高頻週邊與射頻訊號量測認證技術與市場趨勢
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行動運算平台架構上，無論是內部匯流排到對外週邊介面規格，以至於Wi-Fi？行動通訊等無線射頻規格，仍不斷的提升並且邁向破GHz的超高頻訊號化發展，對IC設計、PCB、連接器、纜線到量測儀器供應商，以及終端產品業者而言，都是邁向高頻化時代不得不面對的嚴酷考驗…
CPU研發趨勢已不強調頻率而轉向多核心發展，從PC到平板、智慧手機等行動裝置都可看出這樣的趨勢。由於雲端運算應用、網際網路行動化、視網膜4K顯示畫質物聯網與大數據分析的潮流下，無論是x86架構的桌機、筆電、Ultrabook到變形平板，或者走ARM架構的智慧手機？平板等行動裝置，仍不斷的從平台架構上做時脈？頻率的超高頻化。
從內部系統匯流排，對外週邊介面，以至於無線射頻如Wi-Fi 802.11ac/ad、WiHD 802.15ad與3G/4G LTE等全面提升。動輒數GHz甚至數十GHz的超高頻訊號，無論是IC設計業者從上游選用實體層智財電路(PHY IP)，傳輸介面？連接器與PCB材質的選項，線路設計，到高頻量測訊號工具儀器的選用等，都是極為嚴峻的考驗。
PCIe匯流排發展直追光纖
從2004年英特爾主導並力推的PCI Express串列匯流排v1.0出現，以提供x1？x16線路的彈性化設計，全雙工傳輸速率2.5？80Gbps，迅速的成為處理器與晶片組平台晶片、橋接晶片，以及高階工作站、伺服器附加卡的介面標準。
經過不少世代演進，2011？12年PCI-E 3.0(Gen3)已成主流規格，單線道(lane)傳輸頻率已達8GT/s；而未來採16？24GT/s的PCI Express 4.0(Gen 4)規範已蓄勢待發，將於2014年底最遲2015年正式定案。
與PCIe系出同源的串列實體層高頻電路技術，也泛用於像是USB 3.0、Thunderbolt、SATA Express、NVM Express (SFF-8639)，以及源自行動裝置如手機、平板所使用的Mobile PCIe。像是PCI SIG與SATA I/O組織合作，導入針對PC/NB使用的SATA Express (SFF-8482)與NVM Express (SFF-8639)介面規格。
前者能與既有SATA 6G相容，且提供x2 Lane，傳輸頻寬擴大到2GB/s；後者則應用於高效能工作站？伺服器，提供x4 Lane，傳輸頻寬拉高到4GB/s，並與既有的SATA 6G、SAS、SATA Express接頭相容。
PCI SIG甚至提出OcuLink的外接介面，以銅軸？光纖纜線作為傳輸材質，同樣提供PCIe 3.0 x4 Lane的界面規格，傳輸速率可達32Gbps(4GB/s)，可作為通訊機台？網路連接裝置等外接乙太網路介面的新選擇。
有線影音線材？連接頭的高頻化
2013年9月HDMI 2.0，輸出頻寬提高到18Gbps，支援雙螢幕、21:9超寬比例，以及3840x2160/4096x2160p60等4K格式項。支援HDMI 2.0的4K UHD電視與相關影音設備，預計2014年下半問世。
而由Nokia、三星、晶鐌、新力與東芝等大廠建立MHL(Mobile High Definition Link)介面聯盟，在手機與電視端各加一組MHL收發晶片，以既有的microUSB連接線，傳輸手機的HDMI訊號到電視。目前MHL 2.0提供1080p HD/8聲道的影音內容，支援HDCP、3D畫面並可藉由電視來為手機充電，未來MHL 3.0將支援到4K UHD的解析度。
Display Port (DP)顯示埠介面是視訊電子標準協會(VESA)於2006年5月所發表的數位式視訊介面標準。它無須任何授權金，具備多螢幕輸出能力，且傳輸頻寬比HDMI還高，也被廣泛納入各顯示卡、整合型晶片組甚至被融入Thunderbolt匯流排規格的協定層內。許多高階顯示卡同時支援HDMI與DisplayPort兩種顯示規格，並提供適當的轉接頭。
而Intel於2011年發表DP+PCI Express+GP I/O三合一的ThunderBolt匯流排，雙向傳輸速率為10Gbps，使用miniDP Port的連接頭，銅軸或光纖(100公尺)兩種連接線方式，連接最多6個Thunderbolt週邊。
除蘋果MacBook Pro產品外，另外也有少數廠商筆電、AIO一體機支援。2013年Q1 Intel宣布Thunderbolt 2.0，傳輸速度提升到雙向20Gbps並支援4K輸出，向下兼容Thunderbolt 1.0。相關產品預計2014底面市。
即將於2014年底亮相的USB 3.1，將追加A/V獨立頻寬、Type-C新型態連接頭與倍增為10Gbps的連線速率，以低成本與既有週邊相容性之姿，挑戰週邊速率霸主的Thunderbolt。
無線網路與行動通訊技術演進趨勢
於2014年1月正式定案的802.11ac規格，以較少干擾的5GHz(從4.9？6.0GHz)射頻頻段，OFDM正交分頻多工、QAM256載波調變以及波束成型(Beamforming)技術，傳輸速率達到1.3Gbps(3天線？3資料串流)？7Gbps(8天線？8資料串流？160MHz)，足可即時傳輸高清影音(Full HD)甚至4K(3840x2160)影音串流規格。
802.11ac也被跟2.4/5GHz 802.11n向下相容能力，當網卡無法搜尋到5GHz頻段以802.11ac最高速連接時，會切回5GHz甚至2.4GHz以802.11n連線模式進行無線傳輸。
至於60GHz超高頻無線技術，有2006年WirelessHD(後來更名為WiHD)以及2009年WiGig兩大聯盟的競逐。前者聯盟成員有博通、英特爾、樂金、NEC、松下、新力、三星、東芝、SiBEAM與Philips，SiBEAM是唯一的射頻晶片供應商，後來被晶鐌(SiliconImage)所購併。WiHD以60GHz頻段、IEEE 802.15.3c規格為基礎，傳輸速率10？28Gbps。
WiGig聯盟成員有英特爾、超微、博通、思科、Qualcomm/Atheros、Marvell、聯發科、WiLocity、NEC、微軟、NOKIA、輝達、Panasonic、三星與東芝等，以IEEE 802.11ad規格為基礎，傳輸速率達7Gbps。
但WiGig已成功的與Wi-Fi聯盟的2.4GHz 802.11b/g/n、5GHz頻段的802.11ac整合，達到三頻(2.4/5/60GHz)多模共用的境界。Wilocity於2014年2月發布28奈米製程的802.11ad WiGig晶片，於第3季起開始送樣。
至於行動通訊標準部分，2005年英特爾與諾基亞合推WiMax (IEEE 802.16e)，從2007年起陸續在美國、澳洲、日韓、台灣以及非洲新興國家佈建；LTE (Long Term Evolution長期演進技術)則是3GPP協會以UMTS/WCDMA、HSDPA/HSPA+所制定的過渡性規格。兩者均根基於OFDM調變技術，融入IP封包傳輸、可調整頻寬、連接適配性與多天線(MIMO)技術。
由於WiMax電波在室內滲透率不佳，而LTE仗著規格確立、既有2G/3G設備機台升級優勢與眾多電信營運商的支持，2010年起陸續於大陸、香港、日本、南韓、美國等地開始商業化營運，2010年中Intel裁撤WiMAX部門，至此4G規格底定由LTE勝出。各地WiMAX營運商紛紛轉向LTE，或寄望藉由未來配備升級到TD-LTE的方式來因應。
4G行動裝置須具備CDMA/LTE、GSM/UMTS/LTE、UMTS/LTE、GSM/WiMAX、 WiMAX等各種工作模式，也需要能在700/900MHz、1.5？1.9GHz、2.1？2.6GHz、3.3？3.5GHz等全球頻譜下操作，並確保跟Wi-Fi、BT-FM、GPS、NFC與其他無線規格的連接性。
從IP、PCB到線材？裝置驗證的超高頻挑戰
目前在8/16/25Gbps超高頻SerDes實體層IP部分，像是Gennum公司已著手開發32Gbps SerDes串列解串器的實體層線路IP(Snowbush IP)，後來被瑞士商升特(Semtech)買下，成為其PCIe 3.0與高速網路IP的推廣利器；台灣創意電子(GUC)也掌握10/25Gbps SerDes PHY IP技術。
新思科技(Synopsys)提供DesignWare電路自動化設計軟體，可以進行16Gbps PHY的設計驗證作業。愛德萬測試(Advantest)開始提供半導體業界針對16Gbps高頻的數位量測模組。
在USB 3.0、SATA、PCIe 3.0、Thunderbolt、HDMI、DP等高頻訊號，以至於預留未來PCIe 4.0、USB 3.1、Thunderbolt 2.0介面的測試驗證上，目前像安捷倫(Agilent)、太克(Tektronix)、美商國家儀器(NI)、羅德史瓦茲(R&S)等均提供串列訊號產生器、錯誤碼分析儀等組合，來協助業者進行8/16/25/32Gbps與無線射頻量測方案，安捷倫更備妥60GHz 802.11ad/WiHD超高頻信號的量測與驗證解決方案。
無線射頻部分，艾法斯(AeroFlex)則推出符合3GPP Rel8~Rel11(LTE/LTE-A)規範的TM500、EAST500準基地台測試系統。供OEM/ODM或實驗室機構做終端產品OTA (Over the Air)電磁量測。
在台灣有耕興(Sporton)的新竹實驗室，提供包含WiMax、4G LTE、WiHD？802.11ad？WiGig之測試，台灣檢驗科技(SGS)則提供4G LTE、WiFi 802.11a/b/g/n與ICT產品電磁相容測試(EMC)。必維國際集團香港商立德國際(Bureau Veritas ADT；BV ADT)也提供全球WiMAX、LTE測試認證服務。
百佳泰(Allion)於2013年6月成為Wi-Fi CERTIFIED ac認證計畫的認證測試實驗室(ATL)，並提供HDMI、DP、MHL、USB-IF USB3/3.1、SATA、SAS等連接器、纜線等規格認證與電氣特性檢驗服務。
