工研院資通所所長丁邦安:攜手產業面對技術挑戰

作者: 廖專崇
2023 年 04 月 17 日

在歷經超過三年的大疫之後,全球的經濟、政治、社會等面向都產生不少變化,2023年全球陸續擺脫疫情開始步上復甦之路,然而整體氣氛在迎接希望之餘伴隨許多不確定性,面對整體情勢的挑戰,每個單位與個人彷彿都需要更為審慎評估。

工研院資通所長期協助產業發展,更需要認清產業大勢以便規劃發展重點,工研院資通所所長丁邦安便從近期總體經濟PEST(Political、Economic、Social、Technological)等大趨勢,分析資通所未來幾年的技術研發重點,並揭露2023年的研發成果,希望能協助產業發展,有效面對環境挑戰並提升競爭力。

全球化供應鏈受挑戰

PEST分析是利用環境掃描分析總體環境中的政治(P)、經濟(E)、社會(S)與科技(T)四種因素的一種模型。丁邦安表示,近年全球地緣政治發生重大的變化,全球化與自由化原則受到挑戰,產業鏈也因此受到衝擊,過去全球化供應鏈不再,可能裂解為多個供應鏈,同時硬體銷售遭遇到的限制會比軟體大。經濟環境在友善供應鏈的趨勢下,市場規模相較全球化時代來的小,同時低價商品與節省成本難度更高,因此帶動節流商機,如省電技術會越來越受重視。

社會情勢部分,高齡化、少子化社會是多個國家的發展趨勢,因此,丁邦安指出,智慧化重要性更為提升,也帶動數位轉型的商機。關鍵技術部分,新能源技術還有智慧化與數位化技術都是發展重點,在這樣的趨勢下,一個標準、多個供應鏈的狀況可能發生,所以應該要更加擁抱開放,比如5G O-RAN就是非常重要的技術;另外,ESG的趨勢也讓綠能重要性不斷升高。

因此,資通所提出「OPENINGS」的發展重點,丁邦安說明,其中有四個涵義,包括開放架構、智慧化、綠能與新創,這也是未來幾年技術投入與開發的原則。

統一標準與多個供應鏈趨勢

然而全球政治、經濟、社會發展並不是一成不變的,就像在2020~2022年間發生的COVID- 19與俄烏戰爭,相信對於大多數的觀察家來說,在幾年前都無法預測其發生,但這些事件對未來全球的發展肯定造成重大與深遠的影響。丁邦安認為,在全球化的時代,聯合國與WTO是整體政治與經濟的支柱,在這些全球性的框架之下,政治與經濟的發展相對穩健並有跡可循,只是近年來其功能與影響力有逐漸式微的現象。

對台灣來說,過去跟隨全球化的趨勢,數十年來也致力於提高生產效率,並選擇自己專長的工作,投入整個供應鏈中具有比較優勢的環節,並不斷進行優化,但未來可能演變成部分開放的狀況,也就是對自己熟悉的部分開放,對自己不熟悉的就不開放。丁邦安說,至少在消費性電子與網通技術部分,應該維持全球一致性的標準,在產業鏈被解構與切割的狀況下,類似5G O-RAN的開放性架構更需要有全球性的共識,也是台灣應該投入的項目。

這兩年,台灣廠商大力投入5G開放架構的發展,在過去垂直分工的產業模式下,台灣廠商不僅專長在硬體製造,同時不擅長一條龍的發展,產品製造也多半缺乏軟硬體系統整合的能力,所以台灣這幾年推出很多5G O-RAN產品,但是導入SI的進度則相對緩慢,導致商業落地困難。丁邦安建議,要培養更多系統整合能力,包括系統驗測與資安,大型的OEM/ ODM廠商同時具備技術與財務能力,有機會在5G開放架構中扮演系統整合的角色。

深化5G體驗 前瞻6G技術藍圖

就工研院資通所扮演的角色而言,5G開放架構上,丁邦安表示,基地台以功率來區分大型基地台為40瓦(W)以上,小型基地台則是250mW左右,微型基地台則是介於兩者的發射功率之間。這兩年發展的重點就是微型基地台,發射功率為4瓦、10瓦、20瓦這幾類,也有相關技術可以與國內廠商合作,業務規模適合台灣廠商投入,工研院在這之間選擇未來產業需要的技術,但是技術風險相對高的部分投入,希望可以協助產業分擔風險,並思考新的可行性。

未來則可以將5G O-RAN基地台的技術延伸到非地面網路(NTN),運作情境分為傳統的基地台不動用戶移動,還有天空中的基地台移動地面的用戶不動,與天空中的基地台與地面的用戶同時移動的使用情境。丁邦安指出,在這些新的應用情境下,會有新的技術需求,包括傳送接收的挑戰與運作環境的改變帶來的技術挑戰,所謂的太空規格為衛星酬載電子元件的震動、輻射、溫控帶來相當大的挑戰,技術能力需要再提升。資通所目前與太空中心合作,希望在2023年底可以完成初步的工程版本產品。

下個世代6G技術已經逐漸引起產業的討論,針對未來的行動通訊技術需求,丁邦安認為,AI的應用在6G時代將更為普遍,6G屬於AI原生(Native)技術,所以系統對於運算能力的需求更高,同時也是NTN原生與O-RAN原生,新的網路元件在6G時代會被開發出來。在4G、5G 時代,行動通訊技術持續發展傳輸連接能力,猶如人類五感的嘴巴與耳朵,但是6G更高頻率技術的導入,將發展更多感測能力,為系統加上眼睛這個感官,所謂的「通感一體化」,可重構智能表面(Reconfigurable Intelligent Surfaces, RIS),解決在6G世代中橫跨更大範圍、包含sub-6 GHz、毫米波及太赫茲(THz)等不同頻譜,且不同的頻段採用的技術差異很大下,讓多天線系統建構傳輸空間的多樣性,進而滿足6G傳輸體驗之需求。

研發為導向的參考設計

資通所每年都會針對自身的技術開發成果與業界溝通,過去幾年受限於疫情,2023年可以完整展出,丁邦安解釋,希望透過發展研發為導向的參考設計,協助國內產業分擔技術研發風險,包括前面提到的微型基地台,具備64T/64R通訊能力;衛星酬載與高空氣球都有研發成果展示。

針對省電的技術上,5G開放架構除了微型基地台之外,也開發省電的技術,讓國內廠商可以強化競爭力,與省電相關的還有新式充電樁的技術。再者,無人商店的最新進展,無人載具的無人機與自主式移動機器人(Autonomous Mobile Robot, AMR),另外有許多AI的深入應用亦是展示重點,最主要的目的是希望讓國內廠商了解針對未來幾年即將市場化的技術有團隊在投入參考設計的研發。

工研院資通所透過發展研發為導向的參考設計,協助國內產業分擔技術研發風險
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