6G無線技術向け半導体における成長機会

AIチップセットと化合物半導体は変革的役割を果たし、次世代のセルラー無線技術の運用と経済的目標を可能にする

無線通信システムは、PA、LNA、トランシーバー（まとめてRF FEMと呼ばれる）などの半導体コンポーネントに依存して、無線ユニット（RU）、ベースバンドユニット（BBU）、ネットワークコアとの間で信号を処理し、顧客がデータとサービスを伝送する無線信号を確実に受信できるようにします。

通信システムは、アンテナ集積回路（IC）、エンベロープトラッカー、マイクロプロセッサー、アナログデバイス、光学コンポーネントなどの他の半導体コンポーネントに依存して、必要に応じて信号を処理しています。無線通信が使用する半導体の種類は、2Gから5Gへと技術が進化してもあまり変わっていません。ただし、半導体コンポーネントに要求される性能は向上しています。そのため、設計、材料、製造、パッケージング技術は、無線通信の世代が新しくなるたびに進化しています。

5G無線技術は展開段階にあるため、業界のリーダーたちは次世代の無線技術（6G）の開発について議論を始めており、2030年に早期の商用化を開始する予定です。6Gの幕開けは、データを超えた新たなサービスを提供する新しい通信時代を意味します。この調査では、エッジでの分散学習と連合学習、エッジとコア間の共同推論、エンドデバイスの自律機能、AIを活用した人間中心の通信サービスの開発、共同通信、コンピューティング、センシング、制御、その他いくつかの概念について論じており、これらは無線アクセスネットワーク（RAN）アーキテクチャからサービスへの変革を表しています。

6Gを開発するために、業界の利害関係者は協力して、次世代の無線技術の開発につながる各サブ技術のコンポーネントとビルディングブロックを計画しています。利害関係者による初期の話し合いでは、高速データ転送を可能にし、高周波数で動作させるためには、（コンピューティングとRFにおいて）高性能な機能を備えた先進的な半導体が必要であるという理解に至っています。

目次

戦略的インペラティブ

• なぜ成長が難しくなっているのか？
• The Strategic Imperative 8（TM）
• 6G用半導体業界に対する主要な戦略的インペラティブの影響
• Growth Pipeline Engine（TM）を促進する成長機会

6G用半導体の成長機会分析 - 6Gの概要

• 主な調査結果
• 分析範囲
• 6G - セルラーの進化の概要と望ましい6Gネットワーク特性
• なぜ6Gなのか？なぜ今なのか？
• 6Gの商用化へロードマップ
• 6G - 統合技術のロードマップ
• 成長促進要因
• 成長抑制要因
• 6Gエコシステム

6G用半導体の成長機会分析 - AIプロセッサー半導体

• AIプロセッサーが6Gに不可欠な理由
• 通信の未来に向けてRANにAIを組み込む - ORANインフラ
• 6GネットワークインフラにおけるAI - AI-RANの台頭
• エッジコンピューティング
• 6GにおけるエッジAI - 潜在的アプリケーションのユニバース
• 6GネットワークにおけるエッジAIチップセットの主な重点分野
• 6G要件を評価するための現行プロセッサーの理解 - 主要企業と製品
• 6GにおけるAI - コンピューティングパフォーマンス要件の決定方法
• シリコンフォトニクス（SiPh）の到来
• 6Gネットワーキング向けAI半導体の地域の競争力
• 6G技術を実現させるための注目すべき開発、イニシアティブ、活動、コラボレーション
• 半導体企業によるAIへの注目すべき投資
• 6G向けAI半導体エコシステム
• 今後5年間に期待される研究活動
• 6GにおけるAI - サイバーセキュリティと持続可能性の重要性

6G用半導体の成長機会 - RF半導体

成長機会ユニバース - 6Gの研究イニシアティブ、地域別

成長機会ユニバース - 6G用半導体に不可欠な主要アプリケーションとその背景

• 6G用半導体 - 機会の背景、主要アプリケーション別：AV・スマートマニュファクチャリング
• 6G用半導体 - 機会の背景、主要アプリケーション別：ヘルスケア・スマートシティ
• アプリケーションプロファイル - 産業メタバース
• アプリケーションプロファイル - モビリティ

成長機会ユニバース

• 成長機会1 - コア・エッジにおけるコグニティブインテリジェンス
• 成長機会2 - アプリケーション固有のチップセット
• 成長機会3 - 政府資金と政策の活用
• 資料リスト
• 免責事項

AI Chipsets and Compound Semiconductors Will Play a Transformational Role, Enabling the Operational and Economic Targets of Next-gen Cellular Wireless Technology

Wireless communication systems rely on semiconductor components, such as PAs, LNAs, and transceivers (together known as RF FEMs), to process signals to and from the radio unit (RU), baseband unit (BBU), and the network core to ensure customers receive the radio signals that carry the data and services.

The communication system relies on other semiconductor components, such as antenna integrated circuits (ICs), envelope trackers, microprocessors, analog devices, and optical components, to process signals as necessary. The type of semiconductors that wireless telecom communication uses has not changed much with the 2G to 5G evolution of technologies. However, the semiconductor components' performance requirements have increased. Hence, the designs, materials, manufacturing, and packaging technologies have evolved with each new wireless communication generation.

Because 5G wireless technology is in the deployment stage, industry leaders have begun discussions about developing the next-gen wireless technology (6G) and plan to begin early commercialization in 2030. The dawn of 6G will represent a new era of communication that will provide new services beyond data. The study discusses distributed and federated learning at the edge, co-inferencing between edge and core, autonomous functioning of end devices, the development of AI-powered human-centric telecom services, joint communication, computing, sensing, and control, and several other concepts, which represent a transformation from radio access network (RAN) architecture to services.

To develop 6G, industry stakeholders are collaborating to plan the components and building blocks of each sub-technology that will lead to the development of the next-gen wireless technology. Initial stakeholder discussions are leading to an understanding that advanced semiconductors with high-performance capabilities (in computing and RF) will be necessary to enable high-speed data transfer and operate at high frequencies.

• This analysis aims to understand the changes expected in 6G wireless communication from a context of the semiconductor industry, with specific focus on RAN, and the edge.
• From a component perspective, the analysis focuses on the AI-processors, and the key RF components required at the network RAN and the edge.
• The analysis does not cover the changes expected in discrete, analog, memory, optical, and sensing products.
• It aims to provide a qualitative view based on the developments during the study period and is subject to change in the future.
• It does not aim to provide a quantitative overview of the market potential.

Table of Contents

Strategic Imperatives

• Why is it Increasingly Difficult to Grow?
• The Strategic Imperative 8™
• The Impact of the Top 3 Strategic Imperatives on the 6G Semiconductors Industry
• Growth Opportunities Fuel the Growth Pipeline Engine™

Growth Opportunity Analysis in Semiconductors for 6G-6G Overview

• Primary Findings
• Scope of Analysis
• 6G-Overview of Cellular Evolution and Desired 6G Network Characteristics
• Why 6G? Why Now?
• 6G Roadmap to Commercialization
• 6G-Integrated Technology Roadmap
• Growth Drivers
• Growth Restraints
• 6G Ecosystem

Growth Opportunity Analysis in Semiconductors for 6G-AI-Processor Semiconductors

• Why are AI Processors Critical for 6G?
• Infusing AI into RAN for the Future of Telecom-Open Radio Access Network (ORAN) Infrastructure
• AI in 6G Network Infrastructure-Emergence of AI-RAN
• Edge Computing
• Edge AI in 6G-Potential Application Universe
• Primary Focus Areas for Edge AI Chipsets in the 6G Network
• Understanding Current Processors to Evaluate 6G Requirements- Primary Companies and Products
• AI in 6G-How to Determine Compute Performance Requirements
• The Coming of Silicon Photonics (SiPh)
• Regional Competency of AI Semiconductors for 6G Networking
• Notable Developments, Initiatives, Activities, and Collaborations to Realize 6G Technology
• Notable Investments in AI by Semiconductor Companies
• The AI-Semiconductor Ecosystem for 6G
• Expected Research Efforts in the Next 5 Years
• AI in 6G-The Significance of Cybersecurity and Sustainability

6G Semiconductor Growth Opportunity-RF Semiconductors

• RF Semiconductors in 6G-Enabling 100 GHz and Higher Operational Frequencies
• RF Semiconductors in 6G-Process Node Trajectory
• RF Semiconductors in 6G-Exploring Materials Beyond Si
• RF Semiconductors in 6G-Exploring Materials Beyond Si: GaN
• RF Semiconductors in 6G-Exploring Materials Beyond Si: InP
• RF Semiconductors in 6G-Advanced Packaging Technologies
• RF Semiconductors in 6G-GaN and InP Gaining R&D Traction for Application in Next-gen Wireless Technology
• RF in 6G-Primary Products Enabling the Research and Development of 6G
• RF in 6G Investments and R&D Initiatives that Semiconductor Companies Have Announced
• RF in 6G-Primary Regional Initiatives and Investments
• RF in 6G-Ultra-wide Bandgap (UWBG) Semiconductors
• The AI Semiconductor Ecosystem in 6G

Growth Opportunity Universe-6G Research Initiatives by Region

• 6G Research and Collaboration Initiatives by Primary Regions
• 6G Patent Applications by Region (2019-2021)

Growth Opportunity Universe-Key Applications and Context of the imperative for 6G Semiconductors

• Semiconductors for 6G-Context of Opportunities by Primary Applications: AVs and Smart Manufacturing
• Semiconductors for 6G-Context of Opportunity by Primary Applications: Healthcare and Smart Cities
• Application Profile-Industry Metaverse
• Application Profile-Mobility

Growth Opportunity Universe

• Growth Opportunity 1-Cognitive Intelligence at the Core and Edge
• Growth Opportunity 2-Application-specific Chipsets
• Growth Opportunity 3-Leverage Government Funding and Policies
• List of Exhibits
• Legal Disclaimer