5G推升數(shù)字服務(wù) 持續(xù)創(chuàng)新應(yīng)用并優(yōu)化體驗(yàn)

隨著5G的大規(guī)模部署，相關(guān)廠商陸續(xù)投入6G技術(shù)研發(fā)，其對(duì)帶寬和效能的嚴(yán)苛的要求，為無線產(chǎn)業(yè)帶來全新的挑戰(zhàn)。臺(tái)灣是德科技董事長(zhǎng)暨總經(jīng)理張志銘表示，全球5G部署正在加速中，從而推動(dòng)各行各業(yè)的數(shù)位轉(zhuǎn)型。5G專用網(wǎng)絡(luò)將被優(yōu)化，以滿足如工業(yè)和醫(yī)療等對(duì)于延遲和完整網(wǎng)絡(luò)控制具備高度需求的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。5G專用網(wǎng)絡(luò)的廣泛部署將為企業(yè)提供堅(jiān)實(shí)的后盾以對(duì)抗物聯(lián)網(wǎng)的威脅，并透過強(qiáng)化的個(gè)資保護(hù)、邊緣計(jì)算和加密等功能，提供關(guān)鍵的安全優(yōu)勢(shì)。而6G將是下一個(gè)發(fā)展重點(diǎn)。

 
圖一 : 在5G之后，6G將是無線通信下一個(gè)發(fā)展重點(diǎn)。

網(wǎng)絡(luò)重心延伸至垂直產(chǎn)業(yè)
5G是將節(jié)能納入標(biāo)準(zhǔn)中的一種通信技術(shù)，能夠使每兆赫（MHz）的利用率提高，每位（bit）的耗能降低。5G通信技術(shù)催生著元宇宙，同時(shí)，產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化、以人工智能（AI）及機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）為基礎(chǔ)的自動(dòng)化以及網(wǎng)網(wǎng)相連互通協(xié)作，提高了營(yíng)運(yùn)效率，也同時(shí)減少碳排，助力永續(xù)發(fā)展。

針對(duì)2030的科技發(fā)展，諾基亞指出，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)使用的重心從個(gè)人延伸至企業(yè)并擴(kuò)及各垂直產(chǎn)業(yè)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計(jì)亦將隨之匹配，以滿足不同的需求特性。例如消費(fèi)者以使用者體驗(yàn)為重，且對(duì)價(jià)格敏感。而企業(yè)則是以IT為核心，于內(nèi)部分享數(shù)據(jù)協(xié)同工作達(dá)成目標(biāo)。工業(yè)領(lǐng)域則是著重在以O(shè)T為核心，更加重視安全性、隱私的要求。

因應(yīng)著數(shù)字世界的發(fā)展與互動(dòng)需求增加，用戶接口與人機(jī)互動(dòng)方式，將影響著聯(lián)機(jī)上行下行通信量的設(shè)計(jì)要求；另一方面，數(shù)字與實(shí)體融合所創(chuàng)造的沉浸式互動(dòng)世界，將深入影響各行各業(yè)，形塑著未來的商業(yè)及營(yíng)運(yùn)模式。

然而，元宇宙并非近二年的新議題，諾基亞貝爾實(shí)驗(yàn)室早在五年前，即已投入支持元宇宙發(fā)展的二大關(guān)鍵技術(shù)概念研究：人類賦能（Human Augmentation）以及虛實(shí)融合（Digital-physical fusion）。盡管元宇宙在消費(fèi)者虛擬世界引發(fā)關(guān)注，但企業(yè)元宇宙和工業(yè)元宇宙的巨大潛力也不容忽視。

根據(jù)諾基亞的觀察發(fā)現(xiàn)，影響未來網(wǎng)絡(luò)演變的先進(jìn)技術(shù)演進(jìn)，包括云端、邊緣運(yùn)算、無線專網(wǎng)、5G-Advanced、6G、人工智能、網(wǎng)絡(luò)即服務(wù)、傳感器、安全與隱私，而全球興起追求永續(xù)發(fā)展的浪潮，也同樣對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，有著長(zhǎng)遠(yuǎn)的影響。

5G為元宇宙應(yīng)用鋪路


 
圖二 : 元宇宙的實(shí)現(xiàn)將仰賴5G發(fā)展，而提升5G可用率、更客制化的服務(wù)，將是電信業(yè)者的機(jī)會(huì)。（source：ericsson.com）

愛立信近期所發(fā)布的《5G：新一波發(fā)展》報(bào)告指出，元宇宙的實(shí)現(xiàn)將仰賴5G發(fā)展，而提升5G可用率、更客制化的服務(wù)，將是電信業(yè)者的機(jī)會(huì)。報(bào)告顯示，未來一年內(nèi)全球約三成智能手機(jī)用戶有意愿于2023年升級(jí)5G，相當(dāng)于 5.1 億的用戶，顯示消費(fèi)者對(duì)5G連網(wǎng)需求強(qiáng)勁。在臺(tái)灣，未來一年內(nèi)約有17％的消費(fèi)者有意升級(jí)5G。包含美國(guó)、臺(tái)灣、日本、韓國(guó)、澳洲等市場(chǎng)的5G滲透率已達(dá)21％，加速驅(qū)動(dòng)5G升級(jí)浪潮。相較早期采用者關(guān)注新興技術(shù)與頂級(jí)裝置，新一波用戶更注重5G性價(jià)比與附加價(jià)值，對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋率也有更高的期待。

此外，受惠于5G低延遲、高帶寬等特性，擴(kuò)增實(shí)境（AR）、元宇宙等應(yīng)用得以加速發(fā)展。相較于4G用戶，5G用戶更加投入于使用AR應(yīng)用程序、影音串流等沉浸式數(shù)字服務(wù)，與2020年相比，目前使用至少3種數(shù)字服務(wù)的5G用戶成長(zhǎng)2倍。報(bào)告顯示60%消費(fèi)者希望電信商推出的5G方案能為其量身打造網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)和體驗(yàn)，無論是創(chuàng)新的媒體體驗(yàn)，或是隨選增加5G網(wǎng)速的彈性需求。

臺(tái)灣愛立信總經(jīng)理周大企表示，創(chuàng)新的應(yīng)用服務(wù)及優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)對(duì)5G用戶而言至關(guān)重要。研究顯示5G是實(shí)現(xiàn)元宇宙的關(guān)鍵，要發(fā)展出創(chuàng)新多元的數(shù)字服務(wù)，需仰賴5G提升AR、VR體驗(yàn)，唯有獨(dú)立組網(wǎng)（SA）架構(gòu)能完全釋放5G潛能，成為打造元宇宙網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的重要基礎(chǔ)。

云服務(wù)帶動(dòng)5G需求
而針對(duì)云端服務(wù)，資策會(huì)MIC表示，「企業(yè)上云」趨勢(shì)并未隨著各國(guó)疫情管制松綁而消退，進(jìn)而吸引全球云端服務(wù)商，積極布局過往由軟件供貨商主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)云應(yīng)用，提供為特定產(chǎn)業(yè)構(gòu)建的云端服務(wù)，整合云端平臺(tái)、產(chǎn)品與服務(wù)，提供垂直領(lǐng)域的解決方案。未來幾年云端數(shù)據(jù)與企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)將同步增加，企業(yè)如何鏈接存放在云端的數(shù)據(jù)與企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)，透過關(guān)鍵產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，將是產(chǎn)業(yè)云關(guān)注重點(diǎn)。

觀測(cè)硬設(shè)備商機(jī)，資策會(huì)MIC指出，為了追求實(shí)時(shí)處理與低延遲，邊緣運(yùn)算的支持不可或缺，而不同產(chǎn)業(yè)在邊緣端的應(yīng)用也不盡相同，隨著云端服務(wù)商積極朝邊緣端進(jìn)行布局，正帶動(dòng)對(duì)5G與電信服務(wù)器的需求，其中臺(tái)灣服務(wù)器代工廠可透過Open RAN切入5G及電信服務(wù)器市場(chǎng)，同時(shí)投入邊緣服務(wù)器的布局。

產(chǎn)業(yè)分析師陳牧風(fēng)表示，隨著5G網(wǎng)絡(luò)需要的工作負(fù)載提升，以及邊緣運(yùn)算的快速發(fā)展，正吸引新進(jìn)業(yè)者如工業(yè)計(jì)算機(jī)（IPC）廠商，加入服務(wù)器產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)行列，預(yù)期部署于電信商數(shù)據(jù)中心與邊緣端的服務(wù)器將帶動(dòng)全新市場(chǎng)。

開放的芯片設(shè)計(jì)流程
毫米波市場(chǎng)相關(guān)預(yù)測(cè)指出，隨著5G成為主流并邁向6G發(fā)展的早期階段，未來幾年內(nèi)毫米波將出現(xiàn)快速的成長(zhǎng)。而這些高速設(shè)計(jì)都需要解決越來越廣泛的多物理場(chǎng)效應(yīng)，以實(shí)現(xiàn)功耗、面積、可靠性和效能的優(yōu)化。

新一代無線通信系統(tǒng)必須滿足一系列的要求，包括更高的帶寬、更低的延遲、更好的覆蓋范圍并支持激增的連接設(shè)備。高毫米波頻率、朝向微型化的發(fā)展以及不斷增加的設(shè)計(jì)復(fù)雜性，都為RFIC設(shè)計(jì)人員帶來全新的挑戰(zhàn)。同時(shí)，市場(chǎng)上舊有的毫米波設(shè)計(jì)解決方案并未滿足當(dāng)今5G、6G 芯片設(shè)計(jì)和毫米波子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的需求。

增加 HPC、智能型手機(jī)、汽車和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的RF和毫米波的運(yùn)用是半導(dǎo)體無線通信產(chǎn)業(yè)的大趨勢(shì)。如此復(fù)雜的設(shè)計(jì)需要廣泛的生態(tài)系統(tǒng)協(xié)作，以協(xié)助設(shè)計(jì)人員透過完善的解決方案實(shí)現(xiàn)硅晶設(shè)計(jì)成功。

針對(duì)這樣的需求，新思科技、安硅思科技與是德科技便為臺(tái)積電的16FFC 制程開發(fā)了毫米波設(shè)計(jì)參考流程，可提供緊密整合的解決方案，提高 5G與6G的SoC單芯片生產(chǎn)力與結(jié)果質(zhì)量。采用臺(tái)積電16FFC技術(shù)的毫米波設(shè)計(jì)參考流程，利用了臺(tái)積電的制程能力，藉由同時(shí)結(jié)合光學(xué)微縮和制程簡(jiǎn)化，因此可以將芯片成本的規(guī)模極大化。

結(jié)語
值得注意的是，隨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型不斷要求更高的蜂巢帶寬和更低的延遲，推動(dòng)5G基地臺(tái)和無線電ASIC的市場(chǎng)也正蓬勃發(fā)展。近年來，由于Open RAN提倡加上大規(guī)模MIMO（Mmimo）的浪潮加速推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)展，已經(jīng)引起全球芯片供貨商對(duì)通訊基礎(chǔ)設(shè)施的市場(chǎng)機(jī)會(huì)的重視。

ABI Research便預(yù)測(cè)，從2022年到2027年，包括 mMIMO 無線電、O-RAN 無線電、小型基地臺(tái)和虛擬基頻在內(nèi)的5G戶外行動(dòng)式基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備出貨量，預(yù)計(jì)將達(dá)到17％的年復(fù)合成長(zhǎng)率，到2027年的年出貨量將超過2300萬臺(tái)。然而，現(xiàn)有的平臺(tái)無法有效擴(kuò)展到mMIMO的規(guī)模，或支持全新的O-RAN應(yīng)用，其中的功耗和成本是翻轉(zhuǎn)市場(chǎng)，并為新進(jìn)業(yè)者打開大門的重要因素。