台大发表全球最便宜省电的60GHz无线通讯芯片

　　前不久台湾大学研究团队发表了现在全世界最便宜、最省电的超高速无线通讯系统芯片，以60GHz的速度传输数位讯号，因为60GHz是个不需执照的国际商用频道，跟2.4GHz的Wi-Fi无线网络相同，但传输速度起码高了一百倍，或是3.5G手机的350倍，可说是无线通讯技术的明日之星。

　　台大的研究结果相当杰出，不但在ISSCC（国际研究芯片技术的圣地）发表而且还获得最佳论文奖。不过坊间一般杂志在报导此新闻时，有些地方需要更改一下，像是60GHz的无线技术并不是台大发明的，国际上有好几个学校早有研究产出，甚至还有商用规格早已制订，台大的研究结果优势是在以最小的面积、吃最小的电流、成本最低的方式制作芯片。根据台大研究团队的说法，他们的芯片成本只要一美金，而其它研究单位动辄数十美金，而且更耗电。

　　也就是说，一样以60GHz来传送资料，台大的设计是全世界成本最低，而成本永远是信息产业的重点。只有成本够低的技术，才能够顺利推广到全世界，像是另一个大家关注的无线技术UWB，就因为成本与其它问题，看起来前途飘渺。

　　UWB与无线USB技术

　　UWB是Ultra Wide Band(超宽频)，要说他是某种无线通讯规格，倒不如说是某种无线通讯概念。如果我们打开收音机，要先转到某频率，才能听到广播，也就是接收对方传送过来的信号。我们在听广播时，频宽只要可以将人声传过来就好了，但UWB将频宽设得很宽，一口气将资料经过许多通道传送过来。你只有听到一部份是没有用的，不足以拼凑出完整的传输资料。

　　UWB是很困难的技术，在以前冷战时代，美俄两国都在发展此技术，目的之一是要将信息散开传送，要窃听的人除非也有能力接收整个宽频，并且知道使用到哪些频率，否则拦截到通讯内容也没用。UWB因为可以使用很宽的频道，没做好会同时影响很多其它无线频道，所以到2002年美国主管无线通讯的FCC才开放申请，让UWB变成商用规格之一。

　　一般无线规格都会告诉你使用什么频道，像是手机使用1.8GHz，Wi-Fi使用2.4GHz，UWB比较特殊，他只会跟你说一个范围，例如是3.1到10.6GHz。而且UWB有个很麻烦的地方，因为世界各国管理无线电波频谱的单位并不相同，所以在美国可以用的设计，到日本去可能会出问题，就算调整到美国跟日本都可以使用，去欧盟的领土可能又不行了。

　　当初在无线网络技术普及后，英特尔下个目标是要将USB无线化，也就是Wireless USB (WUSB)，而且速度不能降低，这其实很困难，因为USB 2.0的速度高达480Mbps，远远超过现有的无线网络技术，更不用提几年前11Mbps还是主流，但英特尔还是选了UWB作为WUSB的核心技术。

　　这实在很容易搞混，一个是USB加个字母变成WUSB，另一个是UWB，这个差别好比是汽车技术，某系列的车子出到第三代之后，突然宣布要改用涡轮引擎作为提升马力的手段。

　　UWB就是引擎技术，而在引擎外加上轮带跟方向盘，打造成的新一代汽车，就叫做WUSB，而且开车方式向下兼容，都是用方向盘，一样有四个轮带。

　　除非是“住在非常巷子内的人”，不然你想翻开报纸分类广告买一颗“涡轮引擎”，比买一台配备涡轮引擎的汽车难上许多。同样的，你如果想买个“UWB通讯芯片”？还不如买已包装好变成WUSB的计算机周边，不但便宜且设计完善，最重要的是，人家已经用很便宜的价钱放在计算机卖场的货架上，只等你掏出钞票或消费卷就可以到手了。

　　同一颗引擎，安装在不同的车身上就是不同的汽车，如果挂上不同的厂牌，还可以分别当日本车跟美国车在台湾销售。无线技术也是这样，UWB技术用在USB上变成WUSB，另一方面，UWB的开发工程师也试着推销到更多的计算机应用上，当时找到的是蓝牙技术(Bluetooth)。 　　

　　推广UWB不顺利

　　以笔者的角度来看，计算机的无线技术中，最成功的是Wi-Fi无线网络，次之便是蓝牙。蓝牙虽然传输速度慢，但耗电量比Wi-Fi低了很多，所以电池可以小一点，系统也轻巧些。但制订蓝牙技术规范的Bluetooth SIG可不会认定自己一定是比较慢的，所以Bluetooth 2.0还是比1.0快了很多，从1Mbps提升到3Mbps，而下一代的3.0会升级到多快，这是大家所好奇的。当时UWB声势看涨，传出Bluetooth SIG可能采纳为3.0的核心技术，速度有可能提升到与WUSB相同的480Mbps，结果在今年年中时，Bluetooth SIG宣布为了诸多理由，变成采用Wi-Fi相关技术，而非UWB，起码要Bluetooth 4.0才有可能采用UWB。

　　这新闻告诉我们两件事，第一是做人不要高兴得太早，UWB阵营吹气球好一段时间后，当场爆开的感觉一定很窘。第二是，UWB成本无法有效下降是公认的事实，不然推广UWB技术的WiQuest公司不会关门大吉。

　　WiQuest是位于美国德州的无线技术公司，专职无线网络技术的开发，包含当时很多人认为很难搞定的UWB技术。WiQuest公司的技术很好，很早就提供了基于UWB的WUSB控制芯片组，市场占有率第一名，但难看的是，这个世界第一名的销售量才十万片而已，相对于一年全世界卖掉的一亿多台笔电来说，销售数字证明的是这产品很难卖，市场根本不买帐。

　　总而言之，WiQuest不但倒了，还把UWB的市场梦想一起陪葬，过不久之后，英特尔也宣布结束公司内部的UWB技术部门，连老大哥都不玩下去了。这并不是说UWB技术就此退出个人计算机市场，英特尔虽然自己不做，但仍表示需要时会对外采购芯片。事实上英特尔曾经放弃很多市场，例如生产快闪内存，不是说这技术不好，或是英特尔做不赢人家，而是英特尔的本业，也就是CPU太赚钱了，如果手下的产品无法做到一样的高获利，或者有即将“蟑螂化”的趋势，他们会立刻将之了断，避免降低公司的获利率。

重心转向60GHz

　　英特尔退出UWB事实上有些脉络可循，在今年的英特尔技术论坛(IDF)上，可看出英特尔对新兴的无线网络技术60GHz相当投入，介绍了60GHz无线传输的特性，甚至召集了各国研究60GHz无线技术的工程师，试着讨论出共同的开发规范。

　　与UWB相比，60GHz也是个技术难度相当高的无线通讯技术，UWB着重的是将信息散布在很宽的频道内送出去，而60GHz是将无线通讯的频率再拉高数倍，以提供更高的通讯能力。

　　各无线通讯技术都试着往高频走，其中一个理由是经过上百年的发展，我们看不见、摸不到的无线通讯频谱已经相当拥挤，尤其是在较低的频率，已经有各种无线技术占据自己的频道，即使不确定有多少古老无线电设备还在使用他的专属频道，你还是不能拿来用。如果使用了会怎样呢？这就跟在台湾一些地方开启收音机一样，怎么老是被盖台，而且要盖还盖不好，一下子是原先的频道，一下子又变成盖台的频道，根本不知道在听什么东西。

　　电子技术是直到最近，才能以合理价格使用GHz以上的频道，在此之前只有国防或航空等荷包超深的事业才会用到。台大研究团队就是将这部分的电路，都集成在同一个芯片内，而且预估成本低到一美金，我们是买不起一台战斗机，但明年就可以在计算机上使用到以前战斗机都不一定装得起的通讯设备。

　　60GHz这样高频的通讯技术其实有些缺点，在应用上，这种无线电像是激光光一样有方向性，指向那边就通到那边。各位回想一下最初所提的新闻，台大是怎么验证他们的确用60GHz芯片传送信息？用手遮住发射器与经收器之间就断讯，手拿开系统又联机了，这代表在使用60GHz时，无线基地台跟你的计算机之间不能有障碍物！在用2.4GHz Wi-Fi时，把基地台藏起来是正常的，你在用手机时也不需要抬头到处找基地台吧，甚至当前因为对基地台的恐慌，还要把他们藏起来。想想这问题其实蛮大的，上一个这么不好用的科技叫做红外线传输，要把手机跟计算机放得很近，才可以传送资料跟档案，所以没有方向性的蓝牙出来后，在市场上已经很难看到红外线传输的存在。

　　那为什么业界还是要用60GHz呢？因为他传送资料的能力实在是太优秀了，面对数位家庭无线化的挑战，只有60GHz有机会把计算机与电视之间的HDMI线拿掉，变成无线传输图象信号。其它的技术未必不行，有其它厂商成功用UWB做到这目标，但是牺牲了一些图象质量才办得到。60GHz可以把HD高解析图象传递到电视上，所以笔记型计算机不用拉线，就可播放图象到电视上。如果你的电视机接了Xbox 360、PS3、蓝光播放机，要处理后面一堆讯号线实在很麻烦，60GHz的图象传输技术普及后，不用任何讯号线，直接用无线方式自动连结，再也不用在电视后面搅和那堆沾满灰尘的电线怪物。

　推广60GHz技术

　　当前推广60GHz的公司有好几间，个中代表是以英特尔为首的WirelessHD组织，该组织还有其它大公司，像是三星、NEC与Sony等，而这里面技术最好的是SiBEAM这间小公司，他们的全硅芯片60GHz技术应该是全世界最成熟的，所以WirelessHD的规格也是建立在SiBEAM的技术上。

　　当前WirelessHD确定会有4Gbps的版本给计算机与消费性产品使用，速度距离理论上限25Gbps还远得很，因此电视厂商可以尽情将面板再做大一些，颜色分辨率做多一点，都还有可应付的空间。实际上来说，HDMI 1.3也才提供10.2Gbps的频宽，现有的影音设备已经使用不完了，因此WirelessHD的升级速度的确可放慢些。

　　以上介绍的是工作频率在60GHz的WirelessHD规格，用途是联机影音设备，替换VGA、DVI与HDMI信号线。那60GHz只能用在这上面吗，这倒是未必，英特尔的技术文件中，对于60GHz的未来有下列说法：他们将60GHz的协议设计为Gbps版本的Wi-Fi无线网络，最好还可以与之共容，一旦计算机发现60GHz传不到这速度，可以自动下降到5GHz、甚至是2.4GHz以维持通讯连结，也就是说，未来60GHz不只会用在传输图象信号上，也有可能替换现有的无线局域网标准。