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PCB智慧製造拉出三大主軸 20家板廠展開測試
PCB智慧製造紮馬步,設備聯網示範團隊成軍,將協助台灣中小型20家板廠做100台設備機聯網IoT升級。經過1年籌備,PCBECI設備聯網示範團隊於2月21日正式啟動。示範團隊是由沃亞科技、志聖工業、東台精機、揚博科技、群翊工業共同組成,並在工業局楊志清副局長蒞臨見證下,宣示以共同的PCB設備通訊協定(PCBECI)協助台灣中小型板廠做智慧製造升級,並在政府支持下,強化本土設備商之技術研發能力,進而穩固台灣在全球PCB領域之領先地位。
PCBECI是台灣電路板協會(TPCA)與國際半導體產業協會(SEMI)共推的產業標準。因為PCB製程繁複,設備種類繁多,為解決底層設備溝通的問題,因此有PCBECI的產生,並在台灣本土設備商率先採用下,以示範團隊形式做產業的扎根推廣,於此同時,團隊在2018年更獲政府計畫支持,加速協定的普及。
整體來看,目前PCBECI四家廠商設備廠商(志聖、東台、揚博與群翊)所推出的智慧型PCB製造設備,除了最基本的機聯網功能外,多還將資料可視化、設備監診及配方/製程參數中央管控列為主打功能。由此也不難看出,PCB的智慧製造設備定義已經越來越明晰。
台灣電路板協會梁茂生副理事長指出,機器聯網收集資料象徵PCB智慧製造正在打通任督二脈,也希望透過此次計畫能建立一個有效且具效益的商業模式,未來能很快地在PCB業界複製擴散,讓業界共獲其利。
PCBECI示範團隊中唯一的一家系統整合商(SI)--沃亞科技,則是整個示範團隊的代表。沃亞總經理郭一男表示,20家中小型板廠的機聯網升級只是PCB智慧化的起點,後續示範團隊將與整個產業鏈攜手合作,擴大PCBECI的應用範圍,以提供產業更好的服務內容。
搶搭5G商機 高通新款5G數據機/射頻方案齊出
為搶占5G市場先機,高通(Qualcomm)近日發布全新第二代5G新空中介面(NR)數據機「Snapdragon X55」以及針對5G多模行動裝置使用的第二代射頻前端(RFFE)解決方案。
據悉,Snapdragon X55是一款整合5G至2G多模數據機的7奈米單晶片,可支援5G新空中介面毫米波(mmWave)及6GHz以下(sub-6 GHz)頻譜頻段,其5G下載速度最高可達7Gbps,上傳速度可達3Gbps,同時亦支援Category 22 LTE,下載速度高達2.5Gbps。
該產品還同時支援TDD和FDD兩種運作模式,且無論是獨立型(SA)或非獨立型網路(NSA)皆可使用,以支援5G布建。另外,該數據機亦設計用以支援4G/5G的動態頻譜共享技術,讓電信營運商能夠利用其現有的4G頻譜,動態提供4G及5G服務,藉以加速5G布建。
至於第二代RFFE解決方案,其設計旨在與全新高通Snapdragon X55數據機協同作業,針對同時支援6GHz以下(sub-6 GHz)及毫米波(mmWave)頻段的高效能5G行動裝置,提供全面性的數據機至天線系統。
高通總裁Cristiano Amon表示,面對5G時,OEM廠商面臨到許多棘手的設計挑戰。對於支援5G到2G的多模運作技術的需求,加上不斷增加的頻段組合數量,帶來了前所未有的複雜性。離散數據機或射頻解決方案已不敷使用,為此,該公司藉由提供全面性的數據機至天線解決方案,協助OEM廠商於2019年實現第一波5G裝置的商業化。
新推出的射頻前端解決方案包含高通QTM525 5G毫米波天線模組,此模組基於高通技術公司首款毫米波天線模組的創新,透過降低模組高度,以支援相較於8釐米厚的手機更加流線時尚的5G智慧型手機設計。此全新模組除了和前幾代同樣支援n257(28GHz)、n260(39GHz)和n261(US 28 GHz)等頻段外,還新增n258(26GHz)頻段,可供北美、歐洲及澳洲等地使用。
總而言之,新發布的Snapdragon X55和RFFE解決方案,其目的皆協助OEM廠商加速5G產品的推出速度、改善裝置效能、支援更多的頻段,並降低打造5G行動裝置的開發成本。由於裝置的先進功能,行動營運商可藉由網路容量及覆蓋率的提升而受惠,而消費者則能享受到更加流線時尚的5G智慧型手機,並擁有卓越的電池續航力、通話穩定品質、數據傳輸速度及網路覆蓋率。
IC Insights:「中國製造2025」半導體自給率難達標
中國自2005年以來一直是半導體最大的消費國,根據產業研究機構IC Insights的最新研究指出,中國的IC產量並沒有立即出現大幅提升。中國的IC產量占其2018年1550億美元IC市場的15.3%,高於2013年前的12.6%。此外,IC Insights預測2023年中國IC產能將提升至其市場規模的20.5%。預計中國的IC產量在2018~2023年間將呈現15%的年複合成長率(CAGR)。SK海力士、三星、英特爾和台積電是在中國擁有重要IC產品的主要外國IC製造商。
英特爾在中國大連的12吋晶圓廠(Fab 68於2010年10月下旬開始生產MCU)於2015年第三季閒置,因為該公司將晶圓廠轉為3D NAND Flash製造。截至2018年12月,英特爾中國工廠的產能為滿載每月7萬片12吋晶圓。另外,2012年初,三星獲得韓國政府的批准,在中國西安建立一個12吋IC製造廠,生產NAND Flash。三星于2012年9月開始建設該工廠,並於2014年第二季開始生產。該公司在第一階段投資了23億美元,預算總額為70億美元。該工廠是2017年三星3D NAND生產的主要工廠,截至2018年12月,該工廠每月產能10萬片晶圓,三星計劃將該工廠擴建至每月20萬片晶圓。
預計未來五年IC銷售量將大幅增加,包括中芯國際(SMIC)和華虹集團以及長江儲存(YMTC)和長鑫儲存(CXMT)。DRAM廠福建晉華(JHICC)目前處於擱置狀態,等待美國對該公司實施的製裁。此外,有可能有新公司希望在中國建立IC產線,如台灣的富士康,該公司於2018年12月宣布擬在中國投資90億美元建立半導體產線,提供代工服務以及生產電視晶片和影像感測器。
IC Insights預測,如果中國的IC產能在2023年擴張至470億美元,那麼它仍然只占2023年全球IC市場總額的5714億美元的8.2%。即使由YMTC和CXMT等中國新創半導體廠建立新的IC生產,IC Insights也認為外國公司將繼續成為中國IC生產基地的重要組成。因此,IC Insights預測,2023年中國至少50%的IC生產將來自在中國擁有晶圓廠的外國公司,如SK海力士、三星、英特爾、台積電、聯電、Globalfoundries和富士康等。IC Insights認為中國目前的本土IC產業發展將遠遠落後於中國政府「中國製造2025」計劃的目標,即2020年實現40%的自給率,2025年70%自給率。
英飛凌展望2019擴大電源領先優勢 搶占車用鰲頭
德國半導體大廠英飛淩(Infineon)科技在功率半導體領域市占全球第一、車用半導體領域全球第二。2018年全球營收達76億歐元,而本於讓人們的生活更加便利、安全和環保的目標之下;2019年,也將在汽車電子、工業電源控制、電源管理與多元電子、數位安全解決方案等四大事業持續推動與發展。
德國本來就是全球汽車產業最發達的國家之一,因此英飛淩投入汽車電子領域甚早,該公司大中華區總裁蘇華表示,英飛凌是為數不多的能全面涵蓋汽車領域重要應用的汽車半導體製造商之一,產品組合包括微控制器、智慧感測器、射頻收發IC、雷達以及分立式和整合式功率半導體,適用于動力總成、底盤、舒適性電子設備以及駕駛安全應用。
根據市調機構Strategy Analytics報告指出,英飛凌2017年汽車半導體市場市占率為10.8%,居業界第二,僅落後於恩智浦(NXP)的12.5%。蘇華指出,在汽車潔淨、安全、智慧的大趨勢下,電動車、ADAS、車聯網等技術與應用為來幾年將持續發展,2018會計年度,英飛凌汽車電子事業處營收為32.84億歐元,營收占比達43%,該公司有信心汽車電子業務將持續發展並更上一層樓。
而在工業電源控制部分,該領域對於高效發電和輸電而言至關重要,相關應用包括風力發電機、高壓直流輸電系統、儲能系統、電動車充電基礎設施以及家用電器等。為了進一步強化此領域業務,英飛凌致力發展碳化矽(SiC)技術,並應用於整合控制器、驅動器與功率開關的智慧功率模組(IPM)。根據IHS Markit的報告,英飛凌在分立式功率半導體與模組市場中,以18.6%的市占率,連續15年居業界第一,蘇華說明,2018年,英飛凌工業電源控制部門營收13.23億歐元,占公司營收17%。
而在電源管理與多元電子方面,專注於打造用於能源管理的功率半導體以及用於無線基礎設施與行動裝置的元件,尤其是MOSFET產品。採用氮化鎵(GaN)製程的驅動器與控制器,近年產業潛力十足;在高頻與感測器領域,矽製程的MEMS麥克風、飛時測距(Time of Flight, ToF)解決方案都是熱門的產品,根據IHS Markit研究,英飛凌於2017年MOSFET功率半導體市場,市占率達26.3%,2018年度,該部門營收達23.18億歐元,占該公司整體營收31%。
而面對5G、物聯網、自駕車、AI等趨勢,蘇華強調英飛凌會採用靈活開放的策略,包括發展5G前端晶片解決方案、mmWave雷達應用、導入AI人工智慧與深度學習於其軟硬體產品中;製造部分該公司除了在德國擁有全球唯一量產的12吋功率半導體廠之外,也要在奧地利興建第二個12吋功率半導體廠,並且擴大委外代工,包括持續與台灣或中國的後段封裝廠的合作關係。
智慧手機拉抬3D感測器 技術/價格成普及挑戰
由於對智慧型手機需求的上升以及對電子設備性能的要求越來越高,3D感測器的需求跟著水漲船高。市調機構SBWire調查顯示,3D感測器能應用在許多不同的產業,例如消費電子產品、醫療保健、工業機器人、汽車、安全設備與影像監視;預計到了2026年,3D感測市場將從2016年的12.922億美元達到25.566億美元,年複合增長率為7.2%。
隨著智慧型手機的需求不斷上升,3D感測器的市場需求也逐漸擴大,其中以消費電子產品占了絕大多數,例如行動通訊設備中最重要的功能之一就是利用3D人臉辨識解鎖手機,以取代指紋或PIN的功能。
另外,3D人臉辨識功能使身份驗證更方便也更安全,因此可能很快就會成為行動支付App和行動身分識別服務(Mobile ID)中不可或缺的角色。至於醫療保健、汽車、航空與國防是採用3D影像的先驅,預計這些領域將是驅動3D感測器市場的重要因素。
另一方面,工業領域正迅速而廣泛地採用3D影像技術。智慧圖像感測器和其他工業發展持續開發3D影像在工業應用的能力。隨著對手勢探索應用(Gesture Exploration Application)的需求不斷成長,3D感測器提升了電子和汽車等巨大精密系統的性能和效率。從數位導航到手勢識別再到建設自動化,3D感測器能為所有不同需求的相機量身訂製專屬功能。
然而,由於較高的安裝成本,3D感測器也面臨了挑戰。3D影像系統肯定能比2D系統提供更多資訊,但構造也更加複雜。3D影像的主要難題是校準和某些校準規格的測量,這通常需要比平面校準更多的資訊才能達成。此外,3D影像系統的高成本是另一個障礙,這些系統難以滿足對價格敏感的市場。因此,技術困難和高成本是這些系統普及化的主要障礙。
然而,受到不斷擴大的市場和潛在需求的吸引,企業也正藉由策略性併購、收購和與其他產業合作來拓展3D感測器事業版圖。Apple在iPhone X上發布了3D感測設備,並支付了約3.9億美元給其VCSEL供應商Finisar。3D感測器市場中著名的公司包括了英飛凌(Infineon)、豪威科技(Omnivision)、Occipital、PMD、微芯(Microchip)、康耐視(Cognex)、英特爾(Intel)、宜福門電子(Ifm)、LMI和德州儀器(TI)。許多公司正致力於透過策略性收購以及與產業合作擴展旗下業務。
Wi-Fi 6帶來多項技術革新
Wi-Fi聯盟(Wi-Fi Alliance)2018年10月宣布推出運行於2.4GHz/5GHz的最新技術802.11ax規格,並將之命名為「Wi-Fi 6」。新一代的規格除了著重於速率與效能的提升,也從網路架構著手,導入正交分頻多工存取(OFDMA)及上行多用戶多重輸入多重輸出(Uplink MU-MIMO)等全新的傳輸機制,為Wi-Fi技術帶來重大的變革。Wi-Fi聯盟表示,Wi-Fi 6可在室內、室外以及人口密集區域提供更可靠的性能,並實現更好的終端裝置電池續航力。
不同於802.11n與802.11ac規格皆採用正交分頻多工(OFDM)調變架構,新推出的802.11ax規格導入OFDMA調變機制,能支援更多用戶同時在同一通道中運行,進而提升Wi-Fi的傳輸效率與傳輸量,並降低延遲性。
在MU-MIMO的部分,原先802.11ac版本最多只能支援4個空間串流MU-MIMO傳輸,且僅支援下行鏈路MU-MIMO(Downlink MU-MIMO);而802.11ax除了加入上行鏈路MU-MIMO的功能,還可支援8個空間串流MU-MIMO傳輸。Wi-Fi接取裝置(Access Point, AP)也可將MU-MIMO與OFDMA作業結合在一起,使AP能同時服務多個裝置,並在同一時間內傳輸更多的資料。
根據國家儀器(National Instruments, NI),802.11ax的通道頻寬與802.11ac相同,資料傳輸速率差距也不大,但802.11ax可支援更高的QAM調變階次(Order),搭配1024-QAM提供新的調變與編碼組合(MCS 10、11),實現比802.11ac高25%的傳輸量。並提供更大的OFDM FFT (4倍大)、更窄的子載波間距(密度為4倍)以及更長的符碼時間(4倍),進而改善多路徑衰減環境以及室外的穩定性與效能。
另外,802.11ax也加入目標喚醒時間(Target Wake Time, TWT)機制優化其電源管理效能,提升裝置的電池續航力。據悉,TWT機制能使Wi-Fi路由器與裝置進行協商,並依據各個裝置的資料傳輸量排定睡眠週期,讓裝置能在非數據交換期間進入睡眠模式,要傳輸資料時再喚醒設備。若沒有導入TWT機制,儘管沒有資料待傳輸,裝置仍則會不斷地嘗試連線,消耗額外的電力。
而為使消費者能更清楚地辨別最新推出的Wi-Fi技術,Wi-Fi聯盟也發布了一套新的命名方式,以數字序號代表不同時間所推出的Wi-Fi技術,將最新推出的802.11ax技術定為Wi-Fi 6,早前推出的802.11ac為Wi-Fi 5,802.11n為Wi-Fi 4,以此類推。
Wi-Fi 6導入多項效能的優化渴望進一步帶旺Wi-Fi的市場發展,根據市場調查機構ABI Research,2019年智慧型手機市場將從Wi-Fi 5規格逐步過度到Wi-Fi 6規格。預期Wi-Fi 6導入市場的速度將更勝5G,並成為下世代行動通訊不可重要的短距離無線技術。
(更新)國防/電信驅動RF GaN需求 專利申請戰全面啟動
電信和國防應用推動射頻氮化鎵(RF GaN)蓬勃發展。根據市調機構Yole Développement調查指出,RF GaN產業於2017~2023年間的年複合增長率達到23%。隨著市場不斷地發展,截至2017年底,RF GaN市場產值已經接近3.8億美元,2023年將達到13億美元以上。
目前國防仍是RF GaN的主要市場,因為其專業化的高性能需求和價格敏感度(Price Sensitivity)較低,因而為以GaN為基底的產品提供了許多機會。2017~2018年,國防領域占了RF GaN市場總量的35%以上,完全沒有減少的趨勢。Yole Développement資深技術與市場分析師Hong Lin表示,這個重要的GaN市場將持續與GaN的整體滲透力一起成長。
RF GaN已經被工業廠商認可,並明顯地成為主流。領先的參與者正快速地增加收入,這種趨勢在未來的幾年內將保持不變。從智慧財產的角度來看,美國和日本主導著整個RF GaN智慧財產生態系。
Knowmade執行長兼聯合創始人Nicolas Baron評論,科銳(Cree)毫無疑問地擁有最強的智慧財產地位,尤其是以碳化矽(SiC)為基底的GaN高電子遷移率電晶體(High-electron-mobility transistor, HEMT) 。另一家RF GaN元件的市場領導者--住友電氣工業,專利地位也不錯,但仍落後於Cree,且專利布局動作有放緩趨勢。反觀,富士通、東芝(TOSHIBA)和三菱電機(Mitsubishi Electric)等其他日本公司則正在加快他們的專利申請,因此現在也擁有強大的專利組合。
Baron進一步說明,Cree也在RF GaN HEMT智慧財產的競賽中處於領先地位。針對Cree的 RF GaN專利組合分析顯示,它可以有效地限制該領域的專利活動,並控制大部分關鍵國家其他企業的自由營運(Freedom to Operate, FTO)。
另一方面,英特爾和MACOM目前也十分積極進行RF...
安全因素驅動 車用影像感測器需求將倍增
根據市調機構Counterpoint針對智慧汽車服務的最新研究,全球對於汽車嵌入式影像感測器的需求估計將在2023年倍增。這些影像感測器出貨量的複合年均增長率將達19%,到2023年將超過2.3億顆。
Counterpoint智慧汽車資深分析師Aman Madhok表示,目前,大多數配備倒車鏡頭的汽車都將其用於輔助日常的停車視野。然而,隨著產業進入互聯汽車時代,一切將產生改變。多個影像感測器可以提高安全性和自主性。在所有感測器中,影像感測器是未來提升先進駕駛輔助系統(ADAS)功能的關鍵。
隨著用於汽車日常停車輔助的倒車鏡頭幾乎成為新車款的標準配置,未來將會看到越來越多的汽車配備前置和側置鏡頭,以加強ADAS功能。例如環景攝影機,目前雖然是高階選項,但將在5~6年內被廣泛地採用。形成這個趨勢的關鍵因素是,政府鼓勵廠商提升先進安全功能,另外還有客戶對於先進安全功能逐漸上升的關注和偏好。
此外,隨著ADAS成本的下降,廠商致力於將自動緊急煞車等功能作為主流車款的標準配置。還有停車輔助等便利的功能也有望快速地成長。
Counterpoint智慧汽車研究總監Vinay Piparsania進一步補充,在2018年,受到嚴格的安全法規影響,美國和歐洲占全球汽車嵌入式影像感測器三分之二以上的出貨量。例如,美國國家公路交通安全管理局強制要求所有在2018年5月之後生產的汽車皆須安裝後視鏡頭。
然而,隨著ADAS前置鏡頭的採用率提高,到2023年,在美國銷售的每輛新車將配備超過3個鏡頭。Piparsania進一步補充,中國的安全法規與歐盟新車安全評鑑協會(Euro-NCAP)的標準同步,因此要求相較於其他發展中國家要來的嚴格,未來幾年將成為影像感測器主要市場,中國新車評價規程(C-NCAP)將繼續驅動中國汽車市場對於影像感測器的需求。
全球前10大半導體買家 中國廠商排名/家數躍進
國際研究暨顧問機構Gartner最新全球半導體設計總體有效市場前十大企業排名顯示,2018年仍由三星電子(Samsung Electronics)和蘋果(Apple)拿下半導體晶片買家冠亞軍寶座,兩者合計占全球整體市場17.9%,較前一年下滑1.6%;不過前十大OEM廠商晶片支出的占比,則是從2017年的39.4%增加到40.2%。
Gartner資深首席分析師山路正恆表示:「2018年前十大半導體買家中有四家為中國大陸OEM廠商(高於2017年時的三家),包括華為、聯想、步步高電子和小米,其中華為的晶片支出增加45%,躍升成為第三名,超越戴爾(Dell)和聯想。反觀三星電子與蘋果在2018年的晶片支出成長均大幅趨緩。」
2017年排名前十大的企業中,有八家仍維持在2018年前十名,而金士頓科技(Kingston Technology)和小米則為新入榜的廠商。小米較2017年上升了八個名次至第十位,主要原因在於2018年半導體支出增加了27億美元,年成長率63%。
PC與智慧型手機市場持續整併,對半導體買家排名產生極大影響,尤其是中國大陸的智慧型手機OEM大廠,在收購競爭對手後增加了市場支配能力。正因如此,前十大OEM廠商的半導體支出大幅增加,在2018年半導體市場的占比也達到40.2%,高於2017年的39.4%。這股整併趨勢可望延續,卻將使得半導體廠商更難維持高毛利率。
記憶體價格也是另一個影響市場的因素。過去兩年居高不下的DRAM平均售價(ASP)現在已經開始下滑,但造成的影響卻十分有限,因為當平均售價下滑,OEM廠商將會增加記憶體容量,同時投資頂級機種。Gartner預測,2019年和2020年記憶體晶片營收占整個半導體市場比重將分別達到33%和34%,高於2017年的31%。
諾基亞推Future X for industries 滿足工業4.0/數位轉型需求
工業物聯網(IIoT)、邊緣雲支援強化智慧、先進安全分析,以及端到端5G網路等技術逐漸實現,將加速製造、物流、交通、能源等產業,以及政府和城市的數位轉型計畫。為此,諾基亞(Nokia)近日宣布推出Future X for industries策略與架構,因應工業4.0與數位轉型市場需求,提升產業生產力。
諾基亞大中華區總裁馬博策(Markus Borchert)表示,為提升生產力與效率,越來越多的業者加大資訊與通訊科技(ICT)的投資力道,進行數位轉型;與此同時,隨著5G世代即將到來,而5G所改變的不僅是消費性終端產品,工業未來也將是5G應用的關鍵領域之一。
不過,將業務支援功能從實體轉向數位化和自動化,雖然已為企業帶來顯著的生產效益提升。但目前大約只有30%的企業(主要是以IT為中心的行業)了解數位轉型帶來的機會。重要的是,占美國GDP三分之二以上的傳統資產密集型產業,皆尚未從工業4.0數位轉型中全面獲益。
為改善此一情況,諾基亞推出Future X for industries策略與架構,採用獨特的技術層設計,來滿足工業網路的關鍵要求。此一架構的技術層分別為:業務應用層,支援個別產業特定應用,如預測性維護、勞動力效率等;數位價值平台層,支援產業自動化、認知分析和數位化運作等;多雲層,提供運算能力的鄰近性和彈性,可確保使用最合適的雲端模式;以及高效能網路層,提供專用、深度覆蓋、可靠的(有線和無線)連接功能,進而彈性、無縫地連結所有事物。
同時,上述網路技術層與包含業務流程及以技術為基礎的「縱深防禦」網路安全方法相結合,並以網路為關鍵防護和中間層,來保護端到端的數據資料和基礎設施。與更豐富的人機介面(HMI)結合後,這些技術層將能夠更直覺、深入及精準地控制自動化系統,並顯著提升數位化營運效率。
諾基亞貝爾實驗室總裁Marcus Weldon指出,在動態的市場中,企業需要最大化的生產力。現在,無論是數位經濟或是實體經濟,任何行業都可以加速其數位化轉型計畫,實現前所未有的生產率提升;而Future X for industries架構,便是實現工業4.0的重要基礎。












