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根據TrendForce記憶體儲存研究(DRAMeXchange)最新調查，由於兩大顯卡廠NVIDIA與超微(AMD)都預計將於2020年第三季發布全新GPU，加上微軟(Microsoft)與Sony也將在第四季發布新款遊戲機，並全部搭載高容量GDDR6記憶體，這不僅將成為支撐繪圖用記憶體(Graphics DRAM)價格的支柱，亦將使得GDDR6取代GDDR5，成為新一代的繪圖記憶體主流規格。 身為顯卡領導廠商的NVIDIA，在競爭對手AMD率先於2019年導入7nm製程的壓力下，NVIDIA計劃在2020年第三季發表首度搭載7nm的新款Ampere GPU，全數搭載GDDR6，規格較上一代明顯進步。AMD同樣將於第三季發表7nm+的BIG NAVI效能升級版GPU，並將GDDR6列為標配，容量有機會進一步提升。 TrendForce指出，兩廠的新產品首波都將以獨立繪圖卡(discrete graphics card)市場為主，正式搭載於筆電的時間點應落在2021年上半年，不過在效能與功耗顯著提升的誘因下，預計市場將掀起「換卡風潮」，進一步刺激GDDR6的需求。 除了新獨立繪圖卡之外，微軟和Sony將分別在第四季發表XBOX Series X以及PS5全新遊戲機。從硬體規格來看，除了CPU時脈明顯提升外，GPU都將搭配最高規的GDDR6 16GB，不僅容量較原有機型翻倍，更遠超過目前主流顯卡6~8GB的規格，將帶動GDDR消耗量顯著增加。  

日前瑞薩電子宣布退出雷射二極體(LD)及光電二極體(PD)的市場，並且關閉位於日本滋賀，屬於子公司Renesas Semiconductor Manufacturing Co.的半導體產線。 圖　瑞薩電子宣布退出雷射二極體及光電二極體的市場。來源：瑞薩 2018年六月瑞薩曾表示將關閉山口工廠及合併部分滋賀工廠的矽製品產線，同時計畫在兩至三年內停止所有的矽製品產能。而目前受到退出LD/PD市場的決策影響，瑞薩將會盡快關閉滋賀工廠。 原先瑞薩認為，在2018年減少生產矽製品的生產線以後，生產規模縮減能夠促進滋賀工廠的產能快速成長，藉此擴張其在LD/PD的市場。然而過去幾年間，產業內競爭激烈，導致現有的產品市占率下滑以及下一代通訊設備的開發延遲，無法獲得預期的收入。因此，即使滋賀工廠已精簡產線，瑞薩也難以持續獲利，加上LD/PD產品的生產與銷售一時無法轉移到瑞薩集團或合作夥伴的其他海外據點。短時間內無法轉移生產地點且不易獲利的情況下，瑞薩決定退出LD/PD市場。

台積電上周宣布將在美國亞利桑那州以120億美元設廠，但是美國官方表示，不保證未來台積電能將產品出售給華為。目前台積電的整體業務中，中國訂單約佔10~12%，並推測中國訂單以華為為大宗，因此若未來台積電對華為的出貨受到美國禁令的限制，將對台積電造成一定程度的影響。 圖　台積電上周宣布將在美國亞利桑那州以120億美元設廠，但是美國官方表示，不保證未來台積電能將產品出售給華為。來源：台積電 受限於美國對華為的出口限制，台積電提案在美國設廠以後，其對華為的出貨可能受到衝擊。根據美國商務部新公布的規定，為加強美國政府對出口貿易的掌控，廠商若要將在海外生產並使用美國技術的半導體產品出售給華為，需取得許可證。 美國國務院主管經濟成長/能源/環境事務次卿克拉奇(Keith Krach)針對台積電是否能取得出貨許可時表示，台積電約有10~12%的業務來自中國，而中國客戶的訂單可能大多都來自華為，若是未來台積電沒有取得美國的出貨許可，向華為的出貨將受到限制，但是無法保證或預期接下來的發展。更早之前台積電發表說明，透露正在與外部法律顧問合作來理解規則，並以與全球設備廠商維持長期合作為目標進行。

NB-IoT聲勢看俏 物聯網(IoT)正在快速成長中，根據2016年Machina Research的研究調查顯示，2025年以前全球預計將部署270億個聯網裝置。這些裝置都需要安全、可靠且無所不在的聯網功能，以便產生有價值的洞察力來驅動效率，並取得競爭優勢。要促成這些，蜂巢式技術不但具有理想的定位，也具有所需的擴充性；但有鑑於新的物聯網裝置與服務日益多樣化，人們需要新的蜂巢式技術以滿足特定的聯網需求。 NB-IoT是新興低功耗廣域網路(Low-Power Wide-Area Network, LPWAN)蜂巢式技術之中最頂尖的一種，可以滿足大量部署之低複雜性物聯網裝置對聯網連接性與日俱增的需求。NB-IoT技術以低廉的費用，提供較佳的耗電效率、系統容量與頻譜效率。NB-IoT由於設置容易，截至2019年3月止已有28個國家推出，並有超過40個國家的營運商已展開投資，可望對不同的相關夥伴，帶來各種的好處： 對於物聯網裝置製造商來說，相較NB-IoT與LTE-M，其為經濟性更佳的替代方案，原因是裝置複雜性降低，同時裝置製造與聯網成本也比較低；而對於管理大型物聯網部署的企業，它提供較低的成本、低功耗與簡單的協定。至於行動網路營運商(MNO)，它與現有的3G與4G存取網路相得益彰，並可以整合進4G/5G共同核心網與BSS平台。此外，MNO也具有相當的彈性，可以選用可能的營運模式，善用他們的頻率分配資源。 以eSIM RSP遠端管理 通常最適合利用NB-IoT聯網的使用案例，都是為整個裝置群進行遠端監控、裝置是分離的並配有電池電力部署，且使用年限都超過十年。不管是固定或機動，此類物聯網裝置在它們的生命週期中，預計都會看到網路可用性或聯網供應競爭的改變。這意味永久綁定單一MNO的網路可能會有局限性，且容易受到未來聯網成本增加的影響。 變更電信網路是實現直接商業轉換的作法。不過它需要替換SIM卡，這對於擁有廣泛部署且觸及不易的物聯網裝置的擁有者，是個代價高昂的後勤惡夢。為了解決永久綁定單一MNO網路的SIM卡限制，全球行動通訊系統協會(GSMA)與電信業者合作將SIM標準化，讓轉換至其它電信網路時，技術人員不必前往裝置所在地進行實體SIM更換。 GSMA遠端SIM服務開通的規格帶來全方位的解決方案與安全架構，讓人們在所有支援eSIM的裝置上進行營運商設定檔的遠端管理。它伴隨而來的健全的認證與法規程序，可確保功能的可交互運作性，維持與確保網路存取的保護。 接下來檢視M2M RSP程序，以進一步瞭解讓RSP可在NB-IoT上運作的關鍵因素。欲構思具有RSP能力的NB-IoT裝置，表面上看起來似乎是簡單的任務，但其包含NB-IoT連接模組，以及一個GSMA認證且符合相關規格的M2M eSIM；隨後還要完成一些裝置保證與可交互運作性的測試。不過當整個程序進入到選擇蜂巢式元件的階段，就不見得那麼容易。 簡單來說，M2M RSP就是在eSIM裡進行交付，並管理營運商設定檔。RSP透過訂閱管理員-安全路徑(SM-SR)以現有空中設定(Over-the-air)的蜂巢式連接進行，使用的是開機即連的連接啟動設定檔，或是目前現行運作的設定檔。SM-SR會追蹤掌握eSIM的狀況，並握有與eSIM相關之必要的網路整合、密鑰與憑證，以便授權與執行設定檔管理事件。 一旦啟動之後，管理任務一開始會透過現用的設定檔網路，透過SM-SR與簡訊伺服器(SMSC)的整合(結合一個SMPP)，傳送一個包含SIM資料的文字簡訊。成功收到這個簡訊後，卡片會執行指令，或是針對設定檔的下載事件，利用SM-SR建立嵌入資料通訊期，並藉此遞送該設定檔，隨後進行安裝與選項。任務完成後，不管最後成功與否，卡片與SM-SR彼此會交換進一步的應答訊息，以確保卡片設定檔的狀態保持同步。 NB-IoT漫遊仍具發展潛能 如果讀者針對全球性的裝置配送有企圖心，第一個絆腳石將是獲取使用在讀者eSIM上的啟動設定檔，它將透過全球性的NB-IoT網路範圍，提供無所不在的開機即時連接性。 要傳遞提供這些功能的設定檔，需仰賴落實廣泛的網路漫遊能力。倘若沒有漫遊，NB-IoT賦能的裝置將無法跨越各國邊境進行簡易部署。 由於NB-IoT還相當新，永續的漫遊環境與專為NB-IoT打造的完整架構，仍然有待建立。但是，筆者深信仍在發展中如下列示例，很快就會增加全球性的漫遊能力，而市場壓力也會迫使MNO專注加速此事。通常預期漫遊能力一開始會以策略性提供的方式，出現在同一MNO集團內的營運商或關鍵業者之間。不過，現今離實現還有段距離。 MNO正在試驗NB-IoT漫遊協定 沃達豐(Vodafone)與德國電信(Deutsche Telecom)於2018年完成第一個歐洲的NB-IoT漫遊試驗。他們針對包括電力節約模式(PSM)、長週期追蹤區域更新(TAU)等省電功能進行測試；同時於2019年，沃達豐與AT&T簽署了歐洲與美國間的NB-IoT漫遊協定(圖1)。 圖1　沃達豐與德國電信於2018年完成歐洲首個NB-IoT漫遊試驗 裝置須能處理多個NB-IoT頻段 使用NB-IoT的優點之一，是落實MNO時擁有頻譜的選項。當MNO在不同的頻段中運作時，漫遊的挑戰性更高。多頻段天線可以在每個裝置稍微增加一些費用的情況下，應付所有已定義過的頻段。而物聯網裝置製造商可能已經習慣針對單一頻段優化天線，現今隨著漫遊可能性的出現，人們需要更多強大的NB-IoT天線設計(圖2)。 圖2　多頻段天線可使裝置稍微增加一些費用的情況，應付已定義過的頻段 GSMA協會已進行可交互運作性測試 GSMA協會在2019年3月發表的行動物聯網漫遊測試中，針對NB-IoT的漫遊，定義了一整套完整的測試實例。由於測試案例並不知道控制面板與使用者面板的選項，因此他們可以測試所有施行項目，這些測試並不能取代合規測試，而是用來驗證漫遊能力(圖3)。 圖3　GSMA協會已於2018年針對NB-IoT漫遊進行交互運作測試 MNO超前部署NB-IoT三要素 除了沒有NB-IoT漫遊之外，在許多地方若要實際取得NB-IoT的訊號，存在頗高困難度，原因是網路營運商仍然處於擴展狀態，以及如何將此網路足跡商業化的階段。 在許多方面，NB-IoT看起來與實際感覺都與LTE十分相像。MNO可以在他們的網路上利用軟體升級進而支援NB-IoT。安全措施也具有類似情況，都需要同樣基於SIM的身分鑑定與流量加密措施。 在實際試驗中，沃達豐發現NB-IoT比起其它替代選項，更能穿透雙層的磚塊結構建築物。這對於不易觸及的地方，可以帶來更為可靠的感測器連線。NB-IoT可避免干擾與網路對撞，即便是利用單一的行動通訊基地塔部署10萬個裝置。 MNO正在加速推出NB-IoT GSMA協會的行動物聯網論壇追蹤了蜂巢式物聯網的發展進度。截至2019年10月止的資料顯示： ・89家營運商已經推出NB-IoT或正在進行中 ・NB-IoT與Cat-M1目前在52個國家獲得支援 ・相比之下，34家營運商已經推出LTE-M或正在進行中 儘管許多廠商宣稱他們已經部署了NB-IoT網路，他們還是不能對市場提出商業化提案；即便他們可以提出，但網路涵蓋範圍可能仍局限於某個區域內。此外，與2G/3G/4G網路不同的是，單一國家內的所有營運商都不能自我膨脹NB-IoT的部署，這意味已完成部署的營運商可以壟斷市場，而迫使他們調降費率的外部壓力則較小。 不過，針對問世只有三年的規格，各界採用的意圖已經相當明顯。這表示在全球各地的MNO眼中，物聯網龐大的商機貨真價實且持續長久。他們唯一的限制是交付的時間，這被認為是與較優先的5G競爭投資，爭奪工程技術空間。 因此，除非與MNO進行中的NB-IoT網路試驗聯合進行，任何試圖開發NB-IoT裝置的廠商想要讓產品成功推出，將很難獲取所需的連接性。 資料訊息/協定/可用性三者兼具 一如前文已經大致描述，大多數的M2M RSP的實施都需要文字簡訊與資料，才能藉此觸發任務，並進行管理。此外，裝置必須被喚醒並且可使用，以便接收伺服器的指令。 文字簡訊(SMS)的支援，在現有以消費者為中心的蜂巢式網路是已知的事實；且即使面對資料導向的通訊App崛起，它仍然占有穩定的流量。也因為其長期的支援，文字簡訊的支援能力被賦予期待。但是對於NB-IoT網路的部署，文字簡訊的支援並非必要元素，同時許多部署廠商已選擇不提供支援，以降低初始網路建置的工程複雜性，至少現在情勢是如此。 到目前為止，針對現今這種省略文字簡訊的情況，並沒有明確的跨界解決方法。此時存在數種可能性，但它們必須與物聯網裝置的使用案例合併考量。其中一種方法是支援額外蜂巢式技術，如LTE Cat M1，其中裝置可以切換過去，且文字簡訊可以透過它獲得支援，同時也可進行RSP。 在許多部署中，文字簡訊都符合NB-IoT裝置的使用型態：低成本、低耗電、長時間待機，以及短叢發式資料傳送。在NB-IoT網路與裝置上支援文字簡訊，為NB-IoT發揮完全的潛能，包括對RSP的支援與更高效率的資料傳送。在NB-IoT的使用案例中，更簡短、更高效的簡訊較理想，而且這不單只是針對RSP的設定檔管理。基於這個原因，GSMA協會的NB-IoT部署指南便努力遊說人們在NB-IoT網路中更廣泛採用文字簡訊來傳送資料。 許多IoT的使用案例是離開電網的，因此省電必不可缺，而這些裝置生命週期大多時間處於休眠狀況，只針對特定的活動才甦醒啟動。符合此情境的裝置對於RSP會構成問題，原因是若要執行任務，裝置必須被喚醒，才能接收採取行動的呼叫。文字簡訊通常會在SMSC上暫存一些時間，而MNO也不想無限期保留它們。隨著IoT的大量成長，與網路相關且休眠中的裝置數量也會增加；這些文字簡訊元件的長期儲存，可能會對容量帶來衝擊，並帶來與簡訊效度有關的問題。 現今尤其是針對RSP，任務的流程也必須讓觸發具有時間限制，以確保同步性與請求的即時性。在裝置處於待機狀態且不知何時才會重新上線的情況下，RSP伺服器面臨艱鉅的任務，且孤立無援。此類協助可能來自裝置部署者的編排平台，因為它可能知道裝置何時已重新上線，或具有邏輯以便預測何時會上線。若經細心編排，裝置部署者可以聰明指示RSP平台，只有在知道有可能成功的情況下，再開始進行任務。這個類型的方法可以提升系統效率，並節省成本。 NB-IoT為RSP蓄勢待發 人們現在已考量過支援M2M遠端SIM服務開通所需的NB-IoT網路與網路服務，因此最後要針對NB-IoT裝置與RSP，聚焦在蜂巢式模組的選擇策略，以及它們所需的支援。 通常模組製造商產品選項所包含的產品，會針對關鍵的目標區域提供最常見的無線電技術組合，以及相關頻段的支援。這些產品所支援的無線電技術選項往往遵循該區域網路演化的方向，藉此進行策略性挑選。以這種方式瞄準模組可帶來無線電的優化，並降低其頻率決定邏輯，以確保較低的價格。而在人們試圖取得來自業界與目標網路的產品認證時，它也可以提供協助。此外，亦存在提供全球性支援的模組，但它們只會瞄準較搶手的無線電技術組合，且往往價格會比較高，原因是它們必須結合額外的無線電調諧與優化邏輯。 因此，物聯網創新人員的模組選擇必須考量裝置的地理分配意圖，若是針對全球市場使用單一型號的裝置，或是可預期裝置必須在原本部署國家或區域以外的地方運作，那麼就必須考量規模更大的區域、甚至於全球的支援性。針對NB-IoT模組必須套用同樣的考量，然而不確定的網路策略與眼下極少的部署，讓製造商很難定義他們的產品選項。此外，有限的NB-IoT部署與支援，讓模組的研發更加棘手。 而SIM技術與支援的選擇，對於不同地區裝置的賦能也會造成影響。可移除的SIM雖然可以讓人們變更全球性服務營運商，但它需要針對無人看管的物聯網裝置進行保養，同時亦存在失竊的風險。 焊死的嵌入式SIM讓失竊風險降至最低，但會因此讓產品整個生命週期被聯網供應商綁定，並限制對漫遊協定的全球連接性，同時網外的服務品質不受管控。較理想的情況是，既能自由更換電信服務商，不必擔心需到裝置設置地點更換SIM卡與SIM失竊的風險，同時可得到較佳的行動網路服務。 若選擇具備GSMA遠端SIM RSP能力的嵌入式SIM，可以解決此一問題；不過，所選擇的模組也必須支援RSP。而蜂巢式模組若要支援RSP，除了提供標準語音通話與資料服務所需的例行支援，尚需包括一些關鍵功能。 這些在消費者手機裡使用的主流模組中，通常已經是標準功能。不過，談到針對物聯網裝置與使用案例的模組時，情況並不是永遠如此，原因是不必要的功能會增加成本。因此，無論物聯網裝置是針對那一家蜂巢式電信業者，倘若已經鎖定針對RSP提供支援，人們都必須對模組的能力進行適當的考量。正如ETSI的定義，對獨立承載協定(BIP)的支援是相當關鍵的一環，因為它確保數據機可以在SIM與RSP伺服器之間，建立起安全的資料通道，而全新的設定檔也可以藉此進行遞送。伺服器推送模式中對文字簡訊的支援也是必需的，以便告訴eSIM它必須執行一項RSP任務。 有關支援RSP裝置必須考量的另一個關鍵面向，則是確保允許RSP事件可以結束，這包括同步異動的傳送與接收。因此裝置必須確定它不會過早切斷與蜂巢式服務的連線，造成伺服器與卡片不同步，以及所申請的步驟最終失敗。 當一項技術才剛問市沒多久，正著手計畫以各種形式推出該技術的廠商有三個選項—隨著周邊支援逐漸出現，他們可嘗試努力成為第一個推出產品上市的廠商；或是可等待市場出現明確需求、更廣泛的支援與驗證過的可交互運作性後，再進行成熟的部署；同時，亦可選擇決定不介入市場運作。 NB-IoT結合RSP，將兩種新興技術帶到人們面前，但也讓遞送驗證過的元件更加困難，為想要整合兩者的廠商帶來衝擊。因此，若想要達成可行的產品，不能單獨埋頭苦幹；因此，若想實現具一方以上參與開發、遞送與部署的可行解決方案，需要協同合作與可預期的投資報酬率。 供應鏈生態系統持續拓展 舉例而言，協助裝置、模組製造商及MNO的NB-IoT生態系統企業之一Arm，欲讓具備NB-IoT與RSP功能的物聯網裝置儘快在全球各地準備就緒，該公司認為MNO與應用提供者可利用Arm Kigen伺服器解決方案，把RSP能力整合進入他們的服務開通環境，而該公司在英國與美國的資料中心目前都已取得SAS-SM的認可。另一方面，Arm Kigen OS則可協助OEM廠商打造低耗電、低成本、安全的eSIM或Isim，它安全且符合GSMA協會規定的eUICC SIM作業系統，已針對各種硬體形狀因素進行緊密性與可攜性的優化。 Arm的願景是全球於2035年可部署1兆個聯網裝置，其中NB-IoT與RSP為重要的一環。環視物聯網不斷大量擴充規模，希望可藉此協助生態系統成長，並在各地激勵物聯網的創新。 (本文作者為Arm物聯網平台事業處商務拓展資深總監)

Wi-Fi技術在2019年正式迎向新一代規格，即IEEE 802.11ax，Wi-Fi聯盟稱此為Wi-Fi 6，意指第六代Wi-Fi。歷經前五個世代的規格演進，Wi-Fi已經有了非常顯著的進步，不僅理論頻寬從最早的11Mbps(802.11b)提升到9.6Gbps，能支援的裝置數量也明顯增加，能同時對更多用戶端裝置提供服務(圖1)。 圖1  Wi-Fi技術由左至右已歷經數代的速率標準演進。 但在Wi-Fi規格不斷進化的過程中，設計Wi-Fi晶片所需跨越的技術門檻，也變得越來越高。加上Wi-Fi市場競爭激烈，除了美國、台灣均有IC設計公司布局外，中國IC設計公司也已在Wi-Fi市場上占有一席之地。這兩個因素使得Wi-Fi成為一個不易經營的產品市場，企業購併時有所聞。 導入先進射頻/調變技術Wi-Fi性能大躍升 Wi-Fi標準最重大的變革，大多集中在第四、第五代，亦即802.11n與802.11ac時期。在這個時期，Wi-Fi先後導入了MIMO與MU-MIMO，以及許多相關配套技術，例如11n可使用20MHz或40MHz頻寬的通道，於11n之前的11g僅能使用20MHz；或在存取控制(Mandatory Access Control, MAC)層實現訊框聚集(Frame Aggregation)技術；或可縮短保護間隔(Guard Interval, GI)時間等，以利進一步提升速度。 到了第五代的11ac，又將通道頻寬進一步擴增成80MHz、160MHz，並首次引入256QAM調變技術，此前Wi-Fi最高規格為64QAM調變。另外，11ac還有傳輸上的波束成形(Transmit beamforming, TxBF)技術、空間時間區塊編碼(Space-Time Block Coding, STBC)技術、低密度同位減查碼(Low-Density Parity-check Code, LDPC)等功能技術。 11ax是在11ac的基礎上更為精進，使理論傳輸通量(Throughput)達11ac時代的四倍，實質資料傳輸率增加約37%、傳輸延遲縮短約75%。11ax的性能之所以能更上層樓，關鍵在於採用了下列更複雜、更先進的射頻、調變技術。 OFDMA調變 在尚未導入OFDMA前，Wi-Fi同一時間傳遞的所有子載波(Sub-carrier)只能傳遞單一使用者的資訊，服務完成後再用另一個時間的所有子載波去服務另一個使用者。而在導入OFDMA機制後，同一時間內可運用不同的子載波分別對應傳輸不同使用者的資訊，使頻譜利用率提升(圖2)。這使得支援11ax的Wi-Fi路由器在同時服務多個終端裝置時，有更高的整體傳輸力。 圖2  OFDM/TDMA(左)與OFDM/OFDMA(右)之差異比較 有趣的是，Wi-Fi採行OFDMA的步伐，明顯慢於其他無線通訊技術。2005年的行動版WiMAX標準IEEE 802.16e即已提出採用OFDMA的主張，3GPP陣營也考慮在3G的後期導入，但最終是在2008年的3GPP R8標準(即首版LTE標準)中導入。 上行MU-MIMO 11ax之前的11ac即有MU-MIMO能力，但主要在於下行，即Wi-Fi路由器可以同時傳輸多組資料給多個終端裝置，然而一旦有某一終端裝置欲傳遞資料給Wi-Fi路由器，Wi-Fi路由器同時間只能接應一個終端裝置(但可用多組天線接收)，其他終端裝置必須等候。有了上行MU-MIMO後，Wi-Fi路由器可以同時接應多個終端裝置傳來的資料，此一樣有助於於Wi-Fi路由器整體服務能力。 1024QAM 11ac開始引入256QAM調變，11ax則進一步引入1024QAM調變，如此相同資源條件下可以再提升資料夾帶率。 6GHz頻段運用 在11n時代，Wi-Fi陣營便認為2.4GHz頻段的頻譜資源幾乎已運用至極限，因此11ac雖然持續強化2.4GHz頻段的運用，但更多速率提升優點(如160MHz通道頻寬)則轉寄望到5GHz頻段上，因此Wi-Fi 5除了第五代之外也有5GHz的意涵。 不過，5GHz不是全球通行的頻段，需要各國區逐一推動修法通過，甚要數年時間讓原有既存的運用退場，方可能供Wi-Fi 5使用，因此被視為下策。即便如此，11ax也持續寄望從拓增頻段的方式提升傳輸率，提出Wi-Fi 6E，期望能運用6GHz頻段，以美國而言，開放6GHz頻段可增加7個160MHz通道頻寬，6GHz頻段用於Wi-Fi傳輸的主張與5GHz頻段一樣，需要各國政府點頭放行與配套法規支持才行。 其他 11ax其他方面的提升尚有：以觸發器為基礎的隨機存取(Trigger-based...

下世代資通訊應用不斷朝更高速的運算、更大的傳輸頻寬發展，高速數位訊號設計帶來更多挑戰，許多微小雜訊與電壓漂移都在更微小的地方，是德科技(Keysight Technologies)宣布推出八合一桌上型示波器，具有八個最高可支援6GHz的類比通道與十六個數位通道，協助工程師透過一台儀器執行不同量測，大幅降低測試工作台和工作流程複雜性，實現高效能、準確且可重複的多通道量測。 是德科技行銷處資深專案經理吳哲樂(左)；是德科技示波器業務推廣經理劉鐙鴻(右) 高速數位設計、電源完整性驗證、Wi-Fi 6、物聯網(IoT)、工業物聯網(IIoT)，以及成像和氮化鎵(GaN)半導體等應用，均使用目前未被廣泛支援，或需要付出高昂成本的2GHz和6GHz頻段。是德科技示波器業務推廣經理劉鐙鴻表示，工程師需使用同時具備類比與數位通道的時域和頻域設備來測試這些新產品，並透過軟體獲得必要的協定、標準、內建的測試輔助，並且為測試團隊提供遠端協作功能。 全新的Infiniium MXR系列混合信號示波器整合八項功能，結合即時頻譜分析儀(RTSA)、示波器、數位電錶(DVM)、波形產生器、波特圖繪圖器、計數器、協定分析儀和邏輯分析儀於一機，並具備ASIC硬體驅動處理能力。是德科技行銷處資深專案經理吳哲樂說明，如搭配使用該公司的軟體解決方案，可進一步提供電源完整性、高速數位測試和驗證功能。內建的軟體提供錯誤搜尋(Fault Hunter)功能，可加速找出錯誤根源，並解決罕見或隨機發生的錯誤。 是德科技Infiniium MXR系列八合一混合信號示波器 劉鐙鴻強調，當今的工程師需要一款經濟、準確、可重複的多通道量測工具，以及可延伸工作台功能的工作環境。Infiniium MXR最大的亮點就是Fault Hunter與RTSA這兩個功能，即時頻譜分析功能在眼圖的堆疊上，速度是過去產品的50倍快；此款示波器定位在中階產品，同時該公司也發展高階與入門的完整產品線，提供完整的工具/套件，協助廠商方便量測、迅速找到問題。 一般而言，數位訊號的除錯，吳哲樂提到，有90%的問題來自電源，Keysight Infiniium MXR系列示波器提供數位與類比通道，可以在同一個設備上完成訊號與電源完整性測試，高頻訊號雜訊不明顯需要性能或解析度更好的測試設備協助。MXR優點包括：八合一儀器，可減少所占用的工作台空間、縮短配置和測試時間，並將串擾問題降到最低。內建即時頻譜分析儀，可百分之百地檢測頻域中的錯誤，甚至是非同步錯誤。內建錯誤搜尋功能，可辨識正常訊號，並觀測其隨時間的變化，以便找出異常訊號，並擷取伴隨異常訊號發生的事件。使用者可快速解決問題，以便排除不規則、隨機或雜波信號。 MXR可監測並分析複雜的訊號交互作用，提供比其他八通道示波器高出三倍的頻寬，方便測試工程師對設計進行更深入、更廣泛的分析。如搭配使用PathWave Infiniium 離線分析軟體進行遠端協作，設計團隊在工作台上完成量測後，可進一步執行廣泛的分析和資料處理，以增強測試工作台的效率和成效。吳哲樂解釋，該系列產品還有彈性擴充功能，使用者可以依照需要調整購買頻寬，兼顧經濟與實用性。

新冠肺炎疫情衝擊，許多半導體元件需求都已陸續修正，就連已經連續10年皆呈現上揚走勢的光學-感測-離散(Optoelectronics-Sensors/Actuators-Discretes, O-S-D)元件，也不敵病毒肆虐。市場研究機構IC Insights最新報告預估，O-S-D元件市場營收將自2019年861億美元高峰，下滑至2020年809億美元，年減6%；然而2021年則可望谷底回升，營收上看881億美元。  

2019年底至2020年1月期間，原先預期2020上半年迎來5G換機潮，未料新型冠狀病毒(COVID-19)疫情延燒，造成世界行動通訊大會(MWC 2020)取消、各國供應鏈暫停及消費市場萎縮等衝擊，消費者的購買態度疲弱，5G通訊相關供應商的布局因疫情按下暫停鍵，減少大規模的布建行動，導致換機潮延後，資策會MIC下修5G手機2020年的銷售預估至2億台，IDC研究經理高鴻翔(圖1)則提出2020年的市場觀察重點在於目前占5G手機銷售市場三分之二的中國。中國最早經歷疫情嚴重的高峰期，現階段積極復工並加速布建5G，在2020下半年5G手機的市場表現中扮演要角。 圖1　IDC研究經理高鴻翔說明，中國的內需市場是2020下半年的5G手機觀察重點 上半年買氣傾向觀望　5G建設速度趨緩 回顧5G手機發展所面臨的挑戰，可由市場供給與需求兩方面分析。供給端的生產技術方面，5G手機增加射頻零組件，同時得要滿足體積小、降低耗電等條件，收訊則須完成Sub-6GHz及毫米波兩種頻段的商用化及布建。除克服技術門檻之外，仍須考量生產成本，才能將成本與售價控制在一定的範圍之內。資策會MIC資深產業分析師韓文堯(圖2)表示，5G手機的技術與方案已經成熟，品牌/晶片/通訊設備商皆積極推動產業邁進，不只提供中階以下5G晶片，散熱、耗電與訊號等問題都已解決。在技術逐步成熟的前提下，面對COVID-19疫情，5G建設趨緩但供應鏈並未完全停滯。 圖2　MIC資深產業分析師韓文堯表示，疫情爆發後，初估5G手機銷售由2.6億台下修到2億 需求方面，4G智慧型手機的技術更新已經趨緩，難有突破性亮點吸引消費者換機，因此5G功能作為新一波的手機賣點，受到供應商大力推廣。然而5G手機的專屬應用尚在發展階段，消費者不一定需要5G功能，加上受COVID-19疫情影響，消費者的購買以防疫民生用品或遠距上班/上課所需的平板與筆電為主；在整體市場因經濟緊縮造成消費者購買力下降的情況下，上述的採買順序顯示必需品排擠消費者更換手機的預算，導致2020上半年5G手機的買氣處於觀望階段。 5G手機銷售遞延　生產鏈受停工影響 Gartner分析師呂俊寬(圖3)說明，5G手機銷售現面臨遞延，換機潮將延後到今年Q4。原本預期要換機的消費者仍會購買5G手機，只是購買的時間點晚於預期，因此雖然2020上半年5G手機市場的成長不如預估，但換一角度看待，換機遞延同時代表服務或App開發商擁有更多時間研發並優化相關產品，營運商也有餘裕完善基地台的布建。甚至當新機購買時程延後且更多品牌廠商推出5G手機時，上半年處於觀望的消費者可能受到吸引，在下半年換機時從原本的4G手機改為選擇當時最新的5G型號。 圖3　Gartner分析師呂俊寬認為，5G手機銷售現面臨遞延，換機潮將延後到今年Q4 韓文堯指出，COVID-19疫情爆發前預測2020年5G手機將銷售2.6億台，疫情爆發後則初步估計將下修到2億台。而COVID-19影響全球經濟，5G手機的銷售則取決於各國疫情的恢復程度。近日歐美市場的疫情嚴重，許多州封閉、半導體IDM大廠停工，可能影響5G手機的生產鏈。東南亞則是半導體封測重鎮，因此疫情尚未受到控制，為被動元件的生產帶來風險；中國則進入復甦階段，因此大部分的零組件在中國疫情緩解後，已陸續恢復生產。 整體而言，就韓文堯觀察，上半年只要能出貨，手機品牌廠商還是會持續拉貨，但是目前進到第二季尾聲，全球的疫情控制程度還不明確，所有的預估將會隨疫情調整，無法提供太明確的數字，然而若是第三季的疫情仍不樂觀，未來拉貨的需求則會大幅下降，可能導致再次下修5G手機的市場預期。 從Sub-6GHz/毫米波窺探廠商布局 觀察5G手機市場成長趨勢，能夠從支援頻譜理解近期5G晶片廠商的布局策略。Sub-6GHz成本低、覆蓋廣，是目前5G通訊設備支援主流頻段；毫米波相較之下成本較高且覆蓋率低，目前只有高通(Qualcomm)提供5G手機的毫米波晶片。從台灣今年初各家電信的頻譜標售結果，可見台灣電信商瞄準的即是Sub-6GHz的使用市場。日本及韓國原訂今年布建毫米波，但因東奧延期與需求低落而減緩布建規畫；美國也以發展毫米波為主要目標，但基於毫米波低覆蓋及高成本的特性，使得美國的5G服務昂貴且普及率低。 韓文堯認為，今年的5G手機中預計90%將支援Sub-6 GHz，僅有10%左右支援高頻毫米波。針對晶片研發，各家廠商策略不同。其中高通率先推出同時支援Sub-6GHz及毫米波的晶片，其他廠商皆以開發Sub-6GHz為主，但也未放棄發展毫米波晶片，第一波推出5G手機的廠商如三星(Samsung)，即採用高通的解決方案(圖4)。三星、海思、紫光展銳也將研發自家的毫米波晶片，且研發腳步未受COVID-19拖延，廠商將照原定計畫於今年推出毫米波產品，因此未來毫米波的使用率可能上升。毫米波的應用趨勢可以美國為觀察重點，其中又以電信廠商Verizon推動毫米波最為積極。美國的電信營運商原本規畫今年年中買下Sub-6GHz頻譜，或者使用現有的4G頻段連接5G網路，若未來Sub-6GHz的覆蓋率增加，毫米波的必要性將下降。然而對Verizon而言，毫米波的網速才能真正與4G網路區隔，因此將主力聚焦在毫米波的服務上。 圖4　第一波推出5G手機的廠商如三星，即採用高通的毫米波解決方案 疫情打亂品牌競合　中國市場為觀察重點 COVID-19打亂市場預期，也改變5G手機品牌商之間的競合關係。韓文堯認為，當前市場對華為的發展相對有利。2019年爆發中美貿易戰，受到美國禁令限制，華為無法使用Google，因而可以預期華為在歐洲的市場將衰退，由其他品牌接收華為市佔率，因此蘋果(Apple)、三星等品牌原本預估在歐洲的銷售成長。然而COVID-19爆發至今，中國最先經歷疫情巔峰，而目前恢復速度較歐美快速，提供華為競爭過程的喘息機會。 在全球手機市場皆衰退的情況下，相比疫情發生前只有華為的5G手機銷售受貿易戰影響，現在其他廠商也因疫情而成長受限，提供華為另類競爭機會。其他中國5G手機品牌，如小米、OPPO等，現階段則為了降低風險並平衡各地市場，主力開發線上銷售管道。 中國趕在歐美之前積極部署5G基礎建設，成為5G手機內需龐大的市場，許多廠商也都在中國生產5G手機所需的零組件，目前疫情逐漸受到控制並復工，緩步復甦的情況能夠降低COVID-19對5G手機供應鏈的衝擊。同時，中國政府在疫情爆發後，亟欲恢復經濟成長，5G手機即是方法之一。高鴻翔分析，現階段中國的內需市場占全球5G手機消費的三分之二，因此2020下半年的5G手機市場有三個觀察重點。一是中國政府推動的力度，包含補助與政策等；二則為中國消費者在疫情發生後的消費能力；第三個次要觀察點則是當5G手機需求增加後，零組件的供應是否足夠。 綜觀5G手機市場，呂俊寬進一步補充，雖然疫情造成5G換機潮延遲，但是2021年的5G銷量將會持續成長。目前購機風潮因疫情而趨緩，疫情反而可視為給予5G手機一個良好的起點與發展空間，讓效能及成本的考量找到更適合的平衡點，提供更符合市場需求的產品。

越來越多自動化裝置投入工業部署。IIoT是IoT的分支，其主要作用是將自動化設備部署到包括工廠、倉庫和公司等工業環境的製造系統或其他生產流程中。數量日益成長的資料經由IoT支援裝置導入網路，需經過快速有效的處理，才能得到深入見解，進而改善產業的決策和製程控制。 機器人加入工業應用已有很長一段時間，多數人最為熟悉的例子當屬生產線上組裝汽車的機器手臂。其中半導體產業善用機器人達到製程穩定可靠，順利生產需要小心且保持動作一致的產品。 IIoT的崛起推動協作機器人在產業中的利用率。協作機器人是一種協作式的機器人，其經過不斷調整，能與人類並肩合作(圖1)。協作機器人之所以得到重用，是因為IoT使機器人與人類活動相互協調，達到更高層次的合作與效率。傳統機器人則多設定為獨立運作，不需要與人類進行特定的交互活動。相較之下，協作機器人能與人類合作並互相支援。當然不是說協作機器人將全面入侵，用侵略性的方式占據整個產業。相反地，新技術將形成對人類和產業均有利的雙贏工作模式和關係。本文將探究其中的啟用技術，以及協作機器人在IIoT領域的應用。 圖1　新一代協作機器人，開始出現在製程環境中 啟用技術促協作機器人落地 協作機器人投入IIoT，仰賴超越以往傳統機器人領域的技術，這些技術強化人類與機器人的互動，提升工作人員的安全，並降低成本。感測器、執行器、控制功能和運算技術上的改善，讓協作機器人獲得感知、資料融合與處理、人工智慧與執行能力。加上其他技術的出現，更進一步提升方便性和調整能力，同時降低成本。以下將探究三項讓協作機器人在IIoT中落地應用的特定啟用技術，包含人工智慧與機器學習、電腦/機器視覺以及智慧邊緣。 AI/ML助機器人認知技能 人工智慧(AI)是一項用於處理數位資料的技術，會模擬人類思考的功能、行為或結果，雖與人類的邏輯不同，但仍會嘗試透過合理的程序來達到目標。機器學習(ML)為運用AI並導入演算法的程序，這套演算法的目標是產生成果，並以機器在達成設定目標過程中所獲得的經驗不斷改善成果。 傳統機器人是按照預先設定的指令作業，並持續重複執行，不考慮作業環境中的任何變動。而協作機器人則整合AI，具有感知環境的能力，可以理解問題並加以解決，同時做到辨識、學習，對新的狀況和脈絡做出調整，並能自主決策、與人類互動。協作機器人要在新環境下運作並不需要經過太多複雜的編程，雖然有時可能需要操作人員手動介入，引導協作機器人手臂進行一次所要的行程，以完成指定動作。 AI需要由高速的電腦處理器，以及整合模糊邏輯、機率證明方法、神經網路和專家系統等多種技術的軟體，賦予協作機器人如同人類般的特質，讓人類與機器達到更好的互動與協作。協作機器人能從許多感測器擷取大量原始資料並加以處理，經過整合、處理和解譯後的資料，有助於協作機器人針對環境做出資訊充足且準確的推論，而後才能採取適當的行動。這整個流程必須以近乎即時的速度完成，避免協作機器人在與人類合作的過程中發生延遲。雖然感測器會散布在工作場所中的不同位置，且感測的時間點可能不盡相同，但編程演算法能有效地整合來自各感測器的所有資料，並對環境和狀況做出資訊充足且準確的推論。AI和ML讓協作機器人擁有某種形式的認知技能，能模仿人類的行為，因而能在IIoT環境下更出色地與人類互動。 電腦/機器視覺提升感知 視覺是人類所擁有最重要的感官，也是人類得到感知能力、察覺外在環境的重要方式。同樣地，機器(尤其協作機器人)也能設計成透過電腦或機器視覺的程序來進行感知。機器視覺能讓協作機器人以模擬人類肉眼的方式，透過可見光(波長430~730nm)、紅外光(波長>730nm)和紫外光(波長<430nm)來偵測及識別物體、空間、景色、方向和位置。光線偵測與測距(LiDAR)是一種偵測系統，其採用雷達的原理運作，但使用雷射光源。機器視覺的主要焦點在於解決適當分辨及正確分類物體的問題上，讓決策和物體處理不致成為工業製程的瓶頸。機器視覺有助於改善準確度、提高處理量、避免碰撞，並能提高狀態感知。 智慧邊緣將資料本地化 邊緣裝置彼此互相連結，部署在物聯網的最前線，協作機器人便是從邊緣裝置衍生而來。這些邊緣裝置的技術功能和情報能力持續提升，智慧化程度也越來越高，能感測及回應更多事物，並依照設定進行傳達和處理。協作機器人代表機器人自主性的下一個階段，能賦予其更多能力，與人類並肩在工作環境中運作及決定如何執行特定作業。要提升機器與人類之間的複雜互動品質，需能貼近作業位置處理及協調龐大數量的資料，因此最好在本機端運用智慧方式處理資料，而非從遠端或透過集線器/閘道。智慧邊緣是一套網路系統和技術，在適當進化和調整後，能滿足本地化資料管理的需求。智慧邊緣必須具備充足的資料容量、適當的系統效能、系統頻寬、安全性和可靠性。智慧邊緣如能獲得進一步的開發，工程師便能讓協作機器人發展出能隨時間提高自主能力的功能。 提升製造業/IIoT產能應用 協作機器人在製造業的新型態應用仍持續發展，可靠的協作機器人能安全地協助製造商提高品質，改善製程調整能力，同時提高生產力。IIoT的應用則包括組裝與操縱、搬運與裝卸，以及檢查。 執行精密組裝與操縱 用於電腦數值控制工具機(CNC)加工的生產機具必須由操作人員持續監看，操作人員負責的工作包括裝載原料、啟動機具、確保機具正確運作以及卸除成品。組裝和操縱為最常見的一些工業作業，單調且無趣，通常不需要高階技能，操作人員也很容易因為重覆不斷地舉起沉重的原料和零件而受傷。組裝和操縱作業的其他例子還包括沖壓、磨削、修邊、焊接、射出成形、印刷電路板(PCB)測試、零件檢查和三座標測量。 協作機器人是組裝和操縱應用的理想選擇之一，可放在傳統生產機具的前端，經過簡單編程就能執行所需要的裝卸作業，再定期由具專業技能的技師對機具和工具進行檢查，執行定期保養即可。由協作機器人進行技術門檻較低的手動作業，而檢查、維修及更換工具、執行品管測試和採取適當的修正動作等技術需求較高的作業則交由技師負責，如此合作將能改善工作場所的人力。透過適當的工作分配，不只可省下大量勞力成本、降低人員受傷機率、縮短產線停機時間，更能激勵人心，同時提高生產力。 拾放製程機器人需要精準放置未完成的組件和零件，協作機器人則能經過調整後用在非高精度的放置作業，因為其整合機器視覺系統，可提供定位回饋。協作或調整式的組裝作業一開始需要先由操作人員進行檢查、分類，並選出特定零件，接著將零件概略對準放到未完成的組件上(亦即處理中工件)。在後續的組裝步驟中，再由協作機器人將零件固定到未完成的組件上，如此便算是完成組裝。這種作業方式能在以下情境中改善生產效率與提升工作安全：零件太小，用人類肉眼難以對準的情況下；或零件的最終對準及連接需要高靈敏度或力道；抑或是最終組裝需要在高溫、高挑戰性的環境下，甚至用到危險化學物質或黏著劑的情況。因此當未來將零件放到未完成組件上不需要精準或重複性的定位、方位調整或放置動作，協作機器人便能派上用場。 協作搬運與裝卸 搬運與裝卸作業包括移動產品或從組裝線或輸送帶上拿下產品，經過計數和適當的包裝，貼上標籤，放入紙箱，然後封箱。高產速、高產能的製造商或許會生產專用的機器人機具和設備來進行包裝，但協作機器人也可以是搬運與裝卸應用的選擇。 協作機器人可用來擴展人類在製造和組裝作業中的能力，輔助執行低技術含量(重覆性)的作業，或需要高強度或拉長延伸範圍的作業。此外，製造作業經常會需要舉起像是車門等大型零件，然後放到車體等未完成的組件上。這類製程不見得適用於完全自動化的作業，因為其需要微調零件位置，確保將零件正確組裝到未完成的組件上。在汽車組裝作業中，各類車款可能有不同數量和外型的車門需要安裝，因此不適用於全自動製程。不過，對於需要舉起大型零件的作業場景，則可以使用協作機器人，它可執行操作人員的「指令」，對操作人員的觸碰作出回應，將零件移到未完成組件上所需的位置。 機器人檢查可改善製程 協作機器人能對物品執行細膩的檢查或複查，且絕不會感到疲累、無趣或心煩意亂。對於改善IIoT製程的安全、品質與生產力來說，是很重要的資產。協作機器人只要經過簡單的編程，便能辨識及計數輸送帶上的物品、加入包裝材料和標籤，然後將物品放入合適的紙箱內。但工作人員在執行高技能等級的作業時仍能與協作機器人一起合作，像是執行與監督有關的品管檢查等。此外，協作機器人的程式易於修改，可針對產品包裝需求的變動加以調整。 機器人與人類共構新合作模式 協作機器人在IIoT領域的參與程度越來越高，它們可以與人類並肩作業。IIoT在人類和技術之間建構了全新的關係，透過數位與機器人技術改善效能，滿足人類的需求。在未來的工業自動化領域中，機器人並不會完全取代人類，而是與人類齊力合作，使工作環境更美好。 (本文作者任職於貿澤電子)

台積電今(15)日宣布在與美國聯邦政府及亞利桑那州的共同理解和其支持下，有意於美國興建且營運一座先進晶圓廠。 此座將設立於亞利桑那州的廠房，將採用台積電的5奈米製程技術生產半導體晶片，規劃月產能為20,000片晶圓，將直接創造超過1,600個高科技專業工作機會，並間接創造半導體產業生態系統中上千個工作機會。 該晶圓廠將於2021年動工，於2024年開始量產。台積電預估，2021年至2029年，該公司在此專案上的支出(包括資本支出)約120億美元。 台積電表示，這座先進晶圓廠不僅能使該公司為客戶和夥伴提供更好的服務，也為台積公司提供了更多吸引全球人才的機會。此專案對於充滿活力及具有競爭力的美國半導體生態系統來說具有重要的策略性意義，它使具業界領先地位的美國公司能於美國境內生產其最先進的半導體產品，同時又能受惠於世界級的半導體晶圓製造服務公司及其生態系統的地理鄰近性。 台積電期待與美國當局及亞利桑那州於此專案上繼續維持鞏固的夥伴關係，此專案需要台積公司大量的資本和技術投資，而美國強健的投資環境及其優秀的人才使得此專案及未來於美國的投資對台積公司來說極具吸引力。 美國採行具前瞻性的投資政策為其半導體技術營運創造出具全球競爭力的環境，此環境對於本專案的成功至關重要。這也使台積電對此項投資及未來與其供應鏈夥伴投資的成功皆充滿信心。 台積公司目前在美國華盛頓州卡馬斯市設有一座晶圓廠，並在德州奧斯汀市、加州聖何西市皆設有設計中心。此座位於亞利桑那州的廠房將成為台積公司在美國的第二個生產基地。