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- 受5G商用蓄势待发的影响,2019年下半年通信类订单一转颓势、节节攀升,使得国内PCB景气度整体提升,各大PCB厂商积极布局5G产品线,进而带动了PCB板材的新一波市场热潮。
5G PCB一个非常明确的方向就是高频高速材料及制板,因此,覆铜板作为PCB制造中的基板材料,其高频高速的技术更替以及价格走势受到业界的持续关注。
5G场景下机遇多多,关键在于高频高速
在“市场没有热点”成为新常态的背景下,5G通信已成为中国PCB产业的新动能。短期来看,中国是5G标准和技术的全球引领者之一,大规模兴建推广5G通讯基站和移动终端产品,必然促使所需的PCB量价齐升,给整个产业带来新的技术挑战和需求弹性。长远来看,5G技术的未来价值体现在“产业链赋能”,包括云计算、大数据、物联网、人工智能等新一代信息技术,都有望在5G这一新型基础设施上孕育出诸多新模式、新业态,进而催生出更多的5G硬件产品。众所周知,5G硬件产品朝着高频高速化、高集成化、薄型化、小型化发展,这需要高频高速PCB中孔径越来越小、布线密度越来越大、背钻孔间走线等节省空间的设计越来越多,5G硬件产品的PCB制造及其品质保证将面临极大的技术挑战。而PCB高频高速化有两条途径,一个是PCB的加工制程要求更高,另一个是使用高频高速的覆铜板。但由于提高制程的方式进展缓慢、成本高、实现难度大,目前大多数PCB厂商更青睐于CCL高频化。
覆铜板( Copper Clad Laminate,CCL)是PCB制造的上游核心材料,是将电子玻纤布或其它增强材料浸以树脂,一面或双面覆以铜箔并经热压而制成的一种板状材料。它约占PCB生产本成的20%~40%,与PCB具有较强的相互依存关系。目前,全球高频高速CCL集中在美日供应商,知名的有美国三大巨头罗杰斯(Rogers)、泰康利(Taconic)、伊索拉(Isola),日本的松下电工等。他们均具有更高的技术研发水平和较强的下游议价能力,极少受限于通信产品的周期更替,业务营收能力稳步增长。
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罗杰斯市场开发部经理Phoebe Gao
作为高频、特种覆铜板领域的领头羊, 罗杰斯向《国际电子商情》分享了其对5G时代下覆铜板技术演变的新知。罗杰斯市场开发部经理Phoebe Gao指出,根据国际电信联盟(ITU),5G主要有三大应用场景,即eMMB(增强型移动带宽)、mMTC(海量机器类通信)和uRLLC(超可靠低时延通信)。其中,eMBB(enhanced Mobile Broadband,增强移动宽带场景),也就是大流量移动宽带场景,适用于3D高清视频、AR / VR等, 这也是普通消费者理解的5G应用。mMT C ( massive Machine Type Communications,大规模物联网场景),这其实打开了一个全新的应用场景,例如智能家庭、智能企业、智能城市等。URLLC(Ultra-Reliableand Low Latency Communications,高可靠低时延场景),它同样会打开一个巨大的市场,例如无人驾驶、车联网、工业自动化、远程医疗等。这也意味着,5G将快速渗各行各业,给产业生态带来全新的变革。
“ 总的来说,5G相对于4G /LTE,具有比4G / LTE高达1000倍以上的网络传输速率。Massive MIMO技术、更宽频谱带宽的需求以及毫米波频段的使用等等都使得5G相对于4G/LTE有着非常大的区别。”Phoebe Gao说道,“比如5G技术中Sub-6GHz频段下的天线系统,虽然其频段上与4G相差并无太大的不同,但是5G天线数目、复杂度和集成度要远远高于4G的天线,5G天线系统使用更加先进的Massive MIMO技术,使在同一个天线中具有多达64路甚至更高的输入输出,需要天线的高度集成,从而使天线设计变得越来越复杂。由此衍生出来的,是对具有低介电常数及容差、更低插损、更高一致性,能够进行多层板设计及加工、同时在温度、环境变化保持稳定性能且满足阻燃性要求的材料需求。”
同时她强调,在毫米波频段,由于5G频段还包括28GHz、39GHz等毫米波频段,而毫米波频段的信号都具有很小的波长,因此电路设计需要选择更薄的电路材料。而且随着频率的升高电路损耗会进一步增加,也需要更低损耗的电路材料满足设计的需求。
“另外,由于5G系统多通道的特点,需要降低电路的尺寸,减小基站体积,工程师对射频和数字信号的集成度提出了更高要求,从而需要广泛使用多层板结构进行电路的设计,电路层数将从10层演变到20多层、甚至30层。”Phoebe Gao如是说。
除了要以高频高速化CCL来满足5G数据传输和运算速度越来越快、功率更大等需求以外,未来覆铜板技术发展还会呈现“ 绿色环保化、轻薄化、适应环境复杂化”三大特点,应对策略分别是:无铅兼容、无卤及新型环保材料;轻质高强度、刚挠结合、HDI等;大面积、高耐热性、高Tg材料、抗腐蚀、低CTE等。
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