5G 應用成長快速，帶動關鍵零組件發展商機，除了5G 獨立組網、毫米波、開放式無線接取網路（Open RAN）架構、專網等技術開發，成為5G 生態系業者積極著力的重點，半導體產業包括快閃記憶體、元材料也因此出現嶄新的變革與發展契機。

隨著更多地區的5G應用進入商轉，5G市場用戶快速增加，愛立信2021年第二季行動趨勢報告指出，5G用戶數2021年底可望接近5.8億，是史上普及速度最快的行動通訊標準，5G創造的產值也因此節節升高。

依據IHS Markit報告統計，到2035年，5G價值鏈帶動將創造3.8兆美元的經濟產值，帶動2,280萬個的相關就業機會。近兩年的疫情影響，更讓行動通訊成為少數不受影響且成長更為迅速的領域， 高畫質影音、遊戲、車聯網、工業物聯網等， 也分別在消費性與產業應用持續發展，2021年第一季每月行動網路數據流量就高達66EB，且成長不見停滯。

值得注意的是，3GPP預計於2022年上半年完成R17版本的制定，5G發展可望進入更為高速的成長階段，不管是在B2B與B2C領域，在5G獨立組網與高頻毫米波服務逐步上路的情況下，5G主流應用可望將帶動更多包括關鍵零組件、終端與服務的商機。

由經濟部工業局指導的「半導體產業人才創能加值計畫」，因此委由台灣區電機電子工業同業公會以及新通訊元件雜誌／新電子科技雜誌舉辦「半導體5G關鍵技術開發產業鏈共創研討會」，邀請半導體產業、5G龍頭大廠及相關產業鏈業者與學界專家，深入剖析下一階段5G研發重點與應用開發對策，希望能幫助業者成功搶占下一波5G市場創新商機。

5G 創新進展的未來

高通通訊科技技術行銷總監江昆霖指出，5G無線通訊技術由於可用於所有的頻段，低頻段可與LTE並存，提高人口裝置覆蓋率，中高頻段則可增加網路的容量與頻寬，因而可運用於一般大眾，在不同的地區適用更多不同的產業，來促進經濟成長。

尤其發展到毫米波階段，因為會有更大的頻寬（10Gbps），更低的位元傳輸成本，更好的傳輸效能與低延遲，容納更多的連線需求，江昆霖認為，5G對於人口稠密的都會區、交通樞紐、展演等特定場域，將可提供更好的服務。

江昆霖指出，5G所帶動的數位轉型橫跨了幾乎所有的產業，也為這些產業創造許多的機會，有機會重新定義許多的商業模式與服務，豐富人們的生活。如為了在未來塑造更有效率、更安全、更節能的智慧交通與駕駛體驗，高通為此推出了一個高度整合的新世代數位車用平台，整合了許多關鍵的無線通訊技術和行動運算技術，也因此創造出超過十倍的晶片需求和軟體開發的商機。

因為5G實現更多創新的應用，連結到雲端的邊緣智能運算裝置的需求也跟著大為增加。從穿戴裝置到新一代的消費電子產品，包括各式的Drone、陪伴型機器人、娛樂產品，兼具社交與諮詢功能的運動保健器材，江昆霖指出，未來的5G消費市場裝置，不只要兼具行動力、生產力、安全性，還必須兼顧企業永續經營所需的節能環保競爭力。

至於大多數人聽過最多的5G應用，莫過於AR及VR等XR技術。江昆霖指出，除了在智慧工廠應用外， X R 技術在時尚零售產業中，也扮演著重要角色。如消費者將能及時地看到眼前有興趣的物品的可選顏色、尺寸、折扣，連店家都能受惠於利用AR進行即時的倉儲管理。

而在工業應用領域， 結合5G Private Network 的智慧港口，可以進行智能監視與巡檢，提供主動即時的倉儲管理、運輸管理、港務管理等應用， 高通也偕同ASE、CHT、Compal、Sercomm、Altek等國內廠商，實現了世界第一座5G毫米波智慧工廠，運用5G與行動運算技術，導入了AR遠端修機，360度具有ondevice AI的產線巡檢，和AR的水循環利用教學等，預期5G技術平台會是未來十年的創新平台。

5G 應用引發快閃記憶體

新一波商機

旺宏電子市場行銷處資深處長林民正指出，5G因為具備最高網速可達20Gbps的「超高速」、1,000 X 的容量提升的「高頻寬」、1,000億+的連接支持「多連結」、1ms以下的「低延遲」及十年電池續航力的「低功耗」等五大特色，可以同步呈現遠端的人或物的真實影像，提供身歷其境體驗360度環繞影像，實現比4G體驗更好的萬物互聯，帶動了包括網路直播、雲端遊戲、海量物聯網等更多的產業商機。

林民正表示，因為5G的高速特性，可以傳輸蒐集分析更多的資料，讓AI應用可望更為普及，如農業已經開始將AI及5G應用在自動農耕機、無人機及倉庫管理。

但林民正也指出，一旦有更多的資料在第一時間送上雲端時，就必須解決數據可能塞車的問題，也因此會帶動快閃記憶體未來的市場需求。

如5G大型基地台的快閃記憶體需求，相較4G基地台幾乎增加一倍；5G及邊緣運算應用對快閃記憶體的需求也會跟著增加，尤其在安全性需求如加密標準的提升，將會是未來的發展重點；儲存裝置的趨勢也會因此增加對快閃記憶體需求，以提升資料運算速度以及儲存的便利性。

5G RF 的半導體技術前景

台積電RF and Analog業務開發資深處長段孝勤指出，隨著各種應用的普及，數據傳輸量在未來五年內將增長三倍，其中大部分的增長將來自5 G，預計在2026年，通過5G的流量可望超過50％，也因此帶動無線產品相關晶片需求的商機。

段孝勤表示，目前無線產品的晶片技術整合發展趨勢，主要是以cellular RF、Wi-Fi和 TWS Bluetooth為主，功耗、矽晶片面積和數位電路整合度是主要的挑戰，才能面對更為複雜的應用。

如eCall倡議計劃在所有車輛中部署安裝可以在發生嚴重交通事故時，會自動撥打國際求救電話（112），同時還可通過無線通訊傳送安全氣囊展開和撞擊感測器資訊，以及全球定位系統（GPS）或伽利略定位系統坐標到當地應急機構的裝置。

而要實現前述如此複雜的應用，段孝勤認為，晶片設計公司和矽製程提供者如台積電，需要高度的合作來深化晶片的設計和創新製程技術，如台積電的射頻和模擬技術，會建立在經過生產驗證的邏輯工藝平台之上，以滿足5 G射頻收發器和無線連接應用，對功率和面積擴展不斷增長的需求，同時也會針對5G毫米波射頻前端和毫米波汽車雷達相關產品進行優化，持續完善射頻和模擬技術產品，才能支持5G相關應用的創新，加速業者產品成功打進市場的速度。

5G 產業需要更為安全的

晶片解決方案

華邦電子陳光輝處長表示，5G應用帶動物聯網科技的蓬勃發展，但也因此成為駭客攻擊的目標，光是2021年上半年，物聯網設備遭受攻擊的次數就多達15億次，幾乎是前年同期的兩倍。值得注意的是，由於98％物聯網設備通訊沒有適當的加密，平均每個資安事件的損失金額高達424萬美元，因應日益高漲的資安威脅，陳光輝認為，我們需要一種可用的方法來識別物聯網設備的安全能力，以適應處理大量物聯網產品和相關資安認證框架。事實上，包括歐盟、美國及UK，以及產業界如汽車業、金融業，目前都已經在制定物聯網產品的資安認證相關規範，因此未來的物聯網產品不管是要賣到哪個國家，都會面臨產品是否符合該國資安認證規範要求的挑戰。

陳光輝指出，由於物聯網產品在設計及測試階段，就必須考慮資安認證規範，產品上使用的半導體晶片如快閃記憶體，也會需要通過資安認證，才能幫助客戶業者專注業者本身專長的項目，也可以加速資安認證的彈性及流程。

氮化鎵半導體

在5G 應用的未來

國立陽明交通大學國際半導體產業學院院長張翼表示，5G應用因為需要適合高頻、高功率的元件，讓具有寬能隙、高崩潰電場、高電子遷移率等特性的氮化鎵（GaN），得以脫穎而出，成為5G通訊時代的半導體重要材料。

張翼進一步指出， 氮化鎵的能隙為3.42eV，而矽的能隙為1.12eV，氮化鎵元件因此能在比矽元件更高溫的環境下工作，而且有更高的崩潰電場，能在比矽元件更高的操作偏壓條件下運作，同時也因為擁有較低的導通電阻，更適合高頻、高功率元件的應用，而且氮化鎵元件導電層（Channel），不像矽、砷化鎵元件需要摻雜。

過去由於氮化鎵製程技術較為複雜，因此早期主要都是不在乎成本問題的領域如軍方才會使用，但因為氮化鎵射頻元件暨相關模組，已被視為5G及其他新興高頻、高功率的應用中最具省電和工作效率的產品，也是實現未來綠色產品的戰略物資，已讓氮化鎵射頻市場快速發展，已經重塑整個射頻功率產業。截至2018年末，射頻氮化鎵整體市場規模已接近6.45億美元，同時在各個市場的滲透率，尤其是電信和國防應用市場，均具體展現了複合年增長率超過20％的實質突破。

張翼認為，隨著5G大規模商用的到來，高頻高功率氮化鎵市場將會在2020～2025年期間獲得一輪爆發增長，進而隨著毫米波技術的應用普及實現需求穩定，預估射頻氮化鎵整體市場規模將在今後五年達到20億美元以上，相關業者必須設法掌握核心領先技術，並配合現階段即將起飛之市場契機，積極投入與布局，更進一步與國內半導體產業特有的關鍵競爭力結合，台灣將更有機會成為下一世代的氮化鎵產業領頭羊。