5G 是第五代通信技術(shù)，是4G 之后的延伸，是對(duì)現(xiàn)有的無(wú)線通信技術(shù)的演進(jìn)。 其最大的變化在于 5G 技術(shù)是一套技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其服務(wù)的對(duì)象從過(guò)去的人與人通信，增加了人與物、物與物的通信。根據(jù) ITU 給出的計(jì)劃， 5G 技術(shù)有望在2020 年開(kāi)始商用。

5G 的關(guān)鍵性能挑戰(zhàn)及實(shí)現(xiàn)

從具體網(wǎng)絡(luò)功能要求上來(lái)說(shuō)， IMT-2020（5G）推進(jìn)組定義了 5G 的四個(gè)主要的應(yīng)用場(chǎng)景：連續(xù)廣覆蓋、熱點(diǎn)高容量、低功耗大連接和低時(shí)延高可靠，而這些功能的實(shí)現(xiàn)都給供應(yīng)商帶來(lái)了很大的挑戰(zhàn)。

5G 技術(shù)創(chuàng)新主要來(lái)源于無(wú)線技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)兩方面。其需求來(lái)自于以上的關(guān)鍵性能挑戰(zhàn)。我們可以將關(guān)鍵性能分為以下三個(gè)部分：

為了實(shí)現(xiàn)更高網(wǎng)絡(luò)容量， 無(wú)線傳輸增加傳輸速率大體上有兩種方法，其一是增加頻譜利用率，其二是增加頻譜帶寬。

1、 大規(guī)模天線陣列（ Massive MIMO） ：提高頻譜效率，未來(lái)需要更多的天線及射頻模塊在現(xiàn)有多天線基礎(chǔ)上通過(guò)增加天線數(shù)可支持?jǐn)?shù)十個(gè)獨(dú)立的空間數(shù)據(jù)流，以此來(lái)增加并行傳輸用戶數(shù)目，這將數(shù)倍提升多用戶系統(tǒng)的頻譜效率，對(duì)滿足 5G 系統(tǒng)容量與速率需求起到重要的支撐作用。大規(guī)模天線陣列應(yīng)用于 5G 需解決信道測(cè)量與反饋、參考信號(hào)設(shè)計(jì)、天線陣列設(shè)計(jì)、低成本實(shí)現(xiàn)等關(guān)鍵問(wèn)題。

2、超密集組網(wǎng)（ UDN） ：解決熱點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)容量問(wèn)題，帶來(lái)小基站千億市場(chǎng)容量

未來(lái)移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)飛速發(fā)展，熱點(diǎn)地區(qū)的用戶體驗(yàn)一直是當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中存在的問(wèn)題。由于低頻段頻譜資源稀缺，僅僅依靠提升頻譜效率無(wú)法滿足移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增長(zhǎng)的需求。超密集組網(wǎng)通過(guò)增加基站部署密度，可實(shí)現(xiàn)頻率復(fù)用效率的巨大提升，但考慮到頻率干擾、站址資源和部署成本，超密集組網(wǎng)可在局部熱點(diǎn)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)百倍量級(jí)的容量提升，其主要應(yīng)用場(chǎng)景將在辦公室、住宅區(qū)、密集街區(qū)、校園、大型集會(huì)、體育場(chǎng)和地鐵等熱點(diǎn)地區(qū)。

3、全頻譜接入：擴(kuò)大頻譜寬度， 未來(lái)利好射頻器件廠商，但頻譜暫未分配

相對(duì)于提高頻譜利用率，增加頻譜帶寬的方法顯得更簡(jiǎn)單直接。在頻譜利用率不變的情況下，可用帶寬翻倍可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸速率也翻倍。通過(guò)有效利用各類移動(dòng)通信頻譜（包含高低頻段、授權(quán)與非授權(quán)頻譜、對(duì)稱與非對(duì)稱頻譜、連續(xù)與非連續(xù)頻譜等）資源可以提升數(shù)據(jù)傳輸速率和系統(tǒng)容量。 但問(wèn)題是，現(xiàn)在常用的6GHz以下的頻段由于其較好的信道傳播特性，目前已經(jīng)非常擁擠， 6~100GHz高頻段具有更加豐富的空閑頻譜資源，可作為5G的輔助頻段，然而30GHz~100GHz頻率之間屬于毫米波的范疇，這就需要使用到毫米波技術(shù)。

4、新型多址技術(shù)：降低信令開(kāi)銷，縮短時(shí)延

通過(guò)發(fā)送信號(hào)在空/時(shí)/頻/碼域的疊加傳輸來(lái)實(shí)現(xiàn)多種場(chǎng)景下系統(tǒng)頻譜效率和接入能力的顯著提升。此外，新型多址技術(shù)可實(shí)現(xiàn)免調(diào)度傳輸，將顯著降低信令開(kāi)銷，縮短接入時(shí)延，節(jié)省終端功耗。目前業(yè)界提出的技術(shù)方案主要包括基于多維調(diào)制和稀疏碼擴(kuò)頻的稀疏碼分多址（ SCMA）技術(shù)，基于復(fù)數(shù)多元碼及增強(qiáng)疊加編碼的多用戶共享接入（ MUSA）技術(shù)，基于非正交特征圖樣的圖樣分割多址（ PDMA）技術(shù)以及基于功率疊加的非正交多址（ NOMA）技術(shù)。

5、5G 網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)： NFV 和 SDN，網(wǎng)絡(luò)能力開(kāi)放或利好第三方服務(wù)提供商

未來(lái) 5G 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將包括接入云、控制云和轉(zhuǎn)發(fā)云三個(gè)域： 接入云支持多種無(wú)線制式的接入，融合集中式和分布式兩種無(wú)線接入網(wǎng)架構(gòu)，適應(yīng)各種類型的回傳鏈路，實(shí)現(xiàn)更靈活的組網(wǎng)部署和更高效的無(wú)線資源管理。

5G背后的半導(dǎo)體商機(jī)

新一代移動(dòng)通訊5G也助力半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)從PC、智慧型手機(jī)、平板裝置出貨量下滑的窘境中脫困。為順利搶占物聯(lián)網(wǎng)與5G移動(dòng)通訊商機(jī)，半導(dǎo)體相關(guān)廠商包括晶圓制造/代工、封裝與EDA業(yè)者，都紛紛展現(xiàn)其最新技術(shù)，如IBM領(lǐng)先推出7奈米芯片；臺(tái)積電也宣示透過(guò)最新鰭式場(chǎng)效電晶體（FinFET）與物聯(lián)網(wǎng)大資料分析技術(shù)，期可在物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)扮演重要角色。

不僅如此，在臺(tái)灣及中國(guó)大陸通訊與手機(jī)處理器芯片市場(chǎng)占有一席之地的聯(lián)發(fā)科（MediaTek），也針對(duì)即將到來(lái)的5G市場(chǎng)，以及發(fā)展越發(fā)火熱的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用市場(chǎng)，端出新策略。

資策會(huì)產(chǎn)業(yè)情報(bào)研究所（MIC）產(chǎn)業(yè)顧問(wèn)兼主任張奇表示，2016年的臺(tái)灣市場(chǎng)景氣將較2015年來(lái)得好，對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)是正面消息。MIC預(yù)測(cè)的2016年10大趨勢(shì)中，所提出的「5G加速風(fēng)」，即是闡述2016年5G的技術(shù)發(fā)展，將較2015年來(lái)的積極，且可為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)帶來(lái)更多機(jī)會(huì)。

張奇進(jìn)一步指出，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，每人每月使用的移動(dòng)數(shù)據(jù)量已達(dá)10GB，這也是為何4G才剛開(kāi)始普及，5G技術(shù)隨即起跑的原因。5G通訊技術(shù)的加速發(fā)展可分為兩個(gè)方面，一為市場(chǎng)端的驅(qū)動(dòng)力，亦即使用者的行為改變，營(yíng)運(yùn)商須提供隨時(shí)隨地的連線和支援大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰?；低延遲、低功耗的創(chuàng)新物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，以及導(dǎo)入開(kāi)放式平臺(tái)與虛擬化功能提升營(yíng)運(yùn)商系統(tǒng)效率，都是市場(chǎng)端驅(qū)動(dòng)5G技術(shù)發(fā)展的原因。

至于產(chǎn)業(yè)端的驅(qū)動(dòng)力則包括2020年傳輸距離可傳輸數(shù)公里遠(yuǎn)的窄頻物聯(lián)網(wǎng)、6GHz的5G技術(shù)與小型基地臺(tái)雙向連網(wǎng)技術(shù)…等標(biāo)準(zhǔn)即將推出，可為物聯(lián)網(wǎng)或新一代感測(cè)與移動(dòng)裝置開(kāi)創(chuàng)更多新應(yīng)用，再加上各區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)組織都在爭(zhēng)取5G技術(shù)主導(dǎo)權(quán)，在在皆為促使5G發(fā)展更快的助力。

在物聯(lián)網(wǎng)方面，事實(shí)上，物聯(lián)網(wǎng)與5G技術(shù)的發(fā)展可以說(shuō)是相輔相成。龐大的物聯(lián)網(wǎng)裝置需要更高速的移動(dòng)網(wǎng)路支援，才得以實(shí)現(xiàn)；而也因物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)需要進(jìn)一步提升效率與品質(zhì)，導(dǎo)致5G技術(shù)的加速前進(jìn)。

不僅如此，近幾年「紅翻天」的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用概念，已成為半導(dǎo)體、資通訊…等產(chǎn)業(yè)界的新「救贖」。因此若相關(guān)產(chǎn)品業(yè)者發(fā)展方向都積極與物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)一步產(chǎn)生連結(jié)，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)亦是如此。為因應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用少量多樣、感測(cè)器需求大增、低功耗等要求，半導(dǎo)體業(yè)者也積極發(fā)展新的相關(guān)產(chǎn)品。

研究顯示，2016年半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)將面臨轉(zhuǎn)型及調(diào)整，物聯(lián)網(wǎng)扮演整合關(guān)鍵角色。2016年半導(dǎo)體將要面對(duì)物聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)的產(chǎn)品特色與生產(chǎn)周期影響，半導(dǎo)體廠商除須提供具備差異化的產(chǎn)品，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力外，更需借自身的差異化轉(zhuǎn)型以應(yīng)對(duì)下一波的浪潮。換句話說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)將改變產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，更將使部份廠商的產(chǎn)品價(jià)值因使用情境的不同而受到壓縮，不過(guò)卻也衍生出新的價(jià)值區(qū)塊可讓廠商有新的填補(bǔ)空間，涵蓋新策略和生產(chǎn)工具等，因此轉(zhuǎn)型與調(diào)整將是未來(lái)幾年半導(dǎo)體業(yè)的首要課題。