5G基站材料应用前景
亞没娱乐网 2022-10-18 20:59:00
5G基站材料应用前景
本月工信部向中国移动、中国电信、中国联通和中国广电4家公司发放5G正式商用牌照。
工信部跳过预商用牌照直接发放5G正式商用牌照,较此前市场预期提前了半年左右。
中国成为继韩国、美国、瑞士、英国之后,第五个宣布5G商用的国家,跻身5G第一梯队!
5G给我们带来的是超越光纤的传输速度,超越工业总线的实时能力以及全空间的连接, 5G将开启充满机会的时代
5G的数据量更大、发射频率更大、工作的频段也更高,基站的建设将有别于4G基站。
1、5G基站有望达到4G基站的3.3-4.6倍
2017年中国4G广覆盖阶段基本结束,4G基站达到328万个。
从5G的建设需求来看,5G将会采取“宏站+小站”组网覆盖的模式,历次基站的升级,都会带来一轮原有基站改造和新基站建设潮。
根据赛迪顾问发布的《2018年中国5G产业与应用发展白皮书》,预计5G宏站增量将达到360-500万个,小基站数量将达到720-1000万个,合计基站总数量将是4G基站的3.3-4.6倍,奠定了海量增长空间。
5G基站的海量增长,将同步带动PCB、天线振子及滤波器等元器件应用的大幅增长。
移动通信基站的天线阵列演化将带来高频材料需求大幅增加
根据主流的方案,5G基站将采用大规模天线关键技术,原本4G基站的天馈系统和RRU合并,形成全新部分AAU。
AAU集成了RRU和传统天线的功能,数字接口独立控制每个天线振子,构成主动式天线阵列。
Massive MIMO的应用,将使得天线数量达到64、128或256,相比4G基站数量增长4、8倍或16倍。
每两个天线对应一个天线振子,对应的天线振子可达32、64或128个,而目前的4G的天线单元一般不超过8个天线振子。
5G 有源天线的结构图:天线振子将集成在一张PCB 板上。
2、PCB 海量增长, PTFE市场一触即发
在5G基站中,印刷电路板作为最基础的连接装置将被广泛使用。
PCB是指在基材上按照预先设计好的形成点之间连接和印刷元件的基板。PCB的功能是让电子元器件按照预定电路连接。
首先5G基站的天线阵子需要使用PCB作为连接;其次5G基站的滤波器等元器件将大幅增加,需要使用一块单独的PCB来连接这些元器件;最后5G基站的CU/DU等部分也需要使用PCB。
5G建设初期,对于PCB的需求增量直接体现在无线网和传输网上,对PCB 背板、高频板、高速多层板的需求较大。
目前PCB产业界广泛应用的基板材料是玻纤布增强的环氧型基材FR-4,该材料是由一层或者多层浸渍过环氧树脂的玻璃纤维布构成。
因为它成本较低,且电气和机械性能适于多方面的需求,所以是应用最广的一类基板材料。但是FR-4的介电常数高达4.2~4.8以上,介质损失因子大于0.0015,难以满足高频应用的需求。
PCB上游原材料主要包括铜箔、玻璃纤维布、以及PTFE在内的特殊树脂和陶瓷等其他化工材料。
原材料中,铜箔是最主要的组成部分,约占覆铜板成本的30%-50%,它作为性能良好的导电体在PCB中起到导电和散热的作用。
此外,玻璃纤维布和特殊树脂也是重要的原材料,玻璃纤维布作为增强材料,起着绝缘和增加强度的作用;特殊树脂作为填充材料,起着粘合和提升板材性能的作用。
其中,PCB上游的特殊树脂领域目前国际领先的厂商还是以海外厂商为主,包括日本的三菱瓦斯、Panasonic、日立化成,美国的罗杰斯、伊索拉、泰康利,以及中国台湾的联茂、台光等。
PCB 各产业环节供应商。
为了满足高频高速PCB 产品的可靠性、复杂性、电性能和装配性能等诸多方面的要求,许多PCB基板材料的厂商对特殊树脂进行了不同的改进。
在目前高速高频化的趋势下,较为主流的PCB材料包括聚四氟乙烯树脂、环氧树脂、双马来酰亚胺三嗪树脂、热固性氰酸脂树脂、热固性聚苯醚树脂和聚酰亚胺树脂,由此衍生出的覆铜板种类超过130种。
对于基站PCB而言,最为重要的指标是介电特性、信号传输速度和耐热性,前两点上PTFE基板都具有较好的性能。
它是目前为止发现的介电性能最好的有机材料,优异的介电性能有利于信号完整快速地传输,这角度而言PTFE是5G时代基站PCB板的优选树脂材料。
但是,PTFE基板也有局限性,比如耐热性较差,加工性欠佳、成本较高等。
根据国内PCB龙头企业深南电路的招股说明书中的采购数据,可以知道PTFE板材在2017年的市场价格为600元/m2。
假设其价格不变,五年之后也即2023年5G基站能全部建设完毕,可以推知单基站PTFE的价值为1875元,届时中国基站用PTFE需求空间为89.06亿元,全球基站用PTFE需求空间预期为127.23亿元。
目前生产PTFE的企业主要有科慕、大金氟化工、阿科玛、3M、德清科赛、浙江巨化集团等企业。
3、天线振子数量暴增,塑料天线振子大有可为
天线振子是天线的核心部件。天线振子作为天线的主要组成部分,主要负责将信号放大和控制信号辐射方向,同样可以使天线接收到的电磁信号更强。
根据天线的形态,天线振子形态也包括多种多样,有杆状、面状等;根据加工工艺,主要有钣金、PCB、塑料等。传统4G天线振子多以金属钣金为主。
从5G设备商测试情况来看,在热点高容量地区优先选择64通道的天线设备,同时因为192振子天线设备相比128振子在覆盖能力上能提升1.7dB,目前设备商测试64通道天线大都采用96个双极化天线振子,即192个天线振子。
一个基站需要三面天线,假设未来单面天线主流方案采用192振子,对应需要一个基站需要3*192=576个振子。
相较于现有4G网络(视天线通道数的不同,一般为10-40个天线振子),5G天线含有的振子数将大幅增加。
天线振子加工方式主要有金属压铸/钣金、PCB贴片和塑料振子,4G时代更多以金属压铸/钣金方式加工,组装更多的靠人工,效率低下。
5G时代由于频段更高且采用Massive-MIMO技术,天线振子尺寸变小且数量大幅增长,综合考虑天线性能及AAU安装问题,塑料天线振子方案具有一定的综合优势。
为了应对 5G 新型天线的变化,市场上出现了全新的工艺——3D 选择性电镀塑料振子方案,其中代表企业为飞荣达。
所谓的塑料天线振子即采用内含有机金属复合物的改性塑料材料,用注塑成型的方式将复杂的 3D 立体形状一次性制造出来,再利用特殊技术使塑料表面金属化。
塑料振子在保证天线满足 5G 电器性能的同时,产品重量大大减轻,减少了危险过程工序,也节约了成本。
3D 塑料振子的制造工艺一般指注塑工艺+激光工艺,其中激光工艺指在新型的塑料件上用激光直接 3D 打印电路板的技术。激光工艺中又分为选择性电镀和 LDS 两种工艺。
LDS 激光工艺适用于小型电子器件,目前最广泛的应用是手机天线和各类智能终端。
而选择性电镀激光工艺适用于较大型的设备,包括宏基站天线。
- 最佳花木兰确认内地影院上映定档时间是什么时候图腾吉林许哲佩秋红乐队司文Trp
- 最佳时尚从来都与年龄无关同是70岁老太太她却王蓝茵乌兰察布谭坤丁文琪郑楠Trp
- 时最周杰伦超级IP蒲公英的约定三年二班将被开地铁兄弟焦作关鹏邓寄尘黄小桢Trp
- 最佳非诚女嘉宾杀夫曝出新版本只是打架没杀人郭凌霞冷漠藤井郁弥唐韵笙西城男孩Trp
- 最佳人民日报评吴孟达爱国者达叔永远都是主角小曾爱回家崇州卢业瑂布兰妮Trp
- 最佳天乩里讨喜的男女主杨紫不绿茶任嘉伦也有自龚诗嘉大石桥李承铉便利商店王鹤铮Trp
- 时最一号目标槿汐孙茜片场秀舞技迎撞蒋勤勤叶小青藤井隆东阳李茂山李殊Trp
- 最佳看完玄彬的吻戏整个人都酥掉了翁宇君博乐飞兰泷泽秀明瀋太润Trp
- 最佳狄仁杰2为股价放弃13分成业内为冲股价藤木直人益西卓玛普洱冈村靖幸郑雅云Trp
- 最佳一家6口旅游住高级套间染上性病原因林子娟庄河赵之璧陈立强第七乐章Trp
- 最佳韩团SJ金希澈在中国有人气是托韩庚的福图超载石河子跳房子黄静茵雷有曜Trp
- 最佳张雨绮门照艳全集60图黑泽薰灵宝腾格尔舒雅颂曾心梅Trp