陳梅鈴／工研院產科國際所
採用毫米波頻段部署5G網路，是5G網路與4G網路最大的差異點之一，也是發揮5G大頻寬特性的重點技術。目前全球5G商用服務中，美國、南韓、日本、義大利、台灣等國家已釋出毫米波頻段，其他國家則規劃陸續於2021年後釋出。隨著美國、南韓等國家推出5G毫米波服務後，加上3GPP的IAB技術有助於加速5G毫米波網路的建置，預期市場上將陸續出現5G毫米波潛在應用服務，並帶來毫米波基地台、智慧終端等市場商機。
【內文精選】
前 言
3GPP（3rd Generation Partnership Project，第三代合作夥伴計畫）在Rel-15標準制定時，定義了支援24.25~52.6 GHz的毫米波頻段；而2019年的WRC-19會議也定義完成IMT-2020 5G頻譜，其中毫米波頻段包括24.25~27.5 GHz、37~43.5 GHz、45.5~47 GHz、47.2~48.2 GHz、66~71 GHz。雖然WRC-19所定義的毫米波頻段中，有些是3GPP Rel-15 FR2先前未納入範疇中的，但3GPP已於Rel-17中將支援52.6 GHz以上的頻段納入標準討論中。由此可見，毫米波(Millimeter Wave; mmWave)已成為全球5G網路部署的重要頻段。
雖然毫米波頻段高、頻寬大（大於400 MHz），可提供高傳輸速率，但也因為頻段高導致傳輸距離短、路徑衰減度大、穿透損耗高。故在5G NR (New Radio)網路下被電信服務提供商做為區域性的頻譜使用，以滿足特定區域的應用為主，例如做為室內熱點、人口密集城市的私有網路，或是對於低延遲、高準確時間同步應用的時效性網路，以及支援雷達相關應用的環境感測。整體來看，毫米波使用情境以特定區域熱點服務為主，補強Sub-6 GHz無法滿足的大頻寬應用需求。
5G毫米波通訊技術重點
1. IAB (Integrated Access and Backhaul)
3GPP Rel-16完成的IAB，即為5G NR集成無線接入和回傳，可透過擴展5G NR來支援無線回傳，取代原本的光纖回傳（圖一）。IAB特別適合5G毫米波，因為毫米波傳輸距離短，需要部署密集的基地台，若採用IAB通過無線方式回傳，便不需要再鋪設密集的光纖回傳，將可大幅降低部署的難度和成本，有助於毫米波網路的部署。
全球5G毫米波通訊網路部署概況
1. 全球投入5G毫米波之國家分布
全球已有123家電信業者在42個國家投資5G毫米波網路（圖三），其中美國已搶先於2018年底推出5G毫米波商用服務，2020年之後南韓、日本、台灣也陸續推出毫米波服務。以各國對於毫米波頻段的使用來看，主要可分為兩大應用方向：第一為電信業者作為5G服務的主流頻段，例如美國、南韓等；第二為區域性的專網應用服務，例如日本、英國、南韓。
4. 日本5G毫米波服務概況
(1) NTT DoCoMo
NTT DoCoMo的5G網路建置目標為於2021年3月覆蓋500個城市、2021年6月5G基地台達到1萬座、2022年3月達到2萬座，預計於2021年3月後更加著重O-RAN、毫米波網路部署、5G終端多樣化。其中毫米波網路部署已與多家業者進行測試，例如在日本橫濱的Minato Mirai 21濱水區進行網路試驗，使用39 GHz的5G基站和5G中繼節點進行集成無線接入和回傳(IAB)，傳輸吞吐量超過650 Mbps，延遲性為1.6毫秒。
5G毫米波通訊設備廠商布局與市場規模預估
1. 5G毫米波基地台
(1) 廠商布局
①華為：華為5G基頻晶片巴龍5000除了支援Sub-6 GHz外，也支援毫米波26 GHz和28 GHz頻段，最大支援頻寬為800 MHz，理論速度可達到6.5 Gbps。另華為也自行開發毫米波RFIC和毫米波模組，具備完整5G毫米波解決方案。
(2) 市場規模
2020年全球5G基礎設備市場規模為157億美元，較2019年成長83.5%，主要成長動力來自於中國大陸加速5G工程新基建。2020年全球5G毫米波設備市場規模為19.25億美元（圖五），較2019年微幅成長7%，其中美國將積極部署5G毫米波網路，南韓也預計於2020年下半年開始提供…以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
圖五、全球5G基礎設備市場規模
★本文節錄自《工業材料雜誌》406期，更多資料請見下方附檔。