文/張家瑜
工研院產業服務中心

2020年起，世界正式進入第五代無線通訊系統（fifth generation wireless communication system，簡稱5G）時代，根據市調機構Maximize Market Research預測，全球無線通訊基礎建設至2029年將達3,059.5億美元，期內複合年增長率則將達8.56%，產業也早已從物聯網（Internet of Things，簡稱IoT）角度切入，擴充各個領域的B2B應用。可預期的是，成熟的5G技術必定會滲透至社會經濟各個層面，孕育新興資訊產品和服務之餘，將會推動一番人類文明的革命，個人與企業的「連網權」（right to Internet access）也將成為人類社會追求發展時至關重要的權利。

圖1 全球無線通訊基礎建設產值預估（2021年至2029年）
資料來源：Maximize Market Research

無線通訊系統至今的發展

無線通訊（Wireless Communication）是指利用電磁波信號可以在自由空間中傳播的特性進行資訊交換的一種通訊方式。簡述各世代的無線通訊技術的沿革，可從19世紀末第一代發展無線電通訊系統（1G）開始說起，當時僅提供類比式行動電話系統（Advanced Mobile Phone System，簡稱AMPS）服務，第二代無線通訊系統（2G）以全球行動通訊系統（Global System for Mobile Communications，簡稱GSM，又稱泛歐數位式行動電話系統）提供數位語音通訊及簡訊服務，第三代無線通訊系統（3G）提供高速數據通訊服務，從第四代無線通訊系統（4G）開始，講求資料傳輸量需達到1 Gbps以上，甚至在高速移動下也要有 100 Mbps，提供高速、高效率的數據通訊及高畫質影音服務，也在娛樂、金融、醫療、教育、交通等產業上的應用，衍生出多樣性的商業模式，例如OTT服務（Over-the-top media services）、電子商務、電子支付、O2O服務（On-line to Off-line）……等等。

第五代無線通訊系統（5G）相較於4G，擁有高速傳輸、超低延遲、巨量連結等三大特性，因此5G也賦予了自駕車、遠距醫療、智慧工廠、數位內容產業、智慧城市等領域上更多元的應用，再加上2020年起由COVID-19疫情驅動的生活與工作型態變革，更將全面重新塑造未來人類的生活方式。

從3G開始的各世代規範與標準，目前皆由國際組織3GPP（3^rd Generation Partnership Project）制定，透過高度系統化的研議流程，從會員遴選、規格籌備、格式內容、制定程序等都有一定步驟與規範，以利建構高度一致性的無線通訊技術各層面標準。為積極提升我國參與國際標準建立的影響力並增加與業內領先者的實質互動機會，中華電信2006年即加入3GPP，目前已有中華電信研究所、工研院、宏達電、聯發科、華碩、宏碁、資策會、憶隆、恒通等9家業者、研究機構加入，也數次爭取3GPP來臺舉辦會議，盼催化臺灣資通訊產業發展各類型無線通訊應用。此時，除了深化我國參與3GPP等國際標準建構組織之外，若能引進國際創新應用來臺交流，有望加速臺灣學研、新創、企業掌握國際資通訊及衛星應用的發展，激發跨域整合的潛能，與來自全球、潛力無窮的新創公司聯手奠定臺灣在全球資通訊價值鏈的關鍵地位。

5G應用場景及創新應用案例說明

臺灣的5G/B5G暨衛星通訊應用技術整合供應商--稜研科技股份有限公司（TMY Technology, Inc.，TMYTEK）便採用上述的策略，積極進行國際布局。稜研科技透過創新技術改造毫米波射頻前端，擁有最先進的天線封裝（Antenna-in-Package，AiP）技術，實踐毫米波陣列天線，打造通訊基礎建設所需的陣列天線模組與主被動元件，以及獨創的毫米波OTA測試方案，加快產品開發及量產測試的速度，並研發為R&D市場打造的波束成形開發與教學套件，已被全球頂尖研究所及Fortune 500企業採用。2018年稜研科技即完成pre-A 輪融資，共獲得新臺幣2,050萬的資金，2019年又再度獲投，合計A輪募資近300萬美元。2022年5月，稜研科技參與另一重要無線通訊技術標準建立組織－國際行動通信協會（Groupe Speciale Mobile Association，簡稱GSMA），該組織成員包括行動通訊營運商、設備製造商、資訊技術公司和其他相關企業，而稜研科技也與GSMA會員共同撰寫《5G mmWave Coverage Extension Solutions Whitepaper》，提升室內、室外5G毫米波網絡表現解決方案，一方面幫助稜研科技獲得更多的知名度和專業知識，二方面也幫助稜研科技確保產品和服務符合國際標準，提高產品競爭力，拓展國際市場。

圖2 稜研科技5G AiP Technology
資料來源：https://www.tmytek.com/design-service/aip

歐洲也有諸多提供5G無線通訊基礎建設服務的新創公司，目前正在各國探索合作夥伴。例如盧森堡5G衛星營運商OQ Technology研發雙模式衛星蜂窩物聯網調製解調器和追蹤器（dual-mode satellite-cellular IoT modem and tracker），為全球首家使用5G協議提供全球IoT連接的衛星電信運營商（尤重偏鄉服務），提供隨插隨用的小型、低成本、低功耗解決方案，可以從1,000多個感測器上蒐集數據，同時內建GPS，並支援5G NB-IoT， GSM、LTE-M和雙向衛星鏈路（bi-directional Satellite links）。2021年，OQ Technology已在低軌道衛星試營運，並計劃以第三方衛星提供SDR為基礎的服務給本身的衛星群，並選擇與立陶宛的NanoAvionics合作，為其未來的衛星星座建造和運行6U 奈米衛星；2022年也宣布完成1,300萬歐元的A輪募資，完成的A輪融資由沙烏地阿拉伯國家石油公司Saudi Aramco的CVC部門Wa'ed Ventures領投，也促使OQ Technology在沙烏地阿拉伯成立子公司，預計為中東和北非地區建立首個衛星5G網絡中心，並在2023年1月與Saudi Aramco、沙國能源部及沙國通訊、太空及科技委員會（Saudi Communication, Space, and Technology Commission）合作成功完成測試，使用Rel 17 5G IoT技術，將遠端油管和智慧電錶蒐集到的氣體、溫度、用電資訊等連接到OQ Technology的低軌衛星。

圖3 OQ Technology在石油場域的應用說明
資料來源：https://youtu.be/-eSI3ipPRno

除了5G無線通訊的基礎建設，臺灣也有越來越多新創公司在開發5G應用技術。例如聲麥無線有限公司（VMFi Inc.，VM-Fi）即使用AI口語即席翻譯技術，打造「VM-Fi 聲麥無線」VaaS（Voice as a Service）系統，提供5G大規模場域使用場景的解決方案與App服務，並進一步整合最夯的5G無線通訊CPE裝置，啟動5G廣播功能，使用個人的智慧型手機做為雙方互動與溝通的載具。2020年，聲麥無線透過國科會Taiwan Tech Arena（TTA）引薦，獲選高通臺灣創新競賽（Qualcomm Innovate In Taiwan，QITC），不僅在2021年與亞洲最大創新創業嘉年華Meet Taipei合作英文論壇即時翻譯，更打開與臺灣及日本的多功能大型會展場域及5G電信/網通商共同合作的大門，建立一個可以同時提供一萬人即席口譯的概念驗證（PoC）場地，目前正在展開App軟體、CPE裝置與5G晶片組的軟硬體整合工作。2022年，聲麥無線獲選CES 2022 Innovation Award，加速了聲麥無線到日本設立全球營運總部的規劃，預計2023年完成新臺幣9千萬元的募資，並積極締結策略性投資人的計畫，讓「VM-Fi 聲麥無線」系統可以進軍日本、東南亞、歐洲市場，讓世界跨越語言的障礙，建構溝通無隔閡的生活。

圖4 VM-Fi解決方案說明
資料來源：https://www.vmfi.net/

無線通訊的未來：從5G應用與技術展望6G

隨著5G技術演進激發各界對於萬物連網的想像，各國都已紛紛成立 6G 研究組織，探討未來更多元的運用場景及需求。根據聯發科技通信系統設計事業部總經理黃合淇接受鴻海研究院訪問時提出的觀察，6G的技術特性可以從5G到B5G的技術變革來探討，分為以下三點：

1. 簡單性－較高的規格如資料輸出率，就會預期有較高的複雜度，但是在最大負荷（Most Load）的物理限制下，導致積體電路實現遇到瓶頸，因此簡化不必要的複雜度，在通訊系統設計上就顯得格外重要。
2. 融合性－不同通訊系統，如下一世代 Wifi 與 6G，是否可以在某些地方融合？或者通訊與計算技術，能否相輔相成？
3. 新型態－新的服務及應用出現，大眾終端裝置是否隨之改變形態？網路形態從傳統的蜂巢式架構，是否走向天、地、空一體的網路架構，達到全覆蓋？

簡言之，6G世代的來臨預計將進一步提高通訊傳輸速度、持續降低延遲、增加連接數量、提高能源效率等，應用面向也會更加多元，在科幻電影中所見的多感官全息傳輸技術有望成為現實，降低遠距互動的障礙。展望未來臺灣無線通訊產業的發展，除了基礎建設營運商仍會持續透過與國際合作加強技術革新之外，臺灣廠商需要提供更多與國際無線通訊應用業者合作的彈性空間，配合技術不斷發想應用場景，同時培育關鍵人才，使我國未來能在全球無線通訊產業持續占有一席之地。

資料來源：

1. 國家太空中心、經濟部、工研院、台經院訪談。
2. 新創公司訪談：VM-Fi、稜研科技、OQ Technology。
3. 《透過無線通訊技術的演進，來探討5G技術將所帶來的產業發展》，IBM Services。
4. 《Wireless Infrastructure Market – Global Industry Analysis and Forecast (2022-2029)》，Maximize Market Research
5. 曾芝寅，2021年6月9日，《臺灣全面推動5G應用，同步佈局6G技術、低軌道衛星技術》，科技魅影。
6. 陳俊儒（工研院產科國際所執行產業技術基磐研究與知識服務計畫產業分析師），2022年5月11日，《美中科技戰從5G蔓延至6G，次世代通訊潛在關鍵技術將成為一級戰區》。
7. 鴻海研究院，2021年6月6日，《聯發科總經理黃合淇：從5G到B5G，想像6G世界的關鍵議題》