<일본시장조사보고서>2020년판 5G 관련 디바이스의 현상과 전망(일본어판)
자료코드: C62106000 / A4 154p / 2020. 06.18
5G 관련 디바이스로서 4구분(회로·기판(RF회로, 기판)/주요부품·디바이스(능동부품, 액정, 안테나, 수동부품, 메모리, 기타)/재료·평가시스템(재료·평가시스템)/ Beyond 5G에 관한 제품 및 기술연구적인 대응을 추진하는 기업과 연구기관에 대해서 현재 동향과 향후의 사업시책 등을 조사함으로써 해당 영역을 개관하고 향후를 전망하는 것을 목적으로 한다.
◆조사개요
조사대상구분: 회로·기판(RF회로, 기판)/주요부품·디바이스(능동부품, 액정, 안테나, 수동부품, 메모리, 기타)/재료·평가시스템(재료·평가시스템)/ Beyond 5G
조사대상기업: 상기 대상품목을 생산판매 또는 취급하는 기업, 관련 기술연구기관
조사방법: 직접 면담 취재
조사기간: 2019년 9월 ~ 2020년 1월
※월간지「Yano Eplus」(2019년 10월호~2020년 2월호)의 관련 특집을 바탕으로 편집, 시장 수치 등도 발췌
※상기 월간지 내에서는 COVID-19에 관한 영향을 거의 반영하지 않고 조사·분석하고 있으므로, 그에 관해서는 「조사결과 포인트」에 별도 기준으로 언급한다.
◆자료 포인트
속도 10배 이상, 지연시간 1/10, 접속수 10배 정도로 필요한 디바이스는 4G에서 크게 변화
• 회로, 기판: 고속통신을 저소비전력으로 실현하는 밀리미터파 회로기술의 확립이 관건
• 기간부품/디바이스: RF디바이스에서는 RF특성이 뛰어난 GaN의 대두도
• 재료, 주변부품, 평가기술: RF 신호 대응에서는 저유전율, 저유전정접 재료가 필수
• Beyond 5G: ITU에서도 기술연구그룹의 구축이 이미 시작되다
• SAW·BAW(특별편집): 고주파화와 근접화에는 BAW가 유리하다고 여겨지는 한편, SAW에서는 구조를 재검토하는 대응이 진행된다.
• 초전도 디바이스(특별편집): 조세프슨 접합을 결정구조에 내포, 균일한 전기접합을 용이하게 얻을 수 있는 점에서 새로운 전자 디바이스로서 주목된다.
리서치 내용
조사결과 포인트
1. 시장 동향
【그림·표. 5G 관련 디바이스의 국내 및 WW 시장규모 예측】(금액, 2020~2030년 예측)
【그림·표. 5G 관련 디바이스 대상 분야별 WW 시장규모 예측】
(금액, 2020~2030년 예측, 대상분야: 기기/기지국)
【그림·표. 5G 관련 디바이스 3구분별 WW 시장규모 예측】(금액, 2020~2030년 예측)
2. COVID-19의 영향에 대해
3. 전망과 과제(시장 추계치에 대하여 다르게 생각해야 할 점과 그 이유)
제1장 회로·기판
고속통신을 저소비전력으로 실현하는 밀리미터파 회로기술의 확립이 핵심
1. 모바일 네트워크는 3G에서 4G, 그리고 5G로
2. 5G가 되면 어떻게 달라지는가!
3. 5G로 변화하는 디바이스
4. 회로·기판
【그림·표. 5G 회로·기판 관련 디바이스의 WW 시장규모 예측 종류 대별
(금액, 2020-2030년 예측, 종류: RF회로/기판) 】
5.5G 회로·기판 관련 디바이스 관련 기업·연구기관의 대응 동향
5-1. 이비덴 주식회사
5-2. 교세라 주식회사
5-3. 국립연구개발법인 산업기술종합연구소
5-4. 국립대학법인 도쿄공업대학
(1) 5G용 밀리미터파 무선기의 소형화
【그림 5G용 28GHz 대역 무선기의칩 사진】
【그림. RF 이상기와 LO 이상기(본 개발품)에 의한 페이즈드 어레이 무선기 비교】
(2) 5G용 밀리미터파 무선기의 소면적화
【그림 5G용 28GHz대 무선기의 칩 외관】
【그림. (a)기존 트랜시버 구성, (b) 개발한 쌍방향성 트랜시버 구성]
(3) 5G용 밀리미터파 페이즈 도어레이 무선기 개발
【그림 5G용 39GHz대 국면 도어레이 무선기】
5-5. 국립대학법인 도호쿠대학
5-6. 주식회사 노벨크리스탈테크놀로지
【그림. Ga2O3 단결정기판, 에피웨이퍼와 Ga2O3제 단축키 배리어 다이오드(SBD)】
5-7. 히타치카세이 주식회사
(1) 고주파 대응 저전송 손실/저열팽창 다층 재료 ‘MCL-HS100’
(2) 밀리미터파 레이더용 저전송 손실 재료 'AS-400HS'
(3) 할로겐프리 저전송 손실 다층 재료 'Light Wave MCL-LW-900G/910G'
(4) 자동차 대응 납땜 균열 억제 기판 재료 ‘TD-002’
【그림. 납땜 균열 발생 메커니즘과 저탄성 재료에 의한 응력 완화 방법】
6.5G는 이노베이션의 기폭제가 될 것인가!
제2장 주요부품·디바이스
안테나 수가 극적으로 늘어나기 때문에 많은 안테나 소자를 평면상으로 배치·제어하는 MIMO시스템 채용은 새로운 도전이 된다
1. 활기를 띠는 5G 관련 디바이스 업계
2. 5G 관련 기간부품·디바이스 동향
3. 5G에 대응한 기술 개발과 디바이스
4. 5G 관련 디바이스의 시장규모 예측
【그림·표. 5G 주요 부품·디바이스의 종류별 WW 시장규모 예측】(금액, 2020-2030년 예측)
5.5G 관련 디바이스에 관한 기업·연구기관의 대응 동향
5-1. AGC 주식회사
【그림. 합성석영유리 일체형 5G 안테나】
5-2. KEYCOM 주식회사
【표. 주요 KEYCOM 제품 일람】
【그림. 28GHz 대역 신호강도 측정용 패치 안테나】
【그림. 28GHz 대역 5G 기지국·단말기용 패치 안테나】
【그림. MIMO용 이상기 및 앰프】
【그림. 이상 제어용 FPGA】
【그림. 26.5GHz부터 220GHz 대역의 밀리미터파 렌즈】
5-3. 학교법인 게이오기주쿠대학
【그림. 대규모 MIMO의 모식도】
5-4. 샤프 주식회사
5-5. 다이오유덴 주식회사
5-6. TDK 주식회사
5-7. 기옥시아홀딩스 주식회사
5-8. 국립대학법인 도호쿠대학
5-9. 일본전파공업 주식회사
5-10. 미쓰비시전기 주식회사
5-11. 주식회사 무라타제작소
5-12. 국립대학법인 요코하마국립대학
(1) 안테나 설계
(2) 안테나에 효율적으로 급전하기 위한 급전회로의 설계
5-13. Intel Corporation(미국)
5-14. Samsung Electronics Co.,Ltd.(한국)
5-15. Qual comm, Inc.(미국)
6. 5G 관련 기간 부품·디바이스의 장래 전망
제3장 재료·평가 시스템
고출력, 고효율 광대역에 적합한 GaNHEMT는 멀티밴드 대응 고출력
기지국에 최적, 광대역용 RF 디바이스의 평가기술 개발도 핵심
1. 5G 관련 재료
2. 5G 관련 평가시스템
3. 5G 관련 재료·평가 시스템의 시장규모 예측
【그림·표. 5G 관련 재료·평가 시스템의 WW 시장규모 예측(금액, 2020-2030년 예측)】
4.5G 관련 재료·평가 시스템에 관한 기업·연구기관의 대응 동향
4-1. 학교법인 아오야마가쿠인대학
【그림. 그래핀이 가진 여러 뛰어난 특성】
【그림. 그래핀제 안테나의 제작 프로세스】
【그림. 설계된 그래핀제 안테나의 구조와 외관】
4-2. Anritsu 주식회사
4-3. KEYCOM 주식회사
【그림. 소형 전파암실 ‘ANC 5G-01’과 전파흡수시트 ‘피라미드’】
【그림. 실리콘 팬텀】
【그림. 근방계 원방 변환 안테나 측정 시스템】
【그림. 원통형 근방계 원방 변환 안테나 측정 시스템】
【그림. 원방계 안테나 패턴 측정 시스템】
【그림. 축비 측정 시스템(원편파용))
【그림. 공진방식 개방형 공진기 타입】
【그림. 밀리미터파·마이크로파 주파수 변화법 프리스페이스 타입】
4-4. Keysight Technologies 주식회사
4-5. 스미토모화학 주식회사
4-6. 스미토모덴코디바이스·이노베이션 주식회사
4-7. Dexerials 주식회사
(1) LCP, M-PI 기재에 사용 가능한 FPC용 층간 접착 재료 ‘D5300P 시리즈’
(2) 노이즈 억제 기능과 고열전도율을 갖춘 탄소섬유시트 ‘EX10000K 3시리즈’
4-8. 주식회사 TOYO
4-9. 도레이 주식회사
4-10. 학교법인 니혼대학
【그림. 언더샘플링을 이용한 무선통신 평가시스템 블록 다이어그램】
【그림. 실시간 샘플링의 시간파형】
【그림. 실시간 샘플링의 아이패턴】
【그림. 언더샘플링의 시간파형】
【그림. 언더샘플링의 아이패턴】
4-11. 후지쿠라카세이 주식회사
【표. 전파흡수도료 드타이트 ‘XC-9082’의 특성】
4-12. 주식회사 무라타제작소
5.5G 관련 재료 및 평가 시스템의 장래 전망
제4장 Beyond 5G를 향한 움직임
4G를 능가하는 하이스펙으로 등장한지 얼마 되지 않았지만, 증가하는 IoT 데이터 수요에 부응하기 위해 Beyond 5G를 위한 기술개발이 이미 시작된다.
1. Beyond 5G 대응이 시급하다
2. Beyond 5G에서는 무엇이 가능해지는가
2-1.5G 이미지와 기술
2-2. Beyond 5G 이미지와 기술
3. Beyond 5G 관련 디바이스와 과제
31. 대용량·저지연·고접속밀도
3-2. Brain-machine Interface(BMI)
3-3. 기타 디바이스
4. Beyond 5G에 관한 해외 동향
4-1. 미국
4-2. 중국
5. Beyond 5G 관련 디바이스의 시장규모 예측
【그림·표. Beyond 5G 관련 디바이스의 일본 국내 및 WW 시장규모 예측(금액, 2020-2040년 예측)】
【그림·표. Beyond 5G 관련 디바이스의 대상분야별 WW 시장규모 예측(금액, 2020-2040년 예측)】
6. Beyond 5G와 관련된 기업·연구기관의 대응 동향
6-1. 국립대학법인 오사카대학
【그림. 나가쓰마 연구실의 연구테마 개요】
6-2. 학교법인 게이오기주쿠대학
(1) 테라헤르츠 레이더
(2) 베셀 빔 포머
6-3. 국립연구개발법인 산업기술종합연구소
【그림. 고감도 테라헤르츠파 파워센서의 기본구조】
[그림. 고감도 테라헤르츠파 파워센서의 실물사진】
6-4. 국립연구개발법인 정보통신연구기구(NICT)
6-5. 학교법인 지바공업대학
【그림. ThoR에서의 안테나·전파 전송에 관한 개발과제】
【그림. 300GHz 대역의 전반 시뮬레이션 모델】
6-6. 국립대학법인 도호쿠대학
【그림 2차원 원자 박막 헤테로 접합의 개발과 신원리 테라헤르츠 광전자 디바이스 응용】
6-7. 일본전신전화주식회사(NTT)
【그림. 300GHz 대역 무선 프론트엔드 구성】
【그림. 프론트엔드 모듈】
【그림. 파워앰프 회로】
6-8. 국립대학법인 히로시마대학
【그림. 히로시마대학이 개발한 트랜시버 집적회로의 실리콘 칩 사진】
【그림. IEEES td802.15.3d 규격의 주파수 채널 할당】
【그림. 300GHz 대역 무선의 응용 전개 가능성】
6-9. 학교법인 와세다대학
(1) 옥내·옥외 환경에서 100Gbps 이상의 프론트 홀 기술에 관한 연구
(2) 쌍방향 테라헤르츠 엔드투엔드 무선 시스템의 개발
(3) 핵심 디바이스에 관한 연구
(4) 275GHz 이상의 대역에 관한 국제표준화에 기여
【그림. ‘대용량 애플리케이션용’ 테라헤르츠 엔드투엔드 무선 시스템의 개발」 프로젝트의 개념도】
7. Beyond 5G의 과제
제5장 특별기획 1SAW·BAW 디바이스 시장
통신기기의 고주파화 및 밴드 근접화가 진행되면, BAW 디바이스가 유리하다고 여겨지는 한편, SAW 디바이스도 구조를 재검토하는 대응이 진행된다!
1. SAW·BAW 디바이스는 휴대통신기기의 숨은 주역
2. SAW·BAW 디바이스의 특징
2-1. SAW 디바이스
【그림. SAW 공진자의 기본구조】
2-2. BAW 디바이스
【표. SAW·BAW 디바이스의 특징 비교】
3. SAW·BAW 디바이스의 주요 응용 분야
3-1. 4G에 대응하는 SAW·BAW 디바이스
3-2. 5G에 대응하는 SAW·BAW 디바이스
4. SAW·BAW 디바이스의 시장규모 추이와 예측
【그림·표·SAW·BAW 디바이스의 일본 국내 및 WW 시장규모 추이와 예측(금액, 2018-2022년 예측)】
【그림·표·SAW·BAW 디바이스의 WW 시장규모 추이와 예측 타입 대별
(금액, 2018-2022년 예측, 타입: SAW/BAW)
5.SAW·BAW 디바이스의 메이커 점유율
【그림·표·SAW·BAW 디바이스의 WW 시장 점유율】(금액, 2018년)
6. SAW·BAW 디바이스와 관련된 기업·연구기관의 대응 동향
6-1. 아스닉스 주식회사
【그림. 아스닉스의 SAW·BAW 디바이스의 대표적 라인업】
6-2. 신일본무선 주식회사
6-3. 다이요유덴 주식회사
6-4. 국립대학법인 지바대학
【그림. RFBAW 디바이스에서의 진동분포의 관측 예】
(a) 관측시료(박막 벌크파 공진자) 표면 사진
(b) 광프로브에 의한 관측결과(진동분포))
6-5국립대학법인 도쿄공업대학 (1)
【그림. Al GaAs/GaAs 이종구조의 표면금속패턴으로 이중 양자점과 SAW 모드가 결합된 계】
6-6. 국립대학법인 도쿄공업대학(2)
【그림. SAW 디바이스를 이용한 냄새 농축과 무화에 의한 검출원리】
【그림. SAW 농축 디바이스를 이용한 경우의 센서 응답 예시】(1-헥사놀의 경우)
6-7. 주식회사 무라타제작소
6-8. 국립대학법인 야마나시대학
6-9. 학교법인 와세다대학
(1) 항원항체반응센서
(2) 미소점도센서
(3) 초고감도 초음파 프로브
6-10. Qorvo (미국)
6-11. RF360 Holdings Singapore(RF360) (싱가포르)
6-12. Skyworks Solutions, Inc.(Skyworks) (미국)
7. SAW·BAW 디바이스의 장래 전망
제6장 특별기획2 초전도 디바이스의 동향
조지프슨 접합을 결정구조에 내포, 균일한 전기접합을 용이하게 얻을 수 있어 새로운 전자 디바이스로서 주목된다!
1. 초전도란
2. SC 일렉트로닉스는 차세대 첨단 디바이스의 희망!
3. SC 디바이스의 대표적 응용사례
31. 초전도 양자간섭 디바이스(SQUID)
3-2. 테라헤르츠파 발진·수신 디바이스
3-3. 단일자속양자(SFQ) 디바이스
3-4. 레이저 디바이스
4. SC 디바이스의 시장규모 예측
【그림·표. SC 디바이스의 일본 국내 및 WW 시장규모 예측】(금액, 220-2040년 예측)
【그림·표. SC 장비의 용도 분야별 WW 시장규모 예측】(금액, 220-2040년 예측)
5. SC 디바이스 관련 기업·연구기관의 대응 동향
5-1. 국립대학법인 오사카대학
(1) 테라헤르츠 나노과학연구분야의 창출
[그림. 테라헤르츠 과학과 나노과학의 융합 이미지]
(2) 나노재료의 빛·테라헤르츠 과학
【그림. (좌)그래핀의 테라헤르츠 도전율, (중)멀티펠로익(BiFeO3)의 광응답,
(우)메타메터리얼의 테라헤르츠 전자응답
(3) 테라헤르츠 바이오과학
[그림. 테라헤르츠 바이오칩]
5-2. 국립대학법인 교토대학
【그림. BSCCO 테라헤르츠 광원의 (a)개념도와 (b)현미경 사진】
5-3. 국립연구개발정보통신연구기구(NICT)
5-4. 국립대학법인 전기통신대학
【그림. (상)9비트 DAC회로, (하)주파수 변조 결과】
【그림. (상)FM-SC-FMSET와 외부 바이어스 전원의 구성,
(하)4가지 상태에 대한 I/V 특성 비교】
5-5. 국립대학법인 도쿄공업대학
5-6. 국립대학법인 도호쿠대학
5-7. 국립대학법인 나고야대학
(1) SFQ 회로에 의한 초고속 초저소비 전력 정보처리
【그림, 슈퍼컴퓨터의 액셀러레이터용으로 시제작한 연산기 어레이】
(2) 자성 조지프슨 소자를 이용한 차세대 양자 디바이스의 실현
【그림. 자성 조지프슨 소자를 이용한 SC 양자컴퓨터 소자】
(3) SC 센서 시스템에 의한 중성자를 이용한 이미징
【그림. 100만 화소 중성자 이미징용 프로토타입 칩(좌)과 실장 시스템(우)】
(4) 고성능·신기능 디바이스의 개발
【그림. 고온 초전도체에 의한 500GHz 1/2 분주회로(좌)와 마이크로파 나노구조 이상정류소자(우)】
5-8. 일본전신전화 주식회사(NTT)
【그림. SCFQ의 전자현미경 사진】
【그림. ESR의 개념도】
【그림. SCFQ의 어레이화 개념도】
5-9. 국립개발법인 물질·재료연구기구(NIMS)
5-10. 국립대학법인 야마나시대학
(1) SC 멀티밴드 대역 통과 필터의 연구
【그림. 3개의 대역 통과 필터를 가진 트리밴드 대역 통과 필터】
(2) 송신용 SC필터의 연구
[그림. 새로운 필터 구조]
(3) 고주파용 초전도 선재의 개발과 그 응용연구
【그림. 초전도체 응용분야】
5-11. 국립대학법인 요코하마국립대학
【그림. SCSFQ 회로의 구조】
5-12. 국립연구개발법인 이화학연구소
6. SC 디바이스의 장래 전망
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