К 2026 г. объем рынка устройств 5G достигнет 117 млн., без учета смартфонов

Японская аналитическая компания Techno Systems Research (TSR) провела исследование рынка технологий 5G и выпустила подробный отчет  «Рынок сотовых широкополосных устройств и модулей 2021», согласно которому объем рынка 5G без учета мобильных телефонов к 2026 году достигнет 117 млн. устройств, при этом планшеты, абонентское оборудование и телематика станут тремя основными направлениями по объемам продаж.

Обзор рынка 5G без учета смартфонов

Технология 5G уже применялась на смартфонах в 2021 году, но ее внедрение будет проходить медленнее для приложений, не предназначенных для мобильных телефонов. Рынок широкополосного доступа 5G начал набирать обороты в 2021 году. С коммерциализацией 3GPP Release 16 промышленные и автомобильные отрасли будут постепенно увеличивать внедрение 5G с 2022 года. Новый стандарт 5G Redcap вызывает интерес со стороны цепочки поставок Китая для долгосрочной миграции 5G SA (автономной).

Эволюция стандарта 5G

Стандарт 5G добавит новые наборы функций для увеличения количества приложений. Первый стандарт 5G, 3GPP Rel.15, ориентирован только на расширенную мобильную широкополосную связь. Стандарт 3GPP Rel.16 впервые представляет наборы функций URLLC (сверхнадежная связь с малой задержкой) для поддержки промышленных сценариев 5G, а также для дальнейшего улучшения широкополосной связи. Чипсет 5G Rel.16 был представлен несколькими поставщиками в 2021 году.

Будущий стандарт 5G, 3GPP Rel.17, добавит стандарт RedCap (уменьшенная емкость), который первоначально назывался NR-Light. 5G Redcap предназначен для недорогих приложений 5G, которым не требуется скорость передачи данных 100+ Мбит/с. Первый стандарт 5G Redcap будет поддерживать полосу пропускания 20 МГц. 3GPP нуждается в дальнейшем усовершенствовании 5G Redcap до версии 18 для поддержки полосы пропускания 5/10/20/40 МГц.

В стандарте LTE Cat.M и NB-IoT после 3GPP Rel.15 нет существенных изменений. LTE Cat.M/ NB-IoT уже соответствует стандарту 5G massive MTC.

Прогноз рынка 5G

В 2021 году объем рынка устройств 5G без мобильных телефонов достиг почти 11 млн единиц. На планшеты 5G приходится половина всего рынка 5G, за ними следуют CPE (22%), мобильные маршрутизаторы (15%) и промышленные модули. Планшеты 5G, CPE и мобильные маршрутизаторы в основном продаются на рынках Северной Америки, Японии и Китая. В то время как многие промышленные модули 5G используются в Китае.

Что касается широкополосных приложений, устройства 5G будут широко использоваться в Северной Америке и Японии в 2022–2023 годах. Рынок устройств 5G eMBB расширится до стран EMEA и APAC в течение 2022–2024 годов. Промышленный рынок 5G начнет постепенно расти в 2022-2023 годах, поскольку многие промышленные испытания 5G, наблюдаемые в развитых странах, переходят на коммерческую основу. В автомобильной телематике внедрение 5G начнется в 2022 году, но рынок расширится в 2024–2025 годах. Ожидается, что к 2026 году 25% всей автомобильной телематики будут использовать 5G. К 2026 году, благодаря вариантам применения и географическому расширению, объем рынка 5G без учета смартфонов достигнет 117 миллионов устройств. Планшеты, CPE и телематика станут тремя самыми популярными приложениями в 2026 году.

Ожидается, что рынок промышленной 5G вырастет примерно до 5 млн. единиц в 2024 году и достигнет 15 млн. единиц в 2026 году. Китай опередит коммерциализацию промышленной 5G благодаря запуску проектов, поддерживаемых государством. С другой стороны, большинство проектов в Северной Америке, Европе, Японии и других странах все еще находятся на стадии испытаний по состоянию на 2021 год. Коммерциализация 3GPP Rel.16 станет драйвером для внедрения промышленного 5G после 2022 года.

В настоящее время типичным промышленным вариантом использования 5G является высокоскоростная передача данных (промышленный шлюз, DTU) и приложения на основе видео (камера наблюдения, дрон, удаленный мониторинг и т.п.). Ожидается, что промышленные приложения 5G получат широкое применение после появления стандартов 3GPP Rel.16 и URLLC. Для службы URLLC необходимо совместно подготовить MEC (Mobile Edge Computing/Edge Server) и на распространение потребуется время.

Рынок миллиметровых волн (mmWave) 5G достиг1,7 млн ​​единиц в 2021 году, что составило 16% от общего объема поставок 5G. Он в основном используется в устройствах 5G eMBB в Северной Америке. Из-за ограничения доступности сети доля рынка mmWave 5G незначительно снизится до 15% в 2026 году.

mmWave 5G использует более широкую полосу пропускания, чем 5G с частотой менее 6 ГГц, но построить глобальную сеть на ней сложно. Сеть mmWave 5G развернута в густонаселенных городских районах (горячая точка) и внутри зданий (частный 5G/локальный 5G). CPE (FWA) считается подходящим вариантом использования mmWave 5G. Однако, особенно для домашнего CPE, проблемой является низкое распространение радиоволн миллиметрового диапазона и необходимость самостоятельной установки наружной антенны.

5G RedCap используется для приложений, которым требуется высоконадежная связь с малой задержкой и пропускная способность данных, аналогичная LTE. Типичные приложения, рассматриваемые для 5G RedCap, включают: носимые устройства, AR Google, идентификацию по лицу, AGV, робототехнику, беспилотники, автоматизацию производства, погрузочно-разгрузочные работы, мониторинг жизненного цикла и т.п.

Рынок устройств 5G RedCap начнет расти с 2025 г., хотя, по оценкам аналитиков, к 2026 г. объем рынка 5G RedCap будет очень небольшим. Основная задача 5G Redcap для поставщиков чипов — найти приложения для большого объема. LTE Cat.1/4 подходит для многих промышленных применений и предлагает очень доступную цену. Первоначально 5G Redcap будет использоваться в средах 5G SA, таких как частные сети 5G/локальные сети 5G, которые, по оценкам, являются небольшим рынком для модулей и микросхем.

Разработка чипсета 5G

На сегодняшний день Qualcomm, MediaTek и UNISOC являются основными поставщиками чипсетов 5G, не предназначенных для телефонов. Qualcomm получила широкое распространение на ранних этапах выхода на рынок. В 2021 году MediaTek выпустила чипсет 5G, предназначенный для широкополосных приложений, и расширяет его внедрение для 5G CPE и ноутбуков. UNISOC используется китайскими поставщиками недорогих CPE и модулей 5G.

Изначально чипсеты 5G разрабатывались для смартфонов, и ни один из них не был специально оптимизирован для приложений, не предназначенных для телефонов. Начиная с 2021 года появился чипсет 5G для CPE (MediaTek T750), промышленный модуль (Qualcomm 315) и модули ПК (MediaTek T700).

Цена чипсета является одной из оснонвных проблем для расширения рынка 5G. Для создания более дешевого набора чипсетов 5G поставщики разработали новые наборы микросхем для покрытия более широких ценовых сегментов с 2020 года. Первоначально Qualcomm представила высококлассный модем 5G для всех приложений, но постепенно начала выводить на рынок более дешевые модемы 5G (x62 для eMBB среднего уровня, 315 для промышленного сегмента). MediaTek впервые представила чипсеты 5G среднего уровня. Теперь они начали поддерживать более высокую пропускную способность данных в новейшем чипсете T800 5G.

В 2021 году Qualcomm (x62/65), UNISOC (V516) и MediaTek (M80/T800) выпустили модемы для 3GPP Rel.16. Продукты, оснащенные этими модемами, будут выпущены в 2022 году. Наборы микросхем 3GPP Rel.16 повышают пропускную способность данных, но также могут поддерживать сверхнадежную связь с малой задержкой для сценариев промышленного использования.

В настоящее время в чипсете 5G используются передовые полупроводниковые технологические узлы (7 нм или ниже).

Ожидается, что поставщики наборов микросхем уровня 2/3, такие как GCT Semiconductor, Sequans, Sanechips и ASR Microelectronics, выпустят первый набор микросхем 5G Rel.16 в 2023 году или позже. Они могут ускорить ценовую конкуренцию.

Чипсет 5G RedCap

Ожидается, что набор микросхем 5G RedCap станет первым продуктом, который появится в конце 2022 — начале 2023 года после выпуска 3GPP Rel. 17. Qualcomm и UNISOC, скорее всего, коммерциализируют его на ранней стадии. При этом, после 2024 года несколько поставщиков интегральных схем, которые в настоящее время коммерциализируют LTE Cat.4 и Cat.1, начнут внедрять набор микросхем 5G RedCap.

Существует два возможных метода создания чипа 5G RedCap: повторное использование конфигруации LTE Cat.1/4 IC или разработка нового чипа. Для RedCap SoC логический размер базовой полосы не сильно отличается от LTE Cat.4, но радиочастотная схема должна быть больше, чем LTE. С точки зрения стоимости, подходящим технологическим узлом считается 22/28 нм, хотя можно выбрать и 12/14 нм.

По материалам: Iotbusinessnews