4G行動網路商用化方興未艾,5G發展不僅已經開始起跑,產業界對5G技術的「渴求」,甚至促使標準制定單位——第三代合作夥伴計畫(3GPP)加快5G標準的公佈。由於5G可以提供更快的資料傳輸速率,擴大無線訊號覆蓋面積和降低網路延遲,並將在消費性應用之外的工業、醫療、交通等垂直產業中大顯身手,滿足多樣化業務需求,實現更徹底的「萬物互連」,促使業者紛紛投入。

而對5G技術投射許多美好的想像,相關業者也開始「合縱連橫」積極佈局5G。舉例來說,中國移動(China Mobile)計畫在今年展開5G大規模場測,華為(Huawei)、中興(ZTE)、高通(Qualcomm)與英特爾(Intel)一直在重金投入;測試與測量廠商也不落人後,積極與產官學界合作,進行相關研究和試驗。

相關業者積極投入5G發展的動作,在今年初舉辦的全球行動通訊大會(MWC)亦可見一斑。但事實上,4G行動網路,也就是長程演進計畫(LTE)正式商轉沒有很長的時間,許多市調單位的調查結果也顯示,4G帶給相關廠商的營收似乎還未能彌補業者佈建4G網路所投注的成本,雖然5G技術看似商機無限,但晶片商或是設備商,甚至電信營運商,在5G市場能夠真正賺到好幾桶金嗎?

業界力推 5G標準可望提前公佈

從本屆MWC業者展出的內容可以明顯看出,業者極盡所能地展現其在5G市場的投入力道與成果。台灣愛立信(Ericsson)總經理何可申(Hakan Cervell)表示,今年MWC的三大方向為5G、物聯網、雲端,其中不僅愛立信在MWC攤位展示許多5G技術相關應用,其他廠商亦戮力展現實現5G技術的方案與應用。

分析各家廠商積極投入5G的發展原因,不外乎5G技術可以跨足許多不同應用領域外,還能以其特性發展出更多過去僅能想像或是意想不到的新應用,而新的應用意味著新的營收來源,也因此,「愛立信觀察到,今年5G技術相關的應用發展,將多過於5G技術本身的發展,」何可申說。

也由於業者積極研發,形成一股強大的驅動力,原定於2020年才會正式底定的5G標準規範,更已確定將提前於2019年前定案。Gartner研究副總裁洪岑維表示,從近2個月的5G發展來看,「非獨立5G」(non-standalone 5G)技術標準可以現有的4G網路架構為基礎,因而發展較為迅速,再加上全球各地區對於5G的發展雖各有優勢,但仍形成極大的推動力道。預計2019年中即可看到一些城市或地區開始5G正式的商用,而不僅僅是因為運動賽事建置的5G實驗網路,比原先的發展時程提早了半年到1年的時間。

愛立信資深副總裁暨網路產品事業部主管Arun Bansal則認為,5G部署速度將比預估的更快,部份國家已提前到預期在2019年商轉。雖各地區或各公司開始投入5G研發的驅動因素不同,不過現在已開始大量出現針對5G技術的新應用計畫。例如,美國威瑞森(Verizon)將以行動網路技術全面取代固網;AT&T的物聯網(IoT)、車聯網應用服務;以及亞洲地區虛擬實境(VR)的應用開展等,這些都是需憑藉5G技術的高傳輸速率、高覆蓋率及低延遲特性,才能實現。

至於5G標準的部份,安立知(Anritsu)業務暨技術支援部經理薛伊良提到,日前由工研院舉辦的「5G Day」國際研討會中,三星(Samsung)表示在5G新空中介面(New Radio,亦稱為新無線電)的進展,由於技術難度較高,因此可能會延後發佈。而明年初可重複使用4G網路的非獨立5G會先出現;同年中,「獨立5G」(standalone 5G)標準也會隨之問世。

根據愛立信所做的研究報告,從業者對5G技術的需求持續高漲,2018年可望看到5G技術開始應用在行動裝置上;2024年則是會出現以機器或設備為主的5G應用服務。另外,根據市調單位調查,以地區來看,相較於4G商用網路的開通始於美國及歐洲,5G商用服務會從行動通訊業務開始,但美國或歐洲都不會是第一個開通5G商用服務的地區,南韓、日本分別以冬季奧運及東京奧運等運動賽事的5G網路實戰經驗為後盾,相對在開通5G商用服務會跑得較快;而歐洲的5G進展則會落後全球其他地區。

20170505_5G_NT31P1 各產業認為下一代行動網路對其業務策略發展至關重要的受訪者比例 (來源:愛立信)

消費市場仍是推動5G發展主流?

無論全球各地5G的發展狀況如何,孰快孰慢,可以相當確定的是,5G的進展速度已較去年加快許多。而促使5G快速發展的應用,抑或者須仰賴5G技術才能實現的應用又是哪些呢?

工業/遠端操控相關應用為大宗

愛立信針對全球高階主管所做的訪問,歸結出共有八大產業將受5G深深的影響,包括汽車產業、公共事業、公共安全、高科技製造業、網路/數位、醫療保健、金融服務及媒體/遊戲。Bansal分析,5G與4G時代的營收模式會有極大的不同,4G時代尤以消費性市場可為廠商帶來營收,但在5G的世界,會有更多產業如工業、汽車或垂直產業…等導入5G技術,可衍生的新營收與產值...將是4G無法比擬的。

薛伊良指出,由於5G吞吐量的提升,物聯網、雲端(Cloud)相關的應用可與5G合併,實現網路就在身邊的遠景;而5G技術的延遲達到1毫秒(ms),使得一些需要即時回饋的遠端操作或是虛擬實境相關應用得以實現。不僅如此,搭載測試儀器或特定環境感測器的無人機應用,也會因為5G技術的問世而更有發揮空間。

智慧型手機推動力道弱?

羅德史瓦茲(Rohde & Schwarz,R&S)應用工程支援部經理林志龍表示,未來消費性應用不再如同3G、4G時代,扮演技術推展者的角色,且先投入市場的業者不一定能先贏得商機。更重要的是,隨著高通發佈5G數據機(Modem)晶片組,許多行動裝置就可以開始導入,尤其是車對車(V2V)、無人駕駛等汽車應用,都可以加速實現。而礙於先期晶片產品尺寸較大的關係,無法滿足手機產品需求,這也是造成手機不再是引領5G行動通訊技術發展的因素之一。

Gartner則有不同看法。該單位《市場趨勢:5G和IoT炒作或機會?》(Market Trends: Is 5G and IoT Hype or Opportunity?)報告提到,5G網路開始商用時,僅會有少量物聯網應用需要使用5G技術,不過5G確實會讓一些無法使用傳統蜂巢式(cellulare)技術的應用,得以實現。Gartner也建議業者們,從2019年開始,加速對物聯網應用中需要5G技術的需求,以及從2019年到2021年,發佈明確的5G推出計劃,幫助創新者理解5G可在何時何地用於其物聯網應用,如此一來,才能確實掌握5G與物聯網市場的商機。

洪岑維進一步解釋,5G不會是帶動物聯網市場發展的動力,而是物聯網應用中將會有需要5G大展長才的部份,況且支援5G的手機未問世前,電信營運商不會開通5G網路,因此至2019年,消費性以外的市場,對於5G技術的推動仍不會有太大的力道,這是由於手機的出貨量仍傲視其他產業裝置。更何況,相較於手機此一消費性市場,其他產業對於新技術的接受度較為保守,因此導入5G技術的速度會較緩慢。

值得注意的是,新技術要能夠被廣為運用、大眾化,關鍵點在於消費者的使用習慣是否被改變。薛伊良認為,2019年出現的5G裝置不見得會是手機,5G要能在消費性市場有很好的表現,得看5G技術對於消費者有何優勢,並是否能改變人們的生活習慣。

業者們普遍會認為5G能夠在其他市場發光發熱,也是由於5G技術不再以人為本,而是以機器間的通訊,如M2M為主。例如LTE一開始是由數據卡(data card)的應用先開始,才慢慢發展到支援單一LTE技術的手機出現,且電信營運商一直想取得的行動數據營收,也未能在4G時代實現,原因即在於使用者的習慣難以改變,反而從工業與車用等非手機市場汲取5G行動數據營收反而有較大的機會。事實上,美國Verizon將以5G技術全面取代有線技術,此一商機並不會亞於手機市場,若是其他電信業者也跟進,衍生出來的市場商機將不可小覷。

20170505_5G_NT31P2 汽車產業採用5G技術的實際價值來源 (來源:愛立信)

晶片商5G前哨戰開打

對相關業者來說,5G主流應用市場可以說相當明確且一致,晶片商自然也已瞄準5G市場,進行產品研發。

高通已在2016年10月發佈支援5G的數據機晶片組——Snapdragon X50,預計2018年全球首款5G數據機即可問世。洪岑維指出,高通在5G技術上確實走得很快,不過英特爾(Intel)在5G的龐大投資與發展速度也不可忽略。

觀察MWC英特爾攤位展示的重點,不僅英特爾與中國電信(China Telecom)合作打造5G後端虛擬機房,最前端的5G裝置也有佈局,可發現該公司已開始進行前端5G裝置到後段機房的整合。薛伊良強調,若要觀察哪家公司在5G發展步調較快,可從其是否已有實品或是僅停留在5G相關技術的展現來判斷。

雖然現階段5G晶片以高通及英特爾跑在前頭,但其他廠商的發展在5G市場也相當重要。洪岑維認為,聯發科(MediaTek)、三星、海思(Hisilicon)…等雖然不是領先廠商,但也會在5G市場佔據重要地位。

據了解,聯發科在4G晶片的發佈雖然較慢,但歸功其強打低價手機市場的策略,因此在4G領域佔有一席之地。但在4G時代後期,聯發科低階手機市場受到高通跨足的影響,市場佔有率已大不如前,因此促使該公司在5G開始急起直追,除積極與電信營運商合作、產品通過電信業者認證外,並計畫進入高階手機市場,以求能在5G市場能夠扳回一城。聯發科並宣佈其5G晶片將於2018年問世。另外,根據市場消息指出,鴻海(Hon Hai)也有打造5G基地台到終端產品一條龍商業模式的策略。

然而,對晶片商來說,要在5G市場能賺到好幾桶金已經越來越艱難,百家爭鳴的狀況會越來越明顯。洪岑維表示,事實上,4G時代就已打破高通一家獨大的發展局面,高通僅在4G市場獨佔1~2年,甚至市佔率少於50%,與3G時代完全不能比擬。

5G市場由於從人延伸至物,因此市場規模相當龐大,各家廠商都有機會進入,將對高通造成更大的威脅。舉例而言,英特爾4G晶片獲得蘋果(Apple)青睞,足以證明英特爾在4G的能力,加上該公司在5G的投資相當多,有機會與高通在5G市場一較高下,而其他晶片商也相當積極,技術能力也夠強,因此可說,業者家家機會都很大。不過,是否每家都能在5G市場獲利,則是另當別論了。

無奈卻也不得不投入

目前5G晶片業者發展的狀況可分為兩階段,目前是第一階段高通與英特爾領先;第二階段會是聯發科、海思與三星這些技術也相當強大的業者會有新「動作」出現。

洪岑維認為,5G市場初期是業者比誰的「口袋深」,這是因為新技術的發展前期,需要挹注龐大的資金,但5G市場競爭激烈,業者既不能確保是否能夠提高投資報酬率,也還不能看清楚「錢」途在哪裡,然而廠商卻不能不投入5G的研發,因為電信業者隨後即會開始佈建5G網路。

此外,由於5G涵蓋的技術層面相當廣,業者若是要單打獨鬥,將會陷入更艱難的境地,因此在5G市場中,會看到有更多廠商選擇相互合作,或是異業結盟的方式,共同追逐5G市場大餅。

依舊電信營運商說了算

雖然市場調查顯示,許多電信營運商在4G投入的成本仍然未回收,但電信營運商仍與合作夥伴開始進行5G網路與場測。薛伊良指出,即使現階段包括華為、中興、NTT DoCoMo或愛立信等通訊設備供應商在專利數與技術研究上積極卡位,但最後5G要呈現何種樣貌與採用那些技術,仍是電信業者說了算。這是由於電信業者為了其營運,會在符合成本效益,也就是低成本,或是高效率但成本相對較高的網路中,選擇最好的佈建方式,也因此可以看到電信業者在5G的研究上也相當不遺餘力,更何況,電信業者找到技術與成本間最佳的平衡點後,有強大的力量可以影響3GPP或標準制定單位針對5G標準的制定走向。

林志龍亦認同5G最終採用的技術、頻段或是標準規範,電信營運商將扮演關鍵角色,這一點與4G發展的狀況很類似。電信營運上在技術的試驗及研發上的腳步持續比3GPP還要來得快,且較具影響力的電信業者,包括Verizon、AT&T,或是其合作夥伴南韓電信(SK Telecom),抑或日本電信業者,皆不約而同將其4G發展經驗往5G技術放。

不僅如此,電信業者最關注的是頻寬效率化、網路資源能夠更好的被分配等,在以往行動網路常遇到的難題如何進一步在5G網路中能獲得解決,因此電信業者本身制定出來的標準規範甚至會比3GPP還要嚴謹。為了取得電信業者的訂單、產品可通過電信業者的認證,晶片商、設備商也會相當注意電信營運商的風向,進而強化電信業者的影響力。

20170505_5G_NT31P3 5G在汽車產業中的關鍵使用案例 (來源:愛立信)

台灣業者的新契機

全球5G發展相當熱烈的同時,台灣廠商與政府也相當積極參與,即使2020年看不到台灣5G網路正式開台的景況,但產官學界已開始戮力合作,找尋台灣能夠站穩腳跟的5G技術細項,提交3GPP參考,以及業者可發揮的5G設備商機。

除了先前提到的小型基地台(Small Cell)是台灣能夠切入5G市場的機會外,在經濟部技術處支持下,工研院聯合產學研積極參與歐盟「展望2020」5G合作計畫的提案也展現了成果。

工研院在今年3月底主辦的「5G Day」國際研討會中,不但發佈其於MWC展示的最新5G應用及核心技術——「多基站與多天線合作系統」,還宣佈爭取到展望2020第二期計畫(2016~2017)的兩項標案,更讓歐盟提供400萬歐元,在其第三期計畫以「整合端對端5G網路試驗」(Integrated end-to-end network for 5G trials)為主題,繼續與台灣團隊合作至2020年。

林志龍認為,台灣5G商用即使不如全球其他地區快,但台灣製造商已具備研發5G模組或是局端裝置可外銷全球,且手機雖然不再是推動5G發展的主力,但仍將是5G市場的重點應用項目。

薛伊良也看好Small Cell在5G網路的重要性。他解釋,5G新空中介面在6GHz以上的頻段時,其波束成型(Beamforming)與訊號要能追蹤到裝置能力的實現,Microcell無法支援,勢必採用Small Cell。

此外,台灣廠商目前著重5G網路最前端如射頻(RF)、天線與最後端相關裝置與技術的研究,但2018年獨立5G技術架構開始成為發展重點時,最前端與最後端設備中間的整合與如何找到最快傳輸路徑,進一步提升服務品質(QoS),會成為另一個關注焦點。而台灣目前在此部份著墨尚不多,亦可儘早投入研究。

5G技術不僅改變現有的行動網路架構,也將改變現有的商業模式。更何況行動網路市場雖大,但業者要能從中獲利已越來越困難,尤其5G市場競爭更為激烈,盡早投入雖然不見得能成為最大贏家,但5G浪潮已來襲,全球電信營運商也將陸續鋪建5G網路,具備遠見的業者實應提早卡位,並與其他業者相互合作,強化5G市場競爭力。