2G から 4G へのワイヤレス アップグレードは主に、新しい周波数帯域とより高速なデータ レートによって定義され、単純に信号伝送が高速化されました。しかし、このレポートは、特に業界が Sub-6GHz からミリ波に移行するにつれて、5G から始まる根本的な変化を明らかにしています。
RF フロントエンドはもはや単純な信号チェーンではなく、数十の周波数帯域、マルチアンテナ アレイ、キャリア アグリゲーションに基づいて構築された洗練されたシステムです。さらに重要なことは、単一の半導体プロセスではすべての要件を満たすことはできません。スイッチ、パワーアンプ、ローノイズアンプはすべて、差別化された技術ルートに依存しています。
現代のワイヤレス通信の本当の課題は、もはや信号をどのように送信するかということではありません。 それは、厳しい電力とサイズの制限内で大規模な RF モジュールを同時に動作させることにあります。 システム全体にわたって絶縁と干渉防止を確保しながら。
これは、5G から 6G への移行における最も過小評価されている技術的障壁です。
無線通信の進化は単に周波数の向上だけではありません。最新の RF フロントエンド システムは爆発的に複雑になっているため、業界はマルチプロセス コラボレーションを備えたハイブリッド シリコン ソリューションの採用を余儀なくされています。
最新の RF フロントエンドは、マルチチップ分散アーキテクチャを採用しています。 機能デバイスが異なれば、まったく異なる製造プロセスが必要になります。 RF スイッチ、LNA、PA を 1 つの統合テクノロジーに統合することはできません。
結論: RFFE の開発は、シングルチップ設計から、調整されたマルチテクノロジーのエコシステムに移行しました。
4×4 MIMO と 5 バンド キャリア アグリゲーションを重ね合わせたワイヤレス設計は、シングル リンクのアップグレードから大規模な並列システムの拡張まで進化しました。
サブ 6GHz の課題は、信号損失、直線性、高密度統合に焦点を当てています。
FR2 ミリ波 (24 ～ 52GHz) はフェーズド アレイとビームフォーミング テクノロジーに完全に依存しています。 高周波での伝播減衰が激しいためです。
アレイゲイン式には明らかな利点があります。
高周波通信は全方向性の放射に依存しなくなり、 ただし、指向性ビーム制御と計算無線送信。
消費電力とコンパクトなデバイスのフォームファクターという 2 つの主要な制約が決定的になります。 RF 設計は、モバイル システム アーキテクチャ全体に深く浸透しています。
すべての RF シナリオをカバーできる普遍的なプロセスはありません。 高性能ワイヤレスには、異種デバイスのコラボレーションが必要です。
RF SOI は、信号ルーティング層と高絶縁接続層を支配します。
FDSOI は、システム統合、熱放散、電力効率のボトルネックを解決します。
SiGe は引き続き、高出力 RF 出力の中核となるソリューションです。
次世代 RF 設計は永続的なトレードオフに直面しています。 より高い周波数、より高い出力電力、より高い集積度、 電力バジェット、熱放散、限られた内部スペースによって制限されます。
従来のバルクCMOSと比較して、FDSOIは全体の消費電力を約20%削減します。 6G 高周波端末に重要な最適化を提供します。
RF エンジニアリングは、純粋なアナログ回路設計からコンピューティング主導のシステム分野へと進化しています。
5G および 6G ワイヤレス アップグレードの本質は、単に周波数の向上ではありません。 RF フロントエンド設計を回路の限界を超え、包括的なシステム エンジニアリングに押し込みます。 次世代の高速・大容量モバイル通信の中核基盤を築きます。