5G市場の急拡大による熱管理技術の革新：大規模MIMOの台頭により、サーマルインターフェース材料の市場拡大へ

5G市場は急速に拡大しており、すでに最初の設置例が実証されています。5Gの普及が進むにつれ、熱管理の分野でも技術革新と成長の機会が生まれています。高周波数へのシフトとそれに伴う信号損失の増加により、ネットワーク設備の高密度化が必要となり、ピコまたはフェムトの小型ステーションをより多く利用することになります。これにより、5G インフラストラクチャの潜在的な市場が拡大しています。

さらに、サブ 6GHz帯の設置の増加は、GaNのような新しい電力増幅器半導体技術への扉を開きます。これに伴い、従来のAuSnのようなダイアタッチ材料から、無加圧の銀焼結などの新しい代替材料への移行が進んでいます。

大規模MIMOの台頭により、設置あたりのRFチェーンの数、ビームフォーミング能力、ネットワークで使用されるアンテナ要素の数が増加しています。その結果、PCBアンテナ、パワーアンプ、ビームフォーミングコンポーネントなどに必要な材料が増加します。また、大規模なMIMOはデータ転送速度とチャンネル数を増加させ、ベースバンド処理装置への要求、消費電力の増加につながり、サーマルインターフェース材料の市場機会の拡大につながります。

mmWaveの台頭により、5G市場ではさらに劇的な変化が見られ、熱管理の機会も増えています。アンテナ利得を高めるために、アンテナ素子の数も増えますが、波長が小さくなるため、アンテナ自体を小さくすることができます。そのため、統合する必要のある電力増幅器やビームフォーミング部品の数が激増し、部品の高密度化につながります。初期のデバイスのティアダウンから考察すると、これはアンテナの後ろに、部品を密な格子状に配置することに起因し、その結果、電力損失の問題が発生し、熱管理材料の市場の拡大につながります。

ハイブリッドビームフォーミングコンポーネントでコンポーネントの数と密度が増加すると、より多くのビームフォーミングコンポーネントが必要となりますが、それと同時に、個別のパワーアンプの使用を減らし、それらをビームフォーミングコンポーネントに統合する可能性もあります。このような高レベルの集積化により、市場は長期的にはシリコンベースのコンポーネントへとシフトしていく可能性があります。

一般にテストされた初期の5G携帯電話、特にmmWave互換のものの多くは、5Gの高速ダウンロードを利用している間にオーバーヒートし、冷却するために4Gの使用に戻ります。これは暫定的な解決策であり、今後の消費者は、これらのダウンロード速度がより長い時間にわたって実行されることを望んでいます。スマートフォンの熱を最小限に抑えるためにメーカーが行っている対策はいくつかあります。5Gの組み込みに伴い、ベーパーチャンバーやグラフェンヒートスプレッダーなどの技術を利用するデバイスの大幅な増加が見られます。前世代の携帯電話と同様に、サーマルインターフェース材料の使用方法と数量は重要な要素であり、それ自体が非常に大きな市場となっています。

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https://www.gii.co.jp/report/ix943885-thermal-management-5g.html

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