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綜觀CES科技布局走勢 5G/自駕車領軍2019年創新

2019-02-26
5G與自駕車發展熱潮居高不下。看好5G與自駕車未來可能帶來的商機,吸引晶片、設備、電信服務業者與車廠大舉投入研發資源。時至今日,5G和自駕車已蓄勢待發朝商用腳步邁進,將為通訊與運輸市場帶來全新發展契機。

5G為實現自駕車發展重要的一環,特別是汽車的安全關乎人的生死,故5G低延遲的訴求不容忽視。然而,5G所具備的能力與商機並不僅止與此,包含有容乃大的高傳輸與大連結的能力,更是備受產業期待。隨著各路人馬的努力催生下,5G也將進入商用的階段。

媒體/無人機/醫療先行 5G商用雛型漸具

2019年可謂5G商用化的元年,無論是5G晶片、電信基礎建設或服務皆陸續起跑上路。如高通(Qualcomm)、英特爾(Intel)接連宣布推出5G晶片,Verizon率先推出5G Home商用服務;雖說目前5G應用服務發展尚未完全明朗,但5G生態環境已大致有了雛型。根據2019 CES展會上電信商與各產業推出的解決方案來看,預計將以媒體、無人機與醫療科技應用率先起跑,期能為相關產業帶來創新價值。

5G大頻寬、大連結與低延遲的特性,為各行各業帶來許多發展機會。而電信商做為串連各產業應用的角色尤其重要。為了創造更多5G應用機會,Verizon就曾祭出百萬獎金徵求5G應用點子的活動,期能從中找尋新的5G服務商機;與此同時,該公司更與媒體業、航空業及醫療產業有相關合作方案,由此可看出電信商布局5G的企圖心。

工研院產科國際所組長紀昭吟(圖1)表示,在媒體產業上,Verizon借助5G大頻寬特性,協助Disney製片廠打造5G網路,使拍片團隊即便到偏遠地區拍攝影片,也能快速地將拍攝內容回傳至製片中心;此外亦與紐約時報合作創建5G新聞實驗室,讓記者在新聞內容產製過程中,加入一些擴增實境(AR)與虛擬實境(VR)的元素。

圖1 工研院產科國際所組長紀昭吟表示,5G首波應用將會以媒體、無人機和醫療應用產業為主。

無人機應用則是發揮大連結的效能。紀昭吟談到,在飛行安全部分,Verizon致力於成為首家擁有100萬架接入其5G網路的無人機運營商,未來將與南方航空合作,採取無人機執行安全任務,讓能夠超越可視飛行視線的無人機,研究陸地上不可見的地點。

最後,在醫療科技的應用主要是訴求低延遲效能為主,無論是Verizon或AT&T在這個領域皆有所布局。紀昭吟指出,Verizon與Medivis合作,實現影像同步傳輸功能做為手術輔助的應用,醫生透過配戴無線AR眼鏡的方式,將影像傳到螢幕進行同步操作,進而提升手術操作的精準性;此外,遠距醫療部分,可看到AT&T攜手Rush大學醫療中心合作創建5G醫院,協助隨時提供民眾護理服務功能。

從晶片端來看,高通2018年底發表全球首款5G晶片,並獲得30款終端設備採用,預計2019將陸續上市。而英特爾雖然時程較晚,但也預計於2019年下半年推出5G晶片,其將具備5G無線連接與邊緣運算效能,廣泛應用於雲、網、端運算設備。

紀昭吟認為,5G終端裝置將會以「聯網」設備先行,類型包含行動分享器(Hotspot)、家用網路設備(Router、CPE)小型基地台(Small Cell),和手機原型機等,不過手機並非主打重點。於日前2019 CES展會上,各家推出各式各樣具備聯網功能的產品,其中三星(Samsung)展示的5G方案最為齊全,在家用網路設備主要搭載高通X50 5G晶片,符合3GPP第15版5G NR規範。

綜合上述所言,紀昭吟分析,從5G的服務、終端裝置到晶片發展來看,看似與4G應用服務相似度極高,但深入來看其實大有不同。舉例來說,過去4G醫療重點在於遠距離的影音傳輸效能,而5G醫療則是強調低延遲效能,從規格上比較,可看到4G時代延遲性要求為100~1ms,而5G變成10~1ms的延遲,後者可滿足更精細的醫療應用,也是工研院產科國際所認為未來5G的發展重點。

另一方面,除了5G發展令人引頸期盼之外,實現自駕車不可或缺的感測技術進展也備受市場注目,尤其是兼具高精度感測的光達(LiDAR)技術,過去一直以來受限於價格高昂的問題,使其導入在車載系統內的數量不多。然而,光達成本的挑戰,隨著固態光達的導入,出現新的發展契機。

中高階自駕車款添新兵光達價格接近甜蜜點

過去一顆傳統機械式旋轉光達要價高達4萬美元以上,讓各大車廠即便想要採用光達技術提升汽車自動駕駛的能力,也只能望之卻步。然而,隨著固態光達技術的引進,透過晶片化設計大幅降低光達的價格,至今其價格普遍接近300~400美元的甜蜜點,吸引各大車廠的目光,並各自於2019年CES展會中發表旗下中高階車款導入光達消息,如Byton K-Byte、Toyota TRI-P4與Veoneer等皆有相關方案,而Nvidia、Waymo、ThorDrive與Luminar的展示車亦有類似方案,預計2019年將成為光達實際進入自駕車款的里程碑。

工研院產科國際所資深研究員謝騄璘(圖2)表示,在目前自駕車ADAS應用中,其主力大多是在車子側邊加入攝影機感測,但隨著優質平價的固態光達推出後,以台幣一萬元成本左右就可以拿到,相較於傳統機械式旋轉光達,在價格上有很大競爭力。從2019年CES車廠展示於旗下車款設計來看,未來LiDAR主流架構可能架設於車身與車頂兩側。

圖2 工研院產科國際所資深研究員謝騄璘談到,光達價格將愈趨平易近人,使車廠導入意願不斷攀升。

針對近期光達廠商的布局狀況,可看到Velodyne提出半球型近距離感測光達產品,主打水平與垂直測量角度均為180度,這意味著,當車廠僅需加裝一顆此產品於汽車側邊,就能完全偵測側邊的環境概況。

此外,Innoviz於2019年CES展示全新光達技術產品--InnovizOne並獲得創新獎的殊榮。該產品與上一代光達產品innovizPro相比,整體體積縮小60%,且垂直解析度提升三倍;換言之,在相同空間裡面,InnovizOne提供高出三倍的解析密度,可在水平軸下,取得三點水平資訊。以人臉偵測來說,InnovizOne能取得左邊、右邊的臉寬度,甚至中間鼻子高度,使其在相同空間中,獲得更高解析資訊,做更多判讀(圖3)。

圖3 優質平價光達產品百花齊放
資料來源:CES(2019);Continental工研院產科國際所(1/2019)

除了國外廠商積極布局光達技術研發外,事實上台灣亦有廠商默默耕耘光達技術研發。例如光寶科技與工研院資通所合作,由光寶提供光達模組方案,而工研院資通所則提供光學相位陣列(Optical Phase Array, OPA)元件為基礎的光達晶片。

工研院產科國際所資深分析師謝孟玹(圖4)談到,目前光達技術已達到一定水準,故成本將是大舉採用的關鍵重點。事實上,2018年6月Quanergy在矽谷研討會已經對外宣告,在一定的市場占有率下,該公司光達價格可以降至100美元,可看出光達價格已有望逐年下降。

圖4 工研院產科國際所資深分析師謝孟玹透露,繼成本問題之後,光達廠商下一步可朝光達與雷達感測融合技術持續精進。

繼成本問題之後,光達廠商下一步可以努力的目標為何?謝孟玹分析,光達廠商下一階段的重點,將鎖定於感測融合(Sensor Fusion)技術研發。基本上,2018年主流ADAS應用大多採取雷達(Radar)與攝影機感測器的整合方案,提供短、中距離的行車監控,但未來長程行駛的應用,雷達與光達的結合是必要的存在。據了解,ADI近期非常積極布局影像感測與距離感測技術,旗下產品線包含雷達、光達與慣性感測器等方案,預計未來將有可能朝感測融合方向前進,透過不同感測訊號的整合,滿足短、中、長距離的偵測,強化汽車本身的安全行駛能力。

首圖來源:Bosch

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