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台湾棱研科技从毫米波开发套件进攻 权力协助生态系推动5G的应用

作者:颜小朵 2020-05-01 发布 来源:bnext

夏威夷大岛,面积略大于四分之一个台湾。岛上盛产夏威夷火山豆与火山坡种植出阿拉比亚种的科纳咖啡。海拔4200公尺左右的毛纳基峰,毛纳基火山(Mauna Kea,夏威夷语意为白山)的顶部;在逆温层之上的高度,通常恰到好处地避开了云层覆盖;终年均温摄氏10度以下,几乎没有任何植被;晴朗又干燥的气候格外适合次豪米波与红外线天文观测,也使它成为北半球、甚至全球天文学家争相登高望远,继而揭开宇宙神秘面纱之地。500平方米大小、专属的天文园区里,如今有着12 座大小与技术不同、投入与建造者各异的望远镜。

 

2004年夏,林决仁交大硕士毕业,被正在组团队的学长征召进中央研究院天文所;随后很快被派驻到这里,为的是协助研发、建造加法夏望远镜(Canada-France-Hawaii Telescope , CFHT)中的广角红外线相机(WIRCam)。那个时候天文所筹备处刚成立,台湾为了要加入国际观测计画,必须贡献一定的建造能力与工作时数,换取天文学家能够分得、宝贵的CFHT观测时间。林决仁解释道,当初协助建造的广角红外线相机,仍是目前全球使用中最大的红外线相机之一,也是CFHT上的主要仪器。最重要的观测元件,已经被其他国家所完成;但如何整合机构、结合软硬体,进一步能够操作这个望远镜,却考验了台湾团队的真本事。

 

 

 

棱研科技共同创办人林决仁 张书维

 

 

无独有偶,毕业、面试职缺后自觉无望的张书维,在报到硕士班后一个星期,忽然得到天文所的工作机会,下决心放弃就学机会后,同被派驻毛纳基峰,负责中央研究院(Academia Sinica)与美国史密松天文台(Smithsonian Astrophysical Observatory,SAO)合作的两座次毫米波阵列望远镜(Sub-Millimeter ARray of Taiwan, SMART),结合原本史密松所打造的六座望远镜,组成次毫米波阵列望远镜(Sub-Millimeter Array,简称SMA)。这座曾是人类有史以来最前沿、模拟规模也最大的电波望远镜,让科学家首次确认了冥王星的表面温度,清楚能分辨冥王星与冥卫一为不同实体;如今也和全球其他11座电波望远镜,组成事件视界望远镜(Event Horizo​​n Telescope, EHT),在2019 年协助我们与人类史上一同,首次观测到黑洞的天文影像。

 

 

两个台湾青年,在完成大学教育后,在2004年前后,因为中研院天文所不同来到这里,纵有令人兴奋不已的科学发现,在大岛上负责望远镜开发,其实是孤寂而难熬的。 张书维解释,虽然都在中研院天文所工作,分属不同工作团队与天文观测仪器的两人其实在台湾没有交集,直到林决仁团队靠近西部大城科纳Kona 的宿舍租约到期,搬到距离约一小时、近东岸大城希洛Hilo 张书维团队的宿舍空房借宿,两人才互相熟悉。仿佛被派驻在外岛,刚毕业没多久的大男生,无聊打发时光的方法就是烤肉!林决仁回忆,第一个星期只有两三个人烤肉聚会,到了第二个星期就有更多同样来自台湾的科学家闻讯而来;办了几个星期之后,两人除了准备炭火和烤肉架,所需的饮料、肉与食材,都有其他伙伴会自动补上。也因为办聚会,互为室友与同事的两人开始熟稔,交换彼此软体开发与天线研究的专长,才逐渐发展出后来彼此信任的情谊。

 

学术研究那无边寂寞的职涯,拦不住两位追梦的热血青年;离开中研院后的林决仁与朋友创立了一家嵌入式系统公司,不到一年就惨赔出场。随后四年,软体开发的背景与驻美工作的能力,让他得到了宏达电与美国大厂合作沟通、开发智慧手机的宝贵经验;不甘于此的他,手痒再次创立物联网应用公司,得到客户放量的同时也学到设计与生产瑕疵的教训。张书维则选择加入外商,勤跑亚洲各国锻炼商业开发能力;同时他也没有放弃天线梦,在30 岁前给了自己人生礼物,取得全额奖学金前往麻州大学进修博士,累积自觉在天线研究领域中尚缺的晶片设计技术能力。面对不同工作环境的两人时常交流创业点子,天马行空地发想,在任意由对方透过不断地提问与思索探究可能性。

 

一次的接案机会,为了协助客户打造一具豪米波测试天线,让正在攻读博士班的张书维觉查到可能的商业发展机会,在2014 首先开创了棱研。分属不同自创公司的两人,在碰巧同时出差相遇的路上不停讨论,有一天书维突然提到,市场上一具豪米波的测试仪器,报价要10 万美金!林决仁忆起,讨论的前几天他才刚注意到, 国际标准组织正在讨论将豪米波纳入5G 频谱一部份的可行性。创业打滚多次的他,突有石破天惊之感。我对环境中将要吹起的浪潮比较敏感,这个价格让我惊呆了,好像抓到了对的风口一般。

 

早自2015 年,美、中、韩、日的电信业者、通讯晶片与手机制造商们,不等国际电信联盟(ITU)与第三代合作伙伴计划(3GPP)等标准组织讨论第五代行动通讯技术(简称5G)在全球范围可用频率的倡议,纷纷抢进毫米波的应用领域;除了现场测试相关设计、甚至为了商业理由或策略,直接布局了相应频谱的使用权或购买权。

 

毫米波(Millimeter Wave,或称mmWave),由电磁波长界在1 mm 到10 mm 而得名;相较于全球电信业者为了提供服务,已经花费数十亿美金投资在6 GHz 以下提供行动宽频通讯的无线电频谱,频率范围在30 到300 GHz 的毫米波可说是较少商业应用的处女地,以往是军用通讯、太空科学研究、医疗的应用领域,只要稍加整理授权,频宽资源相对充裕。

 

 

原有赛道的拥挤,让过去10 数年全球科技产业高度成长的行动通讯业者纷纷抢进新赛道,这也让当时仍在协助台湾中山科学研究院开发毫米波的讯号处理模组的张书维与林决仁,观察到可能的机会。过去毫米波观测天线、传输与控制技术,主要用在科学或医疗研究上,呈现在终端应用上就是整个模组的一部份。林决仁解释,就像是一部纯手工打造的车,你很难把单独的传动模组拿出来,用在别的地方。

 

纳入毫米波的5G 行动通讯生态系,除了需要克服因波长较短绕射能力弱、容易受大气分子及悬浮微粒干扰,造成信号衰减、产生杂讯等问题,也需要重新考虑天线设计。张书维分享,棱研科技为此首先提出的全整合开发套件BBOX™,主要协助想开发5G 毫米波装置;包含通讯晶片、天线、手机或物联网装置的业者快速完成设计,因为世界上还没有这么方便的整合开发套件,加上设定的价格带合理,客户在网上搜寻到BBOX™ 后,纷纷自己上门。林决仁说:很快就帮我们过滤出很多重要的客户!

 

客户会自己告诉我们他要些什么!林决仁说,例如量产结合天线的通讯晶片,或是例如手机、小基站等联网装置完成品,在产线上根本不可能一个、一个人工品质测试,5G 应用到全球是以亿为单位起跳,制造商会需要能够协助自动测试的模组,最好可以快速部署到现有产线上。张书维分享,棱研为此设计了可以协助制造商快速测试的XBeam™。针对因绕射、建筑结构干扰导致困扰电信业者布建策略已久的小基站,棱研也提出对应的方案XRifle™,协助以镜射、反射、或增强讯号的方式解决毫米波通讯痛点的讯号死角。

 

对于因毫米波加入行动通讯频谱,意外展开第二赛道的5G 市场,曾分别在国际大厂担任业务张书维和合作开发协调角色的林决仁乐观地蓄势待发,我们准备了各种不同的解决方案,分别应对电信商、晶片与装置制造商和开发者,权力协助生态系推动5G 的应用!两位曾在夏威夷的星空下,共同为台湾打造宇宙观测工具的年轻人绝对难以料到,10多年后他们各自带着这项开发经验,在业界蓄积不同知识后,有机会在5G 的赛道上,为台湾冲一波新机会。