毫米波發功 5G飆網動起來
2016-07-03經濟日報 林品華、專利布局情報分析團隊

邁入物聯網時代，首要核心關鍵在5G技術成熟，根據「2016愛立信行動趨勢報告」統計，預計2021年時全球將高達280億部連網裝置須上網，因此「網速」將是決定5G成敗的要素。
在未來爆發性成長的資料傳輸量，以及超高速寬頻傳輸速度需求下，至2020年需要增加至少500MHz的新頻譜資源，因此更需要使用到6GHz以上的高頻段頻譜。投資毫米波技術研發是5G發展的重點之一，同時政府對於頻譜資源分配，也是決定我國廠商未來能否吃到5G商機之所在。毫米波英文名為Millimeter wave，泛指波長在1～10毫米範圍的電波，故取名毫米波。若換算成頻率，約在30GHz至300GHz範圍。由於頻寬達270GHz，頻寬大，對於頻率資源吃緊的電信業者具有高度吸引力。毫米波具有高傳輸速率、可短距高頻應用的特性，其他優點還有波束窄，可分辨更近距的小目標或更清晰地觀察目標細節；元件尺寸較小，使毫米波系統更易小型化等。
市場分析機構Markets and Markets（2015）預測，毫米波技術市場正快速成長。2015年市場約有2.982億美元，2020年將達16.691億美元，2015至2020年複合成長率為42.7%。有三大推力推動高成長，一是行動數據流量的成長；二是頻寬密集應用的需求；三是毫米波在小型基地台回傳（Backhaul）網路高度使用。目前應用毫米波頻段最主要三大類產品包含：電信設備（66%）、掃描系統（23%）、雷達與衛星通訊系統（7%）。其中電信設備產品是目前最大宗的應用。三大類產品的應用範圍廣泛，舉凡行動電信、消費與商業、軍事國防與航太、運輸、工業，甚至健康等。
以應用的產業領域來看，目前毫米波電信設備在行動通訊應用比重最高，由於電信業者將面對次世代通訊市場需求的挑戰，解決方式其一就是尋求毫米波頻段的解決方案，如毫米波移動回傳解決方案（mobile backhaul solutions）。面對未來極密集網路的趨勢，將提升移動回傳系統的需求，預計在2020年占技術市場需求的69%，約有7.436億美元的市場規模。
其次是在消費與商業領域的應用，包括無線感測器網路、機場安檢掃描及其他無線安全應用，主要由掃描系統來驅動需求成長，如毫米波掃描儀能穿透衣物進行掃描，較傳統處理時間短且精準，未來可能取代傳統X光掃描器和金屬探測器。
至於應用在軍事國防與航太領域方面，毫米波可提供無線通訊網路中高頻訊號的測試、濾波和傳輸，優於傳統微波或紅外線感測技術，也能提供天線系統解決方案。輕巧化的毫米波雷達，更可應用在飛機與衛星平台，包括自動化防碰撞預警感測器、自主巡航控制、機器人視覺、空中防禦監測與砲彈定位追蹤、導彈制導與追蹤，以及直升機、無人機、無人車輛等碰撞預警系統。
毫米波成像系統則可用於探測隱匿物品，如地底6英寸下的炸藥、金屬、陶瓷等，也可用於檢測服裝材質，或偵測多層衣物掩蔽下的金屬武器、塑料炸藥、毒品等違禁品。（作者是國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心副研究員）