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行動寬頻堂堂邁入第五代，3GPP 5G新無線電(New Radio, NR)核心技術架構Release 15，甫於2018年6月通過，2018年底便有電信營運商宣布開台，2019年4月美、韓相繼商轉，中國在6月初提前釋出四張5G執照，就連原本計畫2020年才拍賣5G頻譜的台灣，也傳出將提前於2019年底釋照，2020年商轉上路。相較於4G LTE推廣初期的2010~2012年，5G的商轉進度十分迅速。 儘管近期許多消息傳出，5G網路體驗差強人意，沒有預期的順暢與便利感，但5G是未來十年最重要的科技發展引擎，所謂科技力即國力，5G落後意味未來國力的落後，這或許就是各國競相推動5G提前開台的原因，5G將帶動龐大的科技經濟產值，關注的各方都不想在發展的過程中落後。但高規格的平台需要相得益彰的應用以帶動市場的發展，5G的殺手級應用是甚麼？更是投入市場的廠商亟欲挖掘的重點。 5G為未來15年經濟火車頭 5G將是下一階段科技發展的重要動力，根據GSMA的預估，5G在未來15年將帶動全球經濟增加2.2兆美元，受益最大的領域為公用事業。資策會MIC認為，2019年底之前，全球將有21個國家/區域，近40家電信營運商推出5G商用服務，釋照、開台動作越來越積極，也將帶動從上游晶片、設備、終端裝置到軟體、服務等不同層面的龐大商機，以5G智慧型手機為例，2019年5G手機出貨量預估達460萬支，2020年採用5G SoC的手機即將上市，最重要的iPhone 5G也可望問世，2020年5G手機出貨大幅成長至7,400萬支，2021年更將成長至1.86億支。 另外，5G大幅提升行動通訊的各項技術表現，高頻寬、低延遲、大量連結的目標，也讓網路建設需求較過去幾代更高，Nokia台港澳業務銷售總監鄭志中舉例，3G時代布建基地台，單一營運商只需要300~600個基地台就可以達成全台覆蓋率，4G時代提升到上千個，5G除了中低頻段之外，還納入了高頻毫米波，其電波特性傳輸距離短易衰減，被物體阻擋、遮蔽訊號傳輸也會中斷，因此5G時代基地台數量恐怕需要上萬座。 數百公尺內短距離的高速傳輸要倚靠小型基地台(Small Cell)，根據資策會MIC的研究顯示，5G小型基地台從2019年開始逐步發展，隨著全球5G商轉加溫，未來幾年小型基地台數量也將持續成長，至2025年市場規模將超過840萬台，具備5G功能的小型基地台數量約518萬台(圖1)。5G小型基地台初期主要新建或升級為非獨立式(Non Standalone, NSA)基地台，前兩年與獨立式(Standalone, SA)基地台一同發展，至2023年左右5G獨立式基地台成為主流。預估2024~2025年之間營運商5G網路將慢慢升級為獨立式網路架構，非獨立式基地台將逐步退場。 圖1　2018~2025年全球新建/升級之小型基地台市場趨勢 資料來源：SCF、資策會MIC(1/2019) R16規範協助5G標準完善 R15是第一版的5G技術規範，目前已經商轉的服務，各項客觀技術條件都在早期階段，包括5G晶片為初代、5G手機選擇尚少、營運商網路布建剛起步，技術尚未成熟，效能還有很大的優化空間，而在規格制定上，3GPP還在研討下一個R16版本的規範內容，資策會智慧系統研究所研究工程師李永台(圖2)說明，在5G技術的發展規劃中，R15屬於5G Phase1第一階段，R16則是5G Phase2，R16版本會強化R15不足的部分，讓5G技術更臻完善。 圖2　資策會智慧系統研究所研究工程師李永台 5G分離式元件，可將功耗及封裝尺寸降低高達50%。 2019年3月R16版本正式進入工作階段，達成初步共識後，會持續進行修正與強化，預計2020年6月完成版本規格的最終定案。李永台指出，R16會討論終端省電功能，將5G訊號運行於非授權頻段的NR-Unlicense，車聯網V2X，低延遲工業物聯網(IIoT)、與私網相關的FAPI介面、定位功能(Positioning)與移動性的強化等。 現階段5G需要全面的技術改善，ADI通訊基礎設施業務部中國區策略市場經理解勇指出，目前5G網路建設尚處於初期階段，還需要不斷完善和優化，以提高訊號覆蓋和使用者體驗，這個過程需要二到三年、甚至更長的時間。在2019年，5G以NSA組網為主，覆蓋熱點區域和室內場所，強化eMBB高速上網體驗；到2020年時，隨著SA網路的成熟和部署，5G將支援mMTC物聯網聯結和URLLC低延遲、高可靠度服務，加速社會的數位化轉型。 新應用為市場健康發展關鍵 針對5G的三大目標願景，要達成低延遲與高可靠度傳輸，必須透過迷你時槽(Mini-slot)與超低錯誤率編碼策略，不過缺點是會降低頻譜使用效率，也就是必須犧牲傳輸速率。高傳輸速率部分，6GHz以下使用100MHz頻寬，最高速率可達1.5Gbps；而在高頻毫米波的加持之下，終端2T/4R，使用400MHz頻寬，峰值速率預期可達下載(DL)7.1Gbps，上傳(UL)1Gbps。大規模聯結方面，以4G NB-IoT來看，需要支援信令簡化，若基地台布建不夠密集，則需要更大的頻寬，因此每平方公里100萬節點連結目標難以達成，因此後續標準也將討論NB-IoT的發展可能。 過去幾代行動通訊都是以消費性應用為主，現階段商轉的服務也從這個角度被檢視，但就算是500~700Mbps的傳輸速率，在現有的應用上，也少有迫切需要長時使用這麼高的頻寬，許多調查已經指出，行動通訊的發展趨勢，包括：網路資料量、傳輸速率都將持續提升，但是每用戶平均收入(Average Revenue Per User, ARPU)下滑趨勢將不再逆轉，數據服務可能無法再刺激營收成長，這也是電信營運商對5G投資異常謹慎的原因。 所以5G的藍海在哪裡？因為不管技術發展與產業推動多麼積極，最後都需要市場需求來支撐，目前看來消費者期待電信營運商提供數百Mbps的傳輸速率與無限的傳輸流量，但付出更少的資費。因此，5G新應用就成為廠商關注的重點，中華電信認為，VR/AR/360度環景、車聯網、雲端辦公、雲端遊戲、智慧工廠、智慧城市、無線醫療、無人機、物聯網、社交網路的影音直播等十大應用，為5G時代深具潛力的商機。 布局技術/產品迎商機 而哪些應用可以在這兩年迅速發展、竄起？為廠商賺進5G第一桶金，哪些應用含金量最高？可以創造最大規模商機，哪些應用又需要比較長時間醞釀發展？想必是所有廠商持續關注的重點。而除了密切關注5G新應用的發展動態之外，廠商現階段的重點更在優化自身的技術與解決方案，英飛凌大中華區射頻及感測元件部門行銷總監麥正奇說，5G發展一個廣泛又綿密部署的網路(圖3)，在這些多樣化的聯結方式與應用中，廠商應藉由現有的技術基礎找到可以發揮的市場，並布局未來的商機。 圖3　5G eMBB多樣聯結與網路架構 可編程元件廠商賽靈思(Xilinx)以其彈性化特性，協助局端設備開發，該公司通訊業務部門主管總監Gilles Garcia(圖4)表示，以室外基地台為例，由於空間有限，對於天線的尺寸、承重都有很高的要求，傳統的天線難以滿足高度整合小型化的特點，Xilinx希望協助減少終端產品使用晶片的數量、降低功耗並提高系統設計的效率。藉由取代分離式元件，可將功耗及封裝尺寸降低高達50%。 圖4　賽靈思通訊業務部門主管總監Gilles Garcia 2017年2月，Xilinx宣布推出第一款採用RF級類比技術的RFSoC元件，將ADC/DAC和SD-FEC與SoC整合，第一代產品主要應用4GHz及以下頻段，並於2019年2月推出第二代/第三代RFSoC產品，藉以滿足5GHz/6GHz的應用需求。Garcia表示，第二代RFSoC元件，於2019年6月投入量產；第三代RFSoC元件則能在RF資料轉換器子系統中支援6GHz以下頻段直接射頻取樣、提供延伸毫米波介面，並減少20%的功耗，預計於2019下半年問市。省去分離式元件能減少50%的功耗與元件空間，適合大規模多輸入多輸出(Massive MIMO)基地台系統應用。 目前毫米波的效能表現是許多廠商頭痛的問題之一，麥正奇直言，毫米波可以為高速傳輸帶來突破性的發展，但其訊號易衰減的問題也讓RF廠商吃盡苦頭，波束成形在傳送與接收端的對位非常重要，軟體設計難度頗高，還須時間發展；另外，毫米波高頻特性讓元件可以微小化，因此手機CPU廠商希望可以將RF、濾波器、功率放大器(PA)、天線等射頻前端整合成單一元件AiP(Antenna in...

產業研究機構國際數據公司(IDC)研究顯示，2023年智慧城市計劃的全球支出將達到1,895億美元。主要花費在彈性能源和基礎建設項目，其次是數據驅動的公共安全和智慧運輸。總體而言，這些優先領域將占2019~2023年預測中所有智慧城市支出的一半以上。 IDC指出，雖然智慧電網和智慧電表投資仍占智慧城市支出的很大一部分，但其他領域的成長更為強勁，涉及智慧交通和公共安全，以及與平台相關的案例和數位雙胞胎在全球智慧城市的發展中越來越普遍。在預測期內將獲得最多支出的應用與主要戰略優先事項緊密結合：智慧電網、安全監控、先進公共交通、智慧戶外照明和智慧交通管理。這五個應用將占2019年所有智慧城市消費的一半以上，儘管到2023年它們的比重將有所下降。五年預測中支出成長最快的應用是車聯網(V2X)聯結、數位雙胞胎和穿戴式設備。 在虛擬新加坡專案的推動下，新加坡仍將是智慧城市計劃的最大投資者。紐約市將是第二大支出，其次是東京和倫敦。北京和上海基本上排在第5位。在區域發展上，美國、西歐和中國將占整個預測中所有智慧城市消費的70%以上。日本，中東和非洲(MEA)的智慧城市消費成長最快，年複合成長率約為21%。  

根據IHS統計，電競顯示器市場在2016~2017年快速成長，到了2018年成長漸趨平緩。2018年電競顯示器出貨量成長率明顯較以往低，總出貨量547萬台，占整體顯示器4.3%。而同時新競爭者主打低價位加入市場，廠商為求提高產品品質選擇採用Mini LED作為背光源，以提升附加價值及產品競爭力。 工研院產科國際所電子與系統組產業分析師林松耀表示，由於Mini LED技術利用封裝尺寸更小、數量更多、密度更高的LED晶粒為背光來源，其區域背光調整功能最小單位為單一LED，採用300~1,000區域獨立控制，相對一般直下式區域背光調整，Mini LED同時具降低面板背光模組厚度、光暈、漏光現象，更有望在對比度、色域、亮度等方面更接近OLED。Mini LED為固體材料，故可以做成曲面，同時在高動態範圍成像(HDR)以及低功耗方面都具備優勢。 從2019年的CES和Computex都可以看出，目前高階的電競顯示器都非常強調曲率(Curved)。另外，高影格率(Frame Rate)、大尺寸、高解析度、窄邊框、HDR等都是電競螢幕現在的技術規格發展重點。 過去電競顯示器主要競爭者為ASUS、ACER、DELL等，而AOC與HKC等廠商低價加入市場，AOC從2017年的24.9萬台成長到2018年的96.6萬台，成長率為196%；HKC則從2017年的25.0萬台成長至2018年的88.3萬台，成長率為181%。在2018年AOC與HKC出貨量已超越傳統競爭者ASUS與ACER，可見新競爭者來勢洶洶。 林松耀指出，廠商為提高競爭力，紛紛轉戰高階電競顯示器。舉例來說，ACER在2019 CES展出的ConceptD系列CM7321K螢幕即採用Mini LED作為背光源，可獨立調整1,152區背光亮度，HDR標準達VESA DisplayHDR 1,000，峰值亮度可達1,000nits。預計於2019年9月推出，目前定價為2,990美元。 林松耀進一步說明，現階段Mini LED背光產品的發展主要挑戰仍在於成本。LED晶片數量以及驅動IC的增加，再加上良率與均勻性等因素，導致價格高居不下。

本研究回溯2018年第四季全球5G市場的關鍵發展。其中包括美國營運商AT&T以及Verizon皆發表5G網路與裝置，並且詳細介紹2019年上半年新增更多裝置與擴大網路範圍的計畫。其他重要服務供應商5G進展，包括南韓三家營運商在特定區域推出5G服務；在歐洲，Vodafone與BT/EE皆進一步確立計畫，並且於2019年推出覆蓋範圍達一定程度的5G網路。另外，Three UK宣布推出固定無線存取(FWA)服務的計畫，希望能藉由5G成為英國固定寬頻網路市場的關鍵廠商。 服務供應商發展狀況 2018年，全球各大電信業者皆紛紛積極推動5G基礎建設，並同時推動更多裝置以及擴大網路範圍，5G相關服務已經在2018第四季相繼出爐。 AT&T推出行動5G服務 AT&T於2018年12月18日在12個城市部分地區推出5G行動網路，而幾天後Netgear Nighthawk 5G行動熱點裝置也上路。 AT&T表示，該5G行動裝置將會使用基於標準的商用行動網路，領先全球。公司計畫於2019年上半年將5G網路擴展至七個城市部分地區，包括：拉斯維加斯、洛杉磯、納希維爾、奧蘭多、聖地牙哥、舊金山，以及聖荷西。不過，在初始階段，該裝置與服務計畫並不會開放購買。 俄羅斯Beeline於莫斯科設立5G叢集 Beeline電信(母公司為Veon Russia)與莫斯科市政府簽署合作開發協議，範圍涵蓋城市內的通訊、資訊與電信技術。 基於合作協議，Beeline將執行虛擬實境(VR)與擴增實境(AR)、物聯網(IoT)以及智慧城市發展的試行計畫。Beeline計畫於2019年在莫斯科部署5G試行網路，並在城市內設立永久的商用5G小型基地台叢集(Cluster)。 南韓營運商同步推出5G服務 南韓SK電信(SK Telecom)、LG Uplus與韓國電信公司(KT)啟用覆蓋範圍有限的5G網路，供企業用戶使用。2019年第一季5G智慧型手機有望問世，三家營運商也計畫在屆時推出更普及的5G商用網路。 TIM/愛立信/高通展示5G NR毫米波技術 TIM、愛立信與高通表示已成功完成歐洲首個5G NR毫米波(mmWave)視訊通話。該通話採用具備智慧型手機規格的測試裝置，由高通5G數據機驅動，以及愛立信的網路基礎設施元件。測試的服務包括遠端駕駛汽車、VR、遠端控制工業機器人、遠端觸覺控制系統，以及多玩家互動AR電玩遊戲。 Tele2與Telenor將共同打造5G網路 瑞典電信公司Tele2與挪威電信公司Telenor宣布將合作於瑞典建立全國性5G網路。基於現有4G網路共享協議，兩家營運商已就推行細節達成共識，並計畫於2019年下半年開始執行。根據Tele2與Telenor最新計畫內容，其共享行動網路覆蓋範圍將擴大50%，並於2020年為首批消費者提供5G功能。5G網路部署預計從大城市開始，再擴及至渡假勝地。 希臘Cosmote進行5G測試 德國電信(DT)旗下的希臘Cosmote電信已於5G試點城市Zografou進行5G網路測試。該測試網速達12Gbps。Cosmote並與諾基亞合作展示多元5G使用案例，包括VR醫療程序模擬、全景通話、使用5G即時自動化與機器人協作來平衡一顆球，以及透過VR實現360度4K直播。 MTN/愛立信/Netstar於南非進行5G測試 MTN南非公司與愛立信宣布進行5G商用測試，將固定無線接入站點安裝在科技公司Netstar的Midrand總部。MTN南非公司表示，團隊正在討論推出必要額外頻譜的迫切性，應包括主要3.5GHz頻段的5G頻譜。 在實地部署後，MTN計畫測試其他5G使用案例。愛立信5G技術採用28GHz頻段，總工作頻寬達100MHz，使用愛立信的測試天線並整合無線電單元，以及英特爾5G FWA用戶端設備。Netstar員工可以利用多個W-Fi存取點連接5G測試網路。 Three UK支持5G家用寬頻網路 根據英國電信公司Three UK委託Ovum進行的研究指出，英國固網用戶達2,600萬，而5G FWA將可以取代85%的傳統固網連線，並提供相等或是更快網速，Three UK也預計推出此技術。研究指出，部署5G FWA的成本比光纖網路便宜近50%，而且可以更快實施，成為家用寬頻網路的可行替代方案。 Ovum首席分析師Dario Talmesio表示，考量光纖網路普及性低，部署成本又高，5G無線網路成為替代固網寬頻的可行方案。英國持續進行光纖網路部署，5G無線網路是更快且更具經濟效益的解決方案，以滿足消費者快速成長的數據需求。 EE宣布2019年5G啟用計畫細節 英國EE電信宣布於2019年在英國16個城市的鬧區推出5G服務，屆時也將發表5G智慧型手機，以及支援5G寬頻、具備外部天線的家用路由器。與此同時，EE也著手打造下一代5G核心網路，具備基於雲原生基礎架構的虛擬網路功能。首批於2019年升級至5G的1,500個地點占EE整體網路數據的25%，但僅覆蓋英國15%的人口。 EE的5G部署策略取決於鬧區的企業用戶與一般網路用戶數量，以及這些用戶的數據用量。EE將每個5G站點的傳輸速度升級至10Gbps鏈結，並於倫敦金絲雀碼頭地區與東倫敦試點測試新鏈結。最熱鬧的站點將有五個4G頻譜載波支援新的5G頻譜。 Vodafone確立2019~2020年於歐洲啟用5G服務 Vodafone跟進幾大本地電信商腳步，宣布2019~2020年將於歐洲推出5G服務，起初將鎖定人口密集的都市地區。Vodafone提到，5G的頻譜與能源效率皆提升，每GB的成本最高可以降低10倍，幫助集團在未來網路流量快速成長的情況下，仍能有效控制網路營運成本。 Turkcell與三星於土耳其進行首次5G直播測試 土耳其電信公司Turkcell與三星在土耳其推出5G直播活動，使用已經上線的5G網路進行4K超高清直播串流、雲端遊戲、360度攝影與VR串流。 該測試使用Turkcell基礎設施與三星5G FWA設備，此一測試也呼應該公司的5G發展野心，Turkcell目標是成為全球首批推出商用5G服務的營運商，並加速當地汽車、農業與醫療產業的數位化。 南非ISP業者Rain朝5G FWA邁進 南非網路服務供應商(ISP)Rain正著手推出5G固定無線寬頻服務，並找來華為和諾基亞合作。Rain的5G網路將首先應用在提供家庭和中小企業用戶超寬頻服務，最終導入物聯網、智慧城市與自駕車。Rain將利用現有分配到的頻譜及LTE網路，建構使用3.6GHz頻譜的5G網路。透過設施共享與利用現有基礎設施，有助於Rain以快速且節省成本的方式推出5G網路。 Telia更新芬蘭5G部署計畫 北歐電信集團Telia將於2019年在芬蘭啟用商用5G服務，使用近期於3.5GHz拍賣上得標的頻譜。在2018年第三季，Telia已在赫爾辛基市中心推出前期商用5G網路。該營運商表示，2020年前5G相關投資僅維持一定金額，到2020年後才會「逐漸取代」現有4G相關投資。這符合Telia的5G發展策略，也就是要及早瞭解5G帶給客戶的潛在價值。 Verizon推出5G服務 Verizon已於美國五城市特定區域啟用前期商用5G固定無線網路。名為5G Home的網路服務基於由Verizon領導的開放5G TF網路標準，該公司稱其為「提供超高速Wi-Fi的下一代家用寬頻網路服務。」 技術進展 2018年全球各大電信業者皆紛紛積極推動5G基礎建設，本節則是彙整各大電信業者與其合作夥伴於5G技術上有何新進展，以在2019年推出更多5G應用服務。 Verizon與三星在2019年初發表5G智慧型手機 Verizon與三星計畫於2019年上半年推出全球首款商用5G智慧型手機。1月時兩家公司展示概念驗證(POC)階段的5G裝置，由高通新Snapdragon行動平台驅動，搭配Snapdragon X50 5G NR數據機，以及整合射頻收發器、射頻前端與天線元件的天線模組。 兩公司表示，Verizon的5G行動網路將於2019年初上路並快速擴展。Verizon於2018年10月推出全球首個5G商用網路「5G Home」，在休士頓、印第安納波利斯、洛杉磯與沙加緬度正式啟用。 高通與關鍵合作夥伴奠定5G里程碑 高通與合作夥伴利用連接已上線5G網路的智慧型手機測試5G晶片組，朝5G大規模採用更進一步。AT&T、EE、Telstra以及Verizon、愛立信、三星、摩托羅拉、Netgear與Inseego皆計畫於2019年上半年起推出採用高通5G晶片組的5G服務。高通與諾基亞已實現在毫米波與sub-6GHz頻譜的空中下載(OTA)5G...

x86架構在個人電腦和ARM架構在手機或平板電腦的中央處理器地位已經形成了完整的生態，進入門檻極高，在現今的環境要取而代之是非常困難。但仍然有許多的機會在於周邊、嵌入式及新興應用等領域，如人工智慧、物聯網、5G、自動駕駛等，這都是RISC-V可營利的市場。為何我們敢如此宣稱這會是RISC-V的天下呢？ 摩爾定律趨近極限催生RISC-V 時勢與英雄，或許我們可以把注意力先轉移到時勢，而不是英雄的本身，來探討這件事情。 John Hennessy與David Patterson在2018年6月的ISCA圖靈講座發表「A New Golden Age for Computer Architecture:Domain-Specific Hardware/Software Co-Design, Enhanced Security, Open Instruction Sets and Agile Chip Development」，演說的內容闡述了一個事實。 Dennard Scaling與Moore's Law正逐漸在失效，晶片的性能、功耗及面積(PPA)的提升，不再僅僅依靠晶片製程的持續演進，但系統、軟體技術、科技應用仍將持續發展。這龐大的效能需求缺口，將驅使發展的動力轉移至處理器架構上，而特定領域架構(Domain Specific Architecture)變成另一種重要選擇。 更早在2017年6月的圖靈獎(Alan...

智慧家庭、智慧工業等創新應用崛起，逐漸增加的資料運算和儲存需求也為微控制器(MCU)帶來新的挑戰，因應此一趨勢，意法半導體(ST)近期推出全新雙核MCU「STM32H7」，其特色除了搭載Cortex-M7/M4核心外，內嵌式的快閃記憶體設計有別於市面上MCU加掛快閃記憶體的方式，擁有更大的儲存空間，得以實現更多創新應用。 意法半導體微控制器部門產品行銷經理Renaud Bouzereau表示，雙核心架構MCU的優點包括：增加系統效能，減少運算時間與平均耗電、縮短開發時程，簡化並縮短電路板設計與評估、增加系統效率，以及降低系統成本等。 據悉，新產品採用Arm Cortex-M系列中性能最高的480MHz Cortex-M7內核，另增加一顆240MHz Cortex-M4內核。開發人員可以輕鬆升級來彈性地使用這兩個核心。以馬達控制為例，可將以往在Cortex-M4單核心MCU上的原始程式碼移轉到STM32H7中的Cortex-M4上，並由Cortex-M7來執行更先進且複雜的圖形化使用者介面。另一個例子是可減低主處理器的密集型工作負荷，例如，神經網路、校驗和、DSP濾波器或音訊編解碼，提升執行效能。 此外，值得一提的是，相較無ROM處理器的MCU，該產品還在晶片上額外提供高達2MB快閃記憶體和1MB SRAM，有效解決了存儲空間的限制。Bouzereau指出，現今創新應用越來越多，為滿足市場需求，MCU不僅需要更高的性能因應更多的工作負載外，記憶體空間也須跟著擴大，因為日後的軟體、演算法將持續增加，且重要性也持續提升。而內嵌式的記憶體設計，有別於MCU加掛快閃記憶體的設計，可減少30%的效能損失，不僅確保MCU處理性能及可靠性，同時更多的儲存空間也有助於客戶實現更多的創新設計，減少加掛記憶體時間，降低開發時間與複雜度。 另一方面，為確保安全防護，該產品也配備預先安裝的金鑰和原生安全服務，包括安全韌體安裝(Secure Firmware Install, SFI)。SFI可讓使用者在任何地方訂購標準產品，同時將加密韌體提供給外部程式設計公司，避免未加密的程式碼外流。此外，該款MCU還內建安全啟動和安全韌體更新(Secure Boot and Secure Firmware Update, SB-SFU)功能，保護空中下載(Over the Air, OTA)升級和補丁時的安全。

全球汽車電子業將迎接新的典範轉移。2019年初國際消費性電子展(CES)再度成為各大車廠角力戰場，除了各種配備先進的自駕車車款爭奇鬥艷外，創新的商用服務、車載娛樂及模組化設計，也成為展示新焦點。與此同時，車用電子供應鏈及相關零組件與半導體業者也火力全開，競相推出最新一代解決方案，為自駕車發展增添極大動能。 今年，具半自主駕駛能力的Level 3等級自駕車，將是全球車廠與車電相關業者的研發重心，而ADAS功能的升級，以及車載毫米波雷達與V2X車聯網等技術的突破，將是促成此一發展目標實現的重要關鍵。與此同時，自駕車資安風險問題也日益受到重視，如何通盤考量並落實亦是業者不容輕忽的課題。緣此，本活動聚焦車用電子關鍵技術與零組件，深入剖析其最新發展動向與應用設計對策，協助產業界加速布局車電市場，成功搭上未來自駕車商機。 車輛智慧化自動駕駛為終極目標 針對車輛智慧化的發展趨勢，車輛中心(ARTC)經理許文賢(圖1)說，產業將透過五大發展策略包括：自駕化(Autonomous)導入AI人工智慧、機器學習、深度學習與類神經網路等技術；連網化(Connected)汽車與其他汽車或交通基礎設施的網路連接；協同化(Cooperated)發展協同式智慧交通系統C-ADAS/C-ITS等；電動化(Electrified)達成移動零排碳，有效管理CO2；共享化(Shared)透過隨選需求服務(On Demand Service)搭乘自駕車。 圖1　車輛中心經理許文賢說，自駕車更可以降低人為疏失事故及老齡駕車、疲勞駕駛的安全疑慮，提升行的安全。 從駕駛的行為來看，自駕車更可以降低人為疏失事故及老齡駕車、疲勞駕駛的安全疑慮，提升行的安全。同時補強都會離峰時段或偏鄉司機人力短缺問題，發展社區自動駕駛車隊，促進共乘共享經濟。而自駕車導入的新興科技應用人工智慧、物聯網與電能，提升環境與生活品質。因此，自駕車技術已經成為各國科技發展的重點項目。 根據產業研究機構IHS報告指出，2030年全球預計有400萬輛Level4以上的自駕車，2035年更將成長到1200萬台，約占全球汽車市場規模9%。而另一研究單位則指出，到2030年，Level4和Level5等級系統將僅占全球市場銷售新車的4%，不過到2040年則會快速成長到超過25%。而在這樣的趨勢下，許文賢建議，為確保自駕車安全無虞，國內應該發展完整的自駕車法規與驗證能量；服務上，則應該利用台灣特有人車混流交通情境，發展創新的自駕運行模式；技術上，可以投入感知、定位、人機介面/車用網路、決策與控制系統等核心技術。 77/79GHz高頻毫米波雷達將成車用主流 車輛的發展從目標來觀察，德州儀器(TI)半導體行銷與應用嵌入式系統總監詹勳琪(圖2)提到，不外乎更安全、更綠能/環保、更多樂趣三大面向。所有的科技、電子系統、智慧化都是為此，以先進駕駛輔助系統而言，2019年預計將創造291億美元產值，2021年更將成長至373億美元；另外，這些主動安全系統或是自駕系統的發展，將直接帶動感測器的發展，2019年車用感測器需求約為41.4億顆，2021年還將一路成長到46.4億顆，未來五年，需求成長比重高達37.07%。 圖2　德州儀器半導體行銷與應用嵌入式系統總監詹勳琪說，該公司毫米波雷達直接切入發展77/79GHz的高頻雷達，並採用CMOS製程。 而車用雷達在不同的位置也有不同的功能要點，詹勳琪說明，安裝在側向與四角的稱為角雷達(Corner Radar)，前方測距的稱為影像雷達(Imaging Radar)，安裝於車後的為停車雷達(Radar for Parking)，還有安裝在車內負責感測乘客與生理跡象的雷達。以TI目前的毫米波雷達(mmWave Radar)為例，該公司直接切入發展77/79GHz的高頻雷達，並採用高整合度的CMOS製程。 針對不同的應用與整合度，TI發展了三個系列的產品，詹勳琪表示，AWR1243系列搭載四個接收器(4Rx)與三個發送器(3Tx)，主要應用在影像雷達，可以依照感測距離整合兩個或四個；AWR1642系列則是整合度更高的產品，搭載四個接收器(4Rx)與兩個發送器(2Tx)，並整合數位訊號處理器(DSP)，可應用在車內身體感測、乘客感測等，以上兩個系列都已經量產；2019年第二季，將針對高整合系列推出AWR1843產品，搭載四個接收器(4Rx)與三個發送器(3Tx)，可應用在車後停車雷達。 高頻雷達測試驗證提升產品可靠度 車規應用不同於消費性產品，可靠性、環境耐受度、生命週期的要求都更加嚴格，因此在設計與測試部分需要更完善的考量。是德科技資深專案經理廖康佑(圖3)解釋，目前車用感測主流的技術包括毫米波雷達、攝影機與光達(LiDAR)，在高頻毫米波雷達部分，因為頻率高所以訊號容易衰減，並產生相位雜訊(Phase Noise)、重複性(Repeatability)、頻率響應誤差降低、更多雜訊影響差向量振幅值(EVM)、測試環境設定複雜、生成並顯示準確的寬頻帶毫米波訊號等挑戰。 圖3　是德科技資深專案經理廖康佑解釋，目前車用感測主流的技術包括毫米波雷達、攝影機與光達(LiDAR)。 而頻率調變連續波雷達(FMCW)由於產品便於小型化，也是高頻毫米波雷達常用的調變技術之一，廖康佑提到，此種雷達的挑戰是頻率調變線性度的品質、相位雜訊與調幅雜訊、傳送到接收間的訊號洩漏、感測器和目標之間多次不良反射的混亂情況、來自其他雷達感測器頻段用戶的干擾、散熱/耗電的挑戰等。是德從一個雷達模組系統的架構設計階段、開發階段到成品的驗證階段都有軟硬體的模擬驗證解決方案可以協助廠商。 而新興的高頻77/79GHz毫米波雷達，對於原本就投入24GHz產品開發的廠商而言，雖然頻率提升三倍，原先使用的設備可能不敷使用，廖康佑也強調，可以透過延伸擴充的模組協助在架構設計階段進行模擬(Simulation)，除了模擬的軟體之外，並提供訊號產生器協助廠商進行模擬。進到開發階段就以訊號分析為主，透過高頻的頻譜分析儀可以了解訊號的好壞。量產與產線階段，就透過模擬實際環境與應用狀況，檢視設計成果的距離、方向、角度等有沒有達成預設的目標。 設計模擬助訊號表現最佳化 77/79GHz的高頻雷達是未來的主流，現階段吸引許多廠商投入開發，安矽思(ANSYS)應用工程經理吳俊昆(圖4)從設計的角度表示，雷達天線的設計可以協助集中並強化雷達的能量，讓訊號傳送與接收狀況更好，一般而言天線設計的原則是要強化中間能量最大的部分，並設法降低旁波瓣(Sidelobe)，若設計不良形成相反的天線輻射場型，旁波瓣就變成是干擾，也嚴重影響訊號的傳送與接收品質，透過設計軟體可以微調參數最佳化訊號的表現。 圖4　安矽思(ANSYS)應用工程經理吳俊昆表示，透過設計軟體可以反覆模擬並微調參數最佳化訊號的表現。 另外，車用雷達的電磁波因為可以穿透物體，因此為了美觀一般的車用雷達都會使用雷達罩保護，並安裝在汽車Logo或保險桿後，但是只要遮罩的材料有金屬成分，就很容易破壞雷達的訊號，透過設計軟體可以發現這樣的問題，有助於廠商提早因應。在軟體裡也有場景設定的功能，套入實際環境的設定可以分析雷達在實際場景的效能表現。 與現在人們熟知的Waymo、Uber等公司持續將自駕車於現地進行實際測試相較，軟體場景設定不僅成本較低也較有效率，目前在路上測試運行的自駕車雖然可以不斷蒐集實際交通與突發狀況的資訊，但世界各地的道路狀況與交通場景畢竟有很大的差異，吳俊昆認為，利用設計軟體模擬部分交通與路況，可以在早期設計階段就改正一些錯誤，並因應部分複雜的路況，協助提高產品的完成度。 安全風險隨車輛智慧化提高 隨著車輛的電子化與聯網化，自駕車潛在資訊安全問題也越來越嚴重，趨勢科技協理許育誠(圖5)指出，資訊安全的問題常發生在不被注意的地方，這些地方的漏洞因為被忽略形成攻擊的破口，因此資訊安全的問題非常難以預測，所以需要預先準備，資訊安全廠商通常從攻擊機會、攻擊獲利的機會與攻擊被複製的機會來判斷並預作準備。 圖5　趨勢科技協理許育誠指出，隨著車輛的電子化與聯網化，自駕車潛在資訊安全問題也越來越嚴峻。 一般的網路攻擊者可以分成兩個類型，許育誠表示，白帽(White Hat)駭客通常是為了發現系統漏洞，然後提出警示，以便將漏洞補起，可能是研究單位或學校老師；另外一種是黑帽(Black Hat)駭客，這種就是一般人認知的駭客，其網路攻擊行為的目地是為了在網路漏洞中取得利益。攻擊可以從所有可能對外聯繫的管道中發生，包括免鑰匙(Keyless)系統、車用藍牙/WiFi，還有未來的車聯網都可能是網路攻擊的弱點。 車輛本來就非常講究安全，不僅是行駛的安全，車輛保全使其降低失竊的風險普遍為消費者重視。而在汽車智慧化的過程中，這部分的安全更加重要，因為若駭客透過網路漏洞奪走車輛主控權，後果更是不堪設想，許多戲劇、電影都已經描述過類似情節，許育誠表示，若大規模爆發有可能很難解決，同時對車商的信譽造成非常大的打擊，以北美市場為例，一次車輛召回的成本至少200萬美元，所以車廠對這類問題必不能等閒視之。 專業設計系統降低進入市場門檻 除了熱門的車用雷達之外，抬頭顯示器(HUD)、車用影像監控系統與新式車燈，也是許多廠商投入的市場，同時適合國內廠商發展，ANSYS協理張力和(圖6)說，以往的HUD系統在設計、分析、驗證的流程有極為複雜的步驟；該公司提出一個新的設計流程，透過視覺化規格定義、顯示器設計、反射片概念設計、成像品質分析、公差影響分析、人眼視覺模擬、虛擬實境體驗等步驟，簡化並提高HUD的設計流程與品質。 圖6　ANSYS協理張力和說，專業設計系統協助降低HUD、影像監控、智慧型頭燈設計市場進入門檻。 ANSYS另外提出一套車用影像監控系統OST(Optical Sensor Test)，張力和表示，影像是汽車應用最為廣泛直覺並發展成熟的環景感測技術之一，OST系統的設計可以應用在後視、停車輔助系統、智慧型頭燈控制、超速指標辨認、車道偏移警示、行人偵測、夜視等。 車輛頭燈對於在惡劣天候下的駕駛安全相當重要，因此智慧型頭燈的設計也有高度的市場需求，張力和進一步說明，ANSYS智慧頭燈設計系統，具有許多有用的工具如光學真實物理特性的表現，讓設計者設定不同的環境或時間，模擬實際的環境光線變化，並透過不同的角度觀察照明的實際效果，針對近期熱門的主動頭燈轉向系統(AFS)與矩陣式頭燈(Matrix Beam)設計與模擬，可以完整支援。 成熟技術助自駕車落地 對於一般人用車的自駕化發展來說，因為牽涉到複雜的現實環境，加上人要搭載於其上，安全問題便不斷被擴大，所以全球許多廠商都還在發展與測試的階段，但是對於特定應用的自駕車，可能是載貨或在園區/廠區固定路線上執行單純任務的載具而言，目前產業的技術已經足以應付。發展特殊應用無人載具的普思英察(PerceptIn)商務拓展經理馬羽佳(圖7)表示，一般自駕車分為三大系統，感測(Sensing)、知能(Perception)、決策(Decision)等。 圖7　普思英察(Perceptin)商務拓展經理馬羽佳表示，利用機器視覺技術搭配AI深度學習，可以讓自駕技術快速落地。 以這三大系統來看，都有許多技術與解決方案可以提供，馬羽佳就車輛的定位視覺系統為例指出，全球導航系統(Global Navigation Satellite System, GNSS)與慣性導航系統(INS)是一種傳統的解決方案，缺點是誤差範圍多在幾公尺，而且可能因為環境干擾因素產生延遲與斷訊；另一個光達結合高解析地圖(HD Map)的方案，精準度與效果極佳，但因為軟硬體成本高昂，也須搭配運算能力強大的處理平台，目前導入商用的情況尚屬少數；而以工業應用的機器視覺技術，透過雙目視覺(Stereo Visual)系統、單目視覺(Monocular Visual)、視覺慣性測距(Visual Inertial Odometry)技術，則是另一個解決方案。 在一個交通載具可以低速運行，且道路環境相對單純的環境裡，利用低成本的機器視覺技術，搭配AI深度學習，馬羽佳說，這樣一來不僅可以讓自駕技術快速落地，也可以將成本進行有效控制，否則在光達與HD...

以非破壞性X-ray透視的技術，再搭配光學物鏡提高放大倍率進行實驗檢測，其實驗過程是將待測物體固定後進行360Ｏ旋轉，在這過程中收集各個不同角度的2D穿透影像，之後利用電腦運算重構出待測物體。 3D X-ray檢測試驗　毋須破壞分割 3D X-ray可以檢測哪些產品呢？以宜特科技為例，從2017年開始，使客戶執行3D X-ray檢測的上千件產品，除了一般IC外、包括3D IC、MEMS，甚至到PCB、PCBA、鋰電池/塑膠製品、系統成品，都不用破壞分割進行檢測。 至於那些材質產品，不適合用3D X-ray進行檢測？由於X-Ray的物理特性關係，當待測物同時存在高、低密度材料時，此時就不容易觀察待測物裡的低原子序屬性的材料，如矽Si(原子序14)、鋁Al(原子序13)，所以要檢測Silicon Die或鋁線(Al Wire)就不適合用3D X-ray。 也就是說，如果已經封裝過的IC，由於裏頭存在高密度材質，包括Substrate、導線架(銅合金)、散熱片等，此時相對屬於低原子序的鋁線，就難以3D X-ray成像。 3D X-ray檢測內部缺陷　快速又有效 3D X-ray是判斷產品內部缺陷分析有效率且快速的方法，可檢測待測物內部結構及是否有缺陷、空洞(Void)、Crack、Open等異常。詳列如下： ．IC封裝中的缺陷檢驗如：打線的完整性檢驗、電測異常(Open/Short)、黑膠的裂痕、銀膠及黑膠的氣泡。 ．PCB及載板(Substrate)製程中產生的缺陷，如線路製程不良、橋接、開路、電鍍孔製程品質檢驗、多層板各層線路配置分析。 ．電子產品開路(Open)、短路(Short)或不正常連接的缺陷分析。 ．錫球陣列封裝(BGA)及覆晶片封裝(Flip Chip)中錫球的完整性分析，如錫球變形、錫裂、錫球空冷銲、錫球短路、錫球氣泡。 ．密度較高的塑膠材質破裂或金屬材質空洞檢驗。 檢測鋰電池內部異常 3D X-ray可在不破壞產品並且清楚觀察到電池內部的異常。常見的鋰電池設計包含正極板、負極板、電解液及隔離膜。組裝方式是先將正負極板與隔離膜疊放或繞捲於罐體中，再注入電解液。隔離膜主要的功能為避免兩極接觸並確保離子可以在其中傳遞。雖然隔離膜與電化學反應沒有關係，但結構及性質均會影響到鋰電池的效能。 藉由3D X-ray的檢測，宜特科技提供的本案例觀察到鋰電池(參見圖1、2)極板產生裂縫(Crack)並且有發現異物(Particle)。 圖1　電池內部正負極板彎曲導致裂縫(Crack)，並且在極板與隔離膜之間發現異物存在(Particle)。 圖2　電池內部3D影像，內部發現極板產生裂縫(Crack)且發現異物(Particle)。 觀察工程塑膠製品內部結構 工程塑膠(Engineering Plastics)泛指為機械工程材料所使用作為機械結構的塑膠(如PC、PMMA、ABS、POM、PBT、TPU)，本文案例為醫療用精密塑膠射出成型產品，為符合醫療高溫殺菌且不會變形的需求，故選用耐高溫、尺寸穩定性較高的PSU，藉由3D X-ray，觀察出塑膠成品內部結構及裂縫(Crack)、空洞(Voids)等缺陷。 觀察消費類電子裝置光學鏡頭內部結構 3D X-ray也可用於光學鏡頭檢測。目前消費型電子產品搭載的光學鏡頭(Optical Lens)大致分為玻璃(Glass)鏡片與塑膠(PC、PMMA)鏡片兩種材質，每顆光學鏡頭依設計約有5~6片鏡片組成，從初期光學設計、模具的精準度到鏡頭的組裝，每個環節都很重要，組裝時每個鏡片有無傾斜、光軸心對焦是否精準、符合設定的調制轉換函數(MTF)。模組廠在組裝過程由於技術門檻及複雜度甚高，稍有不慎將導致良率降低。為此廠商須在組裝過程中，進行內部結構觀察，本文提供的案例為利用3D X-ray，在鏡頭組裝完成後，輕易的觀察到內部鏡片結構。從圖3可觀察各鏡片與鏡群之間組裝過程是否有瑕疵。 圖3　光學鏡頭內部由5片鏡片組成，組裝過程需確認每個鏡片之間有無傾斜，光軸是否精準。3D影像可清楚觀察內部結構。 觀察PCBA內部異常 印刷電路板(Printed Circuit Board, PCB)產業不斷成長，各種家用電器對於在材料、層數、精密度與BLR(Board Level...

中美貿易戰持續上演，美方祭出華為(HUAWEI)禁令，繼高通(Qualcomm)、英特爾(Intel)等供應鏈紛暫止與華為合作後；日本、澳洲等國也跟進，像是軟銀(Softbank)於近日的股東會上透露，未來5G將不採用華為設備。面對禁令頻傳，華為指出旗下5G業務未見影響，5G商用合約持續增加，現已在全球範圍內獲得50份5G商用合約，而全球三分之二已發布的5G商用網路是透過華為部署。 華為近日於MWC19上海展會期間，舉辦主題為「5G部署拉動中國數位化升級」的5G is ON峰會，華為常務董事、運營商事業部總裁丁耘於會中表示，目前各行各業正加速擁抱5G，而5G也正快速推動社會經濟的數位化轉型及提升效率；而華為模組化、全系列的解決方案有助於營運商更輕易的建構5G商用網路。 丁耘進一步指出，截至目前為止，華為在全球已獲得50個5G商用合約，5G 設備發貨量超過15萬個，2019年上半年來有許多國家完成5G商用網路發布，包含韓國、英國、瑞士、義大利和科威特等，其中有三分之二是由華為協助構建。 丁耘強調，華為會將網路安全和使用者隱私保護作為最高綱領，持續打造安全的產品，並實施可信的作業交付來保障運營商的5G網路安全。在構建安全產品方面，華為充分參與3GPP指定的5G安全保障標準專案(SCAS)，完全支持由GSMA和3GPP聯合發起的NESAS專案；而在可信的作業方面，華為會遵從國際標準ISO27001，並積極滿足更多的協力廠商可信認證。 至於美方發布華為禁令，導致多家供應鏈停止供貨，是否將大力影響華為未來業務及產品發展？對此，丁耘於峰會上回應，聲稱華為的晶片、模組、數據庫和作業系統等核心能力得到有效保護，可保持業務連續性；華為具備晶片、模組等底層能力，可以持續的發展，而非媒體所報導的，仰賴12個月的庫存以保證營運。

美商國家儀器(NI)近年來大力推動組織跟業務調整，希望在新的測試領域找到未來的成長動能，半導體測試則是備受該公司重視的新垂直市場之一。也因為如此，NI近期針對半導體測試設備所需的軟硬體，頻頻推出新的解決方案。 繼月前和半導體設備大廠東京威力科創(Tokyo Electron)、探針卡大廠FormFactor及機械手業者Reid Ashman合作推出適合5G毫米波元件量產使用的晶圓測試系統後，近日NI又和Tessolve與Johnstech展示mmWave 5G封裝測試解決方案。本解決方案能因應與 5G mmWave 封裝零件測試的相關技術挑戰，有助降低成本，也可讓生產mmWave 5G IC的半導體製造商降低上市時間延遲的風險。 NI、Tessolve與Johnstech合作展示的四核心站台mmWave 5G IC封裝零件測試解決方案，內含由Tessolve設計與製造的mmWave介面卡，以及由Johnstech設計的mmWave連接器，最高額定頻率可達100GHz。 Tessolve執行長Raja Manickam表示，該公司與NI密切合作，並充分利用其新型mmWave儀器，以協助客戶快速地在市場上推出其mmWave 產品。此方案的關鍵要素是NI半導體測試系統(STS)。展示的其中一部分包括多點mmWave測試STS設定，此設定已針對5G功率放大器、波束賦形器與收發器進行最佳化。其中顯現的一項重要優勢是模組式特性，可藉由搭配模組化mmWave Radio Head以重複使用軟體與基頻/中頻(IF)儀器，滿足目前與日後的mmWave頻帶測試需求。  Johnstech執行長David Johnson指出，5G mmWave的市場機會正迅速成長，該公司已有參與多項mmWave測試專案的經驗。與 NI合作，讓該公司在此領域內發現更多機會，特別是在製造測試的部分，因為NI提供了優異的mmWave量測作業與ATE測試速度。 除了頻頻與各家半導體製造、測試設備結盟，合推新的硬體測試系統外，NI在相關軟體的布局也越來越完整。除了已經推出多年的TestStand之外，近日又發表了新的SystemLink軟體工具。SystemLink軟體​為​連結​的​裝置、​軟體​與​資料​提供​了​集中​化​的​網路​架構​管理​介面，​大幅​提升​運作​效率​與​生產力。 SystemLink一方面​可​搭配LabVIEW、​TestStand等NI自家的解決方案，另​一方面​則​提供​開放式​架構，​可​整合​多種​第三​方​軟體​與​硬體​技術。 SystemLink對於生產基地分散在全球各地的半導體IDM跟專業封測廠(OSAT)來說，是一項管理上的利器。藉由SystemLink，測試廠可以輕鬆掌握分散在世界各地的測試機台運作狀況，將測試機台的產能利用率大幅提高，並且簡化相關軟體部署、升級的作業流程。此外，藉由SystemLink，測試廠亦可對機台進行遠端診斷，降低機台停擺的時間。 對於IC設計業者來說，SystemLink亦可協助打破資料孤島(Data Silo)所衍生的種種問題。IC設計公司雖然未必有封測產線，但在晶片Tape out，試產的晶圓樣本回到IC設計公司後，IC設計公司通常還是會購置一套自動化測試設備(ATE)，對晶圓進行種種分析跟工程測試。然而，ATE產出的實際測試資料，跟EDA或模擬工具產生的資料並不互通，形同兩座資料孤島，因此設計驗證/模擬工程師跟晶片測試工程師，常常會在資料分析上遇到許多麻煩。SystemLink的開放架構有助於解決這個問題，加快晶片前期測試的速度。