By Samuel Seck July 7, 2020

隨著全球蜂窩網絡運營商開始開啟并提供5G體，5G在為網絡供電和綠色環(huán)保方面發(fā)揮了平衡作用，企業(yè)界對新移動網絡技術將帶來的好處抱有越來越高的期待。

根據安永的一項研究，“最大程度地為企業(yè)提供5G機會”，該調查針對5G機會在全球范圍內對1000多家組織進行了調查，目前在5G投資領域占主導地位的行業(yè)是能源(23%)和技術(22%)，而醫(yī)療保健和金融服務組織都有望在三年內成為最大的投資者。

通過持續(xù)不斷的Covid-19大流行最明確地證明了需求。無疑，5G的潛力已被提升，因為智慧城市的定義技術和包容性成為推動力，從改善生計到擴大獲得醫(yī)療保健和基于數字的經濟機會，以及介于兩者之間的所有內容。

舉個例子，全球數據需求幾乎在所有類別(醫(yī)療保健、政府機構、旅行、商務、教育和生活方式應用)中都有所增長，并制定了一個新的基準，這可能是“新常態(tài)”，而當前的數據生成和消費已成為新的需求水平。

5G生態(tài)系統(tǒng)中的開關電源(SMPS)(Source：Technology World)

為智慧城市和關鍵任務解決方案提供支持

今天，全球約有55%的人口居住在城市，據聯(lián)合國估計，到2050年這一比例將達到68%。受人口增長的影響，從農村到城市地區(qū)的持續(xù)人口遷移將再增加25億居民前往世界上的大城市。隨著5G應用逐步成熟，它通過自動化和連接性(成功的智慧城市的基本前提)與提供資源，運營和成本效率密不可分。

預計5G技術將比現(xiàn)有4G網絡快約100倍，并在實時發(fā)送和接收數據時提供更低的延遲率。與當前網絡相比，處理更多連接設備的附加功能將為人工智能(AI)和機器學習提供支持，釋放智慧城市和物聯(lián)網(IoT)的潛力。

在自動駕駛車輛與交通信號燈和地面?zhèn)鞲衅鬟M行通信以清除交通擁堵的應用中，5G為關鍵任務解決方案帶來了新的含義，這些解決方案包括智能救護車或遠程醫(yī)療(智能醫(yī)療)，空氣和水質監(jiān)控等社會服務和智能安全性。

揭秘5G及其在智慧城市中的地位

在2019 IEEE GLOBECOM會議(美國夏威夷)上預示了未來十年的5G潛力。在這里，專家解釋說，考慮到“每一代技術的生命周期約為20年，因此，處于5G初期階段的5G沖擊將在約10年內完全實現(xiàn)?！?/p>

5G創(chuàng)建了一個可向世界提供可擴展且可靠的連接的平臺，從而允許部署許多以前無法實現(xiàn)的新應用，例如IoT。這個流行詞將具有更多“固定功能”的智能，基于Web的設備分類(與智能手機和平板電腦等多功能設備相對)，并且將變得越來越普遍。

對于剛起步的人來說，5G的連通性網絡可提供大規(guī)模的機器類型通信(MMTC)和關鍵機器類型通信(CMTC)。

MMTC適用于大量的IoT設備，有效地集成了許多傳感器和執(zhí)行器，可以主動地來回發(fā)送大量數據。憑借在智能家居和樓宇、物流、供應鏈、機器人技術、自動化、車隊管理和環(huán)境監(jiān)控中的應用，MMTC充分利用了低延遲容限(通過低帶寬管道傳輸或接收的小數據塊)。

另一方面，考慮到數據使用的關鍵性質，CMTC最適合于數據不延遲的應用，例如自動駕駛汽車、遠程醫(yī)療保健、電網和交通安全控制的無人駕駛應用，穩(wěn)定可靠且準確的應用傳輸是必須的。

5個最佳5G應用(Source：EDN)

創(chuàng)新的伙伴關系，技能提升和新的生活方式

亞太地區(qū)有望在2025年之前成為5G的最大采用者，為移動網絡運營商提供部署和采用所需的關鍵數量，以及由此產生的應用生態(tài)系統(tǒng)，為企業(yè)提供新服務和商業(yè)模式方面的業(yè)務案例。

需要特定的技能組能力;系統(tǒng)集成商將在整合端到端解決方案方面發(fā)揮重要作用，從而在移動網絡運營商、第三方基礎設施提供商和生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴、行業(yè)和服務、政府以及廣大市民之間建立起行業(yè)合作伙伴關系。

5G的長期潛力在新加坡信息通信媒體發(fā)展管理局(IMDA)上并沒有失去，該機構最近宣布，它將在今年開始5G部署，并在2025年之前在全國范圍內提供獨立的覆蓋范圍。

除了新加坡的“智能國家2020”議程外，數字化這些努力包括：幫助中小型企業(yè)擴大規(guī)模并進入全球市場，而無需實際的市場足跡;培訓40歲及以上的職業(yè)中期專業(yè)人員以從事與技術相關的工作;加速無人機和自動駕駛汽車的試驗，以實現(xiàn)“ 5G”技術和網絡將成為新加坡數字經濟的重要組成部分?！?/p>

馬來西亞鄰國在宣布其5G頻譜頻段時明確表示，采用5G必須具有包容性，并應改善生活質量并鼓勵業(yè)務增長和創(chuàng)新，尤其是在較小的企業(yè)和公共部門中。

馬來西亞在1月份啟動了一個獨立的5G測試網絡，旨在通過其指揮中心使用在開放的共享模型上構建和開發(fā)的API，將其著名的蘭卡威島轉變?yōu)檎故?G如何從數字技術和大數據中釋放價值的案例。超過11個應用，包括智慧城市、智慧旅游和智慧農業(yè)。

5G的關鍵要求(Source：Thales Group)

“GaN-do Singapore”和面向綠色網絡的利基5G半導體技術

當今的電信基礎架構設計需要與應用最匹配的幾個標準的技術，包括熱量、速度、功率、效率、尺寸和成本。這些考慮因素以及實現(xiàn)更“綠色”通信網絡的目標需要解決，這意味著與4G相比，技術人員和基站運營商必須應對功率需求可能增加70%的問題。

自1990年代以來，氮化鎵(GaN)就用于太空應用，通信系統(tǒng)和有源電子掃描陣列(AESA)雷達。

氮化鎵(GaN)是一種寬帶隙半導體材料，以其高水平的導熱性、熱容量和硬度而聞名，將在5G網絡中超越傳統(tǒng)半導體材料，在更高的溫度和更長的使用壽命下可靠地運行，其在航空航天和國防應用中的著名適用性將使它廣為人知。需要更高頻率、緊密集成和最低實現(xiàn)成本的應用。

此外，通過其低壓功能提供的功率效率不可避免地進入了手機、汽車、可再生能源以及受益于小型化和無線應用的各種用戶應用中，特別是在醫(yī)療保健領域。

GaN滿足兩個關鍵標準：提高輸出功率，同時保持較低的成本和能耗，創(chuàng)建“綠色網絡”效應，擴展到高增長用例領域和可持續(xù)性需求。

但是，實現(xiàn)這一目標的關鍵挑戰(zhàn)在于GaN的大規(guī)模商業(yè)化。硅上的GaN(Si上的GaN)和碳化硅上的GaN(SiC上的GaN)外延晶片及其所需的制造技術(用于滿足各種5G和可持續(xù)性要求)意味著GaN制造商需要提供涵蓋多種頻率和功率水平的幾種變化。

IGSS GaN Pte Ltd(IGaN)是目前新加坡國內唯一具有GaN商業(yè)化能力的半導體公司，也是世界上少數具有成熟GaN鑄造能力的公司之一，它為本地行業(yè)參與者利用基礎設施、供應鏈，以及使GaN技術在大規(guī)模生產中更便宜的專有技術。

IGaN將其與在該技術領域花費了大約10到15年的新加坡研究機構和大學的合作關系與公司的內部開發(fā)工作和知識產權相結合，以制造各種直徑(4”，6”和8”)的外延片。

IGaN的鑄造工藝在推動產品發(fā)展，增強新加坡和東南亞作為大批量競爭性GaN技術的全球目的地的地位方面具有自然地位。

Source: Digital Trends

GaN滿足5G標準以超越可持續(xù)發(fā)展目標

在全球范圍內，預計5G用戶數量將從2019年的不到2億激增至2023年的10.2億(《財富》，2020年2月)。根據愛立信的一份報告(2019年6月)，到2024年5G將達到45%的人口覆蓋率和19億用戶，這使其成為有史以來在全球范圍內推出的最快的一代通信技術。

這些變化是如此巨大，以至于IHS Markit預測5G將在2035年實現(xiàn)13.2萬億美元的全球經濟產出，作為工作流程變革的催化劑，為競爭性經濟優(yōu)勢建立一套新的規(guī)則。

諾貝爾獎獲得者天野廣史(Hiroshi Amano)認為，基于GaN的設備將在物聯(lián)網、5G通信和能源互聯(lián)網(IoE)中扮演重要角色，包括設備的無線供電和功率轉換功能(用于太陽能和風能、電動汽車、快速充電要求等)。

似乎在不那么遙遠的城市化未來中，汽車、設備和生產機器將加入網絡。另一方面，5G的低延遲可提高視頻圖像的質量和可靠性，從而達到增強現(xiàn)實和虛擬現(xiàn)實應用的范圍，從教育到機器人手術、遠程醫(yī)療、零售、自我維持的長者以及沉浸式和基于云的應用游戲等將反過來通過數字包容性推動創(chuàng)新和向上的社會流動性。

在基于5G的應用中整合GaN技術還將加快關鍵的氣候變化目標，包括新加坡實現(xiàn)零溫室氣體排放的愿景。氮化鎵在清潔能源和減少數據中心能源消耗方面的實用性加速發(fā)展，數據中心是這里最大的碳排放大國之一，不可否認，經濟已成為安全性和彈性5G應用創(chuàng)新的全球5G領先者，收取社會經濟利益。最近的頭條新聞指出，這是世界各地的熱門話題。

在可持續(xù)性方面，GSMA 2019年的一項研究顯示，移動行業(yè)對聯(lián)合國所有17個可持續(xù)發(fā)展目標(UN SDG)的貢獻不斷增加。該協(xié)會恰當地指出：“隨著農村模式和可負擔性的擴大，互聯(lián)網普及率已達到全球約四分之三的人口，政府、企業(yè)和非政府組織可以共同努力實現(xiàn)聯(lián)合國的可持續(xù)發(fā)展目標，尤其是在良好的健康、福祉、優(yōu)質的教育、性別平等和氣候行動?！边@是GaN制造商最有希望的一部分。