ABI Research：5G基础建设带动新材料与技术发展

5G网路持续发展，带动大量基础建设，为消费者和企业用户提供更佳的用户体验和更高的传输速率。事实证明，在每单位流量的能耗方面，5G的能效比4G高90%。然而，由于大规模多输入多输出(mMIMO)的实施和网路密集化水准的提高，预计仍会导致能耗急剧增加。根据产业研究机构ABI Research的数据，由于使用频率更高，5G基地台需要三倍以上的能源才能提供与4G网路相同的覆盖范围，这给电信营运商带来了高昂的能源成本和资本支出(Capex)。然而，硬体优化将导致功耗的显著改善，即新一代晶片组将提供30% ~70%的节能效果。

5G能源消耗取决于无线电配置、硬体和流量负载，超过70%的消耗能源在无线电接取网路(RAN)中。在典型条件下，採用64T64R mMIMO配置的5G RAN消耗高达2.7千瓦(kW)的功率，相较之下4G LTE基地台消耗大约0.8千瓦，ABI认为，网路营运商应该只在流量需求高的城市地区部署64T64R mMIMO基础建设。在mMIMO系统中，功率放大器(PA)、基频处理器、数位中频(DIF)和收发器是功耗的主要来源。

随著应对气候变化的压力和减少碳足迹的法规越来越大，网路营运商需要更节能的设备。这迫使华为、中兴、诺基亚、爱立信、三星等供应商投资于提高能源效率的创新硬体技术。包括氮化镓(GaN)功率放大器、更强大的晶片组、液体冷却以及新材料和设计。

GaN是mMIMO的理想选择，Doherty PA配置中的GaN可以将功率效率提高50%以上，显著降低mMIMO系统功耗，并降低网路营运商的运营成本。与标准的主动式空调机组相比，液冷式空调装置的体积小50%，重量轻30%，并且无需维护，有效降低成本。新一代晶片组可节省30%~70%的能源，同时提升mMIMO性能。新架构还可以降低能耗，提高覆盖范围，增强性能。例如，华为的MetaAAU可以让基地台以更少的发射功率和降低30%的能耗达到相同的范围。与此同时，诺基亚的液体冷却技术已被证明可以降低70%的功耗和30%的营运费用。