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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。
2020年初藍牙技術聯盟基於藍牙5.2核心規格,發布下一代藍牙音訊規格LE Audio,為藍牙技術聯盟20多年以來,首次針對音訊傳輸更新規格,由此可看出此新標準對音訊市場而言的重要性,也反映了市場對音訊裝置的需求逐年升溫,根據研究單位ABI Research預測,2024年,如真無線耳機(TWS)、聽戴式裝置、智慧音箱,以及其他相關裝置的出貨量上看15.4億個,未來預計LE Audio推出會帶來更多應用。 另一方面,藍牙網狀網路(Mesh)技術繼2017年發布以來,廠商投入的力度持續增加,特別是在智慧家庭與商業照明等應用領域。看好藍牙Mesh在相關領域的發展潛力,藍牙技術聯盟不僅攜手DALI聯盟,強化商業照明的互聯互通性,同時還於智慧家庭領域新增特別的工作組,藉此打造更適用於家庭的藍牙Mesh。
隨著智慧城市概念在全球興起,帶動城市各項基礎設施陸續朝智慧化發展。路燈也變身為智慧城市的骨幹,發揮智慧照明與城市治理的角色,透過無線通訊串連城市每盞路燈,精準地掌握路燈狀況,提升維修效率。由於智慧路燈部署範圍大且數量多,在平衡與效率的考量下,低功耗廣域(Low Power Wide Area Network, LPWA)網路技術成導入智慧路燈網路技術的首選,包括NB-IoT、LoRa和Wi-SUN等。 智慧路燈也是城市傳遞資訊主要管道,整合感測器、充電樁、電子看板提供智慧服務,甚至未來掛載5G小基站加速資料分析,打造一座5G智慧安全城市。
5G行動通訊、資料中心和遠距辦公趨勢興起,帶動龐大的網路頻寬需求,促使各國政府、電信商和網路內容供應商(ICP)加緊推動更大頻寬的光通訊網路服務,不僅將擴大使用於企業光纖網路,更擴散至5G行動通訊前傳/中傳、大型資料中心雲端網路等應用領域。近年由於ICP對於網路需求巨大,掌握產品研發的話語權,可以主導新產品開發以及促成標準制定和多源協定。Omdia預期接下來三年資料中心網路光學模組將隨著市場轉向400G。 另一方面,5G使用頻譜較高,採用小基站的補足訊號缺口已成定局,此趨勢進一步擴大了地面光纖網路的需求,同時也重新解構行動網路的架構,推動O-RAN開放式架構的發展,也為台廠帶來新的白牌光通訊發展契機。與此同時,中美貿易戰與新冠疫情等國際情勢影響下,全球光通訊產業的市占版圖將有望重新洗牌,台廠如能掌握先機,做好應對措施則可望創造另一波成長高峰。
5G商轉進展順暢,各項新興應用持續開花結果,5G的多樣化功能需求讓網路管理朝向虛擬化與軟體定義發展,解構網路軟硬體的呼聲越來越高,無線接取網路(Radio Access Network, RAN)潘朵拉的盒子逐漸被開啟。Open RAN打破過去軟硬體高度整合的常態,電信營運商希望透過開放架構達成網路虛擬化與降低設備成本的目標,網通與伺服器業者則希望能開創新藍海市場。 Open RAN的垂直分層與台灣科技產業結構接近,適合投入發展,提供台灣難得的轉型升級良機;企業專網因為規模較小,功能要求不若公網全面,被廠商當作實踐5G開放架構的起點;另外,在軟硬體解構的過程中,負責網路維運的服務責任也需要被承接,所以能擔負網路穩定性的系統整合(System Integration)業者,成為5G開放架構發展的關鍵。
COVID-19疫情持續延燒,帶動宅經濟的新常態風潮,加速家庭與工作環境數位轉型的步伐。而為了因應這波趨勢,集高傳輸速度、支援多協定與高功率於一身的USB4也預計將於年底進入量產,滿足各種影音串流與居家辦公的環境建置。然而,USB4提供高效能背後,伴隨而來的是訊號衰減與電磁干擾問題,因此需要Retimer或Redriver這種類型的元件進行訊號強化後重新發送。在USB4線纜認證上也相較於以往嚴謹,預計明年進入測試階段。 作為USB4的唯一接口Type-C(或稱USB-C)已發展數年,滲透率更是逐年攀升,其周邊智慧化設計將徹底發揮新介面的靈活性能。不過技術上的挑戰仍值得關注,例如防範暫態突波與閂鎖效應,以確保穿戴裝置充電使用上得以安全無虞。
5G第二階段標準3GPP R16於新冠肺炎(COVID-19)疫情肆虐的2020年7月拍板,MIC預期2026年全球5G智慧製造市場規模達400億美元,IHS Markit亦指出2035年工業物聯網相關產值將超過5.2兆美元。在智慧製造更彈性、多樣、即時反應的特性下,結合5G為提升競爭力的新常態。 智慧製造強調少量多樣與高附加價值,精準、彈性等智慧化能力越來越重要,5G URLLC可能是製造智慧化的最後一哩,電信營運業者積極投入企業專網解決方案,拉攏製造業轉型升級商機。然而,5G IIoT應用穩定性在未來幾年將進入實戰檢驗,AOI與新興的AMR可能是第一波導入的應用。
毫米波發展十年磨一劍,現在正處於乘浪而起的關鍵時機。一直以來,毫米波技術僅限於軍用或衛星應用市場,原因在於其開發成本與技術門檻極高,但隨著各國陸續開放毫米波頻段,如美國、日本、韓國與台灣等國家,作為未來發展5G的關鍵,毫米波用在通訊領域的發展逐漸明朗化。另一方面,在感測端毫米波也開始滲透於汽車、工廠與消費性市場等應用,根據市場調研機構Yole Développement表示,77/79GHz毫米波出貨量不斷攀升,今年可望接棒成為主流雷達感測方案。 從技術角度來看,毫米波受限於物理特性,在空氣中電磁波容易衰減,前端模組開發成為關鍵要素,包含射頻、天線、封裝設計與材料選用皆為關注的重點。
eSIM與iSIM身分識別的技術興起,提供電信商有更多用戶識別方案的選擇性,也帶動相關供應鏈商業模式轉型。有別於傳統插拔式SIM卡的設計模式,eSIM直接將身分認證嵌入到PCB板上,而iSIM甚至是整合MCU、Radio與SIM至系統晶片系統中,為行動通訊網路帶來突破性的轉變,包含電信商之間的分潤機制、電信商與終端廠商的合作關係,以及晶片與終端廠商的服務模式都大有不同。晶片與IP商除了提供既有的硬體技術外,更扮演電信商與開發商之間的橋梁,提供作業系統或RSP平台服務;而電信業者則除了提供OEM/ODM廠商網路服務功能外,同時也幫助用戶開發客製化軟體平台,提升物聯網產業發展速度。
COVID-19疫情2020年持續延燒,5G產業化腳步在艱困中展開,但產業趨勢與技術的提升並未停滯,反而持續為疫情過後的市場做準備。5G網路布建帶動更多基地台與機房基礎建設,預計將進一步刺激終端產品需求,並促使5G運算/處理/資料儲存能力全面提升,同時AI運算與毫米波(mmWave)也持續成為布局重點。 另外,5G傳輸速度更快、延遲更低、連接數量更多,技術規格大幅提升,對於關鍵零組件來說效能、功耗、體積等都更加挑戰;5G智慧手機身為最重要的終端裝置,相關產業鏈為5G商機準備已久,處理器兩大陣營策略選擇分明,Sub-6GHz的5G RF模組開始出現整合的趨勢,毫米波AiP模組須透過異質整合不僅難度高,成本也居高不下,但是再度印證「天下大亂,形勢大好」,5G產業典範轉移亦帶動許多新刺激與機會。
2020年國際消費性電子展(CES)自駕車風潮熱度大增,各大晶片業者與車廠不僅推陳出新旗下的自駕車方案,甚至還在展會上秀出顛覆想像的自駕概念汽車,如賓士(Mercedes-Benz)取材阿凡達電影,以實現人車合一為目標打造Vision AVTR。從實際自駕車發展的進程來看,封閉式、固定路線場域正如火如荼的進入測試,甚至是實際上路階段,加速商用無人車L4發展部署腳步。 另一個值得注意的重點是,汽車聯網與感測器廠商在2020年前仆後繼發表新方案,且大多數的設計已可支援L3以上的自駕車款。從現在推算汽車設計到量產的時間點,2025年真正落實「放手」上路似乎已成為汽車供應鏈的階段性目標。短期而言,自駕車處理器平台廠商則是全力衝刺先進駕駛輔助系統商機,讓L2、L2+的汽車車款迅速普及。
低功耗廣域網路(Low Power Wide Area, LPWA)2023年整體產業連接數可成長至17億的規模,2018~2023年複合成長率(CAGR)達62.9%,高成長特性帶動業者積極投入,近年產業鏈已日見豐實。另外,物聯網應用具備破碎化特性,因此3GPP持續針對技術規格改善,延伸頻寬與延遲性的技術規格,讓物聯網的應用持續擴展,LoRa與Sigfox也透過掌握自身技術的優勢,發展適合的應用領域與商業模式。 其中,NB-IoT被看好是大規模應用的技術主力,這部分應用採用成熟的R13解決方案,市場逐漸走向紅海競爭;另一方面,垂直產業與消費性應用能為業者創造真正的利潤,成為廠商布局的重點。廠商在解決方案與應用服務兩端,持續擴大市場與開拓新興應用的挑戰與機會。
跟隨5G商轉的腳步,3D影像感測方案再進化。可看到2020年美國國際消費性電子展(CES)大展上,英飛凌(Infineon)與新創公司光程研創(Artilux)皆推出3D ToF的相關方案,而艾邁斯半導體(ams)則是推出近紅外線(NIR)影像感測器,為行動3D視覺感測系統大幅節省電源。此外,早於CES之前,意法半導體(ST)已宣布預計於2020下半年量產旗下第四代初階3D ToF方案,可看到在消費性電子及人工智慧物聯網的市場推動下,3D影像感測的技術正如雨後春筍般陸續出籠。除了ToF之外,包含結構光、立體視覺及光達技術,亦有廠商鴨子划水默默積極開發當中。 事實上,早在2017年就已經有廠商推出3D ToF技術搭載到手機的方案,但當時並沒有真正受到廣大迴響,究其原因在於應用程式內容尚未到位。不過如同上述所言,3D ToF方案正傾巢而出,預期搭載3D ToF的手機將陸續增加,而繼手機之後,下一波3D ToF的導入潮將滲透進AR眼鏡的應用市場。
真無線藍牙耳機(TWS)堪稱當紅炸子雞。TWS可說是繼智慧手機之後,另一個殺手級明星商品,其毛利率高達60%,刺激各大品牌廠爭相投入,包含蘋果、三星、華為、小米等手機廠,以及B&O、BOSE等傳統耳機廠紛紛進入TWS產業,期能再創另一波營收成長高峰。根據統計2019年1~11月,至少有數十款TWS耳機問世,每月都有新產品,10月29發表的AirPods Pro更進一步推升TWS的價格與規格,未來無線耳機將持續強化功能與效能,而橫跨台幣數百元到萬元的價格帶,讓廠商有許多揮灑空間。 從技術角度來看,第二代AirPods與亞馬遜的Echo Buds已加入語音助理能力,能透過關鍵字喚醒方式,直接操控語音助理;而於AirPods Pro在產品設計上,更主打主動式抗噪(ANC)、通透模式,進一步提升耳機抗噪的能力,預期未來將納入更多生物感測功能,為使用者提供健康偵測、分析內容,或者可能將蒐集而來的使用者數據資料上傳雲端,轉換為商業用途的基礎,推動更多樣化的商業模式。
2019年5G商用成功帶動第一波5G基地台、網路設備、手機與無線射頻前端等零組件新需求商機。與此同時,5G手機換機潮、物聯網與整合AI功能新應用需求擴大以及新興技術驅動下,工研院國際策略發展所預估,2020年台灣電子零組件產業產值將達台幣1兆2,620億元。另一方面,在短距通訊部分,隨著室內精準定位需求不斷升溫,藍牙與UWB定位技術也順勢竄起,可看到藍牙SIG於2019年年初發布新版藍牙5.1標準,強化尋向(Direction Finding)功能,進一步將定位系統提升至公分等級。而Apple則看好UWB帶來定位精準度的優勢,於新款手機搭載UWB的U1晶片,成功讓UWB這項技術捲土重來,刺激晶片、裝置廠商積極布局。 截至2020年底全球將有約240億個物聯網設備與100億個個人設備同時連上網路進行線上傳輸各種資料和服務,刺激資料中心對頻寬需求更上層樓,未來矽光子與積體電路整合趨勢愈趨明朗。
工業物聯網(IIoT)推動工控產業數位化轉型,促成各種不同加值應用,進而創造新的商業模式,並提升營運效益。因此從智慧工廠的角度來看,意味著需要更多聯網設備產出各種數據資料,來創造更多數據分析的基底,在這龐大資料的堆積下,IIoT本身傳輸速率、低延遲與網路之間的互通性要求更勝以往,既有的聯網技術已不敷使用,促使自動化大廠積極尋求下世代IIoT的潛力技術,其中TSN結合OPC UA可說是目前工業網路最具突破性的變革,可串聯所有IIoT不同裝置,建構端到雲的網路架構。 另一方面,工業數位化過程中,彈性的布建與穩定的傳輸是不容或缺的關鍵要素,透過5G與TSN的相互整合,可確保內外網路精確連動的效能,展現智慧製造的優勢。當工業4.0發展腳步更近,代表著OT與IT的界線也就更加模糊,網路安全成為熱門議題,透過硬體方式化解安全疑慮勢在必行。
2019年各國電信商紛紛啟動5G商用服務後,5G產業生態系逐步成形。而除了個人行動通訊以外,產業也希望透過5G三大應用情境中的超高可靠與低延遲通訊(URLLC)以及大規模機間通訊(mMTC)技術,開拓5G在企業市場的商機。而專網因為能針對不同的垂直應用需求去建置客製化的網路架構,提供高度的安全保障,並充分發揮5G的技術特性,成為挖掘5G企業市場商機的一大利器。
5G、AI、IoT帶領未來科技領域的發展,每一項都與網路應用脫不了關係,根據研究,2022年時,行動網路流量將占全球IP流量近20%,屆時每年流量預計將高達930EB(Exabyte),較2012年提升113倍之多。網路流量不斷成長,扮演骨幹的光通訊系統也必須持續擴增頻寬,未來幾年400G光纖網路將逐漸成為骨幹網路的主力,取代目前以100G為主的架構。
以行動物聯網來看,台灣四大電信業者陸續開台NB-IoT與LTE-M行動物聯網網路建置,為各種物聯網應用建立良好的連線基礎,初期公部門對NB-IoT的需求會最快發生,陸續擴展至企業與商業服務,如何從中獲得最佳利益就有待物聯網商業模式的後腳補上。此外,相較於傳統SIM卡而言,eSIM受惠於尺寸及便利優勢席捲而來,正大舉滲透於消費與工業物聯網應用,加速行動物聯網發展。
折疊式手機的出現,無疑地為手機的外型帶來創新的改變,但同時「螢幕可折」也顛覆了傳統智慧型結構設計,從面板、保護層、機構材料的選用到整體設計,都有所改變。單掌握面板或機構一種技術,將難以克服整個折疊機開發所面臨的挑戰。因此,整個智慧型手機供應鏈資源的整合變得更為重要,擁有越多供應鏈資源與整合能力的廠商,越有機會成為折疊機領域的佼佼者。
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