2021年五大科技趨勢深度剖析

2021-01-18 09:09 聯合新聞網 / CTimes零組件

【作者： 編輯部】

2021年已經到來。在新冠疫情的陰霾中，半導體業繼續踩著既定的步伐往前邁進。在2021年，有哪些值得期待的半導體產業趨勢呢？CTIMES封面故事本月份的特別企劃，重點選擇了今年度值得關注的五大科技趨勢，這五大科技趨勢分別是：Open RAN、AI加速、工業數位轉型、第三代半導體，以及數位資訊醫療照護等。且聽本刊編輯部為各位讀者細說道來。

Open RAN

自從蜂窩式網路首次被數位化並展開2G通訊以來，其發展迅速，並且每一代技術的複雜性都在發生變化。近年來，行動網路的資料數據量不斷地增加，並大量支援各類新業務與應用場景，使得接下來的5G系統必須考慮更大的行動數據量與設備連接性。

無線接取網路（Radio Access Network；RAN）的設置，除了必須考量關鍵性能指標要求、網路商業營運能力，還有具備持續演進能力等三大因素之外，全球電信營運業者也希望有機會與第三方設備供應商合作，來推動介面的開放性並走向標準化的制訂，如此才有機會進一步降低設備成本。因此，5G無線接取網路的基礎架構必須走向開放化、虛擬化、靈活性以及與節能等趨勢。

在早期，電信營運商若有基地台建置需求，都必須向傳統電信設備商（例如Ericsson、Nokia、中興、華為等）購買基地台設備。這些營運商總是可以透過一個固定的電信設備供應商來提供其核心網路設備，儘管有效提升了整體的性能，但代價則是降低了來自不同供應商的RAN設備之間的互操作性。結果，使用這樣的解決方案很難將無線電和基頻元件供應商整合在一起。

到了接下來的第五代行動通訊系統（5G NR），將開始導入O-RAN（Open Radio Access Network）網路系統。透過O-RAN這樣的開放架構，未來營運商可跳過傳統電信設備商，直接向硬體設備業者（如廣達、中磊這類廠商）採購電信設備，除了有利於創建高靈活性的下一代無線網路，台灣資通訊廠商更有機會切入此傳統封閉的電信設備系統，建構出一套新的商業模式。

O-RAN架構以智能和開放的原則為基礎，是在具有嵌入式AI驅動的無線電控制的開放式硬體和雲端，構建虛擬化的RAN。O-RAN聯盟正在將無線電接取網路產業轉變成為開放、智能、虛擬化和完全可互操作的RAN架構。O-RAN標準透過更快的創新，可實現更具競爭力和靈活性的RAN供應商生態系統，而基於O-RAN的行動網路更能有效提高RAN部署和運營的效率。

AI加速

當前防疫所需的非接觸性應用、未來新常態的遠距應用，以及實現永續發展的自動化應用，成了數位轉型策略的重要引子—人工智慧（AI）技術則是主藥，從分析大數據的雲端平台，到即時決策的邊緣終端，凡是數據所在，都會看到AI更顯著地牽引著各大產業質變的動向。

國際數據資訊（IDC）2020年推出的報告預測，全球在AI系統上的支出將加速成長，2019~2024年間的年複合成長率（CAGR）可高達20.1%。因為對企業而言，要在數位轉型的過程中維持競爭力，人工智慧技術佔了部份。

疫情刺激市場快速轉型，AI猛地從產業部署的藍圖要塞上，躍然化為戰場主將，改善實際應用的效率，並推動新興的產業合作模式，將是後疫情時代的發展重點。2021年AI將會加速發展，但如何加速？答案或許可見於兩大面向。

其一，產業將會加速分工，鏈結從資料中心到裝置終端的開發資源。2020年NVIDIA與Arm的併購案就能當作這項趨勢的楔子。

累積多年的GPU研發與應用資源，NVIDA對雲端AI運算的核心技術可說是勢在必得，未來若成功將Arm在行動運算上的廣泛佈局納入麾下，就能在智慧應用普及化的龐大運算架構中，更快速地實現高度整合且易於彈性部署的AI解決方案。

雖說在商業上，這是在整併業務與開發資源，但就技術發展而言，卻是在深化集中式與分散式資料管理的分工模式。AI是改變未來科技開發與應用的首要關口，要加速AI落地，更細緻的產業分工，會是這條轉型之路起點上的一小步。

其二，AI應用將會加速，確切的說，產業將更積極建立AI應用的規則性，這不僅能確立問責AI的機制，實現負責任、可信、可靠的智慧運算（responsible AI），對加速技術普及來說，也至關重要。

AI應用涉及更複雜的軟硬體整合，從演算法的智財權界定、開發規則制定甚至是標準化，到通用或客製專用硬體的開發模式創新，最後是在大小規模裝置上，處理推論與做出決策時的資料可溯性與合法性問題，這些目前都還存在不少潛在疑慮。

2020年我們看到了由G7成員國提出的AI全球夥伴關係（Global Partnership on AI；GPAI）成立，業界亦有微軟、國際標準化組織（ISO）等跨域共組的AI Global非營利組織，還有前身為MLPerf的開放工程聯盟（MLCommons）集結了更多的產業要角，共同推動機器學習技術的開發與應用。

正是有了產業共識，才能延續並穩定這波AI成長的動能，而在2021年，這些針對AI應用的跨國跨界協商與規則訂立將會持續。

工業數位轉型

2020疫戰，不僅改變了人們的生活日常，更極速的驅動了數位轉型及發展。這場全球化的疫情已從根本改變了人們的生活方式，並史無前例的加速了數位生活轉型。從一般生活層面、企業端，到製造業，都正經歷著一波數位轉型的革命。事實上，數位轉型早在疫情之前，各企業早就已經開始陸續佈局，然而疫情的突然到來，讓各企業原本的數位轉型加速進行，一波快速數位轉型的革命，正如火如荼的開展。然而所有的企業都一樣，在數位轉型的路上，總是遇到重重的關卡與挑戰，需要進一步克服。

事實上，不管任何企業，數位轉型都是一段漫長的旅程，例如正在工業4.0的框架下，加速邁向智慧化的製造業也不例外。製造業涵蓋多項設備，正以智慧工廠為目標，並朝向「自主化」的趨勢發展。目前製造業轉型面臨的痛點，包含產線設備效能有限，無法因應新興的與複雜的工作負載；過去部署的設備與新購入的設備整合不易，缺乏即時反應；以及設備、系統的安全性等。

為了解決上述痛點，成功的智慧化解決方案可由四個面向切入，分別是：效能、即時處理能力、資安與功能性安全。這「四大要件」在IIoT的部署中，扮演重要角色，將直接影響各式工業的發展，從工廠自動化、現有工廠設備的整合，到作業負載的整合，以及機器人的應用等。在智能化工廠的自主化發展趨勢中，下列幾點需要特別注意：

●可擴展的計算能力，以省電的方式解決不同的工作負載；

●結合安全性與即時性，避免系統故障或網路受損的潛在風險；

●隨著系統複雜性增加，來自多個感測器（如：視覺、雷達及光達）的感測器融合（Sensor fusion）訊息必須結合機器學習，得出準確及可行的資訊；

●所有硬體皆須透過整體性的規模設計，以運行自主系統所需的複雜工作負載，並同時具備高效能以進行商業部署。

第三代半導體：SiC & GaN

第一代半導體是矽（Si），第二代是砷化鎵（GaAs），目前市場所談的第三代，則是碳化矽（SiC）和氮化鎵（GaN）。

第三代半導體有什麼不同？其最主要的特點，就是在「寬能隙（Wide Band Gap）」上。能隙是一個基礎的物理學原理，主要用來研究電子運動的現象，其所產生的效用就是導電性的差異。能隙越寬，電子越不容易越過，當然也就越能承受高電壓的系統應用。

所以跟傳統的矽材料相比，使用寬能隙材料的半導體產品，就展現出對於大功率系統和較高溫的環境有良好的適性，並實現了更好的能源轉換效率，以及更高的穩定度與可靠性。

而基於先天材料上的體質優勢，採用寬能隙材料的半導體元件，並不需要太多其他的輔助設計，例如散熱等，因此也有助於減少裝置的體積，達成輕量化的系統。

上述這些特色正好符合了當前產業趨勢的需要，例如電動車、再生能源、工業4.0、5G等，這些應用的最大特色就是採用高功率的電路設計，也因此使用寬能隙材料的元件就受到市場的青睞。

目前全球主要的電源元件供應商都已陸續布局了碳化矽和氮化鎵的方案與產能，尤其是這類元件的材料製作的成本較高，產能十分有限，現在幾乎已成了兵家必爭之物。一線的大廠更是透過策略聯盟，或者收購的方式，來確保自家的產能。

像是英飛凌（Infineon）除了與Cree達成SiC晶圓長期供貨戰略協定外，近期也與GT Advanced Technologies(GTAT)簽署碳化矽(SiC)晶棒供貨協議；意法半導體則收購了瑞典SiC晶圓製造商Norstel AB，不久前也與羅姆集團旗下的SiCrystal GmbH，簽署了長期供應SiC晶圓的協定。

台灣的晶圓供應商環球晶，日前則公告了將收購Siltronic AG，以強化在GaN和SiC的製造能量；世界先進經過了多年的研發後，目前已逐步量產了GaN的產品。

依據半導體市場研究機構Yole的分析報告，採用SiC電源元件的裝置，在2021年將有25%的年成長率；2023年則將達到44%；2025年則會進一步增加至50%的年成長。

數位資訊醫療照護

在2020年COVID-19疫情重創全球經濟態勢之際，防疫科技和醫療照護產業相關的人力、技術及產品的需求都很迫切，也讓個人智能健康照護與數位照護服務系統的成效倍受矚目，例如其中的醫用輔助軟體、生理偵測系統及遠距問診等設備促進個人健康品質及管理的產品，正促進數位資訊醫療發展。

資料來源：https://udn.com/news/story/6903/5177162

🌐 9/9 盤勢分析
　

🔎-美股趨勢-
　

週二晚美股開低走低，終場收跌632.42點，美股上週的跌勢仍延續，在勞動假期過後首個交易日。
　

📌蘋果及特斯拉再度重挫，並聯手領跌科技股且拖累美股走跌。

📌蘋果下跌 6.7%，股價跌破120美元的整數關卡，市值蒸發近 1400 億美元、特斯拉則跌逾 21%，創下該公司有史以來最慘單日跌幅。

📌另外，美中關係風雲再起，美國總統川普於週一表示，考慮將與中國脫鉤，並強調不能再依賴中國，並表示未來將進一步擴大對中國的限制措施。

📌加上，有消息傳出川普政府，擬加碼將中芯國際列入貿易制裁清單，導致昨晚美股半導體類股遭到重創，應財、科磊等供應商慘遭沉重賣壓，因而加重美股指數的跌幅。

📌尖牙股全盤皆墨，道瓊 30 檔成分股則跌多漲少，台積電 ADR收跌1.95%；美股今晨再度重挫，且跌破28000點整數關卡，月線已連續兩個交易日失守。

📌美股此波段下跌主要為科技股領跌，華爾街部分人士認為，科技股走弱的因由為，隨著市場對武肺疫情前景樂觀，人們逐步回歸疫情前的正常生活，因此對科技的依賴度正逐漸從疫情期間的高峰回落，導致科技產品需求減弱。

📌但蘋果公司預計下週三將推出iphone12，近期是否因此能再度掀起科技風的浪潮，帶動科技股走揚，則建議需先行觀察市場反應。
　

🔎-台股分析-
　

週一晚美股因勞動節休市一天，台股昨天走自己的路，早盤以上漲36.02點開出，隨後指數在平盤上震盪，終場收漲62.16點。
　

📌蘋概三王昨天表現漲跌互見，週一有消息傳出川普政府考慮，把陸廠中芯國際列入貿易黑名單。

📌市場認為，若消息為真，中國打造國產半導體的美夢將受重創。

📌與此同時，台積電、三星電子可以收漁翁之利。

📌週一中芯國際的香港掛牌股價因而跳水狂瀉。

📌此消息激勵台積電昨天開高走高，終場收漲1.17%。

📌鴻海於週一公布今年8月合併營收為4,205.46億元，月增4.3%，年增5.5%，亦推升鴻海股價走揚，終場收漲0.26%。

📌大立光為昨天三王中唯一收黑者，大立光也於週一公佈今年8月營收月增9%，但年減22%，導致昨天股價疲弱，終場收跌0.56%。

📌其餘蘋概股則漲多跌少。

📌近期走強的太陽能族群，昨天表現疲弱呈漲多拉回之勢，指標股茂迪被打入跌停，其餘相關族群則跌多漲少，僅科風獨強亮燈漲停，並自8/31以來已連續收7根漲停板。

📌週一轉強的電器電纜、鋼鐵、塑化族群股，昨天亦表現疲弱，資金昨天明顯改追捧防疫概念股，顯示台股類股快速輪動。

📌防疫概念股生華科自9/3公告，首位接受生華科新藥緊急治療的美籍武漢肺炎重症患者，經過5天治療後康復，預計於美國時間9月3日出院。

📌截至昨日已收四根漲停板，並帶動昨天防疫概念股族群股價走揚。

📌上週美股科技股漲多拉回，導致美股指數拉回，亦拖累台股走跌。

📌近期美股及台股本益比已過高，建議投資人宜謹慎操作。
　

🎯三大法人現貨買超9.8億，外資現貨買超42.55億。
　

免責聲明: 股市有一定的風險，投資人應謹慎判斷，自負盈虧。
＊編者按：本文僅供參考之用，並不構成要約、招攬或邀請、誘使、任何不論種類或形式之申述或訂立任何建議及推薦，讀者務請運用個人獨立思考能力，自行作出投資決定，如因相關建議招致損失，概與編者及作者無涉。

5G標準R16第三階段完成 5G於各行業商用起跑

科技產業資訊室 (iKnow) - May 發表於 2020年7月6日

國際標準組織3GPP於2020年7月3日宣布R16標準第三階段凍結，也就是說，2020年6月30日5G第一個演進版本標準完成，這也代表5G已經具備了相對全面的能力；從全球的5G部署來看，設備商、運營商、終端廠商或是其他應用提供商，都可以更積極地5G市場應用。

其實，5G完整技術標準包括R15和R16。而R15早於2018年6月3GPP組織在第80次TSG RAN全會正式通過5G NR標準SA（Standalone，獨立組網或稱獨立5G）方案正式完成，也就是說首個真正完整的國際5G標準正式出爐。R16不僅增強了5G的功能，也讓5G進一步走入各行各業，還兼顧了成本、效率、效能等因素，使通訊基礎投資發揮更大的效益。

引入R16新標準後，不需要對既有基地台的硬體設備做改動，只要軟體升級就可以完全支持R16標準。

至於R16標準涉及主題：多媒體優先級服務，車輛到所有（V2X）應用層服務，5G衛星接入，5G局域網支持， 5G的無線和有線融合，終端定位和位置，垂直域中的通信以及網絡自動化和新穎的無線電技術。還有，安全性，編解碼器和流服務，局域網互通，網絡切片和IoT。還開發了技術以擴大3GPP技術在非地面無線電接入（最初是衛星，但也要考慮空中機載基站）和海上方面（船內，船到岸和船到船）。LTE的新PMR功能的工作也在進行中，以增強最初使用GSM無線電技術開發的面向鐵路的服務，而該技術現已接近使用壽命。

我國電信三雄拚5G商機

隨著R16版制定完成後，5G於各行業帶動商機熱潮，先從企業5G專網架設，需要採購AI邊緣運算所需設備包括雲端伺服器及5G小型基地站等設備。 而我國電信三雄於2020年6月底陸續開台，台灣正式進入5G元年。以5G網路為基礎發展的AI、物聯網、AR/VR、車聯網，智慧製造、智慧醫療、智慧農業等賦能創新應用，將成為電信公司營收成長最重要的動能來源。

以中華電而言，5G開台首波推出的創新應用，包括與廣達旗下達明合作機械人手臂、與勤崴共同發展彰濱車聯網自駕車，中磊打入5G智慧電表，研華則在智慧工廠管理系統發展。中光電及中興保全分別在無人機與智慧路燈攜手中華電進軍。

台灣大哥大由富邦集團投資經營，初發展5G期，當然5G先導入富邦集團旗下子公司應用。從智慧電商倉儲、雲端遊戲及智慧球場開始。例如，momo富邦媒體科技已導入5G專網，與耀群科技合作開發AGV/AMR，採用無人搬運車（AGV）也導入具計算能力的AMR自主移動機器人，AOI自動化光學檢測。由富邦集團經營的新莊棒球也導入3D即時回放、VR實境投打對決訓練系統等新科技應用。

遠傳方面，企業5G服務有很大成長空間。遠傳與聯發科戰略合作外，潛在合作企業包括廣達、仁寶、亞旭、中磊、大世科等超過40家企業。還有，未來將整合遠東集團200多家企業資源，共同發展智慧製造、車聯網、智慧電表、智慧停車、智慧醫療等5G創新應用。

結語

5G標準制定完成後，接著就是6G標準R17及R18版制定工作開始了。根據新的時間表顯示，Rel-16於2020年6月凍結；Rel-17第3階段規範ASN.1和OpenAPI時程則於2021年12月凍結。

附圖：圖、3GPP對於5G及6G標準制定時間表

資料來源：https://iknow.stpi.narl.org.tw/Post/Read.aspx?PostID=16793&fbclid=IwAR0XW1oc8HJ6RyYt1xy3KzDchkVqQXLMWt-MSkAYtqZhyMAxCEpZ9grtFzM