4G
泓格推高性價比小型M2M 4G終端方案
隨著工業4.0的崛起,遠端設備資料蒐集與控制應用,除了有線的方式外,無線應用也越來越普及,測量和控制資料的無線傳輸標準已有長足的發展,現今使用者需要考量的不再是無線技術可不可靠,而是在眾多無線技術中,如何挑選貼近使用者需求的技術。
RTU-140產品是泓格公司最新發表的高性價比小型M2M 4G終端解決方案。此系列產品為智慧型的4G遠程終端設備模組,內建高效能的32bit運算器,能適用於惡劣的工業環境。擁有1組4G模組、1組GPS模組、1個USB、1個RS-485及1個Micro SD插槽。RTU-140 4G RTU模組採動態IP方式與監控端(M2M RTU Center軟體)連結,解決WCDMA/LTE網路中令人頭痛的IP管理問題,RTU-140產品允許透過1個RS-485介面串連3個Modbus RTU設備,並且透過泓格自訂的RTU協定,定時主動將I/O及GPS資料,透過WCDMA/LTE,傳送到遠端M2M RTU Center平台。泓格亦提供相關的軟體來支援,以方便客戶快速建立監控端的程序,這些軟體包括M2M RTU Center、M2M RTU Win32 API library及OPC server for RTU devices。
除上述功能外,RTU-140產品提供I/O的簡單邏輯控制方式,使得RTU-140能於現場端即時進行一些簡單的控制。同時也具備I/O data logger的功能,能將I/O及GPS資料存儲於micro SD card內。於電源輸入的部份,提供外部及鋰電池連接介面,可於外部電源中斷後,RTU-140系列還能夠運作一段時間來緊急處理。
有關RTU-140產品的應用軟體解決方案,可配合M2M...
5G考驗天線設計 模擬將成關鍵技術
上述三大5G應用場景中的eMBB 場景主要提升以「人」為中心的娛樂、社交等個人消費業務的使用體驗,「高速率、大頻寬、低時延」正是提高個人用戶消費體驗的關鍵。而手機終端作為使用者體驗5G的重要載體,在5G時代下面臨著新的通訊架構與設計挑戰。
5G終端天線研發面臨多重挑戰
5G已於2019年底正式進入商用,這將帶來大量資料通訊、萬物互聯、即時交互、工業物聯網等新型業務的快速發展。因此,5G儼然已經成為當前移動通訊產業的關注焦點。未來的5G系統將著眼于全頻段,即不僅局限於低頻段(6GHz及以下頻段),也將考慮毫米波頻段。而天線作為移動通訊的重要組成部分,其研究與設計對移動通訊起著至關重要的作用。
5G帶來的最大改變就是用戶體驗的革新:華為Mate30系列手機內部整合了21根天線,不僅支援5G,還要支援4G、3G、NFC、GPS、Wi-Fi、藍牙等無線技術。在這21跟天線中,5G使用了14根,這也揭示了5G新的通訊架構下,手機終端天線發展真正的技術需求。在終端設備中信號品質的優劣直接影響著用戶體驗,所以,5G終端天線的設計必將成為5G部署的重要環節之一。
3GPP把5G頻段分為FR1頻段和FR2頻段(圖1),其中FR1的頻段通常被稱為Sub-6G頻段,範圍為450MHz~6GHz,FR2頻段為24.25GHz~52.6GHz,通常被稱為毫米波頻段。毫米波頻段的優勢是具備大量的可用頻譜頻寬、波束窄、方向性好、頻段許可獲取成本低。借助于先進的毫米波自我調整波束賦型和波束跟蹤技術,可以確保在真實環境中毫米波終端與基地台實現穩健的行動寬頻通訊。
圖1 5G頻段分成Sub-6GHz與毫米波兩個群組
採用5G初級階段的NSA組網方式,5G網路與4G網路並存,而5G 設備要達到更高速、穩定、低時延等要求則依賴於以下幾個因素:
.更多頻段
.多個頻段之間的載波聚合技術
.大規模MIMO等技術
當前手機終端天線淨空普遍壓縮至2mm左右,而終端天線設計中既要兼顧sub6G與毫米波頻段的多頻段需求,又要支援MIMO天線技術,多頻帶CA技術實現場景需求,這些技術的引入都對5G手機終端設計研發提出了高難度的挑戰。
在NSA組網模式下,4G頻段天線與5G頻段天線並存;3GPP中,4×4 MIMO天線作為強制入網要求。5G終端產品內的天線數目激增,面對這麼多天線,天線效率、天線共存、天線佈局等問題亟待研究解決,天線設計面臨著重大挑戰。
其次,在5G通訊中,低頻的頻譜資源終歸是有限的,毫米波應用的潛力巨大,毫米波具有極寬的絕對頻寬,提高通道容量和資料傳輸速率的毫米波技術成為了未來5G通訊關鍵技術之一。但毫米波信號介質和輻射損耗較大,如何減少毫米波在終端內的損耗,確保毫米波更好的傳輸特性是工程師要面臨的一個挑戰。
最後,5G手機中集成多種晶片模組,CPU、射頻模組、基帶晶片、螢幕都是功耗與發熱的大戶,而5G晶片的計算能力要比現有的4G晶片高至少5倍,功耗大約高出2.5倍。並且手機的散熱好壞不僅僅影響用戶體驗,同時影響手機內部器件工作狀態,這使得5G手機的散熱技術研究面臨重大挑戰。
六大關鍵技術應對5G天線設計挑戰
為了滿足5G下行峰速20 Gbps,需要提供最大100 MHz的傳輸頻寬,為了滿足大頻寬連續頻譜的稀缺,在5G通訊中採用載波聚合(CA)來解決。但是如果發送和接收路徑之間的隔離度或者交叉隔離不足,多個頻段的無線RF信號可能會相互干擾,則CA應用中會出現靈敏度降低(Desense)問題。
所以,5G手機終端的Desense問題會比之前更為複雜,需要對Sub6G頻段與毫米波頻段共存狀態下對Desense問題根因分析,提前應對信號干擾問題。以下將介紹六種應對5G手機天線設計挑戰的關鍵技術。
模型處理與前處理
目前市面上5G手機大多採用NSA組網架構,相容4G通訊與5G通訊。相對於毫米波頻段,sub 6G頻段集中在2.5GHz—6GHz,sub 6G頻段天線和4G頻段天線調試方法類似,在當前流行的金屬邊框、全面屏手機內容易實現,天線設計形式採用PIFA天線+寄生形式,傳統的FPC天線(圖2)或者LDS天線都可以勝任。
圖2 FPC天線和支架
而在終端天線設計過程中,經常會出現跨領域協作的問題,不同領域的模型側重點和建模演算法不一致,外界導入的模型通常有面破損、線段不連續等問題,天線工程師經常耗費大量精力來對導入的結構件進行模型修復以及天線pattern建模。由於對建模要求不同,天線工程師拿到的結構模型通常無法滿足需求,需要多次跨部門多次溝通才能滿足需求,影響終端天線的設計進度。所以天線工程師迫切需要一種能快速對導入模型快速修復、建模等操作,並且不需要花太多精力去學習的軟體。
應對這種情況,ANSYS提供了前處理模組SpaceClaim來進行模型修復、修改等功能,大大提高天線工程師的開發效率。
ANSYS SpaceClaim是非常強大的幾何建模和修復處理軟體,並且提供了非常易用的中文交互介面。它基於直接建模思想,提供一種全新的CAD幾何模型的交交互操作模式,在集成工作環境中使設計人員能夠以最直觀的方式進行工作,可以輕鬆地對模型進行操作,無須考慮錯綜複雜的幾何關聯關係,並且提供了高級的實體建模、特徵編輯、裝配、分組功能。介面方面可以直接讀取主流CAD軟體模型,並支援Parasolid,ACIS、STEP、IGES等中間格式模型檔。
對於模型處理和修復,SpaceClaim能夠快速的完成對細小特徵的自動檢查、刪除、模型中面的自動抽取等,並具有一鍵式的檢查和修復功能。另外,提供的布耳運算、倒角、印痕、抽殼、抽中面以及參數化建模等功能,可以快速的説明工程師完成複雜模型向有限元模型的轉化工作。
毫米波天線設計
5G行動通訊技術中,低頻的頻譜資源終歸是有限的,毫米波應用的潛力巨大,未來運營商可以利用5G低、中、高頻段三層組網,1GHz以下頻段做覆蓋層,Sub 6G做容量層,毫米波做熱點覆蓋的高容量層,建成一張全國性的廣覆蓋、大容量的5G網路。毫米波相比於Sub 6GHz的時延更短,是Sub 6G頻段的四分之一。由於具有極寬的絕對頻寬,可在很大程度上提高通道容量和資料傳輸速率的毫米波技術成為了未來5G移動通訊關鍵技術之一。
相比於4G無線網路的寬範圍覆蓋,5G無線網路的特點是天線波束實現波束指向性,波束成型可以限制波束在很小的範圍內,因此可以降低干擾從而有效降低發射功率。多天線技術帶來了更多的空間自由度,因此使通道的反應更加精准,從而降低了各種隨機突發情況通道性能的降低。
要實現波束指向性與波束跟蹤能力,需要使用相位控制陣列技術。通過相位控制陣列可用于生成輻射方向圖及用以控制輸入信號,進而解決毫米波覆蓋問題。所以,相控陣技術,包含相位控制陣列波束成型(圖3)與相位控制陣列波束切換(圖4),對於在終端設備中採用毫米波天線的重要性不言而喻。
圖3 相位控制陣列波束成形
圖4 以相位控制陣列技術實現波束切換
而為了將毫米波相控陣天線裝進手機終端產品中,毫米波天線實現形式也有了突破。目前毫米波天線陣列的實現的方式可分為AoC(Antenna on Chip)、AiP(Antenna in Package)兩種(圖5)。其中AoC天線將輻射單元直接整合到射頻晶片的後端,該方案的優點在於,在一個面積僅幾平方毫米的單一模組上,沒有任何射頻互連和射頻與基頻功能的相互整合。考慮到成本和性能,AoC技術更適用於較毫米波頻段更高頻率的太赫茲頻段(300GHz~3000GHz)。
圖5 AoC天線與AiP天線
而AiP是基於封裝材料與工藝,將天線與晶片集成在封裝內,實現系統級無線功能的技術。AiP技術利用矽基半導體工藝整合度提高,兼顧了天線性能、成本及體積,是近年來天線技術的重大成就及5G毫米波頻段終端天線的技術升級方向。
目前毫米波天線在手機終端產品中的應用,面臨著天線性能與製程技術的挑戰。相位控制陣列天線需要進行波束掃描,天線各通道處於不同相位的狀態,高頻率毫米波經歷較高的介質、材料損耗和衰減,一系列天線元件協同工作後,通過幅相加權技術來實現波束掃描功能,通過將信號聚合形成波束,以擴展其覆蓋範圍。而相位控制陣列天線中所整合的元件,增加了終端內部的占用空間,如何保證相控陣天線性能是毫米波天線的關鍵技術。
此外,毫米波波長短,天線單元結構複雜、疊層結構、垂直對位元精度影響,就會導致較大的相位差,這就給天線毫米波元件、饋線的設計和加工帶來巨大的困難。因此,毫米波天線的關鍵技術還包括保證天線單元及相關器件的加工精度。
HFSS是功能強大的任意三維結構電磁場全波模擬設計工具,是公認的業界標準軟體,它採用有限元法對任意三維結構進行電磁場模擬,模擬精度高,可用於精確的電磁場模擬和建模,國內有廣泛的應用,它擁有功能強大的三維建模工具,能夠方便地建立任意的三維結構,支援所有射頻和微波材料,實現元件的快速精確模擬(圖6)。
圖6 HFSS中採用的模擬方法
HFSS採用了自動匹配網格剖分及加密、切線向向量有限元、ALPS(Adaptive Lanczos Pade Sweep)等先進技術,使工程師們可以非常方便地利用有限元素法(FEM)對任意形狀的三維結構進行電磁場模擬,而不必精通電磁場數值演算法。HFSS自動計算多個自我調整的解決方案,直到滿足用戶指定的收斂要求值。其基於麥克斯韋方程的場求解方案能精確模擬所有高頻性能。
HFSS中可實現天線布局設計中的參數掃描,參數優化,敏感度分析,統計分析等精細化設計的設計空間探索功能,結合高效能運算技術,能對毫米波天線進行天線性能快速優化、關鍵尺寸敏感度分析。通過敏感度分析可以分析天線性能的關鍵尺寸影響,在製造中對關鍵尺寸進行精度把控,是提高產品良率,保證產品性能的有效手段。
場路協同模擬
終端5G毫米波天線採用了AiP技術進行天線設計,整個天線內部需要將天線、射頻前端模組以及相位控制陣列結構整合封裝,封裝中天線與射頻模組的結合需要精確模擬分析阻抗匹配。
在5G毫米波的研究過程中,後端電路與天線匹配以及堆疊影響,是毫米波天線開發的關鍵技術。針對AiP天線設計,我們可以使用ANSYS HFSS + Circuit Design來進行有源天線模擬。在Circuit Design中對射頻電路進行原理圖搭建與模擬。其中,軟體中內置有全面的RF器件並且支援對HFSS中求解的3D模型的動態連結,從而能建立準確、完善的RF電路。在Circuit...
供給/需求兩端一搭一唱 摩托車聯網勢不可當
汽車搭載藍牙、衛星定位甚至3G/4G聯網功能,已經是相當普及的規格,特別是藍牙跟衛星定位接收器,對大多數中階以上車款來說,幾乎已成標準配備。但摩托車搭載上述聯網功能的風潮,則是在最近兩三年才開始。
在創業團隊有濃厚手機產業背景的睿能(Gogoro)推出內建藍牙(Bluetooth)的電動摩托車,讓摩托車可借用手機內建的3G/4G數據機與衛星定位接收器,實現車聯網之後,傳統摩托車品牌廠也紛紛效法,在自家的電動摩托車上整合藍牙功能,進而讓目前市面上絕大多數的電動摩托車,均具備一定程度的聯網能力。
汽車供應鏈加持 摩托車聯網進展神速
藍牙技術從問世到打入汽車產業,進而成為目前許多車款的標準配備,前後花了近20年時光。但在電動摩托車問世後,短短兩三年內,幾乎所有台灣廠商生產的電動摩托車,都已經將藍牙當作標準配備。
台灣博世(Bosch)汽車原廠零件業務部總經理楊建新(圖1)認為,電動摩托車搭載網路通訊功能的比率之所以迅速提升,跟技術實作的成本有很大的關係。台灣的摩托車市場結構跟歐美有很大的不同,台灣民眾買摩托車,主要是為了通勤代步,但歐美民眾買摩托車,大多是因為休閒嗜好。因此,台灣的摩托車產品非常注重性價比,一台摩托車的生產成本通常只在1千歐元(約3.3萬元新台幣)上下,但歐洲摩托車廠的所推出的車款,主力是重型摩托車,整車的生產成本可達1萬歐元,甚至更高。
圖1 台灣博世汽車原廠零件業務部總經理楊建新
也因為歐美摩托車廠對成本的承擔能力高於台灣車廠,因此就市場現況來看,其實歐美的重型摩托車在聯網功能上,比台灣的電動摩托車來得更先進。很多重型摩托車都已經搭載衛星定位跟3G/4G通訊模組,不僅滿足歐美車主假日出遊的需要,同時也可以滿足歐盟的eCall法規要求。相較之下,台灣的摩托車在聯網功能方面,扣除共享業者訂製的特殊車款,大多數市售摩托車僅能支援藍牙功能。
事實上,有些歐美大型摩托車的聯網功能,跟汽車相比,已經相差不遠。這或許跟汽車、摩托車廠背後的Tier 1供應商,其實是同一批廠商有關。以Bosch為例,該公司有很多原本是為汽車開發的技術,現在已經轉移到摩托車上。但最重要的關鍵還是在客戶對成本的接受度,如果原本是以汽車為目標開發的技術、產品,經過適當調整後,能把成本降低到摩托車廠可接受的水準,摩托車製造商就會有導入的意願。
因此,長期來看,摩托車的聯網能力,一定會漸漸追上汽車。只要成本結構對了,汽車搭載的聯網技術,都有可能會出現在摩托車上。
共享車款必須獨立聯網 模組方案解難題
從楊建新的分析,不難推論出台灣車廠之所以偏好藍牙的原因。相較於3G/4G聯網,藍牙是成本低廉許多的聯網技術,藉由藍牙來連接智慧型手機,車廠可以省下內建行動網路數據機的成本,如果需要車聯網提供的服務,只要開發手機App即可。但這種系統架構需要付出什麼代價呢,又有何應用上的限制呢?
u-blox台灣區業務開發經理劉彥呈(圖2)分析,電動摩托車藉由手機來實現車聯網,雖然是一種很低成本的方法,但如果以摩托車主最需要的功能--定位與導航來看,其實是不太理想的作法。手機的定位與導航功能,要靠手機應用處理器來解算GNSS衛星訊號,因此非常耗電。相較之下,GNSS專用晶片的功耗比應用處理器低得多,故專門用來導航的設備,電池續航力通常會比開著定位功能的手機要長許多。
圖2 u-blox台灣區業務開發經理劉彥呈
如果是銷售給一般消費者的摩托車,這項缺點或許還可以接受,但若是共享業者的摩托車,則獨立的定位與聯網功能,將會是必備功能。藉由手機來實現定位跟聯網,最大的問題是車主不能離開摩托車,一旦車主離開,摩托車就會暫時失去透過網路回報位置跟車輛狀況給共享業者的能力,直到下一個使用者的手機跟摩托車重新連線為止。因此,共享業者若要時時掌握自家資產的狀況,則摩托車獨立聯網的能力,將是很基本的規格需求。
然而,要在摩托車上內建獨立聯網功能,對車廠來說,有三個很高的門檻要跨過。首先,車廠必須要有3G/4G通訊子系統的設計能力,但射頻(RF)系統的設計研發是一門專業,除了要有熟悉RF的設計人才外,車廠還要負擔高昂的前期設備投資成本,例如頻譜儀、向量網路分析儀等RF系統開發的必備儀器,還有微波暗室等量測環境配套。
其次,因為聯網摩托車必然要搭配電信業者的行動網路服務,故電信業者會要求摩托車通過入網測試,就跟手機一樣。然不同電信業者的入網測試標準不一,有些電信業者的入網測試十分繁複,測試費用也不便宜,特別是歐美的電信業者。如果車廠的聯網摩托車要銷往歐美市場,入網測試也會是一道非常難以跨越的門檻。
第三,行動通訊技術的智財(IP)授權,對摩托車廠來說,是一個很棘手問題。任何產品製造商要開發支援行動通訊技術的產品,都需要支付一筆為數不低的權利金給擁有相關智財權的業者,否則會有侵權問題產生。摩托車廠對於這些行動通訊產業已經行之有年的遊戲規則較不熟悉,稍有不甚就可能引來官司。
這三道門檻就是獨立聯網摩托車現階段之所以還無法普及的主要原因。但u-blox認為,這些問題是有解的。藉由高整合度的模組,完善的參考設計跟設計指南,車廠不需要擁有完整的RF研發團隊跟設備資源,也能將行動聯網功能整合到自家的產品上;如果模組供應商提供的方案已通過全球各大電信業者的入網測試,車廠通常也不太需要擔心入網測試的問題。最後,模組供應商若有夠強的智財專利組合,也能幫客戶撐起IP保護傘,降低侵權風險。
u-blox在車載通訊市場上已耕耘多年,這些摩托車導入聯網功能時會遇到的問題,其實在汽車市場上也會遇到,因此u-blox早已做好準備,並累積了許多處理這類問題的經驗。u-blox針對車載市場提供的方案不只是模組,還有完整的參考設計,電信入網測試的問題也已經預先解決,因此車廠或車載通訊設備製造商不用煩惱RF設計跟入網測試的問題。至於在IP授權方面,因為u-blox本身也有完整的IP組合,因此可為客戶提供一定程度的專利保護。
共享業者話語權漸增 帶動獨立聯網普及
雖然銷售給一般消費者的摩托車款不一定要具備獨立聯網功能,但由於共享服務商業模式興起,站在車廠的角度,來自這類企業客戶的營收占比,未來將會明顯成長。因此,開發客製化的摩托車款,以滿足企業客戶的需求,將會是車廠很重要的營運方向。台灣已有部分車廠直接跳下來經營共享摩托車業務,正顯示共享業務的發展趨勢,未來將會對車廠的營運產生重大影響。
楊建新認為,共享商業模式是交通產業一個很重要的發展趨勢。在汽車產業,很多共享服務業者,對車廠的影響力跟談判權,已經不容小看。例如中國的滴滴出行,就已經有能力直接跟車廠開規格,要求車廠提供客製化的車款。他相信,類似的案例在摩托車產業也會越來越常見,例如中華汽車本身除了生產eMoving電動摩托車之外,也提供WeMo客製化的電動摩托車,產品規格跟面向一般市場銷售的eMoving有所差異。
具體來說,WeMo所使用的eMoving車款,都搭載了WeMo自行開發的4G智慧控制盒,這是一般市售的中華eMoving電動摩托車所沒有的。
劉彥呈也抱持類似的觀點,並認為電動摩托車跟共享服務業者,將會是u-blox在台灣的重要新客戶群。因為共享摩托車的興起,會帶動獨立聯網功能的需求,而這也是u-blox在現有的車載通訊、工控設備之外,一個進一步擴大業務領域的契機。
額外附加功能拉抬獨立聯網需求
至於針對一般大眾銷售的摩托車,如果要採用獨立聯網架構,必須要提出其他額外的行銷訴求,才有機會說服消費者額外花錢。哪些功能有機會說服摩托車主購買更昂貴,但功能更高階的摩托車呢?答案可能還是要從汽車車聯網的發展軌跡去尋找。
歐盟自2018年4月起,已經將eCall列為所有在歐盟境內銷售的新車都必須強制支援的系統,當車主發生交通事故時,eCall系統會自動通報警察跟救援單位,更快趕到事故現場。雖然歐盟政府並未強制摩托車必須搭載eCall,但這項功能已經不再是汽車的專利,德國BMW就走在法規之前,在自家所生產的重型摩托車上搭載eCall,為BMW摩托車的車主提供更多保障。
另一方面,歐盟預計在2022年將智慧限速(Intelligent Speed Assistance)列為新車必須強制支援的功能,在這個功能輔助下,未來汽車在道路上行駛時,會自動依照該路段的速限調整行車速度。BMW也正在評估,要在自家的汽車跟重型摩托車上同步導入這項功能,但還沒做出最後決策。
至於摩托車的行車導航,在數位儀表板逐漸普及的情況下,未來很可能會直接整合在摩托車的儀表板。事實上,目前台灣摩托車騎士把手機藉由車架放在龍頭上,當行車導航設備使用的做法,是相當危險的,因為手機導航的使用者介面不是為機車騎士所設計,上面有太多不必要的資訊,反而會讓騎士在馬路上分心。
因此有些國內外儀表板業者,已經開發出專為機車騎士設計行車導航介面。這類介面十分簡潔,只有左右轉、前進的箭號,類似Turn-by-turn導航模式,以避免騎士分心。而這種導航模式,最理想的方法還是要靠獨立的硬體GNSS來實現,否則機車騎士的手機一下子就會沒電了。
整體來看,從提高車主行車安全的角度去思考獨立聯網摩托車的賣點,應該會是個可行的方向。畢竟,摩托車是相對危險的交通工具,如果能提供更多安全保護機制,對於車主來說,會有一定的吸引力。
Gartner:5G換機熱潮興起 2020智慧手機市場成長3%
根據全球調研機構Gartner指出,2019年全球終端使用者的智慧手機銷售量下跌2%,自2008年以來首次呈現負成長,但2020年有望止跌反彈,在5G手機需求帶動之下,2020全球智慧手機市場有望成長3%;而5G手機銷售量更有望在一年內超越4G手機銷量。
Gartner研究副總裁Annette Zimmermann表示,2019年由於市場飽和,高階裝置供應量供過於求,且裝置更換周期延長,智慧手機供應商面臨重重難關;但隨著2020年越來越多國家及地區廣泛布建5G網路,以及5G手機預計在2020年開始降價,因而出現新的換機需求,導致智慧手機市場出現反彈。
Gartner預測2020年5G手機銷售量將達2.21億台,占總銷量的12%,且於2021年將躍升一倍至4.89億台。從區域角度來看,中東和北非,成熟的亞太地區和大中華地區(中國、台灣和香港)將在2020年實現最高的成長率,分別為5.9%,5.7%和5.1%。
Zimmermann指出,5G商業化的加速可預期於2020年實現,加上價格低於300美元5G手機的誕生,預計5G手機銷售量有望於一年內超越4G手機。
總體而言,對5G手機強勁的需求加上對Apple首款5G手機的期望,將成為智慧手機成長的的關鍵推手;尤其是大中華及亞太地區;而前述兩大區域將於智慧手機銷量各占全球冠亞軍,銷售量分別為4.223億和3.768億。
高通新Snapdragon三平台優化4G智慧手機體驗
高通(Qualcomm) 宣布推出三個全新行動平台,高通Snapdragon 720G、662和460,將在連接、電競和娛樂方面提供增強的用戶體驗。這些全新行動平台可實現4G快速連接速度,透過高通FastConnect 6系列子系統提供關鍵的Wi-Fi 6功能和具有先進音訊的內建藍牙5.1,支援雙頻(L1和L5)全球導航衛星系統(GNSS)以提高定位的準確和耐用度,並且為支援印度區域導航衛星系統(NavIC)的系統單晶片解決方案。這些全新平台還具有高通人工智慧引擎(Qualcomm AI Engine)與高通感測樞紐(Qualcomm Sensing Hub),旨在於攝影、語音助理和幾乎常時啟動的場景中增強情境意識,提供全新和改進的人工智慧用戶體驗。
高通副總裁暨印度區總裁Rajen Vagadia表示,雖然5G在全球各地迅速普及,該公司也意識到4G為印度消費者推動寬頻連接的功能是非比尋常的。4G仍將是高通技術公司在印度等地區專注的領域,並持續在這些地區做為連接的關鍵技術。該公司的目標是使合作夥伴能夠繼續推出提供消費者可以信賴的無縫連接和出色行動體驗的解決方案。
高通定位套件(Qualcomm Location Suite)實現首次在行動裝置上同時支援多達七個衛星星座,包括使用所有NavIC的衛星,以實現更精確的定位能力、更快的首次定位時間(TTFF)位置獲取,並提高定位資訊服務的穩定性。
高通技術公司產品管理副總裁Kedar Kondap表示,當今的智慧型手機用戶需要快速、無縫的連接、先進的功能和持久的電池續航力。這次4G產品線的擴展使該公司合作夥伴能夠提供滿足全球需求的精密解決方案,並在多個層級和價格帶中實現卓越的遊戲體驗。
5G扮GaAs成長推手 台射頻代工廠可望受惠擺脫營收衰退
5G通訊將帶動砷化鎵(GaAs)市場明顯成長。根據TrendForce旗下拓墣產業研究院報告指出,現行射頻前端元件製造商依手機通訊元件的功能需求,逐漸以GaAs晶圓作為元件的製造材料,加上5G布建逐步展開,射頻元件使用量較4G時代倍增,預料將帶動GaAs射頻元件市場於2020年起進入新一波成長期,而台灣射頻代工製造業者如穩懋、宏捷科、環宇等也可望搭上此波浪潮,逐漸從營收衰退困境脫身。
目前4G時代的手機通訊頻率使用範圍已進展至1.8~2.7GHz,對傳統3G的Si射頻前端元件已不敷使用,加上5G通訊市場正步入高速成長期,其使用頻段也將更廣泛(包含3~5GHz、20~30GHz),因此無論是4G或5G通訊應用,現行射頻元件預計將逐漸被GaAs取代。
對此,拓墣指出,由於射頻前端元件特性,包含耐高電壓、耐高溫與高頻使用等,在4G與5G時代有高度需求,傳統如HBT和CMOS的矽(Si)元件已無法滿足,廠商便逐漸將目光轉移至GaAs化合物半導體。而GaAs化合物半導體憑藉本身電子遷移率較Si元件快速,且具有抗干擾、低雜訊與耐高電壓等特性,因此特別適合應用於無線通訊中的高頻傳輸領域。
若以目前市場發展來看,受到2018年下半年受到手機銷量下滑、中美貿易戰影響,衝擊GaAs通訊元件IDM廠營收表現,預估2019年IDM廠總營收將下滑至58.35億美元,年減8.9%。
然而,隨著5G通訊持續發展,射頻前端元件使用數量將明顯提升,如功率放大器(PA)使用量,由3G時代的2顆、4G的5~7顆,提升至5G時代的16顆,將帶動2020年整體營收成長,預估GaAs射頻前端元件總營收將達64.92億美元,年增11.3%。
總結來說,隨著各國持續投入布建5G基地台等基礎設施,預估在2021、2022年將達到高峰,加上射頻前端元件使用數量較4G時代翻倍,將可望帶動IDM大廠思佳訊(Skyworks)、科沃(Qorvo)新一波營收成長動能,而台廠射頻代工製造業穩懋、宏捷科及環宇等,也將隨著IDM廠擴產而取得訂單,逐漸擺脫營收衰退的陰霾。
5G網路市占率2024年將達26%
5G網路將在2024年占據無線通訊市場26%的營收比重,但卻不會提升停滯不前的全球無線通訊市場的市場規模,無線網路應用市場規模維持在8000多億美元左右。產業研究機構Strategy Analytics的研究預測,5G市場將在2021年開始建立真正的發展動力。網路覆蓋率提高、手機價格下降、應用更加成熟。
雖然一些市場透過4G服務增加了營收,但全球的長期前景仍然是大多數國家已經發現4G充其量只是對運營商之間競爭壓力推動的消費者預期,每個月都有越來越多的數據,2012年至2018年,當4G從所有行動用戶的4%成長到全球的61%時,服務收入成長不到1%,5G發展也會類似這樣的趨勢。Strategy Analytics認為,到2024年底,4G LTE網路用戶超過60億,占所有無線用戶的三分之二以上。LTE繼續擁有光明的未來,非洲和中東的大部分地區仍然依賴老一代。
車聯網進入熱身賽 2021年4G C-V2X商用開跑
2021年將會是4G C-V2X商用元年。C-V2X標準與技術陸續到位,2018年即有豐田(TOYOTA)、福特(Ford)與通用汽車(GM)陸續宣布聯網汽車量產時程,甚至於2019年MWC展會上,吉利亦宣布將於2021年量產V2X車款,正式為車聯網發展擘畫新時代藍圖。
資策會MIC資深產業分析師兼產業創新研究組組長鄭兆倫表示,2021年4G C-V2X將正式進入商用元年,此現象可從整體車聯網產業的供給端和需求端分析。從供給端來看,包含晶片、模組與設備皆有相關商用方案,晶片商如高通(Qualcomm)、華為、聯發科與英特爾(Intel)已各發表4G C-V2X商用產品;其中,高通甚至於MWC展會中,宣布將提供4G C-V2X SoC方案,內建處理器、通訊等晶片,提供整合度更高的車聯網方案。
此外,車聯網的發展,可說是電信業者面對行動網路(或通話)市場逼近飽合階段的下一個出海口,如何增加車聯網用戶數量來獲得更大的營收,建立良好的商業模式則非常關鍵。過去汽車產業將車聯網應用聚焦於車用娛樂應用(如觀看影片、上網),諸多功能透過手機分享即能實現,其效果不彰。若以加強行車安全功能為出發點,則車聯網的重要性就更能突顯出來,而這須進行聯網、開通eSIM功能,得面對基礎建設、收費機制制定等問題,背後成本與商業模式建立還須一段時間的醞釀,但不可否認,車聯網的潛在商機備受電信業者與車廠關注。
從標準組織角度出發,鄭兆倫認為,C-V2X標準於3GPP R14~16版本已經非常成熟;其次、綜觀業界生態圈組織,5GAA可說是車聯網C-V2X發展的重要組織,而在5GAA中,已可看到許多通訊產業的廠商加入其中,包含電信商、設備商,整體生態圈已相當成熟了,故於2021年進入C-V2X商用元年勢在可期。
針對車聯網需求端的發展態勢,鄭兆倫分析,這部分發展應會較為緩慢,初期應聚焦於停車位指引、事故支援(E-call)、事故通知周邊車輛、周邊路況通報等應用逐一累加上去,讓消費者有足夠的時間習慣車聯網Nice to Have的功能,接受汽車價格與功能同步提升的好處,而後加強C-V2X的功能,如幫助駕駛者控制車距。
除了消費者使用習慣改變,提升車聯網需求發展外,另外一方面則面臨「總體經濟」影響,意味著即便技術成熟、消費者想買,但卻因為GDP成長率不夠,使得消費變得保守,如2018大陸汽車市場下滑,即可看出端倪。
以標準與產業發展狀況來看,5G C-V2X標準預計將於2019年年底或2020年初正式底定,過程中4G投資如何回收,勢必將延後5G C-V2X商用時間;其次,聯網技術受限於頻譜資源供應問題,預計主要發展車聯網國家於2020年左右,才逐步確立車聯網專用頻段;最後,C-V2X技術的投入,不光只限於汽車本身,就連周邊通訊設備、基地台與電信網路皆需同步更新,不失為一項鉅額投資。基於此,2021年可說是4G C-V2X商轉合理時間點,先以4G C-V2X試水溫,於2021年也應看到市售汽車搭載V2X功能出現。
Molex發布新型三合一外部天線新品
Molex發布三合一(4G/Wi-Fi/GPS)外部天線,為天線產品系列增添新產品。對於汽車和非汽車運輸產業中的消費者,該產品是為車載通訊、遠端監控、跟蹤和其他無線應用實現防水4G、Wi-Fi和GPS解決方案的理想選擇。
此天線採用雙極全平衡設計,達到IP66等級。天線圓形外殼直徑為77毫米,高度為15毫米。該解決方案尤其適用於需要延伸的連接、從天線外殼處伸出約3米的應用。電纜可採用各種連接器來實現完全的自訂。
Molex的三合一外部天線極為緊湊、完全防水,採取即剝即貼的形式,便於安裝和拆卸。正是由於從外殼中引出了三條電線,天線一次即可連接到多個無線電設備應用。
Molex全球產品經理Bob Wang表示,這是Molex第一種採用了有線可自訂連接器端接方式的防水外部天線。與市場上的其他公司相比,Molex能夠以更具競爭力的價格推出這一新產品,實在倍感高興。與市場上類似的產品相比,這種天線更為緊湊,在1575MHz頻段下的GPS雜訊值更低,增益為28±3dB。
u blox/ERM攜手推出Wi-Fi熱點車輛追蹤裝置
u-blox進日發表由裝置式車載資通訊系統解決方案供應商ERM Advanced Telematics公司所生產的先進車輛追蹤裝置--StarLink TrackerWi Fi。此裝置結合了u-blox的GNSS、4G和Wi-Fi技術,因此免除了為車輛配備單獨的行動Wi-Fi熱點的需求。StartLink TrackerWi-Fi可為聯網汽車、車載資通訊系統和車輛診斷、車隊管理、車輛安全、使用量計費保險(UBI)、以及出租和租賃服務業者等各種應用提供廣泛的解決方案。
物聯網(IoT)和聯網汽車的發展正在為車隊管理帶來新的變革,可為租車業者、運輸和物流公司提供從遠端預先偵測和診斷干擾,並即時監控司機駕駛行為的車輛追蹤工具。目前,在全球各地的道路上,ERM已部署了超過180萬台的車隊追踪裝置。
隨著車載Wi-Fi的日益普及,許多公司正為汽車配備Wi-Fi熱點功能,讓駕駛和乘客能夠連結上網。透過整合Wi-Fi熱點功能,ERM的StarLink TrackerWi-Fi讓使用者輕鬆利用蜂巢式4G通訊技術把資通訊系統數據傳送給車隊經理。這樣不但可把即時的資通訊系統數據發送到駕駛的智慧型裝置或車載資訊娛樂系統,還可減少每台裝置到每輛汽車所需的SIM卡數量。
採用u-blox的GNSS追踪、蜂巢式4G LTE和Wi-Fi技術,是此裝置能夠快速上市的重要關鍵。透過使用u-blox預先通過測試的定位和通訊模組以及整合式軟體,製造商能把生產和開發所需的時間縮短。