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2019十大ICT產業關鍵議題-5G蓄勢待發 生態先行 (2019-01-30 IEK產業情報網 )

2019年ICT產業議題的主軸為「5G蓄勢待發 生態先行」。5G在今年將實現商業運轉,但具體的效益仍需要許多產業技術與生態環境的佈建。面對全球5G網路建置與頻譜釋照尚未完備,5G應用服務於2019年僅處於萌芽期,產業影響將集中於支援5G三大特性(高頻寬、低延遲、大連結)服務所需之相關終端、元件、資訊安全、邊緣運算等產業生態的準備。預估全球整體5G市場規模,將從2019年的42.83億美元成長至2023年的2302.64美元,年複合成長率高達171%。
2019年將有三波主軸趨勢,除了核心的5G商轉外,另外兩波為資安與隱私的反撲、及人工智慧與邊緣運算。首先在5G商轉主軸趨勢下,由於5G標準的確立,加上多家國際5G服務業者的各種應用試驗,預計2019年將會以高畫質影音為5G首波主打應用。而在技術方面,5G射頻元件的整合性趨勢,預期將帶動相關產業競爭的改變。在5G的三大特性支持下,預期將帶動多元應用加速發展,如智慧城市、智慧醫療、高畫質行動影音等。這些應用的發展,同時也會帶出資料使用與傳輸上的安全問題。因此第二波主軸趨勢為資安與隱私的反撲。由於人工智慧與機器學習需要大量資料,過去不完整的隱私保護與資安防護,在2018年已產生大量負面事件,造成國際間陸續在2018-2019年間制定隱私管理法規,並出現許多資安防護技術與產業,因此隱私與資安問題,同時是危機也是商機。第三波主軸為人工智慧與邊緣運算,此波主軸主要延續2017-2018年的產業發展趨勢,而在2019年的重點議題將是AI對話技術與新架構AI晶片的出現。對話技術讓虛擬助理更加成熟且有效、新晶片架構能突破摩爾定律的限制,開發出更快速的AI運算晶片。
最後,2018年初開始的美中貿易戰火延燒至今,預期將對全球供應鏈產生重大衝擊。而貿易戰背後的美中爭端,誘發國際各國抵制中國通訊大廠「華為」的產品,其中華為的5G設備出口將首波遇到挑戰,可能牽動相關產業鏈的未來發展。



關鍵議題1:5G服務正式商轉,首波力推高畫質影音

2018年6月國際通訊標準組織3GPP完成5G第一版商用化標準後,2018年10月美國電信業者Verizon搶先推出5G固網接取網路;2018年12月美國AT&T緊接推出5G行動熱點服務;美國其他營運商和南韓也將於2019年推出5G行動服務。由於增強型行動寬頻的技術標準制訂較為完整,晶片、設備業者也優先佈局此市場,因此即時性高畫質影音服務之發展將較為快速。另外,垂直應用市場也有一些小規模試驗部署,例如Verizon、AT&T、SKT的行動車聯網自駕車;AT&T、德國Vodafone的智慧工廠等。
由於5G基地台建置數量將是4G的1.5倍以上,推估2021年全球基地台市場將因5G轉為正成長;4K/8K/XR影音應用將帶動5G手機硬體升級,預估2019年5G手機單價約700美元;5G頻段增加將帶動手機射頻前端市場成長,另外垂直產業如能源、製造、公共安全、醫療照護等將進行5G數位化,預估2023年為營運商帶來4,000億美元額外營收。台灣為了爭取5G商機,軟硬體的整合與優化將是產業成長契機,建議深化人工智慧、邊緣運算、開源軟體等技術,開發5G時代下所需要的創新應用產品。另外,5G將跨及資通訊和各行業,建議與各行各業的合作更為緊密,累積領域專業知識。關鍵議題2:5G射頻模組邁向整合,傳統供應鏈面臨重組
在各種5G技術上,毫米波(mmWave)的頻譜相對其他頻譜充裕,廠商取得使用授權相對容易,因此國際上大多數5G業者都競相開發毫米波技術。而毫米波頻段將使電感變小,可採用CMOS或SOI製程技術來整合被動元件,達到高整合度、尺寸縮小、低成本等優點,因此預期毫米波關鍵零組件射頻模組將走向高度整合趨勢。
2018年Qualcomm推出全球首款高度整合之毫米波天線模組 QTM052,可大幅簡化手機系統廠商需面對的複雜射頻通訊設計問題。過去4G射頻模組市場主要由Broadcom、Skyworks、Qorvo、Murata等四大廠掌握,Qualcomm此次切入5G射頻模組市場,將會改變原有產業與市場版圖。預期未來在5G 毫米波領域,單晶片(SoC)的架構與AiP先進封裝技術,將漸漸獲得市場認可,亦可帶動如台積電、日月光等廠商更多商機,而高通毫米波天線模組與5G數據機整合方案的推出,也將對其他射頻模組與晶片廠商帶來衝擊。



關鍵議題3:量子熱潮持續發展,安全加密通訊可望先行
2018年底,美國總統川普正式簽署法案,宣布美國在未來10年將投入超過12億美元在量子技術的研發,包含量子電腦、量子通訊、量子量測與量子模擬都被列為重要的量子技術應用領域。其中量子通訊由於已開始出現商用化設備,加上其絕對不會被破解與攔截的高度安全通訊特性,更讓量子密鑰通訊技術成為金融業、電信業、政府等產業願意優先投入的量子技術。包含韓國SK Telecom與歐洲Telefonica都開始建構量子通訊實測網路以進行布局。
在全球資安事件頻傳,帶動安全通訊需求興起的趨勢之下,根據國際研究機構MarketandMarkets研究顯示,全球量子通訊設備與軟體產值將從2017年2.857億美金以27%年複合成長率快速擴大為2022年的9.437億美金。未來三年內量子通訊商用化設備也將持續朝向低建置成本、高安全密鑰與具備長距離傳輸能力的量子中繼器為重要技術布局方向。預期逐漸出現的量子通訊設備需求將帶動其設備中包含量子加密晶片、非線性晶體與光學調變器等重要元件的需求,並開啟我國光學元件廠商切入的契機。然而量子通訊對元件的技術要求極高,包含光源調變的精準度、光源訊號的精準度與穩定度等,都將是我國切入所需突破的技術瓶頸。



關鍵議題4:資料洩露事件暴增,硬體安全晶片市場增溫
2018年最嚴格的隱私保護法GDPR正式上路,但是全球個資洩露事件反而增加,據統計上半年洩露了45億筆資料,相較2017年上半年暴增2.3倍,包括Facebook、Twitter等社群媒體及新加坡健保資料等均名列其中,顯示網路服務營運商、資通訊與物聯網設備等的使用者身分驗證及資料存取管理防護仍然不足。面對各式資料遭竊、竄改與挾持等攻擊,硬體安全具備金鑰保存及實體防篡改的特點,成為廠商爭相投入的重要市場。2018年包括Google、Apple、Microsoft等大廠競相投入終端至雲端應用的硬體晶片防護解決方案。
以安全晶片為信任基礎,建立多層次、全方位的安全防護,將成為未來資通安全解決方案的主流。預估2023年全球硬體安全晶片市場規模可達54.7億美元,年複合成長達5.9%以上,如物聯網終端及行動終端的安全晶片(SE; Secure Element)及電腦伺服器採用的信任模組等都是市場主要成長類別。這一波市場對於硬體安全晶片的需求,也是國內晶片設計業者切入的機會,包括針對物聯網設備,開發具獨立加密功能的安全晶片、或進一步將安全晶片再整合如指紋辨識資料加密應用,整合成一顆高階的安全晶片、或是將安全晶片的智慧財產(IP)整合進入物聯網應用處理器內,都是國內業者可以切入的方向。



關鍵議題5:隱私與資安陸續法制化,產品安全已無法忽略
全球資安隱私與數據保護法令焦點,已漸由關鍵資訊基礎設施保護,轉移到物聯網設備安全,如:美國加州2018年9月通過資訊隱私聯網設備法規,預計2020年實施,此外,美國國家標準與技術研究院(NIST)於2018年9月發布管理草案,基於標準的物聯網設備安全測試準則即將問世;而歐盟預計2019年通過Cybersecurity Act立法,要求設備須確保安全功能並通過對應認證。此外,Apple等指標業者也已允諾將遵循隱私法案,並開始強化產品隱私保護機制。預估2019年消費者將重新評估企業對隱私與數據保護的投入,受信任企業將獲得個人數據資產的競爭優勢。然而,相對的產業未來商業模式創新將大大受限。同時,設備業者開始在新技術(如:人工智慧、生物辨識、區塊鏈)導入前也會先進行評估是否滿足隱私與數據保護設計,影響所及將帶動設備業者提升隱私與數據安全防護技術的投資熱度,數據安全保護技術將加速湧現。
建議台灣物聯網業者於產品設計階段應加速導入隱私與數據保護技術,以防止產品收集之個人資料外洩,不揭露過多數據,或即便外洩仍以避免揭露個資等;並採主動防護思維,強化滲透測試等安全軟體開發流程。此外,產品售後亦應提供定期遠端漏洞維護與管理,即時更新設備安全情資、設備健康可視性。包含:系統配置設定、設備安全監控和漏洞修補,以建立消費者信賴,打造台灣成為數位經濟時代下的數位信任品牌。



關鍵議題6:從問答到對話 自然對話技術提升企業與商用快速發展
語音助理與文字聊天機器人的主要核心技術為語音辨識、自然語言處理與交互對話技術,其中最困難的部分為具備自然語言的交互對話。先進的對話技術與舊有技術最大的差異在於「問答」的複雜度與長度。新技術可以針對一個問題進行多個交互問答輪迴,因此機器系統必須具備長記憶能力,但舊技術僅能提供簡短的問答能力,甚至只有一問一答,使得使用情境有非常大的侷限性。
先進對話技術在2018年有長足進展,許多新創企業推出聊天機器人開發工具,能夠開發出各種特殊用途的對話機器人,包含企業內部業務與外部銷售。以航空公司提供之線上預訂機票為例,必須確定包含至少日期、機場、行李、轉機等許多問題,才能完整確認一張機票的細節,而這便需要多次來回的問答才能完成。擬人的對話能力是機器與人類溝通互動的關鍵,此技術的成熟將推動許多人工智慧應用快速發展。
企業流程自動化(RPA, Robotic Process Automation)已發展多年,其主要利用軟體將各種企業流程自動化,進而達到提高效率降低成本等效果。RPA主要透過語音助理或文字機器人和員工或客戶進行互動,因此互動的品質是RPA發展的關鍵。預期2019年RPA在先進的對話技術導入之下,使得互動過程優化而變得更加強大,因而RPA被認為是2019年企業AI的明星發展趨勢。預計2019年主要RPA應用業務如採購、財務、資訊管理、銷售等都將慢慢導入。



關鍵議題7:AI需求驅動晶片架構革新,產業鏈需開始布局
自2012年以來,在大型AI運算中用到的運算量呈指數式上升,截至2018年止這一指標已經增長了30萬倍。透過半導體製程微縮來提升運算力,是AI進步的一大重要因素,但未來想透過此方式繼續提昇晶片運算力的幅度將越來越小。除了製程微縮難度越來越高下,一般的AI 晶片只是模仿大腦的運作方式,基本上硬體設計仍屬於傳統馮紐曼架構,此架構性能受到記憶體頻寬限制,對需要大量的平行及矩陣運算的AI演算而言,將導致耗電與效率低落,因此近年許多廠商相繼推出AI晶片的創新性架構設計。
IBM的類腦AI晶片TrueNorth,採用「相變化記憶體」,存儲單元可以承擔更多運算功能,但消耗的功率可縮小至千分之一。另外也有廠商採用電阻式記憶體(ReRAM)與磁性記憶體(MRAM)來設計記憶體內的AI運算方式。未來新興記憶體技術將在AI晶片市場佔有重要地位。未來預期AI晶片發展,短中期將採混合運算,長期則是走向類腦架構運算。AI晶片架構的改變對整個半導體產業、記憶體產業、乃至於既有馮紐曼架構的整個相關產業鏈,都會產生重大衝擊與改變。雖然未來何種新晶片架構會成為主流尚未明朗,但台灣產業仍宜及早投入相關研究,並整合產官學研力量統一投入,才有機會在未來取得一席之地。



關鍵議題8:折疊螢幕手機終於上市,成本高昂僅存高階市場
2018年的智慧型手機市場面臨成長瓶頸,品牌廠高度競爭,許多業者已透過全螢幕設計提升產品吸引力,下一波成長皆希冀藉由顛覆式創新,重新定義智慧型手機使用情境,並配合5G手機搭配影音串流與大螢幕閱聽需求,來吸引消費者購機。Samsung在SDC大會上宣布2019年折疊螢幕手機即將商用化,其他手機品牌廠商如LG與華為也將跟進,並在專利佈局卡位。Google亦配合Android陣營開發折疊手機專用介面,使整個相關生態圈逐漸壯大,一同為消費者提供全新、獨特和創新的互動方式做準備,徹底改變既有使用者體驗,並影響既有智慧手持裝置產業的發展。
技術創新的折疊螢幕手機將創造新市場區隔,引發新的市場機會,初期將以高階產品定位並連結未來5G手機所需整合產品設計的適配性,預測至2025年將開創超過5000萬支手機的市場需求。因產品需重新設計,製造過程相當複雜,現今生產技術下難以達成,此新型態的產品亦影響零組件與供應鏈生態,包含材料、面板結構、整機機構、裝置、系統、UI/UX的重新設計等,不論是生產工藝的精進或新型零組件皆有助於產生新的市場機會。在此我國已具有良好的基礎,包含可彎曲的電路板、可撓電極、偏光膜等相關軟性電子零組件業者均可藉此機會積極跟進,提升技術層次,搶得下一波高階手機市場的先機。



關鍵議題9:半導體高階製程難突破,晶圓代工市場走向寡占
人工智慧、邊緣運算、車聯網、5G相關等創新應用都需求更快、更低功耗的處理器製程才能達到運算需求。全球晶片大廠之2019年技術藍圖多以7奈米做為高階產品的技術主軸,將引爆高階製程的需求成長。然Intel陷10奈米製程瓶頸,顯見高階製程難度頗高,演變成為2018年的CPU大缺貨,導致2019年Intel必須將資本支出集中火力在10奈米的良率提升與產能的擴張,並宣佈放棄晶圓代工業務,專注本業,以延續處理器霸主地位。美國GlobalFoundries也宣布無限期展延7奈米製程量產,形同放棄7奈米代工業務。韓國Samsung 7奈米EUV製程陷入瓶頸,使得台積電在7奈米製程因啟動時點全球最早,良率表現穩定,將成為全球各大IC 設計業者導入先進製程的首選,預期2019年產能將大幅擴張。
未來台灣為延續晶圓代工競爭優勢,新一代材料與設備的導入有助於7奈米以下製程推進,其中新一代的EUV微影系統將可以進一步支援3奈米以下製程;另外鈷金屬的導入,可讓晶片效能和功耗,再次呈現摩爾定律追求效能更高、耗電更少、面積更小及成本更低的目標。



關鍵議題10:美中貿易戰火影響擴及全球,5G布局首當其衝
從美國301調查開啟貿易戰,先後兩波商品價值達2500億美元關稅已生效,2019年本預期啟動第三波商品課稅由10%再提升至25%,並可能調整加入新品項如主機板、伺服器、筆電、智慧手機/手錶等,雖美中在G20峰會達成協議暫緩3個月,但這場經濟戰恐邁入延長賽。同時美國以國安為由,擬針對14項新興與基礎技術實施禁止在美投資與出口管制措施,如微處理器、先進運算、人工智慧、數據分析、量子運算、機器人、腦機介面及導航等技術,引動全球科技版圖爭霸。而全球價值鏈網絡已成形且中國是最大製造基地,貿易戰火影響層面已不侷限美中兩國,更擴及所有參與價值鏈活動的全球廠商包含研發設計、製造、銷售、物流等。
近年中國科技實力漸顯現,美國以關稅與非關稅措施,將迫使中國在高科技發展以非關稅障礙方式取得國外技術轉移策略重新調整,並逐漸放寬外國企業進入中國市場。首當其衝是5G科技爭霸重點,從中興、華為等事件發酵,以美國為首組成五眼聯盟情報網(包含英、加、紐、澳),並呼籲其他盟友如日、德、法等共同圍堵中國5G網通設備進入各國關鍵基礎建設,短期內將對5G相關供應廠商造成影響。若關稅壁壘持續升高,因台灣資通訊產業在中國供應鏈程度深,以3C代工業為例,美國客戶營收占比平均達三成五,影響程度增大。未來台灣廠商應考慮分散產能或投入智慧製造技術,以減低關稅衝擊;前瞻技術發展合作夥伴應謹慎多方布局以避開風險,並應用技術創新與跨領域整合創新,朝高附加價值產品發展。※更多完整分析報告即將於三月上線,敬請期待…
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