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產業技術評析

2024智慧型手機的發展趨勢
發表日期:2024-04-17
作者:徐富桂(工研院)
摘要:
5G技術的興起,以其前所未有的高速寬頻和低延遲特性,為行動通訊技術開創了新紀元。透過顯著提升消費者連接性和企業應用效率,5G已成為智慧互聯的重要基石,助力經濟成長、企業轉型以及創新服務的誕生。

全文:

5G技術的興起,以其前所未有的高速寬頻和低延遲特性,為行動通訊技術開創了新紀元。透過顯著提升消費者連接性和企業應用效率,5G已成為智慧互聯的重要基石,助力經濟成長、企業轉型以及創新服務的誕生。自2019年商用啟動以來,全球5G連接數在2023年底已突破15億,成為迄今為止增長最快的行動通訊技術。相比之下,3G技術則耗費近10年才達到同樣的里程碑,而4G技術也是花了超過5年才達成。

當然未來5G的發展仍將持續強勁。2023年,5G連網設備已超越2G和3G總合,預計到 2028年成為全球主導行動通訊技術。而根據全球移動通信系統協會(GSMA)的行動網路體驗(MET)指數,截至2023年底,全球消費者在5G網路上的體驗已全面超越4G網路。5G網路平均下載速度達230 Mbps,是4G的五倍以上,部分市場甚至超過 10倍。而且在提供可負擔的5G數據方案和設備方面,也取得了重大進展。超過30個市場允許消費者以低於每月人均收入 2%的價格,使用100 GB的每月5G數據方案。此外,在多數市場中,5G每GB的單價也比4G便宜,讓消費者能夠享有更高的數據額度。雖然在高收入國家,新款的智慧型手機售價大多超過 500 美元,而在新興市場則近三分之二的手機價格低於250美元,也凸顯了低成本5G手機將日益增長。

一、全球智慧手機市場規模

根據國際數據公司(IDC)的報告,2023年全球智慧型手機出貨量達到了11.7億支,比2022年減少了3.2%,主要原因受新冠疫情後通膨的影響、全球經濟下行再加上每年智慧手機功能提昇有限拉長了手機換機週期等因素。預計在AI等新應用導入後,智慧型手機市場將有較大的成長空間,預估2024年全球智慧型手機出貨量將達到12億支,增長率為2.8%,雖然仍低於疫情前全球出貨量,但已逐步上升。

在地區分布方面,中國仍然是全球最大的智慧型手機市場,2023年出貨量為2.9億支,佔全球總量的25.1%,2024年預計將達到3.1億支,佔比25.3%。美國是第二大的智慧型手機市場,2023年出貨量為1.35億支,佔比11.5%,2024年預計將達到1.4億支,佔比11.7%。印度是第三大的智慧型手機市場,2023年出貨量為1.26億支,佔比10.8%,2024年預計將達到1.37億支,佔比11.4%。

二、2024年二大智慧手機關鍵議題

2024年新一代手機的技術規格將展現出更高的性能、更智慧化、更美的外觀、更好的體驗等特點,以下是一些主要的技術趨勢與特點:

(一)AI手機

2024年是AI手機元年,高通總裁兼CEO Cristiano Amon在CES接受媒體採訪時如此表示,而AI手機將成為繼功能機、智慧手機之後,手機產業的第三階段。

生成式 AI智慧型手機的定義,這些智慧型手機配備了硬體和軟體功能,可在智慧型手機上無縫整合和高效執行生成式AI驅動的功能和應用程式。這些智慧型手機能夠在本地運行基礎或微調的人工智慧模型,以產生內容、策略、設計和方法的手機。這些AI模組包括Google的Gemini Nano、百度的ERNIE和OpenAI的GPT-4,而推出手機的則有Samsung、華為等。

手機上的人工智慧首先吸引的是特別關心資料隱私的用戶,因為運算是在本地執行,而不會將機敏資訊傳輸到雲端。此外,這些應用功能還支援離線任務,減少對雲端服務的依賴。應用任務可以在沒有良好一致的網路連線情況下完成,儘管此選項對於需求高運算資源的任務來說,可擴展性可能較差。但是大多數智慧型手機供應商都強調AI手機可以透過設備上的特定處理器來改善回應時間、運算和隱私,可為用戶帶來更多的好處。尤其是自然語言處理任務(例如翻譯、轉錄和從圖像中提取文字等)都將受益於設備上的人工智慧處理,而不受雲端的潛在延遲。

隨著時間的推移,人工智慧功能向生成式AI的演進可能會改變購買行為,因為生成式AI可以透過內容創建、更相關的搜尋任務以及透過語音和手勢操作的嵌入式虛擬助手,將手機的生產力和個人化提升到新的境界。

依Gartner 預計,在2024年生成式AI智慧型手機出貨量即有機會達到2.4億支;到2027年,生成式AI智慧型手機出貨量將佔所有智慧型手機的65%,且2027年,所有高階智慧型手機都將採用生成式AI。

(二)衛星直連手機

在3GPP NR R17版本公開發表後,將衛星通訊正式考慮納入電信行動網路,相較於原本基地台訊號只從地面發射的情況(地面網路),3GPP R17增加可從衛星或高空飛行平台進行基地台訊號的發送,故又稱非地面網路(Non-Terrestrial Networks;NTN)。衛星網路的接入可以作為地面行動網路的補充覆蓋。也允許行動電話直接連接到衛星網路,這能夠消除絕大多數移行動通訊的盲區,並在沒有行動網路覆蓋的區域提供緊急情況下的連接服務。在過去2年裡,我們看到了一系列圍繞著使用衛星通訊來增強行動網路覆蓋範圍的活動,包括領先的智慧型手機品牌、OEM廠商、智慧型手機零件供應商、通訊服務業者和衛星星系業者之間,建立了合作夥伴關係。使行動電話直接連接到衛星網路成為現實,而且已經陸續出現在高價優質智慧型手機上。

例如Apple與華為在2022年推出的智慧型手機即具有直接連接到衛星的能力,儘管速度比消費者習慣的典型4G、5G或Wi-Fi連接速度慢得多。事實上,蘋果iPhone 14透過Globalstar衛星僅啟用SOS簡訊服務;華為Mate 60支援北斗衛星、可雙向收發簡訊;Mate 60 Pro才透過中國自建的3顆高軌通訊衛星─天通一號,擴展支援偏遠區域的衛星通話。但其他通訊衛星公司也透過示範和試驗展示了手機直連衛星的功能。包括AST SpaceMobile、Bullitt、Iridium、Lynk Global、Omnispace、OneWeb和SpaceX等。

隨著智慧型手機衛星直連市場的擴大,預計未來將會看到從最初的低頻寬功能(僅適用於以緊急服務為主的簡訊/訊息發送)到更高頻寬功能的重大轉變。這也將支援更廣泛的通訊服務,包括語音通話、多媒體訊息、網頁瀏覽以及最終的視訊串流。如2023年AST SpaceMobile在其最近發射的 BlueWalker 3衛星測試中實現10 Mbps的下載速度。而2024年一月SpaceX發射首批可支援非定製智慧型手機連線的Starlink衛星,把擁有手機直連功能的Starlink衛星發射在太空中當作行動網路的基地台,針對偏遠地區提供通訊及網路服務,雖然現階段SpaceX將與T-Mobile展開Direct to Cell服務測試,在今年仍以簡訊服務為主,而語音、資料或IoT傳輸服務則預計於2025年推出,最終目標是讓一般使用者感覺不到地面行動電話網路和衛星行動電話網路之間的差異。而且除了T-Mobile之外,澳洲的Optus、加拿大Rogers、紐西蘭One NZ、日本DKKI、瑞士Salt,以及位於南美洲的智利及秘魯Entel等電信營運商,都已同意加入Direct to Cell服務聯盟。

三、國際大廠發展趨勢

(一)Apple

相對於Android陣營對於生成式AI的大力擁抱,最新的iPhone 15還沒有將AI提上檯面。不過蘋果可比競爭對手們更加積極併購AI新創公司,從2017年至今已收購21家業者;最近是在2023年初對AI視訊壓縮新創商WaveOne的收購行動。蘋果也早已在數款相片和影像軟體中應用AI,隨著硬體升級,未來幾年蘋果應有望在裝置上整合AI功能。蘋果通常6月會舉辦全球開發者大會(WDC),屆時蘋果應會推出最新作業系統iOS 18,這套系統非常有機會支援生成式AI,而也可能包含基於LLM的Siri語音助理。

例如Apple在2022年推出手機直連衛星iPhone 14系列後,持續與Globalstar租用Band 53提供手機直連衛星服務,iPhone 15系列新機也持續支援手機直連衛星的SOS簡訊服務,該服務也從2023年初僅支援美國、加拿大、法國、德國、愛爾蘭和英國等地,至2023年底擴展至澳洲、奧地利、比利時、義大利、盧森堡、荷蘭、紐西蘭、葡萄牙、西班牙和瑞士等16個國家開通服務。

目前承諾iPhone 14與15系列新機免費使用2年衛星服務仍生效,預期該服務正式收費最快落在2025年底;但並非所有iPhone 14與15系列新機皆有支援衛星連線,若是在亞美尼亞、白俄羅斯、中國大陸、香港、澳門、哈薩克、吉爾吉斯和俄羅斯等地購買的 iPhone 機型則不支援衛星連線服務功能。

後續Globalstar將再擴建17顆新低軌衛星,2022年初規劃委由MDA製造衛星,2023年則確認交由SpaceX發射,新衛星規劃合併既有衛星資源仍維持85%頻寬支援Apple,而Apple也將負擔95%的新星群布建成本,預計2025年啟動發射規劃與落地商用,與Apple未來衛星服務預期開始收費的時程相近,也因此這兩年除了持續擴散服務範圍外,並協同各國緊急救援單位串接SOS服務鏈,並與美國汽車協會(American Automobile Association,AAA)合作啟動在地道路救援服務。

(二)Samsung

2024年1月,三星最新Galaxy S24系列面世,新機中嵌入與Google合作的AI大語言模型Gemini。三星宣稱「開啟行動AI新時代」,並表示生成式AI將成為長期產品戰略不可或缺的元素。Galaxy S24系列加入8大AI功能,包括通話中即時翻譯、聊天翻譯、寫作助手、轉錄助手、筆記助手、瀏覽助手、相片助手和圖像搜尋等。

在衛星直連手機佈局上,三星先就相容於3GPP標準協議下的5G NB-IoT NTN衛星雙向連結技術,透過Exynos Modem 5300晶片完成手機直連衛星訊號的模擬測試,並與Skylo展示相關衛星連網影片,但現階段S24新機並未導入該功能,預期仍有待商業模式更明朗化而佈局。除了終端面先以半導體先行參與外,另透過旗下投資分公司Samsung NEXT成為AST SpaceMobile衛星直連服務新創公司的策略夥伴,並於2023年首次直連測試中採用三星S22手機進行實測,成功達到衛星下行傳輸逾10 Mbps的成果。

(三)華為

華為應該是最早發布在智慧型手機搭載AI大模型的手機商,2023年9月華為Mate 60系列搭載自研盤古AI模型,可以直接利用華為雲端的AI大模型,為手機本地照片增強畫質。除色彩和光影外,「AI雲增強」還能顯著提升照片的清晰度,使之達到8K畫質。

在中國的華為,從2022年的Mate 50系列借助高軌窄頻北斗衛星結合手機中的暢連App試行單向發送SOS簡訊與定位資料,到2023年Mate 60新機支援北斗衛星雙向收發簡訊,使得求救需求可雙向確認外,Mate 60 Pro更透過中國自建的3顆高軌通訊衛星─天通一號,擴展支援偏遠區域(僅限中國境內)衛星通話,現階段需搭配中國電信的天通衛星方案啟動,且僅開通語音服務尚不含數據服務。

四、結論

高通總裁暨執行長Amon在2024年CES上曾分享生成式AI正進入手機、PC及汽車裝置,將深刻影響人們與裝置互動的方式,帶來全新的使用者體驗革新。他認為,生成式 AI 正處於技術發展的第二階段,將落實於由電池供電的行動可攜式裝置,使用者能夠隨時在裝置端使用AI支援的各項功能,也將逐漸減少雲端運算的依賴,進而發展更好的使用場景和應用。例如之前利用ChatGPT進行提問時,使用者需要主動提供資訊、由於雲端運算並不瞭解使用者,如果提問Prompt不清楚,則無法提供適合的答案;但裝置上AI的獨特之處在於,當雲端和裝置一起協作時,裝置本身的情境資訊即會派上用場,像是使用者的位置、身份、資訊的關連性等等,當然這些機敏資料都會保留在使用者的手機上。舉例來說,當使用者在談論「我們應該開個會」時,AI即可依手機資料,提出可以發起會議的可用時段;當使用者談論去過的某些地方時,AI會找到相應的照片並詢問「您想分享這個嗎?」。可見AI應用在2024年將是影響智慧型手機發展最重要的推手。

而在衛星直連手機方面,因為各類解決方案在2024年會進入廣泛測試階段,不論是在智慧型手機端晶片、天線的改進;還是衛星端的基地台功能化都與行動通訊操作業者有解決方案。也成為後續智慧型手機的發展關鍵。
 

(本文作者為工研院產科國際所執行產業技術基磐研究與知識服務計畫產業分析師)


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更新日期:2020-04-08

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