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疫情使遠距醫療、零接觸醫療變成日常,帶動個人/居家健康照護需求水漲船高,醫療行為去中心化從醫院朝家庭與個人轉移,關鍵零組件感測器、MCU、毫米波雷達等朝向高整合度、低耗電率、高精準度並結合邊緣運算技術,人因工程、用戶體驗、人機介面的設計與人們日常生活完美融合成為醫療穿戴式裝置發展重點。 智慧手環/手表推出的功能亮點,繼心律、脈搏、跌倒偵測成為必備功能之後,心電圖、血氧也將導入應用,未來將有更多生理資訊功能如血糖監測等納入應用,同時結合AI,可以透過資訊的蒐集判別更多病徵,動態蒐集病患資料,以促成預防性照護,甚至能依據測量結果,提出診斷和治療建議。這種健康照護自動化與即時的處理能力,可降低錯誤並提升品質和效率,不僅改善醫療品質同時提升醫療資源使用效率,增進人們中長期健康狀況。
物聯網(IoT)、邊緣運算、人工智慧(AI)、大數據、雲端運算等IT與OT融合的技術,正在推動台灣眾多製造業從數位化、數位優化,甚至是數位轉型升級,達到智慧化營運的目標,在全球供應鏈中扮演亞洲高階製造中心,滿足訂單少量多樣、品質良率更高、交貨時間更短等市場需求。隨著國際自動化協會ISA-95標準架構實作虛實融合系統(CPS)奠定基礎,讓應用場域IT與OT相互整合,逐步實踐改善稼動率、整體設備效率,進而推升訂單、庫存、產能等營運指標的即時掌握,才足以在新冠肺炎疫情持續反覆,擾亂全球供應鏈之際,精準地擬定因應決策,鞏固企業競爭力。然而製造業類別眾多,各式垂直領域往往需要協同數位技術相關人才,重新調整工作流程、績效衡量準則,本文結合來自資訊科技(IT)、營運科技(OT)、通訊科技(CT)跨領域專家共同獻策,化解轉型之路的痛點。
穿戴裝置已成為資訊科技產業充滿活力與潛力的領域,包括可聽設備、手表、手環、眼鏡、戒指、聯網鞋等都呈現成長態勢;由於消費市場的巨大需求和不斷擴增的新興應用,預計穿戴裝置的市場規模將從2020年的近371億美元成長到2027年的1043.9億美元。感測器、材料科學和雲端運算的進步正在推動下一代穿戴裝置和個人裝置的發展,並推動醫療和工業應用不斷創新。 穿戴裝置更加趨向緊湊輕巧的外形,面臨既要提供豐富、直覺的體驗,又滿足延長電池續航時間的要求。透過晶片電源管理技術節流,新興半導體系統級封裝擴大電池體積,與外部能量採集(Energy Harvesting)與無線充電技術,延長裝置續航時間,希望能改善穿戴裝置的使用者體驗。
毫米波雷達、影像感測器、光學雷達(LiDAR)、超音波感測器等,是目前主流的車用感測器,每個技術都有其技術專長,也存在先天的缺點,隨著車輛自駕朝向Level 4~Level 5高度自駕發展,對於環境感知的需求也更為提升,車用感測器強化質、量以消除偵測盲點,朝改善準確度、反應速度、抗環境干擾與多系統備援應用等目標發展。此外,感測融合(Sensor Fusion)能夠整合不同的感測訊息,迅速做出正確的判斷,也是車輛自駕升級的關鍵之一。
新世代LPWA技術滿足物聯網新興需求,Wi-SUN能源智慧監測協助零碳轉型,HaLow市場需求逐漸浮現,Mioty適合發展車隊管理/資產追蹤,DECT-2020為使用非授權的5G技術,NR-RedCap則瞄準智慧穿戴/影音應用逐漸嶄露頭角。
2011年,德國展開工業4.0計畫,為產線智慧化發展帶來莫大的動力,2021年,新冠肺炎(COVID-19)疫情蔓延全球,國際社會動盪不安、產業供應鏈一片混亂,再度推升智慧化的需求。 <p> 感測器是轉型的必要條件,透過數據收集即時掌握製造產線的運作狀況。隨著技術更迭,工業應用的感測器因應智慧化的需求將持續升級,透過人工智慧(AI)、物聯網(IoT)加持,針對產線機台進行預兆診斷、狀態監測,輔助工廠進行即時判斷與決策,進而強化產業韌性。
<p> 物聯網與穿戴裝置驅動無線個人區域網路(PAN)應用,傳輸、連結、音訊、定位、廣播等應用持續成長,UWB挾技術優勢切入精準定位與數位鑰匙應用,彌補藍牙定位精準度與安全性不足問題。 <p> 而藍牙標準經過歷代革新,帶動周邊裝置爆炸性成長,音訊傳輸優化品質,LE Audio將是大勢所趨,而隨著元宇宙的逐漸開展,人們將更加重視使用體驗。另外,UWB透過iPhone導入人氣水漲船高,精準定位與測距是其應用第一個灘頭堡,未來幾年市場成長動能不墜,透過認證計畫導入將解決互聯互通問題,UWB除了尋求與藍牙合作之外,也希望兩個產業聯盟可以進行整合。
COVID-19疫情催化全球企業加快數位轉型步伐,大舉擁抱5G、物聯網(IoT)、人工智慧(AI)、邊緣運算等技術,以更強韌的營運體質面對外部環境震盪。本屆論壇邀請到產官學研機構,分別從供應鏈安全與應用場域安全兩個層面,進行深入剖析,裨益讀者掌握資安標準、軟硬體防禦技術,以及應用部署風險與因應對策。
新冠肺炎COVID-19在2020~2021年席捲全球,居家避疫也帶動ICT裝置的需求,並促成智慧家庭產業蓬勃發展,近年來各種家電裝置全都加上「智慧」,不僅聯網、語音控制功能也是家常便飯,透過手機所有的裝置都聰明又聽話。 <p> 智慧家庭長期處於多技術共存的混合型網路環境,裝置的互聯互通面臨挑戰,產業大廠合作開發跨平台標準Matter,有機會解決智慧家庭的破碎化困境,同時資安需求也水漲船高,從晶片設計到終端的整體安全需求大增。再者,智慧控制整合多元功能,AI應用使得智慧家庭更聰明,透過創新技術、品牌協作,為產業開啟新道路。
2015年馬斯克(Elon Musk)提出星鏈計畫(Starlink),SpaceX將發射約1.2萬顆低軌衛星(Low-Earth Orbit, LEO)上太空。2021年,5G R17正式討論非地面網路(Non-Terrestrial Networks, NTN),透過低軌衛星將地面基地台訊號涵蓋未及的地方,補足訊號涵蓋,引發產業界一股太空熱潮,產業大老預言假以時日衛星產業產值將不下於半導體業,沉寂30年的衛星通訊一夜之間似乎又校正回歸了。 低軌道通訊衛星可以將無線訊號延伸到山巔、海邊,讓全球行動通訊涵蓋進入3D時代;衛星通訊重新回到成長的軌道,產業鏈延伸到資通訊產業,也吸引廠商大舉投入卡位;其中,含金量最高的衛星製造產業鏈,需要航太認證與飛行履歷加持,更需要長期布局。
5G產業推動進入第二階段,R16與R17標準接續R15改善5G效能;純5G架構的獨立組網SA更能完整發揮5G低延遲與網路切片等先進功能,將是接下來營運商布建的重點;而在中低頻FR1頻段擁擠的狀況下,中高頻FR2與FR3頻段將持續擴展5G可用頻段。 而5G產業應用成為新藍海,5G企業專網與開放架構,不僅推動垂直領域導入5G應用,也協助硬體製造業開發全新產品領域,5G產業應用將比過去幾代行動通訊技術更精采有趣。
新冠肺炎(COVID-19)疫情為世界帶來天翻地覆的改變,疫情之下的Wi-Fi 6(802.11ax)產業推動同樣深受影響。Wi-Fi長期扮演協助行動通訊資料分流的角色,Wi-Fi 6全面提升的效能正好與5G搭配。2021年下半年將進入第二階段的發展,包括遊戲、中小企業、甚至特殊場域如醫院的應用等,導入概況與前景值得關注。 另外2.4GHz與5GHz頻段應用越來越多,為了解決頻道壅塞問題,Wi-Fi 6E大幅擴充可用頻段,同時協助不同需求的應用分流。另外,Wi-Fi 6導入多項新技術,如何達成效能指標,測試驗證的協助是產品成功的關鍵助力之一。
COVID-19疫情蔓延近兩年,生產線一但出現群聚感染,可能出現停工甚至影響產業生計的重大問題,因此疫情成為產線智慧化/無人化的最大推手,透過遍布各節點的感測器蒐集各類訊息,再透過5G、Wi-Fi 6、低功耗廣域網路(LPWA)等將訊息傳送彙整,透過資料分析進行預測性品質和維護分析、資產狀況監控以及程序最佳化,建立「韌性」產線(業)。 工業物聯網IIoT是產線智慧化的前哨與骨幹,工業有/無線網路與產線智慧化密不可分,5G在大區域提供高密度、低延遲寬頻操作,Wi-Fi 6在室內短距離傳輸提供服務,資安防護與網路建設同樣重要,網路透明度亦有助產線管理與運作。發展「韌性」架構成為製造業革新生產線的重要目標。
低功耗廣域(LPWA)即將步入百萬等級的布建大關,其背後伴隨而來的安全防護、商業模式轉型與更廣的通訊傳輸技術需求不減反增,其中衛星通訊技術被視為是補強LPWA聯網的另一扇窗口。物聯網應用市場碎片化發展,不僅拖慢了其發展速度,也迫使營運商不得不翻新商業模式策略,謀求新的物聯網商機;而在聯網標準上,也隨著物聯網少量多樣化的發展,延伸出各種不同技術,如授權頻段的NB-IoT、LTE-M,或是接下來3GPP積極制定的整合非地面網路標準NB-IoT over NTN;非授權頻段的LoRa、Sigfox,以及近期受到關注的ZETA技術,各種LPWA網路間的互相整合已成趨勢。
USB4於2021年進入市場推廣期,該標準藉由Type-C單一連接埠整合更多傳輸介面,可以完成高速資料傳輸、高畫質影音與充電等,同時承襲USB技術簡單易用的特點,NB、PC、Tablet等平台將成為推動核心,以USB4 Hub與Docking為導入產品。 USB4的高速傳輸讓測試認證與纜線、連接器、電路板的設計更為重要,USB一致性測試驗證功能達成率,互通性測試則驗證不同廠商產品間的互連互通;但一致性測試有測項複雜、測試時間長、成本高等問題,互通性測試則因疫情大量取消工作會議。現階段USB4發展重點應將效能做到更穩定,提升互通性並致力降低關鍵元件與系統模組成本,同時應強化纜線、連接器、電路板的精準設計,達成高速訊號完整性的目標。
5G結合毫米波的潛力,已悄然帶動晶片、終端、基礎建設與電信營運商的布局,不僅2020年底iPhone 12即支援Sub-6GHz和毫米波的通訊,同時電信營運商更是推出優惠的補貼方案,企圖帶動新舊用戶加速採用5G網路。 <p> 從技術面來看,5G毫米波設計複雜度比過去4G時期難上許多,特別是RF前端與基頻處理器的挑戰。目前在手機端的RF前端設計大多採用AiP技術,以滿足手機對於尺寸的要求;而基地台則以AiM設計為主,但仍有少部分採用AiP。面對無線環境空前複雜的5G時代,可透過軟體模擬技術解決射頻系統干擾問題;而RF前端對於功率的需求,則有望透過GaN技術的導入,進而擴展5G中低頻大規模MIMO布建。
<p> 產業研究機構指出,2027年全球5G車聯網市場規模上看129.3億美元,隨著5G商轉,車聯網應用將正式進入5G NR-V2X時代,將傳輸範圍提升至1,000公尺、訊號延遲低於1ms、最高車速達500km/h,實現先進駕駛(Advanced Driving)、延伸感測(Extended Sensor)、遠端遙控駕駛(Remote Driving)、車隊車輛列隊行駛(Vehicle Platooning)等應用。 <p> 車聯網在汽車電動化與自駕化的風潮之下,廠商面對蠢蠢欲動的商機,各式各樣布局的動作少不了,但是5G NR車聯網的效能要求高,為晶片、模組、系統設計帶來嚴苛挑戰。此外,車用產品在安規上的要求更加嚴格,資安隱患也是廠商必須跨越的挑戰。 <p>
<p> 5G SA企業專網風潮席捲而來。憑藉著高傳輸速度、低延遲與大容量優勢,吸引電信、設備與晶片業者積極投入5G SA技術研發,特別是應用於垂直領域的企業專網服務,更有望在2021年底前看到搭載5G SA的商用網路。然而,加速工業物聯網的數位轉型,實現企業專網的發展的關鍵重點在於「頻譜」的運用,可看到台灣、美國、德國與日本等國已陸續規畫、開放專用頻譜,為企業帶來專頻專網建置,同時也打開白牌供應鏈進入企業專網的新商機。 <p> 特別是O-RAN與OPEN vRAN虛實整合開放架構的興起,不僅為5G市場帶來新營收模式,同時也為台灣ICT產業帶來嶄新的市場機會。 <p>
5G開台與人工智慧(AI)技術逐漸成熟,未來的物聯網應用將變得更為強大,挑戰亦與日俱增。由網管人、新通訊、新電子共同主辦的第三屆「物聯網安全高峰論壇」年度盛會,邀請來自產學研各界專家齊聚一堂交流實戰經驗,讓學員洞悉產業趨勢與因應對策,了解先進安全技術與解決方法,並掌握法規與標準最新動向,進而以預設為安全設計原則(Secure by Design)打造各式物聯網場域,在數位化時代中贏得競爭力。
由於2020年全球遭逢Covid-19的危害,人類日常產生了巨變,開始了非接觸與防疫生活,避免成為下一個染疫者,擔心身體出現異常,因此更加重視自我的生理資訊。 除了傳統血壓和溫度計外,血氧偵測在疫情期間受到矚目,造成相關生理資訊感測器需求暴增。為了讓人們能夠隨時取得身體狀況,近期生理資訊感測器嵌入在穿戴裝置,尤其應用在智慧手環、智慧手表上,不僅更接近人體,也能長時間監測使用者。 除此之外,目前大部分生理資訊感測器擁有感測融合(Sensor Fusion)技術,整合種類越複雜,量測項目應用越多,再配合AI應用便能判讀使用者可能罹患某些疾病的風險。甚至,越來越多感測器聯網化,在未來能夠帶動遠端醫療的發展,以及減緩醫院照護的負擔。
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