6G通信：再構成可能インテリジェントサーフェス (RIS) 材料およびハードウェアの市場と技術 (2027年～2047年)

サマリー

無線通信は世代を重ねるたびに、より高い周波数の採用などを通じて、より広範な利用環境と、新たに不可欠となるユーザー機能を約束しています。2030年に導入が見込まれる6Gでは、これらを実現するため、伝搬経路上に再構成可能インテリジェントサーフェス (RIS) を広範に配置する必要があります。 本レポートは579ページにわたる事業機会の分析を中心とした調査レポートであり、11件のSWOT分析、2027年から2047年までの24項目の予測シナリオ、57件の主要な結論を通じて、市場機会を詳細に解説しています。

冗長な文章ではなく、明快なインフォグラムで解説

本レポートは、投資家から高付加価値材料メーカー、デバイスメーカー、製品・システムインテグレーター、施設管理者まで、バリューチェーンに関わるすべての方を対象としています。また、研究者、規制当局、その他の関係者にとっても有用な内容を提供しています。具体的には、提携候補や買収候補、有望なアプローチ、ベストプラクティス、失敗事例から得られる教訓などを取り上げています。博士号レベルの新たな分析は、SWOT分析、比較チャート、新規インフォグラム、ロードマップ、予測、「Zhar Research Comment」と記されたセクションとして提示されています。理解しやすいよう、有望な材料は円グラフで優先順位を示し、本文中では赤色で強調しています。重要ポイントは緑色で示されています。進展が急速な分野であるため、レポートは継続的に更新され、常に最新の情報を提供します。こうした独自の洞察と詳細な分析を先取りすることで、10億米ドル規模のビジネスを創出できる可能性があります。

目次

第1章 エグゼクティブサマリーおよび結論、ならびにロードマップと2027年～2047年の予測

• 本レポートの目的
• 本分析の調査手法
• RISの背景
  • 5Gには有用で、6Gには不可欠
  • RISに関するGoogleの検索結果、研究論文、特許動向、注目のRISトピック
  • RISエブリウェアの理想：インフォグラム
• 6Gには多種多様なRISが必要
• 6G通信全般に関する10の重要な結論
• 6G RISに関する27の一般的な結論
• 6G RISの材料およびコンポーネントのビジネスチャンスに関する7つの重要な結論
• 6G RISのコスト問題に関する7つの重要な結論
• 6G RISおよびリフレクタアレイ製造技術に関する6つの主要な結論
• 8つのSWOT評価
  • 6G RISのSWOT評価
  • サブTHz、THz、近赤外線、可視光周波数を追加した6GのSWOT評価
  • 6G向けBD-RISのSWOT評価
  • STAR-RISのSWOT評価
  • OWC向け6G RISのSWOT評価
  • 6G ISACおよびRISの活用のSWOT評価
  • 可視光通信（VLC）のSWOT評価
  • メタマテリアルおよびメタサーフェス全般向けSWOT評価
  • モーフィングFIM（フレキシブルインテリジェントメタサーフェス）のSWOT評価
• 6Gシステム、材料、規格に関するロードマップ（6項目）、2026年～2047年
• 6GリフレクタアレイおよびRIS市場予測ならびに背景予測（24項目）、2027年～2047年
  • 6G完全パッシブメタマテリアル反射アレイ市場のOWCおよび総額（金額）、2029年～2047年
  • 6G RIS市場規模（金額）：周波数別アクティブ型と4つのセミパッシブ型カテゴリーの比較、2026年～2047年（解説付き）
  • 6G RISの年間販売面積、2027年～2047年（解説付き）
  • 6G RISの平均価格（電子部品を含む工場出荷価格、1平方メートルあたりの金額）、2028年～2047年（解説付き）
  • 6G RISの販売面積と平均パネル面積、販売台数、および累積導入総数の比較、2027年～2047年（解説付き）
  • 世界のRISハードウェア市場価値：4つの地域別シェア（％）、2029年～2047年
  • 世界におけるスマートフォンおよび後継機種の販売台数、2025年～2047年
  • 6Gと5Gの基地局市場：年間出荷台数（数量）、2025年～2047年
  • 6G基地局市場：市場価値（金額）、2029年～2047年

第2章 調査結果を含む2026年までのイントロダクション

• 概要
  • RISの定義、背景、およびRISの高度化を推進するニーズ
  • 計画されている6Gのメリットを実現するためのRISの動作モード、課題、および設計アプローチ
  • 可動部品からスマート材料への移行に伴う重要な動向
  • RISおよび関連するインテリジェントメタサーフェスの多様な機能と用途
  • RISの設計および機能に関する現在のアプローチの事例
  • 従来のアプローチや組み合わせと比較したRISの独自の特徴
  • フェーズドアレイにおける可変容量性媒体としての液晶
  • 従来の手法と競合するRIS
  • 6Gシステムが伝搬経路において多くの技術をどのように組み合わせるか
  • アクティブRISの重要性：想定される可能性と進展
• RISの機能と有用性 - 詳細な考察
  • 空間カバレッジの向上とマクロダイバーシティ
  • 容量の向上、グリーン通信、およびモノのインターネット
  • 物理層のセキュリティ、妨害対策、および信頼性の向上
  • 大規模なIoTネットワーク展開の実現
  • ワイヤレスセンシングおよび位置特定、HRIS、ISAC
  • システムおよびセキュリティの観点からのRIS
• 6G RISに関連する標準化団体および影響力のある関係者の活動
• 6Gおよび6G RISの目標の拡大と縮小、スマート無線環境
• 用語の混乱
• 産業界および研究分野における動向の変化
  • 理論的研究の拡大は有益ですが、ハードウェアへの相対的な軽視は好ましくありません
  • 周波数に関する方針の撤回は、サービス開始時の機能性を損なう恐れがあります
  • 最新の研究は概ね5Gの周波数帯に焦点を当てています：6G向けにはGHz帯およびミリ波
  • 0.1THz～3THzの6G RIS
• 高周波数帯における到達距離の向上：軌道工学
• 2025年以降のその他の研究進展の分析
  • 具体的な6G RIS、反射アレイ、フェーズドアレイ
  • 関連トピックの研究および出版予定、2025年、2026年
• 6G世界のアーキテクチャの提案、補完的なシステム

第3章 究極の6G RISハードウェア・ツールキット：インビジブル、広域、自己給電、自己学習、自己適応、自己修復、自己洗浄、ユビキタス、自律、永続的、AI対応、動的スペクトル共有、その他（2026年までの研究を含む）

• 概要
  • 6G RISの受容性、導入可能性、有用性を高める：以下の分野における多くの進歩を通じて
  • 高度な物理的特性とRIS特性の相乗的な組み合わせを通じて
• インビジブルRIS - 透明、あるいは見通し外
  • RISが消えゆくまでの道のり：透明、あるいは見通し外
  • 2025年から2026年における透明6G RIS：企業、大学、そしてその野心
  • 透明な反射アレイ：Sekisuiほか
• 広域RISを含む、大型インテリジェントサーフェス（LIS）および超大規模アンテナアレイ（ELAA）の研究
  • 定義と利点
  • 大型インテリジェントサーフェス（LIS）およびRISによるセキュリティ、通信距離、誤差低減の向上
  • 広域エネルギーハーベスティングおよびRIS向け保護コーティングの進展
• RISは自己給電型となり、ゼロエネルギーのクライアントデバイスを実現します
  • 概要
  • 主要なZED基盤技術の成熟度
  • 研究において最も注目されている6G ZED化合物および炭素同素体のランキング
  • ZEDの背景：重複・隣接技術および長寿命のエネルギー自立の事例
  • SWIPT、STIIPT、AmBC、およびCD-ZEDの目標と最新の進捗状況
  • 2027年から2047年にかけての、6G ZEDインフラおよびクライアントデバイス向け13のエネルギーハーベスティング技術
  • エネルギーハーベスティングの選択肢に合わせた、6GアクティブRISおよびUM MIMO基地局の電力需要
  • ZED RISなどに向けたバッテリーレス蓄電技術のSWOT分析
  • 蓄電を不要とする回路およびインフラのSWOT分析
• 最適化、自己学習、自己適応、自律型RISのための人工知能と機械学習
• マルチモード・マルチ周波数、動的スペクトル共有（DSS）6GおよびそのRIS

第4章 対角型RISアーキテクチャの枠を超え、6G RISの限界に挑む

• 定義、主要な課題、適用性
  • 意義
  • 簡単な説明
  • 6G向けBD-RISのSWOT分析
  • 本章の範囲と皆様の機会
• BD-RISの潜在的な利点
• BD-RISのハードウェア上の課題
• 実用化事例と改善に向けた要件
  • 課題
  • BD-RISの最初の実証実験
  • 2025年までの地上波BD-RISの進展：その他の多くの進歩と評価
  • 非地上波ネットワーク（NTN）におけるRISの改善

第5章 STAR RIS、ISAC、SWIPTを含む多機能・マルチモードRISと、2026年までの動向

• 研究、業界動向、および可能性に関する総括
• 透明と反射を併用するSTAR RIS
  • 概要
  • STAR-RISの最適化
  • STAR-RIS-ISAC統合センシング・通信システム
  • TAIS（透明増幅インテリジェントサーフェス）
  • アクティブ型STAR-RISおよびTHz版を含む、情報と電力の同時無線伝送（SWIPT）
  • エネルギーハーベスティングおよび適応型電力制御機能を備えたSTAR-RIS
  • STAR-RISのSWOT分析
• その他の多機能・マルチモードRIS
  • 概要
  • 多機能RIS：ソリッドステート冷却機能
• RISやSWOTを含む統合型センシング・通信システム（ISAC）の2025年以降の進展
  • ネイティブ6G対応機能
  • 6G ISACのSWOT分析およびRISの活用
  • ファンデーション
• システムのセキュリティを確保するマルチモードRIS：セミパッシブ型とアクティブ型RISの併用

第6章 基地局、UM-MIMO、空の上の通信塔（HAPS）、およびUAV RISと研究の進展、2026年

• 関連するテーマ：6G基地局および非地上ネットワークを強化するRIS
• UM-MIMOへの進展
• RIS対応・自己給電型超大規模6G UM-MIMO基地局の設計
  • 基礎的および構造的なRIS
  • モーフィングメタマテリアルMIMO技術
• 大規模MIMO基地局向けRIS：Tsinghua University、Emerson
• スモールセル基地局としてのRIS
• 2025年以降における、RIS対応MIMOおよび基地局のその他の重要な進歩
• 衛星やUAVが6G RISをどのように支援し、時には恩恵を受けるか
• 2025年および2026年に発表され、以下の時期に実施が予定されている重要な進展
• 大型成層圏HAPS用RIS

第7章 RISチューニングハードウェアの目標と2026年までの研究の進捗状況

• 概要
  • 初歩的なチューニングから高度なチューニングまで
  • 文脈におけるチューニングメカニズム
  • 研究および試験で使用されたRISの外部制御刺激の例
  • RISチューニングハードウェアの選択肢の比較
  • インフォグラフィック：テラヘルツ・ギャップには、異なる調整用材料やデバイスが必要です
• RISのチューニングに関する研究から得られた教訓：2026年以前
  • 焦点の移行
  • 好まれる電気的および光学的チューニング、および高周波数帯域
• ディスクリート調整素子を用いた進捗状況の詳細な分析
  • 総論
  • ショットキーダイオードによるRISチューニングと他のダイオードとの比較
  • 高電子移動度トランジスタ（HEMT）によるRISチューニング
  • 成果が芳しくなかったその他の選択肢とその理由
• 6G RIS（0.1～1THzおよび近赤外）において、ディスクリート素子を置き換えるチューニング材料の優先順位付け
  • 現時点での有力候補
  • より高周波数帯の6G向け集積型チューニング材料の選択肢
  • 二酸化バナジウム：理論的根拠および2025年までの主な進展
  • カルコゲナイド相変化材料（特にGSTおよびGeTe）
  • グラフェン：理論的根拠および2025年までの主な進展
  • 液晶：理論的根拠と2025年までの進展
• 大型RISおよびその他の市場における課題

第8章 6G向け光無線通信ORIS：2026年までの主な進展

• RISを含むOWCがその周波数帯において、6Gにとって魅力的な追加要素となる理由
  • 光無線通信（OWC）、その一分野である可視光通信（VLC）、2026年までの進展
  • 確実に通信を成立させるための光通信を含む、多周波数6Gフェーズ2の意義
  • 3～300GHz帯通信における自由空間光通信（FSO）のパラメータ比較
• SWOT分析に基づく光RIS（ORIS）の可能性と課題
  • 概要
  • ORISのメリットと分散型RIS（DRIS）の選択肢
  • ORISの課題
  • OWC向け6G RISのSWOT分析
  • 可視光通信のSWOT分析
• ORISの導入手順
• 長距離、地下、水中、および宇宙におけるOWC：RIS：2026年およびそれ以前の研究の進展
  • 総論
  • RISによるOWC車両ネットワークおよびモバイル環境の強化
  • ハイブリッドRF-FSO RIS
  • 2026年までの進展を盛り込んだ水中UOWCシステム
  • RISを必要とする地下OWC
  • RIS技術を活用したレーザー成層圏・宇宙通信
• 短距離および屋内OWCとそのRIS：2026年およびそれ以前までの研究の進展
  • 屋内および大気中での短距離通信
  • LiFiなど、他の屋内および短距離屋外システムをRISと連携させて活用
• 6G向け光学材料の可能性
• 6G向けメタレンズ（2026年までの進展を含む）
• ミラーアレイORISの設計および用途における進展

第9章 6GモーフィングFIM（フレキシブルインテリジェントメタサーフェス）、6Gハイパーサーフェス、メタマテリアルの基礎

• 概要
• 6G関連のメタマテリアルの評価：主な進展
  • メタマテリアル設計における新たな進展
  • ハイパーサーフェス、積層型インテリジェントメタサーフェス、スウォーム、二機能型メタサーフェス
  • 最適なメタマテリアル基板および低損失の6GガラスTIRS
  • 透明な6Gガラスを含む最適なメタマテリアル基板
• メタマテリアルの基礎
  • メタ原子とパターニングの選択肢
  • 材料および機能の分類
  • 5Gおよび6G通信向けメタマテリアル反射アレイ
  • メタマテリアルパターンと材料：
  • 通信用メタマテリアル：6つの形式と事例
• メタサーフェスの基礎
  • メタサーフェスの設計、動作、およびRIS
  • メタマテリアルRISハードウェアの動作原理
  • RISおよび反射アレイの構成と潜在的な能力
  • 全誘電体および非線形誘電体メタサーフェス
• メタマテリアル全般の長期的な展望
• GHz、THz、赤外線、および光学メタマテリアルの新たな用途
• 熱メタマテリアル
• メタマテリアルおよびメタサーフェス全般に関するSWOT分析
• モーフィングFIM（フレキシブルインテリジェントメタサーフェス）の基礎およびその研究動向
  • ファンデーション
  • FIMのネットワークトポロジーと対象となる潜在的な用途
  • 2026年までのFIM研究における多くの進展の評価
  • 6G FIMのSWOT分析

第10章 RISおよびリフレクトアレイの製造、検査、試験、コスト内訳

• 薄膜および透明エレクトロニクスの最新動向
• 個別の基板、積層フィルムからスマート材料の完全統合への動向
• フレキシブル、ラミナール、2Dエネルギーハーベスティングおよびセンシングの重要性
• 6G RIS用光学、低THz、高THzにおける製造技術の違い
  • 候補技術：ナノインプリント、ナノリソグラフィー、リソグラフィー、グラビア、インクジェット、スクリーン印刷、フレキソ印刷、スプレー、その他
  • 特例：電子ビーム蒸着を伴う3Dプリンティング
  • 超高速レーザーシステム
• 6G RISの検査・試験：新たな進展
  • 試験における課題
  • RIS検査の進展
• RISのコスト分析
  • 総合評価
  • NECおよびその他のコスト試算事例
  • 導入規模の大きい地域における屋外用セミパッシブおよびアクティブ型RISのコスト分析
  • 屋内における大規模展開時のセミパッシブ型RISのコスト分析

第11章 6G RIS関連企業：製品、計画、特許、Zhar Researchによる評価

• 概要・特許取得
• AGC (日本)
• Alcan Systems (ドイツ)
• Alibaba (中国)
• Alphacore (米国)
• China Telecom China Mobile, China Unicom, Huawei, ZTE, Lenovo, CICT (中国) の提携
• Ericsson (スウェーデン)
• Fractal Antenna Systems (米国)
• Greenerwave (フランス)
• Huawei (中国)
• ITOCHU (日本)
• Kymeta Corp. (米国)
• Kyocera (日本)
• Metacept Systems (米国)
• Metawave (米国)
• NEC (日本)
• Nokia Finland with LG Uplus (韓国)
• NTT DoCoMo and NTT(日本)
• Orange (フランス)
• Panasonic (日本)
• Pivotal Commware (米国)
• Qualcomm (米国)
• Samsung Electronic (韓国)
• Sekisui (日本)
• SensorMetrix (米国)
• SK Telecom (韓国)
• Sony (日本)
• Teraview (米国)
• Vivo Mobile Communications (中国)
• VTT (フィンランド)
• ZTE (中国)