隨著5G的大規模部署,相關廠商陸續投入6G技術研發,其對頻寬和效能的嚴苛的要求,為無線產業帶來全新的挑戰。台灣是德科技董事長暨總經理張志銘表示,全球5G部署正在加速中,從而推動各行各業的數位轉型。5G專用網路將被優化,以滿足如工業和醫療等對於延遲和完整網路控制具備高度需求的產業應用。5G專用網路的廣泛部署將為企業提供堅實的後盾以對抗物聯網的威脅,並透過強化的個資保護、邊緣計算和加密等功能,提供關鍵的安全優勢。而6G將是下一個發展重點。
圖一 : 在5G之後,6G將是無線通訊下一個發展重點。 |
|
網路重心延伸至垂直產業
5G是將節能納入標準中的一種通信技術,能夠使每兆赫(MHz)的利用率提高,每位元(bit)的耗能降低。5G通信技術催生著元宇宙,同時,產業的數位化、以人工智慧(AI)及機器學習(ML)為基礎的自動化以及網網相連互通協作,提高了營運效率,也同時減少碳排,助力永續發展。
針對2030的科技發展,諾基亞指出,當網路使用的重心從個人延伸至企業並擴及各垂直產業時,網路通信設計亦將隨之匹配,以滿足不同的需求特性。例如消費者以使用者體驗為重,且對價格敏感。而企業則是以IT為核心,於內部分享數據協同工作達成目標。工業領域則是著重在以OT為核心,更加重視安全性、隱私的要求。
因應著數位世界的發展與互動需求增加,使用者介面與人機互動方式,將影響著連線上行下行通信量的設計要求;另一方面,數位與實體融合所創造的沉浸式互動世界,將深入影響各行各業,形塑著未來的商業及營運模式。
然而,元宇宙並非近二年的新議題,諾基亞貝爾實驗室早在五年前,即已投入支持元宇宙發展的二大關鍵技術概念研究:人類賦能(Human Augmentation)以及虛實融合(Digital-physical fusion)。儘管元宇宙在消費者虛擬世界引發關注,但企業元宇宙和工業元宇宙的巨大潛力也不容忽視。
根據諾基亞的觀察發現,影響未來網路演變的先進技術演進,包括雲端、邊緣運算、無線專網、5G-Advanced、6G、人工智慧、網路即服務、感應器、安全與隱私,而全球興起追求永續發展的浪潮,也同樣對網路技術的發展,有著長遠的影響。
5G為元宇宙應用鋪路
圖二 : 元宇宙的實現將仰賴5G發展,而提升5G可用率、更客製化的服務,將是電信業者的機會。(source:ericsson.com) |
|
愛立信近期所發布的《5G:新一波發展》報告指出,元宇宙的實現將仰賴5G發展,而提升5G可用率、更客製化的服務,將是電信業者的機會。報告顯示,未來一年內全球約三成智慧手機用戶有意願於2023年升級5G,相當於 5.1 億的用戶,顯示消費者對5G連網需求強勁。在台灣,未來一年內約有17%的消費者有意升級5G。包含美國、台灣、日本、韓國、澳洲等市場的5G滲透率已達21%,加速驅動5G升級浪潮。相較早期採用者關注新興技術與頂級裝置,新一波使用者更注重5G性價比與附加價值,對5G網路覆蓋率也有更高的期待。
此外,受惠於5G低延遲、高頻寬等特性,擴增實境(AR)、元宇宙等應用得以加速發展。相較於4G用戶,5G用戶更加投入於使用AR應用程式、影音串流等沉浸式數位服務,與2020年相比,目前使用至少3種數位服務的5G用戶成長2倍。報告顯示60%消費者希望電信商推出的5G方案能為其量身打造網路表現和體驗,無論是創新的媒體體驗,或是隨選增加5G網速的彈性需求。
台灣愛立信總經理周大企表示,創新的應用服務及優質網路體驗對5G用戶而言至關重要。研究顯示5G是實現元宇宙的關鍵,要發展出創新多元的數位服務,需仰賴5G提升AR、VR體驗,唯有獨立組網(SA)架構能完全釋放5G潛能,成為打造元宇宙網路環境的重要基礎。
雲服務帶動5G需求
而針對雲端服務,資策會MIC表示,「企業上雲」趨勢並未隨著各國疫情管制鬆綁而消退,進而吸引全球雲端服務商,積極布局過往由軟體供應商主導的產業雲應用,提供為特定產業構建的雲端服務,整合雲端平台、產品與服務,提供垂直領域的解決方案。未來幾年雲端數據與企業內部數據將同步增加,企業如何連結存放在雲端的數據與企業內部數據,透過關鍵產品進行資料處理,將是產業雲關注重點。
觀測硬體設備商機,資策會MIC指出,為了追求即時處理與低延遲,邊緣運算的支援不可或缺,而不同產業在邊緣端的應用也不盡相同,隨著雲端服務商積極朝邊緣端進行布局,正帶動對5G與電信伺服器的需求,其中台灣伺服器代工廠可透過Open RAN切入5G及電信伺服器市場,同時投入邊緣伺服器的布局。
產業分析師陳牧風表示,隨著5G網路需要的工作負載提升,以及邊緣運算的快速發展,正吸引新進業者如工業電腦(IPC)廠商,加入伺服器產業競爭行列,預期部署於電信商資料中心與邊緣端的伺服器將帶動全新市場。
開放的晶片設計流程
毫米波市場相關預測指出,隨著5G成為主流並邁向6G發展的早期階段,未來幾年內毫米波將出現快速的成長。而這些高速設計都需要解決越來越廣泛的多物理場效應,以實現功耗、面積、可靠性和效能的最佳化。
新一代無線通訊系統必須滿足一系列的要求,包括更高的頻寬、更低的延遲、更好的覆蓋範圍並支援激增的連接設備。高毫米波頻率、朝向微型化的發展以及不斷增加的設計複雜性,都為RFIC設計人員帶來全新的挑戰。同時,市場上舊有的毫米波設計解決方案並未滿足當今5G、6G 晶片設計和毫米波子系統設計的需求。
增加 HPC、智慧型手機、汽車和物聯網應用中的RF和毫米波的運用是半導體無線通訊產業的大趨勢。如此複雜的設計需要廣泛的生態系統協作,以協助設計人員透過完善的解決方案實現矽晶設計成功。
針對這樣的需求,新思科技、安矽思科技與是德科技便為台積電的16FFC 製程開發了毫米波設計參考流程,可提供緊密整合的解決方案,提高 5G與6G的SoC單晶片生產力與結果品質。採用台積電16FFC技術的毫米波設計參考流程,利用了台積電的製程能力,藉由同時結合光學微縮和製程簡化,因此可以將晶片成本的規模極大化。
結語
值得注意的是,隨著數位化轉型不斷要求更高的蜂巢頻寬和更低的延遲,推動5G基地台和無線電ASIC的市場也正蓬勃發展。近年來,由於Open RAN提倡加上大規模MIMO(Mmimo)的浪潮加速推動網路設備發展,已經引起全球晶片供應商對通訊基礎設施的市場機會的重視。
ABI Research便預測,從2022年到2027年,包括 mMIMO 無線電、O-RAN 無線電、小型基地台和虛擬基頻在內的5G戶外行動式基礎設施設備出貨量,預計將達到17%的年複合成長率,到2027年的年出貨量將超過2300萬台。然而,現有的平台無法有效擴展到mMIMO的規模,或支援全新的O-RAN應用,其中的功耗和成本是翻轉市場,並為新進業者打開大門的重要因素。