5G 是第五代通信技術(shù)，是4G 之后的延伸，是對現有的無(wú)線(xiàn)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)標準，其服務(wù)的對象從過(guò)去的人與人通信，增加了人與物、物與物的通信。根據 ITU 給出的計劃， 5G 技術(shù)有望在2020 年開(kāi)始商用。

5G 的關(guān)鍵性能挑戰及實(shí)現

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)主要的應用場(chǎng)景：連續廣覆蓋、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)現都給供應商帶來(lái)了很大的挑戰。

5G 技術(shù)創(chuàng )新主要來(lái)源于無(wú)線(xiàn)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。我們可以將關(guān)鍵性能分為以下三個(gè)部分：

為了實(shí)現更高網(wǎng)絡(luò )容量， 無(wú)線(xiàn)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、 大規模天線(xiàn)陣列（ Massive MIMO） ：提高頻譜效率，未來(lái)需要更多的天線(xiàn)及射頻模塊在現有多天線(xiàn)基礎上通過(guò)增加天線(xiàn)數可支持數十個(gè)獨立的空間數據流，以此來(lái)增加并行傳輸用戶(hù)數目，這將數倍提升多用戶(hù)系統的頻譜效率，對滿(mǎn)足 5G 系統容量與速率需求起到重要的支撐作用。大規模天線(xiàn)陣列應用于 5G 需解決信道測量與反饋、參考信號設計、天線(xiàn)陣列設計、低成本實(shí)現等關(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)數據業(yè)務(wù)飛速發(fā)展，熱點(diǎn)地區的用戶(hù)體驗一直是當前網(wǎng)絡(luò )架構中存在的問(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(mǎn)足移動(dòng)數據流量增長(cháng)的需求。超密集組網(wǎng)通過(guò)增加基站部署密度，可實(shí)現頻率復用效率的巨大提升，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)區域實(shí)現百倍量級的容量提升，其主要應用場(chǎng)景將在辦公室、住宅區、密集街區、校園、大型集會(huì )、體育場(chǎng)和地鐵等熱點(diǎn)地區。

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

相對于提高頻譜利用率，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)現數據傳輸速率也翻倍。通過(guò)有效利用各類(lèi)移動(dòng)通信頻譜（包含高低頻段、授權與非授權頻譜、對稱(chēng)與非對稱(chēng)頻譜、連續與非連續頻譜等）資源可以提升數據傳輸速率和系統容量。 但問(wèn)題是，現在常用的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(xiāo)，縮短時(shí)延

通過(guò)發(fā)送信號在空/時(shí)/頻/碼域的疊加傳輸來(lái)實(shí)現多種場(chǎng)景下系統頻譜效率和接入能力的顯著(zhù)提升。此外，新型多址技術(shù)可實(shí)現免調度傳輸，將顯著(zhù)降低信令開(kāi)銷(xiāo)，縮短接入時(shí)延，節省終端功耗。目前業(yè)界提出的技術(shù)方案主要包括基于多維調制和稀疏碼擴頻的稀疏碼分多址（ SCMA）技術(shù)，基于復數多元碼及增強疊加編碼的多用戶(hù)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 )架構將包括接入云、控制云和轉發(fā)云三個(gè)域： 接入云支持多種無(wú)線(xiàn)制式的接入，融合集中式和分布式兩種無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)架構，適應各種類(lèi)型的回傳鏈路，實(shí)現更靈活的組網(wǎng)部署和更高效的無(wú)線(xiàn)資源管理。

5G背后的半導體商機

新一代移動(dòng)通訊5G也助力半導體產(chǎn)業(yè)從PC、智慧型手機、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，半導體相關(guān)廠(chǎng)商包括晶圓制造/代工、封裝與EDA業(yè)者，都紛紛展現其最新技術(shù)，如IBM領(lǐng)先推出7奈米芯片；臺積電也宣示透過(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，在臺灣及中國大陸通訊與手機處理器芯片市場(chǎng)占有一席之地的聯(lián)發(fā)科（MediaTek），也針對即將到來(lái)的5G市場(chǎng)，以及發(fā)展越發(fā)火熱的物聯(lián)網(wǎng)應用市場(chǎng)，端出新策略。

資策會(huì )產(chǎn)業(yè)情報研究所（MIC）產(chǎn)業(yè)顧問(wèn)兼主任張奇表示，2016年的臺灣市場(chǎng)景氣將較2015年來(lái)得好，對半導體產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)是正面消息。MIC預測的2016年10大趨勢中，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，且可為半導體產(chǎn)業(yè)帶來(lái)更多機會(huì )。

張奇進(jìn)一步指出，根據統計，每人每月使用的移動(dòng)數據量已達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)端的驅動(dòng)力，亦即使用者的行為改變，營(yíng)運商須提供隨時(shí)隨地的連線(xiàn)和支援大量數據傳輸的能力；低延遲、低功耗的創(chuàng )新物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，以及導入開(kāi)放式平臺與虛擬化功能提升營(yíng)運商系統效率，都是市場(chǎng)端驅動(dòng)5G技術(shù)發(fā)展的原因。

至于產(chǎn)業(yè)端的驅動(dòng)力則包括2020年傳輸距離可傳輸數公里遠的窄頻物聯(lián)網(wǎng)、6GHz的5G技術(shù)與小型基地臺雙向連網(wǎng)技術(shù)…等標準即將推出，可為物聯(lián)網(wǎng)或新一代感測與移動(dòng)裝置開(kāi)創(chuàng )更多新應用，再加上各區域標準組織都在爭取5G技術(shù)主導權，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；而也因物聯(lián)網(wǎng)應用服務(wù)需要進(jìn)一步提升效率與品質(zhì)，導致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)應用概念，已成為半導體、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，半導體產(chǎn)業(yè)亦是如此。為因應物聯(lián)網(wǎng)應用少量多樣、感測器需求大增、低功耗等要求，半導體業(yè)者也積極發(fā)展新的相關(guān)產(chǎn)品。

研究顯示，2016年半導體產(chǎn)業(yè)將面臨轉型及調整，物聯(lián)網(wǎng)扮演整合關(guān)鍵角色。2016年半導體將要面對物聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)的產(chǎn)品特色與生產(chǎn)周期影響，半導體廠(chǎng)商除須提供具備差異化的產(chǎn)品，提高市場(chǎng)競爭力外，更需借自身的差異化轉型以應對下一波的浪潮。換句話(huà)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(chǎng)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)值區塊可讓廠(chǎng)商有新的填補空間，涵蓋新策略和生產(chǎn)工具等，因此轉型與調整將是未來(lái)幾年半導體業(yè)的首要課題。