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Les prédictions de Keysight pour le Wireless et l’électronique en 2024

Les prédictions de Keysight pour le Wireless et l’électronique en 2024

Actualité générale |
Par Alain Dieul



Keysight Technologies, Inc. a mandaté ses experts dans les domaines des communications sans fil et de l’électronique afin qu’ils sondent le marché et identifient les principales tendances de ces secteurs en 2024.

Communications sans fil
La 5G : un “work in progress”
En cette fin d’année 2023, il existe moins de 50 réseaux 5G commerciaux autonomes dans le monde. Au cours des prochaines années, le rythme de transition des réseaux non autonomes vers les réseaux autonomes s’accélérera. Ces architectures soutiennent un réseau 5G entièrement programmable, qui à son tour permet aux opérateurs de créer des services au-delà du haut débit mobile amélioré. L’expansion des réseaux autonomes devrait s’accélérer, tout comme l’utilisation du network slicing et la résolution des anomalies et des problèmes de performance. En outre, l’écosystème 5G se développera afin de soutenir les capacités d’un plus grand nombre de secteurs autres que le gaming et les réseaux sociaux. Cela permettra de jeter les bases de la 6G, qui sera appliquée à un large éventail de cas d’usages.

Les jeux mobiles propulsent la FR2 sur le devant de la scène
L’industrie du sans-fil étudie l’acquisition de nouvelles fréquences entre 7 et 24 GHz. Cependant, la FR2 (ondes millimétriques, 24-52 GHz) est déjà disponible et de nombreux cas lui ont été attribués, mais il est trop cher pour soutenir les cas d’usage actuels. La FR2 exigera de nouvelles applications mobiles de jeux et de réalité virtuelle pour réaliser des économies d’échelle suffisantes pour surmonter cet obstacle. L’intérêt de la génération Z et de la génération Alpha pour les nouvelles applications grand public fonctionnant sur des appareils de RV/RA plutôt que sur des smartphones traditionnels fera exploser la demande de bande passante et de capacités supérieures avec un modèle d’utilisation à faible enjeu. Les réseaux actuels ne seront pas en mesure de répondre à cette demande et les opérateurs se tourneront vers la FR2 pour répondre à une telle demande. Une fois cette étape franchie, la pression à la baisse sur les coûts aidera les applications en dehors du domaine du divertissement et de la publicité à utiliser la FR2.

Les systèmes radio mobiles subterahertz ne verront pas le jour de sitôt
Les systèmes radio mobiles subterahertz (sub-THz) ne seront pas disponibles avant une dizaine d’années. Ils ne sont pas viables du point de vue de la mobilité en raison du manque de maturité de la technologie mobile et des coûts associés, sans parler du problème de la consommation d’énergie et de la gestion des données. Les difficultés rencontrées par l’industrie avec la FR2 montrent que les systèmes radio mobiles sub-THz ne pourront pas être viables dans un avenir proche.

La 6G ne va pas bouleverser le cœur du réseau
La 6G n’entraînera pas de refonte majeure du réseau central. Il évoluera, mais il n’y aura pas de refonte importante, comme ce fut le cas pour les fonctions de réseau lors de la transition de la 4G à la 5G. La majorité des acteurs du secteur des communications sans fil admettent aujourd’hui que cela constituerait une erreur.

Superposition de fréquences : Un défi de taille pour l’industrie du sans-fil
Au cours des cinq prochaines années, l’industrie mondiale du sans-fil devra prendre en charge et gérer les réseaux 2G, 4G, 5G et 6G. Cela représente des défis techniques et commerciaux considérables. Étant donné que plus d’un cinquième de la population mondiale dépend encore de la 2G, les régions en voie de développement telles que l’Afrique et la majeure partie de l’Asie ne verront pas disparaître beaucoup de réseaux anciens avant la fin de la décennie. Toutefois, l’Inde fait fi de cette tendance et a déployé une couverture nationale avec des réseaux autonomes 5G, ce qui en fait le pays majeur le mieux placé pour mettre fin à la 2G. La seule contrainte qui pourrait ralentir ce changement est le coût abordable des nouveaux appareils.

Inde : De retardataire à leader de la 6G
L’Inde est devenue une nation de gros consommateurs de données et est le leader mondial de la consommation mensuelle de données par appareil. Cela entraîne une demande accrue de bande passante et de capacité. Après avoir tardé à adopter la 4G, mais accéléré la 5G au cours des 12 derniers mois, le pays a mis l’accent sur les objectifs nationaux en matière de 6G et cherche à contribuer, à façonner et à piloter son déploiement. L’Inde a lancé de multiples initiatives de recherche sur la 6G en 2023. Elle jouera un rôle de premier plan dans l’établissement des normes de la 6G et veillera à ce qu’elle soit adaptée aux besoins des pays à forte population rurale.

Partage du spectre de fréquences : embouteillage à l’horizon
La 6G s’appuiera sur de nombreuses bandes et outils différents pour répondre à la demande et aux attentes croissantes en matière de communications mobiles. L’aspect technique le plus délicat demeure le partage du spectre. Par exemple, dans la 6G, la bande moyenne supérieure (7-24 GHz) est déjà utilisée par les civils et les gouvernements pour la météorologie, la radioastronomie et la radionavigation maritime. Une fois l’accès sans fil ajouté, il faudra apprendre à être de bons usagers des fréquences. En 2024, de nombreuses recherches seront menées dans ce domaine afin de trouver une marche à suivre.

Harmonisation du spectre à l’échelle mondiale en vue de la 6G
La World Radio Conference qui se tiendra fin 2023 déterminera les bandes de fréquences disponibles que la 6G utilisera et mettra en place un plan visant à faire de l’harmonisation mondiale du spectre une réalité. Cela permettra aux opérateurs de réaliser des économies d’échelle pour les composants et de limiter le nombre de bandes à prendre en charge.

Semi-conducteurs / Automatisation de la conception électronique
Des innovations à l’horizon dans le domaine des semi-conducteurs avancés
Relier les mondes numérique et physique nécessitera un traitement numérique plus puissant et des interfaces capables de gérer des signaux physiques de plus en plus complexes.
L’augmentation des débits de données nécessite des largeurs de bande plus importantes, ce qui implique des fréquences porteuses plus élevées, allant jusqu’au régime THz pour le sans-fil. L’utilisation de technologie telles que le extreme MIMO ajoute encore à la complexité. Les réseaux aux topologies diverses, tels que des liaisons non terrestres (par satellite), amplifient encore ce défi.
Pour y remédier, on associera des semi-conducteurs commerciaux, tels que des GPU et des FPGA, à des MMIC et ASIC personnalisés. Ces nouvelles solutions apporteront des améliorations significatives en termes de taille, de poids, de performances et de consommation d’énergie.
Des convertisseurs de données permettant la capture et la génération de signaux aux largeurs de bande les plus importantes avec une fidélité de signal inégalée seront nécessaires. En outre, les solutions photoniques joueront un rôle essentiel dans l’extension de la portée et de la capacité des technologies de transmission de données.

Des solutions logicielles sans faille pour la conception et l’essai
À l’heure actuelle, les workloads sont constitués d’un ensemble d’outils faiblement connectés. Cependant, à mesure que les mondes virtuel et physique fusionnent, il est nécessaire de mettre en place un workflow de conception et d’essai unifié dans lequel les données sont partagées de manière transparente via le cloud entre les étapes de simulation et de mesure.
Les informations seront analysées en permanence afin de guider le comportement de la simulation et de la mesure, éliminant ainsi toute lacune dans le workflow, de la conception à l’essai final. Les informations issues de la simulation seront introduites dans des outils pilotés par l’IA qui augmenteront la vitesse et la productivité du workflow. Grâce aux jumeaux numériques, la conception et les essais seront étroitement liés, de sorte qu’une seule fabrication réelle sera nécessaire.

La prédiction des performances demeure un impératif dans la conception électronique
Le passage de la conception de l’espace physique à l’espace virtuel permet aux ingénieurs de découvrir et de résoudre les problèmes de la manière la plus efficace possible. Ainsi, ils bénéficient d’une meilleure compréhension et peuvent améliorer les performances de leurs produits. Au cours des prochaines années, l’accent sera mis sur la connexion des workflows de conception et de test afin de gérer la complexité croissante et les exigences plus strictes en matière de délais de commercialisation des produits électroniques dans les secteurs du sans fil, du filaire, de l’aérospatiale ou encore de la défense pour ne citer que ceux-là.

3DIC et micropuces hétérogènes : de nouvelles normes en perspective
De nouvelles normes, telles que l’UCIe, voient le jour pour la création de micropuces et la désagrégation des conceptions de systèmes sur puce en plus petits blocs de propriété intellectuelle qui peuvent être assemblés en circuits intégrés 2,5D et 3D grâce à packaging avancée. Pour que les concepteurs puissent simuler avec précision l’interconnexion de la couche physique de puce à puce, il faudra simuler des canaux à haute vitesse et à haute fréquence conformément, entre autres, à la norme UCIe.

La photonique en silicium au service de la transformation des datacenters
Les datacenters évoluent pour fournir des performances de calcul plus élevées afin de soutenir la croissance exponentielle des workloads IA et ML, ainsi que pour répondre au défi de la gestion thermique et l’efficacité énergétique. La photonique en silicium jouera un rôle essentiel dans l’accélération de la transformation des datacenters pour répondre à la soif de performance de calcul. Les ingénieurs concepteurs développent des puces pour datacenters à haut débit qui intègrent l’interconnexion photonique en silicium. Il leur faudra donc disposer de kits de conception de processus (PDK) et des modèles de simulation précis qui prennent en charge le travail de développement avancé.

www.keysight.com

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