5Gで変わるRFフロントエンド

これは、5G デバイスが高速データ伝送を実現するために異なる高周波数帯域を使用するため、5G RF フロントエンド モジュールの需要と複雑さが 2 倍になり、その速度が予想外となったためです。
複雑さがRFモジュール市場の急速な発展を促進する

この傾向は、いくつかの分析機関のデータによって確認されています。Gartner の予測によると、RF フロントエンド市場は 2026 年までに 210 億米ドルに達し、2019 年から 2026 年までの CAGR は 8.3% になると予想されています。ヨル氏の予測はもっと楽観的だ。彼らは、RFフロントエンドの全体市場規模が2025年に258億米ドルに達すると予測しています。そのうち、RFモジュール市場は177億米ドルに達し、全市場規模の68%を占め、年複利成長を遂げると予測しています。率は8％。ディスクリートデバイスの規模は81億米ドルで、市場全体の32%を占め、CAGRは9%でした。

4G の初期のマルチモード チップと比較すると、この変化を直感的に感じることもできます。

当時、4G マルチモード チップには約 16 の周波数帯域しか含まれていませんでしたが、グローバル オール ネットコム時代に入ってからは 49 に増加し、600 MHz の周波数帯域を追加して 3GPP の数は 71 に増加しました。改めて5Gミリ波の周波数帯を考えてみると、周波数帯の数はさらに増えます。同じことがキャリア アグリゲーション テクノロジーにも当てはまります。2015 年にキャリア アグリゲーションが開始されたばかりのとき、組み合わせは約 200 ありました。2017 年には、1,000 以上の周波数帯域に対する需要がありました。5G開発の初期段階では、周波数帯域の組み合わせの数は10000を超えています。

しかし、変化したのはデバイスの数だけではありません。実際のアプリケーションでは、28 GHz、39 GHz、または 60 GHz の周波数帯域で動作する 5G ミリ波システムを例にとると、システムが直面する最大の障害の 1 つは、望ましくない伝播特性を克服する方法です。さらに、広帯域データ変換、高性能スペクトル変換、エネルギー効率比電源設計、高度なパッケージング技術、OTAテスト、アンテナ校正などはすべて、ミリ波帯5Gアクセスシステムが直面する設計上の困難を構成します。優れたRF性能の向上がなければ、優れた接続性能と耐久寿命を備えた5G端末を設計することは不可能であると予測できます。

RF フロントエンドはなぜこれほど複雑なのでしょうか?

RF フロントエンドはアンテナから始まり、RF トランシーバーを通過してモデムで終わります。さらに、アンテナとモデムの間には多くの RF テクノロジーが適用されています。次の図は、RF フロントエンドのコンポーネントを示しています。RF フロントエンド コンテンツの成長は RF の複雑さの増加に比例するため、5G はこれらのコンポーネントのサプライヤーにとって市場を拡大する絶好の機会となります。

無視できない現実は、モバイル ワイヤレスの需要の増大に合わせて RF フロントエンド設計を拡張できないことです。スペクトルは希少なリソースであるため、今日のほとんどのセルラー ネットワークは 5G の予想される需要を満たすことができません。そのため、RF 設計者は、消費者向けデバイスで前例のない RF 組み合わせのサポートを実現し、最高の互換性を備えたセルラー ワイヤレス設計を構築する必要があります。

サブ 6GHz からミリ波まで、利用可能なすべてのスペクトルを利用し、最新の RF およびアンテナ設計でサポートする必要があります。スペクトル リソースの不一致のため、FDD 機能と TDD 機能の両方を RF フロントエンド設計に統合する必要があります。さらに、キャリア アグリゲーションは、さまざまな周波数のスペクトルを結合することで仮想パイプラインの帯域幅を増加させます。これにより、RF フロントエンドの要件と複雑さも増加します。