6G 통신 : RIS(Reconfigurable Intelligent Surface) 및 리플렉트 어레이 재료와 하드웨어 시장 및 기술(2025-2045년)
6G Communications: Reconfigurable Intelligent Surface RIS and Reflect-array Materials and Hardware Markets, Technology 2025-2045
상품코드:1509814
리서치사:Zhar Research
발행일:2024년 06월
페이지 정보:영문 457 Pages
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한글목차
6G 통신은 2030년에 도래합니다. 이에 따라 필수적인 RIS(Reconfigurable Intelligent Surface)는 전반경로를 강화하고, 도달 거리와 침투력을 증대시킵니다. 이 기술은 우선 서브 테라헤르츠를 처리하고, 다음에 테라헤르츠, 근적외선, 광 주파수를 추가할 전망입니다. 기지국도 강화되며 성층권을 이동하는 솔라 드론에도 탑재됩니다. RIS 360도 전방위 대응성, 불가시성, 장수명성, 자기 적응성, 자기 발전성을 갖춘 다기능 스마트 소재의 개발이 급속히 진행되고 있으며, 이것은 센싱, 포지셔닝, 무전원 클라이언트 디바이스의 조작 등의 비지니스 사례를 생성하고 있습니다.
6G 통신에 필수적인 RIS(Reconfigurable Intelligent Surface) 및 리플렉트 어레이 재료와 하드웨어 시장 및 기술을 조사했으며, RIS의 정의와 개요, 재료와 디바이스, 제조 기술과 R&D의 동향, 비용 분석, 5G 및 6G RIS 로드맵, 시장 규모의 추이·예측, 각종 용도의 전망과 과제, 참여 기업의 분석 등을 정리하여 전해드립니다.
목차
제1장 주요 요약·결론
본 리포트의 목적
조사 방법
2개의 인포그램에 의한 RIS의 정의, 설계, 도입
주요 결론 : 6G 통신과 RIS 설계 및 도입
주요 결론 : RIS 튜닝을 위한 재료와 디바이스
주요 결론 : 6G RIS 및 리플렉트 어레이의 제조 기술
주요 결론 : 장기적 시점
RIS 비용 분석
5G와 6G의 연구와 기업 개발의 우선순위 차이
6G RIS SWOT 평가
RIS의 진화
5G 및 6G RIS 로드맵
RIS 컴포넌트 인 어 박스(components-in-a-box)로부터 스마트 재료로의 동향
시장 예측
6G RIS 시장 규모의 예측(수량·금액·가격)
6G RIS 연간 판매량의 예측
6G RIS 시장 규모의 예측(금액) : 카테고리별
6G RIS 누계 패널 도입 수의 예측
6G 완전 패시브 메타물질 리플렉트 어레이 어레이 시장의 규모
6G RIS 시장 규모
제2장 정의·기원·중요성·주요 문제·필요한 능력
정의·분류
용어
1G에서 6G로의 여정
RIS 설명·목적
빔포밍과 스티어링 동향 : '빔'은 완곡 표현
하드웨어에 대한 배려 부족, 궁극적 퍼포먼스 목표의 중요성
시스템과 보안 관점에서 본 RIS
6G 세계 아키텍처 제안, 보완 시스템, 범위 딜레마
인포그램 : 최근 연구를 참고로 한 RIS를 사용한 6G 및 보완 시스템
인포그램 : 6G 하드웨어와 관련 제조업체
RIS와 기존 어프로치의 비교 : 혼합 어프로치
재구성 가능·지능형 메타표면의 다양한 기능과 용도
세계 6G RIS 구상의 예
ETSI ISG RIS
RISE 6G Europe
영국과 한국의 협력
일본
중국
제3장 궁극적 6G RIS 하드웨어 목표 : 불가시성·독립성·편재성·다기능성·영속성
개요
6G로 기대되는 메타표면 에너지 수확
RIS는 제로 에너지 디바이스가 되며, ZED 클라이언트 디바이스가 사용 가능해진다.
자기 발전형 장수명 RIS로의 길
6G ZED 실현 기술과 재료
6G ZED 인프라와 클라이언트 디바이스용 수확 기술
6G 액티브 RIS 및 UM MIMO 기지국 전력 수요와 에너지수확기술 옵션의 매칭
에너지수확기술을 이용한 '영구' RIS
장수명 : fit-and-forget용 자기치유 소재
다기능 RIS : 솔리드 스테이트 냉각 기능에 의해 RIS 수용성과 회수율을 향상
다기능 RIS가 에너지 수집을 지원
통합 센싱 ISAC와 위치 결정 기능을 갖춘 다기능 RIS
system security를 보증하는 RIS : 세미 패시브 RIS와 액티브 RIS의 통합
제4장 투명 패시브 리플렉트 어레이와 올 라운드 STAR RIS
개요
6G 전송 처리 표면의 투명화 상황
투명 또는 불투명하게 할 수 있는 6G 빔 처리 표면의 옵션
투명 IRS와 RIS는 거의 어디에나 갈 수 있다.
투명 패시브 지능형 반사 표면 IRS : Meta Nanoweb-R Sekisui
투명 RIS
동시 투과·반사형 STAR RIS
2024년 이후 분석된 기타 연구논문
2023년 이후 분석된 기타 연구논문
이전 연구 - 예
제5장 기지국·UAV·광역 MIMO RIS
기지국과 항공 RIS의 정의와 관련성
UAV 드론과 RIS
항공 RIS 기지국 연구
2024년 UAV RIS 관련 연구 : 기타 52건
스몰셀 기지국으로서의 RIS
RIS 대응, 자립형, 초대형 규모 6G UM-MIMO 기지국 설계
기타 MIMO 대면적 RIS의 진보
대규모 MIMO 기지국용 RIS : Tsinghua University, Emerson
다음의 ELAA 진척 예정
제6장 서브 THz·THz에서 전반경로를 강화하는 6G RIS 하드웨어 및 시스템 설계
요구·주요 장애
5G와 6G 연구와 기업 개발의 우선순위 차이
RIS 동작 모드
특정 업계 및 변화에 맞춘 RIS 설계 : 커스텀 설계 및 자기 적응형 RIS
RIS 튜닝 하드웨어 옵션의 비교
한정적인 6G 0.1-0.3 THz 기능을 갖춘 5G RIS 튜닝 옵션 : HEMT, CMOS, PIN, 쇼트키
6G RIS 0.1-1 THz 및 NearIR용 유망한 튜닝 재료와 그만큼 유망하지 않은 튜닝 재료
2024년 THz RIS 이하 기타 연구논문의 분석
2024년 THz RIS 이하 기타 연구논문의 분석
제7장 광 캐리어 : NIR 및 가시 주파수에서의 전반경로를 강화하는 6G ORIS 하드웨어 및 시스템 설계
NIR 및 가시광선 ORIS 및 관련 디바이스 설계의 개요
연구와 기업 개발의 우선순위
6G에서 가시광 통신의 중요성
FSO와 VLC가 대처하는 과제
공기중에서의 감쇠와 유형 0.1THz로부터 가시광선까지의 보완성
실내, 야외, 수중에서의 ORIS
성층권 통신의 일부와 그 이후
LiFi를 포함한 6G RIS 및 LED 광통신 기술
LED 및 잠재적 6G LiFi 및 6G 광학 RIS 재료
실내 및 야외 시나리오에서 상정되는 RIS 대응 6G LiFi 용도
LED 통신 전반
RIS 지원 실내 VLC 시스템 시스템 모델
6G 통신 및 시스템 설계를 위한 메타물질 ORIS
6G 통신용 메타렌즈
미러 어레이 ORIS 설계
최고 QOS를 실현하는 광/THz 6G 통신의 조합이 가능
2024년과 2023년 기타 연구의 평가
중요한 선행 연구
제8장 주요 실현 하드웨어 : 메타물질·메타표면
개요
6G 통신 및 기타 OTA, TIRS용 전기적으로 기능화된 투명 유리
meta-atom과 패턴화 옵션
상업적, 운영적, 이론적, 구조적 옵션의 비교
메타물질의 패턴과 재료
통신 메타물질 6개의 형식과 예
조정 가능한 메타물질
메타표면 프라이마
메타물질 전체의 장기적인 전망
GHz, THz, 적외선, 광 메타물질의 새로운 용도
메타물질과 메타표면 전반의 SWOT 평가
제9장 6G RIS와 리플렉트 어레이 제조·테스트·비용 내역·참여 중소기업
박막과 투명 일렉트로닉스의 최첨단 기술
디스크리트 기판, 적층 필름으로부터 완전한 스마트 재료 통합으로의 동향
플렉서블, 층류, 2D 에너지수확기술과 센싱의 중요성
6G RIS 광, 저THz, 고THz의 제조 기술의 차이
계획중인 6G RIS 디바이스 및 시스템의 제조 포맷
전금속 테라헤르츠 메타표면
전유전체 테라헤르츠 메타표면 : 2024년의 새로운 진보
초고속 레이저 가공별 이온 메타표면
6G RIS 테스트
RIS 비용 분석
6G 제조 기술에 참여하는 중소 비통신 기업
Echodyne USA
Evolv Technology USA
Fractal Antenna Systems USA
Greenerwave France
iQLP USA
Kymeta Corp. USA
Meta Materials Canada
Metacept Systems USA
Metawave USA
Pivotal Commware USA
SensorMetrix USA
Teraview USA
KSA
영문 목차
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Summary
This major commercially-oriented report serves the needs of investors, materials and device suppliers, product and system integrators, but there is also much to interest academics, regulators and others in the emerging value chain.
New virtuosity
6G Communications arrives 2030. Its essential Reconfigurable Intelligent Surfaces will increase range and penetration, enhancing the propagation path. First, they will handle sub-terahertz then add terahertz, near infrared and optical frequencies. They will even enhance the base stations and appear in the stratosphere on loitering solar drones. There is rapid progress in making RIS 360-degrees all-round capable, invisible, long lasting, self-adaptive, self-powered and even multifunctional smart materials adding sensing, positioning, operating unpowered client devices and other business cases. Indeed, the flood of new research in 2024 makes earlier analysis misleading.
Two reports in one
The report is really two reports in one. Those seeking just the materials and device aspects can get them from about 200 pages, mainly of new infograms, forecasts, roadmaps, comparison tables and PhD level commentary. Those seeking all aspects including signal processing and system design will value the full text.
The report has 6 SWOT appraisals, 9 chapters, 21 forecast lines to 2045, 25 key conclusions, 31 new infograms, over 92 companies mentioned and hundreds of latest research papers analysed, particularly from 2024 and 2023, in 457 pages.
Questions answered include:
Cost analysis?
Gaps in the market?
Merits and issues of RIS alternatives?
Becoming multipurpose in what ways?
Major RIS milestones, when, where to 2045?
Countries, companies, researchers to watch?
6G RIS vs 6G reflect-arrays - technologies, forecasts?
6G THz, NearIR and visible frequencies, when and why?
Potential partners and acquisitions and their RIS progress?
6G RIS panels, area, cost, & market value by year to 2045?
Which formulations, configurations, manufacturing win, why?
What metamaterials, metasurfaces, tuning materials and devices?
20-year roadmaps of decision making, technical capability and adoption?
The 36-page Executive Summary and Conclusions takes 38 pages for those wanting the whole picture at speed including roadmaps 2025-2045. 11 pages then present those 21 forecast lines as tables and graphs with commentary. Chapter 2 (45 pages) then introduces the subject addressing definitions, origin, importance, key issues, required capabilities and some important regional initiatives but what is the ultimate objective? That is covered in Chapter 3 (39 pages) "Ultimate 6G RIS hardware objectives: invisible, independent, ubiquitous, multifunctional, everlasting". Here you will learn of the now-considerable body of work on such things as Transparent Amplifying Intelligent Surface TAIS providing Simultaneous Wireless and Information Transfer SWIPT with advanced backscatter and Simultaneous Terahertz Imaging with Information and Power Transfer STIIPT. See eight options that can be combined for energy independent long-life, 13 energy harvesting options potentially making RIS into Zero Energy Devices. Ambient backscatter communications AmBC and crowd detectable CD-ZED? RIS ensuring 6G system security: combined semi-passive and active RIS? Winning materials? It is here with analysis of many latest research papers and our own ideas.
Transparent versions attract
Transparent RIS is now a strong trend so Chapter 4 (38 pages) goes deeper with "Transparent passive reflect-arrays and all-round STAR RIS". In addition, there is much new work on how RIS technology will help to address the many problems of the large, power-hungry 6G base stations planned and Chapter 5, "Base station, UAV and large area MIMO RIS" covers these linked topics in 22 pages including the extremely large-scale antenna array (ELAA).
Heart of the subject
Chapter 6 concerns the heart of the subject - materials, devices and new principles for, "6G RIS hardware and system design enhancing the propagation path at sub-THz, THz". In 130 pages it makes sense of the tsunami of new research and initiatives, presenting many summaries, comparisons and predictions including winning materials. See indoor vs outdoor RIS and RIS customised to specific industries. However, the largest part is RIS tuning hardware options compared, making sense of many new research advances and initiatives, identifying winners and losers. Whereas some early 6G RIS will use 5G RIS tuning materials and devices, higher THz frequencies need disruptive new approaches including liquid crystal, graphene, vanadium dioxide and chalcogenide tuning particularly full integration into the metasurfaces. Goodbye to flip chipping discretes.
6G becomes largely optical
To succeed commercially, most 6G must offer widespread superlative performance so such things as defaulting to satcoms and WiFi at mere GHz risks the whole enterprise. Enter 6G near-infrared and visible light communication and the attendant need for RIS at these frequencies, all addressed in Chapter 7 "Optical carriers: 6G ORIS hardware and system design enhancing the propagation path at near infrared and visible frequencies". Its 42 pages lead you to your opportunities with these materials and devices. Learn the place of LiFi, Optical Wireless Communication and more.
Enabling metamaterials, manufacturing and small companies
For those needing the basics of required added value materials, the 28 pages of Chapter 8 cover, "Key enabling hardware: metamaterials, metasurfaces". Chapter 9 adds, "6G RIS and reflect-array manufacture, testing, cost breakdown, small companies involved". What resolution, feature size, printing technology? Cost breakdown for hardware through installation for indoor and outdoor RIS systems? 12 small to medium sized companies, with something to offer, are assessed - your potential partners or acquisitions. The newest activities of the giant telcos and others and hundreds of research institutions have already been covered throughout the text.
Table of Contents
1. Executive summary and conclusions
1.1. Purpose of this report
1.2. Methodology of this analysis
1.3. Reconfigurable intelligent surfaces definition, design, deployment with two infograms
1.3.1. Definition and basics
1.3.2. Infogram:6G RIS and other metamaterial in action: the dream
1.3.3. Infogram: Ubiquitous 6G and complementary systems using RIS with references to recent research
1.3.4. RIS-enabled, self-sufficient ultra-massive 6G UM-MIMO base station design
1.3.5. Choosing complementary 6G frequencies all capable of better performance
1.3.6. Infogram: The Terahertz Gap demands 6G tuning materials and devices different from 5G
1.4. Key conclusions: 6G Communications and its RIS design and deployment 2025-2045
1.5. Key conclusions: materials and devices for RIS tuning
1.6. Key conclusions: Manufacturing technology for 6G RIS and reflect-arrays
1.6.1. Manufacture overview
1.6.2. Printing options for metamaterials and their tuning materials
1.6.3. Near-infrared and visible light ORIS and allied device design and manufacture
1.7. Key conclusions; the long view
1.7.1. Summary
1.7.2. SWIPT, STIIPT, AmBC, CD-ZED with 17 2024, 2023 research papers analysed
1.7.3. STAR RIS SWOT appraisal
1.8. RIS cost analysis
1.8.1. Outdoor semi-passive and active RIS cost analysis at high areas of deployment
1.8.2. Indoor semi-passive RIS cost analysis at volume
1.9. The different prioritisation of research and company development for 5G and 6G
1.10 6G RIS SWOT appraisal
1.11. RIS evolution 2025-2045
1.12 5G and 6G RIS roadmap 2025-2045
1.13. Trend from RIS components-in-a-box to smart materials 2025-2045
1.14. Market forecasts 2025-2045
1.14.1 6G RIS market yearly area added bn. sq. m., price $ ex factory $/ square meter, semi-passive ,active and total market value table 2029-2045: table
1.14.2 6G RIS Area sales yearly billion square meters 2029-2045: graph with explanation
1.14.3. Average 6G RIS price expressed as $/ square m. ex-factory including electronics 2029-2045
1.14.4. RIS value market $ billion by active and three semi-passive categories 2029-2045: table
1.14.5 6G RIS value market $ billion by active and three semi-passive categories 2029-2045 graph with explanation
1.14.6 6G reconfigurable intelligent surfaces cumulative panels number deployed billion by year end 2029-2045
