韓國在推動6G通訊技術與應用發展過程的最大特點,在於產官學研通力合作,共同投入技術與應用的研發。政府端設立要在2026年進行「Pre-6G」技術實證計畫、2028年達到6G通訊技術正式商業化的發展目標,若順利達成目標,將是全球最早實現6G技術與應用商業化的國家。而研發機構與企業則是在政府設立的目標下,積極投入6G通訊核心技術與相關硬體零組件的研發製造。本文將討論韓國主要研發機構與企業在6G通訊領域的研發布局與現況。
一、韓國6G通訊技術相關之主要研發機構與單位
韓國目前投入6G通訊前瞻技術與應用研發的主體,分為學研政府端與產業端。學研政府端包括政府研發法人、以及接受韓國政府研發計畫補助的大專院校;產業端(民間企業)則包括硬體相關設備製造商(設備製造商)以及行動通訊服務營運商(通訊服務商)(如圖1)。

資料來源:中經院整理。
圖1 韓國6G通訊技術相關之主要研發單位
在政府研發法人部分,是「韓國電子通訊研究院」(
,Electronics and Telecommunications Research Institute, 以下簡稱ETRI)主導,ETRI由韓國科學技術情報通信部管轄,於2021年被選為韓國政府「6G核心技術開發計畫」的主管機關,與韓國設備製造商、通訊服務商及大專院校合作,投入6G相關研發。此外如前所述,韓國政府也補助6間大專院校執行6G相關研發計畫(如表1)。
表1 韓國執行政府6G通訊技術研發計畫之大專院校與投入研究領域

資料來源:中經院整理。
從產業端而言,設備製造商包括大型企業如三星電子與LG電子,以及其他中小型設備或零組件的製造業者。其中三星電子與LG電子具有較大的製造與研發能量。而通訊服務商即KT電信、SK電信、與LG U+電信等三大電信公司,透過自家企業的研發中心,主要投入6G「通訊網路與應用」面向的研發。
二、韓國主要研發機構之6G研發布局:以ETRI為例
ETRI在6G通訊技術的研究開發布局,最主要戰略目標在於「實現安全且智慧的超連結基礎設施」,希望安全地連接實體世界與虛擬世界內的一切、使其不受限的自主相互運作,進而建構智慧國家超連接網路(
,2019)。其中,「安全」是指最大限度降低有線/無線通訊網路的延遲,提升網路系統的可靠性;「智慧」則是要在通訊網路中運用AI技術而達成。而「超連結」則不僅是連結實體世界與虛擬世界,在實體世界中也要能夠整合地面網路(territorial network, TN)與非地面網路(non-territorial network, NTN),促使通訊鏈結範圍最大化。
ETRI(
,2020)之後進一步提出「6G Insight:願景與技術」文件,指出包括太赫茲技術、有線與無線終端間超低延遲技術、低軌道衛星通訊、10公分級精準定位、以及橫跨地面與空間之大規模物聯網(IoT)技術等,是6G通訊的候選技術選項。
據此,ETRI設定投入研發方向包括:「6G行動通訊核心技術」以突破空間連接限制;「光通訊技術」以克服通訊速度、能源消耗、系統整合度與安全保障的限制;「創新性Thinking Internet原創技術」希望建立智慧且無所不在的互聯網;以及開發5G+/6G通訊使用的頻率,並提升無線通訊衛星基礎設施等。基於上述方向,ETRI投入研發之內容如下(表2):
表2 韓國ETRI當前與未來6G通訊技術研發項目與內容



資料來源:中經院整理,部分資料中譯整理自
(2023)。ETRI 6G
R&D
;
(2023)。6G, Service-Native Networking;
(2023)。ETRI 6G
R&D。ETRI 6G
R&D
。ETRI Conference 2023,https://www.youtube.com/watch?v=LldtbXkn1go。最終檢索日期:2024/02/25。
另外,與前述「創新性Thinking Internet 原創技術」研發相關的是,ETRI也投入AI與6G通訊網路相互結合的研究,包括「Network by AI」與「Network for AI」兩方向。「Network by AI」的研究包括分批自動化技術的整合,終端之間網路與服務的自動化、以及各項自動化技術的可信賴度驗證;「Network for AI」則將6G通訊網路作為運用AI的基礎,希望研發能節省通訊本身、與AI學習和推論的成本,確實保護資料隱私性,及機密AI/ML模型之應用技術。
最後,ETRI也投入6G通訊相關硬體及零組件的研發(
,2023),主要投入在射頻零組件與光通訊零組件兩大面向。射頻零組件包括次太赫茲超寬頻的波束成型收發器(beamforming tranceiver)、5G毫米波和中高頻端用的射頻功率放大器、衛星通訊的載體與零組件等。高通訊零組件則包括行動通訊(fronthaul)用光源晶片、超高速大容量資料中心用光源晶片等。ETRI更積極推動6G通訊用的第三類半導體晶圓代工(
,2023),協助韓國國內企業進行相關研究開發、試量產、商業化等,以建構完善通訊技術研發環境、確保供應鏈穩定與技術優勢。
三、韓國主要企業之6G研發布局:設備製造商與通訊服務商
(一)設備製造商:以三星電子為例
三星電子作為韓國甚至全球主要的6G通訊硬體設備製造商,在6G通訊服務追求更快速的用戶體驗與數據速度、更高的能源效率與頻譜使用效率、更低的傳輸延遲、更緊密的鏈結密度、與更高的可靠度,並指出為6G通訊技術的三大關鍵應用服務包括:真正的沉浸式體驗(Truly Immersive XR)、高度逼真的行動全息投影(High-Fidelity Mobile Hologram)以及數位分身(Digital Replica)。為了達到上述目標與關鍵應用服務,三星電子當前在6G技術相關設備的主要研發布局包括以下面向:6G頻譜與必要設備、太赫茲通訊、可重構智慧表面、先進雙工技術、原生AI、與非地面網路的初步研究(如圖2)。

資料來源:中經院整理自三星電子(2022a)。【三星6G論壇】迎接新世代通訊科技:三星研究院6G專家線上解析,最終檢索日期:2023/12/07;Samsung Research(2020)。6G:The Next Hyper-Connected Experience for All。最終檢索日期:2023/12/07。
圖2 韓國三星電子6G通訊技術之研發布局
在6G頻譜與太赫茲通訊部分,三星電子(2022b)認為應該擴大6G通訊服務可能的使用頻段(往下包括1GHz以下、往上包括92-300GHz次太赫茲頻段在內),同時要整合既有5G以下服務頻段與應用內容,才能提升覆蓋範圍、以更有效率的方式提供超高速、超大容量的應用服務。同時也希望導入AI技術來管理頻譜的使用情況。據此,目前三星電子主要針對次太赫茲通訊技術,積極開發概念驗證原型系統,並已測試在次太赫茲/太赫茲頻段內傳輸訊號的相關距離、數據傳輸速率、RF 射頻及基頻系統容量等。
而可重構智慧表面(reconfigurable intelligent surface, RIS)作為新興天線技術之一,三星電子運用超材料(metamaterial)透鏡打造平面天線,可將無線訊號精準導向或反射至特定位置,提升定位精準度與覆蓋範圍,減少毫米波等高頻訊號的流失。目前三星展示的RIS透鏡技術已可提升訊號強度(較既有技術提升4倍)並擴大波束目標範圍(較既有技術增加1.5倍)。
至於先進的雙工技術(advanced duplex technology)包括交叉雙工(cross division duplex, XDD)與全雙工(full duplex)技術。交叉雙工技術將有效處理非對稱上下行鏈路(UL/DL)流量,使上行訊號的傳播距離增加2倍、提升覆蓋範圍;全雙工是指資料在同個頻率上同時進行傳輸與接收。目前三星已經完成以距離100公尺遠的基地台和終端設備測試毫米波全雙工傳輸,成功將自干擾消除114dB以上,傳輸速率增至1.9倍。
AI則被三星電子視為6G通訊技術與設備的原生性能,而三星電子將AI技術應用在接收端補償訊號失真的狀況和管理基地台能源消耗上,其中AI非線性補償技術可補償傳輸端非線性功率放大器的訊號失真,AI節能技術則可調節基地台的電源參數,進而節省基地台能源將近10%,且不影響整體網路性能。
最後,三星電子針對立體空間通訊也已經投入開發「5G非地面網路」(non-territorial network, NTN)相關技術。三星運用Exynos Modem 5300平台開發出能夠準確預測衛星位置的技術,使其所開發的「Exynos」5G NTN數據晶片可支援雙向簡訊傳輸。未來或將基於此技術再向下深入,研發能夠符合6G通訊技術服務的設備或元件。
(二)通訊服務商:三大電信業者的研發投入方向
相對於硬體設備商,韓國三大通訊服務商則大多關切6G通訊網路的智慧程度、節能、安全性與通訊範圍,因而投入相關的網路核心技術、光通訊技術、開放式無線網路等,也加入6G通訊技術的應用研發。其中,SK電信與LG U+電信都提出6G白皮書說明其對6G通訊技術與應用的想像;KT電信雖未提出白皮書,但主要投入6G通訊技術的應用發展面向。
以SK電信為例,SK電信認為未來6G通訊系統將有三大基本特色(
,2023):AI原生型(AI-Native)網路、綠色原生型(Green-Native)網路以及量子安全網路;這三大特色將同時影響通訊系統中無線存取網路、核心網路以及行動終端設備的進化,達到智慧、節省能號、且具備安全與韌性的通訊網路系統。在上述特色下,SK電信強化投入的技術領域包括:無線網路技術(包括E-mMIMO、RIS、中低頻段RF)、核心網路(雲端原生、強健有韌性的網路)、傳輸網路(以光傳輸為主、超寬頻波長分波多工等)、空中網路(即非地面網路,鏈結地面設備與衛星或其他空中設備)、開放式無線網路(Open RAN, O-RAN)等,並且與三星電子的想法接近,積極拓展6G通訊網路所使用的頻譜(如圖3)。

資料來源:中經院整理自
(2023)。
,https://bit.ly/3RmZOMk,最終檢索日期:2023/12/07。
圖3 韓國SK電信6G通訊技術的研發布局
LG U+電信則在強調6G通訊網路的基礎設備進化(相較於過去幾代的通訊網路)、智慧性(Intelligence)與永續性(Sustainability)的同時,也重視6G通訊網路在通訊及服務應用範圍、與客戶體驗的「拓展性」(expansion)。其中,基礎設備是建立智慧、永續、且有拓展性的基礎,因此LG U+一方面要拓展6G通訊所使用的頻段,另一方面要讓網路結構能夠兼容5G以下通訊、強化安全及保障(如應用量子技術)、開放化(O-RAN)、虛擬化(vRAN)與雲端化等。智慧性則同樣強調導入AI/機械學習(ML)、並且邁向建立網路的「數位分身」以進行更有效的網路管理。永續性概念與SK電信的綠色原生網路概念相近,同樣追求低能耗、擴大網路運用範圍並確保安全可靠、推動全光網路等相關技術。最後在拓展性概念上,則包括網路結構、客戶體驗、與服務範圍的擴展,網路結構指的是結合感測、計算與通訊系統;客戶體驗則關注透過如全雙工技術、E-mMIMO、RIS等新興技術,提高網路速度、沉浸是體驗程度等;服務範圍則是指藉由結合空中與非空中網路,增加通訊範圍。
至於KT電信目前發展重點,除了關注6G通訊基礎技術的重點頻譜技術、可重構智慧表面(RIS)以及O-RAN之外,其主要投入6G通訊技術的「應用發展」,又以無人空中運輸系統(urban air mobility, UAM)、自動駕駛為主。其中,在UAM應用上,KT電信與現代集團旗下現代汽車、現代建設等組成聯盟,參與韓國政府提出的「UAM總體挑戰」(UAM Grand Challenge)研發計畫,聯盟成員還包括大韓航空、仁川國際機場公社等。KT電信負責透過其所擁有的地球同步通訊衛星與通訊技術,建立UAM運作之必要控制與通訊網路,現代集團則負責UAM機身開發以及垂直起降平台等基礎建設的開發。
不僅如此,由KT電信所主導的韓國6G論壇次世代移動載具委員會UAM工作小組(6G
UAM WG,2023)更在韓國6G論壇(官民合作討論韓國6G發展之論壇)中提出議題報告(6G Forum Issue Report)。該報告進一步指出UAM通訊技術必須考量:低傳輸延遲(delay)、高通訊可靠性(reliability)以及高傳輸速度(throughput)等要素。其中低軌衛星與多軌衛星統合的技術,可以降低UAM的通訊延遲度或通訊中斷可能性、增加可靠性。而KT目前已經建立5G航空通訊網路,同時也正在驗證衛星通訊應用於UAM通訊上作為輔助或備援系統。即使目前衛星通訊穩定性尚不足、衛星通訊的實際延遲程度較預想程度高的問題,但KT電信將持續投入相關技術的研發改進。
四、小結
綜整當前韓國6G通訊技術的主要研發單位6G通訊技術研發方向,在學研政府端以ETRI作為主要研發機構,同時投入通訊技術與硬體設備的研發。在通訊技術上關注能提高精準度與通訊容量的核心技術、應用AI掌握通訊狀況的創新智慧技術、新興通訊頻率與衛星通訊相關基礎措施。在硬體設備上則以射頻零組件與光通訊零組件為主,並且積極推動6G通訊用的第三類半導體晶圓代工服務,希望為韓國建置完善的通訊技術研發環境,確保國內供應鏈穩定。
而在產業界,設備製造商如三星電子關注6G通訊用的新興頻譜及必要設備(如太赫茲通訊)、擴大通訊範圍與精準度的RIS、雙工技術、與AI在通訊設備上的補足與管理等。通訊服務商如三大電信公司主要關切通訊網路的智慧程度、節能、安全性與通訊範圍等,投入相關研發,並且積極投身6G通訊的應用如UAM系統,期能如期達成2028年達到6G通訊技術正式商業化的發展目標。
我國目前在政府端的經濟部與產業端的台灣資通產業標準協會、工研院等研發單位合作下,也開展6G通訊技術的相關研究開發,並且在產業界合作下由台灣資通產業標準協會提出「6G潛力技術白皮書」,提出12項我國6G 潛力技術與發展方向。未來或可參考韓國相關政策與產業界發展,考量國際合作研發可能性,加速我國6G通訊技術的發展與應用落地。
參考文獻
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