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行動通訊 (三)韓國聯外深耕 成就三星
2023/07/31 16:10:10瀏覽154|回應0|推薦2

韓國是手機重量級供應商,玩手機的人大概沒有人不知道三星 Galaxy。1980年代通訊業基礎薄弱,僅僅三十年,成爲全球領先的手機和相關產品出口基地,韓國如何做到的?請看下文。

一,1980年代 韓國通過 KTA吸引外資通訊廠商合作

1980年代,韓國政府領導推動引進外國技術,增强國内自主研發先進科技的能力。1982年制定“科學技術開發五年計劃”,編制預算支持高科技產業研發。韓國各大企業三星等也響應,成立了自己的科技研究院。此舉吸引如美國的 ITT, AT&T,加拿大的 Nortel等外資進入,跟韓國合作研發及生產半導體、交換機、通訊器材等產品,從進口替代開始建立產業基礎。在通信產業方面,韓國東洋精密工業公司和瑞典 Ericsson合作生產數位式交換系統,1985年開始在國内推出自製的數位交換機,其後並有能力外銷。韓國的行動通訊產業也在政府的支持和領導下,循引進國外技術,建立國内產業基礎的路徑發展。1980年代韓國沒有自己的行動通訊產業,於1988年7月才在國内推出進口的摩托羅拉第一代手持電話 DynaTAC 8000S。

二,1990年引進高通技術,扎根行動通訊產業

1990年 2G行動通訊產品起步時期,全世界有四種標準規格,請參考附注一。高通(Qualcomm)的 CDMA規格雖然技術上有優勢,但因爲起步晚,及高通專利收費高(約手機價格的3.25%-5%)等因素,推展落後歐規的 GSM標準。美國的高通1985年才成立,雖然擁有 CDMA專利,但專長是積體電路和數位通訊,難以自行推動 CDMA商用。1990年,韓國電子通訊研究院(ETRI)找到受到冷落的高通,合作開發 CDMA 2G商用,雙方一拍即合。高通提供技術協助,並分享部分 CDMA專利費,韓國政府全力支持三星和 LG投入研發製造 CDMA手機和基站商用。

當時韓國通訊產業基礎薄弱,少有業界人士看好這個合作計劃。但韓國工程師埋首深耕,1994年在 ETRI 實驗室測試 2G CDMA行動電話成功。1996年國營的韓國 KMTC(韓國行動通訊公司,即現在的 SKT)在首爾推出全球第一個有 200多個基站的 CDMA行動通訊網路服務。由於有政府全力支持,將 CDMA訂爲 2G國家標準,SKT(SK Telecom)將 CDMA 服務擴展到全國,增加短信服務,1997年突破200萬用戶,1999年底突破 1000萬用戶,SK Telecom成爲全球最大的 CDMA 網路運營商。

通過跟高通 CDMA商用的合作和技術轉移,韓國的三星和 LG等廠商奠定了行動通訊產業研發及製造基礎,推廣 2G CDMA行動通訊的成果傲人,成爲各國注目的焦點。

三,3G時代 - 成功推展高通 CDMA2000,跨足歐規 WCDMA系統

3G有三種標準規格,即歐規 WCDMA(2001年在日本商用)、美規 CDMA2000(2001年在韓國商用)、和中國的 TD-CDMA(2009年在中國商用),詳情請參考附注二。高通的 CDMA在 2G時代受到冷落,但它的確是最有效率的多重存取(Multiple Access)技術,請參考附注三説明。因此三種 3G行動通訊系統都使用 CDMA技術。對韓國來説,先前跟高通合作,雖然 CDMA技術來自美國,但卻是 CDMA研發生產和商用最有經驗的國家,開發 3G產品駕輕就熟。韓國繼續跟高通合作研發 CDMA2000的 3G產品。

韓國率先於 2001年開始 CDMA2000商用,由於從韓國國家標準的 CDMA系統升級到 CDMA2000 不需重新架設基地台,電信商以 3G手機上可觀看熱門的連續劇“冬季戀歌”吸引潛在用戶,CDMA2000用戶擴展迅速。當時歐洲電信廠商由於投資購買 3G無線頻譜花費過高(頻譜和頻譜拍賣請參考附注四),沒錢建設 3G網路,推展遲滯。日本同樣在2001年推出歐規 WCDMA網路服務,但韓國的升級速度比日本快多了。2002 年中,日本只有 0.2%手機用戶升級到 3G,韓國已經有 20%手機用戶升級到 3G(Strand Consult)。韓國是推動 3G行動網路最快,最成功的範例。

韓國在 2G和 3G跟高通合作,成績耀眼,但韓國手機跟歐規不相容,用戶到歐洲不能漫游。更重要的是,2G時代歐規手機客戶最多,已經明顯是主流。俗語說,“If you cant beat them,join them”。韓國主事者眼光遠大,1998年加入 3GPP,參與制定 3G歐規 WCDMA標準。由於 WCDMA 采用的是 CDMA技術,已具技術能力的韓國開發 WCDMA產品駕輕就熟,2004 年 SKT推出了 WCDMA 服務,三星推出 WCDMA/CDMA 的雙模手機,進軍生產歐規產品。

四,4G時代韓國成功開發美規 WiMax和歐規 LTE產品,成績傲人

4G有三種標準規格(請參考附注五),高通的 UMB推展無力,自動退場,餘下美國和歐洲兩種標準規格,韓國都積極參與開發產品。2006年領先全球推出美規 WiMAX商轉服務,2007年 WiMax(Clearwire)在美國商用,2009年在俄國、台灣、馬來西亞、及日本相繼商用。但由於 WiMax是全新技術,需要重新架設基站,不利於 3G客戶升級,難以跟歐規 LTE系統競爭。2010年俄國轉向 LTE。2011年開始,美國電信商 Clearwire、Verizon,馬來西亞、菲律賓等國也陸續由 WiMAX改用中國版歐規 TD-LTE。由於 LTE可以支援多個不同頻率的網路,成為 4G時代全球通行的行動通訊標準。

韓國已有準備,於2011年在國内推出 LTE 網路服務,短短半年時間用戶數已經超過 WiMax系統。2013年,SKT在韓國推出全球第一個升級版的 4G LTE-Advanced 服務,數據傳輸速率可達 150Mbps,約爲 4G LTE 的兩倍,3G 的 10 倍。三星推出 Galaxy S4 LTE-A手機,造成轟動。至2013年底,韓國超過一半行動通訊用戶使用 LTE/LTE-A 服務,再次成爲全球升級到 4G 的範例。

五,加入主流,韓國成爲行動通訊產業大國

加入主流,擴大了韓國的外銷市場,產品市占率也逐漸攀升。以手機爲例,1996年摩托羅拉和 Nokia 奪去全球54%市場(IDC),日本的 Sony 和 NEC 拿下 18%,韓國的三星加上 LG以 1%勉强入列。十年後的2005年,三星加 LG手機全球市占率 19%,是 Sony的三倍,NEC已經不入列。2013年三星超越 Nokia,跟蘋果並列手機雙雄。2022年三星手機佔全球出貨 26.25%,名列第一,日本品牌已不見蹤影。三星也是全球基站設備五强之一,2022年市占率 12%(TrendForce),跟華為 29%,瑞典的 Ericsson 24%,芬蘭的 Nokia 21.5%,和中興 2.5%分享全球 89%的市場。

三星手機和基站設備在外銷市場建立了聲譽,成爲美國信任的廠商,協助美商 Verizon,Sprint 等建設行動網路。2018年獲選跟 Verizon 合作推進 4G LTE Open RAN 計劃,進一步發展虛擬化 RAN 和 5G 商用。2022年底,三星跟美國的 Comcast簽約,合作開發及推廣針對為有線電視用戶使用的 5G小蜂窩無線電網。在美國和其盟友杯葛中國華爲和中興之後,對歐美客戶而言,原本不多的行動通訊產品供應商選擇更少,三星在行動通訊產業界的地位更加穩固和重要。

六,韓國行動通訊業崛起的原因

韓國行動通訊產業崛起的過程大致為:1990年代跟高通合作開發 CDMA 2G商用,累積技術和經驗,成爲第一個 CDMA手機出口國;2000年代跨足製造歐規 3G產品,逐漸立足國外市場;2010年代加入主流,成爲行動通訊大國,國際市場中重要供應國。今天韓國的行動通訊產業領先每一個 G7成員,成爲歐美競相拉攏的科技强國。以一個人口五千萬,首爾距離 38度綫只有 40公里,常年在戰爭威脅之下的中等國家,這是個了不起的成就。

韓國有今天的成就,大概有幾個原因:1,國家長期領導、支持、和配合產業發展,2,眼光遠大的政府官員引進外國技術,3,有魄力的企業家投資先進科技產業,4,大批勤奮的工程師投入研發生產和推廣。

以上幾個成功的原因表面上看來好像並不特別,但對歐美國家來説有些困難。以美國來説,聯邦政府沒有專責機構領導支持產業發展;沒有國營企業;私人企業只看眼前利益,沒有興趣大手筆長期投資;工資高,但不願加班趕進度(看看台積電美國厰新聞),樣樣都是問題。

但同樣是東亞國家,韓國能,人口三倍,經濟發達的日本爲何不能?是值得探討的問題。


======附注======

附注一,2G的四種標準規格

1,日本的PDS﹙Personal Digital Cellular﹚:1991年日本采用 TDMA技術制訂的標準 ,1993年 NTT DoCoMo 在日本開放商用。1995年日本NTT針對人口密集的都市用戶需求,推出PHS行動電話網路,由於費用低,在日、中、台、港等地受到歡迎,1997年日本有700萬人使用。但因信號差,車速超過40公里時信號就時斷時續,沒有能夠獲得廣汎國際支持。2,美國的D-AMPS:1991 年提出跟1G AMPS系統形容的 D-AMPS,是1G AMPS的數位版,1993年開始在美國和加拿大商用,接受人數不多。3,高通的 CDMA:1989年高通根據美軍通訊技術,研發的2G 行動通信規格,1993年被美國電信工業協會採納為2G標準。 CDMA技術在頻譜使用的容量和效率上雖然優於其他技術,但起步落後,且高通擁有很多 CDMA專利,專利收費讓不少廠商卻步,阻礙了 CDMA的推廣。4,歐洲的 GSM:北歐國家聯合研發1G 通訊,1982年聯合歐洲主要電信廠商共同研發2G通訊,采 TDMA技術,1990年確定2G 標準規格 GSM為,1991年在芬蘭開通商用。確立了歐規 GSM在2G時代的領先地位。

附注二,第三代 3G(2001 -)的三種標準規格:CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA

自從1980年代手持電話上市後,行動通訊設備不斷朝著加快傳輸速度,提高品質,增進效率,和增加應用的方向升級。1G 手機只能通話,2G 改用數位化,提高傳輸速度(9.6 kbs 進步到 40 kbs),音質較佳,可以加密,可以傳簡訊。3G 手機傳輸速度可達 2 Mbps,可傳送圖片、音樂、影片,可瀏覽網站、處理簡單的電子商務等。全球共推出三種 3G標準,規格如下。

WCDMA:由歐洲廠商推出。業者愛立信、諾基亞、阿爾卡特 (Alcatel)希望 3G網路改用較好的 CDMA技術,但不願付專利費給高通,因此聯合成立了 3GPP 組織  (3rd Generation Partnership Project) ,開發方便歐規 GSM 2G用戶升級,采用 CDMA技術,但儘量繞過高通的專利的 3G網路,稱爲 WCDMA 。

CDMA2000:高通 2G CDMA跟韓國的合作成功,聯合北美的摩托羅拉、Lucent、 Nortel 和韓國另外成立 3GPP2  (3rd Generation Partnership Project 2)  組織,推出和 2G 的 CDMA相容的 3G CDMA2000標準規格。

TD-SCDMA: 是中國主導,以 WCDMA為核心技術,盡量采用中國專利的 3G標準。因爲看重中國市場,歐洲 Alcatel與 Siemens 也投入資金,參與開發。雖然 TD-SCDMA網路遲至 2009年 才在中國正式商用,但當年就銷售了接近5百萬台手機,2013年出貨約 1.5億台。中國巨大的市場潛力是支持電訊產業發展的重要力量,難怪讓外國廠商垂涎。

附注三,多重存取(Multiple Access)三種技術 FDMA、TDMA、CDMA中 CDMA最有效率

行動電話使用無綫電波傳送信息,如果同一個無綫網路上只有一個人撥打電話沒有問題。但如果有 N個人利用同一個無綫頻道通電話,就要使用多重存取(Multiple Access)的方法。這就類似一個公司裏有很多員工(手機),但只有一間大會議室(頻道),爲了同時可以進行好幾個會議,有三種多重存取技術解決:FDMA、TDMA、和CDMA。第一種 FDMA,是將大會議室分隔成還 N個小會議室,可以同時舉行 N個會議,效率最差,是1G使用的方法。第二個 TDMA,將會議分時間錯開,大家輪流使用這個大會議室,是歐洲2G GSM使用的方法。第三個是高通研發的 CDMA,同一個大會議室裏同時進行 N個會議,但不同的會議使用不同的語言,因此互不干擾。CDMA技術在頻譜效率、用戶數量和數據速率方面都優於 TDMA和 FDMA。

附注四:頻譜和頻譜拍賣

行動通訊中使用無線電波傳輸訊息,每個行動通訊都要佔用不同的運作頻段,比如廣播電台的 FM 92.1MHz 就是它指定的通道,收音機要調到 92.1MHz才能收聽到該台的廣播。頻譜是一個重要而有限的資源,由國家管理,得到核准授權才能使用指定的頻段。由於資源有限,目前都是由各國拍賣出售給電信商,價格可能很高。例如,2000年歐洲的行動電信業者總計投下約900億美元競標3G的通訊執照和頻譜,是1990年代歐洲3G推進遲緩和科技泡沫的主要原因之一。可以參考“完全看懂 5G 頻段競價作業,高達 1,422 億元的標金是在搶什麼?”一文進一步瞭解頻譜,鏈接https://technews.tw/2020/03/02/what-is-5g-band-bidding-for/ 標準。

附注五,4G的三種標準規格:歐洲 LTE優於高通的 UMB和北美的 WiMax

第四代行動通訊速度繼續改進,靜止時可達 1 Gbps,安全性增强、畫質提高,降低延遲(latency),增加頻譜利用效率,應用領域隨之擴大到手游、快速下載、影音直播、遠端控制等。

UMB:高通於2007年提出了UMB(Ultra-Mobile Broadband)4G規格,將CDMA、OFDM、MIMO等技術都納入標準中。但 UMB有一個重大缺點,就是已架設的 3G基站不能用,需要重新架設 UMB基站,加上高通的專利收費讓廠商避之唯恐不及,2008年高通就放棄UMB標準了。

WiMAX:Intel想仿效高通,制訂 4G標準,收取專利費,2001年就拉攏 Cisco,北電、和摩托羅拉研發符合 IEEE 802.16標準,采用 OFDM 和 MIMO技術的 4G規格 WiMax。WiMax最大的問題和 UMB一樣,是全新技術,需要重新架設基站才能使用。這次又是韓國領先,於 2006年推出WiMax 4G網路,美國、英國、台灣等跟進。由於重新架設基站投資大,電信商跟進的少,觀望的多。

LTE:3G中,歐規 WCDMA用戶最多,2008年 3GPP提出 4G的 LTE標準,2009年底在挪威和瑞典商用,2011年在加拿大推出,2011加强為LTE-Advanced。由於 LTE只需要更改 3G WCDMA基站就能升級使用 4G網路,美國、日本、高通都支持 LTE。Intel是半導體業者,難敵電信廠商,4G時代,歐規等於一同天下。中國以 LTE為基礎,修改有利於中國的部分,稱爲 TD-LTE標準。由於中國市場大,高通、易利信、諾基亞等外國廠商也加入共同開發。


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