日企5G基地台乏力,強化6G半導體研發
2023/12/28
新一代通信標準「6G」的制定工作最早在2024年啟動。容易在市區連接的電波已經十分緊張,6G需要可靈活使用更高頻段的技術。NEC和富士通等日本企業都在大力開發支援高頻段的基地台用半導體,打算在無線通信領域提高存在感。
「已經做好了創造6G未來的準備」,無線通信技術國際標準化組織3GPP在12月上旬表示,將與各個國家和地區的相關團體一起著手制定6G技術標準。將在2024年以後正式展開討論,並開始向基地台製造企業等徵集構成6G標準的候選要素技術。
5G的10倍
預計將於2030年前後普及的6G以實現每秒100GB左右的通信速度為目標,相當於現行「5G」的10倍。預計將在辦公室、工廠、醫院、教育等一線推動增強現實(AR)和虛擬現實(VR)技術普及。
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電波容易連接的1GHz以下頻段,被稱為「白金頻段(Platinum Band)」,已經分配給手機和電視廣播等。1G~100GHz頻段也被用於各種無線服務,空餘頻段很少。能夠確保6G大容量通信所需頻寬的只有超過100GHz的「亞太赫茲波(Sub THz)」等。
頻率高、波長短的電波很難繞過障礙物,而且容易在空氣中衰減。存在的另一個課題是「(收發電波的)天線元件的面積較小,接收時的功率會下降」(東京工業大學教授岡田健一)。
要在高頻段實現穩定通信,高性能半導體必不可少。2019年開始普及的現行「5G」基地台方面,NEC和富士通一直從外部採購半導體,但目前兩家廠商都在針對6G基地台大力開發自己的半導體。
NEC於10月發佈消息稱,試製出了支援150GHz頻段(預計6G將會使用)電波的通信用半導體。將多個天線元件和用來增強信號的放大器等整合在了一個晶片上。據NEC介紹,這是全球首次成功開發出可在4個不同頻段同步發送大容量電波的天線一體型半導體。
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試製該半導體時使用的電路線寬為22奈米(1奈米為10億分之一米)的CMOS(互補金屬氧化物半導體)製造工藝也被用於生産相機的圖像感測器等。目前已經確立穩定的低成本製造技術,而且適合量産。
NEC高管渡邊望説:「處理高頻電波時,基地台設備和半導體的設計密切相關」,NEC正在討論是否自己生産6G基地台用半導體,但同時稱:「重要的是自己擁有技術」。
富士通也在開發可耐受高功率的室外基地台用半導體。為了能夠將容易衰減的高頻段電波傳送到遠方,半導體材料採用了耐久性高於矽的氮化鎵等材料。負責開發的關宏之就6G基地台用半導體表示:「自産是一種方法」。
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