日企5G基站乏力,强化6G半导体研发
2023/12/28
新一代通信标准“6G”的制定工作最早在2024年启动。容易在市区连接的电波已经十分紧张,6G需要可灵活使用更高频段的技术。NEC和富士通等日本企业都在大力开发支持高频段的基站用半导体,打算在无线通信领域提高存在感。
“已经做好了创造6G未来的准备”,无线通信技术国际标准化组织3GPP在12月上旬表示,将与各个国家和地区的相关团体一起着手制定6G技术标准。将在2024年以后正式展开讨论,并开始向基站制造企业等征集构成6G标准的候选要素技术。
5G的10倍
预计将于2030年前后普及的6G以实现每秒100GB左右的通信速度为目标,相当于现行“5G”的10倍。预计将在办公室、工厂、医院、教育等一线推动增强现实(AR)和虚拟现实(VR)技术普及。
电波容易连接的1GHz以下频段,被称为“白金频段(Platinum Band)”,已经分配给手机和电视广播等。1G~100GHz频段也被用于各种无线服务,空余频段很少。能够确保6G大容量通信所需带宽的只有超过100GHz的“亚太赫兹波(Sub THz)”等。
频率高、波长短的电波很难绕过障碍物,而且容易在空气中衰减。存在的另一个课题是“(收发电波的)天线元件的面积较小,接收时的功率会下降”(东京工业大学教授冈田健一)。
要在高频段实现稳定通信,高性能半导体必不可少。2019年开始普及的现行“5G”基站方面,NEC和富士通一直从外部采购半导体,但目前两家厂商都在针对6G基站大力开发自己的半导体。
NEC于10月发布消息称,试制出了支持150GHz频段(预计6G将会使用)电波的通信用半导体。将多个天线元件和用来增强信号的放大器等集成在了一个芯片上。据NEC介绍,这是全球首次成功开发出可在4个不同频段同步发送大容量电波的天线一体型半导体。
试制该半导体时使用的电路线宽为22纳米(1纳米为10亿分之一米)的CMOS(互补金属氧化物半导体)制造工艺也被用于生产相机的图像传感器等。目前已经确立稳定的低成本制造技术,而且适合量产。
NEC高管渡边望说:“处理高频电波时,基站设备和半导体的设计密切相关”,NEC正在讨论是否自己生产6G基站用半导体,但同时称:“重要的是自己拥有技术”。
富士通也在开发可耐受高功率的室外基站用半导体。为了能够将容易衰减的高频段电波传送到远方,半导体材料采用了耐久性高于硅的氮化镓等材料。负责开发的关宏之就6G基站用半导体表示:“自产是一种方法”。
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