5Gチップセット市場、2033年までに2,485億6,000万ドル以上に達する見込み

世界の5Gチップセット市場は2024年に481.7億米ドルと評価され、2025～2033年の予測期間中に18.01%のCAGRで成長し、2033年には2,485.6億米ドルに達すると予想されています。
5Gモデム無線周波数（RF）システムオンチップ（SoC）は、ベースバンド処理、RFトランシーバー、アンテナモジュールを単一のユニットに統合し、2024年も5Gチップセット市場の基盤であり続けます。TSMCの4nmノードで製造されたQualcommのSnapdragon X75は、このトレンドを体現しており、Sub-6GHz/mmWave同時アグリゲーションやAIを活用したネットワークセンシングといった3GPP Release 17の機能をサポートしています。SamsungのGalaxy S24とOnePlus 12に採用されているこのチップセットは、前世代機と比較して消費電力を20%削減しながら、ダウンリンク速度を10Gbpsに向上させています。MediaTekのDimensity 9300は、AI処理ユニット（APU）と組み合わせることで、AR/VRアプリケーションに帯域幅を動的に割り当て、小型デバイスの過熱問題に対処します。 Samsung の Exynos W940 などのインフラストラクチャ重視のモデムは、都市部のスモールセルのビームフォーミングを最適化し、遅延が 30% 低減された 64T64R MIMO 構成を実現します。

しかしながら、5Gチップセット市場では統合の課題が依然として残っています。ミリ波信号の減衰は依然として課題であり、高周波帯域における挿入損失を低減するQorvoのUltraBAWフィルタやBroadcomのFBAR技術といった革新が求められています。GSAデータによると、2024年には、通信事業者による段階的なネットワークアップグレードを反映し、新しい5Gスマートフォンの85%以上が4G/5Gハンドオーバー用のマルチモードモデムを搭載すると予想されています。EdgeQのようなスタートアップ企業は、ソフトウェア定義の5G SoCで市場に革命を起こしており、通信事業者は既存のインフラを改修することができます。一方、ルネサスは業界初の産業IoT向け統合型PMICモデムをリリースし、スマートファクトリーゲートウェイの部品数を40%削減しました。これらの進歩は、多様なユースケースに対応するための電力効率と拡張性への市場のシフトを浮き彫りにしています。

2024年には、TSMCのN3EとSamsungの4LPPノードが5Gチップセット市場の生産を支配し、7nm設計と比較して25～30%優れた電力効率を実現します。N3Eをベースに構築されたAppleのA18 Bionicモデムは、190億個のトランジスタを活用し、iPhone 16シリーズのAI駆動型ネットワーク最適化を実現し、5Gビデオストリーミング時のバッテリー駆動時間を1.5時間延長します。同様に、4nmで製造されたAMDのXilinx RFSoC Gen 4は、1.6Tbpsの処理能力を備え、AT&TのクラウドネイティブOpen RANを支えています。これらのノードは、アンテナインパッケージ（AiP）設計にも役立ちます。例えば、GoogleのTensor G4は、mmWaveスマートフォン向けに32アンテナAiPアレイを統合し、モジュールサイズを33%削減します。

しかし、地政学的要因により、5Gチップセット市場の生産は分散化しています。TSMCのアリゾナ工場は2024年後半に4nmチップセット生産の準備を進めていますが、TechInsightsによると、中国のSMICは7nmの歩留まりが50%を下回っており、苦戦しています。その結果、HuaweiのMate 60シリーズに使用されているBalong 7600モデムは、エネルギー効率で世界の同業他社に遅れをとっています。対照的に、Intelは2025年に予定されている18A（1.8nm）ノードで、通信インフラ向けのバックサイドパワーデリバリーで市場シェアの回復を目指しています。SK HynixとNvidiaの提携に見られるように、韓国は5G SoCとHBM3メモリの統合に注力しており、AI推論タスクにおけるデータボトルネックを軽減します。3nmウェハの価格が2万ドルを超え、コストが依然として障壁となっており、ミッドレンジOEMはハイブリッド6nm/4nm設計へと移行しています。

AIを活用したビームフォーミングは、5Gチップセット市場において、特に人口密集都市部や屋内環境における5Gの信頼性に革命をもたらしています。NokiaのReefShark 6 SoCは、機械学習（ML）アルゴリズムを組み込んで信号障害をリアルタイムで予測し、スタジアムや交通ハブにおける遅延の急増を50%削減します。EricssonのSilicon 1022は、フェデレーテッドラーニングを用いて世界2万以上の基地局のエネルギー消費を最適化し、ドイツテレコムなどの通信事業者の運用コストを18%削減します。ハードウェア面では、MarvellのOCTEON 10 DPUは、自動運転車の隊列走行に不可欠な1ミリ秒未満の応答時間を実現するビームフォーミングアクセラレータを統合しています。

mmWaveでは、フェーズドアレイアンテナがカバレッジの限界を克服しています。Qualcommの64素子搭載QTM565モジュールは、Verizonの28GHzネットワークで8Gbpsの速度を持続的に実現し、SamsungのGalaxy S24 Ultraはグラフェンコーティングされた位相シフターを使用することで熱損失を15%削減しています。WolfspeedのGaN-on-SiCアンプは、T-Mobileの家庭用5G FWA向け40GHz中継器に電力を供給し、70%の熱効率で10kmのカバレッジを確保しています。材料の革新は極めて重要です。Metaがダラスで実施したTerragraph 180GHz試験では、見通し内展開に限定されるものの、100Gbpsのバックホールを実現しました。特に、Rakuten SymphonyとMavenirは、Open RAN対応のビームフォーミングソフトウェアを通じてmmWaveを民主化し、通信事業者のベンダーロックインを軽減しています。

スマートフォンは引き続き5Gチップセット市場を牽引しており、2024年第1四半期には6億2,000万台の5Gデバイスが出荷されました（Counterpoint Research調べ）。XiaomiのRedmi K70に搭載されているMediaTekのT830モデムは、RedCap（Reduced Capability：機能制限）をサポートし、IoTモジュールのコストを半減する15ドルに引き下げました。自動車は最も成長の速い分野です。QualcommのSnapdragon Auto 5GはGMのUltifiプラットフォームに搭載され、衝突回避のための10ミリ秒のV2X遅延を実現しています。一方、NVIDIAのDRIVE Thorは、インフォテインメントとADASを単一の5G接続SoCに統合しています。

産業IoTは、5G RedCapとNTN（非地上ネットワーク）の統合によって発展しています。3GPP Release 17に準拠したFibocomのFM950-GLモジュールは、沖合石油掘削装置の衛星フォールバックをサポートし、100ミリ秒未満の遅延を保証します。医療分野では、Verizonの5G EdgeがメイヨークリニックでリアルタイムAR手術を可能にし、手術時間を25%短縮しました。しかし、地方への導入は遅れています。インドでは、2億5000万人の5Gユーザーが都市部に集中しており、村の35%には光ファイバーバックホールがありません（Ericsson Mobility Report 2024）。Jioのスタンドアロン5Gコアなどのソリューションは、ダイナミックスペクトラムシェアリングを用いてこのギャップを埋めることを目指しており、2025年後半までに人口カバー率90%を目指しています。

米国、中国、韓国は5Gチップセット市場を支配しており、2024年時点で世界の生産能力の75%を占めています。米国は知的財産と先進的な研究開発においてリードしており、クアルコム、インテル、ブロードコムの3社が重要な5Gモデム特許の58%を保有しています。TSMCのアリゾナ工場は2023年第4四半期から稼働しており、現在、クアルコムのSnapdragon 8 Gen 4を4nmノードで生産しており、アジアのファウンドリへの依存度を低減しています。中国では、SMICの7nmクラスN+2ノードがHuaweiのMate 60シリーズ向けBalong 7600モデムに搭載されていますが、ASMLのEUV禁輸措置により、歩留まりは42%にとどまっています。対照的に、韓国のSamsung FoundryとSK Hynixは、クラウドRAN展開で使用されるNVIDIAのGrace Hopper Superchipsを含む、AI統合5G SoC向けのHBM3メモリスタックの80%を供給しています。

5Gチップセット市場の消費面では、インドは2024年4月に5Gユーザー数が2億5000万人を突破した。これは、Reliance Jioによる250億ドル規模のスタンドアロン（SA）ネットワークの展開が牽引役となっている。欧州は産業需要を重視しており、民間5Gネットワークは前年比55％増の1600カ所に拡大している（Ericssonデータ）。一方、中国の工業情報省（MIIT）は5G基地局が480万局あり、都市部の95％のカバレッジを達成しているものの、地方のバックホールでボトルネックが発生しているという報告がある。地政学的な摩擦がサプライチェーンを再編している。米国のCHIPS法により、TSMCとSamsungは14nm以下の技術を中国に供給することが制限されており、IoTチップセットは国内で28nm/14nmのハイブリッドノードに依存せざるを得ない状況となっている。韓国のL-SystemとKMWはこのギャップを活用し、32素子のmmWaveアンテナを30カ国以上に輸出している。

通信事業者は5Gチップセット市場を牽引しており、世界のRAN投資（2024年には340億ドル）の72%をMassive MIMOおよびOpen RANインフラに投入しています。VerizonのCバンドネットワークは現在、Samsungの64T64R無線を使用して2億人のユーザーに1Gbpsの速度を提供しています。一方、Vodafoneのドイツにおける5G SAネットワークは、IntelのvRANアクセラレータを採用して遅延を40%低減しています。ヘルスケアは急成長分野として台頭しており、Mayo Clinicの5G接続手術ロボットは、EricssonのSilicon 1022プロセッサを活用して5ms未満の遅延を実現し、手術時間を25%短縮しています。一方、Siemensのベルリン工場にあるプライベート5Gネットワークは、MediaTekのUR500Cモジュールを統合し、200台以上の自律走行車（AGV）を同期させています。

製造業は5Gチップセット市場のもう一つのホットスポットであり、ボッシュと日立はAIを活用した5G予知保全により生産性が20%向上したと報告しています。自動車需要は加速しており、クアルコムのSnapdragon Auto 5GはGMのUltra Cruiseシステムに搭載され、毎時4.5TBのセンサーデータを処理しています。しかし、エネルギー効率の悪さは依然として残っており、ノキアによると、5G基地局は4Gの2.3倍の電力を消費します。ハードウェアベースの省電力モード（PSM）を備えたマーベルのOcteon 10 DPUなどのソリューションは、エネルギー消費を35%削減し、EUグリーンディールの要件を満たしています。小売業における5G導入は遅れており、レジなしチェックアウトにmmWaveを使用している店舗はわずか15%にとどまっています。これは、センサーアレイあたり平均1,200ドルのハードウェアコスト（ABI Research）がネックとなっています。

Qualcommは5Gチップセット市場におけるスマートフォンモデムの52%の収益シェアを維持しているが、MediaTekのDimensity 9300は優れたAIアップリンク最適化によりAndroidの主力製品の27%を占めている。SF4E（4nm）で製造されたSamsungのExynos 2400は、350～450ドルの5Gスマートフォンでコスト重視の市場をターゲットにしており、QualcommのSnapdragon 7+ Gen 3を15%下回っている。14nmノードに制限されているHuaweiのHiSiliconは中国国内市場に注力しており、2024年1月以降、Mate 60デバイスに120万個のKirin 9010チップが出荷されている。ASR Microelectronics（Sino ICが支援）などの新興プレーヤーは現在、RedCap対応のIoTモデムを世界中の50以上のTier-2キャリアに供給している。

戦略的提携が5Gチップセット市場における競争を再定義しています。IntelはEricssonと提携し、Xeon CPUとクラウドRANソフトウェアを統合しました。一方、AMD-XilinxはAT&TのO-RAN向けにアダプティブSoCを供給し、ビームスイッチング速度を2.5倍に高速化しました。EdgeQやAstromeといったスタートアップ企業はコスト構造を破壊しつつあります。AIに最適化された5G基地局は、地方通信事業者の導入コストを60%削減します。しかし、特許争いが進展を脅かしています。AppleとEricssonはFRANDライセンスをめぐって係争中ですが、東南アジアにおけるmmWaveの導入が遅れ、2024年第1四半期のiPhone 15の出荷台数が120万台減少する見込みです。

スタンドアロン（SA）5Gネットワークは現在150カ国以上で運用されており、Reliance JioとDISH Networksはそれぞれインドと米国で大規模なSAコア導入を主導し、5Gチップセット市場を支えています。エッジコンピューティングの統合は不可欠です。MicrosoftのAzure Edge ZonesはBMWの5Gコアをホストし、BMWグループのレイテンシを8ミリ秒に短縮することで、リアルタイムの品質管理を実現しています。AT&TとDellの「Network AI-as-a-Service」プラットフォームは、企業向けのスライスプロビジョニングを自動化し、ベストエフォート型トラフィックよりもAR/VR向けの帯域幅を優先します。

地方への展開はダイナミックスペクトラムシェアリング（DSS）に依存していますが、GSMAによると、サハラ以南のアフリカにおける電波のカバー率は依然として12%未満です。MediaTek NTNモデムを搭載したStarlinkの第3世代衛星アンテナは、2025年までに1,000万人の遠隔地ユーザーへの接続を目指しています。持続可能性は現在、最優先事項となっています。VodafoneはドイツでNokiaの液体冷却技術を試験的に導入し、基地局のエネルギー消費量を18%削減しました。これは、ETSIの2025年CO2排出量削減目標の達成に寄与するものです。特に、EricssonのIntelligent AutomationなどのAIOpsプラットフォームは、現在、ネットワーク障害の70%を自律的に解決しており、Telstraなどの通信事業者のダウンタイムを45%削減しています。

• Analog Devices, Inc.
• Anokiwave
• Huawei Technologies, Inc.
• Infineon Technologies AG
• Intel Corporation
• MACOM
• MediaTek Inc.
• Murata Manufacturing Co., Ltd.
• Qorvo, Inc.
• Qualcomm Technologies, Inc.
• Samsung Electronics Co., Ltd.
• Unisoc Communications Inc.
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