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太赫兹:6G通信重要关键技术,核心布局龙头梳理

 江海博览 2023-10-30 发布于浙江
乐晴行业观察
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2023-10-27 14:53优质财经领域创作者

从2G到6G,每一代的移动通信都以带宽扩展为目标,通信带宽的增加意味着信道容量的增加,以支持更大的通信速率。

提升带宽的核心路径主要包括载波频率的提升。5G首次将移动通信技术拓展到了24GHz至50GHz的毫米波频段,而6G的通信速率或将达到1Tbps,最高达到5G的100倍。

为了实现这一目标,未来6G可能会在太赫兹频段进行开垦,以寻求比5G更高的速率和更大的带宽。#太赫兹##6G##5G##通信##卫星互联网##卫星#

太赫兹:6G通信重要关键技术,核心布局龙头梳理

资料来源:中国新闻网

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太赫兹行业概览

太赫兹技术是本世纪最重要的新兴学科之一,自2004年以来,受到全球广泛关注。美国将太赫兹技术列为“改变未来世界的十大技术”之一,日本更是将其列为“国家支柱十大重点战略目标”之首,加速进行研发。

我国太赫兹发展历程可以追溯到2005年,当时第270次香山科学会议专题研讨了如何在中国发展太赫兹科学技术,标志着中国太赫兹研究战略的启动。

2012年,太赫兹科学协同创新中心成立,开启了中国高校、研究所、企业协同创新研究太赫兹的新时代。

目前,我国正处于太赫兹技术应用的拓展初期,随着政策对太赫兹技术的支持力度加大,以及研发成果的逐步落地,太赫兹相关产业有望得到快速发展。

太赫兹:6G通信重要关键技术,核心布局龙头梳理

太赫兹(THz)波是指频率在0.1-10THz(波长为3000-30m)范围内的电磁波。

太赫兹频谱位置:

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来源:资料来源:《2020 年太赫兹科学与技术热点回眸》,科技导报(2021年1月)

太赫兹细分市场根据系统类型分为五个方向:成像、光谱、其他传感器、通信和计算。

应用领域来看,太赫兹技术在基础科学研究、质量检测、医学成像、材料无损检测、安全检查、室内局域无线通信、高速局域网络通信、军事等领域都有广泛的应用前景。

太赫兹技术工业制造业应用发展路线图:

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资料来源:Tematys

通信是太赫兹的重点应用领域之一。

太赫兹通信是无线通信领域的重要突破,作为通信发展的重要频段,被誉为新一代的无线革命。

由于太赫兹波段位于微波波段与红外线波段之间,因此它集成了微波通信和光通信的优点,具有穿透性强、频率高、频谱范围宽、频段资源丰富等特点。

在全息通信、微小尺寸通信、超大容量数据回传、短距超高速传输等场景中,太赫兹技术有望得到广泛应用。

从3G、4G到5G的无线通信发展路径来看,人们对于无线通信大带宽、低延时和高可靠性的要求越来越高,而太赫兹通信其自身具备的优点足以满足后5G时代的性能要求。

太赫兹波的独特属性使其能够支持超大速率的无线通信,是未来6G太比特每秒(Tbps)通信速率的重要空口技术备选方案。

国际通讯联盟已指定下一代地面无线通信的频段0.12THz,太赫兹技术将成为6G或7G通讯的基础,即将全面进入太赫兹通信时代。

太赫兹通信超高速无线传输技术的应用:

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资料来源:太赫兹研发网

太赫兹产业链

太赫兹产业链主要涵盖了从太赫兹源、太赫兹探测器等组件的研发生产,到太赫兹技术的应用以及下游市场的开拓等多个环节。

上游太赫兹产业链的组件研发和生产是整个产业链的基础。

太赫兹产业链组件可分为太赫兹源和太赫兹探测器等,其中太赫兹源占据较大的市场份额。

太赫兹源是指能够产生太赫兹波的设备或装置,太赫兹波的特殊性质,能够产生太赫兹波的设备通常需要具备高稳定性、高相干性和高功率等特点。太赫兹源的研发和生产具有一定的技术门槛和难度。目前,常见的太赫兹源包括量子级联激光器、光泵浦气体激光器、表面等离子体共振等。

太赫兹:6G通信重要关键技术,核心布局龙头梳理

系统方面,可以分为太赫兹光谱(时域光谱、频域光谱、成像扫描)、太赫兹雷达、太赫兹遥感等,其中光谱系统占据最大的市场份额。

太赫兹产业链还中间加工和制造环节,包括对于太赫兹源和探测器等组件的生产等。

下游太赫兹技术的应用是整个产业链的核心。

在安检领域,太赫兹波可以用于人体扫描和物品检查,具有较高的穿透能力和分辨率;在通信领域,太赫兹波可以支持超大速率的无线通信,是未来6G通信的重要候选频段之一;在生物医学领域,太赫兹波可以用于生物组织的成像和光谱分析,有助于疾病的早期发现和治疗。

整体而言,非破坏性测试和研究实验室中的应用共同贡献了超过60%的市场应用。

太赫兹产业链在短期内将重点发展安检和无损检测方向;中期内将加大力度研发太赫兹通信技术;长期来看,全产业链化发展将是太赫兹技术的关键发展方向。

太赫兹成像技术的无损探伤应用:

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资料来源:DOCPLAYER

太赫兹市场竞争格局和龙头梳理

全球太赫兹技术已逐渐成熟,并逐步进入产业化应用阶段。

国际上已有超过一百个研究团队正在深入探索太赫兹相关领域的研究,包括美国、日本、澳大利亚、韩国和中国台湾地区等。

近年来,我国太赫兹技术在太赫兹通信、安检、雷达、无损检测等方面取得了多项成果和突破。

太赫兹技术包括三大主线赛道:太赫兹安检设备、太赫兹通信技术、太赫兹检测技术。

国内太赫兹安检仪主要生产企业包括四创电子(股东中国电科38所研发太赫兹人体安检仪)、同方股份(子公司同方威视发展了在毫米波/太赫兹波领域业务-安检设备)、博微太赫兹(自主研发)、同方威视(芬兰引进+自主研发)、华讯方舟(代理电科50 所产品)、航天易联(代理法国MC2 产品)、西安天益(代理法国MC2 产品)、航天电子(自主研发)、久之洋(已研制出国内首台便携式太赫兹光谱分析仪设备)等。

在太赫兹产业链上下游,主要布局公司包括华讯方舟(研发石墨烯太赫兹芯片,发展太赫兹成像和生物检测业务)、大恒科技(太赫兹时域光谱仪)、TCL(太赫兹通信)、亚光科技(与多家高校和科研院所展开合作)、硕贝德(对太赫兹相关技术进行预研)、天瑞仪器(太赫兹波谱技术,液相色谱仪检测地沟油)、聚光科技(太赫兹技术的地沟油快速检测仪合作研发单位)、凤凰光学(太赫兹技术的地沟油快速检测仪合作研发单位)、光飞光纤、天银机电、陕西华达、雷科防务、海特高新、海格通信、赛微电子等。

太赫兹:6G通信重要关键技术,核心布局龙头梳理

结语

当前国内的太赫兹应用技术尚处于发展的初级阶段,还有许多技术和关键元件的问题仍需解决。同时,行业内的公司规模大多较小。随着未来科研的不断深入和技术持续发展,太赫兹技术的应用将更加广泛和深入,有望在各个领域发挥重要作用,成为引领未来科技发展的重要方向之一。

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