摘要
5G為下世代行動網路技術，具超高速、低延遲和大容量的特色，為支援5G高速上網、大頻寬服務，同時在低頻段資源已逐漸稀缺之情形下，毫米波等高頻成為5G候選頻段之一。
而隨著各國5G逐步商用，5G專用網路亦成為日受重視議題之一。不僅是供應端積極尋求垂直產業應用導入5G專用網路的市場機會，需求端亦積極探討如何利用專用網路來協助如AR/VR、無人巡檢、製造產線升級等創新應用的實現，以進一步提升企業營利表現。
5G技術特性可以實現前所未有的應用服務，具有無窮潛在商機。然而為能同時提供多元化的應用服務，相對5G網路的部署也面臨更多的挑戰，其中包括了通訊基礎設施共享發展、小型基地台產品形態、網路設備功能分離與開放、無線接取網路開放、分段路由技術等五大議題。
基礎建設方面，5G世代的基地台需求將更多且布建的密集，致使建設與營運成本也將持續高漲，若依照過往2/3/4G時代由營運商各自建設各自的基地台設施，則5G網路的布建進度或將被整體建設成本與各類站址尋點、住抗等問題拖累。也因此，基地台基礎設施的共建共用重要性逐漸提升。亞洲地區中國大陸、日本與南韓作為5G領先國，對於5G基礎設施共用議題也先後從政府端支持、推動，營運商更鑑於5G商用進度的推展，也積極透過相互合作方式展開5G網路基礎設施之共用。台灣方面，電信管理法草案通過「三共：共頻共網共建」原則，但執行機制、遊戲規則仍待進一步由主管機關釐清。
此外在6G佈局方面，美國總統川普曾在社群平台發表貼文，言明期望美國發展6G技術。南韓政府也宣布2020年將規劃提出8年期、投入1兆韓元的「6G研發初步可行性研究計畫」。中國大陸科技部則跨部會聯合，成立國家6G技術研發推進工作組和總體專家組，揭示正式啟動國家級的6G技術先期研究工作。除了國家層級展開6G先期技術研究布局外，產業界也開始思考、探索在5G方興未艾之際，如何早期掌握下世代通訊技術趨勢，以求取得6G相關技術與應用發展的市場話語權。
而台灣2020年眾所矚目的5G頻段競標，總標金高達1,380億元，熱門頻段3.5GHz更創下世界紀錄。在5G取得成本如此高的情況下，各界對於5G垂直應用商機也更加關注。在3GPP針對車聯網、工業物聯網、物流、電子醫療等產業相關技術的R16和R17相關5G標準釋出，以及政府在專頻政策的走向確定之前，5G應用尚且受限於週邊環境未成熟，各垂直領域業者將以發展輔助性周邊應用為主。預計完成R16後，供應端將能推出更成熟的5G垂直應用解決方案，加速垂直應用市場發展。
本書以5G產業發展為主題，內容彙整5G產業各面向之發展分析、5G技術相關國際大展剖析、5G應用之相關零組件市場分析，以及5G關鍵議題探索，供產官學研等相關單位作為參考。
- 前言 I
目錄 III
圖目錄 V
表目錄 XI
第一章 5G通訊技術發展態勢分析 1
一、 全球主要國家及地區5G發展觀測 1
二、 國際5G專用網路建置案例分析 5
三、 亞洲主要國家5G行動通訊基礎設施共建現況觀察評析 23
第二章 5G關鍵議題探索 37
一、 從NTT docomo 5G預商用部署看網路開放白盒化發展進程 37
二、 台灣製造業的5G企業專網意見觀察 45
三、 台灣首次5G頻譜標售結果評析 50
四、 日本部署5G網路五大議題分析 55
五、 5G方興未艾，6G通訊技術布局已然開展 80
第三章 5G通訊技術國際大展剖析 91
一、 5G World 2019之5G關鍵議題觀察 91
二、 Computex 2019 5G趨勢觀察 98
三、 CES 2019 5G發展動向分析 101
四、 MWC19 5G聯網行動裝置發展趨勢分析 114
五、 巴黎5G Briefing研討會之5G商用發展觀察 125
六、 CES 2020 5G發展動向分析 137
第四章 5G關鍵零組件與相關應用市場分析 149
一、 5G世代之基地台用天線 149
二、 5G世代基地台專用GaN功率放大器 155
三、 5G世代基地台專用低噪音放大器 160
四、 5G世代之基頻元件 164
五、 5G世代之基頻晶片 169
六、 5G世代應用處理器晶片 174
七、 5G世代遠端射頻模組 181
八、 5G世代高階光收發器 187
九、 5G通信模組 197
十、 5G行動終端 202
十一、 5G世代之監視攝影機 206
十二、 5G次世代PON 211
十三、 5G世代之伺服器 221
第五章 結論－5G垂直應用雖具挑戰但商機可期 229
一、 5G垂直應用進入產業面臨的首要議題 229
二、 5G早期進入各垂直應用的機會與挑戰 231
三、 結論 232
附錄 235
一、 英文名詞縮寫對照表 235
二、 中英文名詞對照表 237
- 圖1 1 日本5G頻段商用藍圖 2
圖1 2 中國大陸5G頻段商用藍圖 3
圖1 3 韓國5G頻段商用藍圖 3
圖1 4 美國5G頻段商用藍圖 4
圖1 5 歐洲5G頻段商用藍圖 5
圖1 6 完全獨立的專用網路 7
圖1 7 專網與公網共享RAN 8
圖1 8 專網與公網共享RAN和控制平面 9
圖1 9 專網與公網共享RAN及5G核心 10
圖1 10 四川大學華西第二醫院透過5G掌握內資源資訊 12
圖1 11 導診機器人 13
圖1 12 5G VR探視 14
圖1 13 Nokia展示其自動無人搬運車 16
圖1 14 Worcester Bosch 設備預防性維護 18
圖1 15 5G 港口起重機概念圖 21
圖1 16 南韓三大電信基地台建設所需通訊基礎設施概念圖 24
圖1 17 日本定義通訊基礎設施共用的範圍 26
圖1 18 南韓三大電信通訊基礎設施聯合建設 27
圖1 19 中國鐵塔公司提供基地台站址共用租賃服務 29
圖1 20 KDDI、SoftBank和樂天共用東京電力公司的電線桿設置5G基地台 31
圖1 21 JTOWER現階段行動網路基礎設施共用解決方案及未來5G戶外共用方案示意 32
圖1 22 行動基礎設施共用類型 33
圖1 23 韓、日、中面向5G世代的行動網路基礎設施共用類型 34
圖2 1 4G和5G多供應商互操作網路架構示意圖 38
圖2 2 e.GO 5G工廠 46
圖2 3 行動通訊基礎設施共享架構 56
圖2 4 以電線桿為基地台站址 58
圖2 5 NTT DOCOMO「人孔式基地台」 59
圖2 6 KDDI的「可見光透射天線」 60
圖2 7 SoftBank的「外出5G（Odekake 5G）」 61
圖2 8 日本Ericsson「Ericsson Radio Stripe」產品原形 62
圖2 9 網路架構由封閉改為開放 63
圖2 10 光傳輸開放社群發展重點 64
圖2 11 封包與光傳輸元件的重組應用 67
圖2 12 採用不同開發商產品建構RAN 69
圖2 13 NEC推出支持O-RAN架構之5G基地台 69
圖2 14 O-RAN Alliance各工作小組主要工作 70
圖2 15 O-RAN 架構 71
圖2 16 Segment Routing封包傳輸示意圖 74
圖2 17 整合SDN與Segment Routing之應用 75
圖2 18 MPLS和IPv6特性 76
圖2 19 SRv6 SID內涵 76
圖2 20 導入SRv6前後之網路架構 78
圖2 21 6Genesis研究計畫主要研究領域 82
圖2 22 6G特性指標與KPI設定方向 83
圖2 23 IITP提出的6G戰略發展任務架構 84
圖2 24 南韓6G研發初步可行性研究計畫績效目標與推動策略 84
圖2 25 6G應用概念場景充滿想像 88
圖3 1 5G World 展場 91
圖3 2 5G 垂直應用市場潛力 92
圖3 3 BOSCH 未來智慧工廠示意圖 95
圖3 4 BOSCH 5G專用網路定義 95
圖3 5 Vodafone目前最關切之5G use case for business 96
圖3 6 5G原型終端 102
圖3 7 Samsung 5G數據晶片及行動熱點產品 103
圖3 8 Samsung 5G FWA設備與智慧型手機原型機 104
圖3 9 5G家用閘道器與行動熱點產品 104
圖3 10 5G VR投籃機挑戰 106
圖3 11 5G+AR的開顱手術示意 106
圖3 12 AT&T「5GE」符號受競爭對手嘲諷 109
圖3 13 T-Mobile的跨頻段5G傳輸展示 110
圖3 14 Qualcomm行動運算／運算平台列表 115
圖3 15 Intel XMM 8160介紹 117
圖3 16 HTC 5G Hub產品規格與支持頻段 122
圖3 17 3GPP 5G標準制訂參與者 125
圖3 18 WRC-19之5G潛在頻譜討論結果與WRC-23展望 127
圖3 19 一般消費大眾對5G影音娛樂應用最感興趣 128
圖3 20 主流電競觀眾對5G服務接受度 129
圖3 21 不同垂直產業的企業5G需求與營運商5G應用發展投入調查 131
圖3 22 5G成為關鍵客戶的關鍵基礎建設 132
圖3 23 日本Local 5G頻譜費用計算基礎 133
圖3 24 德國5G專網頻譜費用計算基礎 133
圖3 25 TCL 5G智慧型手機發佈 139
圖3 26 5G全時連網電腦 141
圖3 27 5G家用終端與行動路由器 142
圖3 28 鴻海夏普8K+5G生態系展示 143
圖3 29 亞旭電腦CES 2020展出5G車聯網生態系統 145
圖3 30 Verizon 5G轉播應用 146
圖3 31 SK Telecom CES 2020之5G媒體娛樂主要展示重點 147
圖3 32 SK Telecom CES 2020之5G娛樂展場樣貌 147
圖4 1 5G基地台用天線市場規模 150
圖4 2 5G基地台用天線出貨區域別比重 151
圖4 3 5G基地台用天線產品類型比重 151
圖4 4 5G基地台用天線市場占有率 152
圖4 5 5G基地台用天線產品路徑圖 154
圖4 6 基地台專用GaN功率放大器市場規模 156
圖4 7 區域別基地台專用GaN功率放大器市場規模 157
圖4 8 類型別基地台專用GaN功率放大器市場規模 157
圖4 9 基地台專用GaN功率放大器市場占有率 158
圖4 10 基地台專用低噪音放大器市場規模 161
圖4 11 區域別基地台專用低噪音放大器市場規模 162
圖4 12 基頻元件市場規模 165
圖4 13 區域別基頻元件市場規模 166
圖4 14 基頻元件市場占有率 167
圖4 15 基頻元件研發藍圖 168
圖4 16 基頻晶片市場規模 170
圖4 17 用途別基頻晶片市場規模 171
圖4 18 區域別基頻晶片市場規模 171
圖4 19 基頻晶片市場占有率 172
圖4 20 基頻晶片研發藍圖 173
圖4 21 應用處理器晶片市場規模 175
圖4 22 用途別應用處理器晶片市場規模 176
圖4 23 區域別應用處理器晶片市場規模 176
圖4 24 類型別應用處理器晶片市場規模 177
圖4 25 應用處理器晶片廠商市場占有率 178
圖4 26 應用處理器晶片研發藍圖展望 180
圖4 27 遠端射頻模組市場規模 182
圖4 28 區域別遠端射頻模組市場規模 183
圖4 29 遠端射頻模組用途別市場規模 183
圖4 30 遠端射頻模組市場占有率 184
圖4 31 遠端射頻模組研發藍圖 186
圖4 32 光收發器市場規模 189
圖4 33 用途別光收發器市場規模 190
圖4 34 區域別光收發器市場規模 191
圖4 35 類型別光收發器市場規模 191
圖4 36 光收發器廠商市場占有率 193
圖4 37 光收發器研發藍圖 195
圖4 38 5G通信模組市場規模 198
圖4 39 用途別5G通信模組市場規模 198
圖4 40 5G通信模組產品藍圖 201
圖4 41 5G行動終端整體市場規模 202
圖4 42 監視攝影機市場規模 207
圖4 43 支援5G之監視攝影機市場規模 207
圖4 44 區域別監視攝影機市場規模 208
圖4 45 監視攝影機廠商市場占有率 208
圖4 46 監視攝影機研發藍圖 210
圖4 47 5G業務場景與網路性能差異對照 213
圖4 48 NG-PON2技術演進路徑 214
圖4 49 WDM-PON技術演進路徑 216
圖4 50 5G時代小型基地台密集部署示意圖 217
圖4 51 伺服器市場規模 222
圖4 52 用途別伺服器市場規模 223
圖4 53 區域別伺服器市場規模 224
圖4 54 外型別伺服器市場規模 224
圖4 55 AI採用別伺服器市場規模 225
圖4 56 伺服器廠商市場占有率 226
圖4 57 伺服器研發藍圖 228
- 表1 1 主要國家與地區之5G通訊頻段 1
表2 1 台灣5G頻段競標第一波結果整理表 50
表2 2 4G三波頻譜競標與本次5G 3.5GHz頻段第一波競標結果比較表 52
表2 3 主要國家5G執照持有年限與每年負擔頻譜成本表 53
表2 4 主要國家每人負擔5G頻譜金額比較表 53
表2 5 6G通訊技術發展議題思考 87
表3 1 歐洲主要國家5G投資金額（百萬歐元） 93
表3 2 德國製造業大廠與農用5G專網頻譜費用試算 134
表4 1 5G基地台用天線技術動向 150
表4 2 5G基地台用天線價格動向（2018年） 152
表4 3 5G基地台用天線主要廠商動向 153
表4 4 5G基地台用天線參與廠商一覽表 153
表4 5 5G基地台用天線零件需求動向 154
表4 6 5G相關元件與技術動向 156
表4 7 GaN功率放大器價格動向（2018年） 158
表4 8 基地台專用GaN功率放大器主要廠商動向 158
表4 9 基地台專用GaN功率放大器廠商一覽表 159
表4 10 基地台專用GaN功率放大器使用材質一覽表 159
表4 11 基地台專用低噪音放大器5G相關元件與技術動向 161
表4 12 低噪音放大器價格動向（2018年） 162
表4 13 基地台專用低噪音放大器主要廠商動向 163
表4 14 基地台專用低噪音放大器廠商一覽表 163
表4 15 基頻元件支援5G動向 165
表4 16 基頻元件價格動向（2018年） 166
表4 17 基頻元件主要廠商動向 167
表4 18 基頻元件廠商一覽表 167
表4 19 基頻元件未來發展方向 168
表4 20 基頻晶片5G相關元件與技術動向 170
表4 21 基頻晶片價格動向（2018年） 172
表4 22 基頻晶片主要廠商動向 173
表4 23 基頻晶片廠商一覽表 173
表4 24 應用處理器晶片支援5G發展動向 175
表4 25 應用處理器晶片價格動向（2018年） 178
表4 26 應用處理器晶片主要廠商動向 179
表4 27 應用處理器晶片廠商一覽表 179
表4 28 應用處理器晶片採用零組件／製程發展動向 180
表4 29 遠端射頻模組5G相關元件與技術動向 182
表4 30 遠端射頻模組價格動向（2018年） 184
表4 31 遠端射頻模組主要廠商動向 185
表4 32 遠端射頻模組廠商一覽表 185
表4 33 遠端射頻模組未來發展方向 186
表4 34 高階光收發器產品概要 187
表4 35 光收發器支援5G動向 190
表4 36 光收發器價格動向（2018年） 192
表4 37 光收發器主要廠商動向 193
表4 38 光收發器使用材料與製程動向 196
表4 39 5G通信模組價格動向 199
表4 40 日本5G通信模組主要廠商動向 200
表4 41 5G通信模組廠商一覽表 200
表4 42 5G通信模組未來發展方向 201
表4 43 5G行動終端產品出貨量 204
表4 44 監視攝影機5G相關元件與技術動向 207
表4 45 監視攝影機主要廠商動向 209
表4 46 監視攝影機廠商一覽表 209
表4 47 監視攝影機未來發展方向 210
表4 48 全球五年網路連接項目預測 212
表4 49 伺服器支援5G動向 223
表4 50 伺服器價格動向（2018年） 226
表4 51 伺服器主要廠商動向 227
表4 52 伺服器廠商一覽表 227
表4 53 伺服器使用材料與製程動向 228
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