5G 改变世界,是信息化浪潮下一步发展的必由之路。从世界各国的争夺就可以看出;5G 技术的特点有大带宽、低时延和超大规模连接;5G 与人工智能、云计算、物联网将会构成新的网络基础设施,催生出更多的新社会运作模式。智能化全自动生产线将进一步提升生产效率。5G 最直接的受益板块:通信设备,射频半导体,PCB。5G 也将推动多层 PCB,手机天线等板块的结构性增长机会。
5G离不开硬件支持,硬件离不开PCB,5G改变世界,PCB决胜未来。
5G PCB和天线等结构件升级带来结构性增长机会。5G 为通信设备带来的主要变化包括:5G 对高速传输和高频通信的需求,推动 PCB 及 CCL 材料升级和单价提升。大规模有源天线阵技术在 5G 中的运用,带动天线和滤波器数量的提升,以及各自材料的变化。
5G 对通信 PCB 的主要变化:高频材料用量增加,PCB 层数不断提升5G ,传统的 FR-4 型材料已无法满足高频传输需求,因此多采用 PTFE 和 HydroCarbon类的新材料替代。将来也会多采用高频材料+复合板材+高速材料的混压方式,其单价较传统产品也明显提升。载波频率的上升,对基站 AAU 中 PCB/CCL 产品材料需求有进一步提升。由于高频信号更容易发生衰减和屏蔽,
PCB产品的 Dk(介电常数)和 Df(损耗因子)必须较小,一般 Dk 值需小于 3.5,Df 小于 0.003。5G 基站无论在 Sub-6GHz 还是毫米波频率,AAU 中都将采用适合高频高速应用的聚四氟乙烯 PTFE 和碳氢材料,以满足高频高速要求。
5G线路板的三大特点如下:
高频高速:
高频特性:5G 通信使用的频率更高,从过去的 3GHz 以下逐渐上升到 6GHz 甚至 24GHz 及以上的频段。这要求线路板能够在高频信号下稳定工作,具备良好的高频响应能力,否则会影响信号的传输质量和速度。为了实现高频信号传输,线路板通常采用低介电常数、低损耗因子的材料,以减少信号在传输过程中的衰减和失真。
高速传输:5G 技术旨在实现更高的数据速率和带宽,以满足日益增长的通信需求。因此,5G 线路板需要支持更高的信号传输速度,能够快速、准确地传输大量的数据。这就需要线路板具备良好的信号完整性,包括精确的阻抗控制、低噪声、低串扰等,以确保高速信号的稳定传输。
高密度:
空间利用率高:5G 设备需要集成更多的功能模块和电子组件,如射频芯片、基带芯片、滤波器、放大器等,以满足多频段、宽带和大容量的要求。这就需要线路板具备更高的密度来容纳这些元件,通过采用高密度互联(HDI)技术等先进的制造工艺,可以实现元器件之间的微小间距和精细线路连接,提高线路板的空间利用率。
多层结构复杂:为了满足高密度的要求,5G 线路板通常采用多层结构设计,将不同的电路层叠在一起,通过过孔等技术实现层间的电气连接。多层结构可以在有限的空间内实现更多的电路功能,但也增加了线路板的设计和制造难度,需要对层间的对准精度、信号隔离等进行严格的控制。
高散热性:
发热量大:5G 信号传输过程中存在 “阻抗” 和 “介电损耗”,随着信号的高频或高速数字化以及大功率的增加,线路板会持续发热。并且 5G 传输速率的不断提高和各种高能耗应用的出现,也导致 5G 通信终端的发热能力相比 4G 时代有显著提升。因此,5G 线路板需要具备良好的散热性能,以保证线路板的正常工作和可靠性。
散热设计要求高:为了提高散热性能,5G 线路板通常会采用高导热的材料,如金属基板、陶瓷基板等,以及设计合理的散热结构,如散热孔、散热片等,将线路板产生的热量及时散发出去。同时,在线路板的布局和设计过程中,也需要考虑热量的分布和传导,避免局部过热的情况发生。