5G

全球最大科技盛會—美國拉斯維加斯消費性電子展(CES)於2020年1月7日揭幕，吸引全球超過4500家廠商參展，以及17萬的人次參觀。此次的焦點除了萬所矚目的5G科技外，5G技術所衍生的相關應用，例如汽車電子、人工智慧、影音串流、高清影像、智慧居家、萬物智聯等，也成為會場中關注度最高的趨勢應用。而5G相關應用平台與系統所需要的關鍵零組件中，儲存裝置 (Storage Devices)不僅扮演著不可或缺的高速儲存效能的角色，也是群聯未來成長動能之一。 群聯董事長潘健成表示，QLC快閃記憶體技術已談論多年，全球客戶均引頸期盼希望群聯能逐漸導入主流的SSD控制晶片及儲存方案中。而群聯成功導入QLC快閃記憶體且量產，發揮QLC的高CP值優勢。此外也希望透過QLC儲存方案量產，持續提升快閃記憶體普及率，讓更多消費者享受到快閃記憶體所帶來的高效能。 群聯電子(Phison)在本次CES全球科技盛會展出系列新QLC快閃記憶體(NAND Flash)儲存方案，從首款PCIe Gen4×4 SSD控制晶片PS5016-E16、PCIe Gen3x4 SSD控制晶片PS5012-E12、至SATA PS3112-S12 SSD控制晶片，均支援最新QLC快閃記憶體技術，最高容量分別達到4TB(E16)、8TB(E12)、與16TB(S12)，而最高效能分別達到4.9GB/s(E16)、3.4GB/s(E12)、與550MB/s(S12)；再加上針對經濟型消費市場推出高容量2TB與高速達550MB/s的DRAM-Less版本PS3113-S13T SSD控制晶片，為目前完整且量產的QLC SSD儲存方案。 群聯在這次CES電子展中除了SSD以外，也展出全系列搭載QLC快閃記憶體的移動式儲存方案，包含microSD、USB3.2、以及Thunderbolt3儲存方案。

Skyworks與思寬(Sequans)聯手於2020年美國消費性電子展(CES 2020)上展示新品SKY66430-11，整合多頻段及多晶片系統級封裝(SiP)，提供RFEE、收發器等多裝置寬頻率範圍執行的同時，亦為5G大規模物聯網(Massive IoT)市場發展帶來嶄新氣象。 Skyworks宣布將加速5G大規模物聯網應用的採用。 Skyworks市場營銷副總裁John O'Neill表示，隨著5G的出現，相較分散式架構，採用Skyworks營運商認證解決方案的物聯網裝置能更快推向市場，且更具成本效益。 Skyworks的LTE多頻段無線電的無線射頻前端(RFFE)SKY66430-11多合一裝置經認證，整合多頻段及多晶片系統級封裝(SiP)，可實現蜂巢式LTE-M/NB-IoT(頻分雙工FDD)體系結構。其前端部分包含Rx低通濾波器、含偏壓控制器的寬頻PA、Tx低通諧波濾波器及天線開關；於接收部分，低通濾波器則將必要的部分整合至SiP中，並阻隔干擾源，比起傳統LTE接收器有更低的插入損失及噪音係數；在發射部分，負載線針對高效而最佳化，整合LPF以抑制PA及收發器的諧波，同時降低最大損耗，進而最佳化發射電流損耗，頻外發射的設計使其與3GPP相容。此外，該產品整合Sequans MONARCH SQN3330晶片，使LTE多頻段無線電的無線射頻前端、收發器、電源管理、記憶體和基頻數據機，得以於700至2200 MHz頻率範圍運作。 由於蜂巢式連接能提供遠距監控，控制或管理所需的安全、實時裝置至雲端連接的能力，因此眼下物聯網製造商正加緊腳步開發。此類低功耗廣域網路(LPWAN)功能適合被廣泛採用於消費性產品，如智慧手表、可穿戴裝置和追蹤器，以及工業和基礎設施應用，如天然氣、水/電表、機器監控、工廠自動化、供應鏈及物流監督等。 物聯網應用需求不斷提升，根據近期5G Americas與推出的5G白皮書指出，蜂巢式物聯網正成為廣域物聯網應用的首選技術；同時愛立信(Ericssion)2019年移動性報告中亦表示，蜂巢式連接的IoT裝置預計將從2018年的10億台成長至2024年的41億台，複合年成長率為27%。其中LTE-M/NB-IoT(大規模物聯網)預計將占其中的45%，遠高於2018的數量。預計本次Skyworks與Sequans的技術合作，將使大規模物聯網的布建加速，連帶提高5G應用。

儘管這些令人振奮的發展還未到來，但5G部署正在發生，速度遠超想像。例如，2018年底5G的毫米波頻譜拍賣就已開始，目前仍在進行；5G技術標準制定過程已基本完成；Verizon和AT&T已經在美國特定地區推出使用毫米波的固定無線服務，作為行動毫米波5G的先驅，而中國計畫在2019年部署20萬個5G基站，日本、韓國和瑞士也積極成為早期採用者；此外，5G所需的資料中心、網路基礎設施、用戶端設備(CPE)和行動系統也在大力發展。 因此，預計未來幾年的網路流量將呈指數成長。估計到2024年，行動資料流量的年複合成長率將達31%，年度全球行動資料流量每月約為136艾位元組(Exabyte)，其中5G約占25%。此外，隨著新應用需求出現、用戶增加，越來越多的用戶參與傳輸和處理大量資料的活動，如高解析影片，流量不斷成長的同時，複雜性也會增加；體育、音樂會及其他活動的現場直播、串流式影片服務等。 5G催動半導體射頻技術演進 面對流量、複雜性和智慧手機5G化挑戰，架構更改勢在必行。而對於這些應用的晶片設計者來說，必須打造出射頻、功耗和性能優化的設備，才能使產品脫穎而出。隨著5G應用的發展，還必須在設計和製造生態系統中降低這些晶片的生產成本，說明晶片快速上市，從利用現有4G/LTE架構和6GHz以下頻段的初始設計，到針對毫米波頻率架構的設計。 為此，晶圓代工業者如格芯(GlobalFoundries)為智慧手機晶片設計者提供一系列久經考驗的創新型射頻技術，隨時可用於5G部署且具有廣泛的特性、功能和能力，可以不同方式組合，創建5G應用所需的特定屬性。 本文將探討格芯技術對智慧手機和其他移動設備5G部署的貢獻。首先討論6GHz以下頻率應用的晶片設計方法，充分利用部分現有4G頻段(700MHz、2.5GHz等)以及3.3GHz至5GHz頻段來實現5G。該頻率範圍內的晶片開發通常包括設計「改進」，而不是全部重新設計。因此，第一代5G智慧手機主要基於6GHz以下。 本文將探討在24GHz以上頻率毫米波(mmWave)頻段中的5G應用。這些頻段資料傳輸速率極高，但需要將多根天線組合成天線陣列，以擴展毫米波的覆蓋範圍。最後將討論Wi-Fi前端模組，因為Wi-Fi功能如今已包含在與5G系統交互的各種設備中(例如智慧手機、平板電腦、筆記型電腦、桌上型電腦、可穿戴設備和路由器)。 8SW RF SOI技術實現6GHz以下部署 在射頻電路設計中，射頻前端模組(FEM)通常包括天線與射頻收發器(發射器/接收器)之間的所有元件。包括處理從天線接收的訊號所需的開關、濾波器和低雜訊放大器(LNAs)，以及透過濾波器和開關放大發送到天線的訊號的功率放大器(PA)。 對於6GHz以下的蜂窩架構，FEM是混合型，意味著使用多種技術，以便為每個元件帶來獨特的優勢，如圖1所示。GaAs用於PA，而RF SOI用於開關，SiGe或RF SOI都可用於LNA。 圖1　6GHz以下智慧手機蜂窩前端和收發器 格芯的8SW RF SOI技術採用300mm晶圓製造的全面認證高容量RF SOI代工解決方案。該解決方案經過優化，可為用於高階4G-LTE和6GHz以下5G應用的FEM中的LNA、開關和調諧器提供優異性能。 該技術基於含有大量陷阱、全銅互連、優化的金屬堆疊和MIM電容的高電阻襯底，提供較佳的導通電阻和關斷電容，可實現高隔離性能，大幅降低插入損耗(IL)和諧波。降低插入損耗是智慧手機原始設備製造商(OEM)和蜂窩網路運營商的關鍵需求，因為更低的IL會產生更強的訊號，進而減少通話斷線/斷開連接現象，提高資料速度，尤其是蜂窩邊緣。使用此一技術製造的開關在隔離性能和線性度上優於其他產品，這意味著更高的接收器靈敏度和更少的干擾，同樣會減少通話斷線/連接/串擾，最終改善用戶體驗。 另外，6GHz以下蜂窩智慧手機架構通常使用獨立收發器，直到最近，這些收發器都建立在28nm的CMOS技術上。現在，業界正在向更高性能的FinFET技術發展，使得5G系統能夠處理更多數位內容，並充分利用功耗較低的類比電路。 45RFSOI 技術滿足毫米波前端模組設計 毫米波頻段中的5G架構正在不斷發展，因此前端模組設計因客戶而異。 以FEM為中心的設計選項之一是部分整合方法，其中整合了毫米波PA、LNA、開關、移相器、功率合成器/分相器，某些情況下還有RF/毫米波上/下變頻轉換器。這些轉換器將毫米波從中間頻率(IF)轉換為高於6GHz但遠低於毫米波水準(反之亦然)。訊號通常處於7~12GHz的範圍內。這被稱為「高IF」架構，利用了IF頻率(而不是毫米波頻率)下FEM和收發器之間的較低互連損耗。選擇IF頻率是為了不干擾同一手機中的其他6GHz以下訊號。 另外一種整合方法是使PA保持獨立，而不是與其他FEM元件(LNA、開關、移相器和功率合成器/分相器)整合在同一晶片上。另一個以FEM為中心的設計選擇是完全整合的方法，其整合了包括收發器在內的整個子系統，但不包括數據機介面。 選擇使用獨立FEM模組的毫米波的客戶需要大功率高RF性能的PA，為此，可使用45RFSOI製程；透過增加以RF為中心的增強功能，利用久經驗證的45nm部分耗盡型絕緣體上矽(PD-SOI)技術的固有優勢，並可提供更佳的毫米波FEM性能。優勢包括： ．用於高線性度開關的高電阻率襯底、LNA以及毫米波頻率下的低損耗互連。 ．高High ft/fmax(290/410GHz)和堆疊能力的PA，具有更高的最大輸出功率(Psat)和功率增益，效率更高；高功率容限開關，提供低插入損耗(0.65dB5) ．經優化的低損耗後段制程(BEOL)製程，提供低雜訊係數(NF)LNA(1.3 dB5)和低損耗互連，以及移相器和功率分相器/組合器等被動元件。 另外，使用45RFSOI製程可以實現更高的Psat和更低的NF，進而增加PA的功率附加效率(PAE)，減少實現給定等效全向輻射功率(EIRP)輸出所需的天線列陣元件數量。這意味著更少的電池電量消耗和更好的熱管理。PA功率效率和熱管理至關重要，因為電池壽命是行動設備的關鍵要求，同時風扇或散熱器無法適應越來越輕薄的行動設備。此外，所需的陣列元件越少，天線模組就越小，最終降低封裝成本。該技術同樣非常適合毫米波5G小型蜂窩中的整合式FEM，因為它提供獨特功能，可設計Psat高達23dBm且最高效率>40%的晶片。 除了上述所提，還有22FDX製程可實現全整合5G毫米波無線解決方案。 與bulk CMOS技術相比，採用22FDX技術構建的功率放大器可節省34%的發射功耗和14%的總功耗，延長10%的電池使用時間並減少熱量。此外，22FDX不需要PA功率合成器，即可實現PA的完全整合，並縮小元件尺寸，提高效率。 在LNA性能方面，22FDX的雜訊係數比CMOS提高約30%，實現更佳的訊號覆蓋範圍和更少的通話斷線率。據估計，22FDX可將覆蓋距離增加約6%。此外，22FDX的開關性能至少比CMOS提高50%，同樣可增強訊號，減少通話斷線。這相當於將靈敏度提高了0.85dB，鑒於設計人員通常需要爭奪數十分之一dB的插入損耗差異，這一優勢尤為突出。 Wi-Fi 功能增加增添設計難度 多年來，Wi-Fi前端的功能不斷增加，以滿足Wi-Fi設備技術標準(例如802.11 a/b/g/n/ac)不斷成長的性能要求。最新的Wi-Fi標準是802.11ax，涵蓋2.4、5.8GHz以及新興的6GHz頻段，最高可達7.125GHz頻率範圍。 如圖2所示，Wi-Fi無線電架構各不相同。它們可能包括獨立的FEM和收發器，或整合式FEM和收發器，有時還包括整合式數據機。 獨立的Wi-Fi FEM可以是帶開關+PA+LNA的整合模組(圖2中的小點線框)，也可以是帶有單獨分立PA的開關+LNA。8SW技術旨在為Wi-Fi開關+LNA提供更佳解決方案，同時實現與前面提到的蜂窩開關相同的性能優勢。此外，8SW經過優化，可在基於RF SOI的LNA中提供令人滿意的低雜訊、高增益和高線性度優勢。 圖2　2×2 MIMO的Wi-Fi模組原理圖 對於高性能分離PA，一些設計人員會選擇砷化鎵(GaAs)。而別的設計人員通常會採用整合方法；而SiGe BiCMOS功率放大器技術可說明他們在性能、整合和成本效率之間取得最佳平衡；而SiGe PA技術則基於矽基板，與砷化鎵替代品相比，性能相似但模組更小，因此具有整合優勢。所有SiGe PA產品均採用經過生產驗證的矽穿孔(TSV)，可實現低成本封裝解決方案。 總結來說，晶圓代工者提供廣泛的差異化RF技術，幫助整個5G行業實現強勁成長。無論是6GHz以下應用、mmWave 5G應用，還是先進的Wi-Fi無線電，這些多樣化的技術都能為5G解決方案帶來特定的益處，幫助設計人員打造優化5G性能的設備，並在功率、性能、RF功能和特定應用功能之間取得平衡。 (本文由GlobalFoundries提供)

近年全球戮力發展工業4.0，其中台灣中小製造業是經濟發展的潛在動能，為進一步協助提升產業競爭力，政府推行的5+2產業創新計劃中納入智慧機械全力提供企業發展工業4.0所需人才。能源管理及自動化領域的數位轉型法商施耐德電機(Schneider)與國立勤益科技大學共同合作，運用EcoStruxure物聯網架構和平台，針對工業4.0與物聯網提供智慧解決方案，升級既有傳統機台成為智慧化設備，未來更將針對產業需求培育種子教官，為企業數位轉型打下良好基礎，提升產業與人才競爭力。 施耐德電機工業自動化事業部總經理孫志強表示，施耐德電機明白現今台灣機械業主對人才的需求，因此與國立勤益科大共同合作，藉由提供EcoStruxure Machine Advisor機械雲、Augmented Operator Advisor(AOA)工業擴增實境顧問服務以及我們自主研發、應用於機器學習的智慧刀具損耗預知系統，成立施耐德電機機械雲技術合作暨訓練中心，學生透過操作實際應用於業界的新興科技加強即戰力，消弭產學落差、打造產業轉型基礎。 國立勤益科技大學校長陳文淵指出，台灣傳統機械業的痛點在於技術傳承往往是以師傅帶學徒的方式，但老師傅退休後新人難以留住，導致技術難以傳承，因此容易出現人才斷層，降低產業競爭力。施耐德電機藉由與國立勤益科大的產學合作，從潛在人才的教育著手以及新興科技改善人才斷層，為企業轉型打下良好基石。 施耐德電機提供EcoStruxure物聯網平台的三大解決方案，首先透過Augmented Operator Advisor(AOA)工業擴增實境顧問服務系統將傳統技術傳承模式升級為數位化SOP流程，可大幅縮短操作人員一半以上的教育訓練時間，並透過AR虛擬擴增實境技術來解決過去複雜冗長的控制器程序流程，以指引步驟的模式快速讓新生力軍快速上手實現快速維護，並結合Machine Learning Tool Condition Advisor智慧刀具損耗預知系統，提升耗材使用率；最終透過EcoStruxure物聯網平台的第三層—Machine Advisor機械雲，將現場關鍵加工的參數、機台稼動率、即時刀具壽命等數值上傳至雲端，操作人員不僅可在雲端看到異地的設備運載情況，還能透過其分析功能同步獲得機台運作及預測維護建議，有效提升機台運作效率。而施耐德電機在未來還會將上述解決方案進一步運用於超音波加工領域，廣泛用於難以加工的物件。 近年新興科技如5G、AI等技術蓬勃發展，進而帶動各國製造業轉型與升級加速，智慧化科技的創新應用效益更值得關注。孫志強指出，CNC銑床加工是個較為獨特的產業，透過與國立勤益科大的合作，成立跨領域團隊量身定做產業解決方案，除有助於生態圈形成，更透過產業供給與需求橋接產生經濟效益。 施耐德電機目前已完成EcoStruxure物聯網平台相關解決方案的建置，在未來將協助國立勤益科大把解決方案應用於教學，並培育種子教官，讓學生具備應用最新技術的能力外，更將偕同這些人才共同推動相關技術創新，讓台灣人才與技術透過產業與世界鏈接，推動台灣經濟再創高峰。

物聯網(IoT)、人工智慧(AI)、5G、工業4.0等應用推升資訊量暴漲，使得DRAM、SRAM、NAND Flash等傳統記憶體的儲存效能逐漸遇到瓶頸，同時在高速運算方面也受到了阻礙。為克服此一挑戰，產官學各界紛紛加大新興記憶體的研發以及投資力道，相關解決方案陸續問世，期能在未來取代傳統DRAM、Flash和SRAM三大記憶體產品。 MRAM成主要發展方向 新興記憶體如雨後春筍般浮現，其中MRAM備受期待的原因，除了其具備更好的儲存效能之外，另一個原因在於MRAM的特性可以滿足製程微縮需求，因此被視為極具吸引力的記憶體方案。所以，不論是學界或是半導體產業，多以MRAM為主要的發展目標，希望能早日拓展MRAM市場普及率。 三星宣布開始量產28nm FD-SOI製程eMRAM 布局MRAM市場，三星電子(Samsung)宣布已開始量產28nm FD-SOI製程的商業化嵌入式MRAM(eMRAM)解決方案。三星指出，該公司克服了eMRAM可擴展性挑戰的技術障礙，並將製程節點發展到28nm，除了實現更低成本、更佳功率、速度之外，還能讓產品依舊保有非揮發性、隨機存取和高耐久性等特徵。 據悉，基於此一製程的eMRAM解決方案可提供更好的功率、讀寫速度和更低成本等優勢。由於eMRAM不需要在寫入數據前進行抹寫循環(Erase Cycle)，因此eMRAM的寫入速度和傳統快閃記憶體相比快了1,000倍。另外，eMRAM的使用電壓低於傳統快閃記憶體，具有低功耗特性，且在待機狀態下不會耗電，因此能提高能源效率。 三星晶圓代工行銷副總裁Ryan Lee表示，在克服新材料的複雜挑戰後，該公司開發了eMRAM技術，並將eMRAM與現有成熟的邏輯製程結合，以提供獨特的競爭優勢和量產可能，滿足客戶和市場需求。 透過與28nm FD-SOI製程結合，以實現更好的電晶體控制(Transistor Control)和降低洩漏電流，此一方案將可滿足MCU、IoT和AI等各式應用需求。另外，在宣布可量產28nm FD-SOI製程的eMRAM解決方案後，三星也計劃擴展其eMRAM解決方案，除了在2019開始生產1Gb eMRAM測試晶片之外，也預計2020年積極推廣18nm FD-SOI eMRAM。 結合MRAM　群聯讓SSD效能再攀升 另一方面，隨著企業伺服器應用近年來逐漸大量採用SSD已是主流趨勢，而如何透過整合各種新興記憶體技術來提升現行主流SSD的效能及可靠度也逐漸成為研發企業級SSD時不斷探討的議題。因此，群聯電子便嘗試將企業級SSD方案整合MRAM，以拓展高階儲存應用市場。 群聯電子技術長馬中迅(圖1)表示，5G將會對儲存產業帶來明顯的轉變，5G的特點包括頻寬高、速率快、延遲性低，因而可以傳輸、擷取大量的聯網裝置資料；因此，對於儲存產品而言(例如SSD)，也必須要呼應到5G的特點。同時，由於AI應用的興起，高速運算的需求增加，這也會對儲存產品有更高的性能和容量要求，基於5G和AI的變化，記憶體業者開始強化儲存架構，朝更快、容量更大邁進。 圖1　群聯電子技術長馬中迅指出，5G將全面改變各種應用體驗，記憶體效能也須跟著提升。 為此，群聯宣布與Everspin策略聯盟，正式整合Everspin的1Gb STT-MRAM至群聯次世代的企業級SSD儲存解決方案設計，持續引領快閃記憶體控制晶片設計方向。 馬中迅指出，MRAM是一種非揮發性記憶體技術，其特色除了具有低功耗及讀寫速度高於NAND等之外，還包括斷電時資料不會遺失。雖說目前的記憶體技術或SSD等儲存技術也有斷電資料保存方案，但這需要一些成本、時間和技術代價，但若改用MRAM，可以進一步優化無預警斷電的資料防護機制(也就是恢復時間更快)。而SSD搭配MRAM後，更能提升SSD的效能，對於群聯持續布局企業伺服器SSD高階儲存應用市場為一大助力。 據悉，整合Everspin的1Gb STT-MRAM至群聯的快閃記憶體控制晶片設計及SSD儲存方案，將能協助該公司超大型數據中心客戶及企業OEM夥伴提升整體SSD效能、降低資料延遲，以及提升服務質量(Quality of Service, QoS)。 讓儲存更穩/更好　工研院積極研究SOT-MRAM AI、5G等應用推升資訊量呈現爆炸性的成長，因應如此龐大的資料儲存、傳輸需求，新興記憶體備受關注。為此，工研院也致力研發新一代MRAM技術，除了引領業者創新研發方向外，也希望能藉此加快新興記憶體發展腳步。 工研院電光系統所所長吳志毅表示，5G與AI時代來臨，摩爾定律一再向下的微縮，半導體走向異質整合，不同的技術整合性越來越強，能突破既有運算限制的下世代記憶體將在未來扮演更重要角色。MRAM速度快、可靠性好，適合需要高性能的場域，像是自駕車，雲端資料中心應用等，未來應用發展潛力可期。 據悉，在MRAM技術的開發上，工研院於IEEE國際電子元件會議(International Electron Devices Meeting, IEDM)中發表自旋軌道轉矩(Spin Orbit Torque, SOT)MRAM相關的最新研究成果。 吳志毅指出，相較於台積電、三星等公司即將導入量產的第二代MRAM技術(STT-MRAM)，SOT-MRAM為全球積極研究中的最新第三代技術，以寫入電流不流經元件磁性穿隧層結構的方式運作，避免現有MRAM操作時，讀、寫電流均直接通過元件對元件造成損害的狀況，同時也具備更穩定、更快速存取資料的優勢。 吳志毅補充，更重要的是，SOT-MRAM的讀寫次數更優於STT-MRAM。假設目前STT-MRAM的讀寫次數為10的10次方左右，那麼新一代SOT-MRAM的讀寫次數則可達到10的14次方左右。換言之，SOT-MRAM不僅能夠更穩定、更快速存取資料，且讀寫次數大幅增加，因而有望滿足更多高速運算應用。 FRAM方案持續問世　材料為普及挑戰 相較於其他以MRAM為主的業者，日本記憶體大廠富士通(Fujitsu)則是致力推動FRAM，並持續推出相關解決方案。例如日前富士通便發布可在攝氏高達125度的高溫下運作的新款2Mbit...

為搶攻5G手機商機，聯發科近期可說動作頻頻。繼發布天璣1000後，聯發科再度於CES 2020展會期間推出天璣800，瞄準中階5G手機市場。天璣800同樣是高整合度的系統單晶片(SoC)，將通訊、多媒體、人工智慧和影像等創新技術融合在7奈米製程的5G單晶片中；首批搭載「天璣800」系列5G晶片的終端手機將於2020年上半年問市。 聯發科技無線通訊事業部總經理李宗霖表示，繼天璣1000系列旗艦級的5G智慧手機系統單晶片登場後，該公司推出中階大眾市場的天璣800系列，該產品以中階價位為消費者帶來旗艦級的功能與體驗，並加速實現5G普及的目標；而該產品同樣專為全球5G網路Sub-6GHz頻段設計，該頻段將於今年在亞洲、北美和歐洲等地不斷擴大覆蓋範圍。 據悉，天璣800同樣整合了聯發科的5G數據機，相較於外掛解決方案，可顯著降低功耗，讓手機客戶輕鬆擁有省電散熱佳的優勢；並支援5G雙載波聚合(2CC CA)，與其他僅支持單載波(1CC無CA)的方案相比，5G高速層覆蓋範圍擴大了30%，可無縫切換到該區域覆蓋頻段，並具備更高的平均吞吐性能。 甫發布天璣1000不久，聯發科隨即發布天璣800搶攻中階市場。 同時，該產品也相容於Sub-6GHz頻段的獨立(SA)與非獨立(NSA)組網，支持2G到5G各代連網需求，以及動態頻譜共用(DSS)技術；且更支援VoNR(Voice over new radio )語音服務，可跨網路無縫連接並提供穩定的速度。 值得一提的是，天璣800系列同樣採用4顆「大核」的設計，也就是採用4個主頻高達2GHz的大核Cortex-A76，搭配4個主頻高達2GHz的高能效Cortex-A55核心，透過多核架構讓遊戲啟動和運行更快速流暢，且多執行緒的性能得到顯著提升。 除此之外，該款晶片也和天璣1000相同，搭載旗艦級GPU，並結合Hyper Engine遊戲優化引擎，提供旗艦級的遊戲體驗；以及搭配獨立AI處理器APU 3.0，可提供高達2.4 TOPs(每秒2.4萬億次運算)的AI性能。

5G商用將在2020年正式登場，其高頻寬、低延遲和大連結特性預計將帶動更多科技應用與差異化服務，而要實現靈活的創新服務，合理的部署和降低營運成本變得更加重要，為此，鴻海積極推動「Local 5G」方案，並攜手英特爾(Intel)，透過其完善的邊緣運算工具，優化5G和人工智慧(AI)技術，加快產品開發時程。 鴻海科技集團執行副總裁特助王惠民表示，隨著5G時代到來，虛擬化基礎架構需要與邊緣智慧結合，以提供更靈活的創新應用/服務，而要如何降低營運成本以實現合理的部署便成為關鍵。以企業專網為例，企業專網若成功實施，代表將來布建網路的不一定就是電信運營商，而會是企業本身，因此，設備商須提供在價格/成本上都相當具有競爭力的方案，同時這方案還須整合各種5G Networking技術及運行AI應用，以實現各種應用服務。 鴻海科技集團執行副總裁特助王惠民(圖右3)表示，英特爾是鴻海重要的戰略合作夥伴。 要實現這樣高度整合、優化的產品，需要產業共同合作，為此，鴻海攜手英特爾，透過英特爾旗下關鍵技術和平台如OpenNESS、FlexRAN、OpenVINO、DPDK、QAT和FPGA等，共同開發5G、邊緣運算和AI產品技術。 據悉，在英特爾的大力支持下，鴻海第一代基於MEC的專用網路解決方案已有商業化布建和推廣，與英特爾在O-RAN的前傳介面標準的整合亦已完成，預期將可以加速Local 5G的商品化推廣。 另外，鴻海目前也正在開發第二代Local 5G邊緣解決方案，融合了接入系統與邊緣運算，同時也將AI和邊緣工作負載整合到一個平台中，可在以4G/5G無線基礎設施加速促進物聯網推廣的同時，保持合理的部署和營運成本。目前Local 5G邊緣解決方案將先在鴻海集團內部部署並在未來推廣到全球的外部客戶。 英特爾物聯網事業群副總裁Johnathan Ballon指出，5G、AI應用和運算能力的興起，以及物聯網的爆炸式成長正推動著零售、工業、智慧城市、醫療保健等產業的轉型。邊緣數據和應用程序的快速成長推動了分布式計算架構的需求，在這種新的架構中，運算將貼近於數據源或服務點。為了使企業能有效運用5G和AI邊緣運算，業界需要設計出可滿足邊緣運算獨特需求的產品和工具，具開放性且易於使用的軟體工具，更需致力於相關解決方案的開發和布建。 英特爾物聯網事業群副總裁Johnathan Ballon。  

產業研究機構Strategy Analytics預測，到2025年，全球非授權頻段LPWAN的連接總數將成長到約4億。考量到物聯網的低功耗要求和Sigfox等公司的早期投入優勢，非授權LPWAN產業潛力備受期待。然而中國市場的NB IoT和LTE M由於有政府大力支持，加上晶片/模組成本下降而快速成長，對非授權LPWAN技術的市場發展帶來強大壓力；儘管如此，諸如公用事業，初級加工以及工業、製造、運輸和物流等市場具有追踪/資產管理功能，未來仍將為非授權LPWAN提供發展空間。 Strategy Analytics企業和物聯網研究執行總監安德魯·布朗(Andrew Brown)表示，LoRaWAN已成為非授權LPWAN的主要標準，它採取了互補而非對抗的方法，有助於擴展LoRa生態系統針對行動網路營運商的解決方案，以及主要的低成本WAN解決方案。雖然預期NB IoT、LTE-M和5G mMTC等授權頻段低功耗技術從長遠來看將占主導地位，但非授權頻段的LPWAN仍有未來，尤其是在特定的垂直市場和新興市場。 而在區域市場的表現上，Strategy Analytics預期，亞太地區、北美與西歐仍然是非授權頻段LPWAN技術發展最好的地區，尤其是亞太地區，連結數量與成長性表現都相對突出。  

物聯網(IoT)、人工智慧(AI)、5G、工業4.0等應用推升資訊量呈現爆炸性的成長，所有資料都必須在邊緣蒐集，並且從邊緣到雲端的多個層級進行處理和傳輸、儲存和分析。 因應如此龐大的資料儲存、傳輸需求，在DRAM、SRAM，以及NAND Flash等傳統記憶體已逐漸無法負荷，且再加上傳統記憶體的製程微縮愈加困難的情況之下，驅使半導體產業轉向發展更高儲存效能、更低成本同時又可以朝製程微縮邁進的新興記憶體。 AI/5G新應用催動新興記憶體發展腳步 AI、5G、IoT和工業4.0等發展讓資訊量呈現爆炸式的成長，而這些資料都必須在邊緣收集，接著從邊緣到雲端進行多個層級的傳輸、處理、儲存和分析，以將大量的資量轉變為有價值的資訊。此一趨勢不僅帶來全新的運算需求，資料量的猛烈成長，對於高容量、高讀寫次數及更快讀寫速度的記憶體需求也明顯上升。因此，新興記憶體如磁阻式隨機存取記憶體(MRAM)、鐵電隨機存取記憶體(FRAM)、電阻式隨機存取記憶體(RRAM)和相變隨機存取記憶體(PCRAM)等便相繼興起。 工研院電子與光電系統所所長吳志毅(圖1)表示，5G與AI時代來臨，且產生的資料量更多、更廣，因此會有更大的儲存需求；而要有更快的運算效率，意味著記憶體的讀取速度也要再加快。因此，5G、AI的出現，驅使記憶體朝更大容量、更快讀取速度發展，也因此，各大記憶體業者開始加快並投入更多資源開發新興記憶體，能突破既有運算限制的下世代記憶體將在未來扮演更重要角色，期能在日後取代目前主流的三大記憶體產品(分別為DRAM、Flash和SRAM)。 圖1　工研院電子與光電系統所所長吳志毅表示，５G、AI的到來加快新興記憶體發展腳步。 吳志毅說明，新興記憶體之所以成為目前半導體產業的重點目標，除了希望研發儲存容量更大、讀寫效率更好的記憶體滿足未來5G、AI、IoT等新應用的儲存和高速運算需求之外，還有一點是目前傳統記憶體在製程微縮上面臨困境(例如在1x奈米以下的製程微縮要花費更多時間、成本)。因此，半導體產業開始加大新興記憶體的研發和投資力道。 應用材料半導體事業群金屬沉積產品處全球產品經理周春明(圖2)指出，由人工智慧和大數據所推動的新運算需求，加上摩爾定律擴展的趨緩，造成硬體開發和投資的復興。 圖2　應用材料半導體事業群金屬沉積產品處全球產品經理周春明指出，新型記憶體的功耗、效能和面積成本效益更優異。 各種規模的企業正競相開發新的硬體平台、架構與設計，以提升運算效率，例如MRAM、RRAM和PCRAM等新的記憶體技術興起，便是晶片與系統設計人員都致力研究的關鍵領域。這些新型記憶體提供更多工具來增強近記憶體運算(Near Memory Compute)，也是下一階段記憶體內運算(In-Memory Compute)的建構模組。全新的記憶體技術預計可為邊緣與雲端裝置提供優於現有記憶體技術的功耗、效能和面積成本效益。 滿足製程微縮需求　MRAM普及潛力佳 新興記憶體如雨後春筍般浮現，其中MRAM最受青睞，同時也是各大廠商積極投入的原因，除了其具備更好的儲存效能外，更重要的是，現今的處理器(CPU)製程不停朝微縮化邁進，以因應高速運算需求。 然而，這些處理器內嵌的記憶體(如NAND Flash、SRAM)卻漸漸無法實現更小的晶粒尺寸，因此，儲存效能高，且也能滿足製程微縮的MRAM，便被視為極具吸引力的記憶體方案。 格芯(GlobalFoundries)尖端eNVM資深總監Martin Mason表示，嵌入式記憶體產業目前正處在一個過渡點，28nm節點可能是eFlash最後一個具有成本效益的節點，在28nm之後，eFlash要進行製程微縮十分困難，所花費的時間、成本高昂，因此，在28nm之後，記憶體業者開始尋找全新的嵌入式非揮發性記憶體技術，以適用各種創新、快速成長的低功耗應用/設備(例如物聯網) Mason進一步說明，目前有許多新的非揮發性記憶體技術，但仍有許多挑戰待克服。像是透過改變電介質電阻以儲存數據的RRAM，是許多研究和開發的主題，不過，同樣是在28nm以下的製程遭逢挑戰(28nm以下製程尚不成熟)，因而限制其大量生產和採用；至於PCRAM，同樣是缺乏28nm以下的代工支援，使得其採用也受到限制。相比之下，MRAM已有許多代工業者、記憶體業者投入發展，使其普及和採用性大增，例如該公司便將FDX與MRAM相結合，以獲取更高的功率優勢、低功耗和小尺寸。 周春明則指出，電腦產業正在建構物聯網，其中將會有數百億個裝置內建感測器、運算與通訊功能，以監控環境、作決策和傳送重要資訊到雲端資料中心；而在儲存物聯網裝置的軟體與AI演算法方面，MRAM成為儲存用記憶體的首選之一。 周春明說明，MRAM採用硬碟機中常見的精緻磁性材料，本來就是快速且非揮發性，就算在失去電力的情況下，也能保存軟體和資料。由於速度快與元件容忍度高，MRAM最終可能做為第3級快取記憶體中SRAM的替代產品。MRAM可以整合於物聯網晶片設計的後端互連層，進而實現更小的晶粒尺寸，並降低成本。 根據應用材料提供的資料指出，研究顯示，以整合式MRAM解決方案取代微控制器之中的eFlash和SRAM，便可以節省高達90%的功耗；若是採用單一電晶體MRAM取代六個電晶體SRAM，便能夠實現更高的位元密度和更小的晶片尺寸。這些功耗與面積成本優勢使得MRAM成為邊緣裝置的理想選擇。 吳志毅則表示，5G、AI的崛起，使得記憶體產業對容量更高、速度更快的儲存技術更加殷切，在覺得現有的SRAM、DRAM等記憶體不足以滿足未來應用需求時，自然會尋求更快、容量更大、更高效的新興記憶體，這是必然的趨勢，基於此，MRAM便受到各大業者關注，期能用於CPU中取代SRAM。 吳志毅指出，和現有的SRAM相比，MRAM除了讀寫速度快之外，更重要的是讀寫次數大增(預估可達上兆次)，這也是各大業者希望用MRAM取代SRAM的原因之一。未來AI、5G的應用，會產生愈來愈大量的資料，處理器讀取的資料量會明顯增加，一秒鐘可能就須讀寫1,000次、10,000次。而舊有的記憶體(例如快閃記憶體)最大壞處在於讀寫次數有限制，假設最高讀寫次數只能到10,000次，當應用在USB之中，一般的使用者可能會沒有什麼感覺，因為USB要使用到10,000次以上，會需要很長的時間。 然而，若是用於CPU等處理器中，就明顯不足了。日後各式5G、AI應用興起，處理器要讀寫的資料量只會有增無減，1秒鐘的資料讀取次數可能就高達上千、上萬次，這麼一來，舊有記憶體的資料讀寫限制明顯無法因應未來應用需求。也因此，能滿足製程微縮、儲存容量大，且讀寫次數又明顯增加的MRAM便成新選擇。 簡而言之，除了上述所提的儲存效果更好、讀寫次數高，可滿足未來新興的AI、5G應用外；更重要是，如今半導體業界持續朝微縮製程邁進的目標，但現有的記憶體在製程微縮上面臨極大挑戰，MRAM因而被視為有望取代這些記憶體的元件，因此受到記憶體、晶圓代工等業者關注，並積極投入開發，成為未來大規模發展潛力最佳的新興記憶體。 因應AI雲端運算　FRAM//RRAM各有所長 除了上述所提的MRAM因能滿足製程微縮需求，遂成為半導體產業研發重點的新興記憶體之外，其餘如FRAM、RCRAM、RRAM等新興記憶體技術也馬不停蹄的發展中。 FRAM採用鐵電質膜用作電容器來儲存資料，具有唯讀記憶體(ROM)和隨機存取器(RAM)，在高速寫入、高耐受力、低功耗和防竄改方面擁有優勢。 目前FRAM已經用於小容量和頻繁資料寫入的應用，包括OA設備，如適用於計數器和列印計錄的MFP設備，或適用於儲存參數和資料記錄的FA設備；財務終端，又或是適用於交易歷史記錄的ATM終端，基礎設施架構中的計量器、汽車導航系統和音響設備。 目前各大記憶體業者中富士通(Fujitsu)最為積極投入FRAM發展。富士通指出，該公司的FRAM採用PZT晶體結構(圖3)，這種結構通常用作典型的鐵電質材料。在點陣中具有鋯和鈦，作為兩個穩定點，它們可以根據外部電場在兩個點之間移動。一旦位置設定，即使再出現電場，它也將不會再有任何移動。頂部和底部的電極安排了一個電容器。那麼，電容器劃分了底部電極電壓和極化，超越了磁滯回線。資料以「1」或「0」的形式儲存。簡而言之，FRAM特點可分為以下三點： 圖3　富士通目前開發的FRAM為PZT晶體結構。 1.當加置磁場時就會產生極化(鋯/鈦離子在晶體中向上或向下移動)。 2.即使在不加置磁場的情況下，也能保持電極。 3.兩個穩定的狀態以「0」或「1」的形式儲存。 與傳統記憶體相比，FRAM所具有的優勢還包含：非揮發性、沒有上電也可保存所儲存的資訊、無需電池(環保產品)、更高速度寫入、可覆寫、不需要抹除指令、對於抹/寫操作無等待時間、寫入週期時間等於讀取周期時間、具有更高的耐受力、更低的功耗和不需要使用加壓電路等。 至於PCRAM和RRAM，周春明表示，隨著資料量產生呈現指數性遽增，雲端資料中心也需要針對連結伺服器和儲存系統的資料路徑，達成這些路徑在速度與耗電量方面的數量級效能提升。RRAM與PCRAM是快速、非揮發性、低功率的高密度記憶體，可以做為「儲存級記憶體」，以填補伺服器DRAM與儲存記憶體之間，不斷擴大的價格與性能落差。 據悉，RRAM採用新材料製成，材料的作用類似於保險絲，可在數十億個儲存單元內選擇性地形成燈絲，以表示資料。PCRAM則採用DVD光碟片中可找到的相變材料，並藉由將材料的狀態從非晶態變成晶態，以進行位元的編程。換言之，藉由精確控制晶圓上的組成物質，可以顯著強化功耗、效能與面積成本(PPAC)。 類似於3D NAND記憶體，RRAM和PCRAM是以3D結構排列，而記憶體製造商可以在每一代的產品中加入更多層，以穩健地降低儲存成本：而RRAM與PCRAM也提供編程與電阻率中間階段的可能性，讓每個儲存單元可以儲存多個位元的資料。簡而言之，PCRAM和ReRAM兩種技術都具有結構堆疊，包含容易受薄膜成分和劣化衰退影響的多重元素材料；兩者都是高密度記憶體應用的候選技術。 相較於DRAM，RRAM與PCRAM皆承諾未來可以大幅降低成本，而且讀取效能也比NAND和硬碟機快上許多；且PCRAM或是RRAM的儲存級記憶體更可以提供超過10倍以上的存取速度，使得這些記憶體成為雲端資料的首選，以克服AI運算相關的資料移動瓶頸。 因此，不論是PCRAM或RRAM，也有半導體業者積極投入發展，例如英特爾(Intel)致力推動的Optane記憶體，便屬於PCRAM的範疇(圖4)。 圖4　英特爾Optane新型記憶體。 總而言之，AI、5G、IoT和工業4.0等發展讓資訊量呈現爆炸式的成長，全新的運算需求驅動記憶體朝更高容量、高讀寫次數、更快讀寫速度、更低功耗發展；而新興記憶體除滿足上述需求外，和傳統記憶體相比，還可實現製程微縮化，半導體產業遂積極投入新興記憶體發展，期能在未來取代DRAM、Flash和SRAM三大主流記憶體產品。

是德科技(Keysight)日前宣布與瑞聲科技(AAC)擴大合作，以協助業界加速驗證5GNR裝置的新天線設計。 是德科技商用通訊事業群資深總監Cao Peng表示，瑞聲科技為5G射頻前端積體元件解決方案領導廠商，非常榮幸能與該公司擴大合作，協助其透過是德科技5G測試平台達成策略性目標，並成功地將新設計與產品推出問市。 有了是德科技5G解決方案，客戶可更快速地推出任何外觀尺寸的高效能5G產品。是德科技解決方案提供輕巧的無線平台，可因應未來需求並滿足全球各地不同的頻譜要求，讓客戶能輕而易舉的開發符合最新5G標準的產品。 身為全球智慧型手機和可攜式電子裝置解決方案廠商，瑞聲科技與產業夥伴緊密合作，以便在全球與各個在地市場，打造獨特的創新產品。瑞聲科技的全系列產品包括微型聲波、觸覺、射頻，以及精密型機械、光學與微機電(MEMS)元件。2019年稍早，是德科技宣布瑞聲科技選擇使用是德科技多元的5G解決方案，成功推出專為下一代行動電話與基地台設計的高效能5G毫米波前端解決方案。 由行動通訊業者、裝置製造商以及測試實驗室所組成的生態系統，近來皆採用是德科技5G解決方案，以支援從初期設計，到驗收與製造的整個裝置開發工作流程。是德科技5G模擬和OTA測試解決方案套件，可在支援FR1和FR2(毫米波)頻率的傳導和輻射測試環境中，對5G行動裝置進行法規要求的射頻測試。