<h2>電磁波頻譜的特殊之處</h2>
所謂電磁波頻譜，指的是電磁輻射的頻率範圍；除了無線電外，像是微波、紅外線、可見光、紫外線、X 射線等，也都是頻譜的範疇。
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從眾多物理特性來看，就能明白為何電磁頻譜之於通訊會如此有限。像電磁頻譜這類共享資源，必須有效分配，才能在限制下盡所能提高容量。然而，在相鄰頻率上，電磁波容易產生干擾，進而降低訊號品質、減少可用於傳輸的有效頻寬。「就像同一條路上的兩部車，必須要開在不同的車道才不會相撞。」國立臺灣大學經濟學系馮勃翰教授這樣比擬。發射和接收器也存在限制，例如功率輸出和靈敏度，這些都會影響電磁頻譜的容量與範圍。
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我們也可以從「土地」的特性下去想頻譜。頻譜不只稀缺，也具排他性；只不過土地是有形的，而頻譜是無形的。長於頻譜政策監理與頻譜經濟、現任臺灣經濟研究院研究四所副所長陳思豪在這個比喻的基礎上解釋，就像「在屬於一方專屬使用的土地上，當他人進入土地時，土地持有者的使用就可能受到影響。」
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<h2>物以稀為貴：頻段如地段，也有價值之分</h2>
隨著行動裝置、物聯網和其他無線技術的使用增加，無線通訊和資料傳輸對頻譜的需求日益增加，連帶影響著不同頻段的潛在價值。
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「在頻譜使用上，各國會依照國際電信聯盟（International Telecommunication Union, ITU）所規定的用途做使用，可以想像成土地使用區分。」一般來說，低頻段由於涵蓋範圍大，也越好用，因此價值也就越大。陳思豪所長接續土地買賣的邏輯，向我們定義頻段價值的思維：「頻段的用途，就像土地也有分農業用地、住宅用地、商業用地；頻段的擁擠程度，也如同發展建設密集的住宅區，由於可以再蓋房子的閒置土地比較少，土地的價值也就隨之升高。」
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<div class="jsx-3968805167 relative overflow-hidden"><img decoding="async" class="jsx-3968805167" src="https://www.charmingscitech.nat.gov.tw/backend/wp-content/uploads/2024/06/10-1_670x460.jpg" />
<div class="jsx-3968805167 absolute w-full left-0 bottom-0 p-4 text-white text-[13px]" style="background: rgba(0, 0, 0, 0.66); display: block; line-height: normal;">無線電的頻段各有不同用途，而且具排他性，沒有辦法無上限地共享。</div>
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<h2>如何決定頻譜資源的擁有者？</h2>
無線電通訊在 20 世紀初時並不存在所謂的「產權」。馮勃翰教授向我們說明頻譜資源分配的沿革：「美國海軍部長梅爾（George von Lengerke Meyer）在 1910 年寫給參議院商業委員會的一封信中，抱怨業餘愛好者干擾了船艦的通訊，並表示無線電頻譜若不受監管會造成混亂。」不過，當時他的呼籲並沒有得到理會。
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直到 1912 年鐵達尼號撞上冰山沉船，搜救行動由於頻譜被干擾而受到影響，促使美國國會通過《無線電法》，要求所有廣播或無線通訊公司須在政府許可下使用特定頻率。儘管有了新法管制，但頻譜還是在 1927 年才成為土地般的公共資源。
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在接下來的五十幾年裡，任何廣播公司想利用公眾的無線電波，都必須經過聯邦通訊委員會（Federal Communications Commission, FCC）的一個小組審查。馮勃翰解釋，「執照原則上是免費的，聽證會旨在獎勵最能促進公共利益的申請人，但由於 FCC 核准或拒絕的理由往往不透明，使得申請失利者經常提吿表示抗議。」
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隨著觀看電視的人口越來越多，加上 1980 年代初期商用手機發明，頻譜分配開始變得複雜。使用許可的申請數量之多，讓 FCC 不得不向國會求救，於是國會後來立法允許以抽籤方式分配許可證。「不過，這也導致中籤者能把這項權利轉賣，藉此大賺一筆。」馮勃翰點出這個問題。再後來，輿論要求政府採以更理性的方式分配頻譜；如果海上石油鑽探權、煤層和扣押的房產可以拍賣，頻譜的使用權又有何不可？所以在 1993 年，美國國會通過了一項法案，要求 FCC 以拍賣的方式發放執照。
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<h2>僧多粥少，怎麼辦？來拍賣頻譜吧</h2>
我們同樣維持把頻譜視作「土地」，然後把頻寬視為「土地面積」，當頻譜不足以供所有業者使用時，往往會透過拍賣的方式釋出頻譜，這在當今行動通訊領域裡相當常見。整個過程的目的，主要是確保頻譜盡可能被以最有效率的方式使用著。「頻譜拍賣為美國政府創造了數千億美元的收入，世界各國政府也同樣因為頻譜拍賣得到豐厚的回報。」馮勃翰教授說。
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當主管機關釋出頻譜後，部分業者會在避免相鄰頻率干擾的前提下，盡可能取得極大化面積。不過也有如同前文的這種情境：釋出的頻譜區間，不同區塊存在「價值差異」。「同樣在臺北市，位於市中心的土地價值可能比郊區更高。臺灣在 2020 年第一波 5G 頻譜拍賣時，就有所謂的魚頭、魚肚、魚尾等部位可供選擇。」陳思豪再一次巧妙且完整地，用「土地說」勾勒頻譜拍賣的場景。
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那麼，拍賣現場是什麼樣子呢？運營商們虎視眈眈、暗流湧動，一場叫價儀式即將展開⋯⋯有這麼暗黑嗎？
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<h2>開始喊價！等等，先搞清楚拍賣的遊戲規則</h2>
歷經拍賣後，頻譜理當會分配給最後的最高出價者，但是否任何拍賣市場都像電影演的那樣，有它「水很深」的一面呢？
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舉個情境題。頻譜拍賣時，可能會一小段、一小段地賣。假設Ａ、Ｂ頻段緊緊聯繫，分別賣給一家小公司和一家大公司；小公司希望有單獨獨立的小頻道，旁邊不要有任何干擾，但大公司又希望擁有一整片完整的頻段。這時，大運營商不僅要面對頻段被切割成好幾塊的窘境，小電信公司也可能趁機抬價，一場「非零合競價關係」的協商就產生了。真的是這樣嗎？又或者，小公司是否會為了避免遭遇「蓋頻」等干擾，在競標頻譜時刻意避開大廠，以避免競爭激烈？
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我們先來理解頻譜的拍賣規則。相比油田、國債和其他資產，頻譜獨特的特性，使得它的拍賣有些複雜。以美國為例，由於地域較大，執照是採分區發放，不同區的同一頻率就需要不同執照。頻譜拍賣從加州開始，一家電信公司該出多少錢去標這塊頻譜的使用權？「如果他們取得全美國各州的頻譜執照，加州的頻譜能讓他們和其他州通訊，此時頻譜價值就會遠比只取得加州時來得高。也就是說，一張頻譜執照的價值，通常取決該投標者所持的其他分區執照。」馮勃翰教授進一步解釋。不僅如此，公司也需要了解其他州的競價來分配預算，甚至可能面對競爭對手拉抬價格的情況。這些不確定的因素，都降低了許多企業參與拍賣的意願。
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直到後來，才輾轉發展出以下幾種頻譜常見的拍賣方式：
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<li>多回合上升拍賣（simultaneous multiple round auction, SMRA）：所有頻段同步出價，分多輪進行，每輪都由價高者「暫時得標」；投標者可根據其他人的估值和前幾輪結果，調整下一輪的投標價格，直到最終每個頻譜都無人再出價，才「同步結束」。這種機制可確保頻段使用權被「最高評價者」獲得，進而做到有效分配資源，但也可能產生原本想把 Ａ、Ｂ 兩頻段標下來的人，只標到其中一段的風險。</li>
</ul>
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<li>組合價格鐘拍賣（combinatorial clock auction,CCA）：這種方式允許買家競標「頻譜組合」，又分為「分配階段」與「指定階段」。分配階段中，拍賣官會公布價格並接受買家的組合標單，當所有頻段都只有一個買家後，每個買家再指定額外想競標的部分。到了指定階段，就會根據每個組合的最高標價決定花落誰家。</li>
</ul>
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<li>價格鐘拍賣（clock auction, CA）：這相比前兩者單純許多，類似降價大拍賣的概念；拍賣官會從高價開始逐步降低價格，直到有投標者接受成交；通常這種拍賣形式速度飛快，不會有太多糾結的餘地。</li>
</ul>
從這些拍賣形式可以看出，當今的頻譜拍賣其實很難發生上述博弈情事。「當然，不同廠商口袋深度不同，大廠在價格超過預算時仍有能力競標，但小廠可能就得轉向大廠不想做的領域去發展。」馮勃翰補充說明大小廠在策略與路線上可能產生的差異結果。
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<h2>頻譜競標的攻防現場</h2>
當然，如若大公司原本就擁有很多頻譜，而小公司持有不足，後者確實有可能在競標過程中提出更高的標金。「不過，標金是否有差異，也會因拍賣方式設計有關係。」陳思豪所長說道。
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就目前的拍賣機制，以多回合上升拍賣來說，第一階段進行的是「區塊數量」的競標，「拍賣官在不同輪次會提高價格，讓競標者依價格回覆他們希望競標的區塊數量，一直到最後；同一個頻段中，每個區塊是同樣價格，只是取得區塊多的業者價格較高。」到了第二階段，則會進行「頻段位置」的競標，「這邊才會反映魚頭、魚肚、魚尾的價值差異，或是業者考慮自己持有的部位，有期待標到的位置或不想讓其他業者取得連續頻段。」此時影響價格的戲碼才會展開。
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不過即使如此，陳思豪所長也坦言，小廠最終未必取得成本就會比較高。他進一步深入剖析：「當主管機關釋出不只一個頻段時，業者會依據其商業策略去規劃。現在的拍賣往往不只是一個頻段的組合拍賣，業者會依據手上持有的情形去規劃競標策略。」舉例來說，釋出的幾個頻段中可能 Ａ 頻段最好，但大家都會想搶，所以在競標過程中可能轉而去爭取次好用的 Ｂ 頻段。同一頻段不同位置如果出現價值差異，業者也可能因其成本考量，選擇不去競爭最好用但仍不差的位置；我未必要使用魚肚，魚頭也夠我用。陳思豪所長解釋，這就像一般的市場供需，每個人依據自身籌碼與策略角逐，最後結果也不過就是競爭下的平衡點。
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<h2>杜絕惡意競爭：頻譜使用公開說明書</h2>
由於頻譜具有排他性，因此不論是國際電信組織在規劃頻譜用途，還是各國主管機關在規劃頻率釋出前，都是依據對該頻段可能的干擾做排除或規劃。陳思豪所長解釋：「倘若該用途（被限制）完全不可受到其他干擾，釋出的頻段就會規定僅限持有者使用。如若該頻率資源未能被有效利用，他們也會將頻譜分級，最高級者有優先使用權，次級使用者則不得干擾上級使用者；也就是說，即使是頻譜共用，也會有避免干擾的相關規定或發生干擾時的措施。」
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上面說的這些，即是頻譜使用的三大鐵律：和諧使用原則、公平使用原則，以及有效應用原則。「和諧使用，也就是不得干擾的意思。公平使用的意義是『符合資格者都能參與頻譜的取得』；但這也要看頻譜以什麼方式釋出，如果是拍賣，則所有符合資格者都能參與競標。」這些原則所導向的競標關係，都說明著在相同價值的頻譜上，不會有小公司需要花更多錢取得的狀況存在。
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<h2>拍賣的背後：經濟學家如何看待通訊技術的角力？</h2>
行文至此，顯見推動 6G 不只是技術的事，也涉及資源的分配和調和。不僅如此，就連拍賣中「價高者得」的背後，其實也間接影響著市場發展。一場成功的拍賣，不僅能推動產品與服務創新、帶來可觀的經濟效益，還能打造各地區的相對優勢（comparative advantage），促進另一種經濟成長。反觀成效欠佳的拍賣，有可能因頻段未售出導致創新延遲，或因出售時的價格過低造成市場缺乏競爭力，最終使得行動裝置價格高昂、頻段覆蓋範圍參差不齊，從而抑制經濟成長。
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行動通訊在 4G 時便已成熟。5G 在很多先進國家裡的涵蓋率可能都有 80~90％ 以上，但 5G 普及率達到 50％ 的卻是極少數。陳思豪所長認為，除了 5G 初期主要的對象是在企業端外，也因為不論企業端或消費端都尚未看到所謂的殺手級應用服務，導致這個現象發生。「當一個新的應用出來，它需要 5G 的大頻寬、大連結、低延遲，且這個應用是社會極有需求或讓社會有明顯改變者，5G 普及率應該就會在短時間內快速上升。」
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說到通訊技術演進成功、皆大歡喜的關鍵，陳思豪所長指出，「創新應用服務的發展與商業模式，在改變生活環境下都不可或缺」，也因此，「我們看到很多國家在推動 5G 或 6G 發展時，都不是只有通訊技術本身，而是整體規劃」。考量未來的社會需求、資通訊技術的發展，並透過相關計畫、競賽或補助，鼓勵創新應用的誕生，或許就是最佳解答。
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（客座總編輯｜中興大學電機資訊學院 楊谷章院長；研究顧問團隊｜國立臺灣大學經濟系馮勃翰教授、台灣經濟研究院研究四所陳思豪副所長；責任編輯｜曹盛威、趙筱文）