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シリコンではなくインジウムが6G通信をリードする可能性が高い

無線通信ネットワークの展開は、1979年に日本が最初の商用自動移動体通信ネットワークを開始したときに始まった。これは東京で開始されたが、すぐに日本の全人口をカバーした[1](改良型移動電話サービスを使用した1960年代の自動車電話や、1970年代のフィンランドのオートラディオプヘリンネットワークは0G技術と考えられている。 [2])

その後、1991年に2G、2001年に3G、2009年に4G、そして2019年に5Gが登場した(およそ10年刻み)。これは、全米で5Gが利用可能な地域を代表するものではないが、5Gの利用状況を把握するために、2022年第1四半期にOoklaが報告したところによると、3つのネットワークで5Gに対応したデバイスを利用しているユーザーのうち、5Gで大半の時間を過ごしているユーザーの割合は以下の通りであった:

  • Tモバイル - 65.0
  • AT&T - 49.4
  • ベライゾン・ワイヤレス - 28.2

5Gはユビキタスではないと言っていいだろう。

しかし、先を見通すのに早すぎるということはない。ホログラフィック通信、人工知能(AI)、可視光通信などだ。

韓国科学技術院(KAIST)、韓国先端ナノファブセンター(KANC)、韓国原子力研究院(KAERI)、光州科学技術院(GIST)を代表する12人の研究チームは、2種類のインジウムおよびガリウム含有高電子移動度トランジスタ(HEMT)が6Gへの移行に有利である可能性を示す研究結果を発表した(ACS Nano 2022, DOI:10.1021/acsnano.2c00334)。

「インジウムとガリウムを含む2種類の高電子移動度トランジスタ(HEMT)は、6Gへの移行に有利である。

6Gは5Gよりもはるかに高い無線周波数(RF)を必要とする。5Gは主に6GHz未満と80~140GHzのRF帯域を使用するが、6Gは非RF帯域(光など)に加え、140GHz以上のRFを必要とする。これらのより高い周波数で動作する6Gデバイスは、RFスペクトルのより高い部分にアクセスし、より大きく高速なデータ転送(わずか数秒で8Kまたは16Kのビデオ)を可能にするが、低電力とのバランスをとる必要がある(非常に高い周波数+非常に高い電力=手の中で破裂するポップコーン袋)。これまでのチップはシリコンで製造されてきたが、同じ回路では6Gで使用される高RFを達成するのは容易ではない。しかし、インジウム・ガリウム砒素(InGaAs)を使った回路は、電子が内部で動きやすいため、より高い周波数に到達することができる

韓国のチームに加え、IBMの研究者が6Gの新しい道を切り開こうとしており、エリクソンも "6Gとそこへの旅"に特化したウェブページを持っている。

通信業界の識者の多くは、6G移動通信システムの実現が2028年以降になると指摘しているが、インジウムがその移行の一翼を担うことになるのは喜ばしいことだ。ベル研究所の「半導体材料を利用した回路素子」技術のライセンスを購入したテキサス・インスツルメンツ(TI)が、トランジスタおよび関連半導体デバイス事業を開始したのは、この3月で70年前のことである。当時のはんだ付けの標準は共晶でない錫鉛(SnPb)であったが、TIはインジウム・コーポレーションの創設者兼社長であるウィリアム・マレー博士に、SnPbよりも溶融性の低い新しいはんだを打診した。マレー博士は、新しい鉛フリーのインジウム-スズ(InSn)合金を推奨し、以来70年間、インジウム・コーポレーションの実績ある製品ポートフォリオの定番となっている[3]

執筆者:MarComスペシャリスト、クリスチャン・ヴィスキ。

参考文献とリソース

[1]エアバス・セキュア・コミュニケーションズ「5G技術の歴史」https://securecommunications.airbus.com/en/meet-the-experts/the-history-of-the-5g-technology.

[2]Chan, Ai Sin."A brief history of 1G mobile communication technology.".2018年7月24日。https://blog.xoxzo.com/en/2018/07/24/history-of-1g/

[3]Mackie, Andy."インジウム・コーポレーション:ニューヨーク州北部で電子材料ルネッサンスに点火".IEEE Power Electronics Magazine.2020年6月号。https://www.nxtbook.com/nxtbooks/ieee/powerelectronics_june2020/index.php?startid=77#/p/76.

"携帯電話の世代一覧".ウィキペディア.2022年5月24日取得。https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_mobile_phone_generations