圖說：國科會23日舉行4D感測技術研發成果發表會，後排左起國研院台灣半導體研究中心副研究員謝昭平、研究員章殷誠、陽明交通大學電機系教授蔡作敏、星相科技執行長蔡忠旺、國科會工程處處長洪樂文、中山大學電機系講座教授洪子聖、清華大學電機資訊學院院長徐碩鴻，前排左一為國研院台灣半導體研究中心副研究員林大業及三位研究團隊成員。
次世代通訊產業，是政府推動的五大信賴產業之一，全球關注第六代行動通訊（6G）技術及WiFi通訊整合感測應用標準的制定時程，期待能看到更多具有創意的應用出現。
在國科會「下世代通訊系統關鍵技術研發專案」的支持下，由國立中山大學電機系講座教授洪子聖、清華大學電資學院院長徐碩鴻、陽明交通大學電機系教授蔡作敏及國研院台灣半導體研究中心組長張大強領軍的研究團隊，成功研發出多輸入多輸出（MIMO）4D感測技術及MIMO無線收發機晶片，將可整合於先進的無線通訊系統，不但能夠遠端偵測呼吸心跳，還能提供多元化的無線感測服務，提升生活的安全及便利，並促進健康，實現樂活願景。
系統整合 孤獨卻重要！
圖說：中山大學電機系講座教授洪子聖是「自我注入鎖定雷達」技術發明人
中山大學電機系講座教授洪子聖是「自我注入鎖定雷達」技術發明人，該項技術大大提高非接觸偵測生理訊號的效率，因此享譽國際。2015年該項發明被美國牧場業者看中，邀請洪子聖團隊進一步開發非接觸式的偵測系統，用於監測牧場牛隻的生理訊號，創下技術移轉金二百萬美元的紀錄。
「那是我第一個做系統整合的經驗」，洪子聖表示，當年美國牧場要求技轉的前提是，要在他們牧場把整套應用系統開發出來，過程中要找很多零件、克服許多困難，幸好有國科會、經濟部、工研院、中山大學的支持，才終於把整套系統整合成功。
從掌握技術，到實際開發出應用產品，考驗的就是系統整合的能力。洪子聖表示，「做系統整合，是非常孤獨的，」經常要在資源稀少的狀況下堅持前進。他表示，多年累積下，如今研究團隊已掌握技巧、越來越熟悉系統整合的關鍵，已經能夠開發出非常複雜的系統。
「系統整合要開始，就是要去接觸不同的領域，」被問及如何從開發IC，一路做到系統整合，洪子聖給的建議是要開放心胸，多看別人的長處，並多與人合作，要知道怎樣把對方的技術，用到自己的系統上。雖然談規格、談合作，都要花很多時間，但唯有合作，團隊才會越來越大。
跨領域研究團隊 超越美國
圖說：從晶片到系統整合，領跨領域研究團隊完成4D無線感測技術開發。左起為陽明交通大學電機系教授蔡作敏、中山大學電機系講座教授洪子聖、清華大學電機資訊學院院長徐碩鴻。
結合中山、清華、陽明交通等三所國立大學，以及國研院、工研院兩大研究法人的跨領域研究團隊，借助中山大學6G通訊與感測研究中心提供的先進設施、採用半導體異質整合技術，以及自我注入鎖定的專利技術，領先開發出MIMO無線收發機晶片，頻段高達太赫茲（高於100GHz），將可進一步整合成各種6G通訊系統，應用於人員偵測、智慧交通、智慧工廠及健康照護等遠端無線偵測的應用。
洪子聖指出，4D感測可以獲取目標的距離、方位角、仰角及移動（多普勒頻移）等四維資訊，在掌握豐沛大量的資訊後，必須在現代通訊系統的多輸入多輸出（MIMO）架構，才能實現整合。
為了克服高頻無線通訊晶片，效率低又耗電的挑戰，研究團隊運用了臺灣的半導體異質整合技術，結合台積電的互補式金屬氧化物半導體（CMOS）製程、穩懋的第三代半導體氮化鎵（GaN）製程、玻璃基板積體被動元件（IPD），並透過覆晶系統封裝製程，成功設計出6G太赫茲頻段的MIMO收發機晶片，達到省電、高效率的表現。
從國際競爭力的角度看，臺灣團隊的表現，明顯優於美國馬里蘭大學及麻省理工學院的研究團隊。包括採用了自我注入鎖定技術，增強了非接觸偵測生理訊號的能力；而且使用的頻率不僅限於Wi-Fi，更有6G各頻段，並高到100GHz以上，因此得以將應用情境從健康照護，延伸到更敏感的車用領域。
MIMO結合AI 無線偵測應用廣泛
洪子聖教授指出，研究團隊的4D感測技術進一步結合MIMO通訊與AI技術，實現通訊、感測、算力融合的智慧物聯網應用。在健康照護時，可追蹤多人位置、姿態與動作，並辨識每個人的胸部區域，感測其呼吸、心跳等生理資訊，連家中喜歡躲起來的寵物貓咪，都能夠偵測得到。
目前團隊正與廠商洽談合作，開發非接觸式病人監視器、自駕車4D成像雷達、車內孩童遺留偵測器、駕駛疲勞感測器及居家老人跌倒警報器等產品等。
對於技術移轉及具體商品化的時程，洪子聖教授表示，大家都在等待標準的制定。隨著6G／WiFi通訊感測整合標準的制定緊鑼密鼓，WiFi的802.11bf規範可望於2025年推出，而6G預計將於2028~2030年左右上市，屆時相關的4D無線感測技術，將可廣泛應用於醫聯網、車聯網及智慧家庭等領域，成為次世代通訊系統的重要亮點。
