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未來,5G需要這樣的新材料01
更新時間:2020-06-02 瀏覽數:

     

       2013年是4G元年,而如今隨著2019年6月6日工信部正式發放5G商用牌照,5G迎來了屬于它的時代。在自動化,信息化,電子化的年代,5G不會停止發展的腳步。據統計測算,以5G基建為首的七大核心產業新基建,2020年的投資規模在21800億左右。IHS 預計到2035年,5G在全球創造的潛在銷售活動將達12.3萬億美元,并將跨越多個產業部門。

       那什么是5G呢?5G為第五代移動通信技術的簡稱,5G通訊就是指通訊頻率提高到5GHz范圍。我國的5G初始中頻頻段為3.3G~3.6GHz和4.8G~5GHz兩個頻段,24.75G~27.5GHz、37G~42.5GHz高頻頻段正在研發之中;而國際上主要使用28GHz進行試驗。這意味著5G通訊接近毫米波波段,毫米波最大優點為傳播速度快,隨之帶來的最大缺點就是穿透力差、衰減大。(注:通常將30G~300GHz的頻域(波長為1~10mm)的電磁波稱毫米波,它位于微波與遠紅外波相交疊的波長范圍,因而兼有兩種波譜的特點。

Q:

5G通訊有什么優點?


A:

極高的速率:5G的傳輸速率遠遠大于4G傳輸速度100倍左右。手機用戶在不到一秒時間內即可完成一部高清電影的下載。

極低的時延:4G的信號時延為140毫秒,而5G的時延降低到1毫秒,比4G整整降低140倍。

極大的衰減:因為5G的傳播頻率太高,導致信號很容易被屏蔽、很容易受到外界干擾、也很容易在傳播介質中衰減。




Q:

與4G通訊比較,5G對材料有什么特殊要求?


A:

5G的傳輸速度更快,要求傳播介質材料的介電常數和介電損耗要??;

5G的電磁波覆蓋能力較差,要求材料的電磁屏蔽能力要強;

5G的傳輸信號強度較差,要傳播材料的介電常數要小,材料的電磁屏蔽能力要強;

5G元器件的厚度薄、密封性有好,要求及時散熱,材料導熱性能要好。

      

       綜合起來,5G需要:低介電、高導熱和高電磁屏蔽的高分子材料。




       5G通訊用材料品種異常豐富,從金屬材料、陶瓷材料、工程塑料、玻璃材料、復合材料到功能材料,都有著巨大的市場空間。5G的布局帶動了整個產業鏈的發展,必然會推動供給側改革,企業都面臨著機遇和挑戰。



                                                                       1
5G基站
1
基站天線

       天線是基站的重要組成部分,由輻射單元(振子)、反射板(底板)、功率分配網絡(饋電網絡)、封裝防護(天線罩)構成。天線是一種變換器,把傳輸線上傳播的導航波,變換成無界媒介中傳播的電磁波,或者進行相反的變換。無論是基站還是移動終端,天線均是用于發射和接受電磁波,基站天線性能的好壞,直接影響到移動通信的質量。



2
PCB

       PCB(Printed Circuit Board)是承載并連接其他電子元器件的橋梁,是現代電子信息產業中不可缺少的產品。5G時代基站用PCB會傾向于更多層的高集成設計,除了結構變化之外,5G的數據量更大、發射頻率更大、工作的頻段也更高,這需要基站用PCB板有更好的傳輸性能和散熱性能,因此5G基站用PCB板要使用更高頻率、更高傳輸速度、耐熱性更好的電子基材。




       PCB產業鏈由上游的銅箔、玻纖、覆銅板,中游的PCB制造以及下游的行業應用構成。覆銅板對PCB直接影響PCB導電、絕緣、支撐等功能,是PCB制造的重要基材,占PCB原材料中成本最高的。


3
濾波器

       基站濾波器是射頻系統的關鍵組成部分,主要工作原理是使發送和接收信號中特定的頻率成分通過,并極大地衰減其他頻率成分。在3G/4G時代,金屬同軸腔體憑借著較低的成本和較成熟的工藝成為了市場的主流選擇。5G時代受限于MassiveMIMO對大規模天線集成化的要求,陶瓷介質濾波器在小型化、輕量化、低損耗、溫度穩定性、性價比上存在優勢,陶瓷濾波器逐漸成為市場主流。




       瓷濾波器核心制造工藝主要包括粉體配方、壓制成型及燒結、金屬化和調試四大環節。生產技術難點在于一致性,陶瓷粉體材料的配方、生產的自動化以及調試的良率和效率都是濾波器生產的難點所在。

       4G時代,基站濾波器企業主要向設備商直接供貨,而5G時代,主設備商整合天線&濾波器廠商或成趨勢,天線和濾波器整集成為一體化的AFU方案或成為5G時代AAU和小基站的發展發現。前期采用工藝成熟的小型化金屬濾波器,后期采用陶瓷介質濾波器將成為大部分主設備商的選擇。


未完(字數限制),請接著看《未來,5G需要這樣的新材料02》
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