鍾惠民、許正典
 
 
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台灣5G產業的發展契機工研院資通所副所長周勝鄰學長專訪


〈交大幫幫忙〉─主持人林宏文學長

全球5G通訊將在2020年開始進入商轉,此次台灣投入5G通訊世代的開發時程,早在三年前就已投入,比過去的3G及4G都要早很多。例如在4G WiMAX部分,台灣於2005年投入,但那年已是標準確立的一年,事實上投入時間已經有點慢。

工研院資通所副所長周勝鄰認為,在5G產業領域,台灣最應投入小基地台的研發,以及在高頻通訊領域的材料、元件、製程、模組及射頻前端等技術領域的開發。此外,5G應用已大量移轉至萬物連網上,台灣也可以在各種應用層面尋求發展機會,例如從智慧電錶,空氣盒子到智慧駕駛等,都是5G可以發展的方向。

 

台灣網通產業的發展歷程

主持人:先請周副所長來跟我們分享一下你的工作歷程?

周勝鄰:我進工研院的第一個計畫就是做Ethernet,大概是國內第一個做Ethernet的團隊,後來團隊就spin off出去變智邦公司,在網通裡面算是國內早期非常成功的一個企業。

在那個時代,網通大概是國內繼PC後最重要的一個產業,整個網通產業的發展就是從Ethernet到後來的Wi-Fi,這幾個方向奠定國內在網通產業的基礎。在Wi-Fi之後大家慢慢地走向行動通訊產業,像我們工研院在行動通訊產業做的第一個基本上是大型軟體,可能大家都比較沒有印象,因為大型系統軟體真的都不是很好做。

我們在九零年代做所謂的intelligent network--智慧型網路的服務,那是在電信網路裡面把交換機的控制跟信令分開,也就是說將交換機的服務和控制分開之後,在服務的地方就會有一個服務的系統,這個東西跟現在的SDN很像,SDN用在數據網路,就是把資料流跟服務流分開,早期所謂的智慧型網路是用在電信網路,那時候我們就做了所謂的IN系統,那是九零年代政府所投資非常大的電信軟體系統。我們那個計畫技轉了三家公司,包括IBM、Ericsson Taiwan、Alcatel。

 

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從失敗中學習—剖析WiMAX失敗的兩大原因

主持人:WiMAX在台灣普遍被認為是失敗的,但我想這個歷程也很寶貴,請周副所長來跟我們分享一下?

周勝鄰:WiMAX基本上來講是從Wi-Fi出來,Wi-Fi是一個很成功的產業技術應用,它不能移動,所以希望可以移動後,變成了WiMAX技術。所以大概在2005年Intel就很積極的在推動WiMAX技術,希望跟台灣合作。

在通訊裡面大概分兩個陣營,一個是電信陣營,一個是Internet陣營,Intel是比較屬於Internet陣營。Internet是老美的陣營,電信是歐洲的陣營。Intel是希望切入到電信的應用,當然從我們的角度來看,原來的電信是切不進去的,但是台灣基本上從PC到網通是Internet陣營,我們假設能跟Intel合作是一個很好的契機,所以這個決策絕對是對的。

我們跟Intel合作後積極的切入到WiMAX產業,WiMAX為什麼會起不來大概有兩個原因,第一個是原來電信陣營的反抗,在原本歐洲3GPP的系統裡面,你現在要加入一個WiMAX,這是不相容的。所以operator不可能去維持兩個獨立的系統來提供服務,所以可以發現既有的operator都不喜歡。第二個是沒有需求,2000年3G出來後到2007年iPhone出來前,這七年3G的應用是零零落落,operator花了很多錢去買執照、設備投資,卻都沒有回收,所以在2005年還沒有需求卻要投資WiMAX,基本上是不會願意的。但是等到2007年智慧型手機出來後,行動上網的需求增加,電信陣營3GPP的LTE第四代技術也差不多成熟,WiMAX的time window也已經過去了,它的time window只有兩年,2005-2007年。但是2007年後,4G的技術又逐漸成熟,所有電信陣營的客戶市場都在那個地方,LTE起來之後,自然WiMAX就沒有機會了。我覺得這個是我們在投資WiMAX裡面的一個抉擇,全世界的趨勢也不是我們能夠去主導的,所以基本上來講這是非戰之罪。

 

主持人:所以在WiMAX技術上它是不差的,但是市場卻還沒有起來,副所長在技術上鑽研很深,是不是也體會到技術不是everything?

周勝鄰:那當然,在整個產業裡面,技術是必要的,但絕對不是主導的。我們投資WiMAX整個產業的應用環境包括ecosystem,主導的人是operator,客戶市場都在那個地方,他不可能用一個外來跟它不相容的系統,而且當他有需求的時候,第四代LTE的技術也成熟了。但我們投入在WiMAX計畫裡面,不能講說大家都沒有成就,因為WiMAX的技術用在後面4G基本上都是ok的,所以技術經驗的累積到後面要發展4G的幫助是滿大的。

那麼為什麼說WiMAX會延誤國內一些產業的發展,當然我們在等它成功。你會發現在整個社會的網路建置,4G的發照就比較慢,因為WiMAX發了六張執照,這個東西大家也都還在建置,你不可能馬上再去發一個4GLTE的執照。我們投入WiMAX,在WiMAX還沒有機會之前你總是要堅持一陣子,當然這樣的堅持就會影響LTE的機會。所以從整個產業發展來看,政府在做WiMAX和LTE,LTE就稍微被delay到。

 

5G時代的來臨,台灣準備好了嗎?

主持人:我們預估2020年5G會開始發展,請周副所長分享一下5G大概要怎麼做會比較好?

周勝鄰:我想我們5G的投入比WiMAX早很多,WiMAX是2005年政府發表產業白皮書後開始做,但是2005年12月WiMAX802.16e標準是在台北的圓山飯店確定,意思就是說當我們投進去做WiMAX的時候,是標準確定那一年。我們已經投進去5G三年了,第一份標準在2017年年底會確定,從這個角度看,我們投入5G是在標準確定的三年半。跟全世界來比我們大概是在第一批,當然我們投入的資源和規模比起人家是稍微低一點,但只要找到我們的利基就可以發揮我們的優勢。

 

標準關鍵專利-5G的兵家必爭之地

主持人:請周副所長分享一下5G的競爭環境?

周勝鄰:我先定義一下什麼是5G,真正的官方5G是由聯合國底下的國際電信聯盟(ITU)制定一個年代的需求,他在2012年啟動一個計畫,探討2020年後的20年,網路要長什麼樣子、需求、應用情境、徵詢大家的意見,而在2015年發表5G的需求和願景,叫做IMT-2020,它第四代其實叫做IMT- Advanced,只是定義了未來系統的應用情境和需求參數,但是沒有定義技術,所以它定義這個需求後,產業的標準聯盟就要去call所有業者一起來做發展技術。

在4G裡面有兩個標準,一個是3GPP的LTE-A叫做4G,另外一個就是WiMAX2。這兩個都符合他訂出來的需求,所以被ITU認可為正式的4G技術。針對5G定義IMT-2020後,有一個標準組織最積極在做,就是歐洲的3GPP,當然是歐洲在主導這個單位,全世界所有的大小咖都在那個地方制定標準,剛有提到的高通、華為、三星,所有你想得到的大咖都在這裡,因為這是世界最重要的競爭舞台。

大家都要把技術貢獻進去變成標準,當你的技術有專利,就會變成標準關鍵專利(SEP,Standard Essential Patent),標準關鍵專利就是你的技術含在標準裡面,大家完全都避不掉,你一定要用標準才能做你的產品。因此在標準發展過程當中,全世界所有的廠商都聚集在那個地方,想要去提案、貢獻,目的就是希望成為SEP。

高通在過去3G的時候,他的SEP佔的比例高達20%-25%,但是在目前的場合,全世界互相制衡、抵制,包括其他廠商的進步,SEP的比例不會一家獨大,大家能想像到的三星、華為、高通大概都低於10%。

歐洲是全世界第一個啟動5G計畫的,整個歐洲在歐盟的支持下訂了一個目標,希望佔5G的標準關鍵專利24%。從標準發展的時間來看,本來是預計到明年(2018年)年底要發展第一份標準,但是所有廠商都很急,大概在2017年年底就會有第一個5G標準出來。5G會依附在4G系統上面去運作,未來兩三年的過程中有兩個很重要的事件,韓國的冬季奧運平昌冬奧和東京2020年奧運,這兩個都是很重要的5G展示場。

當然明年度的平昌奧運有點太快,標準今年確定之後他是否來的及去發展一個符合標準的5G系統對全球展示,這個部分就會稍微趕一點,不過韓國的5G發展真的是滿厲害的。另外一個是華為,它在全世界的影響力跟三星不相上下,甚至跟高通已經是三足鼎立。前一陣子華為有一個Polar Code,在資料短訊編碼裡面他就有標準打進去,我們國內的聯發科基本上來講也是支持Polar Code,所以我相信聯發科跟華為在Polar Code上已經有一些專利的佈局。

 

找到台灣的5G利基,構成新的產業鏈

主持人:周副所長現在也是台灣資通產業標準協會的秘書長,所以要擠進標準裡面很重要,不要像過去一樣只是做代工的角色,如果能在標準上面卡到一點點位,哪怕是一點點也好。

周勝鄰:在政府的支持之下,標準關鍵專利在WiMAX建立的不錯,能量就累積到4G,到現在的5G,所以在標準參與就透過協會的協調,先在國內有一個共識,再到那個地方打群架。

另外一個部分談一下,5G的發展腳步很快,2020年大家預計會進入商業化的階段,5G跟4G不一樣的部分,4G只純粹針對人的寬頻上網,但是5G的應用情境裡面除了人的寬頻上網之外,還有兩個構面,一個是物聯網,就是未來萬物聯網所需要的網路通訊。另外一個部分主要針對超高可靠度,跟低延遲的通訊,這是一個比較特殊的應用情境。所以未來的5G應用構面會非常的廣,包括智慧農業、智慧城市、甚至人看的高解析度、AR、VR應用,應用需求非常的大,產業應用機會也非常多。

剛主持人還有提到小基站,國內終端有聯發科在支撐,手機部分有ASUS、HTC。另外一個應用機會是基站,剛提到在3G的時候想要去做基站,當然功虧一簣,接下來在4G、5G方面,國內有一些廠商在做小基站。未來在5G,小基站應用的機會會更大,因為在5G整個系統的容量簡單來講要變成4G的一千倍,其中很重要的技術是超高密度,就是說每個基站涵蓋的範圍把它縮小,這樣整個系統容量就隨著基站增加,系統能量變大,所以基站的涵蓋就會變得很小,也就是小基站的用武之地,當然這裡面有很多技術要去突破。

另外一個部分,假設我們系統容量要增加一千倍,一個很重要的構面是頻譜要變大,現在4G只用到100 MHz,但是頻譜乘上頻譜效率,假設頻譜能夠變得很大,是讓系統變大的一個重要構面。未來在6GHz底下,基本上頻譜大概全世界都用光了,唯一一個方法就是往高頻去走,就是所謂的毫微米波Millimeter-wave。所以未來的5G裡面目前大概會用兩個頻段,一個是28GHz,一個是39GHz,在這兩個頻段裡面找到可以用的頻寬,大概都在1GHz以上,比現在多至少20、30倍。

在高頻通訊裡,訊號品質衰減得非常快,容易被阻礙物阻礙,所以高頻通訊的技術需要被克服,這是系統面的問題。一旦克服技術問題後,就會看到產業機會,以前這個技術是用在軍方、國防,但是未來可以用在產業,產業鏈幾乎是空的,裡面最重要的包括材料、製成、元件、模組、射頻前端,這樣一個產業鏈是一個非常好的機會。國內在製成方面滿強的,元件也可以做,未來可以做的模組像是功率放大器、射頻前端模組,這些東西都是我們可以去發揮的,配合小基站、超高密度就可以構成國內比較新且可以發展的產業鏈。

 

5G應用無遠弗屆,邁向智慧新生活

主持人:5G在台灣的應用端呢?

周勝鄰:它的應用構面非常廣,包括所有你想像得到的物聯網,像是智慧電表、智慧交通到車聯網,基本上這些東西都會連上去,所以未來的應用是各式各樣的,也是一個很重要的發展機會。目前來看,大家都不知道物聯網會怎樣被發展起來,不知道其實就是一個很好的發展機會,所以假設我們的智慧農業很強,利用通訊結構發展智慧農業、甚至智慧城市、智慧交通,未來都會變成應用服務產業的solution,就不一定要做硬邦邦的硬體。所以我想這是未來5G在應用方面非常靈活的機會。

 

 

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