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在3GPP於2017年確立NB-IoT R14版本後，NB-IoT發展逐漸蓬勃。到了2019年，在電信商已完成其基礎建設，經過大量概念驗證(Proof of concept, POC)後，驅使技術、應用更成熟，NB-IoT可望更快邁向大規模商用化目標。 光寶科技通訊模組事業部總經理吳松泉表示，2019年NB-IoT的發展可說是正向、樂觀的。主要原因在於技術逐漸成熟與應用市場的明確性陸續浮現。在技術方面，2017年、2018年中國政府投入很多資金及標案進行POC，獲得的結果讓上游端的晶片商可以改正之前的缺點；而市場應用也因為大量POC而越來越明確，將會在2019年下半年開始擴散。 吳松泉指出，NB-IoT應用市場大致可分為動態和靜態。靜態的部分包含智慧水表、電表及智慧城市相關資料收集；而動態的部分則包括人、物體(例如腳踏車、電動機車等)的定位追蹤等。這些較為明確的應用將有望推動NB-IoT快速發展。 當然，電信商的基礎建設是否完善也是NB-IoT發展關鍵。對此，吳松泉說明，電信運營商針對NB-IoT的相關建置也會在2019年下半年陸續完成，實現更完善的基礎建設。 另一方面，政府的支援力道也是加速NB-IoT市場發展的一大因素。例如中國，其NB-IoT的推動力道主要都來自於政府，中國江西鷹潭便是其中一個例子。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。 吳松泉說明，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。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。 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。 簡而言之，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，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。  

自駕車與電動車不斷發展，全球汽車產業在未來十年將發生顛覆性的轉變。同時，電動車電池需求也跟著水漲船高。因應此趨勢，德州儀器(TI)於2019台北國際車用電子展上推出最新的電池管理系統(BMS)參考設計，幫助促進電動車電池效能。 德州儀器類比應用經理林詠進指出，近年來，如何減少碳排放已儼然成為全球高度關注的議題，而各國政府也紛紛開始積極推動電動車的布局。TI創新的精巧電池管理解決方案，可提供全方位的熱能管理與安全保護，不僅具備減低碳排放、減輕重量、提高效能等諸多優勢，還能提升油電混合與電動車系統穩定性，進而帶來更長的行駛時間和距離，以及更安全的駕駛體驗。 此創新的電池管理系統(BMS)參考設計，可以擴充管理6~96組電池電路，依照客戶需求彈性調整，最高電壓可達1500Kv。此一BMS參考設計內含BQ79606-Q1精密電池監控與平衡器。工程師運用BMS參考設計後，可將電池監測器進行串聯配置(Daisy Chain)，提供3S~378S、12V~1.5Kv鋰離子電池組準確又可靠的系統設計，進而縮短產品研發時間。 德州儀器半導體行銷與應用嵌入式系統總監詹勳琪也表示，在數位化、智慧化等趨勢持續推波下，以及全球節能減碳及環保意識抬頭等，展望2019年，包括自駕車(Autonomous Driving)、汽車電氣化技術(Vehicle Electrification)、未來駕駛座艙系統(Digital Cockpit)及車聯網(Connected Car)將是重塑汽車產業版圖的關鍵。因此，該公司未來會更深入與台灣在地廠商密切合作，提供高品質、高可靠度與高效率的先進駕駛輔助系統(ADAS)、車身電子元件與照明、混合式/電氣動力系統及車載資訊娛樂系統與儀錶板等車用解決方案，力促未來智慧駕駛與自駕車的發展。

IC Insights發表最新的2019~2023年半導體市場預測表示，在過去兩年中記憶體市場如何對IC市場的總體成長產生重大影響，但記憶體2019年的需求很可能反轉向下，並對整體IC市場成長產生非常不利的影響。 DRAM和NAND Flash市場繼續展現原有的IC產業周期模式，市場週期主要受資本支出和產能波動的推動。包括IC Insights在2019年的預測，似乎在DRAM市場週期的極不穩定性方面沒有變化。DRAM市場規模994億美元，是2018年半導體產業中最大的單一產品類別，超過NAND Flash的594億美元高達400億美元。自2013年以來，記憶體市場一直維持成長態勢，只有在2015年出現微幅衰退。 2017年整體記憶體市場成長64%，推動IC市場總成長率高達14個百分點。而於2018年，儘管第四季放緩，去年記憶體市場依舊成長了26%，為全年IC市場成長帶來了非常可觀的積極影響。預計到2019年，記憶體需求的疲軟將拖累整個半導體的表現。預計今年整體記憶體市場將衰退24%，約下滑386億美元。預計記憶體市場的大幅下滑將拖累半導體市場約9%的表現，預計今年IC市場總成長率將因此持平。  

因應雲端、伺服器和資料中心等高速傳輸與運算需求，英特爾(Intel)積極推動100G乙太網路(Ethernet)布建，100G Ethernet普及率可望大幅加快。英特爾業務暨行銷事業群商用業務總監Alex Cheng表示，英特爾在資料中心市場擁有95%以上的生態系(包含運算、儲存到網路等)，憑藉此一優勢，當英特爾開始進入100G Ethernet市場之後，整個資料中心產業的上、下游，便會因而加快100G Ethernet的布建速度。 據悉，為了推動100G Ethernet建置，英特爾在不久前發布Intel乙太網路800 系列控制器與轉接器，並預計於2019年第三季開始量產。英特爾指出，新的乙太網路系列增添了各種突破性的功能，包括應用裝置佇列(ADQ)，其可提高應用效能和滿足服務層級協議(SLA)的一致性。 ADQ可讓應用程式運作開放原始碼的Redis(一種雲端服務供應商中廣泛使用的資料庫)時，回應時間可預測性提升50%以上，延遲性降低45%以上，吞吐量則提高30%以上。 除此之外，其他進階功能包括增強的動態設備個人化(DDP)，以提高封包處理效率和啟用新服務，並透過iWARP和RoCE v2遠端直接記憶體存取(RDMA)的支援以更快地處理對延遲高度敏感性的工作負載。 Alex Cheng說明，目前資料中心以10G Ethernet最為普及，100G Ethernet被認為是小眾市場。然而，物聯網、AI的興起，為能有更快的傳輸、運算效率，使用高速網路連接雲端的時代已然來臨；而英特爾在資料中心的建置，不僅著重運算、儲存，也特別關注網路。因此，便決定積極投入100G Ethernet的建置，透過新推出的800系列和自身的生態系優勢，將能使100G Ethernet的建置更順利，使各資料中心及早進入100G Ethernet時代。

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。

當時路上車輛較少、行車速度較慢，偶爾還須閃避馬和馬車，這種行車方式也還算過得去，但這些年來已進步許多，包括： ．車輛照明從煤油燈進化到白熾燈泡、發光二極體(LED)和有機LED(OLED)，提供了更可靠、更有效率的照明光源。    ．車輛為特定照明功能所安裝的照明光源數量也從單一燈泡增加為多像素化設計。                                                    ．可變照明讓駕駛能夠更有效地溝通想採取的動作，使整體行車變得更加安全。 ．外部照明可提供有型且符合個人化目的之功能與型式。                          ．電磁干擾(EMI)相容性。 ．故障偵測和防護。 ．電子照明控制模組可實現法規要求的訊號功能，並可提供傳統靜態以外的動態功能，包含個人化的歡迎駕駛訊息(例如迎賓燈)。 ．隨著後車燈系統越來越複雜，來自光學、機械、電子與製造領域的工程師在設計新系統時都面臨了新挑戰。 由於現代化的後車燈的解決方案，其他駕駛在各種環境下的行為變得更容易預測，也讓行車變得更安全。在此白皮書中，我們會將重點放在電子挑戰上，並研究可能的解決方案來加以克服。這些挑戰包括： ．更高的電源需求。 ．散熱管理。 ．電磁干擾(EMI)相容性。 ．故障偵測和防護。 在討論LED與電氣拓撲前，先來看看美國國家公路交通安全管理局和歐洲經濟委員會等主管機關，在法律上強制規定的各種訊號功能，如圖1所示。 圖1　後側照明系統元件 如圖1說明，汽車必須具備許多必要的後側訊號功能，這些功能都須要透過控制模組來執行。圖2是典型後側照明控制模組的配置圖，說明所有後側照明功能、電源供應器、通訊介面與LED驅動器子系統。 圖2　後側照明控制模組配置圖 後車燈LED基礎介紹 LED是啟動時會發光的P-N接面二極體。如同任何P-N接面二極體，LED是具備指數順向電流順向電壓(I-V)曲線的單向裝置，如圖3所示。 圖3　LED I-V曲線。 資料來源: http://lednique.com/current-voltage-relationships/ iv-curves/ 極端子間施加正極電壓，電流便會從陽極流至陰極，使LED發光。在陽極和陰極間施加的電壓稱為LED順向電壓，通常會在額定電流條件下進行測量。通過LED的順向電流越高，LED燈就越明亮，LED順向電壓也越高。不同顏色LED的順向電壓也不同。多數紅色和黃褐色LED的順向電壓為2V左右，白色LED的順向電壓則約是3V。 LED 照明光源優點 與白熾燈泡相比，LED的主要優點是其為較有效率的照明光源。照明光源的效率以每瓦特流明量來測量，代表每單位消耗電力的發光量。 一般來說，LED光源效率比白熾燈泡高出六倍(圖4)。 圖4　LED燈源與白熾燈泡的效率比較。 資料來源: https://commons.wikimedia.org/wiki/檔案：Electricity_use_by_lightbulb_type.svg LED不僅比傳統白熾燈泡有效率，燈泡壽命更是白熾燈泡的近42倍，並可輕鬆融入各種風格設計。傳統白熾燈每幾年就須更換，使用壽命通常只有1,200小時左右。LED的使用壽命可長至50,000小時以上，因此汽車LED燈不須更換即可提供比車輛整體更長的使用壽命。 從點式到表面式　LED車燈形狀多變 因為圓形燈殼的關係，傳統白熾燈有固定的形狀。LED照明光源的體積較小，代表汽車車燈形狀不一定需為傳統圓形。若使用多個LED，車燈設計就能有更多彈性，滿足各種實體設計需求；但在後車燈使用LED會以點狀視覺效果呈現。 由於LED燈輸出和照明方向十分容易控制，因此最新的後車燈運用多種光學方法，將點狀照明光源轉為表面式照明光源。 使用光導和擴散片是達成此轉換最常見的方法，但這種方法會降低光學效率，因此須採用高亮度LED或較多LED，以提升 LED亮度。 LED設計目標與挑戰 LED雖然有很多優點，但使其符合汽車規格的過程中也須面臨許多挑戰。汽車 LED 驅動器需求通常包含： ．廣泛的電壓範圍，必須兼顧9到16V、24V和40V情況。 ．操作環境溫度範圍需為-40℃~85℃。 ．產生動態車燈特性。 ．LED故障診斷。 ．電磁相容性(EMC)。 滿足汽車廣泛電壓範圍 LED驅動器設計必須能夠在汽車12V電瓶的廣泛電壓範圍中運作。在國際標準化組織(ISO)7637和ISO16750標準中，有說明LED驅動器必須承受的最常見汽車業12V電瓶電壓暫態要求。 汽車電瓶在正常運作情況下通常為9到16V。在此範圍中，照明輸出必須在所有溫度條件下符合所需法規要求。最近有一些車燈功能可在汽車電瓶電壓為6V時(車輛起止時的一般電壓)執行，例如方向燈。請注意，車輛起止時的啟動電壓分布會隨電瓶狀況和溫度而不同。當供應電壓低於6V時，後車燈通常不須保持運作狀態。但在室溫下進行跨接啟動時，電瓶電壓可上升至24V並維持一分鐘。 車燈功能必須能承受任何損害，並於恢復正常電壓時復原。當發生負載突降，電瓶會在交流發電機產生充電電流時中斷連接，其他負載則維持在交流發電機電路中。在此情況下，供應電壓在交流發電機受到抑制時最高可飆到36V並持續400ms。若發生負載突降，LED驅動器必須能夠於恢復正常電壓時復原。 散熱考量為基本要素 汽車應用必須能夠承受很大的溫度範圍。且車燈電路須在高達85℃的環境溫度下運作。此最高溫度包含因封閉燈自熱所造成的燈殼溫度上升。高環境溫度代表 LED後側燈面臨兩個挑戰：控制LED和 LED驅動器的接點溫度。 若接點溫度超過最高上限，就會使LED使用壽命大幅下降。若LED驅動器為定電流驅動器，公式1可根據環境溫度、熱電阻和功率消耗量，概略估計LED接點溫度的上升幅度，其中θja為封裝熱電阻，P為功率消耗。 T接點=T環境+θjaP     公式(1) LED驅動器也須處理熱考量。由於後車燈採用的定電流驅動器多為線性LED驅動器積體電路(IC)，公式2將驅動器的壓降乘上總電流，來估計LED驅動器IC的功率消耗。其中∆V是LED驅動器的電壓，I是LED順向電流。 P= ∆V*I    公式(2) 若輸入電壓為正常最大運作電壓(例如16V)，而輸出LED電壓為最小運作電壓(例如各具1.9V順向電壓的兩個LED)，最大環境溫度將會是85℃。一般線性LED驅動器在裝置中必須具備2W功率消耗，才能滿足汽車應用。透過公式1和2，即可利用θja估計最大LED電流。 獨立驅動LED像素實現彈性設計 動態後車燈可提供彈性的設計風格選擇，並提供迎賓訊息等個人化功能。隨著新車燈設計採用複雜動態，後車燈設計也從LED串列轉為獨立驅動LED像素。圖5說明從串列LED控制到獨立像素控制的轉換過程。 圖5　以單一LED驅動器控制LED串列與獨立控制各LED。 單一像素控制架構需要更精密的LED驅動與控制方式。目前多數後車燈皆採用微控制器通用輸入/輸出，或使用序列周邊介面或I2C等簡易介面，但如果車燈設計範圍包含整個車輛後側，簡單的介面架構可能無法滿足這類大型後車燈的需求。像素化LED控制可能需要更複雜的數位介面架構，如圖6所示。這些系統中的通訊介面必須符合EMC標準，並且不能產生通訊誤差。 圖6　像素化後側照明的數位介面LED驅動模組架構 LED故障診斷確保車燈運作正常 汽車車燈在使用壽命期間必須符合相關照明輸出規定。但LED也容易發生故障。雖然LED的預期使用壽命比車輛最高運作時數長出許多，但LED仍易受到隨機故障影響。80%的隨機LED故障為開路故障，另外不到20%為短路故障。 偵測傳統白熾燈泡型車燈故障十分容易，因為故障燈泡會整個熄滅。以LED為基礎的車燈在多個串列中使用多個LED，由於非故障的LED會繼續運作，因此並不容易偵測到單一LED開路故障或短路。 在單一LED串列中偵測LED開路相對較為簡單，單一LED短路則較不易判斷。以三串列LED為例。若發生單一LED短路，簡易LED驅動器並無法區別三串列LED與雙串列LED。由於法規要求車燈輸出的前200ms必須達特定亮度，因此在動態方向燈上偵測此類故障是非常重要的。只要發生一個LED短路，車燈便無法符合亮度要求，因此必須透過精密的故障偵測技術來達到「一組故障全部故障」效果。換句話說，只要單一LED故障就會讓整個車燈熄滅。 另外，現在許多車輛重新將後擋玻璃除霧器作為天線使用，或者在車頂另外使用獨立天線。為了避免與天線產生干擾，汽車後車燈的EMC要求非常嚴格。因此LED驅動器必須具備低放射與高抗擾性。在後側照明使用線性LED驅動器可簡化EMC後側照明設計。通常會以國際無線電干擾特別委員會(CISPR)25等排放標準，以及ISO 11452-5大電流注入標準等抗擾性標準來測試後車燈系統。 除此之外，後側照明LED驅動器拓撲為單級或雙級。圖7中的單級拓撲採用單一線性LED驅動器，圖8中的雙級拓撲則使用電壓穩壓器和LED驅動器。 圖7　單級LED驅動器 圖8　雙級LED驅動器 線性LED驅動器可能的電路拓撲為離散電路、電阻器與電晶體，如圖9所示。公式3為計算LED電流的方式： 圖9　離散LED驅動器 ILED = Vin–Vf(LED) 公式(3) 此電路雖然執行容易，但也有許多缺點。由於LED I-V特性和溫度變化，LED電流並不固定。此外，電路並無診斷功能。最後，管理電路中的熱能必須執行電阻器和電晶體並聯，將元件中的功率消耗隔離，避免單一元件因過熱而故障。 與離散LED驅動器相比，LED驅動器IC有許多優點。驅動器IC在任何輸入電壓下都可產生定電流，並可執行內部診斷以達「一組故障全部故障」效果。驅動器IC也會執行熱保護機制特性，當LED溫度超出特定限制，便會減少LED中的電流。減少LED電流會減少功率消耗，減緩接點溫度上升速度(參考公式1)，進而避免造成 LED損害。 後車燈通常採用線性LED驅動器，高電流應用有時則會使用單級切換LED驅動器。執行時EMC挑戰會增加，並且需要展頻等創新技術來減少放射。 兩種車燈調光方式 在須要進行尾燈或煞車燈調光的情況下，LED設計人員會採用兩種方式：類比調光和數位調光。類比調光可減少LED中的電流，進而減少光輸入，達到調光目的。數位調光(又稱為脈衝寬度調變(PWM)調光)利用PWM來進行LED驅動器輸出電流與零電流間的電流調變。因此會降低平均光輸出，產生經過調光的輸出。 類比調光可做為調光方式及提升設計同質性的方法，透過校驗各LED中的電流來達到一致光度。但由於LED是在額定電流下進行調光，減少驅動電流會減少LED 間的光度差異，因此會產生同質性的問題。低電流下的電流準確性對同質設計來說非常重要。大多數的類比調光比都會限制在20：1以下。 若為數位調光，PWM即使在低工作週期下都很準確。 光度不匹配的情況幾乎可忽略，因此非常適合高精度調光。數位調光必須具備PWM產生器，可獨立透過555定時器或微控制器來達成。動態車燈較常使用數位調光，因為較易以韌體進行控制。 後車燈照明未來演變 為了滿足市場對訊號、風格與個人化的進階需求，汽車後側照明系統已有大幅度演進。這些改變使系統變得更加複雜並需要LED驅動器，也為工程師帶來電子設計挑戰，包含： ．更高的電源需求。 ．散熱管理。 ．EMI相容性。 ．故障偵測和防護。 未來客製市場也會增加這方面的需求。此外在不遠的將來，路上交通將會混合自動車輛、傳統車輛與行人，此情況下更提升了汽車照明的重要性，後車燈市場並不會消失。 (本文作者為德州儀器車身電子元件與照明總經理)

目前工業機器人重點發展聚焦在汽車工業、電子製造及金屬零件三大產業，而中國是現今全球最大的市場；但台灣作為電子零件製造重鎮，對於機器人的需求也名列前茅。以人機協作為主要產品訴求之一的協作機器人大廠Universal Robot(UR)，在2018年底小幅改組，將台灣從東北亞區劃歸大中華區之後，接下來的業務推展，將聚焦在電子製造與半導體製造上。 UR大中華區總經理蘇璧凱(Adam Sobieski)表示，根據IFA數據，2017年台灣工業機器人的市場排名為全球第六，光是2017年就導入了7,300台。以2018年機器人使用密度而言，台灣也位列全球第八。 他特別指出協作型機器人應用在台灣半導體產業上的潛能，由於Universal Robots可以完全符合台灣半導體產業無塵室應用的需求，無論是協助晶圓製造、封裝測試等，Universal Robots都十分看好台灣市場的成長空間。UR台灣區業務經理張仁銘則透露，目前UR的機器手臂，已經進駐許多台灣封裝測試廠的生產線。 蘇璧凱說明，自動化並不局限於傳統製造業，而是適用於所有行業。綜觀 Universal Robots目前客戶產業別，從電子零件、金屬零件、汽車工業，到生醫藥廠、科研機構，甚至是食品、家具、玩具等製造商應有盡有。 協作型機器人較傳統工業機器手臂更具彈性，其快速設定、能在較小空間中作業、且經安全評估後，能與人協作無須裝設保護柵欄等特性，都能協助企業快速適應自動化生產流程，進而助力企業迅速回收成本。其中Universal Robots協作型機器人獨有的各關節正負360度旋轉能力，搭配靈活的安裝位置(可懸掛、可側裝)等特性，為企業主的生產應用增添更多彈性。 這些特性對於目前仍使用大量人工作業的SMT後段組裝生產線來說，是很有吸引力的。因為UR的手臂可以和人類作業員並肩工作，並且在狹小的工位上靈活運動，執行取放主機板、鎖螺絲等組裝作業。目前使用人力越多的生產線，越適合使用UR的機器手臂。 面對快速變動的市場環境，蘇璧凱認為以人為本、更彈性化的生產流程，絕對是未來的工業趨勢。不論企業規模，許多企業主都已意識到，必須導入能適應生命週期越來越短的製造設備。許多企業也正著力於減少廠房空間，降低工作的複雜性以提升生產效率，人與機器共同協作將是所有產業的發展趨勢。Universal Robots的協作型機器人符合安全、彈性等需求，是許多企業主的導入首選。  

例如，現今智慧型手機、電腦和電視所使用的電子顯示器能夠顯示數百萬種顏色。電子裝置製造業者已能掌握環境光顏色對顯示器感知顏色的影響，且了解如何根據不斷變化的場景光源動態改變這些顏色。本文將討論白平衡技術的效益，以及其對於螢幕顯示顏色的真實性和準確性的顯著影響。 光源變化影響人眼顏色感知 光源，也就是環境光的光譜含量，會影響人眼對被觀察物體的顏色感知。物體被放在中午的日光下，則人眼會看到藍色色調被強化。原因在於，此時的日光是來自於陽光和天光的獨特組合。在白熾燈泡(相關色溫可能為2700K)的人工照明環境中，人眼看到的相同物體會顯得更有金黃色調。各種光源的光譜含量比較如圖1所示。 圖1　各種標準國際照明委員會(CIE)光源的光譜功率分布。 圖片來源：SchwartzD 當在不同光照條件下觀看印刷在紙上的圖像時，眼睛易於察覺色彩隨著光源變化而有不同的效果，然而，顯示器不是以這種方式工作。在環境光感測器被普遍整合至智慧型手機和筆記型電腦之前，顯示器的控制器並未考慮顯示器被觀看時的環境光特性。基於這個理由，顯示器是固定預設白點色溫6500K的液晶顯示器(LCD)，最近則有有機發光二極體(OLED)螢幕。6,500K是由國際照明委員會(CIE)產業標準機構所明定，如圖1所示的D65參考光源，其相關色溫(CCT)值類似於明亮的正午日光，藍色部分在光譜功率分布中占有極大比例。 這意味著，在與正午陽光相同的環境條件下，顯示器螢幕上的圖像顯示方式，非常相似於印刷在紙張上的相同圖像的呈現方式。螢幕顯示和印刷圖像都偏藍色。但是，在偏向暖光的照明環境，例如暖白色3,000K LED下觀看時，印刷圖像看起來比較橙黃色，這是因為光源具有更大的紅色/黃色光譜部分，藍色部分較小。沒有調整顯示器白點的強大方法，電子產品製造商僅針對其顯示器提供一個固定的D65白點預設選擇 ，如此就造成在螢幕上呈現的圖像具有強烈藍色色調，與之前相同。 印刷閱讀與顯示器閱讀之差異 閱讀紙張印刷內容時，人類可以閱讀很長時間，眼睛的壓力最小。在具有固定D65白點的顯示器觀看相同內容，顯示器發出的大量藍光會產生不利影響，導致數位用眼過勞，並影響人們的良好睡眠品質。 智慧型手機市場近期成長趨緩，希望創造產品差異化的手機OEM業者，現在可以提供一種被稱為「紙張式(Paper Like)」閱讀的顯示器新功能，作法是將顯示器的白點改變至較溫暖的色溫。新型高精度XYZ色彩感測器最近開始供應，這讓紙張式閱讀得以實現，此一新型感測器具有最佳光環境色溫測量功能，用於調整顯示器的白點(從D65冷藍色到暖白色)。 不過，紙張式閱讀可以最大限度地減少數位用眼疲勞，此外，在睡眠前幾小時自動將顯示器調整到較暖的白點，能為用戶帶來生理上的好處。科學已證明人眼的光學生物效應，以及接收藍光如何刺激喚醒時間的生理機制。科學研究證明，藍光可以抑制褪黑激素的產生，而褪黑激素是人體的天然鬆弛劑，有助於人們獲得良好的睡眠。缺乏褪黑激素使人感到清醒，這可能會影響身體的晝夜節律週期。 XYZ色彩科學已可用於量產紙張 利用現代光學濾波器技術，我們現在能以適合消費電子應用的成本，採用濾色器來匹配人眼的精度。電子製造商已有能力採用XYZ彩色濾光片，進而量產紙張式技術。這些濾光器直接沉積在光學感測器產品的裸晶片上。不像傳統的RGB色彩感測器提供±10%的CCT精度，CIE XYZ彩色濾光片的精度優於±1~5%。CCT精度需求源於1931年發展的色彩空間標準，稱為CIE xy色度圖(圖2)。 圖2　標準CIE色度圖說明 人造光源往往採用較暖的色溫，住宅照明為最溫暖的2,700~3,100K。辦公室照明通常是3,100~4,500K。日光色溫可以從中午的6,000K，到日出前，或是日落之後無雲陰涼處的15,000K。若我們觀看的顯示器白點色溫不同於周圍環境，則我們對各種色彩的感知會受到影響。 在暖光燈光環境中觀看具有中性或冷白點的彩色顯示器，相較於在冷光照明環境中觀看，前者看起來更藍。調整顯示器的白點以匹配環境照明，將盡可能最小化(如果不能消除)此影響。CIE色度圖擷取電磁能譜中380nm至780nm之間的可見光波長，這是人眼能感知的範圍。圖3顯示了人眼的錐狀細胞對於短、中、長等波長類型的歸一化光譜靈敏度。   圖3　人眼的錐狀細胞對於短、中、長等波長類型的歸一化光譜靈敏度。 這種反應是由視網膜的短、中和長型錐狀細胞的神經反應所驅動，對可見光譜的紅色、綠色或藍色部分波長的敏感度最高。錐狀細胞的波長靈敏度跨越相當大的範圍並相互重疊；為簡單起見，將每條曲線歸一在此圖。視網膜中三種錐狀細胞的相對反應，足以解釋色彩視覺，以及色彩可以透過多組色彩匹配函數來表徵，所有色彩匹配函數都是錐狀細胞反應函數的線性變換，且是透過彼此延伸。 圖4顯示了中(M)波長反應如何被定義為適光視圖(Photopic View)，並且被用於定義照度(In Lux)，而這是因為綠色波長最接近人類所見；人類對綠色更敏感，對紅色和藍色較不敏感。   圖4　綠色通道適光反應最接近人類所見，來自CIE適光光度函數。 測量平面上方從各個方向照射至表面某個點上的所有可見光總量，這就是照度(Lux)，這是亮度的度量單位。XYZ三色刺激(Tristimulus)人眼反應(圖5)被定義而且被稱為CIE1931 2Ｏ標準觀測者(Standard Ob-server)，並且用於連結可見光譜波長，以及用於色彩視覺的生理感知顏色。   圖5　CIE1931 2O標準觀測者色彩匹配函數或XYZ 三色刺激(Tristimulus)人眼反應 色彩可分為亮度(或照度，以Lux測量)和色度(以xy色度參數測量)。圖2的色度圖是一個工具，用以指名人眼如何經驗特定光譜的光線。它沒有指定物件的顏色，因為在觀看物件時觀察到的色度，取決於用戶周圍的環境光。 人類視覺系統 人類的視覺系統非常複雜，它與我們大腦的視覺處理引擎，也就是視覺皮層緊密耦合。即使光照條件發生變化，人腦也能夠識別物體的顏色。我們看待色彩的方式並不固定；相反的，它是一種相對的感知。當光源類型改變時，人類會改變他們對所觀看顏色的「感知」，因為物體的表面、光源類型和我們的眼睛之間存在動態關係。 我們的視覺系統可以調整長、中、短錐狀細胞對光譜含量的反應。人眼具有色彩適應機制，以了解不同的環境光條件，如此一來，我們能做出反應，使白色和灰色物體在不同的環境光照條件下看起來仍是白色和灰色的。色度自適應原理的光學增益調整如圖6所示。   圖6　色度適應 提供光譜功率分布(SPD)反應的XYZ色彩感測器如圖7所示。   圖7　TCS3430的XYZ光譜功率分布 XYZ光譜反應是基於人眼，以此提供關於人們如何感知顏色的更準確的資訊。雖然有將RGB值轉換為XYZ的方法，但RGB光譜反應函數並不是精確的色彩匹配函數，因此轉換產生的數值與人眼感知色彩的方式並不匹配。透過緊密匹配人眼的色彩反應，來自XYZ感測器的數據能以一種與人眼相似的方式偵測色彩差異。使用高精度XYZ色彩感測器輸出測量入射光的CIE XYZ三色刺激值，可在測量環境光照條件時提供最佳結果。在圖8中，我們顯示了CIE色度圖中的普朗克軌跡(Lanckian Locus)。   圖8　CIE1931色彩空間色度圖，圖解普朗克軌跡 在圖示中，中間的實曲線被稱為普朗克軌跡。軌跡上的每個點對應於黑體色溫以及相應的CCT值。將顯示器的白點調整至環境色溫，假定顯示器實際知道環境光的色溫。由於螢光燈和LED光源並不總是完全落在這個普朗克軌跡上，因此最好將白點驅動到環境照明的實際色度座標值，而不是默認為普朗克軌跡上的相對應色溫。 自適應顯示技術改變色彩反射感知 圖9說明這種自適應顯示技術的工作原理。在下面的燈箱中，兩支智慧手機嵌入至兩張相同的圖片中。透過改變光源來展示紙張式技術。這樣做也會改變我們對反射色彩的感知。   圖9　紙張式技術展示，顯示在較溫暖的照明環境中，藍光非常明顯 在圖示中，右側的顯示器缺少XYZ色彩感測器並連續發出D65光。左側顯示器有一個TCS3430色彩感測器，可精確測量環境光照條件的任何變化，並使用顯示演算法(圖10)，讓顯示器呈現類似印刷紙張的效果。   圖10　環境測量色溫的RGB乘數值建議。 此顯示器具有8位元RGB乘數值，因此y軸上的數值範圍建議為0到256(因為28 =256)，x軸上的值是來自XYZ色彩感測器的色溫測量值。從圖10可以看出，針對6500K的測量色溫，建議的RGB主顯示驅動器數值應設定為256紅色、256綠色和256藍色，將顯示器驅動到D65白點。例如，當從2,700K白熾燈測量到較低色溫時，應顯示256紅色、195綠色和130藍色。 當6,500K燈泡點亮時，左側顯示器測量環境光，應用演算法推薦RGB值256, 256, 256，將顯示器驅動至與右側顯示器完全相同的白點。結果是兩個顯示器看起來相同。印刷的背板顏色完全融入兩個顯示器的顯示內容。 當關閉6,500K燈泡並開啟溫度較高的3,000K螢光燈時，環境光線會變暖，左側顯示螢幕會自動調整到較暖的白點以匹配新的3,000K環境光線。由於藍光成分減少，印刷圖像看起來更為橙黃色。我們觀看印刷圖片所感知的顏色略有變化。沒有色彩感測器的顯示器持續顯示相同的偏藍D65白點，在暖光的3,000K環境中非常明顯。在這種情況下，很明顯地，右側顯示器看起來更藍，而左側顯示器針對3,000K照明環境自動調整白點，使其顯示器產生類似印刷的可讀性。 關閉3,000K燈泡並開啟更溫暖的2,700K白熾燈，由於藍光含量較少，環境光線變得更加溫暖，更加黃橙色。此外，左顯示器和我們對印刷圖像內容的感知顏色進一步改變。左側顯示器自動將其白點調整為有利於2,700K環境照明環境的白點，其中右側D65白點顯示器發出相同的偏藍的藍光內容。 光學濾波器技術大增減少用眼疲勞 傳統上，智慧型手機、電腦和電視OEM製造商為顯示器提供固定白點，並針對單一預設白點提供手動或當天時間設定，但是效果有限，因為它無法涵蓋不同的照明條件。幸運的是，透過光學濾波器技術的進步，能以大量消費電子市場可接受的價格提供人眼水準的精度，這是一種能夠自動測量環境照明條件的好方法，讓顯示器可以呈現紙張式的觀看效果。 當我們在反射光環境中，以及在電子顯示器上觀看內容時，環境照明條件的改變將顯著影響我們對觀看色彩的感知。現在，科學已證明具有固定D65白點的顯示器對我們的身體有著生理作用影響。在環境照明條件改變下，自動將顯示器白點調整為最佳化設定，已被證明能提供生理上的好處，可以最大幅減少數位用眼疲勞，同時幫助我們在夜間擁有更佳的睡眠品質。 (本文作者為ams進階光學解決方案部門的資深產品行銷經理)

2019年台北國際工具機展是觀察台灣工具機產業發展趨勢的重要指標，作為智慧製造後進者的台灣廠商，試圖用標準化的做法切入，德系兩大領導廠商--博世集團(Bosch)與西門子(Siemens)，則已經跳脫純工具機的範疇，談整廠生產線的全面數位化與自動化。 軟體整合標準問世　助工具機產業邁向智慧製造 為加速工具機產業實現智慧製造，智慧製造聯網數據加值聯盟(SMDVA)發表「智能化工具機軟體整合標準」，此標準讓工具機擁有共同的數據傳輸標準、解決工具機無法互相聯網的窘境，有益機台智慧生產。該標準整合工業物聯網國際主流標準「OPC統一架構(OPC UA)，以及參考德國工具機製造公會(VDW)標準，並加入台灣產業界需求，協助台灣工具機接軌國際標準、提高競爭力。 根據市調機構MarketsandMarkets的資料顯示，全球智慧製造市場規模預計到2023年將成長至2,990億美元，2018年至2023年的複合年增長率(CAGR)為11.9%，智慧製造商機龐大。因應未來趨勢，製造業希望導入工業物聯網(IIoT)技術，提高生產效率、降低成本，推動智慧生產提高競爭力。 對此，智慧製造聯網數據加值聯盟首任會長暨工研院機械所所長胡竹生表示，過去工具機產業沒有共通的數據傳輸標準，僅由工具機控制器商或工具機廠，各自建立數據傳輸標準，不同品牌或型號的機台彼此各說各話、無法互相溝通，不利產業發展工業物聯網。為解決上述問題，聯盟開發「智能化工具機軟體整合標準」，讓不同工具機及上層監控系統有共同語言來交換資訊，彼此聯網進行直接雙向的溝通，協助傳統製造業升級，迎向智慧製造。 胡竹生進一步說明，智能化工具機軟體整合標準的優勢是採用國際主流的OPC UA作為數據傳輸標準、更參考德國工具機製造公會的標準及加入台灣產業界需求，由聯盟與國內業者合作所開發出的資訊模型。工具機導入此標準後，能顯示跟蒐集不同機台的聯網資訊，如機台名稱、即時運作狀態和實際參數、壓力、溫度等，省去人工輸入參數排程的繁複手續，有助讓機台自動智慧參數調校與優化，提升製造效率和品質，以因應新世代少量多樣的訂單需求。 新代科技公司總經理蔡尤鏗則指出，雖然台灣目前在全球設備或零組件供應鏈中，扮演舉足輕重的角色，但對於過程資訊的串聯和分析，卻仍然十分薄弱。其中「共通資訊模型的訂定」及「應用生態系」的建立，是目前最迫切需要的。而智慧聯網聯盟的連結和成果，就是希望可以補足「共通資訊模型」的不足，讓溝通成為標準化，並接軌國際。 蔡尤鏗認為，台廠中小企業眾多，開發能量相對分散，因此如何吸取國際經驗並發揮綜效，建立「應用生態系」，快速累積經驗，是最可行的路。相信透過聯盟整合產學研，可以讓台灣智慧製造的整體應用水平快速向上提升。 據悉，目前聯盟免費開放業者使用智能化工具機軟體整合標準，並預計將此標準先由工具機控制器商開始試用，未來將進一步推廣至下游的工具機業者，目前工具機控制器廠商新代公司已導入此標準，並結合研華WISE-PaaS平台，期許藉此提升生產效益，快速邁向工業4.0。 驅動/物聯方案齊發　光寶力拓工控市場 為擴展工控市場版圖，並提升競爭優勢，光寶科技未來將聚焦驅動控制技術，2019年除將陸續發布變頻器、伺服器、運動控制器等新品外，也將透過工業物聯網(IIoT)解決方案，協助製造業者順利走向轉型「智慧智造」的第一哩路。 光寶科技工業自動化事業部總經理鄭智峰(圖1)表示，光寶於2014年成立工業自動化事業部門，在過去五年的時間裡，該公司已經形成變頻器、伺服系統、人機介面(HMI)和運動控制器在內的一系列相對完善的自動化產品體系。而面對競爭激烈的工業自動化市場，該公司有一定的電源和驅動技術經驗，同時也有許多工廠可進行自動化產品的先行驗證和測試；這些都是光寶科技的基礎優勢，而未來該公司聚焦驅動控制技術，投入更多資源於驅動控制產品開發，提升其性能及功能，藉此提升競爭優勢。 圖1　光寶科技工業自動化事業部總經理鄭智峰表示，光寶除了推出硬體，也將從服務的角度切入智慧製造市場。 像是光寶科技近日便發布全新ISA-7X伺服系統，整套系統包括伺服驅動器、伺服馬達、電纜及相關配件，功率範圍從100W至2kW，產品功能齊全，性能優異，可滿足包裝、3C、紡織機械等不同產業應用需求。 據悉，ISA-7X伺服系統之濾波功能能抑制機械振動，其內建的ISA-Pro調試軟體，可讓參數設置及調試更加便捷，方便使用；且速度頻響能達到1kHz，滿足高響應要求，並支持最高4MHz差分脈衝輸入、Modbus總線通訊編碼器分辨率高達20位，實現高精度定位。 至於安裝後的維護，因ISA-7X可耐受較寬的電壓輸入範圍，適應電壓波動較大的環境，ISA-Pro軟體並可監控與蒐集資訊，便於故障排除；系統並內建MSC功能?制動電阻及電子凸輪功能，不需要專業運動控制器及額外的制動電阻，讓中小型企業能夠節省成本。 另一方面，光寶科技除了將陸續推出變頻器、伺服驅動器、伺服馬達、可程式控制器、HMI等工控產品搶攻市場商機之外，為協助製造業者能順利跨進「智慧智造」，也於今年推出基於硬體產品和軟體服務的整套IIoT解決方案。 光寶指出，此一IIoT解決方案不光只是提供軟硬體產品，更多的還是「服務」製造業者踏入「智造」領域；也就是提供整體的規畫，從機台聯網到數據採集、數據呈現及數據分析等。換言之，透過IIoT方案的協助，製造業者可以更清楚的瞭解其生產過程所產生出來的數據及資料如何為他所用。 鄭智峰說明，企業經營不再只是一場有限賽局，像籃球賽或棋局，競爭對手、遊戲規則、勝負結果一目了然。如今企業經營已轉變為『無限賽局(The Infinite Game)，也就是所面對的挑戰沒有終點，企業須具備長期持續參賽的資格，才是經營之道；而光寶將聚焦驅動控制技術、IIoT方案，並以靈活彈性的營運策略，布局全球工控市場，迎接無限賽局的挑戰。 也因此，除了持續提供軟硬體新品和服務之外，光寶科技也致力打造更完善的經銷商體制。光寶科技全球經銷商管理暨業務資深處長陳子健舉例，當客戶機台出貨至海外，電控零件發生故障情況時，多數業者均無法提供當地的即時支援服務，而光寶透過完善之經銷商體制，不僅能提供即時服務，也在機台出貨前，就提供終端使用者完整的諮詢服務，做到預防管理，目前該公司全球經銷商據點已涵蓋全球美、歐、亞、非四大洲。 西門子力推工具機數位轉型 在本次工具機展中，西門子數位工廠事業部工具機處以「數位智造 刻不容緩」為主題，展示出工具機業者以及使用者在各個流程中所需的軟體虛實整合，MindSphere雲端平台、Shopfloor的連線整合以及SINUMERIK 針對加工製造的完整數位應用場景。同時，西門子也強調，工具機產業走向數位智造的時機已經成熟，相關業者不能再心存觀望，而是該立刻採取行動。 數位化的過程永無止盡。過去幾年來，工具機業數位化的關鍵議題多半是關於技術性機會以及應用範圍的基礎問題。這不僅適用於組織內部的流程，也能用於供應商、製造商與客戶的加值網路上。此外，數位化顯然是提高生產力和效率的最重要因素。 台灣西門子數位工廠與製程工業暨驅動科技事業部總經理席德塱(Tino Hildebrand)表示，數位化專案的主要挑戰在於，專案雖然可以逐步施行但不能被獨立看待。畢竟，唯有將解決方案和製程視為一體，才能產生最大附加價值。為此，從設計、規劃、工程、執行到服務，西門子為工具機業者以及使用者的整體價值鏈提供了全方位數位化產品組合與服務。 西門子提供一致性且整合的數位平台組合及各種專門針對工具機產業的應用，清楚描繪出如何從工具機一路到公司管理階層無縫地執行數位化。就工具機建造商而言，數位化服務從機台概念及工程規劃開始一直延伸至調試及服務。就機台操作者而言，各種數位化解決方案涵蓋整個價值鏈，從產品開發及生產規劃到實際生產與數位服務。憑藉此方式，西門子利用數位雙胞胎將工具機建造商與機台操作者的真實流程鏈以整合的方式模擬呈現至虛擬世界的公司(圖2)。 圖2　西門子與快捷機械聯合展示五軸精密加工機台，同步整合NX virtual machine展出數位雙胞胎功能。 如今，工具機產業已進入數位轉型的下一階段。「刻不容緩！」這句話是西門子和客戶強調的關鍵訊息。西門子特別針對工具機業者以及使用者展示在各個流程中所需的軟體虛實整合，MindSphere 雲端平台、Shopfloor的連線整合以及SINUMERIK場景應用。 5G網路貫串　博世分享移動工廠概念 博世集團(Bosch)旗下博世力士樂(Rexroth)在本屆工具機展中，則是以未來工廠做為主力概念。該公司在全球已有100多個工業4.0專案，並在實踐的過程中意識到，傳統製造模式的固定價值流，在面對未來跨界生產的市場需求時有其局限性。因此，針對未來跨產業生產的市場需求推出「未來工廠」創新製造模式。 未來工廠的設計打破了傳統局限，以智慧空間、移動設備和虛擬應用作為三大核心元素。智慧空間基於生產設備之間的5G即時通訊，採用感應式充電系統提供電源，可節省工廠的人力及成本。移動設備基於內部物流及生產流程等業務理念，讓所有生產設備皆可移動，且可依照生產任務而重新排列組合。 虛擬應用基於未來訂單都將數位虛擬化所提供的解決方案，博世力士樂已為許多自動化系統元件創建了行為模組，例如虛擬CNC控制器、軟體操作面板及3D全像整合量測系統IMS都可依據客戶的需求調整，有效實現數位價值流。 未來工廠的概念是探索更多能提升工業4.0應用的可能性。工業4.0可有效提升產品品質、控制生產成本及縮短交貨週期。為符合客戶不同的需求，本次也展出廣泛的工業4.0相關應用。全能型MTX micro CNC控制器為緊湊型數控系統，多軸雙通道控制功能，多元且可高度客製化的NC功能，具開放的PLC界面以及簡約外觀，支援多種加工方式，為實踐高品質機台及追求工業4.0所必備的全能型控制器，適用於中小型的工具機的解決方案，此次MTX micro CNC控制器將應用於現場的滾齒機上(圖3)。 圖3　博世力士樂雖然在展場上還是以產品做為展示主軸，但在與產業界溝通時，已經開始強打5G內網結合工具機，實現機台自由移動調度的未來工廠概念。 博世力士樂特別展出於2018年首次亮相漢諾威工業展的多軸搬運系統及3D全像整合量測系統IMS。多軸搬運系統具互動式的虛擬應用程式，進而提升動態性能與高定位精準度。藉由線性傳動系統傳輸不同顏色的滾珠，呈現直線運動系統的整體模組系統，多種搬運上的應用皆可透過此產品組合輕鬆實現。  

隨著無線充電成為主流技術，搭載相關技術的手機出貨量提升，全球所有應用和產品的無線充電接收器和發射器出貨量在2018年成長了37%，達到6億台。產業研究機構IHS Markit研究指出，全球無線充電模組出貨量將在2023年繼續成長至約21億個。 無線充電技術繼續快速發展，範圍從智慧手機擴展到更廣泛的應用和產品領域，在更寬廣的功率和充電距離範圍方面，無線充電技術也正在進行進一步的發展。行動電話在2018年帶動了無線充電市場的成長，占所有接收器出貨量的71%。預計未來五年此一市場將持續發展。IHS Markit指出，無線充電手機的年出貨量在2018年成長近40%，達到3億部，主要受旗艦機的推動，未來無線充電功能將持續網中階手機滲透。 除了行動生態系統(包括智慧手錶、無線耳機和穿戴式設備)之外，無線充電正在擴展到運算設備、智慧家庭設備、物聯網感測器、醫療設備、小型家用電器、電動工具、機器人和無人機、虛擬實境設備、遊戲應用、工業應用、5G應用、電動汽車和公共基礎設施。IHS Markit認為，智慧家庭設備市場是一個特別有前途的無線電力市場，因為它為製造商帶來了機會，並為消費者帶來了好處。在智慧音箱的帶領下，無線充電智慧家庭市場預計將在2028年成長至超過1億台。 另外，智慧恆溫器、空氣控制裝置、電子門鎖、車庫門系統、入侵報警器、監視器、數位貓眼和其他智慧家庭設備將隨之而來，預計未來五年內，物聯網感測器市場將為此市場增加超過10億個無線充電設備。