Indium, nicht Silizium, wird wahrscheinlich 6G-Kommunikation ermöglichen

Der Start drahtloser Kommunikationsnetze begann 1979, als Nippon das erste kommerziell automatisierte Mobilfunknetz einführte, das heute als die erste „Generation“ (1G) bekannt ist. Es startete in Tokio, deckte aber bald die gesamte Bevölkerung Japans ab.^[1] (Die Autotelefone der 1960er-Jahre mit dem Improved Mobile Telephone Service und Finnlands Netz namens Autoradiopuhelin in den 1970er-Jahren gelten als 0G-Technologie.^[2])

Die nächsten Iterationen waren 2G im Jahr 1991, 3G im Jahr 2001, 4G im Jahr 2009 und 5G im Jahr 2019 (in etwa 10-Jahres-Schritten). Dies ist nicht repräsentativ für die gesamte Verfügbarkeit der 5G-Abdeckung in den USA. Folgende, von Ookla berichtete Daten über die 5G-Nutzung im 1. Quartal 2022 vermitteln jedoch ein Gefühl dafür. Laut Ookla verbringen Nutzer 5G-kompatibler Geräte in den folgenden drei Netzen den Großteil ihrer Zeit in 5G:

• T-Mobile – 65,0 %
• AT&T – 49,4 %
• Verizon Wireless – 28,2 %

Man kann mit Sicherheit sagen, dass 5G noch nicht flächendeckend verfügbar ist.

Aber es ist nie zu früh, um in die Zukunft zu blicken. Denken Sie an die Möglichkeiten von 6G: holografische Kommunikation, künstliche Intelligenz (KI) und Kommunikation mit sichtbarem Licht.

Ein 12-köpfiges Team aus Forschern aus dem Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), dem Korea Advanced Nano Fab Center (KANC), dem Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI) und dem Gwangju Institute of Science and Technology (GIST) hat seine Forschungsergebnisse veröffentlicht (ACS Nano 2022, DOI: 10.1021/acsnano.2c00334) Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass zwei Typen von Indium- und Gallium-haltigen Transistoren mit hoher Elektronenbeweglichkeit (HEMTs) beim Übergang zu 6G von Vorteil sein könnten.

„Zwei Typen von Indium- und Gallium-haltigen Transistoren mit hoher Elektronenbeweglichkeit (HEMTs) könnten beim Übergang zu 6G von Vorteil sein.“

6G wird viel höhere Funkfrequenzen (HF) benötigen als 5G. 5G nutzt in erster Linie HF-Bänder im Sub-6GHz-Bereich sowie 80-140GHz. 6G wird HF-Bänder oberhalb von 140 GHz zusätzlich zu Nicht-HF-Bändern (z. B. optische Bänder) benötigen. Die 6G-Geräte, die auf diesen höheren Frequenzen arbeiten, werden auf diese höheren Teile des HF-Spektrums zugreifen und damit größere und schnellere Datenübertragungen ermöglichen (8K- oder 16K-Videos in nur wenigen Sekunden), müssen dies aber mit einer geringen Leistung in Einklang bringen (sehr hohe Frequenz + sehr hohe Leistung = eine Tüte Popcorn … das in Ihrer Hand aufpoppt). Obwohl in der Vergangenheit Chips aus Silizium hergestellt wurden, können dieselben Schaltkreise diese in 6G verwendeten höheren HF-Werte nichtohne weiteres erreichen. Schaltkreise mit Indium-Gallium-Arsenid (InGaAs) hingegen können diese höheren Frequenzen erreichen, weil sich die Elektronen in ihnen leichter bewegen können.

Neben dem koreanischen Team versuchen auch Forscher von IBM, den neuen Weg für 6G zu beschreiten, und Ericsson hat eine Webseite, die „6G und die Reise dorthin “ gewidmet ist.

Obwohl die meisten Kommunikationsexperten für die Einführung eines 6G-Mobilkommunikationssystems das Jahr 2028 und später anpeilen, ist es spannend zu wissen, dass Indium ein Teil des Übergangs sein wird. Im März dieses Jahres war es 70 Jahre her, dass Texas Instruments (TI), das eine Lizenz für die Bell Labs-Technologie „Schaltelement mit halbleitendem Material“ erworben hatte, sein Geschäft mit Transistoren und verwandten Halbleiterbauelementen begann. Obwohl der Standard für Lötanwendungen damals nicht-eutektisches Zinn-Blei (SnPb) war, wandte sich TI an Dr. William Murray, den Gründer und Präsidenten der Indium Corporation, um ein neues Lot mit einer geringeren Schmelztemperatur als SnPb zu finden. Dr. Murray empfahl eine neue bleifreie Indium-Zinn-Legierung (InSn), die in den vergangenen sieben Jahrzehnten ein fester Bestandteil des Portfolios bewährter Produkte der Indium Corporation geworden ist.^[3]

Verfasst von MarCom Specialist Christian Vischi.

Literatur und Ressourcen:

^[1] Airbus Secure Communications, „The History of 5G Technology.“ https://securecommunications.airbus.com/en/meet-the-experts/the-history-of-the-5g-technology

^[2] Chan, Ai Sin. „A brief history of 1G mobile communication technology.“ 24. Juli 2018. https://blog.xoxzo.com/en/2018/07/24/history-of-1g/

^[3] Mackie, Andy. „Indium Corporation: Igniting an Electronics Materials Renaissance in Upstate New York.“ IEEE Power Electronics Magazine. Juni 2020. Seite 76. Abgerufen am 24. Mai 2022. https://www.nxtbook.com/nxtbooks/ieee/powerelectronics_june2020/index.php?startid=77#/p/76

„List of mobile phone generations.“ Wikipedia. Abgerufen am 24. Mai 2022. https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_mobile_phone_generations