吳瑞北:5G 的毫米波是台灣的存亡關鍵

郭台銘從沙烏地阿拉伯回來,以「台灣經濟發展之契機與新思維」專題演講,在中間有一頁投影片,標題是「中華民國面臨的外患」,帶來了驚人的內幕。
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本文作者為吳瑞北,台大電機系教授,台灣電磁産學聯盟召集人。曾任資策會執行長,台大電機系主任、國科會企劃處長、國家高速電腦中心主任、IEEE台北分會理事,中華民國微波學會理事長。原文刊登於作者臉書專頁,INSIDE獲授權轉載。

微波學會及台灣電磁產學聯盟 9 月 3 日在台大電機系博理館 101 演講廳召開研討會,主題是毫米波產業技術論壇,希望集合台灣電磁界人士,思考未來電磁領域的發展方向規劃,我受邀開場致辭,底下大致是我的致辭內容,因為是 20 分鐘,內容比較長。

5G 是全球發展重點,而 5G 的毫米波更是電波界應該極力投入研究的領域。其實我想進一步指出,它不只是電波界的重要議題,更是台灣的存亡關鍵,因為美中貿易戰的背後是科技戰,而美中科技戰的關鍵就是5G,台灣的位置就像一次大戰前的巴爾幹半島,正好在美中兩科技強權之中,處理不好,就會大禍臨頭。

郭台銘:美國發現自己 5G 落後給中國兩年了

是誰說的?郭台銘!他從沙烏地阿拉伯回來,9 月 1 日在青溪菁英教育院對後備將官班,以「台灣經濟發展之契機與新思維」專題演講,在中間有一頁投影片,標題是「中華民國面臨的外患」,帶來了驚人的內幕。

他說在 San Jose 與美國一些投資界朋友談,才知道美中貿易戰的原因。前一陣子,美國國家安全局找許多學者專家,把中美高科技列出一千多項清單進行比較,看美國是否有領先五年或十年以上,過去他們對德國、日本也都有做,但這次只對中國,如果領先五年以上,那他們就安心。

結果這次,他們發現有的只領先三年、一年,甚至還有落後兩年的,那就是 5G 技術,美國把這個叫國安問題,所以這次就對中國下手了。台灣處於美中兩大強權之前緣,就像當年日俄戰爭的東三省,怎麼不危險呢?

5G 的落後是美國的國安問題

不過這是真的嗎?郭台銘應當是有所本吧!事實上我也看過類似的報告,題目是「5G ecosystem」,是美國國防部的 Defense Innovation Board 對國防政策的研究建議,也許是川普對中國開戰政策的「正當化」說帖,但內容相當驚悚。

文中提及 5G 科技中,美國因為頻譜限制,以投入毫米波為主,但中國投入發展 Sub-6G 技術,已走在美國前面,未來 Sub-6G 普遍建置在美國盟邦中,勢必會對美國國防安全造成致命威脅。

在該報告中不忘提醒美國政府,中國是專制政權國家,他們的「全國投入發展模式」,比民主政體國家「散漫無章」的牛步化,加上內部自我競爭和法律規範牽制的「市場經濟體制」更有效率,所以美國不能仰賴自由經濟的方法來對付中國。

那我們怎麼辦?邱吉爾是帶領英國打勝第二次世界大戰的政治領袖,其實很多人不知道,他也為英國拿過諾貝爾文學獎。我就引用他的一句名言:A pessimist sees the difficulty in every opportunity; an optimist sees the opportunity in every difficulty.(悲觀主義者把每個機會當成難關,樂觀主義者把每個難關當成機會。)

郭台銘點出這就是台灣的機會。他提到過去遇到一家自動駕駛的美國公司,中國投資公司要買,出價美金 6 億 8 千萬,因為中國急著買,所以灑大錢,但最後美國政府限制中國不能賣。郭台銘問:「台灣能不能買?」對方說可以,而且只需六千八百萬美金,十分之一的價格。他因故沒買,結果兩個月後,被蘋果買走了,就是六千八百萬美金。

當然郭台銘是財主,談的是併購。我們在學校的,能談的就是技術。我們怎麼在美中戰爭中採取好的策略,從困境中找到機會?

延伸閱讀:【The Wired Guide】5G指南:為什麼美國擔心中國搶先?

中國的確領先,但現在的問題是沒有 5G 的應用

首先,我要對 5G 技術是否中國超過美國給個評論,我看過該報告,其中提及 5G 對 DoD、National Security、business models、applications 有 quantum jump impacts,基本上認同。但整個全球局勢,3G、4G 設備市場本來就是 Duopoly (歐、美) 市場, 而 5G 轉為 Oligopoly (美、中、歐),中國 5G 佈建及應用成長快速,的確威脅美國的霸權。

這其實有點類似當年美蘇集團間的軍備競賽,差別在於 Internet 不易建鐵幕,中國要以其龐大市場,在全球(如 Russia 及 Iran)另建生態系對抗,恐怕沒那麼容易。同時美國目前的優勢在於高端半導體設備及相關管制措施,這也對華為的發展有致命的打擊。

媒體多塑造成華為在 5G 領先全球,其實言過其實,我們有同事日前參加歐洲的會,親身見證,華為 5G 網路的效能仍略遜歐美。但也不見得美國把華為打下來,它就可以獨強,其實歐盟對於美國平台業者取得消費者個資也多所反撲。

以 5G 來看,目前雖然中國佈建似乎領先全球,但最大問題是,仍沒有找到 Killer Applications。而各大電信公司投入 4G 沒多久,成本還沒回收,對是否就又要大筆出錢投入5G 不無疑慮。因此 5G 頻譜拍賣的錢,目前均遠低於 4G 頻譜,大概即可為佐證。

美國在 sub-6G 的頻譜較為擁擠,不見得是它發展 5G 的限制。FCC 自 2015 年起提供中頻段 150MHz (3.55 - 3.7GHz) 作為公民頻段無線電服務 (CBRS) 創新之用,推動並檢驗監理強度不同的三層式共用架構。

因此 5G 行動頻譜共享接取,是美國可以全力發展的技術,它還可以利用創新頻帶(innovation band)激發新的 Killer Applications,對產生新的 5G 應用令人有正面期待,台灣似乎可以在這部份好好著力。

那台灣是否就要跟美國一塊走毫米波呢?當然要,美國老大哥,不是朋友就會把你當敵人,還好我們在這一個部份已有相當基礎,台大 1997 年找王暉回來時就已經開始做毫米波積體電路晶片了,而且從未間斷,因此我們絕不能鬆懈下來,政府也一定要強力支持,一方面不能放棄未來美國的市場,一方面從國安考量,就像買保險,一定要跟著美國的後面搖旗吶喊。

所以我們今天就整理了一連串相關毫米波的議題,包括早上談毫米波積體電路,甚至談到更高頻的 THz 技術,下午則談市場、產業機會、與未來技術展望,一定精彩。

責任編輯:李柏鋒
核稿編輯:Mia


運動科技新革命: IoT 結合數據分析,奧運跆拳銅牌羅嘉翎國手養成之路揭秘

運動科技為近年運動產業顯學,現在賽場上,不僅較勁各選手的體力及技術,更考驗各國科學技術導入,輔佐選手的程度。有效運用運動科技,不僅可避免傷害外,更能提升訓練品質,提升選手佳績。
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今年 8 月剛落幕的 2020 東京奧運,台灣選手獲得 2 金 4 銀 6 銅的 12 面獎牌,不僅寫下史上最佳參賽成績,且分別在 10 種不同項目奪牌,令各界大為驚艷。近年健康意識抬頭,下班後會自發去運動的人越來越多,種種現象顯示著台灣的運動風氣已逐漸成熟,而運動科技正是背後的隱形推手。

科技部致力推動產學界合作,結合運動科學、智慧科技與數據分析,輔助選手精準練習,用最有效率的方式提升表現,讓運動訓練不再是土法煉鋼。運動科技的應用也能幫助一般人,在日常生活中更聰明更健康的做運動。由於商機龐大,運動科技早已成為各國在運動競技賽事與產業發展積極佈局的新型態競爭場域,一起來看看它為台灣體育帶來了什麼樣的改變吧!

透過科技幫助運動選手了解自身狀態,穩扎穩打求進步

年僅 19 歲的跆拳道選手羅嘉翎,首戰奧運便打敗多國好手,一舉拿下銅牌。從小在道館長大,幼稚園就跟著爸爸、哥哥練習跆拳道,小學開始在國內比賽嶄露頭角,國二首次參加青少年國際賽事後更不斷奪金。然而,初生之犢的她,卻是好不容易才站上奧運這個舞台。

「小時候的確身高有優勢,但剛轉去成人組時還滿挫折的」,帶著青少年時期的亮眼成績,羅嘉翎在高一下加入跆拳道國家隊,被延攬至國家運動訓練中心(以下簡稱:國訓中心)接受國手培訓,「裡面都是大學的學長姐,訓練強度很高,剛進去時很不適應,那段時間比賽成績也不理想,晚上都會打電話給媽媽哭訴。」

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羅嘉翎分享,國訓中心的訓練方式很有系統,除了完備的訓練器材,還會透過科學儀器評估選手的運動表現,也定期使用生化檢測儀器,每月至少1次檢測疲勞度與血氧量,維護選手的身體健康。

「運動科技可以幫助我了解自己現在的狀態,還有需要加強哪些地方」,羅嘉翎表示,選手的日常就是不斷練習、調整好狀態,透過數據分析可以清楚知道自己的強弱項,「像我需要加強肌力,這樣訓練有方向,進步也會比較穩。」

沒有因挫折放棄跆拳道,羅嘉翎持續在國訓中心自我精進,再加上慢慢調整心態,她逐漸適應了高強度的訓練,也找回了享受比賽的初衷。

事實上,台灣自 2012 倫敦奧運以來,就沒有在跆拳道項目拿過獎牌,羅嘉翎也坦承因此感受到不小的壓力,「拿到奧運資格時我爆哭,但我不是被看好奪牌的選手,就想說放鬆去打。」沒想到放下得失心,反而幫助自己贏得了銅牌的好成績。

國立體育大學技擊運動技術學系副教授王翔星分享,針對跆拳道選手的檢測主要有3方面,包括以「線性位移偵測器」檢測選手連續 3 次跳躍的爆發力與穩定度,評估賽場上攻擊動作的力量輸出率;以及透過「測力板」檢測 50 毫秒發力率( RFD,Rate  of Force Development ),以觀察選手腳蹬地出發與踢擊到對手瞬間的力量表現;還有「慣性感應器」則是用來檢測選手的反應能力與速度。

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「現在的訓練方式跟以前差很多,得分的方式不同,教練的觀念也需要調整。」過去也曾是跆拳道選手的王翔星說,以往求勝心切的選手容易練到渾身是傷,現在藉由運動科技的輔助,能精準掌握練習進度,避免過度訓練、減少運動傷害,是更有效率的訓練方式。

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王翔星也表示,培育一名優秀的選手相當不容易,這幾年開始將運動科技帶進國、高中,就是希望能讓年輕選手儘早接觸到運動科技的專業訓練觀念,避免選手在早期生涯就受到嚴重的運動傷害而留下遺憾,未來能夠更上一層樓。

產業跨界結合,讓運動科技深入全民健康生活

目前 5G 正式邁入商業化,宅經濟當道,運動科技的應用也有了更多可能性。「台灣科技業的研發能量強大,運動產業也很有國際競爭力,我認為應該能結合兩者的強項來解決許多問題,例如居家健身沒人指導,該怎樣才不會受傷。」國立臺灣師範大學運動競技學系研究講座教授相子元表示。

相子元主修生物力學出身,被譽為台灣運動科技教父,同時擔任國訓中心運動科學小組總召集人。他很早就投入運動科技與產業結合的研究,作為科技部「精準運動科學研究專案計畫」的執行團隊之一,目前團隊已開發出將壓力感測科技應用於智慧鞋、科技運動襪、機能衣、自行車功率表等產品。

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相子元認為,運動科技商品在亞洲市場很有潛力,目前台灣主要發展在 3 大面向:競技運動,如跆拳道、舉重、射箭;職業運動,如棒球、籃球;全民運動,如自行車、慢跑等。舉例來說, LPS(Local Positioning System ,局部定位系統)運用在團隊運動的訓練上,能讓教練、選手清楚知道跑位陣式,取代傳統手寫戰術,目前 NBA 美國職籃、國際足總FIFA的隊伍也都採用此技術。

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台灣選手在東奧打出亮眼成績值得喝采,相子元期待未來運動科技能協助更多選手精準運動、達到更好的表現,放眼 2024 巴黎奧運,並幫助更多人養成規律運動的習慣。接下來行政院主辦的「台灣運動x科技產業策略( SRB )會議」也即將登場,希望加深運動與科技產業的對話交流,讓運動科技越來越深入全民的生活。

SRB策略會議暫擬4大議題:

  1. 運動×科技產業升級創造新價值
  2. 智慧育樂創新服務建立營運新模式
  3. 融合科研成果與創新科技發展智慧新應用
  4. 台灣智慧育樂跨域環境整備

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