新时代背景下智慧城市的建设与5G技术有何关联

伴随着全世界蜂窝移动网络运营商开始开启并提供5G体，5G在为数据网络供电和绿色环保方面充分发挥了均衡作用，商业界对新移动互联网技术将产生的益处抱有越来越高的期待。

根据安永的一项研究，“最大程度地为企业提供5G机会”，该调查专门针对5G机会在全世界范围内对一千多家组织机构展开了调研，现阶段在5G投资领域占主导地位的领域是能源（23％）和技术（22％），而保健医疗和金融服务组织机构都有希望在三年内成为最大的投资者。

通过持续性不断的Covid－19大流行最明确地证明了需求。毫无疑问，5G的发展潜力已被提升，由于智慧城市的概念技术和包容性成为了驱动力，从改善生计到扩大获得保健医疗和基于数字化的经济发展机会，及正处于二者之间的全部内容。

举个例子，全世界数据需求几乎在全部类型（保健医疗、政府机构、旅行、商务、教育和生活方式运用）中都有一定的提高，并制定了一个新的基准，这可能是“新常态”，而现阶段的数据生成和消费已成为了新的需求水平。

1、为智慧城市和核心任务处理方案提供支撑

如今，全世界约有55％的人口居住在城市，据联合国估计，到2050年这个百分比将达到68％。受人口增长的直接影响，从农村到城市地区的持续性人口迁移将再增加二十五亿居民前往世界上的大城市。伴随着5G运用逐渐完善，它通过自动化和连接性（成功的智慧城市的基本前提）与提供资源，运营和成本效率密不可分。

预计5G技术将比现阶段4G数据网络快约一百倍，并在实时发送和接收数据时提供更低的延迟率。与现阶段数据网络相比，解决更多的连接设备的附加功能将为人工智能（AI）和机器学习提供支撑，释放智慧城市和物联网（IoT）的发展潜力。

在自动驾驶车辆与交通信号灯和地面传感器展开通信以消除交通拥堵的运用中，5G为核心任务处理方案产生了新的含义，这些处理方案包含智能救护车或远程医疗（智能医疗），空气和水质监控等社会服务和智能安全性。

2、揭秘5G及其在智慧城市中的地位

在2019IEEEGLOBECOM会议（美国夏威夷）上预测了未来十年的5G发展潜力。在这里，专家诠释说，充分考虑到“每一代技术的全生命周期约为二十年，所以，正处于5G早期阶段的5G冲击将在约10年内完全实现。”

5G构建了一个可向世界提供可扩展且可靠的连接的平台，从而容许布署很多过去无法实现的新运用，例如IoT。这个流行词将具有更多的“固定功能”的智能，基于Web的设备分类（与智能手机和平板电脑等多功能设备相对），并且将变得越来越普遍。

针对于刚起步的人而言，5G的连通性数据网络可提供大规模的机器类型通信（MMTC）和主要机器类型通信（CMTC）。

MMTC比较适用于海量的IoT设备，合理有效地集成了很多传感器和执行器，能够 主动地来回传送海量数据信息。凭借在智能家居和楼宇、物流、供应链、机器人技术、自动化、车队管理和环境监控中的运用，MMTC充分利用了低延迟容限（通过低带宽管道传输或接收的小数据信息块）。

而另一方面，充分考虑到数据信息应用的主要性质，CMTC最适合于数据信息不延迟的运用，诸如自动驾驶汽车、远程保健医疗、电网和交通安全控制的无人驾驶运用，稳定可靠且准确的运用传输是必须的。

3、创新性的伙伴关系，技能提升和新的生活方式

亚太区有希望在2025年之前变成5G的最大运用者，为移动网络运营商提供布署和运用所需的主要数量，及其因此产生的运用生态系统，为企业提供新服务和商业模式方面的业务案例。

需要特殊的技能组能力；系统集成商将在融合端到端处理方案方面充分发挥关键作用，从而在移动网络运营商、第三方基础设施提供商和生态系统合作伙伴、领域和服务、政府及其广大群众之间创建起领域合作伙伴关系。

5G的长期性潜力在新加坡信息通信媒体发展管理局（IMDA）上并没有丧失，该机构近期宣告，它将在今年开始5G布署，并在2025年之前在全国性范围内提供独立的覆盖范围。

除开新加坡的“智能国家2020”议程外，数字化这些努力包含：协助中小企业扩大经营规模并进入全球市场，而无需实际的市场足迹；培训四十岁及以上的职业中期专业人员以从业与技术有关的工作；加快无人机和自动驾驶汽车的实验，以实现“5G”技术和数据网络将变成新加坡数字经济的关键构成部分。”

马来西亚邻国在宣告其5G频谱频段时明确表明，运用5G必须具备包容性，并应改善生活品质并鼓励业务增长和创新性，尤其是在较小的企业和公共部门中。

马来西亚在1月份启动了一个独立的5G测试网络，致力于通过其指挥中心应用在开放的共享实体模型上创建和开发的API，将其着名的兰卡威岛转变为展现5G如何从数字技术和大数据中释放价值的案例。超出11个运用，包含智慧城市、智慧旅游和智慧农业。

4、“GaN－doSingapore”和面向绿色数据网络的利基5G半导体技术

现如今的电信系统架构设计方案需要与应用领域最匹配的几个标准的技术，包含热量、速度、功率、效率、尺寸和成本。这些考量因素以及完成更“绿色”通信网络的目标需要解决，这意味着与4G相比较，技术人员和基站运营商需要解决功率需求有可能提升70％的难题。

自1990年代以来，氮化镓（GaN）就应用于太空应用领域，通信系统和有源电子扫描阵列（AESA）雷达。

氮化镓（GaN）是一种宽带隙半导体材料，以其高水平的导热性、热容量和硬度而闻名，将在5G网络中超越传统式半导体材料，在更高的温度和更长的使用周期下安全可靠地运行，其在航空航天和国防应用领域中的著名适用性将使它广为人知。需要更高频率、紧密集成和最低完成成本的应用领域。

除此之外，根据其低压功能提供的功率效率不可避免地进入了手机、汽车、可再生能源以及获益于小型化和无线应用领域的各类用户应用领域中，尤其是在保健医疗领域。

GaN充分满足两个核心标准：提升输出功率，同时维持较低的成本和能耗，创建“绿色网络”效应，拓展到高增长用例领域和可持续性需求。

但是，完成这一目标的核心挑战在于GaN的大规模商业化。硅上的GaN（Si上的GaN）和碳化硅上的GaN（SiC上的GaN）外延晶片及其所需的制造技术（应用于满足各类5G和可持续性要求）意味着GaN制造商需要提供覆盖多种频率和功率水平的几种变化。

IGSSGaNPteLtd（IGaN）是现阶段新加坡国内唯一具备GaN商业化能力的半导体公司，也是当今世界极少数具备成熟GaN铸造能力的企业之一，它为本地行业参与者利用基础设施、供应链，以及使GaN技术在大规模生产中更实惠的专有技术。

IGaN将其与在该技术领域耗费了大概十到十五年的新加坡科研机构和大学的合作关系与企业的内部开发设计工作和知识产权相结合，以生产制造各类直径（4”，6”和8”）的外延片。

IGaN的铸造工艺在推进产品发展，提升新加坡和东南亚作为大批量竞争性GaN技术的全球目的地的地位方面具备自然地位。

5、GaN满足5G规范以突破可持续发展目标

在全世界范畴内，预估5G用户数量将从2019年的不足2亿暴增至2023年的10．2亿（《财富》，2020年2月）。根据爱立信的一份报告（2019年6月），到2024年5G将达到45％的人口覆盖率和19亿用户，这使其成为迄今为止在全世界范畴内推行的最快的一代通信技术。

这些变化是如此巨大，以至于IHSMarkit预测5G将在2035年达到13．2万亿美元的世界经济产出，作为工作流程变革的催化剂，为竞争性市场经济优势构建一套新的规范。

诺贝尔奖获得者天野广史（HiroshiAmano）认为，基于GaN的设施将在物联网、5G通信和能源互联网（IoE）中扮演着重要的角色，包括设施的无线供电和功率转换功能（用于太阳能和风能、电动汽车、快速充电需求等）。

或许在不那么遥远的城市化未来中，汽车、设施和生产机器将加入数据网络。而另一方面，5G的低延迟可提升视频图像的品质和可靠性，进而达到增强现实和虚拟现实运用的范畴，从教育到机器人手术、远程医疗、零售业、自我维持的长者以及沉浸式和基于云的应用游戏等将反过来通过数字包容性推进自主创新和向上的社会流动性。

在基于5G的运用中融合GaN技术还将加快关键的气候变化目标，包括新加坡实现零温室气体排放的理念。氮化镓在清洁能源和降低数据中心能耗方面的实用性快速发展，数据中心是这里最大的碳排放大国之一，不能否认，市场经济已成为安全性和弹性5G运用自主创新的全世界5G领先者，收取社会经济利益。近期的新闻头条指明，这是世界各地的热门话题。

在可持续性方面，GSMA2019年的一项科学研究表明，移动行业对联合国全部17个可持续发展目标（UNSDG）的贡献持续增加。该协会适当地指明：“伴随着农村模式和可负担性的扩大，互联网普及率已达到全世界约四分之三的人口，政府、企业和非政府组织可以共同努力达到联合国的可持续发展目标，尤其是在良好的健康、福祉、优质的教育、性别平等和气候行动。”这是GaN制造商最有期待的一部分。