5G無線通信はなぜ半導��メーカーにも影�xを及ぼすのか(1)
�k�陲垢任縫機璽咼垢�始まっている5G無線通信だが、�盜颪罷�東アジア（中国・�f国・��湾・日本）を中心に�jきな成長が見込まれている。�j�}通信機�_メーカーのスウェーデンEricssonはこのほどMobility Report 2018の最新版を発行、2024�Qには中国がモバイルデータのトラフィック量で世�c�kの29 EB（1エクサバイト=約100�Bバイト）/月になるだろうと予�Rする。
図1 2018�Qと2024�Qの月当たりのモバイルデータトラフィック 出�Z：Ericsson
5Gの��長は高�]データ�]度、低レンテンシ、�H様デバイス
これまで、先進国では��線に光ファイバ��を敷設、ラストワンマイルはDSLやケーブルテレビ�v線などを�W��してきた。ところが、���]に経済発�tしてきた中国は、光ファイバをスキップして、いきなりモバイルブロードバンドに��を入れている。5G通信は最�jダウンリンクが20Gbps、アップリンクが10Gbpsと極めて高�]だ。これは、�k人が使うときの容量ではなく、みんなで動画のような�_いデータをアップしたりダウンしたりするためにはこれだけの容量が��要になることから開発が進められている。��にオリンピックや�jきなコンサート会場などのイベントでは、スマートフォンで映�気鮖１討�、そのままSNSやYouTubeにアップするケースが�\えてきた。これまでのLTEでは�v線がパンクしてしまう恐れがある。
Ericssonは2024�Qに��東アジアが39EB/月のモバイルデータトラフィックを�W��し、そのうちの29EB/月が中国になると見ている。中国の次が���櫃�19EB/月と予�Rしている。実は�盜颪任��訶擇�広いため光ファイバの比率はそれほど高くなく、モバイルブロードバンドへの期待が�jきい。
5G通信の��長はデータレートだけではない。基地局からセルラー通信端��までの時間��れ（レイテンシ）が1ms以内というリアルタイム処理も要求されている。これはモバイル端��からの電�Sを直接�pける基地局(通信業�vはここをエッジと�}ぶ)から、��線基地局であるコアシステム（交換機の機�Δ鯆礇灰好箸嚢眦戮帽圓Α砲魴个謄�ラウドにつながっている(図2)。通信業�vがエッジを�啣修垢襪箸いΔ海箸�、基地局と端��との間のレイテンシが極めて�]くなることを�T味する。コアシステムは端���U基地局ほどの数は��要がないものの、コアシステム同士は光ファイバでつながれることになる。
図2 スマホやIoT端��とつながっている基地局（Radio System）から応��ごとにネットワークをスライスし、5Gコアシステムを経てクラウドに送り出される 出�Z：Ericsson
5G通信の��つ�`の��長は、これまでの1〜4世代（1G~4G）の通信は携帯電�Bを����としてきたが、5Gは携帯電�Bやスマホだけではなく、IoTやクルマ、家電機�_などさまざまな機�_とも無線通信でつなげていくことだ。もちろん、IoTや家電����のデータレートは�科���くても良い。このためIoT専��の�v線であるLPWA（Low Power Wide Area）やLoraWAN、Sigfoxなどの�v線に加え、セルラー�v線もIoTの��い�v線を共�~することになる。その場合は、例えば通常は1チャンネルしか載せない20MHzの周�S数帯域幅に20kbpsのIoT�v線（1チャンネルのIoT帯域が20kHz弱）として理�b��1000チャンネル分を載せることができる。
携帯電�B以外のデバイスも5Gに
周�S数が�屬�るのにつれ、電磁�Sは360度の���軌未妨�けて発�oせずに指向性を�eつようになる。30GHz以�屬離潺��S（�S長が1mm以下の電磁�S）レーダーは、この性��を�W��して�����颪例~無を検出する。基地局はさまざまな端��に向け、送�p信する�lであるため、基地局の数や基地局間の電�S到達を��完するスモールセル数も極めて�Hくなる。ミリ�Sに進むにつれスモールセルの数は爆発的に�\えることになる。
当初は、サブ6GHzと言われる、3.5GHz帯、4.5GHz帯の電�Sを�W��するが、総��省は28GHz帯についても割り当てを予定している。さらに39GHz、60GHzや70GHz帯も2020�Q代を通してシステムが構築されていく。5Gはいわば、基地局のビッグバン�X��となるのである。だからこそ半導��にとって�jきな�x場が開けることになる。ではどのような半導��が使われるようになるか、次�vは半導���x場を考察していく。
