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成本/效能需求不同 異質整合走向分眾化

車聯網、5G等應用相繼興起,且皆須使用到高速運算、高速傳輸、低延遲、低耗能的先進功能晶片,在製程微縮技術只有少數幾家晶圓代工、IC製造業者可發展的情況下,異質整合(Heterogeneous Integration Design Architecture System, HIDAS)成為IC晶片的創新動能。而隨著應用市場更加多元,每項產品的成本、性能和目標族群都不一樣,因此所需的異質整合技術也不全然相同,有的需要記憶體+邏輯晶片,而有的則需感測器+記憶體+邏輯晶片等,市場分眾化趨勢逐漸浮現。 工研院電子與光電系統研究所所長吳志毅表示,所謂的異質整合,廣義而言,就是將兩種不同的晶片,例如記憶體+邏輯晶片、光電+電子元件等,透過封裝、3D堆疊等技術整合在一起。簡而言之,將兩種不同製程、不同性質的晶片整合在一起,都可稱為是異質整合。 異質整合是目前半導體產業熱門議題,也有許多業者投入發展,進而市場上有著許多解決方案。對此,吳志毅說明,在異質整合發展上,各家廠商著重的市場和技術都不一樣,因而會衍生出許多種整合方式,例如有所謂的2.5D、3D或是採用封裝的方式。然而,不論是何種技術,其核心價值都是將兩種完全不同的晶片整合成一個,這便是異質整合的概念;換個例子來說,要將兩樣物品黏在一起,可以選擇膠水、膠帶或強力膠等,有很多種方式。異質整合便是同樣的道理,端看業者的市場和成本考量人選擇要用何種整合技術。 吳志毅補充,半導體技術著重的永遠都是Cost和效能。部分業者之所以會發展3D整合方案,主要原因是3D IC一定具有最好的效能,但相對的3D IC的成本也最高,因此適用於高端產品市場,例如AI晶面。至於原有的2.5D的整合技術,並非3D IC出來之後就沒有市場,2.5D IC的性能雖然不比3D IC,但相對的其成本也較低,適用於有著成本考量的企業或產品。換個方式譬喻,當7奈米製程出現後,不意味著所有產品都會轉成7奈米,像是14、16、28奈米,甚至是90奈米,都還有其市場,業者會依其應用市場、產品設計需求和成本,選擇所需的製程技術,而異質整合也是同樣,業者根據所需的產品性價比、效能以及市場選擇所需的整合技術,也因此,未來異質整合勢將會出現市場分眾化的趨勢。 吳志毅認為,這對於晶圓代工廠、或是晶片商等也是一個新的機會。現今半導體產業只剩三家業者(台積電、三星、英特爾)能繼續進行摩爾定律(製程微縮化),而其他業者如聯電、格芯是否就沒有其他發展空間?並非如此,異質整合便是一個新的機會。這些晶圓代工、IC設計或封裝業者不一定要發展更先進的製程,但是卻可以透過異質整合,將原本不同性質的晶片整合成體積小、高性能的晶片,實現更多創新應用。 工研院電光所所長吳志毅認為異質整合市場未來將走向分眾化。  
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Micro/Mini LED注入新血 台灣顯示器產業轉危為安

Micro LED具備LCD與OLED兩大顯示技術優點,還可補其不足,被視為繼OLED之後的新世代顯示器技術,其關鍵技術的突破與量產解決方案也一直是眾人關注的焦點。台灣是Mini/Micro LED產業重要聚集地,Mini LED背光技術經過近3年的開發後,將正式在顯示器領域與OLED直接競爭。 台灣顯示器產業聯合總會(TDUA)副秘書長王信陽表示,隨著蘋果(Apple)積極導入新世代Micro LED顯示器,台廠也打破韓廠長期壟斷蘋果產品顯示器供應的局面,未來可望再爭取iPhone等蘋果產品顯示器訂單,帶動許多台廠供應鏈爭相投入開發,台灣顯示器產業年度盛事「2019智慧顯示展」(Touch Taiwan)將於8月28~30日於台北南港展覽館一館一樓隆重登場,展覽期間「Micro/Mini LED產品與解決方案」專區規模也倍增,專區內將展出Micro與Mini LED Display的應用產品、解決方案、關鍵零組件、製程材料、生產設備、巨量移轉設備、AOI檢測設備及驅動IC晶片等項目,打造一站式採購平台。 TDUA副理事長梁茂生指出,Micro LED與Mini LED新技術的發展,加上政府的推動,對於近幾年台灣顯示器產業供過於求的景氣,有望轉危為安,促進新興商機。目前Mini LED已經進入商品化的階段,可以看到一些電競螢幕的背光應用等等。至於Micro LED成本仍高,3~5年後可望看到商機爆發。 2019年晶電(EPISTAR)首度攜手元豐新科技以EPISTAR 2.0的形式參展,展出實現LED微小化應用所需的獨特技術;隆達電子(Lextar)也將展示全系列mini LED背光應用、以及mini RGB LED小間距顯示器應用,更將推出Micro LED顯示器技術,為本次Touch Taiwan增加更多話題。2019年首度參展的日本Toray Engineering也針對Micro LED 提出完整解決方案的產品,在本次Touch Taiwan中將介紹適合Micro LED生產之相關設備作為大量生產之最佳解決方案;其他首度於「Micro/Mini...
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全球智慧音箱出貨 2019年Q2飆升96%至3030萬台

根據Strategy Analytics的最新研究,智慧音箱的全球銷量在2019年第二季持續飆升,達到3030萬台,幾乎是2018年同期的兩倍。亞馬遜以21.9%的市占率保持領先品牌,但其市占率已從2018年第二季的29.1%下降。谷歌保持第二、其次是百度、阿里巴巴和小米。與去年同期相比,蘋果的智慧音箱銷售額成長81%,但其市占率略有下降,並保持在第六位。 Strategy Analytics表示,全球所有地區的第二季銷售額皆較去年成長,較2019年第一季也是,亞太地區仍然是最大的市場。中國對智慧音箱需求的持續成長使2019年全年的全球預測略微增加至1.488億部,總計在2019年底全球智慧音箱的安裝量將超過2.6億部。 Strategy Analytics指出,智慧音箱的需求幾乎沒有出現緩和的狀況,即使在像美國這樣已達到30%家庭普及率的市場。在當地語言支援有限的尚未開發地區仍然存在巨大潛力,語言本地化設備在俄羅斯、墨西哥和巴西等大型市場將支持未來幾個月和幾年的需求成長。  
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Micro LED克服轉移挑戰 巨量修復是下一關

新一代顯示技術Micro LED具備高可靠度、高亮度、對比度和輕薄等優勢,初期市場以高階產品為導向,在顯示技術中從LCD與OLED較不擅長的領域起步,如戶外高亮度需求的顯示,或需要高可靠度的車載應用和超大尺寸螢幕等等。而Micro LED製程當然也與傳統LED不同,除了巨量轉移之外,更不能輕忽的是巨量修復的技術。 錼創科技(PlayNitride)營運長陳銘章表示,巨量轉移經常被視為一大挑戰,是因為現在市面上並沒有現成的設備可以購買,廠商要進行巨量轉移,必須從設備的開發與改造開始。但是目前錼創已經克服了巨量轉移的挑戰,現在正致力於精進巨量預估和巨量檢測的技術,由於Micro LED已經不再適用傳統LED的製作方式,不可能繼續用單顆檢測的方式,現在必須要能做到一次檢測非常多顆,或一次預估很巨量LED的特性。 錼創科技行銷總監劉應蒼說明,巨量轉移技術的成功只是拿到了Micro LED的門票,會做巨量轉移代表能夠成功地做出產品,但是若要大量生產,必須掌握巨量修復的技術。針對此技術,錼創已經申請了一個巨量修復技術的解決方案專利SmarTech。進行巨量轉移,良率達到99.9%是一個基本的要求,儘管會繼續改善,但是不足的部分就要靠修復來完成。巨量修復的方式和巨量轉移一樣有很多種類,但是基本的概念就是單次複數顆的修復。並非單顆單顆地進行修復,而是在特定面積中若有20顆需要修復,就在對應位置轉移20顆晶粒取代。可以說巨量修復是巨量轉移的升級版,不只是能夠大面積地取LED晶粒,更要做到大面積指定位置取LED晶粒。 另外,劉應蒼指出,Micro LED成本難以下降的主要原因還是生產量不夠,良率是工程經驗的結晶,隨著時間發展,生產量提高,良率也會跟著提升,成本就會慢慢降下來。另一個問題則是總材料成本難以下降,因為總材料成本和需求量是相關的,所以會從高階市場開始,當量開始增加,成本就會開始降低,就可以開始導入價格需要較低的市場。 陳銘章進一步說明,Micro LED第一年成本仍會很高,但第一年的產品推出考量不會是成本導向,而是品牌導向。各大品牌還是會考量在成本極高的情況下推出旗艦機種,搶占市場先機。但是長遠來看,現在65吋電視的價格大概是5000美金左右,估計兩三年後Micro LED技術的電視有希望可以降到這個價格區間。 Micro LED初期市場將會從高階產品起步,主攻戶外、穿戴式、超大尺寸、車載等應用。  
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格芯發布3D測試晶片/技術加入異質整合戰局

為滿足資料中心、人工智慧(AI)、5G等新興技術發展,半導體設計除持續朝微縮製程邁進之外,異質整合技術也成為下一波IC晶片創新動能。為此,IC設計業者、晶圓代工廠等皆紛紛投入發展,例如格芯(GLOBALFOUNDRIES)近期便宣布旗下基於Arm架構的高密度3D測試晶片已成功流片生產,可滿足資料中心、邊緣運算和高端消費性電子產品應用的需求。 據悉,此款晶片可提升AI、機器學習(ML)和高端消費性電子及無線解決方案等的運算系统性能與效能,其採用該公司12nm Leading-Performance(12LP)FinFET製程製造,並運用Arm 3D網狀互連技術,讓資料數據更直接地傳輸至其他内核,達到延遲最小化,提高資料傳輸速率,滿足資料中心、邊緣運算和高端消費性電子產品應用的需求。 此外,兩公司還驗證了一種3D可測試設計(Design-for-Test, DFT)方法,使用格芯的混合式晶圓對晶圓接合,每平方公厘多達100萬個3D連接,拓展12nm設計在未來的應用。 格芯發言人表示,3D可測試設計方法為屬於異質整合技術,該公司和Arm共同驗證了此一測試設計方法,使用格芯的混合式晶圓對晶圓接合,每平方公厘多達 100萬個3D連接。用於3D IC的DFT架構實現了各種晶片的模組測試方法,其中具有嵌入式IP核心、基於穿透矽通孔的晶粒間互連和外部I/O可作為獨立的單元進行測試,從而可靈活優化的3D IC測試流程。DFT是一項能夠採用3D技術的重要測試設計方法而3D DFT架構具備支持板級互連測試的特色;而該公司的差異化F2F晶圓鍵合技術為工程設計人員提供了異構邏輯和邏輯/記憶體整合。 格芯發言人說明,3D晶圓架構具有減少線長的本質能力,是減輕下一代微型處理器設計中互連問題的最有潛力的解決方案之一;而3D技術和異質整合功能為新設計方法提供了低延遲、高帶寬的優勢。對於異質整合來說,雖然沒有其餘的技術層面挑戰,但針對規劃、執行和驗證2.5D和3D IC的設計工具、薄晶圓處理技術、熱管理和測試等,這些製程仍需要更好的解決方案。 由於目前異質整合生態系統成熟緩慢,主要的挑戰在於單位成本高昂、低產量和實行風險,業界正在努力降低製程成本並簡化整個行業合作。未來格芯會與所有主要EDA合作夥伴密切合作,將3D IC放置在庫中,然後使用晶圓對晶圓鍵合進行組裝,使複雜的晶圓設計和組裝成果更快且更低成本。 格芯推3D IC提升邊緣運算、高端消費性等電子產品應用需求。  
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MCU Based省錢又省力 氣動馬達控制效率更上層樓

由於氣體具有可壓縮性、高摩擦力、易於洩漏、非線性等問題,所以氣壓馬達的應用多屬簡單的開路控制,無法像電氣馬達進行精密伺服控制。然而,近年來隨著積體電路的快速發展,各種微電腦數位控制器的種類不斷推陳出新,且功能不斷的增強;同時各種控制方法與理論也不斷出現,諸如模糊控制、類神經網路控制、適應性控制、強健性控制等,使得過去無法與不易進行的氣壓系統精密伺服控制,也開始新一輪的研究開發。本篇文章嘗試使用盛群半導體的HT32F52352微控制器(MCU)作為控制核心,研究開發以32位元微控制器為基礎之氣動馬達伺服控制器,進而探討HT32F52352 MCU於各種氣壓系統精密伺服控制應用上之可能性。 IC技術提升有助氣壓馬達發展控制 氣壓系統在產業自動化中,屬於低成本自動化的領域,在各製造業中被廣泛應用,如自動進料退料系統、包裝機械、塑膠射出機、IC插件機、高速研磨機等,對於省力化、少人化的自動生產系統,扮演著極重要且基本的角色,同時氣壓系統若搭配適當的機構、感測器及電動機控制即是機電整合(Mechatronics)。 氣壓系統致動器依其運動方式之不同,可分為產生直線運動之氣壓缸、產生旋擺運動之氣壓旋擺器與產生迴轉運動之氣壓馬達。其中氣動馬達(Air Motor)與電氣馬達相較,氣動馬達有如下特性: 1.可以無限制的反覆正逆轉或停止、起動而不會燒毀。 2.起動或停止時的切換無火花產生,無爆炸之虞。 3.轉速的選擇範圍大。 4.受外界環境如濕氣、氣溫、塵埃等因素的影響少。 5.超負載時馬達停止不會有燒毀之虞。 6.重量、外型均較同馬力之電氣馬達輕巧。 雖然氣動馬達有上述之優點,但是由於氣體具有可壓縮性、高摩擦力、易於洩漏、非線性等問題,所以氣動馬達的應用多屬簡單的開路控制,無法像電氣馬達進行精密伺服控制。 然而,近年來隨著積體電路的快速發展,各種微電腦數位控制器的種類不斷的推陳出新,與功能不斷的增強;此外各種現代控制方法與理論也不斷地提出,諸如模糊控制、類神經網路控制、適應性控制、強健性控制等,使得過去無法與不易進行的氣壓系統精密伺服控制,如今也可以來研究開發。 目前國內關於氣動馬達伺服控制的研究較少,有學者使用DSP based之模糊控制器進行氣動馬達轉速伺服控制,有的則採用參考模型適應性控制(Model Reference Adaptive Control)進行氣動馬達轉速伺服控制。 上述研究分別採用價格昂貴之DSP與PC作為氣動馬達控制器之硬體,同時其控制器法則通常為複雜結構(Complex Structure)且需複雜演算,不易安裝於一般之工業控制器內。所以本研究以實際工業控制應用為考量,嘗試使用盛群半導體公司微控制器HT32F52352 MCU作為控制核心,研究開發以32位元微控制器為基礎之氣動馬達伺服控制器,進而探討HT32F52352 MCU於各種氣壓系統精密伺服控制應用上之可能性。 氣動馬達種類與原理 本篇文章將以實際商品研發為目標,研究開發氣動馬達伺服控制系統,其中包括: 1.氣動伺服馬達系統設計與製作。 2.以HT32F52352晶片為基礎之氣動馬達伺服控制器設計與製作。 3.HT32F52352 MCU Based氣動馬達精密伺服。 其與電氣馬達伺服控制作一對應比較,示意圖如圖1所示。 圖1 氣動與電氣馬達伺服控制系統比較圖 氣動馬達是將壓縮空氣的壓力能轉換成旋轉的機械能的裝置,在氣壓傳動中使用最廣泛的是葉片式和活塞式氣動馬達。葉片式氣動馬達主要由1為轉子,2為葉片,3為進出氣孔,4為氣缸體等零件構成(圖2)。上有進、排氣用的配氣孔槽,轉子上銑有長槽,槽內有葉片。定子兩端有密封蓋,密封蓋上有弧形槽與進、排氣孔及葉片底部相通,轉子與定子偏心安裝。這樣由轉子的外表面、葉片(兩葉片之間)、定子的內表面及兩密封端蓋就形成了若干個密封工作區。 圖2 葉片式氣動馬達的構造示意圖 圖3為一小型活塞式氣動馬達,是一種通過曲柄或斜盤,將若干個活塞的直線運動轉變為回轉運動的氣動馬達。按其結構不同,可分為徑向活塞式和軸向活塞式兩種。活塞式氣動馬達適用於轉速低、轉矩大的場合。其耗氣量不小,且構成零件多,價格高。其輸出功率為0.2~20kW,轉速為200~4,500r/min。活塞式氣動馬達可用作傳送帶等的驅動馬達,圖4為活塞式氣動馬達的構造示意圖。 圖3 小型活塞式氣動馬達 圖4 活塞式氣動馬達的構造示意圖 氣動馬達控制系統架構 MCU Based氣動馬達轉速伺服控制器主要是由氣壓源、空氣調理組、5口3位比例閥(FESTO MPYE-5-1/8)、快速排氣閥(FESTO MPYE-5-1/8)、輪葉式氣壓馬達(TONSON V1-L)、光學旋轉編碼器(HTR-W-500)、伺服控制器(核心為HT32F52352晶片)、個人電腦及相關運動控制電路所構成。其系統架構圖,如圖5所示。 圖5 氣動馬達控制系統架構圖 氣動馬達伺服控制,其工作原理(MCU Based閉路控制)詳述如下: 使用者使用調速旋鈕(VR1)設定之氣動馬達轉速值,HT32F52352 MCU Based伺服控制器計算相對應之控制量,經伺服控制器內運算放大電路送出0~5V電壓至比例閥,比例閥依照輸入的電壓大小控制高壓空氣進入氣動馬達之流量,使得氣動馬達按照期望之轉速運轉。最後,經由光學編碼器的量測送出方波訊號至速度轉換器轉換為類比電壓訊號0~3V傳輸至伺服控制器,伺服控制器再根據此回授轉速值以及內建控制法則(Control Law),調整輸出類比電壓訊號,進而達到氣動馬達轉速閉迴路控制。 其中位於氣動馬達出入口之兩只快速排氣閥,其功能是使氣動馬達排氣不再經由5/3氣壓比例閥排氣,而是經由快速排氣閥較大口徑排氣口排氣,由於氣動馬達排氣是經由最短路徑排放,阻力最小,氣動馬達背壓減小,因此氣動馬達轉速大幅增加。氣動馬達轉速閉迴路控制方塊圖,如圖6所示。 圖6 氣動馬達轉速閉迴路控制方塊圖 在對氣動馬達系統進行伺服控制器設計之前,本文將以實際實驗資料對氣動馬達進行開路系統鑑別,其目的是將氣動馬達轉動動態方式,此一非線性函式以一線性回授控制系統型式表示之,以便後續伺服控制分析與設計。本文設計之氣動馬達系統鑑別方塊圖如圖7所示。 圖7 氣動馬達系統鑑別方塊圖 此一MCU Based的氣動馬達轉速伺服控制器,乃是使用兩顆盛群HT32F52352的微控制器作為運動控制核心,其主要功能有二項: 1.第一顆微控制器對氣動馬達,進行功能控制,包括LCM操作功能顯示、讀取功能鍵訊號。 2.第二顆微控制器根據功能設定,對氣動馬達進行轉速伺服控制。 MCU位居氣動馬達控制核心 主要是由HT32F52352晶片與運算放大電路所構成,方塊圖如圖8所示,功能分述如下: 圖8 MCU 控制驅動電路方塊圖 1.HT32F52352晶片擔任主控制器的任務,根據功能選擇開關輸入(1組4連動開關),讀取輸入電壓值(ADC1~4),進行不同功能氣動馬達控制。 2.放大電路,使用741運算放大器將0~3V電壓放大0~5V,送至比例閥。 MCU速度顯示器電路 主要是由HT32F52352晶片、與一LCM顯示器電路所構成,其工作原理詳述如下。因本氣動馬達最大轉速為6,000rpm,所以採用一LCM顯示器來顯示轉速,此LCM顯示器之8bit資料匯流排與PortB連接,4bit控制匯流排與PortC連接,HT32F52352晶片讀取速度轉換器送來之電壓並計算相對應之轉速並顯示轉速。 MCU Base馬達測試結果 本文將作品分成氣壓馬達系統、驅動電路、七段顯示器電路與HT32F52352晶片部份進行個別實機測試,最後再將四個系統組合起來進行整合系統實機測試。 首先是氣動馬達系統組裝與測試,氣體壓力設定為4bar,由電源功供應器提供0~5V直流電壓給5/3比例控制閥,改變氣體壓力,量測氣壓馬達的轉速特性。 接著是速度轉換器校正與測試,使用波形產生器產生不同頻率之方波給轉速轉換器(Frequency to...
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資通/感測技術進駐 馬達應用走向智慧化

AI熱潮席捲科技產業,現在連馬達的驅動/控制,也開始思考如何導入機器學習(ML),為各式各樣的馬達應用創造更多附加價值。不過,要發揮機器學習的威力,馬達驅控系統還需要靠外部輸入各種資料,也因為如此,時效性網路(TSN)、加速度感測器、MEMS麥克風等技術,未來都有可能成為馬達驅控系統中的一環。 融合IT/MT 為機器學習鋪路 台灣東芝(Toshiba)電子元件行銷部副協理水沼仁志(圖1)表示,在物聯網風潮影響下,IT技術的應用日益廣泛。很快的,各種以馬達技術(Motor Technology, MT)為核心的應用,諸如電動車、機器手臂、冷氣機、冰箱等家電,都會內建更複雜、更智慧化的控制系統。 圖1 台灣東芝電子元件行銷部副協理水沼仁志指出,IT技術在未來的馬達應用中,將扮演更重要的角色。 這會對馬達驅動控制帶來新的挑戰,特別是在非常重視即時性,而且系統組成相對複雜的馬達應用,例如電動車跟智慧工廠的產線設備,挑戰更是艱鉅。因為在這類複雜的系統中,馬達的驅動跟控制單元必須透過網路連接,要確保控制單元的命令以最快速度傳遞到驅動單元,必須使用低延遲的網路技術。 原本被稱為Ethernet AVB,現在已改名為時效性網路(TSN)的新一代乙太網技術,就是為了確保重要的控制訊號能在最短時間內送到驅動單元而設計的技術。在TSN網路中,擁有最高優先性的封包資料,會擁有最高的網路頻寬使用權,其他優先次序較低的資料則會延後傳遞,以保障高優先性的資料能有最好的網路服務品質(QoS)。 目前東芝已經開發出支援TSN的MAC解決方案,以Arm Cortex-M3為基礎,可以讓電動車跟工業設備的網路互連升級為TSN網路。不過,目前的TSN網路頻寬還停留在1Gbps。預計在不久的將來,東芝將會推出支援10Gbps的TSN方案,更進一步促成IT與MT的融合。 除了驅動跟控制單元的連線外,大多數的馬達應用系統,例如電風扇、空氣清淨機等,驅動跟控制之間的關係不像電動車或工具機、機器手臂那麼複雜,需要透過乙太網連線。因此,對這類應用而言,如何藉由更高的整合度、更精準的控制算法,來提高驅動馬達時的能源效率、降低成本,會是比較重要的市場趨勢。 在這方面,東芝提出的解決方案是內建向量引擎與閉環檢測功能的MCU單晶片解決方案。如果要驅動的馬達功率輸出較大,例如冰箱、冷氣機跟洗衣機等,則建議搭配包爾英特(Power Integration, PI)的IPD方案作為外部驅動器。 不過,展望未來,家電智慧化是難以抵擋的趨勢,特別是導入機器學習(ML),讓家電設備可以利用影像識別自動控制,或讓使用者以語音指令取代遙控器,將是家電產業必然要走的路。因此,東芝在機器學習領域,也已經開始展開研究,並有初步成果可供展示。 水沼表示,在影像識別方面,目前東芝所研發的Visconti影像辨識處理器,已經開始應用在豐田汽車(Toyota)的ADAS,但除了汽車產業外,像保全監控、智慧零售甚至空調、照明控制等領域,也有Visconti可以發揮的空間。 舉例來說,搭載Visconti-2的監控攝影機可以和辦公室的照明、空調系統連線,自動控制辦公室裡的照明跟空調,只針對有人活動的區域開啟照明跟空調;當所有人都離開辦公室後,空調跟照明則會自動關閉,避免浪費電力。 至於在語音控制方面,雖然目前有一派智慧家電的趨勢是以智慧音箱作為各種家電設備的控制中樞,但由於智慧音箱需要靠雲端來處理語音辨識,因此延遲時間長、網路成本跟資安疑慮也都是問題。如果家電本身就具備接收語音指令的能力,就不會有上述疑慮。 但對於帶有馬達或壓縮機的家電來說,要在環境噪音(機器運轉聲、風切聲)較強的情況下辨識出語音指令,是比較有挑戰性的設計目標。因此,東芝目前已利用機器學習來強化抗噪能力,並推出名為TZ2100的處理器與整合式模組方案。藉由該模組,設備製造商可以很輕鬆地將語音控制功能添加到既有的家電設備中。 瑞薩馬達驅控也走AI路線 相較於東芝主要將機器學習應用在馬達控制,另一家日系半導體大廠瑞薩電子(Renesas),則是將機器學習的應用重心放在馬達狀態的監控跟診斷上。而為了達成此一目標,該公司專為馬達驅控所設計的新一代RX66T在CPU效能、PWM功能跟周邊支援上,都比過去大幅提升。 瑞薩電子產業事業部經理黎柏均(圖2)表示,RX66T在瑞薩的產品組合中,屬於專為馬達驅控設計的高階MCU,與前一代產品RX63T相比,CPU時脈從100MHz提高到160MHz,記憶體容量也從512KB提高到1MB。這些額外運算效能使得RX66T最高可同時控制四顆三相馬達,而且在PWM產生器跟類比數位轉換器(ADC)等類比功能方面,也都比過去更為強大。這些性能上的突破,都有助於馬達應用開發者設計出滿足未來客戶需求的系統。 圖2 瑞薩電子產業事業部經理黎柏均認為,以AI技術來實現馬達狀態監測,將可對馬達應用帶來很多附加價值。 但RX66T的效能提升,同時也為馬達應用開發者導入機器學習打下基礎。藉由瑞薩的開發工具、布署在馬達上的加速度計,還有瑞薩發展出來的嵌入式AI(Embedding AI, eAI)開發流程,RX66T可以很準確地抓到多種馬達異常訊號,例如安裝時的螺絲沒有正確鎖緊、馬達運作時轉軸螺絲是否鬆脫等,從而實現馬達故障的預兆診斷或預防性維護。 瑞薩的eAI工具可以大幅簡化AI的布署作業,並且把模型占用的記憶體空間壓縮到64.9KB,這使得用AI來監控馬達運作成為一個可行的選擇,而且整個AI系統的開發時間很短。根據瑞薩自行開發eAI展示系統的經驗,整個開發時程不到兩個月。 實現馬達監測 MEMS感測器學問多 雖然馬達驅控MCU廠商都將機器學習列為日後技術發展的重點,但除了MCU之外,實際負責監控馬達狀態的加速度感測器,也是不可或缺的關鍵元件,且由於機器學習乃是一項資料分析技術,因此感測器所提供的資料正確與否,能否抓到真正關鍵的異常訊號,將直接影響整個馬達監診系統的準確度。 安馳科技應用工程經理高富華(圖3)表示,用加速度計來監測馬達運作狀態,最重要的是關鍵是感測器安裝的位置,如果安裝的位置不理想,取得的監測資料自然會有所偏差。因此,馬達製造商或馬達應用開發商在規劃感測器位置時,必須先找到最適合的安裝位置。 圖3 安馳科技應用工程經理高富華認為,要實現有效的馬達狀態監診,客戶在感測器安裝位置、安裝方法、感測器頻寬等細節上,要十分留意。 確定安裝位置後,接下來要評估的就是振動訊號的特質。有些馬達振動的訊號是相當寬頻的訊號,如果要完整擷取,感測器本身必須具有相當高的頻寬,例如亞德諾(ADI)所提供的ADXL35x系列跟ADIS16228感測器,就支援從1kHz以下到超過10kHz的頻寬,供馬達相關業者選擇。一般來說,根據ISO 10816跟13373規範的要求,馬達振動監控所需的頻寬不會高於10kHz。 除了頻寬外,感測器本身能承受的G力也很重要。事實上,馬達用的加速度感測器除了MEMS之外,還有另一種基於壓電(PZT)技術的感測手段,但這類元件通常比較脆弱,在高G力的環境下比較容易故障,且因為PZT感測器沒有直流響應,因此在監測低頻訊號時,效能表現會比較差。 最後,感測器本體如何安裝到馬達上,也會影響到訊號量測的結果。目前業界所使用的安裝方式有Hand Probe、各種磁吸式安裝法,到直接將感測器焊在馬達外殼上。不同安裝方法,會影響到感測器取得的訊號。
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寬頻延伸/低延遲 5G實現醫療多元可能性

就醫療應用來看,考量現實市場性與醫療領域科技導入較慢之特性後,預期應不易出現專門針對5G技術而新發展出之醫療應用。以下所指稱之5G醫療應用,主要係基於兩種原因採用5G: 一、5G可顯著提升現有應用之效能:現有醫療應用可能基於5G具大量連線、大頻寬與低延遲之三大特性,預期升級為5G連線後,將產生比4G連網應用更加之效能,故升級使用5G連線。 二、網路服務自然演進至5G:人們或因5G網路普及,而在日常生活中採用5G行動網路,使得聯網醫療應用轉為使用5G網路進行。此狀況下,採用5G之原因未必是預期應用效能之提升,而較可能是使用者現有可得之網路服務已為5G所導致。 在這兩種採用原因下,資策會MIC預估2026年全球5G醫療市場規模將達179.9億美元,其中5G導入可能性高之醫療應用主要為遠距醫療(包含遠距會診與遠距生理監控)、醫療通訊專網、行動救護車與軍用行動急救設備。 5G讓救護車成為急診室延伸 緊急醫療處置越早施行,患者的存活率越高。在此前提下,若能將救護車變成急診室之延伸,使救護車具有對急救傷患進行診斷並做出適當處置(如運送與固定方式)之能力,且讓醫院急診室依診斷結果立刻進行準備(如準備手術器械與召集手術團隊),將能縮短緊急醫療處置所需時間,提升急救患者存活率。 然而,救護車之人員配置之救護員為主,未必配有具資格進行診斷等醫療行為之醫護人員。在此情況下,若救護車具有行動寬頻連網能力,並配置行動超音波、心電圖等可攜式醫療器材,及高畫質視訊設備,將可於急救現場透過行動寬頻網路將傷患的醫療診察影像傳送至醫院,由醫院內的急診醫生或專科醫生,對醫療診察影像進行判讀、提出診斷,藉高畫質即時視訊指導現場人員如何處置,並同步讓急診醫院開始進行相關準備。 目前國際上已有在救護車上搭載4G網路,並進行相關作業之案例,如英國全國緊急醫療服務(Emergency Medical Services, EMS)已使用4G行動救護車,美國則有44個州的EMS團隊由網路設備商Cradlepoint,在FirstNet網路下提供EMS網路服務(包含4G行動救護車與緊急醫療平台)。台北市、新北市與高雄市等縣市也已有部分救護車具有4G行動連網能力。 由於相較於4G,5G將提供更大的頻寬與更低的延遲率,預期將提升應用之效能,使救護車得以更快速傳送高畫質醫療診斷影像,並使醫院能以高畫質即時視訊指導救護員進行急救處置方式,因而具有升級為5G之需求,如美國AT&T與Cradlepoint已宣布將合作為用戶提供5G FirstNet。 基於緊急救難、分秒必爭之需求可透過5G網路加以滿足,預期未來各類緊急服務應都會升級為5G網路,故5G導入於救護車之可能性極大。 遠距會診/生理監控為遠距醫療兩大項目 遠距會診乃指以通訊或視訊連線方式進行之各種醫療診察,如偏鄉離島區域之醫療院所邀請外地專科醫生以通訊方式為偏鄉離島病患進行會診,或醫生以通訊方式直接為病患看診皆屬之。此外,以通訊或視訊方式指導醫療處置、急救處置與手術等作為之進行,例如由專科醫生在遠距外透過即時語音視訊指導現場醫生如何進行手術,也屬於遠距會診之範疇。 遠距生理監控乃指以連網醫療器材(如血壓計、血糖機、耳溫槍等)或智慧穿戴裝置(如智慧手表、智慧手環等)收集個人生理數據,經上傳至特定平台後,由醫護人員或人工智慧對生理數據進行解讀與判斷,提出健康狀況之警示或提醒,並依判讀結果對用戶提供健康狀態關懷與醫療諮詢等服務。例如以智慧手表進行心率與睡眠狀態之監控,資訊上傳至某平台後,在心率過高、過低或睡眠品質不佳時主動對用戶進行提醒,並提供健康促進或就醫之建議。 歐美國家早已有遠距醫療之作法。以美國為例,梅約診所(Mayo Clinic)與克里夫蘭醫學中心(Cleveland Clinic)等美國大型醫院皆已用行動寬頻、固網或Wi-Fi等方式提供遠距醫療服務,如梅約診所推出產前照護線上服務系統OB Nest,讓孕婦在家裡便能進行產前護理與胎兒生理監測,可避免孕婦舟車勞頓。美國醫院協會(American Hospital Association, AHA)之調查也指出2017年美國有76%的醫院有提供遠距醫療服務。 遠距醫療服務原則上並不限制用戶透過何種網路服務進行連線,任何可得連線方式如寬頻固網、Wi-Fi或行動寬頻網路等皆可使用。然而若以4G網路進行連線,受4G頻寬限制,較難提供視訊影像外的其他資訊、如心音、痰音、觸感等生理資訊,且各項生理數據之監控與上傳也並未做到完全即時。相比之下,5G之大頻寬與低延遲特性將能提升看診時之視訊影像品質、增加傳送更多生理資訊,且可讓生理數據傳遞之延遲率下降,進而使醫生得到更多且更即時的資訊,有助提升診斷之品質。 由於已有4G遠距醫療之基礎,在5G商用化後,預期5G網路使用者將直接使用5G網路連線取得遠距醫療服務,故5G遠距醫療將在5G商用化後就出現。此外,因歐、美、日與中國政府目前持續推動遠距醫療,如美國政府持續放寬遠距醫療項目與保險核銷比例,而美國聯邦通訊委員會也以億美元以上的資金規模推動遠距醫療計畫,希望使鄉村地區可得到遠距醫療服務,故遠距醫療市場預期將持續成長。 隨遠距醫療市場持續成長,加上5G持續布建、提升覆蓋率,遠距醫療採用5G之人數也預料將上升,預計2023年以後5G應會達到一定程度以上的區域覆蓋,5G遠距醫療進入大量使用階段,市場開始起飛。 醫院基於方便性與移動性之考量,會進行無線化,但有些醫院因為歷史悠久,難以在老舊建物內拉出有線寬頻網路並轉成無線訊號,甚至可能因不能損傷歷史建物外觀或結構,因而採用行動寬頻網路來達成無線化之需求。例如羅許大學醫學中心(Rush University Medical Center)與AT&T合作設立全球首例醫院5G專網即是為了使歷史超過百年的醫院建物進行無線化,故採用5G專網,且預計在5G專網下提供5G等級的醫療應用。 此外,醫院不管是內部員工、患者或家屬都有進行連絡之需求,有些醫院的行動通訊訊號品質不佳,因而產生在醫院內建立行動通訊網路之需求。例如專網業者ADRF便使用分離式天線系統(Distributed Antenna System, DAS)為部份美國醫院建立通訊專網,以改善訊號品質不佳之問題,滿足醫院的通訊需求。 5G醫療專網建置機會高 基於無線化以及改善通訊品質等兩種理由,4G時代已有醫院通訊專網之需求,預期此需求在5G時代下依然存在,部分醫院將藉建立5G專網來滿足此需求。 且現存的4G醫療專網在5G時代下預期將升級為5G。綜合上述原因,預期5G醫療通訊專網存在相當程度之採用可能,然而建立5G醫療專網未必代表專網使用者將針對5G開發相關醫療應用,其主要意義應解讀為使用5G進行連網,能提供5G醫療應用為擁有5G專網後可進一步的延伸。 2013年時美國陸軍醫學研究和裝備司令部(U.S. Army Medical Research and Materiel Command)便曾撥款1,400萬美元開發以行動網路或衛星網路連網,進行戰場遠距醫療的整合性設備LifeBot。2018年美國國防部也撥款資助普渡大學(Purdue University)的開發一套擴增實境系統,用以在戰爭或災害現場等危急狀況透過網路與遠距外的醫療專家連線,醫療專家可以隔空畫線,讓現場人員透過AR顯示器上看到重疊在病人身上的線,指引其從病患某個部位切開、插入管子,救人一命。 在軍事與救災上除對行動急救設備具有需求外,也對遠距醫療平台存有需求。如2018年美國陸軍醫療物資局(Army...
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厚植AIoT/5G競爭資本 電信業搶人大戰全面引爆

遠傳積極招募/培訓大人物人才 遠傳總經理井琪表示,電信業目前競爭已處在紅海,而5G的到來,將可實現更多AIoT應用,這對電信業者而言,是藍海新經濟。因此,遠傳開始積極布局大人物(大數據、人工智慧、物聯網),除了以5G與雲端技術作為核心動能之外,也開始著手招攬和培育相關人才,因為這些人才是發展5G、AI等相關解決方案的來源,也是遠傳數位轉型、實現大人物目標的重要動能,期能透過這些人才,和其所研發的技術方案,在數位轉型浪潮中搶占先機,打造新經濟模式。 井琪透露,目前公司總員工數約6,000人左右,大概有3,000人為門市和客服,而遠傳的希望在剩餘的3,000人中,2019年數位人才的比例能有25%,2020年則是30%;換句話說,遠傳2019年的數位徵才比例為25%,2020年是30%。 井琪說明,25%和30%的比例雖高,但遠傳「在招聘大人物員工數是無上限」的,因此,未來仍會持續外聘「大人物」相關的雲端和資安人才,同時,也會塑造好的工作環境留才。 井琪進一步指出,遠傳電信會視個別人才的能力,提出相對應的薪水待遇;此外還會進行長期的規劃,想辦法讓員工「樂活」。當企業提供的薪資福利都差不多水準時,如何讓員工過得快樂便十分重要,為此遠傳提供長期的頂尖技術培育訓練與良好的職場環境。所謂,「留人要留心」,現在企業競爭十分激烈,招攬人才進公司不代表他就會永遠留下,挖角的情況相當常見,因此,企業必須做好留人的長期規劃。 另外,除了向外招聘,遠傳也持續積極培育內部人才,讓關鍵技術能夠不假外求;像是成立了轉型辦公室,進行一系列的轉型培訓,目前已有100多位原先非IT人員的員工,經過培訓後考取了AWS證照(總計200多張),顯示遠傳內部人才培養的決心。 井琪說明,遠傳的IT部門在內部轉型方面占了很重要的角色,例如推動機器人流程自動化(Robotic Process Automation, RPA),幫助工作更有效率;另外遠傳2019年分別與微軟(Microsoft)和AWS舉辦過兩次黑客松(Hackathon),Hackathon不單是需要軟體技術,還要解決痛點、找到對的應用場域、克服網路、IT等問題,是很好的訓練,並創造出很好的成果。 除此之外,遠傳也會尋求外部夥伴合作,厚植人才資本,像是近期與微軟成為戰略合作夥伴,雙方將針對大數據、人工智慧與物聯網等三大領域進行緊密合作;透過微軟在軟體研發轉型的關鍵竅門與技術,如AI、大數據、DevOps等世界級開發資源,加速遠傳電信商業模式及技術團隊能力的轉型。 井琪表示,團結力量大,除了自身須具備關鍵技術外,也要善用夥伴的力量才會產生更大的效益。與微軟的合作,「共建團隊」是其中一項關鍵,台灣微軟將協助遠傳導入Azure DevOps Services與Microsoft Teams,並提供跨區域及部門的資源,協助遠傳建立符合DevOps、開發測試雲與前端開發技術的專業服務能力與團隊,以提升針對AIoT應用與雲服務的敏捷開發與管理效率。 釋出1600個職缺 中華電信搶ICT人才不留餘力 另一方面,因應數位轉型及5G、AIoT等新興市場需求,中華電信也開始積極募集資通訊(ICT)科技人才,並於2019年7月展開近年來最大規模的基層招募活動,預計招募約447位包括線路維運、電信網路規劃設計及維運、電力及空調維運管理、資訊系統開發及維運、業務行銷推廣與企業客戶技術服務等員工,另外核心業務與重點新興業務如AI、大數據、IoT、行動支付、資安及5G等所需之優秀新人也是招募重點,預計2019年集團將有1,600名左右之新人加入。 中華電信董事長謝繼茂表示,人才是公司最重要的資產,當大量的資深同仁退休,中華電信正好有機會因業務轉型所需,補充新技術人才,而年輕世代是通訊傳播使用最頻繁的受眾,未來將成為公司業務發展最強大的主力。 然而,如何留住人才也是中華電信須面臨及克服的挑戰,為此,中華電信為了照顧員工,減少住宿煩惱,2019年將於楊梅區電信研究院,斥資3億打造全新智慧綠能建築員工宿舍。整棟大樓包含124間套房,並規劃商店、會客室、交誼廳等公共空間,提供員工安全健康、舒適便利的居住環境,另設計多功能會館兼國際學舍,提供外地員工旅遊住宿、國際學人短期居住等多元功能,預計2021年完工。 謝繼茂指出,中華電信訴求「工作與生活平衡」,雖說和高科技產業相比,中華電信起薪不算最高(大學畢業生起薪37,000元,最高可達48,000元),但在中華電可獲得工作與生活的平衡。像是為了讓員工不用為住所煩惱,中華電信不僅今年將於楊梅區電信研究院打造全新智慧綠能建築員工宿舍,未來也將持續擴充員工宿舍規模,讓公司人才除了有舒適的工作環境發揮專才,更有一個安心的居住環境,兼顧工作與生活。 中華電信研究院院長林榮賜則說,中華電信研究院為產業技術發展的重要推手,吸引與留住高科技人才更是公司人力發展策略重要的一環。透過打造科技、舒適、安全便利的智慧宿舍大樓,中華電信希望以此吸引高科技人才,發揮研究院人力智慧最大產值,並透過自主研發之前瞻技術及服務,全力支援公司「躍升2021」策略轉型計劃,引領公司掌握未來全球數位經濟商機。 中華電信指出,目前員工平均年齡約為51.2歲,40歲以下員工約占22%、35歲以下員工約占11%。雖然目前年輕人占比較低,但近年來因應產業發展與招募所需,員工年齡層有年輕化的趨勢;而7月展開的招募活動,不僅為公司策略轉型奠基,也為公司蛻變升級儲備人才。 5G時代有「人」斯有財 總結來說,5G市場到來帶動AIoT應用崛起,成為電信業者的經濟新藍海;而要如何在這片藍海中占盡商機,其中一項關鍵在於厚植高科技人才資本,以發展更多軟、硬體技術,提供消費者感興趣的創新服務,創造更多營收。換言之,布局5G市場,電信業不僅要拼基礎建設、服務、創意,還要拼如何「找人」和「留人」,如此才有可能乘著5G和AIoT的浪潮「發大財」。
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報價43億歐元 ams計畫收購歐司朗

半導體產業購併風潮近來明顯升溫,除了博通(Broadcom)有意收購賽門鐵克(Symantec),艾邁斯半導體(ams)近來也報價43億歐元,計畫購併照明設備大廠歐司朗(OSRAM),希望透過雙方的市場互補優勢,提升ams產品組合的多樣性,以及加速突破性光學解決方案的研發時程。 據悉,ams提出以每股38.50歐元的價格(共計43億歐元)收購歐司朗,若此一購併計劃成功,雙方合併後,ams將擁有廣泛的感測器解決方案和光學產品組合,而全體收入預計將達約50億歐元。 ams指出,目前感測器與光學元件逐漸整合成單一解決方案,而收購歐司朗將有利於ams從效能、尺寸、成本等方面強化旗下感測器和光學產品組合;同時,歐司朗在紅外線LED和邊射型雷射(Edge Emitting Laser, EEL)等市場具備領先地位,可藉此完善ams高性能VCSEL和VCSEL陣列發射器產品組合,進而讓ams成為光學半導體市場的領先者,以滿足3D感測、汽車人機介面、工業影像、自動駕駛、AR/VR和個人醫療保健等應用需求。同時,ams也希望透過購併歐司朗使公司收入組合更加多樣化,轉化成更加平衡、波動性更小的收益和現金流組合。 簡而言之,收購歐司朗雖還未定案,但ams期望能透過雙方合併,結合彼此的市場優勢與渠道,與全球領先的行動/消費性產品OEM、醫療影像供應商、汽車OEM和工業客戶建立更深厚的關係,並藉由兩家公司的技術、產品,提升感測器和光學產品組合的多樣性,滿足客戶需求。 ams計畫收購歐司朗拓展其產品應用領域。  
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