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艾倫．圖靈(Alan Turing)做到了，他在1952年以數學方式定義了反應擴散系統模型(圖1)，並回答了這個問題。這套系統裡的元件可以彼此互相影響，形成的圖案還會擴散到更大的系統。在這個模型裡，所有的圖案同時具備可預測性與獨特性。儘管圖靈本身是名頂尖的電腦科學專家，而這項研究超出了他的專業領域，但是後人卻能套用其中的邏輯，來預測自然界裡的種種圖案與模式。 圖1　圖靈模式與反應擴散系統 人類指紋是自然界一項獨特的圖案。我們的指紋同時由化學與機械反應構成，所產生的識別因素不但絕無僅有，更是人類一生所繫。這些獨特的圖案不但形成過程複雜，更不容易摧毀。與這類自然界圖案不同的是， 微影成像圖形則是較為容易出錯。 現代的半導體製程工程師，對於包括智慧型手機、醫療器材、自動化車輛或其他裝置電路的效能或功能減損，導致圖形可能遭到破壞的因素，經常感到莫可奈何。當半導體製程技術開始趨於複雜化，從傳統的微影技術進展到雙重、三重乃至於四重圖案，再到極紫外線(EUV)微影成像及定向自組裝(DSA)模式加工技術，這種情況更是屢見不鮮。 多年來，微影技術人員不斷地評估各種圖案構成材料、圖案形成技術及製程變量，以便精準地將各項設計轉移到電路上，最終開發出各項應用成品，讓人類享有更豐富的生活。控制積體電路(IC)晶圓廠裡的這類變量，就能影響圖案的品質，甚至為所有電子裝置帶來潛在影響與有效性(圖2)。 圖2　微影成像圖案形成面面觀 要針對這些變量當中的任何一個進行最佳化處理，都可能為整個製程投入不確定因素，因為每個製程步驟裡的複雜化學反應，隨時可能因為最細微的污染物而遭到中斷。本文將以預測及消除任何可能的變因為主軸，檢視微影成像製程裡各種瑕疵可能帶來的影響及其成因與應對方式。 圖案構成極具挑戰　微影製程重要性不可言喻 在半導體的製程裡，圖案構成步驟是最具挑戰性的一環。隨著摩爾定律不斷鞭策整個產業朝更細緻的功能與特色發展，微影製程便成為當中的成敗關鍵。 為了讓產品持續邁向更高密度結構，多圖案構成技術的廣泛應用，使得光罩層數不斷地增加。更多的層數意味著額外的製程步驟，不但讓週期時間與成本跟著上升，就連良率也可能會下降(圖3)。儘管極紫外線(EUV)技術有望抵銷這項趨勢，但卻無法降低其複雜度。 圖3　製程複雜度與良率的關係 因此，為了持續增加圖案密度，我們必須有效因應製程上的複雜度、光罩層數、週期時間與良率。值此同時，微影技術人員將持續從每一項技術所呈現的一系列製程變異當中，尋找新的解決方案。 隨著製程步驟與微影層數以非線性速率增加，使用的材料也跟著成長，假使增加額外的層數只是單純重複相同的製程，那麼解決方案將一點也不複雜。然而，為了達到不同目的，我們必須在各個光罩層上應用不同的材料。這些材料的整體使用量開始增加，尤其是輔助化學品，以及為了搭配輔助性微影技術而持續使用的各種光阻劑。因此，我們將這些材料之間的反應機制納入考量。 要達成無瑕疵的圖案目標，有賴晶圓廠裡各個部門的通力合作。所有材料及其對下游製程的影響，必須進行有效管理。當所有部門都能精確控制製程的變異性並消除瑕疵率時，才有可能產出完美的圖案(圖4)。 圖4　電路圖案形成環境–整合式相依性 從金屬微粒到氣體分子，各種瑕疵的類型與大小不但差異極大，更可能來自環境各處。微影塗布製程裡的一項瑕疵因素，便是存留在流體裡。在去除污染物的過程中，如何確保化學品不會干擾溶劑、聚合物、光酸發生劑(PAG)與消光劑等重要化學成分的精細混合過程，才是最大的重點。過濾製程對於化學反應形成的干擾， 不但會對圖案形成造成災難性的影響，更可能衍生各種瑕疵，或是導致根本無法產生圖案。 此外，污染物所造成的瑕疵還可能出現在微影部門裡的各個製程(圖5)。舉例來說，塗布製程期間產生的污染物，可能引發各種不同的瑕疵類型。內嵌在錐狀瑕疵等底層裡的粉塵，可能轉變成微橋接圖案之類的瑕疵。塗布範圍的不一致，可能引發不一致的鏡頭焦點與圖案暴露程度，進而導致電氣短路。溶解在顯影液裡的污染物(像是金屬微粒)，可能妨礙圖案的顯影，進而導致電氣短路或是開放式圖案。 圖5　污染對於電路完整度的影響 雖然預防污染物造成特定光罩層出現瑕疵的做法立意良善，但是我們必須全盤檢視整個製程步驟，以確保污染物不會進入整個流體供應鏈。整個製程裡每個流程所出現的污染物，不但會造成圖案瑕疵，最終還將導致裝置故障。 運用純化/過濾技術降低汙染物 如同仰賴產品完整性來維持運作的供應鏈，確保化學品從製造端到晶圓表面接觸期間的純淨無瑕，事實上是不可能的任務。一旦化學品裝入容器，就必須承受空運、陸運與海運的顛簸，最後還必須經過數公尺遠的管線輸送。在這段輸送過程裡，任何一個環節都可能讓化學品遭受污染。 為了防止污染轉變成圖案瑕疵，我們必須結合運用純化與過濾技術。在影像堆疊材料的諸多供應步驟當中，我們會見到污染物的過濾程序。純化顯影液與潤濕材料可去除溶解的污染物。在確保圖案品質的過程中，其他製程步驟裡的相依性同樣扮演著重要的角色。例如，CMP製程裡未能去除的粉塵，可能產生一道細微刮痕，而這道刮痕會在下一次金屬反應中產生一個坑洞，造成圖案短路現象。 顯影機軌道工程師的責任，便是了解可能影響微影技術效能的化學與物理製程變量。另外，他們還能藉由了解純化與過濾變量，設計出一套足以因應瑕疵變異性的整體方式(表1)。 如同欣賞一杯完美沖泡的咖啡一般，微影技術人員對於創造這些完美圖案的科學同樣抱持著敬畏之心。為了享受一口香醇的咖啡，首先必須具備純淨的水質及依照個人喜好研磨到細緻無比的咖啡粉，才能沖泡出一杯濾掛式、冷萃或是濃縮咖啡。經過純化的水質，可以有效去除各種可能影響咖啡濃郁及香醇口感的雜質。咖啡師選用孔隙細緻的濾紙來過濾剛萃取的咖啡原汁，同時去除裡面殘留的咖啡粉(表2)。 如同咖啡沖泡過程，微影製程裡也可能出現各種形式的污染物。這些污染物可能是粗大的微粒或是細小的分子。適當的微影過濾程序必須使用量身訂製的過濾器，以符合各種不同的化學品特性與目標污染物的過濾需要。過濾器必須要能吸引並去除污染物，同時維持特定流率下的化學品純淨無污染。 在針對特定瑕疵開發過濾器與純化器時，可以選擇三個適當的元素組合，進一步縮小有效的污染控制範圍(圖6)，分別為結構、材料與型態和滯留機制。 圖6　污染控制裝置考量 為了有效鎖定瑕疵，選擇適當的過濾器考量組合至關重要。為了了解並最佳化過濾與純化技術，我們必須與污染控制合作夥伴密切合作，藉助其專業能力以達成圖 6所示的組合。 1.薄膜結構在設計上，必須要能充分地攔截污染物。 2.過濾器或純化器結構材質，必須與特定的製程化學性質相符。當聚合物選擇與化學性質不相符時，最終可能導致效能降低。 3.此外，過濾器或純化器在設計上還必須吸引並攔截污染物，同時允許純淨的化學品以定義的流率通過。 達到零污染目標需晶圓/材料/製程三方合作 自然界裡的圖案無論是物理性質還是重複性高的製程圖案，我們總是有辦法加以辨識。殘留在咖啡杯上的指紋，實際上是自然界圖案以及高重複性、高品質製程的完美交集。無論所運用的半導體技術節點為主流還是一流狀態，透過創新科學來產生完美的圖案才是成功的秘訣。 以一年前所生產的晶片為例，同樣的晶片設計在今日來看可能會有截然不同的效能需求，採用的製程變量也會不同。晶圓廠工程師必須持續考量製程範圍裡各種可能影響整個生產系統的變量與變更，才能維持領先地位。當控制系統不夠完備，在圖案形成期間所產生的瑕疵便可能導致裝置故障，進而影響良率與利潤。隨著圖案趨於複雜，晶圓廠開始針對圖案形成材料大量採用各種過濾與純化技術，而此舉卻也帶來了更高的生產敏感度。 儘管所有晶圓廠都聲稱要邁向零粉塵與零污染的目標，但是成效卻微乎其微。追求完美的零瑕疵境界需要晶圓廠主管、製程工程師與材料供應商的通力合作，一同評估與探詢可消除變異性的最佳成效。

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5G設備陸續就位，應用發展也跟著逐漸落地。由於5G高速、低延遲的特色，需要大流量呈現高解析度與追求即時性的電競(eSport)產業便相當看好5G所能提供的嶄新發展。 資策會MIC資深產業顧問兼主任張奇表示，5G加上電競的應用將會是產業新藍海。國內的電信商如中華電信和中國的電信業者們，都已經開始投入電競領域。由於電競對於時間有非常嚴格的要求，即使只差了零點幾秒，對於遊戲的整體體驗和結果就會有非常大的影響，可謂失之毫釐，差之千里。 而5G低延遲的特性，不僅可以解決上述問題，同時還可以讓電競選手從遠端操控整個團隊，而不須要把比賽選手都集合在同一個地方；甚至可以做到遠端訓練團隊默契，達到在不同地點卻能同步進行動作訓練的成果。 張奇進一步說明，以5G標準的進程來看，R16標準要到2020年初才會底定，低延遲、大流量的服務屆時才能真正開始提供。因此，目前電競業者們在5G應用上的技術開發都還在實驗室研發的階段，須等待5G網路確定上路，電競相關應用才能落實高速低延遲的願景。 5G在消費型娛樂產業值得一提的應用還有Cloud XR，舉例來說，Niantic便與DT合作打造5G AR遊戲，利用5G的低延遲、高頻寬特性加上邊緣運算(Edge Computing)能夠實現AR多人即時對戰遊戲，並可以期待未來將會有多人/多寶可夢的互動遊戲。

・LG Chem、JOLED、友達，近期紛紛投入印刷式OLED技術布局，引發關注。 ・折疊手機是OLED應用新美地，但能成功跨入大尺寸才是OLED問鼎主流地位的關鍵。 ・目前大尺寸OLED量產最大瓶頸在於蒸鍍段生產成本高昂，而印刷式OLED製造技術則具成本優勢，惟亦有挑戰待解。 ・印刷式OLED是OLED技術能夠真正擴大應用，甚至將來取代LCD成敗的里程碑。 圖片來源：Kateeva 近日，外電報導，LG Chem收購美國杜邦(DuPont)公司「可溶性OLED」材料技術，此次的收購範圍包括杜邦的可溶性OLED材料技術與工程專利等無形資產，以及研發與生產設備等有形資產；日本「JOLED」近日也宣布籌得了 255 億日圓資金，於千葉事業所內開始構築全球首見採用「印刷式OLED」技術製作面板生產線；報載國內面板大廠友達已在林口架設印刷式OLED實驗線，一時間，似乎又有新的顯示技術興起，引起大家的關注。 折疊手機的應用使OLED找的一個可以擺脫LCD競爭的產品空間，不過手機面板的面積畢竟有限，無法支撐一個顯示產業，因此，OLED從小尺寸的應用在技術成熟後進入中大尺寸的市場是必然的趨勢，也是主流顯示器技術能夠存活的必然途徑。然而，以目前OLED的蒸鍍製程工藝推演可以發現，未來中大尺寸OLED與LCD的競爭，成本是一個難以跨越的瓶頸。 目前主流的OLED製程需要非常昂貴的精密真空蒸鍍設備，在大面積的高世代，除了可以預期精密真空蒸鍍設備的昂貴天價以外，在技術上，大面積高精度遮罩技術是否能夠突破仍不確定；此外、遮罩蒸鍍製程的發光有機材料使用率非常低，致使OLED蒸鍍段的生產成本非常的高。 採用溶液型的噴墨圖案化技術是克服材料使用率低落問題最直接有效的解決方案；噴墨印刷不必在真空進行，高世代大型噴墨設備價格比真空設備低廉，採用按需供給(Drop on Demand)的圖案化方式，材料使用率可超過90%。在高世代設備價格與提高材料使用率的考量下，大尺寸OLED的製造採用溶液式的噴墨印刷製程是最佳的選擇。據此，一直都以大尺寸OLED為產品的LG，自然要布局溶液型的製程技術，而日本面板廠商為擺脫中國大陸廠商在顯示產業的纏鬥，自然也選擇開始踏入中國業者著力未深的下世代技術。 溶液型的噴墨OLED圖案化技術發展已經超過15年，台達電投資的翰立光電在2004年即與英國CDT合作，引進噴墨印刷彩色OLED技術，惟當時LCD發展正興盛，彩色OLED成本高，技術不成熟，無法在市場上與LCD相抗衡而黯然退場。然而，噴墨印刷OLED相關的研發並沒有停止，在材料上，有DuPont、Sumitomo、Merck等，在設備上，包括ULVAC、TEL、Kateeva等國際大廠持續投入，致使噴墨印刷OLED技術逐漸產業化。友達在2014年即以噴墨印刷技術展示65吋彩色面板；2017年中JOLED就交予華碩21.6吋噴墨印刷4K OLED的樣機；2018年包括華星光電展示31吋UHD面板、京東方展示55吋面板，這些跡象都顯示，面板廠已開始布局下世代的製程技術以解決未來OLED在大尺寸將面臨的瓶頸。 噴墨印刷OLED製程技術對設備、材料依存度非常高，噴墨印刷雖然已經發展很久，但是應用到具有光電特性需求的薄膜製造仍有許多技術需要克服。過去發展最大的瓶頸在於OLED材料與噴墨設備的搭配無法優化，導致噴墨印刷OLED的量產進展緩慢。近年來，由於面板廠受到未來需求的驅動，加上國際間材料與設備廠的合作，使噴墨印刷OLED的相關技術發展逐漸加快，估計在面板廠積極帶動下，印刷OLED的產品上市時程指日可待。 OLED在折疊手機的應用是OLED技術存活下來的關鍵，而印刷式OLED是OLED技術能夠真正擴大應用，甚至將來取代LCD成敗的里程碑。 (本文作者陳來成博士為艾圖雅科技總經理，專長為柔性光電與柔性顯示技術，在台灣光電業界有數十年資歷) 本文作者其他文章推薦： ・折疊手機引爆新話題 ・軟性基板/薄膜漸成熟　折疊顯示器喜迎新商機 ・(更新)折疊手機是OLED與LCD的分水嶺 ・技術瓶頸逐步攻克　奈米銀線應用路更寬 ・軟性電子產品崛起　軟性透明導電膜躍居關鍵材料 ・奈米壓印技術助力　捲對捲軟性基板製程前景可期 ・軟性電子前景可期　新興材料群雄並起 ・相關計畫/資金前仆後繼投入　軟性電子四大應用商機可期

在未來幾年，自動駕駛將成為現實。為了實現這一創新，已經開發了許多技術來為駕駛和乘客提供功能和安全性。在視覺技術中，雷達系統是最成熟和最安全的技術。ADAS在汽車產業已經建立了良好的基礎，其中包括AEB在2018年成為福斯汽車、豐田、日產、本田、馬自達和現代等OEM等眾多中階汽車的標準配置。由於與環境感知相關的複雜性(例如，穿過街道的行人)，出於安全目的，雷達性能不斷得到改善，這已被證明對自動駕駛有益。 目前的ADAS市場由Continental、Bosch、Denso和Hella主導。同時，AD市場吸引了新的參與者和新創公司：Magna推出了4D高解析度模組、日立汽車宣布推出有史以來最小的遠距雷達、阿爾卑斯電氣的超短距雷達在通用汽車的Cruise AD平台中得到了應用，至少有15家新創公司正在為高解析度雷達提出新方法。 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，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，並將在2020年之前略微成長，因為像BSM這樣的功能在被79GHz高解析度短距離雷達取代之前可以映射整個汽車的周圍環境。  

英特爾(Intel)近日舉辦2019台北國際電腦展(2019 COMPUTEX)展前記者會，並於會中宣布將於台北、上海和美國加州Folsom展開Project Athena開放實驗室(Open Labs)計畫，針對Project Athena設計規格所需的筆記型電腦元件行支援。透過提升OEM元件選擇流程效率，並根據實際工作負載和使用模式，持續進行調整和測試循環，進而加速開發高階筆記型電腦的設計與功能，同時擴展與PC生態系的整合。 英特爾客戶運算事業群副總裁暨行動創新總經理Josh Newman表示，英特爾透過平台配置工具(The Platform Configuration Tool)、顯示螢幕擴展(Display Enablement Expansion)，以及Project Athena開放實驗室三大合作方針來擴展筆記型電腦生態系。其中Project Athena開放實驗室是執行中的關鍵，將實現與元件生態體系更為全面的協同合作，以提升整個筆記型電腦的創新標準。 據悉，筆記型電腦中的每個元件都會影響從功耗到回應速度在內的各種使用者體驗。在Project Athena開放實驗室推動元件供應商評估、調整和合規性，將有助於在效能不妥協的前提下，提供更佳的技術；且元件的及早調校和啟用，為OEM設計的準備和落實奠定更紮實的基礎，協助確保系統得以滿足Project Athena的使用者經驗。 英特爾指出，Project Athena開放實驗室將是2020年及未來下一波Project Athena設計的第一步。獨立硬體供應商(IHV)將有機會透過Project Athena開放實驗室提交合規評估的零組件，而英特爾的OEM合作夥伴也可以提名其偏好的元件供應商參加。 英特爾強調，每個開放實驗室都會由經驗豐富的工程師支援，負責進行測試、調整和提供建議，以改善各種筆記型電腦元件和類別(如音頻、顯示器、嵌入式控制器、觸覺元件、SSD和無線技術)的效能和功耗。OEM和硬體供應商可以全年隨時進入實驗室進行元件評估和解決方案探索，而在經過評估之後，英特爾將提供一系列的元件清單供OEM在整個產品開發週期中參考。

能源的議題是一直以來被討論的話題，在現今節能減碳的需求下，提高轉換效率是新電源轉換器努力的方向。以往所使用的矽功率開關元件；在以矽為材料所開發的金屬氧化物半導體場效應電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET)，其發展已接近物理極限，期待以矽材料的功率晶體來進行電源轉換器的效率改善效果有限，而寬能隙材料所開發的新型功率晶體，如氮化鎵(GaN)高速電子遷移率場效電晶體(High Electron Mobility Transistor, HEMT)可以讓電源轉換器達到更高的效率及更高功率密度。 對矽功率開關元件而言，設計人員對其應用和驅動已經相當熟悉，但對於GaN HEMT的應用和驅動方式的資訊相對比較少，本文針對GaN HEMT的應用和驅動方式作介紹，提供設計人員在使用GaN HEMT上的參考。 氮化鎵功率元件應用要點 如圖1所示，粗略將幾種材料如矽、碳化矽及氮化鎵等功率開關的適用範圍依功率及切換頻率進行劃分，矽功率開關涵蓋目前大部分的應用，適用於切換頻率在500kHz以下的中小功率應用或低頻的大功率應用；大功率的應用且操作於略高的切換頻率的電源轉換系統會選擇SiC MOSFET；而中低功率需要更高切換頻率如200kHz以上，GaN HEMT會是合適的功率開關元件，目前適合GaN HEMT的應用條件在10kW以下，高於250kHz以上的切換頻率，但實際應用還是以設計者的需求為主，可以選擇GaN HEMT取代MOSFET以相同的切換頻率達到較高的效率，或增加切換頻率來達到較高的功率密度需求。 圖1　不同材料功率晶體開關的應用範圍 目前GaN HEMT的應用領域在電信和資料中心使用的伺服器電源是主要目標市場，採用超高效率電源可以降低能源成本而產生回報。於伺服器電源的電路中，目前發展相對成熟的電路之一為無橋式PFC，採用無橋式PFC可以改善傳統升壓型PFC的效率，現在更可以透過GaN HEMT的特性搭配圖騰柱(Totem Pole)PFC電路來進一步提升效率。 一般電源轉換器的功率因數校正(PFC)線路採用升壓型轉換器架構，如圖2所示。輸入電壓範圍從AC 85V~265V，超過三倍的電壓變化，因此電流也是超過三倍的變化，在相同負載條件下，導通損失有十倍的差異，在這麼大的變化下，要最佳化MOSFET和Diode是一個挑戰。操作頻率一般是低於70kHz，使得兩倍頻限制在低於150kHz，因為頻率的增加會增加切換損失且主頻會落入EMI的測試範圍內，控制模式採用連續傳導模式(CCM)可以減少漣波電流、導通損耗和切換損耗。操作在不連續導通模式(DCM)或是邊界模式(CRM)會有較高的漣波電流，但可以達到ZCS導通，因此可以降低切換損失，無論採用哪一種控制模式，橋式整流器占了一定比例的損耗，約占全機1~2%的效率損失，即使PFC開關採用理想的零切換損耗技術也無法彌補橋式整流器的損耗。 圖2　標準升壓型轉換器架構 PFC電路開關降低損耗 將PFC電路中進行功率損耗分析如圖3所示，可以明顯發現橋式整流器所占的功率損耗最大，其中在輸入電壓為85Vac時占總功率損耗的34%，而在輸入電壓為230Vac時占總功率損耗的37%。正因如此，許多無橋式線路被採用在電源轉換器上來改善效率，但整體線路卻變得複雜許多。另一種降低橋式整流器損耗的選擇是採用主動式橋式整流器(Active Bridge)，將較低導通電阻RDS(on)的MOSFET並聯在原有的橋式二極體上，利用Irsm2 X RDS(on)降低原本的Iavg X Vf損耗，保留原本的橋式整流器是需要其協助旁路衝擊電流，避免在異常操作時損壞並聯在橋式整流器上的MOSFET。 圖3　升壓型PFC功率損耗分析 在眾多無橋式PFC的電路架構中，Totem...

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，77GHz毫米波雷達取代24GHz毫米波雷達已成不可逆的趨勢，但是77GHz毫米波雷達要普及甚至取代24GHz毫米波雷達仍有其挑戰，未來若能克服成本與效能的瓶頸。預估在2022年高頻77GHz毫米波雷達將逐步放量，並展現取代24GHz產品的態勢。 德州儀器CMCU技術應用經理王盈傑表示，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77GHz毫米波雷達開始發展的階段。77GHz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。 由於77GHz毫米波雷達頻寬較寬，頻率也是24GHz毫米波雷達的三倍，偵測距離也比24GHz毫米波雷達來得遠。77GHz毫米波雷達主要用於長距離的巡航、防撞等功能。而24GHz毫米波雷達則用於短距離的一般盲點偵測或軌道偏移應用。 王盈傑也提到，自駕車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77GHz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。為了提升77GHz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有疊加雷達，在同一個模組中整合兩顆毫米波雷達，疊加感測訊號，達到更遠的距離和更細膩的角度解析度；另外也有廠商提出影像雷達解決方案，整合毫米波雷達與影像感測器，結合兩種感測器的訊號，以感測融合(Sensor Fusion)的方式提升感測效能。 77GHz毫米波雷達目前成本仍然高居不下，由於77GHz毫米波雷達相較影像感測器或是超聲波來說是新興、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，才能進一步降低成本。 對此，王盈傑針對台灣77GHz毫米波雷達發展提出了建議，目前77GHz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77GHz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77GHz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。

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。

5G技術正處於願景開展與需求布局階段，世界各個倡議組織也都基於其國家利益與產業發展需求等戰略層面，積極佈局於ITU-R等相關標準組織之提案。因應此趨勢，TAICS與韓國電信技術協會(TelecommunicationsTechnologyAssociation, TTA)近日共同在資策會科技服務大樓R101舉辦了主題為Beyond 5G Technology的第一屆TAICS-TTA聯合研討會。 TAICS秘書長周勝鄰表示，TAICS將針對5G，對國內擔任整合、諮詢、交流與建立產業標準倡議者，以尋求促進產業之最大利益。對外則扮演單一窗口，媒合相關之國際合作、國際交流與國際廣宣，提升台灣於新世代無線通訊之先進技術布局與產業之能見度。自2017年TAICS與TTA簽訂了MOU後，開啟雙方定期交流機制。本次為TAICS首次與TTA合作辦理「第一屆TAICS-TTA聯合研討會」，盼能積極整合台韓產業與研究單位力量，在國際5G標準產業發揮影響力，並預計2019年底將規劃於韓國的研討會議，期待未來台灣與韓國在5G技術發展能深入交流、一起成長。 TAICS TC1主席暨聯發科技資深部門經理傅宜康也提到，台灣與韓國的行動通訊產業有許多相似之處，例如台韓本身的市場規模都不大，但通訊產業都有相當的發展程度，也在國際產業鏈位居重要的地位。隨著5G時代來臨，現在是一個很好的合作機會，即使台韓企業在市場上具競爭關係，但若能在技術上有更多交流與討論，勢必能達到雙贏的局面。 TTA目前在電信領域共制定標準超過1,700項，為韓國的信息化發展和國際的信息基礎設施建設作出了巨大的貢獻。TTA積極推薦自己的標準成為國際標準，在標準化過程中TTA不斷加強成員之間的聯繫與合作。同時，在諸如IMT-2000等國際標準的起草中，TTA積極與已開發國家緊密合作。TTA是3GPP和3GPP2的組織成員。TTA引入一致性測試、認證系統，在網際網路上開展信息服務。 此次活動除針對Rel-17標準進行發表，設立未來標準組織的工作項目外，同時也對後續5G進行項目深度討論。展望未來，TAICS與TTA除將持續支持5G技術發展與合作相關議題外，也期待後續能植基於相互合作的立場，藉由雙邊相互學習、討論，帶來更好的產業成果與貢獻。