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无线通讯技术的发展，决定了新兴科技应用普及的机会，因此即便5G应用尚在部署，产业内针对6G的愿景规画与标准制定讨论也如火如荼展开。6G採用THz频段，可用于超高速无线系统，实现传输与同步速度极快的通讯应用。超高频宽的技术，除了能进一步深化现有的5G覆盖度、定位功能等应用，更能藉由人工智慧原生(AI-native)设计，实现高度虚实整合的应用。
6G可望在2030年商用化，目前市场上针对6G的技术需求还未收敛，受到市场关注的6G联盟包含欧洲的Hexa-X、北美的NEXT G，以及美国的NSF等。可见各国政府与业界厂商已经摩拳擦掌，期望在2030年之前抢得6G先机。
新世代技术十年接力
一般而言，通讯系统的转变是每10年更新一代，工研院资讯与通讯研究所所长丁邦安(图1)指出，但根据经验，新的通讯技术应用大概以20年为一个週期。也就是说，两代通讯技术的应用会有大约10年的重叠，当新的通讯协定制定完成，相关的应用需要经过一段时间的铺陈，才会走向普及。例如市场从3G技术推出后，开始关注影音传输的应用，但影音传输直到4G时代才普及。
图1 中国台湾工研院资讯与通讯研究所所长丁邦安说明，通讯技术应用以20年为一週期，两代技术间有10年重叠
而谈及5G及6G时代的现况，丁邦安说明，5G基础建设正陆续建立，但市场上还没找到5G的杀手级应用。受到市场瞩目的自驾车、AR/VR也正在发展，待未来终端产品成熟并在市场中高度普及，在5G技术发展的第二个10年，或者6G技术发酵的阶段，搭配完整的周边建设，便有机会成为新世代通讯的重要应用。
元宇宙驱动技术革新
市场上预期6G将在2030年商用，而2023~2030年的七年时间中，新技术的通讯需求持续变动，从多元层面形塑未来产业对6G的需求。中国台湾诺基亚通信技术总监陈铭邦(图2)解释，评估这七年间的通讯技术趋势，需要考虑整体的环境因素，以及市场对通讯的需求。目前的地缘政治、全球化与永续发展议题，都是影响产业发展的变动因素。观察市场需求，元宇宙是驱动新兴网路发展的概念。Nokia认为元宇宙分为自动化(Human Automation)及虚实融合(Digital Physical Fusion)两大主轴，自动化在工业领域能从系统灵活控制机械手臂，虚实融合则能应用在线上观赏球赛等娱乐场景。
图2 中国台湾诺基亚通信技术总监陈铭邦认为，6G可落实自动化与虚实融合两大元宇宙应用
6G带动多元应用
6G的应用可能性繁多，也将带动其他的技术发展。中国台湾爱立信副总经理暨技术长姚旦(图3)表示，首先是5G已经逐步铺路的网路连线无所不在(Ubiquity Connectivity)，将实现物联网(IoT)领域提及的万物联网愿景，网路将能蒐集大量的装置数据，也因此让网路传输量与算力需求大增。数据增加的同时，智慧装置将更为普及，因此边缘运算与云端运算的应用都将大幅提高。而高度普及的无线网路与资料传输，也强化市场对于资安的重视。
图3 中国台湾爱立信副总经理暨技术长姚旦表示，6G将接棒5G实现网路连线无所不在的目标
上述的感测数据、由数据延伸的应用都在数位世界，在6G时代，现实与虚拟世界的互动将更加紧密。多元产业都可能由虚拟的数位工具提供智慧与模拟功能，例如开发人员可以在数位环境中重複试错并修改产品。实体世界则进行数据感测，并且控制装置，例如工厂系统控制机械手臂来实现自动化生产。数位世界的功能也能够透过混合实境(XR)，提供使用者沉浸式体验。
此外，面对环境永续议题，未来6G得益于AI原生的设计，可建立更加智慧化的基地台。安立知业务既技术支援部协理薛伊良(图4)提及，未来6G的基地台将能动态分配分时多工(TDD)与分频多工(FDD)的快闪储存，在传输过程中，有助于TDD更有效地分配频谱，然而TDD的传输过程会有延迟问题。而FDD虽然能确保资料即时传输，却会产生閒置能源浪费的风险，因为当该基地台没有讯号传输时，FDD仍持续消耗能源。为此，6G可以透过AI与机器学习(ML)技术直接分配频率，确保基地台採用最有效率的方式传输讯号，减少能源浪费。
图4 安立知业务既技术支援部协理薛伊良提及，未来6G得益于AI原生的设计，可建立更加智慧化的基地台
6G高频讯号损失/晶片技术瓶颈挑战
技术方面，6G可能採用比5G高出许多的Sub-THz等频率，安立知业务既技术支援部副理程昭团(图5)指出，6G技术往高频发展是时势所趋，因为5G已经使用73GHz的频段，90~95GHz中有部分是无法使用的军用频道，因此6G为取得完整的频段，便需要採用95GHz以上的频段。同时产业已经预期资料传输从5G时代开始将大幅增加，并且期望达到每秒1TB的传输率，因此6G採用大约140~170GHz的D-band范围。6G採用的高频率除了导致更高的传输耗损，目前半导体技术也难以支援。因为硅製程的晶片，最多只能支援150GHz的传输应用，无法满足6G更高频的应用，导致6G相关的元件尚未齐全。为了满足未来的6G晶片需求，半导体产业需要开发碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等宽能隙半导体，或者透过Chiplet整合，才有机会突破6G现有的硬体技术瓶颈。
图5 安立知业务既技术支援部副理程昭团说明，6G技术往高频发展是时势所趋，因为可择的完整频段有限
ITU现正蒐集6G需求
现阶段6G在3GPP的时程中，处于ITU蒐集需求(Requirement)的时间点。陈铭邦说明，在制订新的通讯标准前，制定标准的组织蒐集目前通讯应用遇到的问题，并考虑透过新的技术解决，以及技术上如何实现。6G需要考虑无线通讯的技术，包含架构等，为后续的规格奠定基础，避免未来制定的规格出现漏洞。待需求蒐集完成，预计3GPP会在2025年进入大约为期两年的6G的研究(Study)阶段，推动6G标准的制定。预估6G技术将在2027年进入标准化时程，届时标准化制定的内容便会成为产业主要参考的技术规范。若上述6G的推动时程顺利，预期3GPP将在2028年9月推出第一版的6G规范。然而当第一版的规范释出后，6G仍需要一段时间来商用化。
中国台湾工研院两阶段布局6G
6G的技术仍在初期发展的阶段，然而通讯产业需要提前做足准备。中国台湾工研院针对6G的布局分为两个阶段。第一阶段是2023~2026年，第二阶段则是2027~2030年。第一阶段将会推论6G的核心技术，得知6G可以执行的范围，来定义6G的应用场景与案例。定义明确的6G应用之后，便会组成研究团队。研究团队将会与中国台湾的产、学、研单位合作，中国台湾已经有不少单位在5G Open RAN的研究中崭露头角，想必也能助力6G技术相关的研究。2027年则进入6G布局的第二阶段，丁邦安认为这是6G标准化短兵相接的时间点，不同组织与厂商都将积极参与6G的标准化工作。而中国台湾工研院将在此时将与中国台湾厂商合作，共同建立6G的雏形系统，并进行系统的场域验证，确保6G技术能够顺利落地。
2027将见6G标准化
行动通讯在2023年迎来5G迈向普及，且6G标准开始蒐集需求的阶段。6G预计在2027年标准化，以及2030年商用化。研究单位、量测与营运商都已经加紧布局6G技术，期望在6G标准化的过程中取得话语权。从现有的6G资讯中，可观察到该技术一方面受到资料传输需求大增，与元宇宙等应用驱动，同时仍需克服传输耗损与现有的硅基晶片无法支援的挑战。接下来6G随著应用需求收敛以及技术突破，新世代通讯技术助攻产业创新突破的方向将越来越清晰。
