エレクトロニックデザイン＆テスト“シンクタンク”が見る2022年の技術予測

2021年、世界では新型コロナウイルスによるパンデミックという、未曾有の公衆衛生の危機が続きました。これは社会のあらゆるセクターに影響を及ぼし、企業、政府、民間機関は、場合によっては広範囲にデジタルトランスフォーメーションを加速し、イノベーションが達成される方法を考え直さざるを得なくなりました。

キーサイトのリーダーたちは、パンデミックというレンズを通して明らかになってきた事業運営や技術トレンドの変化や、今後も長期にわたり組織や社会に与える影響について言及しています。

量子コンピューティングの台頭

量子コンピュータは、イノベーションと投資の観点から、新型コロナウイルス感染症のパンデミック中に発展し続けている新興技術であり、2022年は量子コンピュータにとって飛躍の年になると予想されます。超伝導量子システムの可能性を最大限に引き出すためには、高精度なテスト・測定技術の必要性が急増するでしょう。

複数の100量子ビット量子コンピュータがクラウドに登場

2022年には、複数の企業が100量子ビット以上の機能を搭載した量子プロセッサユニット(QPU)を、クラウド上で公開する予定です。これらのブレークスルーは、デバイス開発者にとって、量子デバイスのスケーリング(より大きな量子コンピュータ)、デプロイメント(より多くの校正)、再現性(デバイス製造時の歩留まり)などといった、新たな課題を生み出すでしょう。

2量子ビットゲートエラーレートにおけるブレークスルー

現在、金融、製薬、物流などの分野では、2量子ビットのゲートエラーレートが量子アルゴリズムの性能を大きく制限する要因となっています。QPU技術により、2量子ビットのゲートエラーレートが改善されたことで、2022年にはシステムノイズが記録的に低くなり、量子プロセッサの性能向上が期待されています。このような進歩は、小さなゲートエラーレートを測定し、QPUクロストークを確実かつ効率的に理解するという新たな課題を生み出しています。

回復力のあるサプライチェーン

現在のサプライチェーンの混乱(半導体チップや原材料の不足、さらに港湾の混雑やトラックドライバーの不足といった物流綿での制約)は、2022年にも生産量を制限するボトルネックとなるでしょう。今や、サプライチェーンの回復力は、企業が継続的な変動を乗り切る上で必要不可欠であり、企業は競争上の優位性を獲得するために、将来を見据えたサプライチェーンの構築に力を注ぐようになると予想されます。また、環境・社会・企業ガバナンス(ESG)リスクを軽減するために、持続可能なサプライチェーンが優先されるでしょう。

サプライチェーンがよりアジャイルになり、デジタル化が進む

デジタルテクノロジーは、サプライチェーンのエコシステムに新たな機能をもたらすでしょう。自動化と可視化が進めば、企業はより機敏になり、変動に素早く対応できるようになります。

サプライチェーンの自動運転化が現実に

コグニティブ・オートメーションが広く普及すると、サプライチェーンはよりインテリジェントになります。これにより、自動化機能が推奨事項を作成し、結果を予測し、最終的には自律的に意思決定を行うようになるでしょう。

事業継続計画(BCP)とリスクの軽減

1社のグローバルプロバイダーに依存するのではなく、複数の調達先確保や地域化にシフトすることで、混乱を減らすことが可能であり、サプライチェーンの回復力を決定する重要な要素となるでしょう。

レジリエンスのための設計

製品設計では、標準化された部品の調達が容易になり、企業は混乱に迅速に対応できるようになります。重要な部品の安全在庫を保つことは、従来の「ジャストインタイム」方式の在庫管理に取って代わるものです。

バーチャルコラボレーションの高度化

今回のパンデミックにより、企業はリモートワークでも業績を上げられることがわかりました。2022年には、企業が革新的なテクノロジーを活用して生産性を向上させることで、バーチャルコラボレーションがより高度なものになると考えられます。こうしたリモートコラボレーションの新たな波は、複雑に接続されたシステムを生み出します。シームレスで安全なエクスペリエンスを保証するためには、テストと測定が一層不可欠となるでしょう。

• 仮想現実/拡張現実/複合現実(VR/AR/MR)技術により、可視化がさらに向上します。製品デザインでは、デジタルツインが、物理的製品を作る前にデザインのシミュレーションを作成します。これらのシミュレーションにより、リモートチームが共同でデザインを検討し、プロセス全体を改善し、製品開発に必要な時間とコストを削減することが可能になります。
• 倉庫内のロボットや物流用の配送ドローンなどを自動化システムで遠隔監視することで、リモートワーカーがリアルタイムで共有・監視するデータを収集・集約できるようになります。

エンタープライズIT

2025年にはシチズンデベロッパーが主流に

CIO(最高情報責任者)にとって、シチズンデベロッパーによるITの民主化は最大の課題であり、またチャンスでもあります。シチズンデベロッパーは、IT以外の部署や業務に従事しており、2027年には、企業内シチズンデベロッパーの数は、従来のデベロッパーの5倍になると言われています。

• あらゆるワークフローが自動化、合理化、相互接続されることで、デジタルトランスフォーメーションのペースが加速しており、より多くのアプリへの飽くなき需要が高まっています。
• 人工知能(AI)、機械学習(ML)、自然言語処理(NLP)などのインテリジェント技術がノーコード/ローコードプラットフォームで広く展開されることにより、シチズンデベロッパーが自動化を実行できるようになるでしょう。この移行の結果、CIOはリソースに制約を受けることがなくなり、デジタルトランスフォーメーションの取り組みを迅速に拡大することができるようになります。しかし、アプリやサービスのエコシステム全体のユーザーエクスペリエンスを継続的に監視し、テストする必要があるでしょう。
• シチズンデベロッパーに軸足を移すことで、CIOはシチズンデベロッパーとユーザーの安全を確保するためにネットワークのリアルタイムな可視化が必要となり、セキュリティの負担を増やすことになります。シチズンデベロッパーの台頭は、すべてがユーザーの期待通りに動作し、システムが安全であることを実現する、継続的でインテリジェントなテストオートメーションにかかっているのです。

エンタープライズシステムでは、クラウドファーストのコンポーザブルアーキテクチャが、モノリシックなレガシーアーキテクチャを置き換える

• IT企業は、さまざまなベンダーによるクラウドベースソリューションをAPIベースで統合することで、これまでにないレベルの適応性、機能性、顧客体験、拡張性、堅牢性を実現し、企業のデジタル化を加速させるでしょう。
• 各企業は、クラウドサービスベンダー、ソリューションプロバイダー、ビジネスパートナーのネットワークが持つ性能、信頼性、セキュリティへの依存度が高まることでしょう。
• ネットワークの可視化とネットワーク・デジタルツイン・ソリューションでは、複数の企業のネットワーク全体にわたって、必要なレベルの性能、信頼性、そして最も重要なセキュリティを向上する新しい方法を見つける必要があります。

IoT

デバイスではなく、サブスクリプション型サービスが重要

コネクテッドデバイスはさまざまな産業で普及していますが、重要なのはサブスクリプション型サービスの提供です。

2022年には、インテリジェントなテクノロジーによって、企業は顧客を1つのセグメントとして扱い、高度にパーソナライズされたサービスを展開できるようになるでしょう。

その例として以下が挙げられます。

• スマート冷蔵庫は、グルテンフリーなどの個人の嗜好に基づいて、1週間のメニューの選択肢を提示し、足りない食材があれば、買い物リストと希望する食料品配送サービスを自動的に提案します。
• 2025年までに、このようなパーソナライズされたサービスは急拡大し、米国では50％以上の世帯が少なくとも1つのサブスクリプションを利用することが予想されます。

従来の業界は、サブスクリプション/使用量ベースになる

ロールスロイスは使用量に応じてエンジンを貸し出し、列車は1マイルごとに貸し出すようになるでしょう。オンデマンド経済の拡大に伴い、サブスクリプションモデルはビジネスや消費者市場にも拡大していくでしょう。これには、自動車、台所用品、自動化サービスなどが含まれる。2024年には予測メンテナンスが一般的になり、これらのサービスの可用性を最適化するために、接続されたインフラが修理や交換の必要時期を通知することになるでしょう。

自律走行車がモビリティ・アズ・ア・サービス(MaaS)への移行を推進

自律走行車とサブスクリプション型サービスへの移行が組み合わさると、もはや自動車を所有する必要のない時代へと向かいます。2025年までには、消費者は、いつでもどこでも好きな場所に行けるようなレンタルサービスモデルに移行するでしょう。自律走行車のもう1つの利点は、ユーザーが自分の位置情報を最適化して、予測される利用率を最大化できることです。これにより、車を必要とするすべての人が、必要なときに車を利用することができます。また、ライブデータや過去のデータを分析して予測分析を行うことで、最小限の台数の車が確保されます。

IoTがリテール体験を変える

• 2020年代の終わりまでには、小売店からレジがなくなるでしょう。インテリジェント技術とRFIDタグにより、すべての商品が追跡され、顧客のクレジットカードや銀行口座にオートチャージされ、実際のショッピング体験から煩わしさを取り除くことが可能になります。
• 2024年までには、ロボットが店舗と倉庫・フルフィルメントセンターに広く導入され、小売業界における人間が行う仕事数はさらに減少するでしょう。
• 小売業における大変革の次はスーパーマーケットと予測されます。RFIDタグが家庭や店舗に普及すると、スーパーマーケットは倉庫から顧客に直接配送するようになり、実店舗が不要になると思われます。
• 若い消費者の需要に応え、商品の配送を加速させるために、2025年までにはドローンによる配送が当たり前になるでしょう。

ヘルスケア診断

IoTがアナリティクスをエッジに移し始めたのと同じことが、医療分野でも起きていきます。より洗練された認定デバイス(Apple Watchなど)には、各患者が自宅にいながら都合の良い時間に、自分のデバイスでさまざまな診断を行える技術が搭載されています。このトレンドは新たな市場に拡大し、2024年までにほとんどの家庭で自律的な予備診断ソリューションが提供されるようになるでしょう。

セキュリティ

サプライチェーンのサイバーリスクが急上昇

テクノロジーへの依存度が高まるにつれ、サプライチェーンをはじめとするIIoTやその他の重要インフラのターゲットに、ハッカーの目が向けられることから、サイバーセキュリティのリスクと脆弱性はサプライチェーンにとって大きな懸念材料となるでしょう。回復力のあるサプライチェーンを設計するには、エコシステム全体を接続し、ハッカーからの容赦ない攻撃を成功させないことが必要です。

2025年までに、SecOpsが業務上の最優先事項になる

• あらゆる業界でセキュリティ侵害の脅威が高まっている中、企業はハイパーコネクテッド・デジタルワールドではセキュリティを中心に据えなければならないことを認識するようになり、2022年にはDevOpsはついにDevSecOpsに取って代わられることでしょう。
• 情報技術のセキュリティチームとオペレーションチームが協力して、ツール、プロセス、技術を統合して企業の安全性を確保するようになるでしょう。リスクを軽減するためには、セキュリティ監査と自律型攻撃が唯一の有効な手段になると考えられます。

接続されたシステムを安全に保つために規格を導入

• 接続されているデバイスの1つ1つが、ハッカーが悪用できる別の攻撃手段になります。接続されたシステムが複雑化する中で、企業は問題の発生場所を把握できていません。2023年末までには、IoTシステムに単一のセキュアなインタフェースを提供する規格が登場し、攻撃対象領域を狭め、侵入の試みや突破をより明確に可視化できるようになるでしょう。
• より一層接続された世界では、信頼とセキュリティが最重要視され、新しいセキュリティ戦術が不可欠になります。攻撃者に悪用される前にカバレッジのギャップを特定し、脆弱性を改善することは、すべての企業にとって競争優位性になることが予想されます。

デジタルトランスフォーメーションとコネクティビティ

帯域幅に対するとどまることのない需要が発生

帯域幅に対する需要は衰えることなく、デジタルの津波のように押し寄せています。今日の世界では、より多くのデバイスが、高解像度の画像、4Kや8Kの動画、マルチプレイヤーゲームなどのダイナミックでインタラクティブな体験、そして遠隔医療など、よりリッチなコンテンツを送受信しています。

次世代ワイヤレスデバイスに対する顧客の期待に応えるためには、小型化、軽量化、省電力、コスト削減(SWaP-C)を実現する画期的なイノベーションが必要

留まることのない帯域幅と信頼性へ要求により、無線インフラの複雑さは、基地局とユーザー機器(UE)の両方で爆発的に増加しています。新しいRFバンド、高度な変調フォーマットや技術が、複雑化する原因となっています。それにもかかわらず、消費者はユーザー機器の価格やサイズが大きくなることを受け入れようとせず、より長いバッテリー寿命を求めています。

必要なSWaP-Cの削減を達成するには、不要な熱を除去しながら何百ものミリ波コンポーネントを相互接続できる高度なパッケージ技術や、超小型電子回路の製造における画期的な方法など、多面的なアプローチが必要になるでしょう。

5Gは、複数の産業におけるデジタルトランスフォーメーションを強化

• この10年間、変革のペースは加速し続けるでしょう。2022年には、5Gの大規模な展開により、帯域幅の制約がなくなり、変化のスピードが大幅に加速します。デバイスの認証、ネットワークの展開は継続的に拡張されるでしょう。また、オープンな無線アクセスネットワーク(O-RAN)が成熟するにつれ、大規模な5Gの展開が可能になるでしょう。
• 2022年には5Gデバイスがあらゆる場所に登場します。 注目されるのは、レイテンシーと信頼性が向上した新しい産業用IoTデバイスです。 地方での5Gの普及は依然として限られており、2022年には、5Gを利用した自律走行車(レベル4)は実現しないでしょう。
• 3GPPのリリース16〜17、かつそれ以降のリリースへの継続的な投資では、レイテンシーの低減、信頼性の向上、位置決めなどの新機能に焦点が当てられ、車両・産業用ネットワーク、工場自動化などの新しいユースケースが促進されるでしょう。
  
• 5Gは、必要な場所にインテリジェンスを分散させ、制御性の向上とムダの削減によりあらゆるプロセスの効率化を図ることで、ユビキタス・コンピューティングの次のステージを実現するでしょう。
  

6G:思っている以上に、いろいろなことが起きている

• 2028年には、5Gネットワークが普及して、産業用IoT、デジタル化されたヘルスケア、スマートシティ、エクステンデッド・リアリティ(XR)など、現在は単なるコンセプトに過ぎない「モバイル通信」と考えられているものを凌駕する垂直産業が可能になり、5Gの当初のビジョンが実現するでしょう。同じく2028年には、最初の商用6Gネットワークが稼動し、アプリケーション、コンピューティング、コミュニケーションを通じて、物理的な世界、デジタルな世界、人間の世界の融合への道が開かれるでしょう。これにより、ついにあらゆるものがインターネットに接続される世界(IoE:Internet of Everything)が実現します。
• 2028年に起こる6Gの開始は、すでに進行中の研究によって実現するでしょう。また、2022年には、学界、政府、産業界からの投資が拡大するでしょう。この研究では、6Gにまつわるビジョンを実現するための方法が示され、6Gによりモバイル通信が私たちの仕事や日常生活でさらに根本的なものになるでしょう。

デジタルツインの導入により、製品の設計、構築、提供の方法が永遠に変わる

• デジタルトランスフォーメーションを推進する企業は、仮想システムの限界を認識し、デジタルツインの導入を増やしていくでしょう。例えば、自律走行車のような新興産業では、メーカーにはミスが許されないが、デジタルツインを導入すれば、あらゆる順列をシミュレートでき、継続的に設計を改善することが可能となるでしょう。
• デジタルツインは、より効率的で実用的な新しいデザインとシミュレーションのアプローチを提供し、増加する規制に対応します。バーチャルモデルとは異なり、デジタルツインは物理システムの性能、メンテナンス、稼働状態のデータをリアルタイムに更新するため、意思決定が容易になります。デジタルトランスフォーメーションのペースに追いつくために、デジタルツインは製品設計に不可欠な要素となるでしょう。

人工知能(AI)、機械学習(ML)、クラウド化の技術により、将来のネットワークの可能性がさらに広がる

• これには、コアネットワークの変革とモビリティの向上、さらにO-RAN、5Gコアネットワーク、ミリ波 モビリティなど、通信の可能性をさらに広げる新しいソフトウェア技術が含まれます。

人工知能によるテスト、分析、自動化の変革も進む

• AI/MLは、テストを実行するだけでなく、情報に基づいた意思決定を行うためにデータをどのように利用するかという点で、自動化の中心となります。テラバイト(TB)規模のデータをクラウドに移すよりも、アルゴリズムをデータに移す方がはるかに効率的であり、移動中のデータからより早い洞察を得るための進歩が期待されます。
• 複雑化するデジタルファーストの世界では、コードのテストだけでは機能しないと思われます。2022年には、コードのコンプライアンスがソフトウェアのリリースを決定する判断材料ではなくなるでしょう。特に「AI」技術を使用したシステムが増え、すべてのレスポンスが決定的ではないため、「AIをテストするためのAI」が必要になります。接続された複雑な世界が正確に必要なパフォーマンスを発揮するためには、インテリジェントなテスト自動化が不可欠です。

持続可能性(サステナビリティ)とESGは引き続き重要な焦点に

サプライチェーンにも持続可能性が求められる

ESGリスクの軽減を目指す企業は、持続可能なサプライチェーンを優先するでしょう。持続可能なサプライチェーンには、以下が組み込まれます。

• 出荷・物流計画におけるカーボンフットプリントの削減と、排出データをモニターするためのカーボンアカウンティングプラットフォームをシステム全体に導入。
• 循環型サプライチェーン(削減、再利用、リサイクル、再生)の構築により、環境に影響を与える廃棄物を最小限に抑え、原材料のコストを削減。
• サプライチェーンの整合性: 倫理とコンプライアンスは、公正で合法な労働慣行から責任ある部品調達に至るまで、ますます重要になるでしょう。
• 気候変動対応型サプライチェーン: 環境の変化が材料の入手にどのような影響を与えるかを評価し、サプライチェーンに起こりうる混乱を特定するものです。
• 持続可能なサプライチェーンを構築するためには、カーボンフットプリントを最小限に抑えるための包括的なテストと検証が必要です。

家庭での持続可能性評価

• 現在、家庭にはコネクテッドデバイスがあふれており、これが持続可能性の取り組みに影響を与えています。2025年には、家庭用エネルギー評価にスマートエコシステムが組み込まれ、家庭内のコネクテッドデバイスの効率性を評価するようになるでしょう。この評価は、特にミレニアル世代やZ世代にとって、売却・賃貸を決める上で重要な特徴となるでしょう。
• あらゆるもののデジタル化に伴い、システムのサービス/アプリが複雑に絡み合うため、期待通りの性能が発揮されるだけでなく、環境への影響を最小限に抑えるために、厳格な自動テストが必要になると考えられます。 ### ネットゼロの推進を強化する必要性

2050年までに二酸化炭素排出量を実質ゼロにするためには、新しい技術を次々と導入する必要があります。しかし、これでは大気中に存在する炭素に対処することができません。バランスを取り戻すためには、2030年の終わりまでに、産業規模での炭素隔離や回収が必要になるでしょう。