定期刊行物

　トピックス　

5G 関連デバイスの動向(1) ～回路・基板編～
データ転送速度は10 倍以上、遅延時間は1/10、接続数は10倍程度（全て従来比）と、必要とされるデバイスは4Gとは様変わり

モバイルネットワークは3G から4G、そして5G へ
モバイルネットワークは、これまでほぼ10 年毎に世代が替わってきたが、4Gから5G へと軸足を移すことが明らかになったのは、2017 年9 月に開催されたMobile World Congress が最初であった。
2G までの発展で、誰もが場所に縛られることなく、いつでも通話することが可能になった。3G では、クリアな音質の通話や写真付メールの送受信などで、コミュニケーションの幅を広げると共に、ネットからの音楽ダウンロードを可能にするなど、携帯電話にエンターテイメント要素が加わった。4G は、通信速度のさらなる高速化が進むと同時に、スマートフォンの登場で、映画や音楽の視聴、買い物など、従来とは比較にならないほど多くの事柄を行なうことを可能にした。
そして、5G が普及する2020 年代には、ネットワークにつながるモノが爆発的に増加することになる。これまでの進化は、パソコンやテレビでできることが、スマートフォンなどのモバイル機器でも可能になるというレベルだった。これからは、既存のツールで利用されてこなかったサービスを、まずはモバイル機器で提供するという時代に突入することになる。
これは、これまでの想定を大きく超える性能が、モバイルネットワークに要求されることを意味する。
5G 初期には、主に3～6 GHz の周波数を用いたサービスが展開される。これらの周波数帯では、ほかの無線システムなどの存在により、限られた帯域幅となるため、通信速度もその帯域幅に応じた限界が存在する。
また、従来、携帯電話に用いられている3 GHz 以下の周波数特性として、伝搬損失は少ないものの、波長が長く電波が広がりやすいという性質のため、通話やショートメッセージサービス（SMS）、Web ブラウジングなどをメインとする限られた通信アプリケーションには適しているものの、ビームを絞った高速無線通信の実現が難しく、複数の端末間の電波の干渉により、スタジアムなど極めて多くの端末を収容するような場合の対応も難しいという点があった。
5G では、従来より高い周波数帯であるミリ波を用いる無線通信技術の導入によって、より広い帯域を確保しつつ、指向性の高いアンテナの実現可能性が見込まれている。

　内容目次　

《EMC・ノイズ対策シリーズ》
●EMC・ノイズ対策シリーズ（2）遠方界電磁波シールド動向　（3～32ページ）
～情報保護意識の高まりや5G関連の開発加速により、
　非医療系の電磁波シールドルームやシールドテントの需要が増大中～

1．はじめに
1-1．高周波は近傍界と遠方界の境が近い
【図1．発信電波の近傍界と遠方界（イメージ図）】
1-2．電磁波シールドの性能と対象施設
【表1．近傍界シールドと遠方界シールド】
【図2．建築物の遠方界電磁波シールドの事例（イメージ図）】
【表2．シールド性能のレベルと効果の目安】
【表3．電磁波シールドの目的別の要求レベル】
【表4．遠方界電磁波シールドの対象となる建築物の事例】
【表5．主要施設のシールド性能の目安】
1-3．電磁波セキュリティと電磁波シールド
(1)電磁波盗聴対策の需要が増大
【図3．電磁波盗聴のイメージ図】
【表6．電磁波盗聴対策（TEMPEST）の基本】
(2)電磁波攻撃対策の新製品も登場
【表7．電磁波攻撃用EMPの発生源】
【図4．電磁波セキュリティ（EMP・HPM、TEMPEST）対応のシールド性能】
1-4．遠方界電磁波シールド材の概要
【表8．主な遠方界用電磁シールド材料】
2．遠方界シールド関連市場の動向
2-1．海外市場の経緯と概況
2-2．国内の総市場規模推移・予測
【図・表1．国内のシールドルーム市場規模推移・予測（金額：2018-2023年度予測）】
【図・表2．国内のシールドルーム市場の分野別内訳（金額：2018年度）】
2-3．国内のシールドルーム市場の分野別概況
(1)非医療系市場の最新動向
【図・表3．非医療系電磁波シールドルームの国内分野別内訳（金額：2018年度）】
【図・表4．非医療系電磁波シールドの国内メーカーシェア（金額：2018年度）】
(2)医療系市場の最新動向
【図・表5．医療系シールドルームの国内分野別内訳（金額：2018年度）】
(3)シールドルームの施工法と主要材料の動向
【表9．国内の各種シールドルームの施工法と主要材料（金額：2018年度）】
3．遠方界電磁波シールド関連企業の動向
3-1．株式会社テクネット
【図5．大型ビル等の磁気シールドの事例（イメージ）】
3-2．医建エンジニアリング株式会社
【表10．無鉛ボードXpと鉛付き石膏ボードの比較】
【図6．ホーシャット無鉛ボード（左）とMed-BOX（規格品：中、特注品：右）】
3-3．技研興業株式会社
【図7．シールドルームの事例（TEMPEST対応：左、高周波対応高性能型：右）】
【表11．医療施設におけるテクノシールド事業の対象】
3-4．東京計器アビエーション株式会社
【図8．パネル式MRIシールドルームとシールド引き戸（中）、専用照明（右）】
【図9．工業用シールドルーム「アンティエミーシリーズ」の製品例】
3-5．日本環境アメニティ株式会社
【表12．日本環境アメニティの電磁波・磁気・X線シールド工事の実績】
【図10．マグセーバー®（左）とマグセーバー・スーパー®（内観事例：右）】

《次世代市場トレンド》
●次世代先端デバイス動向(7) 有機デバイス　（33～58ページ）
～有機ELデバイスなどとして既に実用化されているが、さらに、高度な
　機能を発揮するものを創出する試みが精力的に進められている！～

1．有機デバイスとは
2．有機デバイスの原料としての有機半導体
3．有機デバイスの応用事例
3-1．有機ELデバイス
3-2．有機FET
3-3．有機太陽電池
4．有機デバイスの市場規模予測
【図・表1．有機デバイスの国内およびWW市場規模予測（金額：2020-2040年予測）】
【図・表2．有機デバイスの応用分野別WW市場規模予測（金額：2020-2040年予測）】
5．有機デバイスに関連する企業・研究機関の取組動向
5-1．国立大学法人九州大学
5-2．国立大学法人京都大学
(1)マルチスケールシミュレーションによる非晶有機薄膜中での電荷輸送解析
【図1．マルチスケールシミュレーションによる有機非晶膜中の電荷輸送解析】
【図2．本研究のモデルと電子移動度の電界強度依存性】
(2)高効率青色発光有機EL素子の開発
【図3．（上）今回用いた有機ELの素子構造と各種周辺材料（中左）今回用いた有機EL発光材料（中右）素子B、発光分子CCX-IIを用いた場合の実際の発光の様子（下左）EQE改善の様子（下右）素子B、発光分子CCX-I、CCX-IIを用いた場合のCIE座標】
5-3．国立大学法人千葉大学
【図4．フタロシアニンの分子構造】
【図5．鉄磁石基板上で実現した世界最薄の有機分子膜の模式図】
【図6．鉄基板の上に作製したフタロシアニン分子膜（上）室温で観察したSTM像（下）分子膜の模式図】
5-4．国立大学法人筑波大学
(1)測定手段としての電子スピン共鳴
【図7．ESR測定用の有機デバイス構造】
(2)有機・ペロブスカイト太陽電池のESR研究
【図8．光誘起ESR分光装置の模式図】
(3)有機トランジスターのESR研究
5-5．国立大学法人東京工業大学
【図9．代表的な有機半導体高分子の構造】
【図10．道信研究室が開発した窒素原子を含む有機半導体高分子】
【図11．フレキシブル基板上に作製した有機トランジスター】
5-6．国立大学法人東京大学
5-7．私立大学東京理科大学
6．有機デバイスの将来展望

●期待されるDX市場の課題と動向(2)　（59～65ページ）
～DXの目標は“利益の最大化”ではなく
　ダイナミック・ケイパビリティの確立～

1．前号の要約と追加
1-1．既存の主要システムとDX
（1）既存の主要システムとDX
①見える化
②PLM
③SCMなど
2．DX を目指す方向に対する様々な提言
2-1．ダイナミック・ケイパビリティとDX
【表1．DXとダイナミック・ケイパビリティ】

《注目市場フォーカス》
●5G関連デバイスの動向(1) ～回路・基板編～　（66～87ページ）
～データ転送速度は10倍以上、遅延時間は1/10、接続数は
　10倍程度（全て従来比）と、必要とされるデバイスは4Gとは様変わり～

1．モバイルネットワークは3Gから4G、そして5Gへ
2．5Gになると何が変わるのか！
3．5Gで変わるデバイス
4．5G関連デバイスの種類別動向
4-1．回路・基板
5．5G関連デバイスの市場規模予測
【図・表1．5G関連デバイス全体の国内およびWW市場規模予測（金額：2020-2030年予測）】
【図・表2．5G関連デバイス全体の対象分野別WW市場規模予測（金額：2020-2030年予測）】
【図・表3．5G回路・基板関連デバイスのWW市場規模予測（金額：2020-2030年予測）】
6．5G回路・基板関連デバイスに関連する企業・研究機関の取組動向
6-1．イビデン株式会社
6-2．京セラ株式会社
6-3．国立研究開発法人産業技術総合研究所（産総研）
6-4．国立大学法人東京工業大学
(1)5G向けミリ波無線機の小型化
【図1．5G向け28 GHz帯無線機のチップ写真】
【図2．RF移相器とLO移相器（本開発品）によるフェーズドアレイ無線機の比較】
(2)5G向けミリ波無線機の省面積化
【図3．5G向け28 GHz帯無線機のチップ外観】
【図4．（a）従来のトランシーバー構成（b）開発した双方向性トランシーバー構成】
(3)5G向けミリ波フェーズドアレイ無線機の開発
【図5．5G向け39 GHz帯フェーズドアレイ無線機】
6-5．国立大学法人東北大学
6-6．株式会社ノベルクリスタルテクノロジー
【図6．Ga₂O₃単結晶基板、エピウェハーとGa₂O₃製ショットキーバリアダイオード（SBD）】
6-7．日立化成株式会社
(1)高周波対応低伝送損失/低熱膨張多層材料「MCL-HS100」
(2)ミリ波レーダー用低伝送損失材料「AS-400HS」
(3)ハロゲンフリー低伝送損失多層材料「Light Wave MCL-LW-900G/910G」
(4)車載対応はんだクラック抑制基板材料「TD-002」
【図7．はんだクラック発生メカニズムと低弾性材による応力緩和手法】
7．5Gはイノベーションの起爆剤となるか！

《タイムリーコンパクトレポート》
●小型・精密減速機市場　（88～92ページ）
～市場成長にはいったんブレーキがかかるも
　高次元の生産能力増強余力で再浮上は確実視～

1．市場概況
2．セグメント別動向　-ロボット用と非ロボット用-
3．注目トピック
3-1．小型・精密減速機のメーカー動向
3-2．アプリケーションで異なる小型・精密減速機の適用率
3-3．バックラッシゼロを冠する減速機メーカーは極めて少数、中国製はまだカウント外
4．将来展望
【図1．小型・精密減速機世界市場規模推移と予測（数量：2017-2021年予測）】
【表1．サーボモーター主要アプリケーションにおける小型・精密減速機適用率】

《あとがき》
読者アンケート「興味を持ったレポート」トップ3 予想　（93ページ）