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智慧型手機供應鏈人力需求密集，因此面對冠疫情缺工及原料不足的狀況，整體生產都受到影響。17日蘋果(Apple)官方即坦承，雖然iPhone在中國的組裝生產線不在湖北，且工廠都已經復工，但產量比預期低。即便蘋果表示將在4月的電話會議提供更多資訊，外界仍多方揣測iPad Pro及新版平價iPhone是否能如期出貨。 蘋果的生產及銷售皆因新冠疫情而出現變動，位於中國的合作工廠復工後，生產速度低於預期。銷售部分，目前中國的蘋果實體店人流下降，已減少營業時間。對此，蘋果表示，在兼顧員工與合作對象的健康安全的前提下，將會逐步恢復中國零售商家的營業。而即便蘋果的線上購物平台仍保持開放，但商品如AirPods Pro，網頁顯示必須等待一個月才會開始出貨。 除了蘋果受到供應鏈不穩定的影響，其他手機大廠如設廠越南的三星，仍有部分零件來自中國，受限零件數量與物流阻力，推測可能影響三月推出新機的計畫。至於中國手機公司員工為防範疫情擴散，部分採取在家辦公，然而智慧型手機上市前的驗證無法透過線上作業進行，因此遠端工作勢必影響新型號的手機發售。

無線汽車設計複雜度與日俱增 過去單純的交通運輸模式，已經轉變為具有複雜電腦系統的車輛，能夠讓車輛本身及我們與周遭世界連結在一起。現在車輛不但能夠自動駕駛、透過網路通訊，還可提供娛樂功能，而分析師預測，上述趨勢只會繼續成長。 根據McKinsey & Company的資料顯示，未來幾年內聯網車輛的數量每年將增加30%；於2020年前，有1/5的車輛能連上網際網路。 Strategy Analytics預測車輛處理及先進駕駛輔助系統(ADAS)RF前端(RFFE)市場，將以17%的年複合成長率(2017~2022)成為最大市場。所以汽車RF工程師要如何設計聯網車輛？首先探討的是如何克服一些汽車設計中最大的RF挑戰。 現今車輛配備許多電子裝置與世界連線。對RF系統而言，代表出現大量RFFE鏈，因車輛製造商在汽車設置更多的電信設備。圖1為一般系統範例。 圖1　汽車RF系統示意圖 汽車RF生態系統的變化，對RF系統設計人員造成以下幾項挑戰： ．整合眾多標準至車輛之中，有時需要整合為單一模組。 ．因應共存疑慮，因為上述許多標準彼此之間非常接近。 ．盡可能減少電子元件散發的熱能。 ．因應更高的耗電量疑慮，因為所有車輛設備都使用相同的電瓶電源。 ．確保產品元件具備長期可靠度。 以上挑戰不僅只存在於汽車業，而克服挑戰的策略則與其他應用類似，例如 Wi-Fi連線及行動裝置。 以下提出部分基本設計訣竅，以選擇適合汽車的RF元件： ．使用高度線性的主動或前端裝置。 ．使用的元件要能在RFFE盡量降低插入損耗，並降低整體RF鏈路預算。 ．留意RFFE效率、電流消耗及功率消耗等問題。 ．使用高效能RF濾波器盡量減少插入損耗、溫度漂移及干擾。 ．考慮使用能在單一封裝整合發射、接收及濾波功能的元件。 ．使用符合汽車規範且遵循IATF及IEC業界標準的產品。 接下來將更深入探討各項設計考量因素，範圍涵蓋RF共存、整合、天線設計、熱管理、電瓶續航力及車輛可靠度。 設計無線汽車　RF共存問題待解決 串流影片使用者期望在車內享有快速可靠的服務，由網路及車內串流正迅速成為標準需求。因此重要的是盡可能減少共存問題，並在維持串流服務時降低線路損耗。不過在無線頻段及標準之間達到最大程度的共存非常困難。如果沒有使用適當的濾波功能，就會增加以下頻率發生共存問題的機率。 2.4GHz：Wi-Fi及行動通訊，例如LTE頻段41；Wi-Fi及藍牙；SDARS(衛星數位音訊無線電服務)及LTE。5GHz：Wi-Fi及V2X(802.11p及C-V2X)；V2X及U-NII(非正式國家資訊基礎建設)頻段，尤其是U-NII-3。在2.4GHz(圖2)及5GHz(圖3)頻譜圖之中，顯示聯網汽車使用的無線技術頻寬有多麼擁擠。所以減輕以上共存問題的最佳方式為何？部分最佳實務包括在設計中使用高效能RF濾波器，以及高度線性的主動裝置。 圖2　2.4GHz頻譜圖 圖3　5GHz頻譜圖 ．濾波器可減少無線電訊號之間的頻外干擾。 ．共存濾波器可針對發射訊號減輕可能的減敏作用。 現今車輛通訊可在天線與收發器之間支援許多發射及接收路徑，而隔離這些路徑需要使用濾波器。這類濾波器必須由共存頻帶提供隔離、具備低插入損耗，盡可能降低發射耗電量；以及最佳化接收器靈敏度。 整合為RF設計要素 行動電話產業已由獨立元件轉為高度整合的系統模組。由於汽車在相同的整體車輛體積之中納入更多連線功能，汽車製造商也必須進行相同的轉移程序。 將更多功能整合至前端模組(FEM)或濾波器模組，有助於簡化RF設計(圖4)。 圖4　更多功能整合至前端模組或濾波器模組，有利降低RF設計複雜度。 這有什麼好處？整合適當的濾波器技術，可在本質上協助處置前述的共存問題，以及熱能挑戰。 車輛工程師過去只需要擔心GPS及藍牙，但現在設計時必須遵循C-V2X等新的無線標準，未來則需要因應5G新無線電(NR)規範。設計人員必須瞭解圖5顯示的所有技術，同時將其納入汽車設計之中。其中最可能的方式，就是將行動電話技術當作跳板。為此，Qorvo工程師打造RF Fusion協助客戶利用整合式解決方案，可有效降低設計複雜度，加速上市時間。許多這類複雜模組都包括嵌入式濾波器，可進一步降低RF複雜度及整體鏈路預算。 圖5　車輛工程師現必須了解更多新的無線技術並納入汽車設計中。 RFFE靠近天線有助提升訊號 請想像一具鯊魚鰭天線連接至纜線，而纜線則連往汽車其他位置的低雜訊放大器(LNA，通常位於儀表板)。使用纜線連接是傳統車輛製造普遍的實務作法，不過長距離的纜線連接，可能在天線與RFFE之間造成插入損耗(增加鏈路預算)。這種作法也會在LNA輸入增加雜訊指數(NF)，尤其是行動通訊及Wi-Fi環境，並會降低訊號及接收器靈敏度。如果天線能夠接收更低的功率位準，就代表靈敏度提升。 對抗這項問題的方式之一，就是讓車頂鯊魚鰭內部的天線及RFFE元件盡可能靠近訊號輸入，並位在任何纜線之前。將RFFE整合靠近天線，就可以盡量減少 NF及提升訊號效能，而降低NF也有助於接收器靈敏度(圖6)。 圖6　降低NF有助提升接收器靈敏度。 同樣方法也可用於加強天線的發射功能。減少纜線連接，並將功率放大器(PA) 設置在最靠近天線的位置，將有助於降低插入損耗及耗電量。如果發射側在傳送訊號之前需要更多功率，也可以在鯊魚鰭使用補償器放大訊號，補償纜線長度造成的損耗及鏈路預算。 克服熱能挑戰需留意三大關鍵參數 溫度是車輛主要關鍵設計挑戰之一，包含車內及外部環境，當車輛溫度升高，將會影響系統層級的RF調校及效能。所有無線連線及電子裝置在同樣狹小的車輛體積中持續運作，因此會在受限區域內增加輻射熱。 熱能也會影響可靠度，可能危害汽車的各項安全功能。嘗試減輕熱能問題時，需要留意以下關鍵參數，分別為RFFE效率、電流消耗與功率消耗。 設計人員可使用的部分散熱方法為傳導及對流冷卻，不過僅限於車內使用。產品的精巧外型則讓熱能挑戰更加複雜。以下技巧可協助處置與熱有關的RF問題： 1.使用元件製造商提供的PC板布局檔案及評估板。最理想的作法就是要求及使用製造商設計，因為其布局在散熱及熱效率方面經過最佳化處理。 2.使用最低或沒有溫度偏移的RF濾波器。對汽車系統而言，必須使用具備出色溫度穩定度、低插入損耗及高品質因數的溫度補償濾波器(例如Qorvo的BAW技術)，協助對抗各項熱(及共存)相關問題。BAW技術的溫度穩定度平均比SAW高出50%。 3.使用高度線性的前端產品。使用高度線性的前端產品可維持PA效率，有助於最佳化系統效率並減少產生熱能。請務必讓RFFE的插入損耗維持在最低程度，尤其是在高溫運作時。RFFE效能不彰會影響整個汽車系統的電流消耗，加重系統處理器的工作負擔，進而產生熱能、系統退化及消耗車輛電瓶等問題。 三大方法延長電瓶續航力 2017年的J.D. Power車輛可靠度研究(J.D. Power Vehicle Dependability Study)指出，電瓶故障首次名列車主面對的前十大問題。其中的調查結果顯示，在無關一般磨耗的部分，電瓶是最常更換的元件，三年車齡的車輛中有6.1%更換電瓶，比2016年增加了1.3%。這項研究認為，眾多新型複雜的車載電子系統(例如車用資訊娛樂系統、智慧型手機連線、語音辨識及免鑰匙系統)所增加的電流消耗，拖累了電瓶續航力。解鎖及啟動車輛的遙控鑰匙(Key Fob)就是其中一個例子。車主為了便利使用這項技術，卻可能耗盡汽車電瓶。如果遙控鑰匙放在車輛附近或內部，發射器及接收器就會持續通訊，對車輛進行回音檢查。測試顯示如果將遙控鑰匙放在車輛附近，電瓶電量耗盡的速度會比放在車外更快。隨著各種新型的無線及有線技術進軍汽車領域，請務必採取下列作法延長電瓶續航力： ．使用低耗電量的目標裝置解決方案。 ．瞭解閒置及運作期間的RFFE耗電量。 ．使用最低或沒有溫度偏移的濾波器。 通過認證確保RF可靠度及長期效能 對RF半導體供應商而言，汽車電子裝置部門提供穩固的營收成長前景。像是ADAS、電動車、人機介面(HMI)及連網車用資訊娛樂系統等應用的創新成果，正帶動半導體領域提供更豐富的產品，而汽車工程師必須讓RF及其他子系統緊密地配合運作。這類半導體產品也用於因應汽車業嚴格的可靠度要求。使用商用零件取代符合汽車規範的專屬產品，或許是很吸引人的作法。不過選擇專為汽車應用設計，並且通過IATF及IEC認證測試的產品，可協助確保RF系統能夠長期運作。 總而言之，汽車製造商以破紀錄的飛快速度演進發展，因應消費者在外行動的無線連線需求，並打造更能自主操作的汽車。在這項演進發展過程中，車輛內外的RF技術將更為重要。汽車製造商使用高度整合的RF元件，並以創新的智慧型手機技術為跳板，就可享有優勢開發未來的連網自駕車。 (本文由Qorvo提供)

智慧城市及其底層的無線聯網系統，為人們許諾更美好居住空間的未來，不僅如此，各項智慧應用更將成為價值創造的強大引擎。 都市發展持續擴張　永續社會實踐挑戰大 過去數十年來都市化浪潮席捲全球，根據聯合國預測，到2050年全球將有68%的人口生活在都會區。隨著都市人口增加，大約到2030年，將有超過十個城市成為超過一千萬居民居住的超級城市，將為既有的基礎建設帶來極大挑戰，尤其是開發中國家。 因此人們尋求利用科技解決人口膨脹引起的問題。如飽和的交通網路、停車空間不足、過度擁擠的大眾運輸系統、空氣汙染、以及長途通勤等。 此外，能源管理不善會導致電網故障，因而限制再生能源發展。過時且未妥善監控的基礎建設會阻礙資源、貨物與人員流動，不僅浪費資源，有時甚至會帶來災難性的損失。況且人口眾多、經濟發展不均的大城市，往往會成為犯罪溫床。為了永續社會發展並解決諸多挑戰，智慧科技扮演不可或缺的重要角色。透過採用全面性作法，智慧城市與其底層的無線聯網系統將能使居住環境更滿足人們的需求，並進而提升整體舒適度、幸福感與安全性。 數位系統蓄勢待發 智慧城市的目的為更妥善利用資源提升居民生活。如智慧交通管理與停車系統可節省時間與保護空氣品質；智慧量表基礎建設可節省電力、瓦斯和水；智慧醫療則有助於提升不堪重負的醫療保健系統效率；智慧警務系統可提高公共安全並遏止犯罪。至於社區智慧互動計畫可鼓勵公眾參與，培養更強的歸屬感與凝聚力。 雖然這些觀點聽起來像烏托邦式的理想，但事實上智慧城市帶來的影響絕非空談。麥肯錫的一項研究發現，智慧城市應用能降低8~10%的死亡率、縮短25~35%的緊急救援時間、減少15~25%的通勤時間、降低8~15%的醫療負擔，並削減10~15%的溫室氣體排放量。 事實證明人們已具備智慧城市應用所需的相關技術。無線連接─結合蜂巢式4G以及即將部署的5G、藍牙和Wi-Fi─已準備好將數量龐大的分散式感測器網路連接至雲端，即時傳遞整座城市流動的資訊，包括人、物、資源及環境；雲端運算平台也已就緒，用來管理、監控和分析大數據。換言之，現在應導入有效的解決方案，並將其整合至智慧城市平台。 許多業者推出適用於特定垂直市場的解決方案實現這些理想。在許多國家，如挪威、西班牙，已開始大規模部署智慧量表解決方案，而義大利和瑞典甚至已採用第二代技術；美國的Ann Harbor等城市已成功試行智慧交通管理系統。 而智慧路燈在全球大城市也正廣泛應用，以改善公共安全，同時減少功耗和光污染。在美國聖地亞哥等城市正於路燈上配備麥克風，可準確定位槍聲，加速執法人員正確抵達犯罪現場所需的時間。隨著Tvilight之類的公司開始提供智慧照明平台來追蹤交通、監控天氣，並作為第三方智慧城市應用的聯網集線器，多樣化應用的可能性將進一步擴展。 儘管各種應用接連浮現，麥肯錫(McKinsey)研究報告指出，即便是現今最先進的智慧城市，所發揮的潛力仍屬稀少。那麼是誰阻礙智慧城市的進展？政府的推動與領導力雖然重要，但城市智慧程度不光由政治框架決定。可想而知，富裕城市往往處於領先地位，因為其最有能力支援所需感測和通訊網路，並開放公共數據。但成功關鍵在於公眾意識及技術的採用，尤其是在亞洲城市，由於年輕的數位居民占大多數，智慧應用的推動更易普及。 智慧城市應滿足當地居民需求，並儘早與其互動，使其能參與城市決策過程。此為反覆交替的過程，隨著越來越多城市跟進，更多共享資訊與最佳實務也將隨之出現，透過參與及互動可讓市民更瞭解自身希望自己的城市應如何邁向智慧化，並打造理想居住環境。 智慧城市創造新價值 另一方面，智慧城市也是創造價值的強大引擎，民眾與各行業都能獲益。對居民來說，得以透過改善生活品質、更透明化且具參與性的政府，以及新加值服務與行動應用，進而享受智慧城市科技成果。同時藉由城市智慧化吸引企業投入更多經濟投資，居民也可獲益於更好的工作機會。此外，由於更有效利用資源及增加既有基礎建設容量，如道路、公用事業網路、醫療院所以及警力等，市政府能增加稅收並大量節省非必要的支出。 至於「一切皆服務(X-as-a-Service, XaaS)」模式將受到智慧城市的歡迎，首先能使城市支出方式從資本支出移轉至營運支出；同時能使市政機構運用外部人才與專業知識，不需招募內部新團隊，為每個城市打造新智慧應用。在某些情況下，利用智慧科技每年所省下的資金，甚至足以支付所需投資和服務費用。 隨著新使用案例出現，以及智慧城市平台持續演進，可以預期智慧應用的成長。為了使城市更易從眾多硬體供應商取得技術，期望4G LTE、5G蜂巢式網路，以及藍牙及Wi-Fi等標準化技術能成為智慧城市的通訊骨幹，而非採用特定廠商的專有技術。同樣地，標準化介面和API也至關重要，才能使整個系統中的各元件「說相同的語言」。 無線方案力助實現智慧城市 對於如u-blox的技術供應商來說，智慧城市提供令人振奮且快速成長的市場，因為其包含定位、蜂巢式與短距離無線通訊方案的產品組合，符合智慧城市創新應用的需求。如具備慣性導航功能的衛星定位解決方案能為在都會叢林間穿梭的汽車提供準確定位訊息；涵蓋Wi-Fi、低功耗藍牙、藍牙網狀網路、以及藍牙5等短距離無線通訊技術，滿足智慧建築的多樣化應用需求，進一步實現更廣泛的智慧城市應用案例。 在智慧交通管理與先進駕駛輔助系統(ADAS)方面，V2X晶片組亦扮演重要角色，而蜂巢式技術，尤其是低功耗廣域網路(LPWAN)應用，適合將分散式無線感測器安全、可靠連結上網，為智慧城市奠定重要基礎。 有鑑於各種應用的無限可能性，尚有諸多新領域待探索，尤其是許多智慧城市應用，如智慧停車，最好能「一勞永逸」部署，意即一旦啟用便能無需維護，順暢運作數十年。現今的低功耗廣域網路技術已為此類長使用壽命無線聯網裝置樹立新標竿。未來人們會持續開發能量採集技術(Energy Harvesting)，使此類小型裝置能夠自行穩定取得電源。 此外，定位技術的擴展則涉及室內─戶外定位解決方案的開發。欲處理感測器產生的大量數據，需邊緣裝置具備一定程度的分析能力才能處理原始數據，並以最小功耗將訊息傳送給決策裝置。 所有的應用前景皆需業界共同努力才能達成，隨著智慧城市應用起飛，未來亦充滿可能性，業者(如u-blox)將致力於開發完備的無線連接方案，不僅為了實現智慧願景，亦善盡科技業對於永續發展社會的責任。 (本文作者為u-blox企業策略資深總監)

光電協進會(PIDA)統計， 2019年台灣整體太陽光電產業， 包括結晶矽材料、太陽電池、電池模組、太陽能系統等產值達到678億元新台幣，負成長22% ， 延續了2014 年時產值達到1,774 億台幣高峰後而降的走勢。雖然在產業鏈中，太陽能系統有受政策加持曾逆勢成長，但台灣的內需市場仍難挽整體產值走跌的趨勢。於是產業整倂，或改弦易轍，進軍國際標案市場，圖謀生機。反觀全球太陽光電市場呈現成長態勢； 環保與綠能相關議題持續受到矚目。 統計2019年全球前20大太陽能面板廠商的總出貨量達到99GW，較2018年的75.5 GW大幅成長31%。雖然中國太陽能面板曾被提高關稅，但中國不受撼動，仍是全球太陽能最大的供應國。其中，晶科能源是2019年全球最大的太陽能面板製造商，出貨量達14.2GW，比2018年增長2.8GW，大幅成長25%。晶科能源與中國其他太陽能廠，晶澳、天合、隆基穩坐全球前四大，包辦全世界44%的出貨量。  

英特爾實驗室(Intel Labs)日前與荷蘭研究機構QuTech共同於2020年國際固態電路研討會(International Solid-State Circuits Conference, ISSCC)發表研究論文，介紹其新型低溫量子控制晶片Horse Ridge所採用的關鍵技術，包含可擴展性、保真度和彈性等特性，進一步解決建構量子系統時面臨的挑戰。 英特爾實驗室量子硬體總監Jim Clarke表示，現今的量子研究人員僅能使用少量的量子位元(Qubits)，以及圍繞著複雜控制和互連機制的較小型客製化設計系統。Horse Ridge大幅降低了這種複雜性，透過系統化擴展到量子實用性所需的數千個量子位元，將持續朝著在未來實踐量子運算的商業可行性的目標邁進。 新低溫控制晶片將加速全端(Full-stack)量子運算系統發展。 Horse Ridge透過整合式系統單晶片(SoC)設計，採用英特爾22奈米FFL(FinFET低功耗)CMOS技術，將四個射頻(RF)通道整合到單一裝置當中；每個通道都可以利用分頻多工(Frequency Multiplexing)的方式控制多達32個量子位元；該技術將可用的總頻寬畫分為一系列不重疊的頻段，每個頻段均用於承載獨立的訊號。利用這四個通道，可透過單一裝置控制多達128個量子位元，進而大幅減少先前所需的電纜和機架儀器的數量。 而量子位元數的增加會引發其他挑戰量子系統容量和運作的問題，其潛在影響之一將使量子位元保真度和效能下降。英特爾最佳化多工(Multiplexing)技術，使系統能夠擴大規模並減少相位偏移(Phase Shift)所帶來的誤差，避免量子位元之間的串擾(Crosstalk)。該晶片所利用的各種頻率都可以進行高精度的調諧(Tune)，使量子系統能用同一個射頻頻率控制多個量子位元時調整並自動校正相移，以提高量子位元的量子閘(Gate)保真度。 雙方於2019年便已攜手研究以晶片控制自旋量子位元。 此外，該晶片可覆蓋廣泛的頻率範圍，以控制超導量子位元(又稱為Transmon)和自旋量子位元(Spin Qubit)，其通常在6GHz~7GHz左右的頻率下運作，而自旋量子位元則在13GHz~20GHz的頻率下運作。 目前量子研究界仍處於起步階段，距離展示量子實用性仍有很長的一段路。量子運算能否應用於實際問題，取決於能否在高保真度下同時擴展和控制數千個量子位元。英特爾目前正研究矽(Silicon)自旋量子位元，其有可能在高達1克耳文(Kelvin, K)的環境下工作，而本次研究整合矽自旋量子位元裝置和新晶片的低溫控件，於精簡封裝中配置量子位元和控制元件。

2019年第四季到2020年第一季期間歷經中美貿易戰與新型冠狀病毒疫情，產業內出現起伏不一的動盪，其中記憶體市場因半導體業自動化程度高，以及中國準備的原物料尚充足，並未受到人力或物力短缺衝擊，因此DRAM的整體營收仍呈現小幅度上漲的趨勢。 回顧2019年第四季三大DRAM原廠的營收表現，除三星的營收微幅下跌5%，SK海力士及美光營收皆高於第三季。三星官方指出，本季受到DRAM價格走跌影響，獲利少於去年同期，但是數據與相關應用的需求增加、成本下降，整體營收仍高於同年第三季，達67.6億美元營收。TrendForce進一步分析各廠的營收狀況，排名第二的SK海力士儘管報價下跌，銷售額依然達到8%的成長，來到45.4億美元。美光的營收則為43.7億美元，銷售位元出貨成長近10%。 推估2020年第一季，因採購端的備貨意願，DRAM合約價格提升，但是由於價格漲幅有限，且適逢隨春節假期而來的淡季造成出貨下降，原廠的獲利無大幅度提升。根據TrendForce針對三大廠的技術觀察，三星Line 13的DRAM投片下滑，另一方面，平澤二廠將啟動量產，並導入1Z nm量產，整體而言無太大變動。而SK海力士持續將M10的DRAM投片轉移到生產感測器，並增加M14的產量，而位於中國無錫的工廠，受中美貿易戰及新冠狀病毒疫情影響，投片策略傾向保守。目光回到台灣，台灣美光記憶體已全面生產1X nm，下一步則以1Z nm進行生產，晶圓科技部分則已經過半導入1X nm。 綜觀2019年第四季結果與2020年第一季的走勢，仰賴於高度自動化與春節之前的充足備料，DRAM的市場處於穩定狀態，不必擔憂營收表現受到外部經濟因素的重大打擊。  

2019年全球雷射市場成長僅1.3%，大幅度落後於2018年的8.5%及2017年的19.2%成長率，光元件調查公司Strategy Unlimited搶在各家公司財報出爐前，預估2019年雷射市場營收約為150億元，其中半導體/非半導體的雷射占比維持58:42，又以雷射加工與光刻的61億元營收最高。2020年雷射市場的發展，則有望提升10%的成長率。 全球雷射市場趨勢。資料來源：Strategy Unlimited，PIDA整理，2020/2 受到中美貿易戰所引發的經濟動盪影響，2019年的雷射市場產生波動，包含美國高關稅，以及中國雷射廠商更加強烈的競爭，因而發生成長率低迷的現象。美國向進口產品加高稅收，加上對中國實施的報復性關稅，皆影響雷射市場正常的交易狀態。部分廠商為了避稅將製造地移往他國，但仍須負擔高額的運輸與人力成本；未能轉移陣地的小型廠商，則因為吸收關稅而減少利潤。另一方面，近期中國不只製造限於標記使用的低功率的光纖雷射器(fiber laser)，同時生產2-6kW範圍內的低價高功率光纖雷射器，造成同規格產品平均價格下降。 根據往年資料推估，原先可預期2020年的成長率上漲10%，達到166億營收的趨勢，但隨著新型冠狀病毒疫情爆發，市場情勢更添變數。然而光電協會仍樂觀看待2020年的雷射市場走勢，仰賴半導體業穩定發展與光刻技術發展，在市場上仍有發揮空間。

產業研究機構Yole Développement(Yole)研究指出，到2024年，感測器、致動器和換能器的壓電市場規模預計將達到485億美元，從2018~2024年，塊狀矽結構(Bulk)和薄膜技術的相關元件年複合成長率為12.6%。Yole認為，薄膜壓電設備正在推動市場成長，儘管市場比重仍然有利於塊狀矽結構元件(Bulk-based Devices)，而塊狀矽結構元件仍然是壓電市場中的一項強大技術。 在塊狀矽和薄膜設備市場中，RF濾波器分別以SAW和BAW領先。Broadcom和Qorvo是RF濾波器領域的主要薄膜廠商。頻率越來越高的5G將推動市場發展。壓電材料可以實現電子世界和機械世界之間的連結，致動器和感測器功能可以直接與電子晶片整合。 專門針對薄膜技術，多家MEMS代工廠已在其製造廠內化了薄膜壓電製程。 AlN需要壓電層沉積方面的知識，而PZT是一種用於整合在半導體晶圓廠中的特殊材料。就沉積而言，兩種技術在競爭：Sol-Gel和PVD(濺鍍或脈衝雷射沉積-PLD)。Sol-Gel具有更好的薄膜性能，良好的均勻性和更高的擊穿電壓。但是，在考慮量產時，產能成為主要考慮因素，這就是Sol-Gel表現出局限性的地方。關於MEMS IDM和代工廠的製程選擇，Fujifilm Dimatix和Robert Bosch選擇了濺鍍，而Epson和Rohm Semiconductor將採用Sol-Gel技術。  

由於建築間的連結越來越緊密、越來越複雜，且發展越來越快速，因此對於智慧建築技術的需求也不斷增加。這些技術以數據為基礎，提供獨到見解，並最大限度地提升營運效率、減少能源浪費，和降低整體成本。本文探討智慧建築如何利用物聯網(IoT)為資訊收集與共享創造契機，以及對建築管理與營運的影響。 導入資料分析　建築管理邁向革新浪潮 經過多年的發展，建築變得越來越複雜且發展快速，擁有支持各種標準的多種不同系統與設備。然而，這種複雜性可能導致效率低下。當系統間無法「溝通」時，便會獨立運作，導致設施員工無法全面掌握建築性能。建築能源管理系統(BEMS)出現的原因之一，便是為了整合眾多不同系統與功能。儘管提供整體的營運概觀，有助於組織基於能源使用，安排更好的策略來削減基礎設施成本，但許多的早期系統無法進行預測，僅會在發現問題後執行偵錯並發送警示。 過去十年間，建築管理技術的變化迅速且多樣。對於老舊建物與基礎設施來說，這是個好消息。如圖1所示(根據美國能源部的數據)，以預期壽命長達數十年的建築物來說，建物壽命成本中高達75%的費用，均用於營運和維護。試想當今成熟經濟體中，所有營運中的商用建築物，有一半以上是在1970年前建造完成。因此，找到最佳化資產並有效控制長期營運成本的技術與可擴展解決方案，可說是當務之急。 圖1　目前建築物壽命中有75%的費用是用於營運和維護。 由於每年的進展幅度相當的大，因此很難保持最新建築技術的同步更新。為了確保營運順利，建築物擁有者與營運商必須明確瞭解最新技術的優點與限制。若沒做到這點，則可能會失去降低營運與能源成本及提高居住者舒適度與員工生產力的機會。 根據Navigant Research的調查，BEMS市場正與智慧建築技術(例如控制系統與無線技術)的生態系統一起發展。雖然能源管理是BEMS的起初的重點，許多組織希望這些解決方案能夠將永續性、空間使用、營運效率和員工生產力做最佳化。 因此，現今智慧建築開始利用物聯網(IoT)和建築資訊模型(BIM)，將各種系統與裝置連接到集中式技術基幹。透過即時效能資料、分析與建築能源管理系統的整合，智慧建築能協助設施管理員在問題發生前主動辨認問題，以提高整體效率。 隨著建築物對能源與效率的要求不斷改變，這些新技術變得至關重要。根據美國能源資訊管理局(EIA)的資料，到了2040年，全球能源消耗量將增加56%。全球人口預計將從2010年的69億增加至2050年的96億，成長38%。在這種「永不關閉」的數字經濟中，電力需求預期將會激增。建築物目前消耗全球約53%的可用電力。到了2040年，該消耗量將增加至可用電力的80%。 因此，組織需採一種透過分析，並由資料驅動的方式來進行建築營運與管理；以協助運營效率最大化、減少能源浪費並降低整體成本。為了提高工作效率，人們也越來越需要更舒適、更現代化的智慧建築及工作環境。根據Continental Automated Buildings Association(CABA)的一項研究顯示，具有能增加舒適與生產力設備(例如完善通風及照明環境，以及直接影響健康、缺勤、員工離職率、工作績效與滿意度的綠建築認證措施)的建築物，能提供節能以外的優勢。 這種技術與分析成份較高的方法，能使各種規模的建築受益。研究指出到了2025年，中小型商業建築市場有望成長60%以上，達到380億美元。透過更有效的監控，中型建築物可以節省20%的能源費用。此外，使用物聯網平台的大型商業建築可以改善建築營運，並且每年減少29%的能源使用。 智慧建築與物聯網密不可分 物聯網到底是什麼？與建築能源管理有何關係？物聯網是指任何裝置都能隨時連接至網際網路和/或其他裝置的概念。物聯網使用一種網際網路協定(IP)來連接所有裝置，包括智慧型手機、平板電腦和數位助理，以及各類型的感應器與系統(例如HVAC、照明和安全性)。 換句話說，物聯網是快速擴展的數位生態系統。光是2015年，全世界約有100億台連接裝置；到了2020年，這數量將成長超過三倍，達到340億。由於現今生活廣泛使用寬頻網路，導致技術成本降低、智慧型手機的使用無所不在，以及越來越多具有內建感應器和Wi-Fi功能的裝置問世；物聯網的連結裝置成長率可想而知。 從電力/機械等面向著手　物聯網讓建築更智慧 物聯網透過連接電力、機械、機電系統和平台，來創建動態智慧可交互運作網路雲端。透過相互通訊，這些系統可以自我監視，並在必要時採取行動(例如針對不常使用的區域，調弱其空調或暖氣)，提供設施管理員所需的資料分析，並透過智慧的效能最佳化，打造更智慧的建築物(圖2)。 圖2　IoT技術可以打造更智慧的建築物。 能實現此競爭優勢的技術即將推出。網際網路和IT元件(例如無線感應器)的大降價，使智慧型建築技術的價格較為親民；這也成了業主與投資者的誘因，促使他們投資更多的智慧技術，並提高建築效能。 舉例來說，Navigant Research研究指出，先進智慧型能源感應器(該市場於2016年至2025年間的收入將增加近兩倍，從120萬美元增加至320萬美元)，在BEMS中扮演關鍵角色。 這些裝置都具有「感應」技術，可捕獲數位資料，並將其發送至BEMS進行分析，並支援可執行的分析結果。舉例來說，能夠測量並連續回傳溫度、二氧化碳水平、濕度和氣壓相關資料的感應器，便能提供有價值的資訊。控制器、閘道器和感應器也能提高能源效率，並協助削減成本。 這些設備、系統和平台能同時連接至一個開放的中央網際網路通訊協定骨幹網路，提供全面的建築效能評估。該骨幹網路不僅整合了所有裝置的資料，還能運用強大的圖形功能、產出數據豐富的報告與視覺化的趨勢圖表，呈現在友善的使用者界面顯示器中(如桌機、平板電腦和行動裝置)。 此中心骨幹網路能協助設施管理者透過資料分析與可用資訊來製定相關策略，確保建築物能以更加智慧的方式，高效率運作。數據分析也包括人工智慧與機器學習演算法，協助建築物進行自我診斷與最佳化。因此，透過提高員工參與度和滿意度，將能建立更舒適的環境，進而提高生產力。 有了適合的物聯網平台，建築物就能輕鬆整合技術，進而改善能源管理。若一個開放、安全、可擴展的平台，能夠提供深入且具執行面的資訊整合，將能顯著提高建築物的營運效率。 此外，針對歷史離線系統數據進行對比與分析，可能會得到意想不到的資訊。簡而言之，物聯網為資訊收集與分享製造了大量機會，並將對建築物的管理與運營方式有驚人影響。透過協作式智慧建築物聯網(IoT)平台，裝置能與軟體和服務整合，進而付諸行動。 未來建築實際範例 「The Edge」是一棟位於阿姆斯特丹南阿克西斯商業區，高度達40,000英尺的辦公大樓。此建築示範了智慧建築如何利用物聯網(IoT)協助改善公司工作空間的各個面向：從建築物管理與能源，到照明與安全(圖3)。 圖3　The Edge辦公大樓 該建築按照「新工作世界」原則設計，挑戰傳統的公司組織結構。「The Edge」擁有玻璃外牆、寬敞的開放式設計，提供可靈活運用的工作空間。其壯觀的15樓中庭充滿自然光線，且周圍陽台環繞。 做為世界上永續性最高的建築之一，「The Edge」的BREEAM-NL評級高達98.36%，具有廣泛的整合設施管理與能源解決方案，包括：配電系統、IT基礎設施、控制設備和電源監控軟體。感應器、閥門、致動器，以及其他與BEMS兼容的裝置，均安裝在天花板和技術室內，進而建立更加智慧的建築，實現物聯網技術。 該建築物專為專業服務公司Deloitte建造，納入約28,000個物聯網感應器，可監控LED燈、溫度、濕度、紅外線和動態，以及許多其他建築物的內部偵測，例如可以偵測當日哪個工作區域使用率最高的感應器，或是藉由夜間巡邏的自動安全機器人提供安全資訊。 這些感應器和相關系統也能在員工上班時間有所貢獻。透過專屬Deloitte應用程式，員工可以找到自己的辦公桌(沒有預先分配辦公室或隔間的情況下)、找到汽車和自行車停放處以及使用公司健身房，甚至是調整工作區的暖氣設定，或尋找同事目前位置等等。 此外，「The Edge」是一座零耗能的能源建築。透過沿建築物屋頂和南牆排列的太陽能電池板，該建築物能夠產生其所需電力的102%電能。其他環保特徵包括含水層儲能系統、動態感應通風系統與雨水收集系統。 所有感應器和系統均連接至單一網際網路通訊協定骨幹網路，且該骨幹網路可以即時存取關鍵建築物資訊。該建築利用了EcoStruxure Building(前身為SmartStruxure)，一個開放的協作式智慧建築物聯網平台。 該平台將BEMS與各種建築系統、裝置和服務做連線，使設施管理者不管是在現場，或是透過遠端遙控，都能夠主動監視、測量並控制所有來自建築物和IT系統的數據。透過設備、感應器和系統的連結，EcoStruxure Building能在建築管理、電源供應和處理功能上，提供全面的建築物系統互連性。該解決方案同時利用Microsoft Azure雲端平台，改善分析、軟體和全球服務的發送功能。 參考最佳整合方式　打造智慧建築有撇步 智慧建築技術是個能夠透過物聯網受益的獨特領域。但組織(無論是大型跨國企業或是中小型企業)該如何以最佳的方式整合物聯網，與時俱進並實現大規模的轉型行動，可參考以下建議。 1.可先測試物聯網的實用性：在全面改造建築系統前，組織可從小地方開始著手。例如可以採行一個試驗性專案，重點放在照明功能或其他的建築營運面向。別忘了，此系統與其他系統需具有端到端的結構。 2.從一開始就制定完整計劃。先思考組織所要實現的具體可衡量目標為何？從初始階段就詳細計劃將是成功關鍵。制定周詳且完整的計劃，將能定義硬體、軟體、安全性和基礎結構的關鍵要求以及其他相關因素。 3.計劃應納入所有關鍵利害關係人。該計劃應安排讓所有設施的利害關係人參與(包括但不限於營運、財務、IT和安全等)。利害關係人應花時間建立與組織價值觀和使命一致的營運目標、生產目標與永續目標；並在擴大範圍之前評估投資報酬率(ROI)。接下來便可以提出全面性計劃，並與主要承包商和供應商合作，制定更有效的策略。 在專案初期的周詳計劃，能避免冗餘情況發生(例如多種軟體系統與並聯網路)，有效減少最後一刻變更所帶來的昂貴成本。例如利害關係人可以確認他們的「必要項目」，並針對如何有效利用物聯網和其他智慧建築技術達成共識。在逐步提高建築物智慧化與效率的過程中，組織應考慮下列三個關鍵規劃面向： 1.技術整合與可交互運作性：旨在以整體非孤立的方式，加入組成骨幹網路的系統。所有相關裝置與系統也必須具有擴展性、適應性，並能與BEMS整合。為了因應新技術的與新增的附加功能需求，組織應做好未來擴展系統的準備。 2.智慧建築數據分析：儘管進階BEMS可以整合、篩選並轉換大量數據，提供可用資料，但仍應培訓設施管理者與其他員工透過分析相關數據方式，做出更明智的決策。 3.網路安全和數據隱私：隨著連通性與數據取得能力增強，數據洩漏與外流的機會也隨之增加。有鑑於此，組織應採用具備網路安全性的智慧建築平台。此外，在其他網路安全策略中建立數據收集、儲存與使用管裡，將有助於保護公司數據。 總結來說，雖然物聯網仍是一個全新概念(先前只有少部分組織將物聯網用於建築物管理)，但越來越多的建築物透過科技的運用，進而提高效率、生產力與整體滿意度。 (本文由施耐德提供)

2020年伊始，台灣的5G頻譜競標結果初步揭曉，全球各個國家與地區也將投入更多5G商轉活動，5G進入高速發展階段，相關裝置預計將大舉出籠，包括網路基礎建設、聯網設備、行動終端與聯網節點等，根據產業分析機構研究指出，2025年5G裝置年出貨量將突破10億台。5G網路速率更快、使用頻段更高、連結規模更大、網路延遲更低、聯網可靠性更高，技術規格全面提升，使得產品設計難度大幅提高，如何達成效能目標，除了從晶片、架構、系統設計等層面提升之外，更需要透過良好的產品測試、驗證協助達成5G的技術目標。 5G技術規格與前代技術4G LTE相較，產品測試驗證帶來諸多挑戰，如量測準確度，由於5G使用頻段更高，天線校準與準確度、治具設備容錯範圍與訊號反射等，產生量測不確定性；且測試計畫複雜，須將量測作業整合至裝置測試計畫中，進行電波暗室整合、波束特性等驗證；再者測試時間延長，因為5G使用頻段更寬廣，每個使用到的頻段都需進行驗證，導致測試計畫複雜度大為提升，校準與量測的時間更長。 5G測試驗證複雜度大幅提高 由於5G技術革新幅度更甚於4G，加上5G應用領域廣泛，可以說是未來10年全球網路的基礎架構，重要的是5G網路規模將是4G的數十倍，多樣化的應用帶動網路架構持續成長，從技術架構來觀察，5G為因應三大應用情境，採用高度彈性的底層技術，透過網路切片(Network Slicing)與軟體定義網路(Software Defined Networking, SDN)和網路功能虛擬化(Network Function Virtualization, NFV)來達成差異頗大的各式網路應用需求，透過這些技術自由組合各種應用需要的功能，造成數以萬計的網路型態，測試驗證複雜度可見一斑。 另外，5G網路在技術指標的要求上，並未因網路複雜度而有所放鬆，三大技術指標傳輸速率最高達20Gbps，每平方公里聯結數量達100萬，網路延遲1毫秒(ms)，就現有技術水準而言都不是簡單任務，包括網路架構、晶片、系統等設計都需升級，甚至材料也需大幅革新。5G技術與產品驗證涵蓋的範圍也非常廣泛，本文僅從晶片設計測試、半導體測試設備、訊號測試儀器等面向進行探討，期能一窺5G測試驗證的概況。 5G效能需求搭配先進構裝技術 IC設計高度集積化的發展從未停止，從過去電路線寬微縮發展到系統級封裝與近年的異質整合，5G對於效能的要求使得晶片需要採用先進製程，宜特科技可靠度工程室副總經理曾劭鈞(圖1)表示，5G晶片主要分成需要輕薄短小且省電的行動終端晶片與強調效能的基地台/雲端設備高速運算晶片。行動裝置在效能提升之下仍以追求輕薄短小的封裝型式為主，手機應用處理器(AP)以晶圓級晶片尺寸封裝(Wafer Level Chip Scale Package, WLCSP)延伸出的扇出型(Fan-out)及Fan out POP(Package on Package)封裝型式為主。 圖1　宜特科技可靠度工程室副總經理曾劭鈞表示，2.5D IC是讓不同製程的裸晶，採取平行緊密排列，放置在矽基板的中介層上。 另外，5G將高頻毫米波頻段導入商用，使得5G訊號從1GHz以下，延伸到超過30GHz，曾劭鈞認為，5G帶動更多天線的需求在天線數量激增但可用面積維持不變的情況，射頻前端的AiP(Antenna in Package)封裝型式則成為目前廠商的最佳解決方案，而AiP主要採SiP(System in Package)或PoP的結構來縮小天線體積。 而在雲端/基地台裝置的部分，曾劭鈞提到，5G的基地台要處裡更龐大的資料量，目前廠商採用先進的2.5D/3D封裝來提升訊號傳遞速度/品質，以Silicon die如CoWoS的矽中介層(Silicon...