إعادة تشكيل اتصالات الموجات المليمترية: كيف سيشكل تصميم مصفوفة الهوائيات الذكية الاتصال في عام 2025 وما بعدها. استكشف الابتكارات، ونمو السوق، والتحولات الاستراتيجية التي تقود العصر التالي من الشبكات اللاسلكية.

• الملخص التنفيذي: آفاق سوق 2025–2030
• نظرة عامة على التكنولوجيا: مصفوفات الهوائيات الذكية في الموجات المليمترية
• اللاعبون الرئيسيون في الصناعة والمبادرات الاستراتيجية
• حجم السوق، والتجزئة، وتوقعات النمو لمدة 5 سنوات (2025–2030)
• التطبيقات الناشئة: 5G، 6G، إنترنت الأشياء، وما بعدها
• ابتكارات التصميم: تشكيل الأشعة، MIMO، ودمج الذكاء الاصطناعي
• تحديات التصنيع وديناميات سلسلة الإمداد
• المنظومة التنظيمية وتخصيص الطيف
• تحليل تنافسي: براءات الاختراع، الشراكات، واتجاهات البحث والتطوير
• آفاق المستقبل: الاتجاهات المبتكرة وفرص الاستثمار
• المصادر والمراجع

الملخص التنفيذي: آفاق سوق 2025–2030

السوق المخصصة لتصميم مصفوفات الهوائيات الذكية في اتصالات الموجات المليمترية (mmWave) مستعدة للنمو الكبير بين عامي 2025 و2030، مدفوعة بالتوسع السريع لشبكات 5G والإطلاق المتوقع لشبكات 6G. إن الخصائص الفريدة لانتشار ترددات الموجات المليمترية— التي تغطي من 24 جيجاهرتز إلى 100 جيجاهرتز—تتطلب حلول هوائيات متقدمة للتغلب على التحديات مثل فقدان المسار العالي، والاختراق المحدود، والتعرض للعوائق. تعتبر مصفوفات الهوائيات الذكية، التي تستفيد من تشكيل الأشعة وتقنيات MIMO الضخمة (الإدخال المتعدد والإخراج المتعدد)، مركزية في معالجة هذه القضايا وتمكين الاتصال اللاسلكي عالي السعة، ومنخفض الكمون.

تسرع اللاعبين الرئيسيين في الصناعة من الابتكار في هذا المجال. أعلنت شركتا إريكسون ونوكيا عن استثمارات مستمرة في أبحاث وتطوير الهوائيات الذكية في الموجات المليمترية، تركز على الوحدات المتكاملة المدمجة والفعالة من حيث الطاقة لمحطات القاعدة ومعدات المستخدم. تواصل كوالكوم قيادة دمج مصفوفات الهوائيات الذكية في شرائح الأجهزة المحمولة، حيث تدعم منصاتها Snapdragon إدارة متقدمة للأشعة ومشاركة الطيف الديناميكي لأجهزة 5G في الموجات المليمترية. تطور شركة سامسونج للإلكترونيات أيضًا حلول الهوائيات المليمترية بنشاط، مستهدفة كلاً من البنية التحتية والأجهزة الاستهلاكية، وقد أظهرت سرعة نقل متعددة الجيجابايت في عمليات النشر في العالم الحقيقي.

على جانب المكونات، تقوم Analog Devices وInfineon Technologies بتوريد ICs RF عالية التردد وICs تشكيل الأشعة التي تمكن من إنشاء مصفوفات هوائيات ذكية موفرة للطاقة وقابلة للتوسع. تتقدم NXP Semiconductors في تقنيات السيليكون الجرمانيوم (SiGe) والنيتريد الغاليوم (GaN) لتحسين كفاءة المصفوفات وكثافة التكامل. تعتبر هذه التطورات حاسمة حيث يسعى مشغلو الشبكات لتكثيف عمليات النشر الحضرية ومد نطاق الموجات المليمترية إلى حالات استخدام جديدة، بما في ذلك الوصول الثابت اللاسلكي، والأتمتة الصناعية، والمركبات المتصلة.

عند النظر إلى عام 2030، فإن آفاق السوق تتشكل من خلال تقارب أبحاث 5G المتقدمة و6G المبكرة، حيث تقوم منظمات مثل 3GPP وITU بتحديد معايير جديدة للروابط اللاسلكية عالية السعة وموثوقة للغاية. من المتوقع تسريع انتشار مصفوفات الهوائيات الذكية، مع زيادة اعتمادها في كل من البنية التحتية وأجهزة المستخدم. من المحتمل أن تشهد السنوات القليلة المقبلة المزيد من التصغير، وتحسين كفاءة الطاقة، ودمج إدارة الأشعة التي يقودها الذكاء الاصطناعي، مما يضع مصفوفات الهوائيات الذكية كأداة أساسية لمستقبل اتصالات الموجات المليمترية.

نظرة عامة على التكنولوجيا: مصفوفات الهوائيات الذكية في الموجات المليمترية

يعد تصميم مصفوفات الهوائيات الذكية حجر الأساس في اتصالات الموجات المليمترية (mmWave)، مما يمكن من معدلات البيانات العالية والكمون المنخفض المطلوبين لشبكات الواي فاي من الجيل التالي. اعتبارًا من عام 2025، فإن النشر السريع لشبكات 5G والبحث المبكر في 6G يدفعان تقدمًا كبيرًا في بنية وتصميم مصفوفات الهوائيات الذكية، خاصة في نطاقات التردد 24-100 جيجاهرتز. تستفيد هذه المصفوفات من تقنيات تشكيل الأشعة وتوجيه الأشعة للتغلب على فقدان المسار العالي والتعرض للعوائق الذي يتسم به تردد الموجات المليمترية.

تتكون مصفوفة الهوائيات الذكية النموذجية للموجات المليمترية من عدة عناصر إشعاعية—غالبًا في شكل مصفوفات موثوقة—متكاملة مع خوارزميات معالجة إشارة متقدمة. أكثر التكوينات شيوعًا هي المصفوفات المسطحة، والتي يمكن توسيعها لدعم أنظمة MIMO الضخمة. في عام 2025، تقوم الشركات الرائدة في مجال أشباه الموصلات والبنية التحتية اللاسلكية مثل كوالكوم، وإريكسون، ونوكيا بتسويق وحدات الهوائيات المليمترية التي تدمج مئات العناصر في أشكال مدمجة مناسبة لكل من محطات القاعدة وأجهزة المستخدم.

تركز التطورات الأخيرة على هندسة تشكيل الأشعة الهجينة، التي تجمع بين المعالجة التناظرية والرقمية لتحقيق التوازن بين الأداء واستهلاك الطاقة. تعتبر هذه المقاربة حاسمة للأجهزة المحمولة، حيث تكون كفاءة الطاقة ذات أهمية قصوى. تقوم شركات مثل سامسونج للإلكترونيات وإنتل أيضًا بتطوير شرائح وتصميمات مرجعية تشمل تشكيل الأشعة الهجينة لأجهزة 5G والمزيد. تمكن هذه الحلول التكيف الديناميكي مع تغيرات ظروف القناة، وتحرك المستخدم، والتداخل، وهي ضرورية للاتصال الموثوق للموجات المليمترية.

تشكل الابتكارات في المواد والتصنيع أيضًا المشهد. يتيح اعتماد تقنيات التعبئة المتقدمة، مثل الهوائي في العبوة (AiP) والنظام في العبوة (SiP)، التكامل الوثيق بين مقدمي RF وعناصر الهوائي. تعد TSMC وAMD من بين شركات أشباه الموصلات التي تستكشف هذه التقنيات لدعم التشغيل بترددات عالية وتصغير الحجم المطلوب لتطبيقات المستهلك والبنية التحتية.

عند النظر إلى المستقبل، ستشهد السنوات القليلة المقبلة مزيدًا من تحسين تصميمات مصفوفات الهوائيات الذكية، مع التركيز على زيادة كثافة العناصر، وتحسين إدارة الحرارة، وتقليل التكلفة. من المتوقع أن تدفع التطورات نحو 6G الترددات أعلى، مما يتطلب مواد وتخطيطات جديدة. ستستمر التعاونات الصناعية، مثل تلك الموجودة في هيئة المعايير 3GPP، في دفع التوافق والابتكار في تكنولوجيا مصفوفات الهوائيات الذكية لاتصالات الموجات المليمترية.

اللاعبون الرئيسيون في الصناعة والمبادرات الاستراتيجية

تتشكّل مشهد تصميم مصفوفات الهوائيات الذكية لاتصالات الموجات المليمترية (mmWave) في عام 2025 على يد مجموعة من الشركات الرائدة في مجال أشباه الموصلات، ومزودي معدات الشبكات، والمبتكرين التقنيين. تعمل هذه الشركات على دفع التطورات في بنى المصافي الموثوقة، وخوارزميات تشكيل الأشعة، وتقنيات التكامل لتلبية المتطلبات الصارمة لشبكات 5G والـ 6G الناشئة.

من بين اللاعبين البارزين، تواصل كوالكوم قيادة السوق من خلال مودمات سلسلة Snapdragon X وحلول مقدمة RF، والتي تتضمن وحدات هوائي مليمترية متقدمة للهواتف الذكية والوصول اللاسلكي الثابت. يتم اعتماد تصميمات كوالكوم المرجعية على نطاق واسع من قبل الشركات المصنعة للأجهزة، وتعمل الشركة على التعاون بنشاط مع المشغلين وبائعي البنية التحتية لتحسين أداء الهوائي الذكي لعمليات النشر الحضرية الكثيفة.

مساهِم رئيسي آخر هو إنتل، التي تستثمر في مصفوفات الهوائيات المليمترية القابلة للتوسع لكل من أجهزة العميل وبنية الشبكة. تشمل تركيزات إنتل تشكيل الأشعة الهجينة وتقنيات المعايرة المدفوعة بالذكاء الاصطناعي، بهدف تعزيز موثوقية الرابط وكفاءة الطيف في البيئات الديناميكية. من المتوقع أن تسهم شراكات الشركة مع مشغلي الاتصالات ومزودي خدمات السحابة في تسريع تسويق حلول الهوائيات الذكية في السنوات القليلة المقبلة.

على جانب البنية التحتية، تتصدر إريكسون ونوكيا دمج نظم الهوائيات النشطة واسعة النطاق في محطات قاعدة 5G و6G المبكرة. أعلنت كلتا الشركتين عن مبادرات استراتيجية لتوسيع محفظتهما من الموجات المليمترية، بما في ذلك تطوير مصفوفات هوائية مدمجة وفعالة من الطاقة مع قدرات تشكيل أشعة رقمية. هذه الجهود مدعومة بالتعاون مع بائعي الشرائح ومؤسسات البحث للتعامل مع تحديات مثل إدارة الحرارة والمعايرة.

في مجال أشباه الموصلات، تقوم Analog Devices, Inc. وInfineon Technologies AG بتوريد ICs RF عالية الأداء ووحدات الإدخال المقدمة المصممة خصيصًا لمصفوفات هوائيات الموجات المليمترية. تؤكد الإصدارات الأخيرة على التكامل، وانخفاض استهلاك الطاقة، والدعم لتكوينات MIMO الضخمة، وهي عوامل حاسمة لتوسيع نطاق نشر الهوائيات الذكية في الأسواق الاستهلاكية والتجارية.

عند النظر إلى المستقبل، يُتوقع أن تلعب التحالفات الصناعية وهيئات التوحيد القياسي، مثل مشروع الشراكة الجيل الثالث (3GPP)، دورًا محوريًا في تنسيق مواصفات الهوائيات الذكية للـ 6G وما بعدها. من المحتمل أن نشهد خلال السنوات القليلة المقبلة تعاونا متزايدا بين مصنعي الأجهزة، وبائعي البنية التحتية، وموردي المكونات لمعالجة قابلية التشغيل البيني، والتكلفة، وقابلية التصنيع، مما يضمن بقاء مصفوفات الهوائيات الذكية مركزية في تقدم اتصالات الموجات المليمترية.

حجم السوق، والتجزئة، وتوقعات النمو لمدة 5 سنوات (2025–2030)

السوق المخصصة لتصميم مصفوفات الهوائيات الذكية في اتصالات الموجات المليمترية (mmWave) مستعدة للتوسع القوي من 2025 إلى 2030، مدفوعة بالنشر المتسارع لشبكات 5G والتطور المتوقع نحو شبكات 6G. يمكّن طيف الموجات المليمترية، والذي يُعرف عادةً بأنه ترددات تتراوح بين 24 جيجاهرتز إلى 100 جيجاهرتز، معدلات بيانات فائقة وعوامل زمنية منخفضة، ولكنه أيضًا يطرح تحديات فريدة مثل فقدان المسار العالي والتعرض للعوائق. مصفوفات الهوائيات الذكية—التي تضم تقنيات مثل تشكيل الأشعة، وMIMO الضخم (الإدخال المتعدد والإخراج المتعدد)، والخوارزميات التكيفية—تعتبر مركزية في التغلب على هذه التحديات وإطلاق العنان للإمكانات الكاملة لاتصالات الموجات المليمترية.

تستند تقسيم السوق بشكل أساسي إلى التطبيق (بنية الاتصالات، وأجهزة المستهلك، ورادار السيارات، وإنترنت الأشياء الصناعي)، ونوع المصفوفة (مصفوفات موثوقة، مصفوفات متغيرة، تشكيل الأشعة الرقمية / الهجينة)، ونهاية المستخدم (مشغلو الشبكات، ومصنعو الأجهزة، ومركبات السيارات، وأتمتة الصناعة). من المتوقع أن يظل قطاع الاتصالات، المدفوع بنشر محطات قاعدة 5G ووصول لاسلكي ثابت، هو الجزء السائد، مع مساهمات كبيرة من السيارات (أنظمة المساعدة المتقدمة للسائقين والمركبات الذاتية القيادة) والأتمتة الصناعية (الاتصال بالمصانع، والروبوتات).

يستثمر اللاعبون الرئيسيون في الصناعة بشكل كبير في البحث والتطوير وتجارة مصفوفات الهوائيات الذكية. قدمت كوالكوم وحدات هوائيات مليمترية متقدمة للهواتف الذكية والبنية التحتية، مع دمج مصفوفات موثوقة مدمجة وخوارزميات إدارة الأشعة الخاصة. تقوم إريكسون ونوكيا بنشر محطات قاعدة 5G المدعومة بالموجات المليمترية مع مصفوفات هوائية قابلة للتكيف، في حين أن سامسونج للإلكترونيات تقدم حلولًا للموجات المليمترية على كل من جانب الشبكة وجانب الجهاز. تقوم إنتل وAnalog Devices بتطوير شرائح ومقدمات RF مصممة لضمان مصفوفات ذكية مدمجة وموفرة للطاقة. في قطاع السيارات، يقوم Infineon Technologies وNXP Semiconductors بدمج مصفوفات هوائيات ذكية للموجات المليمترية في أجهزة الرادار ووحدات V2X (المركبة لجميع الأشياء).

من 2025 إلى 2030، يُتوقع أن تشهد سوق مصفوفات الهوائيات الذكية اتصالات الموجات المليمترية معدل نمو سنوي مركب (CAGR) في منتصف عشرينيات القرن، مما يعكس التوسع السريع لعمليات نشر 5G المخصصة للموجات المليمترية واعتماد منصات أبحاث 6G في وقت مبكر. من المرجح أن تمثل منطقة آسيا والهادئة، بقيادة الصين، وكوريا الجنوبية، واليابان، الحصة الأكبر، مدفوعة بنشر الشبكات القوي والدعم الحكومي القوي. ستشهد أمريكا الشمالية وأوروبا أيضًا نموًا كبيرًا، لا سيما في التطبيقات الحضرية والمكافئة.

عند النظر إلى المستقبل، تتشكل آفاق السوق من خلال التقدم المستمر في تكامل أشباه الموصلات، وإدارة الأشعة المدفوعة بالذكاء الاصطناعي، وتقارب الاتصالات والاستشعار. مع تحسين تقنيات تصغير الأجهزة وكفاءة الطاقة، ستصبح مصفوفات الهوائيات الذكية أكثر انتشارًا في مجالات الاستهلاك والصناعة والسيارات، مما يضمن دورها كتقنية أساسية للاتصال اللاسلكي من الجيل التالي.

التطبيقات الناشئة: 5G، 6G، إنترنت الأشياء، وما بعدها

تدفع التطورات السريعة في الاتصالات اللاسلكية نحو اعتماد تصميمات مصفوفات الهوائيات الذكية، وخاصة لترددات الموجات المليمترية (mmWave)، لتلبية احتياجات التطبيقات الناشئة مثل 5G، والمراحل المبكرة من 6G، وإنترنت الأشياء (IoT). بحلول عام 2025، تصل شبكات 5G إلى مراحل نضج في العديد من المناطق، حيث يتم الاستفادة من نطاقات الموجات المليمترية (24 جيجاهرتز وما فوق) لتمكين معدلات بيانات فائقة واتصال منخفض الكمون. مصفوفات الهوائيات الذكية—التي تتميز بتقنيات تشكيل الأشعة وMIMO الضخم (الإدخال المتعدد والإخراج المتعدد)—تعد مركزية في معالجة التحديات المتعلقة بنشر إشارات الموجات المليمترية، مثل فقدان المسار العالي والتعرض للعوائق.

تقوم شركات تصنيع معدات الاتصالات الرائدة، بما في ذلك إريكسون ونوكيا، وسامسونج للإلكترونيات، بتطوير وتسويق حلول متقدمة لمصفوفات الهوائيات لبنية 5G المخصصة للموجات المليمترية. تقوم هذه الشركات بدمج مصفوفات موثوقة كبيرة النطاق وتشكيل الأشعة الرقمية في محطات القاعدة ومعدات المستخدم، مما يمكن من التكيف الديناميكي مع تحركات المستخدم والتغيرات البيئية. على سبيل المثال، أثبتت إريكسون وحدات راديو مليمترية مدمجة مع مصفوفات هوائيات ذكية، تدعم كلاً من عمليات نشر الماكرو الحضرية وخلايا صغيرة كثيفة.

تؤثر الانتقال نحو 6G، المتوقع في الجزء الأخير من العقد، بالفعل على بحوث الهوائيات ونماذجها. من المتوقع أن تستفيد 6G من ترددات أعلى (محتمل أن تصل إلى 300 جيجاهرتز)، مما يتطلب المزيد من تصغير الحجم ودمج مصفوفات الهوائيات. تستثمر شركات مثل نوكيا وسامسونج للإلكترونيات في تعاونات بحثية ومختبرات لاختبار مواد جديدة، وأسطح ذكية قابلة لإعادة التشكيل، وإدارة الأشعة المدفوعة بالذكاء الاصطناعي لمصفوفات الهوائيات الذكية من الجيل التالي.

في مجال إنترنت الأشياء، يؤدي انتشار الأجهزة المتصلة—من مستشعرات صناعية إلى مركبات ذاتية القيادة—إلى طلب حلول هوائيات مليمترية قابلة للتوسع وموفرة للطاقة. بدأ قادة أشباه الموصلات مثل كوالكوم وإنتل بإدخال شرائح مدمجة مع مصفوفات الهوائيات الذكية، تستهدف تطبيقات IoT الاستهلاكية والصناعية. تم تصميم هذه الحلول لدعم كثافات عالية من الأجهزة والاتصال الموثوق في بيئات معقدة، مستفيدة من توجيه الأشعة التكيفي وتعدد الإرسال المكاني.

عند النظر إلى المستقبل، ستشهد السنوات القليلة المقبلة مزيدًا من الابتكارات في تصميم مصفوفات الهوائيات الذكية، مع التركيز على تقليل استهلاك الطاقة، وتعزيز التكامل، وتمكين حالات استخدام جديدة مثل الواقع الممتد (XR)، واتصالات المركبة لكل شيء (V2X)، والعودة اللاسلكية. تلعب التحالفات الصناعية وهيئات التوحيد القياسي، بما في ذلك مشروع الشراكة الجيل الثالث (3GPP)، دورًا نشطًا في تشكيل المتطلبات التقنية ومعايير التشغيل البيني لهذه الأنظمة الهوائية المتقدمة، مما يضمن أساسًا قويًا لشبكات الاتصالات اللاسلكية في المستقبل.

ابتكارات التصميم: تشكيل الأشعة، MIMO، ودمج الذكاء الاصطناعي

تتسارع تطورات تصميم مصفوفات الهوائيات الذكية للاتصالات الموجات المليمترية (mmWave) في عام 2025، مدفوعة بحاجة أعلى لمعدلات البيانات، وبوقت أقل، وفعالية أعلى لاستغلال الطيف في شبكات 5G والـ 6G الناشئة. الابتكارات في تشكيل الأشعة، وهندسة MIMO الضخمة، ودمج الذكاء الاصطناعي لتقديم التحكم التكيفي والتنظيم هي جوهر هذه التقدمات.

يبقى تشكيل الأشعة تقنية مركزية، مما يمكّن من النقل والتلقي ذا الاتجاه العالي للتغلب على فقدان المسار الملحوظ والانخفاض في إشارة ترددات الموجات المليمترية. في عام 2025، تقوم الشركات الرائدة في مجال أشباه الموصلات ومعدات الشبكات مثل كوالكوم وإريكسون بنشر حلول تشكيل الأشعة الرقمية والهجينة المتقدمة. تستفيد هذه الأنظمة من مصفوفات موثوقة كبيرة النطاق—غالبًا مع 64 أو 128 أو أكثر من عناصر الهوائي—لتوجيه الأشعة ديناميكيًا، ودعم السيناريوهات متعددة المستخدمين، والتخفيف من التداخل. كما أظهرت نوكيا وحدات راديو مدمجة بالكامل مع مصفوفات هوائيات عالية الكفاءة، مستهدفة كل من عمليات نشر الماكرو الحضرية وخلايا صغيرة.

تعديل MIMO الشامل، الذي يتضمن استخدام عشرات أو حتى مئات من عناصر الهوائي، يتم الآن تكيفه لنطاقات الموجات المليمترية. تتيح هذه المقاربة التعدد المكاني، مما يسمح بإرسال تدفقات بيانات متعددة في وقت واحد، مما يزيد بشكل كبير من قدرة الشبكة. تقوم شركات مثل سامسونج للإلكترونيات وهواوي بتطوير وتسويق محطات قاعدة MIMO الضخمة للموجات المليمترية، حيث تظهر التجارب الميدانية تحسينات ملحوظة في سرعة النقل والتغطية، حتى في البيئات الحضرية الكثيفة.

يظهر دمج الذكاء الاصطناعي كتقنية تحويلية في تصميم مصفوفات الهوائيات الذكية. من خلال تضمين خوارزميات تعلم الآلة عند الحافة وضمن بنية الشبكة، تمكّن الشركات من التكيف الفوري مع تغيرات ظروف القناة، وتحركات المستخدم، وأنماط التداخل. تستثمر إنتل وNXP Semiconductors في إدارة موارد الراديو المدفوعة بالذكاء الاصطناعي والشبكات الذاتية التنظيم، والتي يمكن أن تعدل تلقائيًا نماذج الأشعة، ومستويات الطاقة، وتكوينات الهوائي لتحقيق أقصى أداء. وهذا مهم بشكل خاص لأن التأثيرات البيئية مثل العوائق والانعكاسات يمكن أن تضر بسرعة بجودة الرابطة.

عند النظر إلى المستقبل، ستشهد السنوات القليلة المقبلة مزيدًا من التصغير والدمج لمصفوفات الهوائيات الذكية، مع التركيز على كفاءة الطاقة وتقليل التكلفة. من المتوقع أن يعزز اعتماد المواد المتقدمة، مثل الركائز ذات الخسائر المنخفضة ومكبرات الصوت عالية الكفاءة، الجدوى العملية لعمليات نشر الموجات المليمترية. ستستمر التعاونات الصناعية، مثل التي تقودها مشروع الشراكة الجيل الثالث (3GPP) والاتحاد الدولي للاتصالات (ITU)، في تشكيل المعايير والتشغيل البيني، مما يضمن أن تترجم الابتكارات في تصميم الهوائيات الذكية إلى مكاسب أداء حقيقية في الشبكات.

تحديات التصنيع وديناميات سلسلة الإمداد

تشكل صناعة مصفوفات الهوائيات الذكية لاتصالات الموجات المليمترية (mmWave) في عام 2025 تفاعلًا معقدًا بين عوامل تقنية ومنطقية وجيوسياسية. مع تسارع الطلب على شبكات 5G و6G الناشئة، يدفع الحاجة إلى مصفوفات هوائية عالية الأداء والقابلة للتوسع والتكلفة الفعالة الابتكار ويشكل سلاسل الإمداد.

تتمثل التحدي الرئيس في الدقة المطلوبة لتصنيع الهوائيات المليمترية. عند الترددات فوق 24 جيجاهرتز، يمكن أن تؤثر الفروقات الصغيرة في التصنيع بشكل كبير على الأداء. تستثمر الشركات الرائدة في أشباه الموصلات ومكونات RF مثل كوالكوم وNXP Semiconductors وInfineon Technologies في تقنيات التعبئة والتكامل المتقدمة، مثل النظام في العبوة (SiP) والهوائي في العبوة (AiP). تتيح هذه الأساليب دمج عدة عناصر هوائية ووحدات إدخال RF في بصمات موحدة، لكنها تتطلب عمليات تصنيع عالية الآتمتة ذات عوائد مرتفعة.

تعتبر اختيارات المواد عاملاً حاسمًا آخر. أصبح استخدام الركائز ذات الخسائر المنخفضة مثل البوليمر السائل المتبلور (LCP) والسيراميك المتقدم أكثر انتشارًا، حيث تدعم هذه المواد التشغيل بترددات عالية والتصغير المطلوب لمصفوفات الموجات المليمترية. تعد شركات مثل Murata Manufacturing وTDK Corporation من الموردين البارزين لهذه المواد المتقدمة، وتعمل على توسيع قدراتها الإنتاجية لتلبية الطلب المتزايد.

تؤثر العلاقات بين سلسلة الإمداد في 2025 بكل من العوامل العالمية والإقليمية. لقد أدت الضغوط المستمرة من أجل مرونة سلسلة الإمداد—التي أثارتها الاضطرابات الأخيرة—إلى زيادة توطين الصناعة، لا سيما في أمريكا الشمالية وأوروبا وآسيا الشرقية. تقوم المصانع الكبرى مثل TSMC وسامسونج للإلكترونيات بتوسيع خطوط إنتاج التعبئة المتقدمة وتصنيع مقدمي RF، بينما تشكل أيضًا شراكات استراتيجية مع مجمعي الوحدات الهوائية.

تستمر التوترات الجيوسياسية وضوابط الصادرات في التأثير على مصادر المكونات الحيوية، وخاصة للمواد شبه موصلة على أساس الغاليوم والركائز عالية التردد. وقد أدى ذلك إلى دفع الشركات لتوسيع قاعدة مورديها والاستثمار في مواد وعمليات بديلة. على سبيل المثال، تقوم شركات مثل Skyworks Solutions وQorvo بتطوير حلول جديدة لمقدم RF تقلل من الاعتماد على المواد المقيدة.

عند النظر إلى المستقبل، من المتوقع أن تشهد السنوات المقبلة مزيدًا من الأتمتة والرقمنة في تصنيع مصفوفات الهوائيات، مع زيادة اعتماد التحكم الرقمي في العمليات وضمان الجودة المدفوعة بالذكاء الاصطناعي. يُتوقع أيضًا أن يرى القطاع المزيد من التكامل الرأسي، حيث تسعى الشركات للسيطرة على المزيد من سلسلة القيمة بدءًا من المواد وحتى التجميع النهائي، مما يضمن الأداء والأمان الإمدادي للاتصالات الموجات المليمترية من الجيل التالي.

المنظومة التنظيمية وتخصيص الطيف

تتطور المنظومة التنظيمية لاتصالات الموجات المليمترية (mmWave) بسرعة حيث يتزايد الطلب العالمي على الشبكات اللاسلكية ذات القدرة العالية. يؤثر تصميم مصفوفات الهوائيات الذكية مباشرةً على سياسات تخصيص الطيف والمعايير التقنية ومتطلبات الامتثال التي وضعتها هيئات التنظيم الوطنية والدولية. في عام 2025، لا يزال التركيز على تنسيق نطاقات الطيف، وتحسين التعايش، وتمكين النشر الفعال لتقنيات الهوائيات المتقدمة لشبكات 5G والـ 6G الناشئة.

تم تخصيص أو يُنظر في تخصيص النطاقات الرئيسية للطيف من أجل اتصالات الموجات المليمترية—مثل 24 جيجاهرتز و28 جيجاهرتز و37–40 جيجاهرتز و60 جيجاهرتز—في الأسواق الرئيسية. تواصل لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) في الولايات المتحدة قيادة مجال الاستخدام المرن للتراخيص في نطاقات 24 و28 و37 و39 و47 جيجاهرتز، مما يدعم كل من الخدمات الثابتة والمتحركة. لقد فتحت مبادرة الطيف الحدود (Spectrum Frontiers) التابعة لـFCC أكثر من 5 جيجاهرتز من طيف الموجات المليمترية، مما يعزز الابتكار في تصميم مصفوفات الهوائيات الذكية لمعالجة تحديات مثل تشكيل الأشعة، وتخفيف التداخل، والوصول الديناميكي للطيف.

في أوروبا، تقوم المؤتمر الأوروبي للهيئات البريدية والاتصالات (CEPT) ومعهد المعايير الأوروبية للاتصالات (ETSI) بتنسيق استخدام الطيف المنسق، خاصة في نطاقي 26 جيجاهرتز و40 جيجاهرتز. تعتبر هذه الجهود حاسمة للتداخل الدولي وتعزيز نشر مصفوفات الهوائيات الذكية في البيئات الحضرية. تستمر الاتحاد الدولي للاتصالات (ITU) في لعب دور مركزي في التنسيق الدولي للطيف، حيث تحدد مؤتمرات الراديو العالمية (WRC) جدول الأعمال للتخصيصات التقنية الخاصة بالموجات المليمترية وترتيباتها.

تتقدم الهيئات التنظيمية في منطقة آسيا والهادئ، بما في ذلك وزارة الشؤون الداخلية والاتصالات في اليابان ووزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات في الصين، أيضًا في سياسات الطيف الموجات المليمترية. لقد رخصت اليابان النطاقين 28 جيجاهرتز و39 جيجاهرتز لشبكات 5G، بينما تجري الصين اختبارات نشطة لمصفوفات الهوائيات الذكية في النطاقات من 24-29 جيجاهرتز و37-43.5 جيجاهرتز. تدفع هذه الإجراءات التنظيمية الابتكار المحلي والتنافس العالمي في تصميم وتصنيع الهوائيات.

عند النظر إلى المستقبل، فإن النظرة التنظيمية لعام 2025 وما بعدها تؤكد على مشاركة الطيف الديناميكية، والتعايش مع الخدمات الحالية (مثل الأقمار الصناعية والوصول اللاسلكي الثابت)، واعتماد المعايير المفتوحة لمصفوفات الهوائيات الذكية. تتعاون الشركات الرائدة مثل إريكسون ونوكيا وسامسونج للإلكترونيات مع الهيئات التنظيمية لضمان أن تتوافق تقنيات مصفوفات الهوائيات مع متطلبات الأداء المتطورة. مع تسارع أبحاث 6G، يتم دراسة نطاقات طيف جديدة أعلى من 100 جيجاهرتز، مما يوفر فرصًا أكبر و تحديات تنظيمية في تصميم مصفوفات الهوائيات الذكية في السنوات القادمة.

تحليل تنافسي: براءات الاختراع، الشراكات، واتجاهات البحث والتطوير

تشتد ضغوط المنافسة في تصميم مصفوفات الهوائيات الذكية في اتصالات الموجات المليمترية (mmWave) في عام 2025، مدفوعة بالتوسع السريع في 5G والإطلاق المتوقع لتقنيات 6G. يستفيد اللاعبون الرئيسيون في الصناعة من المحفظات القوية لبراءات الاختراع، والشراكات الاستراتيجية، والاستثمارات النشيطة في البحث والتطوير لتأمين الريادة في هذا المجال.

براءات الاختراع: تتسم سباق براءات الاختراع بالقوة بشكل خاص بين الشركات المصنعة لمعدات الاتصالات الرائدة وشركات أشباه الموصلات. قامت إريكسون ونوكيا بتوسيع ممتلكاتهما الفكرية المتعلقة بالهوائيات الموثوقة، وخوارزميات تشكيل الأشعة، والمستقبلات المدمجة للموجات المليمترية. تستمر كوالكوم في تسجيل براءات اختراع بشأن حلول الهوائي في العبوة (AiP) المتقدمة وتقنيات تشكيل الأشعة الهجينة، بهدف تحسين الأداء لكل من البنية التحتية وأجهزة المستخدم. تعتبر سامسونج للإلكترونيات وهواوي أيضًا بارزتين، حيث تشمل براءات الاختراع الخاصة بهما مصفوفات هوائيات قابلة لإعادة التشكيل وإدارة الأشعة المدفوعة بالذكاء الاصطناعي، مما يعكس تركيزهما على أنظمة 5G و6G.

الشراكات: تتشكل الديناميات التنافسية من خلال التعاون الاستراتيجي. قامت إنتل بشراكة مع مصانع وشركات شبكات رائدة لتطوير وحدات الهوائيات المليمترية الخاصة بمحطات القاعدة والأجهزة الاستهلاكية. تعمل Analog Devices وNXP Semiconductors بشكل وثيق مع شركات تصنيع المعدات الأصلية لدمج حلول مرحلة RF الخاصة بها في مصفوفات الهوائيات من الجيل القادم. بالإضافة إلى ذلك، تقوم Renesas Electronics وInfineon Technologies بالتعاون مع الشركاء الصناعيين والسيّارات لتكييف مصفوفات الهوائيات الذكية مع تطبيقات V2X وإنترنت الأشياء الصناعي، مما يوسع نطاق التقنيات خارج قطاع الاتصالات التقليدي.

اتجاهات البحث والتطوير: تركز جهود البحث والتطوير في عام 2025 على التصغير، وكفاءة الطاقة، وتشكيل الأشعة التكيفية المدفوعة بالذكاء الاصطناعي. تستثمر شركات مثل إريكسون وكوالكوم في تطوير مصفوفات MIMO الضخمة مع مئات من العناصر، مستهدفة كفاءة طيف أعلى وأوقات استجابة أقل. تقوم سامسونج للإلكترونيات باستكشاف الهوائيات على أساس المواد المتقدمة والتشكيل الضوئي المدمج، aiming to overcome the physical limitations of conventional designs. Meanwhile, Huawei advances AI-powered self-optimizing networks, where smart antenna arrays dynamically adapt to changing environments and user demands.

آفاق المستقبل: على مدار السنوات القليلة المقبلة، من المحتمل أن يعتمد الميزة التنافسية على القدرة على تقديم حلول هوائيات ذكية قابلة للتوسع، وتكلفة فعالة، وقابلة للتكيف بشكل كبير. من المتوقع أن تتسارع التقارب بين الذكاء الاصطناعي والمواد المتقدمة وابتكارات أشباه الموصلات، حيث يتنافس كل من قادة الصناعة والوافدين الجدد من أجل الهيمنة في كل من القطاعين الاتصالات والقطاعات الناشئة مثل السيارات والأتمتة الصناعية.

آفاق المستقبل: الاتجاهات المبتكرة وفرص الاستثمار

ستشهد مستقبل تصميم مصفوفات الهوائيات الذكية لاتصالات الموجات المليمترية (mmWave) تحولًا كبيرًا حيث تدفع شبكات 5G و6G الناشئة الطلب على معدلات بيانات أعلى، ووقت أقل، وزيادة فعالية استغلال الطيف. في عام 2025 وما بعده، من المتوقع أن تشكل عدة اتجاهات مبتكرة وفرص استثمارية وجهة المشهد.

يعد الاتجاه الرئيسي هو التطور السريع لهندسة تشكيل الأشعة الهجينة، التي تجمع بين المعالجة التناظرية والرقمية لتحسين الأداء والتكلفة. تقوم شركات أشباه الموصلات والبنية التحتية اللاسلكية الرائدة مثل كوالكوم ونوكيا بتطوير وحدات هوائيات مليمترية متقدمة تدمج ICs تشكيل الأشعة، ومغيرات الطور، وعناصر المصفوفة المدمجة. تعتبر هذه الحلول ضرورية لدعم عمليات النشر الحضرية الكثيفة والوصول اللاسلكي الثابت، حيث تعتبر توجيه الأشعة الدقيق وتخفيف التداخل أمرًا حاسمًا.

تعتبر التطورات المبتكرة الأخرى هي دمج الذكاء الاصطناعي (AI) وتعلم الآلة (ML) في أنظمة الهوائيات الذكية. تتيح خوارزميات مدفوعة بالذكاء الاصطناعي التكيف الفوري مع ظروف القناة الديناميكية، وتحرك المستخدم، وأنماط التداخل، مما يعزز بشكل كبير كفاءة الطيف وموثوقية الأداء. تستثمر شركات مثل إريكسون في حلول الشبكات ذات الوصول الإذاعي المدفوع بالذكاء الاصطناعي (RAN) التي تستفيد من مصفوفات الهوائيات الذكية لشبكات ذاتية التنظيم، مما يفتح الطريق لبنية تحتية لاسلكية ذاتية ومستدامة.

تعد الابتكارات المادية أيضًا من النقاط البارزة، مع استثمارات في الركائز ذات الخسائر المنخفضة، والتعبئة المتقدمة، والتكامل ثلاثي الأبعاد لتقليل استهلاك الطاقة والمساحة. تستكشف سامسونج للإلكترونيات وإنتل مواد وتقنيات تصنيع جديدة لتمكين مصفوفات الموجات المليمترية ذات الكثافة العالية المناسبة لكل من محطات القاعدة وأجهزة المستخدم. من المتوقع أن تساعد هذه التطورات على تقليل العقبات أمام اعتمادها على نطاق واسع في الإلكترونيات الاستهلاكية ورادار السيارات وإنترنت الأشياء الصناعي.

من ناحية الاستثمار، يفتح تقارب تكنولوجيا الهوائيات الذكية مع الاتصالات عبر الأقمار الصناعية والشبكات غير الأرضية (NTN) أسواق جديدة. تطور شركات مثل Thales Group وLockheed Martin هوائيات مرفقة لمشروعات الأقمار الصناعية والاتصالات الدفاعية الآمنة، مستفيدة من ترددات الموجات المليمترية لروابط ذات سعة عالية.

عند النظر إلى المستقبل، من المتوقع أن يؤدي انتشار معايير الشبكات المفتوحة (O-RAN) والضغط من أجل العتاد القابل للتشغيل البيني والبرمجيات إلى تسريع الابتكار وتقليل عوائق الدخول أمام الشركات الجديدة. ستكون الاستثمارات الاستراتيجية في البحث والتطوير، وشراكات النظام البيئي، والتكامل الرأسي ضرورية للجهات المعنية التي تهدف للاستفادة من الإمكانيات المبتكرة لمصفوفات الهوائيات الذكية في مجال الموجات المليمترية حتى عام 2025 وما بعده.

المصادر والمراجع

• نوكيا
• كوالكوم
• Analog Devices
• Infineon Technologies
• NXP Semiconductors
• 3GPP
• ITU
• هواوي
• Murata Manufacturing
• Skyworks Solutions
• المؤتمر الأوروبي للهيئات البريدية والاتصالات
• Thales Group
• Lockheed Martin