成熟度也不錯。台大光電所雖然是以光通訊作為主要研究方向，但VCSEL實驗室仍具備完善的VCSEL感測器量測、分析能量，台灣大多數投入VCSEL 3D感測器研發的廠商，都跟該所的實驗室有合作關係，只是因為台大跟廠商簽有保密協定，因此不方便透露個別廠商的狀況。 產業鏈完備/早期投入為台廠最大優勢 台灣投入化合物半導體的時間比較早，磊晶技術的掌握度高，是台廠能夠快速切入VCSEL感測器市場的重要原因。其實，LED也分成邊射型跟面射型兩種，面射型LED的結構已經相當接近VCSEL，差別在於面射型LED沒有反射層構成的諧振腔，也沒有用氧化層製程來縮小諧振腔體積跟發光面積。 所以，對於熟悉面射型LED的業者來說，要克服的關卡主要在反射層的磊晶、摻雜以及氧化層的控制。其中，氧化層是LED完全沒有的製程步驟，在這方面會比較有挑戰，至於磊晶跟摻雜，對台灣的LED乃至化合物半導體廠來說，問題應該不大。 也因為台灣廠商已經掌握大多數關鍵技術，因此在VCSEL感測應用竄起的同時，台灣許多專業化合物半導體代工廠就已經拿到訂單，LED廠商轉進VCSEL的動作也十分迅速而積極。另一方面，跟台系化合物半導體代工廠有長期配合的封裝廠，也跟著在第一時間拿到不少訂單。 搶進下一個戰略高地--車用光達 在智慧型手機之後，VCSEL感測器產業的下一個兵家必爭之地，將是光達由機械式結構轉為全固態結構所帶來的龐大商機。為了取得完整的周遭環境資訊，讓自動駕駛系統得以判斷其所處的狀況，光達將是自駕車必備的感測系統，但過去的車載光達採用機械式設計，導致其成本偏高，使汽車製造商根本無法在量產車款上搭載光達。 據了解，一台機械式光達的報價，最少也在新台幣40萬~50萬元之間，占了一輛入門款新車售價的7~8成。直到2018年開始，陸續有光達廠商推出基於半導體技術的新一代固態光達，才開始有報價在數千美元的光達設備在市場上出現。但這個價格還是偏高，業界認為，光達的價格必須要壓低到數百美元，才有可能在汽車市場上大量普及，而促使價格下降的關鍵，就在VCSEL。也因為如此，部分台灣化合物半導體廠為了搶食車載光達的市場大餅，已經展開布局動作。除了推出車規等級的製程服務外，部分生產線也已經通過車規驗證，準備迎接即將到來的訂單。

晶心科技總經理林志明表示，RISC-V的成長與人工智慧息息相關，在過去幾年IC設計業者認為有著即便無法像NVIDIA或其他大廠在成為AI領先者，但也會盡量將些許的AI技術融入到原本的應用之中。如此一來，便多多少少會採用晶心旗下的產品，也因此，RISC-V處理器的需求便明顯上升。 林志明進一步說明，RISC-V處理器系列於2018年呈爆發式成長，全年授權案件數也高速攀升，在已簽定的21份的RISC-V解決方案授權合約當中，超過三分之一授權予中國廠商，另三分之一為台灣廠商，其餘授權合約分布在美國、韓國及日本。晶心與合作伙伴攜手開發的產品應用十分廣泛，包括區塊鏈、通訊設備、指紋辨識、可编程邏輯閘陣列、物聯網、應用程式安全和固態儲存設備。 另一方面，在AI驅動RISC-V需求持續成長的同時，為讓更多開發者加入RISC-V架構開發各種應用，晶心也致力透過「EasyStart」RISC-V推廣聯盟拓展RISC-V市場版圖，藉此幫助該公司的設計服務合作夥伴掌握基於RISC-V的SoC設計及開發最新趨勢。EasyStart聯盟成員遍布全球，成員數已達15家，並正朝著20家的目標邁進。 據悉，EasyStart聯盟成員包括Alchip、ASIC Land、BaySand、CMSC、EE Solution、INVECAS、MooreElite、PGC、SiEn(Qingdao) Semiconductor、Silex Insight、Socle、XtremeEDA等，這些公司涵蓋90奈米至10奈米的製程技術，有些公司則同時提供SoC設計和一站式服務。這些聯盟成員將會以晶心科技的V5 RISC-V處理器核心為客戶提供完整RISC-V設計服務解決方案。   晶心科技總經理林志明表示，人工智慧與RISC-V息息相關，進而推動晶心旗下處理器持續成長及授權合約增加。  

AMD嵌入式解決方案事業群產品管理與業務發展總監Stephen Turnbull表示，現在人們對數據傳輸的依賴越來越高，舉例來說，在臉書上每小時就有400小時的影片上傳量，加上5G的商用、生物辨識應用等等，需要在邊緣進行更多運算、更智慧化。 AMD Ryzen R1000嵌入式處理器能支援各種類型的多媒體環境，包括博弈機台、數位顯示器、邊緣運算的企業級安全功能、聯網與精簡型電腦裝置，同時提供軟硬體的相容性。 另外，Turnbull也提到，目前安全性的問題備受重視，AMD Ryzen R1000嵌入式處理器擁有企業等級的安全性，其中包括安全信任根(Secure Root of Trust)及安全運行技術(Secure Run Technology)，藉由這些功能，在使用者連至邊緣運算網路或運行數位螢幕時，可以打造各種更加安全的解決方案。 AMD Ryzen R1000嵌入式處理器擴展了Ryzen嵌入式產品陣容，以開發各種高效能低功耗解決方案。目前研華(Advantech)、東擎科技(ASRock Industrial Computer)、廣積(IBASE)、Netnorome、鼎通盛(Quixant)等廠商已著手開發搭載AMD Ryzen R1000嵌入式SoC的產品。此外，雅達利(Atari)正運用AMD Ryzen R1000嵌入式處理器搭載的高效能Vega3繪圖核心及Zen處理器架構打造即將問世的Atari VCS遊戲系統。 另外，由於嵌入式產業要求更沉浸式、更具吸引力的視覺體驗，支援高解析度螢幕以處理繁重運算圖像資料的處理器需求便也跟著提高。AMD新推出的嵌入式處理器能支援三台更新率達60FPS的4K螢幕，且提供H.265編碼/解碼(10b)與VP9解碼功能，讓OEM與ODM廠商打造優良的視覺環境。 AMD嵌入式解決方案業務發展總監Stephen Turnbull表示，AMD Ryzen R1000能開發各種高效能低功耗解決方案。  

化合物半導體泛指各種不以矽為基礎的半導體材料，通常可分成三五族半導體與二六族半導體。三五族化合物是由三族的鋁(Al)、鎵(Ga)、銦(In)及五族的氮(N)、磷(P)、砷(As)、銻(Sb)等等組成。由於是化合物，所以組成方式非常多種，有二元的氮化鎵(GaN)、砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)；三元的銦鎵砷(InGaAs)、磷化銦鎵(InGaP)；甚至四元的InAlGaAs或InGaAsP等。二六族半導體則是由二族的元素鋅(Zn)、鎘(Cd)、汞(Hg)和六族元素硫(S)、硒(Se)、碲(Te)形成的化合物，是一些重要的光電材料。 在蘋果(Apple)於智慧型手機上導入結構光人臉辨識，引爆VCSEL應用話題，加上氮化鎵逐漸打開電源管理這個市場規模龐大的應用之後，化合物半導體開始受到更多探討，同時也吸引其他領域的業者開始介入布局。 電源管理應用帶動晶圓尺寸成長 聯穎光電技術長暨SEMI Taiwan化合物半導體委員會副主席林嘉孚(圖1)指出，氮化鎵材料開始切入電源管理應用，是改變化合物半導體製造產業風貌的一個重大事件。電源管理是一個非常龐大的市場，幾乎所有電子設備都需要電源管理。 圖1　聯穎光電技術長暨SEMI Taiwan化合物半導體委員會副主席林嘉孚表示，氮化鎵化合物半導體磊晶尺寸朝8吋發展，是大勢所趨。 因此隨著使用矽基氮化鎵(GaN on Si)的電源場效電晶體(Power FET)不斷發展，能耐受的電壓越來越高(目前600~700V的元件已有商用潛力，實驗室裡則已可做到1,000V)，未來矽基氮化鎵應用只會越來越普及。 而隨著應用市場越來越廣闊，氮化鎵磊晶(Epitaxy)晶圓尺寸一定會逐漸從目前主流的6吋往8吋發展，這樣才能驅動成本下降，滿足市場需求。而此趨勢也會吸引更多半導體設備大廠開始布局相關設備。目前磊晶製程所使用的有機金屬化學氣相沉積(MOCVD)機台，最大供應商是德國Aixtron，但全球半導體設備龍頭應用材料(Applied Materials)也已經對這個市場展現高度興趣。 對化合物半導體業者來說，更多設備大廠投入是件好事，因為以往化合物半導體設備業就跟化合物半導體產業鏈的其他環節一樣，都呈現小而美的格局，大廠有更多資源可以開發更先進的磊晶設備，會讓磊晶廠有能力發展出更先進的磊晶製程技術。機台設備的能力跟磊晶技術的進展，是相輔相成的。 矽基氮化鎵進軍射頻　劍指5G基地台 除了應用在功率元件之外，GaN on Si還可以應用在射頻(RF)通訊上，目前相關技術進展最快的業者，就屬事業布局橫跨光通訊與RF兩端的MACOM。近日MACOM才與意法半導體(ST)達成合作協議，2019年ST工廠的6吋(150mm)矽基氮化鎵的產能將有擴張計畫，而8吋(200mm)的矽基氮化鎵則會依需求擴產，以支援全球5G電信網路建設。 隨著全球推出5G網路並轉向大規模MIMO(M-MIMO)天線配置，射頻功率產品需求預計將會大幅提升。具體來說，MACOM預估功率放大器需求量將會有32倍至64倍的成長，相對地，5G基礎建設的投資在5年內將預計成長超過3倍，因此放大器成本的單價估計會降至十分之一至二十分之一。 MACOM總裁暨執行長John Croteau表示，主要基地台OEM廠了解，為滿足5G天線部署時成本、頻譜和效能目標，需仰賴寬能隙氮化鎵元件的性能，以及能促進升級轉型的成本結構和製造規模。該公司認為，透過與意法半導體合作，將使MACOM能滿足基地台廠商的全部要求－產品性能、成本優勢和高產量供應鏈。MACOM與ST這個初期階段的聯合產能投資，可以使雙方有更多產能服務在全球高達85%的5G網路建設市場。 ST汽車與離散產品部總裁Marco Monti表示，ST已經在碳化矽技術領域打下堅實的基礎，現在正在推進RF矽基氮化鎵的技術，以支援OEM廠建立新一代高性能5G網路。碳化矽是汽車功率轉換等電源應用的理想選擇，而矽基氮化鎵能夠提供滿足5G所需的RF性能、產能和商用成本結構。 事實上，射頻跟光電過去一直是化合物半導體最主要的應用領域，以氮化鎵材料來說，在開拓出PowerFET應用這個新市場之前，最重要的應用市場就是高功率射頻領域，例如軍用的高功率雷達，就會用到碳化矽基氮化鎵(GaN on SiC)元件。跟前者相比，矽基氮化鎵適合運用在中低功率射頻應用，通訊基地台就是其典型應用之一。 在5G網路布建將採用更多微型基地台情況下，相關元件需求也令人期待。5G微型基地台的大小可做到和Wi-Fi存取點設備相仿，發射功率也相近，因此若電信商要以微型基地台組成網路，採購規模必然相當可觀。 不過，林嘉孚分析，以技術特性來看，矽基氮化鎵PA恐怕難以將應用拓展到行動終端市場，因為矽基氮化鎵的效率雖好，但啟動電壓卻比異質雙極性接面電晶體(HBT)跟假晶高速電子移動電晶體(pHEMT)明顯高出一截，不適合以電池供電的行動裝置使用。但有些研究團隊正在發展低電壓的GaN on Si，只是目前尚不成熟。 如果是行動裝置所使用的PA，基於砷化鎵的HBT跟pHEMT還是比較理想的選擇，因為HBT跟pHEMT具備低啟動電壓的優勢。但HBT很難做到毫米波頻段，因此，在5G通訊時代，低於6GHz頻段的5G行動終端，應該還是會採用HBT；使用28GHz以上的毫米波5G行動終端，則可考慮使用pHEMT。 至於CMOS PA，在未來一段時間內，可能都會停留在概念驗證或技術展示的階段，因為CMOS PA的效率太低，除了會影響行動裝置的電池續航力，封裝也是個大考驗。眾所皆知，在毫米波頻段，天線、PA，甚至連數據機(Modem)晶片都將會透過異質封裝技術整合在同一個封裝模組內。若PA效率太低，封裝散熱的問題會相當棘手。 技術門檻高　台廠領先優勢明顯 中國政府大力鼓吹半導體產業自主，並投入大量資金來扶植相關業者，是近幾年來屢屢在全球半導體業內引發討論的話題。同樣的情況其實也出現在化合物半導體領域，只是據業內人士指出，中國政府對化合物半導體的投資高度聚焦在國防跟軍用領域，因此不像DRAM或晶圓代工，容易引發廣泛關注。 但即便中國在本土化合物半導體產業鏈同樣砸下重金，中國的化合物半導體產業進展仍相當有限，一方面這跟技術管制有關，另一方面也跟長晶、磊晶技術十分複雜，需要長時間累積Know-how，光靠資金投入無法取得立竿見影的效果有關。 除了少數例外，如發光二極體(LED)之外，一般來說，化合物半導體的磊晶技術跟設備受到高度管制，且有大量Know-how累積在磊晶廠手上。同款設備，使用不同配方跟製程參數，產出的產品特性會有很大不同。因此，中國很難複製在LED產業的成功經驗，快速打造自主的化合物半導體供應鏈。相較下，台灣化合物半導體製造發展較早，且設備、技術轉移方面，也較不會遇到困難。 有業界人士估計，台灣化合物半導體製造商技術大概還領先中國同業至少三到五年，且差距沒有因為中國政府大力投資扶植而有所縮短。這意味著台廠在化合物半導體領域還有很明顯的領先優勢，不用擔心中國同業殺價競爭。但也因為如此，台灣的化合物半導體廠商通常十分低調，不僅不太願意公開談論自家的技術或策略發展方向，而且資訊保防工作做得相當嚴密。每家業者都在鴨子划水，盡最大努力保護自己的領先優勢。