通信網路產業鏈
通信網路產業為一群開發利用有線或無線傳輸以接受符號、信號、文字、影像、聲音與其他訊息之廠商,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與服務之供應商。
一、上游:
通信網路產業上游產品包含網路IC晶片、射頻IC晶片、微處理器、衛星通訊/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/金屬機殼與網路線材等相關通訊產品零組件,主要使用在各種通信網路產業的下游設備內。
臺灣業者在全球寬頻終端產業占有重要地位,包括xDSL/Cable Modem/PON數據機、Wi-Fi企業/家用路由器、行動接取裝置、小型行動基地台(Small Cell)、企業交換器、AIoT產品等上游主晶片與零組件,以及下游網路終端之品牌或代工業務。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,其中,有線WAN端以xDSL(數位用戶迴路)、Cable Modem(同軸電纜)、PON(被動光纖網路)技術為主,無線則以4G LTE與5G技術為主。有線LAN端包括乙太網路、PLC(電力線通訊)與MoCA(同軸電纜多媒體聯盟)等,無線LAN端則以Wi-Fi為主流。此外,個人區域網路(Personal Area Network, PAN)還有藍牙(Bluetooth)、ZigBee、UWB與NFC等技術。
在DSL晶片發展上,國際標準組織ITU制定標準、由晶片與系統業者推出的xDSL寬頻技術,目前有VDSL2 Vectoring、G.fast為主流標準,其中,後者可在100公尺距離內傳輸500Mbps~1Gbps下行速度。xDSL技術獲得各國固網電信業者採用,但已逐漸被傳輸速度更快的FTTH取代。國際xDSL晶片業者有Broadcom、MaxLinear等業者投入,臺灣廠商則有瑞昱半導體推出相關的產品。
Cable Modem晶片現以DOCSIS 3.1標準為主流,理論傳輸值為10Gbps下行與2Gbps上行頻寬。Cable Modem晶片業者以美國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以及其後續的標準在網路管理與影音服務等支援能力較佳,獲得全球多數電信業者導入,成為市場上PON主流標準。晶片業者部分,包括Broadcom、MACOM、Maxlinear、Qualcomm、Sanechips、瑞昱半導體、達發科技等晶片商已陸續推出新一代之10G PON產品。
無線廣域網路在4G LTE與5G世代由3GPP主導各代標準以「Release」為序號來發展。Release 17則受到新冠疫情影響導致時程延後至2022年完成,此版本針對5G物聯網(RedCap)、衛星通訊、5G網路切片等技術持續精進。2024年中完成的Release 18版本,因為加入了人工智慧AI/ML等技術,並為後續的6G行動網路標準進行規劃,又稱為5G進階版(5G-Advanced)。
在無線廣域網路(行動通訊)終端晶片業者部分,現以Qualcomm與聯發科技為主導業者,Samsung與中國大陸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。在4G與5G的核心網路與行動基地台部分,包括Cisco、Ericsson、Huawei、Nokia、Samsung與ZTE等大廠,多採用專屬ASIC/FPGA晶片的模式,部分也與Intel、NXP等晶片大廠合作,開發核心網路設備與各型基地台。除外,2020年底美國SpaceX公司的星鏈(Starlink)低軌衛星(Low Earth orbit, LEO)新型態寬頻服務開始在北美地區商用,並隨著營運國家的擴增,以及Eutelsat OneWeb等更多服務商加入,正帶動新的衛星通訊晶片需求。
無線區域網路則以Wi-Fi為主導技術,由於市場與累積裝置數持續拓展,標準演進下的可用非授權頻段,已從2.4GHz的802.11n(Wi-Fi 4)世代,拓展至整合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。2021與2023年,IEEE與Wi-Fi陣營分別發表Wi-Fi 6E與Wi-Fi 7標準,期間並鼓吹各國開放6GHz頻段,在可用頻段持續擴充下,引領Wi-Fi朝更高速化發展。晶片業者端,包括Broadcom、NXP、 Qualcomm、聯發科技、瑞昱半導體等均積極開發新一代Wi-Fi 6E以及Wi-Fi 7平台。另外,鎖定IoT應用的802.11ah(HaLow)標準也已發表,並進入產品認證與商用階段。最後,為符合行動通訊裝置內無線技術整合性發展與降低成本需求,晶片業者將Wi-Fi、Bluetooth、GPS、FM、NFC等熱門無線技術整合成單晶片,搭配先進半導體製程提供多重無線技術支援,因此高傳輸效能、低功耗、小體積等特徵已成為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:主要接取端產品有網路卡、數據機、閘道器、路由器、交換器與機上盒等,可概分成家用與企業用領域。隨著社群網站、4K/8K影音與遠距即時應用持續普及,以及物聯網、行動裝置快速滲透到各國市場,多元如4G/5G網路裝置(網卡、上網棒與FWA CPE)、行動路由器(MiFi),以及xDSL/Cable Modem數據機、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、Wi-Fi Mesh路由器/中繼器、智慧音箱與各類AIoT智慧家庭終端產品的出貨。
(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、雲端運算產業興起,近幾年加上新冠疫情帶動的在家工作/上課需求,各國電信業者陸續導入高速FTTH網路以支援遠距教學、視訊會議、影像監控等應用,帶動光通訊設備需求。另一方面,Amazon、Microsoft與Google等雲端服務大廠也持續建置全球資料中心,發展生成式AI技術,並與電信業者合作邊際運算應用,刺激光通訊設備獲得新的成長動能。整體來看,家用高速網路帶動PON終端與搭配的10G光收發器等產品成長;而資料中心的建置為建築物內部設備間的傳輸以及建築聯外需求,帶來更大的光纖電纜、100G/400G/800G光收發器等裝置市場。現階段臺灣投入在光通訊領域之業者甚多,包括上游光通訊晶片與BOSA on Board次模組、FTTH用/資料中心用/行動基地台用的光收發器與其他主被動光元件、光譜分析儀等產品。
(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。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居於領先地位,中國大陸業者包括Honor、Huawei、OPPO、vivo、Xiaomi與ZTE等積極開發新產品,並已成功跨足國際市場,品牌業者競爭持續白熱化。而由於手機發展已經十分成熟,因此無線通訊產業指標業者也正投入新興產品,包括智慧手錶/手環、AR/VR頭戴式顯示器,以及車用影音娛樂系統、車用無線通訊模組、車用感測器與雷達等設備的開發。另一方面,在5G行動網路已經商用後,覆蓋範圍更大的低軌道衛星(LEO)發展受到注目,SpaceX、Eutelsat OneWeb等國際業者已陸續推出商用服務,並持續將更多衛星發射至太空,因此也釋出了包括衛星本體、酬載、地面接收站與用戶端接收裝置等採購需求。
(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、整套網路語音系統如網路電話閘道器、網路視訊會議裝置等用戶端產品。由於近年網路電話產業走向軟體化、雲端化發展,加上社群通訊應用普及化,企業通訊市場轉由Cisco、Huawei與Microsoft等國際大廠主導,同時Slack、Zoom等新創視訊會議線上平台業者崛起,相關硬體生產廠商發展空間受到擠壓,包括VoIP閘道器與IP PBX等業者正嘗試整合行動與社群的通訊應用軟體推出新產品。
網路攝影機應用多元,臺灣廠商對此投注大量研發資源。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、各類智慧家庭業者力推安防服務等因素,以及2020年起因為COVID-19疫情讓各國政府、企業與家庭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,技術研發已具備實力,因此除整機代工業務外,業者也積極耕耘品牌與國際通路,藉由自行開發晶片、網路監控錄影主機、AI影像辨識軟體與雲端管理系統等進階功能,發展整套智慧監控方案,提升產品附加價值與競爭力。
(五)電信服務業:在固網通訊部分,根據資策會MIC的統計,至2024年底,全球固網寬頻用戶預估將達到13.6億戶,其中FTTx突破65%比重。在行動通訊部分,根據設備大廠Ericsson估計,至2023年底全球4G用戶達到49.9億戶,同期5G則為22.7億戶。
在有線寬頻服務的網路建設方面,近幾年包括美、英、法、德、義等國政府提出高額網路建設基金,鼓勵國內電信商升級現有網路,朝全國多數家庭都能接取100Mbps甚至更高速的Gigabit等級寬頻服務;開發中國家如巴西與印度等大國也積極跟進。整體而言,各國寬頻服務商積極升級網路,除滿足家庭成員在家工作/上學/娛樂基本需求,並且開發新一代的智慧家庭服務,透過「All in One」的套裝服務(固定/行動上網、語音、影音、智慧家庭)提升每用戶平均收入貢獻(ARPU)與黏著度。
前瞻2025年有線寬頻市場發展狀況,在FTTH部分,全球光纖上網用戶數最多的中國大陸,在其政府推動「十四五(2021~2025年)」計畫下,當地三大電信業者正在對多個城市進行雙千兆(行動/固網都達到Gigabit)網路升級並且提出新的設備採購標案,固網的規格多以10G PON(包括IEEE的10G PON標準與ITU的XGS-PON標準)為主來與5G搭配。歐洲與美國的寬頻服務商則受益於政府網路建設基金補助,多選擇以10G XGS-PON為網路升級技術。而在xDSL部份,面對FTTH成為主流的趨勢下,整體市場需求與規模正持續下滑中;Cable Modem則聚焦在歐美特定市場,在大型有線電視業者支持下,採購具備Gigabit傳輸能力的DOCSIS3.1設備,部分業者包括Comcast與Liberty Global等並已朝向DOCSIS4.0開始升級。綜觀整體寬頻設備市場規模,在技術規格升級與寬頻服務商高速網路寬頻服務布局下,呈現平穩成長之態勢。
在行動寬頻網路方面,根據全球行動通訊供應商協會(Global Mobile Suppliers Association, GSA)之調查,至2024年8月,全球共有832家營運商推出基於4G LTE技術的商用服務,另一方面,各國營運商也正積極投入與擴大5G網路建設。據GSA的數據,至2024年10月,全球共有184個國家、619家營運商正投資5G網路,其中126個國家內的343家營運商已推出5G商用服務(151家正在建置最新的5G SA網路)。而5G固定無線接取服務(FWA)則由74國、169家業者營運中。由於5G除採用既有2G/3G/4G世代的頻段外,多國政府並釋出包括Sub 6GHz(例如3.5GHz)、毫米波(28/39GHz等)頻段。在5G網路持續建設下,市場也有超過3,000種的5G商用裝置,其中以5G手機占52.6%的比重為最高。
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與LTE-M標準也已獲得多國主要行動電信業者導入。GSA統計至2024年4月,全球有68國、147家營運商建設或推出了NB-IoT或者LTE-M服務,並有近千種裝置支援上述服務的運作。值得注意的是,前述的3GPP R18版本通過了RedCap(Reduced Capability)標準,包括傳輸速度等規格更加強化下,吸引大型電信業者導入,是IoT領域的明日之星。最後,5G除了發展公共網路主要讓一般消費者使用外,電信商也與系統業者合作,針對企業客戶推廣行動專網(Private Network),鎖定工廠、醫院、教育機構等領域,讓客戶以專用頻段與設備支援所需的營運活動。據GSA統計,目前有78個國家、1,427個5G專網正在運作中。
在區域網路方面,主流標準Wi-Fi應用產品,包括Smart Phone、PC、Tablet、Smart TV等產品,在2023與2024年受到全球經濟表現欠佳、庫存調整等原因影響下,整體出貨表現受到影響。但2024下半年,包括最新的Wi-Fi 7標準已獲得高階手機與筆電、家用路由器等產品的導入,同時,各類智慧家庭IoT裝置在大廠創立自有產品生態系、生成式AI等技術加持等消息下,2025年將有機會帶動全球Wi-Fi應用設備的出貨有更好的成長動能。其他短距無線技術部份,Apple自2016年底發表真無線藍牙耳機(True Wireless Stereo, TWS)AirPods以來,市場從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,已成為藍牙陣營中的重要應用產品。
最後,2024年包括CES、MWC、IFA等國際指標消費性電子展會,各類消費性電子、汽車、通訊系統等設備的最新發展或者賣點,主題都聚焦在人工智慧,以及所衍生的應用服務上。由於AI(包括生成式AI)需要更充沛的運算資源來支援,除了裝置端透過晶片升級算力外,國際資料中心業者包括Amazon、Microsoft、Google等,為了取得在生成式AI的發展優勢,正在增加資料中心的建置數量、採購新一代的GPU與相應的AI伺服器等設備,以支援各類設備商發展更多人工智慧創新應用。這樣的趨勢也連動到資料中心對於高速網路設備傳輸需求,包括800G交換器以及與伺服器之間的光/乙太網路通訊模組正快速地升級,為網通廠商、光通訊上下游業者帶來新的商機。