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通訊網路產業鏈

通信網路產業為利用有線或無線傳輸或接受符號、信號、文字、影像、聲音與其他訊息,產業鏈上游為組成各類通訊終端之零組件供應商,下游則為各類終端應用產品之供應商。

一、上游:

通信網路產業上游產品包含網路IC晶片、微處理器、衛星定位與感測器晶片、記憶體、主/被動元件、印刷電路板、散熱片與天線、塑膠及金屬機殼等相關通訊產品零組件,主要使用在通信網路產業下游設備內。

臺灣業者在全球寬頻終端產業占有重要地位,包括xDSL數據機、Cable Modem、PON CPE、Wi-Fi路由器、行動接取CPE、交換器、AIoT產品等上游主晶片與零組件,以及下游品牌終端或代工業務。在主晶片部分,有線/無線網路晶片可分為廣域網路(Wide Area Network, WAN)與區域網路(Local Area Network, LAN)晶片,有線WAN端以xDSL(數位用戶迴路)、Cable Modem(同軸電纜)、FTTH(光纖)為主,無線則以4G LTE為主;有線LAN端則有PLC(電力線通訊)與MoCA(同軸電纜多媒體聯盟),無線LAN端以Wi-Fi為主流。此外,個人區域網路(Personal Area Network, PAN)則有Bluetooth(藍牙)與ZigBee等技術。

在DSL晶片發展上,國際標準組織、晶片與系統業者已推出基於VDSL2 Vectoring技術的方案,讓DSL朝下行傳輸速度100Mbps以上發展;另外,新一代G.Fast標準可在100公尺距離內傳輸高達500Mbps~1Gbps下行速度,2020年歐美與亞洲(包括臺灣)之領導電信商如BT、Swisscom、中華電信等持續推廣相關服務。國際xDSL晶片業者以Broadcom與Hisilicon為主,臺灣廠商則有瑞昱半導體、義傳科技、創發科技等推出相關的產品。

Cable Modem晶片現以DOCSIS3.0/3.1標準為主流,理論傳輸值為10Gbps下行與2Gbps上行頻寬。2018年起北美與歐洲一線有線電視業者包括Comcast、Charter、Liberty Global等已接續在服務據點展開大規模DOCSIS3.1的部署,持續拓展家庭市場與中小型企業用戶。Cable Modem晶片業者以Broadcom、Maxlinear兩家廠商為主。

FTTH主流技術為被動光纖網路(Passive Optical Network, PON),兩大陣營為ITU主導的GPON(Gigabit PON)與IEEE推動的EPON(Ethernet PON)。由於GPON在網路管理與影音服務支援能力較佳,獲得全球多數電信業者導入,成為PON主流規格。目前,亞洲包括日本與中國大陸既有的EPON網路在10G標準發布與產品成熟後,指標業者如中國電信從2015年起已逐漸導入10G EPON產品進行固網升級。另一方面,2018年起ITU陣營之10G XGS-PON標準已開始由歐美與中國大陸電信業者如AT&T、Orange、中國移動進行初期網路布建,2019年中後已有更多電信商加入,預計2021年起逐漸擴大服務據點。晶片業者中,包括Broadcom、Hisilicon、MACOM、Sanechips、瑞昱半導體、創發科技與京潤科技等PON晶片商已陸續完成新一代10G平台之開發。

無線網路晶片可區分為廣域網路與區域網路晶片,無線廣域網路在4G LTE世代由3GPP主導各代標準以Release序號來發展。2017年3GPP發表的Release 13,主題包括4G、5G技術以及三項IoT標準:NB-IOT、eMTC(LTE-M)與EC-GSM-IoT,其後的Release 14與15版本也已在2018與2019年陸續發表。主要以5G技術開發為主的Release 16版本已於2020年正式發表,主要內容在於針對5G網路基礎能力與運作效能、小型基地台(Small Cell)與各類垂直應用通信場景等主題進行補充設計或者規格深化。

在無線廣域網路(行動通訊)晶片業者部分,Qualcomm為主導業者、Samsung、Hisilicon、聯發科等業者也積極投入市場,並與品牌系統商/手機業者、行動電信商密集進行5G與NB-IoT標準之商用網路測試,協助各國行動電信商從2019年起開啟5G網路世代。無線區域網路則以Wi-Fi為主導技術,Wi-Fi主流標準已從2.4GHz頻段的802.11n(Wi-Fi 4)世代發展至整合5GHz頻段的802.11ac(Wi-Fi 5)與802.11ax(Wi-Fi 6),並以雙頻共存的模式發展,包括Broadcom、Celeno、Intel、Qualcomm、ON Semiconductor、聯發科、瑞昱半導體等業者均積極開發新平台。另外,具有短距離但超高速特性的60GHz 802.11ad、鎖定IoT應用的802.11ah標準也已陸續發表,產品進入商用階段。最後,為符合行動通訊裝置內無線技術發展與降低成本需求,無線晶片業者將Wi-Fi、Bluetooth、GPS、FM、NFC等技術整合成單晶片,搭配先進半導體奈米製程提供多重技術支援、高效能、低功耗、小體積等特徵已成為Wi-Fi晶片大廠主要產品發展趨勢。

二、下游:

通信網路產業下游可區分為網路設備、光通訊設備、無線通訊設備、有線通訊設備及電信服務業等五大類:

(一)網路設備:主要產品有數據機、網路卡、閘道器、路由器、交換器與機上盒等。隨著雲端資料中心發展、4K/8K影音內容持續普及,以及物聯網與行動裝置快速滲透到各國市場,包括4G/5G數據機、行動路由器與無線模組,以及VDSL/G.fast Modem、Cable Modem、PON ONU、高階家庭閘道器與交換器等需求持續增加。另外,新興智慧家庭應用與家庭串流影視服務蓬勃發展,帶動OTT機上盒、智慧Wi-Fi路由器、智慧音箱與IoT終端等各類智慧家庭產品的出貨。

(二)光通訊設備:主要產品包括光纖電纜、光主被動元件、光傳輸終端設備等。因全球寬頻用戶持續增加,加上雲端運算產業興起,各國電信業者積極提供各式整合型服務如網路電視、視訊會議、影像監控與智慧家庭應用以提高平均用戶營收貢獻度,Amazon與Google等雲端服務大廠也加快建置全球資料中心,帶動高頻寬設備需求成長,使FTTH以及光通訊零組件發展受到全球通訊產業的關注。FTTH與4G/5G寬頻網路帶動PON終端、光收發器模組產業成長,支援最後一哩與行動前傳網路需求;資料中心內網與聯外需求,則帶動了100G光收發器、主動式光纖纜線(AOC)等元件發展。現階段臺灣投入在光通訊領域之業者甚多,主要產品包括GPON/EPON終端產品、BOSA on Board次模組,以及FTTH用、資料中心用、行動基地台用的光收發器與其他主被動元件等。

(三)無線通訊設備:主要產品包括行動電話、衛星導航系統、衛星與微波通訊設備等。手持裝置的發展在市場需求來逐漸朝向使用簡易、人性化介面、整合後端應用服務趨勢發展下,應用軟體與內容服務受到重視;此外在無線通訊基礎建設完備,傳輸速度提升下,各類裝置與垂直市場朝向連網與智慧化的IoT應用,促使無線通訊設備市場規模快速壯大。目前,市場主流之無線通訊設備為智慧型手機,以國際大廠Apple、Samsung、Huawei居於領先地位,中國大陸業者包括Oppo、Vivo、Xiaomi等急起直追,並已成功跨足國際市場,競爭持續白熱化。在其他領域中,許多臺灣廠商則積極投入穿戴式裝置、車載資通訊與娛樂市場,推出智慧手錶/手環、AR/VR頭戴式顯示器、車用無線模組、衛星定位、車用影音、車用感測器等設備。

(四)有線通訊設備:包括類比與網路電話機、傳真機、網路攝影機等,臺灣通訊廠商在此範疇中,主要發展的產品領域有網路電話、整套網路通話系統如網路電話閘道器、網路視訊會議裝置等用戶終端產品。由於網路電話產業走向軟體化發展,加上社群通訊應用之普及,企業通訊市場轉由Cisco、Huawei與Microsoft等國際大廠或者Slack、Zoom等新創業者主導,國內相關硬體生產廠商發展空間受到擠壓,正嘗試整合行動與社群的通訊應用軟體推出新產品。

在網路攝影機上,臺灣廠商為提升競爭力投注大量研發資源,由於技術與關鍵零組件發展成熟導致製造成本下降,加上各國政府積極加強社會安全政策、寬頻業者規劃智慧家庭服務等因素,以及2020年COVID-19疫情對於遠端監控需求提升,產品正快速進入消費者與企業市場而維持成長。臺灣廠商在網路攝影機領域,技術研發上已具備相當實力,在代工業務外也擁有品牌與通路基礎,持續藉由自行開發晶片、影像辨識與雲端系統管理等進階功能,發展搭載AI人工智慧應用之整套智慧監控方案,提升產品附加價值與競爭力,在中國大陸廠商強烈價格競爭挑戰下突圍。

(五)電信服務業:根據GSA之統計,至2020年11月,全球共有54億的4G LTE用戶,5G則接近2億戶。同期,全球共有129個國家、409個行動電信商宣布投資5G網路,其中52個國家內的125家行動電信商已推出5G商用服務。

在有線寬頻服務建設方面,各國寬頻服務商在因應政府寬頻普及政策與業內競爭的刺激下,正積極進行新一波的高速寬頻網路建設部署,以提供1Gbps上網為目標。整體而言,各國電信業者以提升現有通訊品質及開拓新應用服務為發展重心,以固網寬頻搭配4G LTE(甚至5G)通訊雙向滿足用戶高速上網的基本需求,推出新一代的智慧家庭服務,並以「All in One」的行動/固網套裝服務(上網、語音、影音、智慧家庭)模式行銷。

觀察2020年有線寬頻市場發展趨勢,在FTTH部分,中國大陸在政府推動十三五(2016~2020年)計畫下,已基本實現光纖取代銅線之目標,當地三大電信業者將在新一期的十四五計畫下,擴大升級都會區成為10G PON網路。而包括歐洲與美國等大型電信商為了滿足政策要求與提升服務競爭力也已經陸續跟進,將以採用XGS-PON標準為主要方向。在xDSL部份,部分國家領導電信商持續採購G.fast規格的VDSL設備進行網路升級,但是以PON為主、DSL為輔的雙軌並行策略來最佳化資本支出;Cable Modem則在歐美大型有線電視業者擴大DOCSIS3.1網路升級下穩定採購相關設備,整體市場在規格升級與Gigabit寬頻服務布局下,全球有線寬頻市場呈現平穩之發展。

在行動寬頻網路方面,2019年起全球電信業者持續布建進階版本的4G LTE(LTE-Advanced/LTE-Advanced Pro)網路,至2020年11月,全球共有145個國家、324張LTE-Advanced商用網路。另一方面,主要國家行動電信商開始建置5G網路,由於5G利用包括Sub 6GHz、毫米波傳輸訊號,電信商需搭配於大型室內/戶外公共場域安裝小型基地台以提供高速行動上網,因此將產生新的設備與零組件需求;此外,低功率廣域網路技術(Low Power Wide Area Network, LPWAN)成為電信商發展IoT服務的重要選項,在先行標準包括LoRa、Sigfox之外,3GPP發表的NB-IoT標準也已獲得多國主要行動電信業者導入,至2020年11月,全球共有76個國家、158家行動電信商投資NB-IoT網路。

在區域網路方面,Wi-Fi在新標準Wi-Fi6推出、應用產品範疇持續擴充下,整體市場規模持續創新高。而在主力應用產品Smart Phone、PC、Tablet產品出貨趨於遲緩下,Smart TV等家電產品與各類企業/家庭用IoT裝置已成為Wi-Fi持續成長的重要力量。其中,近年興起的智慧音箱發展火熱,而穿戴式裝置如智慧手錶、AR/VR頭戴顯示器等產品的市場也漸入佳境,2020年全球Wi-Fi設備出貨將持續上揚。另一方面,Apple自2016年底發表真無線藍牙耳機(True Wireless Stereo, TWS)AirPods以來,出貨量從2018年起持續成長,並帶動藍牙晶片、品牌耳機業者與手機品牌商等積極投入布局TWS耳機與搭配之充電盒,成為新興無線網路商機。

最後,2020年因新冠肺炎疫情(COVID-19)的影響,各國在家工作/學習/娛樂之人數大增,同時也讓更多企業思考並加速建置更先進的資通訊軟硬體與雲端應用環境,如此,除了帶動一波Notebook、Tablet、數據機、OTT機上盒、IP Camera等資通訊產品需求外,也促使資料中心業者擴大在各國建置資料中心以及邊際運算基礎設施的目標,藉以支援寬頻服務商大量成長的網路應用流量需求。因此,應用於資料中心的通訊設備包括交換器、光通訊週邊零組件與相關晶片等將因此而獲益。