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超前部署Beyond 5G 日韓爭先插旗6G版圖

2020-12-24
目前全球才正開展5G世代,日本與韓國政府卻已經提前研擬6G次世代通訊技術的戰略藍圖。日本總務省在2020年提出「Beyond 5G推進戰略:邁向6G的藍圖」,南韓政府則規劃「引領6G時代的未來移動通訊研發促進戰略」。

早在2019年12月日本政府鑑於國際行動通訊的競爭態勢,開始布局、瞄準「後5G(Post 5G)」的發展,並為了促進民間企業發展,由日本新能源產業技術綜合開發機構成立2,200億日圓的發展基金,自2020年起的3~5年間,以幫助日本本土產業強化通訊系統與半導體技術之發展,為下世代通訊技術研發能量奠基。

隨後,2020年1月日本總務省便藉由設立官民研究會議,由東京大學校長擔任主席,研議透過官民合作,進行5G之後下世代通訊技術的研發。2020年4月初擬「Beyond 5G推進戰略綱要」,擬針對6G提供財政支援、稅制優惠等推動研發工作。爾後,藉由公眾諮詢方式,於同年6月彙整各方針對6G性能目標、政策支持等意見,6月30日正式提出「Beyond 5G推進戰略:邁向6G的藍圖」(見圖1),後續將藉由政府根據各大戰略方向,協同各部會研擬各類政策手段與補助經費,以推動相關技術開發。

圖1  日本6G三大推動戰略
資料來源:日本總務省,資策會MIC整理(09/2020)

南韓在6G的布局上也於2019年4月開始,南韓通訊與資訊科學研究院召開6G論壇,開始研究並組建了6G研究小組,以開發6G核心技術且定義6G應用以及場景。隨後,7月韓國科學技術資訊通信部(MSIT)研擬在2020年正式提出「6G研發初步可行性研究計畫」,委由韓國科技規畫評價院負責。

根據Business Korea報導,2020年8月6日由南韓政府舉辦之第十二屆科技部長會議中,敲定「引領6G時代的未來移動通訊研發促進戰略」,規畫南韓將於2026年進行6G試驗,並於2028年或2030年開始推動6G商用化服務。為此,南韓政府將在2021年起5年間投入2,000億韓元(約1.69億美元),以支持6G技術的研發以及關聯產業生態系統之建構。

建構虛實空間一體化6G日本社會

由於6G議題逐步受到重視,期望在通訊技術與關聯產業、市場中重振旗鼓的日本政府,開始展望6G的發展。為此,日本總務省綜合通訊基盤局電波部電波政策科在2020年1月設立官民研究會「Beyond 5G推進戰略懇談會」,商討Beyond 5G/6G發展。4月初擬「Beyond 5G推進戰略綱要」,並在此綱要中,描繪了2030年邁入B5G/6G世代時的理想社會樣貌。

日本政府認為2030年世代應是虛擬/實體空間一體化,具有包容性、永續性,以及信賴性的「資料導向社會」,藉此將得以實現同時解決社會課題與經濟成長課題的Society 5.0的目標(見圖2)。而作為最基礎的資通訊網路,下世代通訊技術Beyond 5G(6G)將不可或缺。

圖2  日本將在2030年打造Society 5.0虛實一體社會
資料來源:日本總務省

而在總務省的規畫下,同年5月中旬前便向產學研界蒐集針對6G的性能目標和政策支持相關意見,於6月再次召開會議,並根據「Beyond 5G推進戰略綱要」與彙總的產學研反饋之意見,進一步確定「Beyond 5G綜合推進戰略與政策方向」。

而這一連串的先期討論與戰略綱要的擬定,基本上將作為日本政府日後協同政府各部門研擬更完善的政策、開展6G技術研發,以及針對相關研發項目編列預算的基準,進而全方位地支持、推動6G世代相關技術開發與應用發展。

為了實現上述2030年的理想社會樣貌,日本政府諮詢了產學研專家,擘劃出支持「資料主導型」社會運作的Beyond 5G未來網路發展目標,並據以設定其網路架構重點有三:雲端原生、以人工智慧控制,及透過虛擬化後得以泛用的終端設備(軟硬體分離)。

而構築這樣的網路架構之前,開發關鍵核心的下世代通訊技術,超前準備全球6G技術研發能量,為日本政府現階段極為重視之一環。因此,在透過公眾諮詢、專家會議,總務省不但透過產學研集思廣益提出了Beyond 5G(6G)功能領域與其特性需求如下表,更進一步地將能夠實現Beyond 5G(6G)的關鍵技術,以及日本具備發展潛力的項目提出。

從日本現階段盤點的Beyond 5G(6G)的性能需求與關鍵技術觀察,可發現日本除了期望6G能實際結合未來新興技術,實現Society 5.0所擘劃的應用場景目標,同時,在技術發展的思考上,更偏重下世代資通訊核心技術能量之深化,並且已經將潛在可投入開發的項目在「Beyond 5G推進戰略:邁向6G的藍圖」中點出。

為了實現日本下世代通訊技術發展目標,「Beyond 5G推進戰略:邁向6G的藍圖」中提出三大推動戰略,旨在及早掌握實現6G的關鍵技術,且於「初期階段」便集中投入國家資源,並透過國家力量推動6G核心技術的國際標準化,以實現Beyond 5G及改變遊戲規則為目標,致力於取得智慧財產權並推進標準化活動。

同時,為促進Beyond 5G/6G技術及早且順利發展,先以擴散5G技術至社會各領域與地區並充分使用關聯應用為目標,構築「Beyond 5G Ready」的環境,以利下一個世代通訊技術的無縫進化。

南韓打造6G專利市場

韓國科學技術資訊通信部於2018年9月便展開「6G核心技術開發項目」的初步可行性研究。並通過收集來自工業、學術界和研究機構的100名專家之意見,且透過公開聽證會,確定了該項目的基本方向,與後續關鍵任務。

後於2019年4月南韓通訊與資訊科學研究院召開6G論壇,通過了初步的可行性研究,爾後組建6G研究小組,以開發6G核心技術且定義6G應用以及場景。隨後,7月韓國科學技術資訊通信部公布「6G研發初步可行性研究」結果(見圖3)。而此次可行性研究在產官學研的共同討論下,提出上述示意圖中的願景目標,以及期望的績效指標和策略,做為南韓政府更嚴謹的研擬南韓邁入6G技術研發的政策方向。

圖3  南韓未來行動通訊(6G)R&D推動計畫
資料來源:MSIT,資策會MIC整理(09/2020)

南韓政府也據此於2020年8月正式提出了「引領6G時代的未來移動通訊研發促進戰略」,並以成為「6G時代的領先者」為願景,依「達成6G全球商用首發、確保核心技術、完備主導6G全球市場的基礎」策略目標,開展了6G技術研發計畫。

也因此,根據2019年的可行性研究成果,同時也錨定ITU-R WP5D規畫在2021年上半年提出「未來技術願景草案」及後續各時期針對6G性能指標、頻譜資源分配、標準制定時程與商用化等時間點;再加上3GPP可能規畫的6G標準制定的時程,南韓政府將分兩大步驟推動6G行動通訊研發。

第一步驟為2021~2025年期間進行6G核心技術之開發,南韓政府擬投入2,147億韓元,針對如何克服5G技術極限性,並且解決6G十大策略課題進行研發投資,其中更包括取得具標準候選潛力的專利,及為新技術奠定研發和產業基礎之準備。

第二步驟為2026~2028年間,除了完備6G標準必要專利(Standards-essential Patents,SEPs),與南韓專利廳(KIPO)合作建立「6G標準必要專利戰略圖」,以集中挖掘最有可能獲得標準必要專利的6G技術以外,更將積極發展6G-Upgrade示範應用。期望2026年即可展開6G試點,並將2028~2030年擇定為南韓6G正式商用化的預定時程。

日韓關鍵大廠與電信商開展6G先期研究

NTT Docomo於2020年1月發表其「5G Evolution and 6G」白皮書,內容提及預估2030年6G技術將進入商業化階段。在白皮書中,從6G世代的應用對技術特性的需求切入,歸納出超高速大容量通訊、超廣泛覆蓋、超低功耗與成本降低、超低延遲、超可靠通訊,以及超大規模連結與感測等六大面向。

然而,要實現此六項特性需求,必須在技術上就事先進行相應的研析。NTT Docomo也在白皮書中提出了七項日後發展6G的潛在技術研究領域,同時也羅列出應關注的關鍵技術項目。

Samsung旗下Samsung研究院在2019年5月即成立前瞻通訊研究中心,並宣布首爾為其首個6G技術研發基地,期望能更深耕無線通訊技術領域,並對下世代通訊技術的發展制定長期的指導方針;此外,也將人工智慧和機器人技術作為日後重點研發項目。

也因此,隨著5G的商用化,Samsung也意識到未來通訊技術與應用將面臨更多挑戰,不但需要仰賴更豐富的軟體功能及先進的人工智慧技術,透過網路處理大量資訊數據,此時強大的網路設備與部署靈活度更不可或缺。因此,放眼6G核心技術的開發並且將之推動標準化刻不容緩。

也因此,2020年7月中旬Samsung正式發表名為「全民下一代之超連結體驗(The Next Hyper-Connected Experience for All)」白皮書(圖4),主要就是探討、擘劃下世代6G通訊技術未來願景,也就是「為生活每個角落帶來下一代的超連結體驗」。白皮書內容涵蓋關鍵核心技術、社會趨勢、創新服務、規範、候選技術以及標準化的預定時程等6G各層面議題。Samsung亦認為,隨著技術的進步,每一世代通訊技術的發展時間將逐漸縮短,因此,6G技術也將在未來8年間成形。

圖4  Samsung發表「The Next Hyper-Connected Experience for All」白皮書探討6G未來願景
資料來源:Samsung

Samsung認為隨著通訊、感測、成像、顯示和人工智慧等關鍵技術的進步與成熟,將衍生更多元創新的6G應用。這些新應用服務將藉由人類和所有事物的「超連結」相關技術,給予人們終極的多媒體體驗。

此外,Samsung也認為要成功實現6G應用服務,須同時滿足三大要件:效能、架構與可靠性。在效能上,峰值數據速率應達到每秒1,000Gb,空中傳輸延遲應低於100微秒(μs),峰值數據速率達到5G的50倍,延遲時間則是5G的十分之一。

而對架構的要求則包括解決因行動裝置運算能力有限引起的問題,並在技術開發的最初階段及早導入AI技術,實現新網路實體的靈活整合。至於可靠性,Samsung提出6G要求解決因廣泛使用用戶數據和人工智慧技術而衍生的安全及隱私問題。

(本文作者為資策會MIC資深產業分析師)

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