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超算、雷達新材料“打底”,5G設施發生質的變化

科技日報 2019年11月18日 09:45

  超算、雷達新材料“打底”,5G設施發生質的變化

  要不了多久,人人都將成為5G人。

  能買會選一部5G手機,只能算是“麻瓜”級別,如何真正走入5G世界、成為5G人?日前,由方正科技旗下方正PCB主辦、以5G為主題的2019 PCB產業生態發展大會召開,來自通信設備終端、電路板原材料、電路板制造等領域的產業專家以及國際知名行研機構和科研院校的專家學者多角度熱議5G產業,他們認為,5G遠不止讓手機上網速度變快。

  超級計算機、雷達上的新材料給5G基站“打底”

  普及5G,第一件事是建立能夠傳輸5G信號的基站。

  采用3.5G及以上頻段傳輸信號的5G時代,主要采用“宏基站為主,微基站為輔”的組網方式。這種組隊模式類似航母編隊,微基站是宏基站信號的有效延伸。

  “宏基站的電路板材料是比較特別的,也是5G實現的難點之一。”廣東生益科技股份有限公司董事長劉述峰解釋,5G傳輸的信號量是4G的10—100倍,對材料提出來的不只是信號傳輸速度提升這一個簡單要求,還包括損耗更小、信號不丟包、信號傳輸的穩定性和高可靠性。

  這就是通信行業常說的5G通信具有的高速率、多連接、低時延、高可靠,這些要求是對5G整個產業鏈提出的,但作為最基礎的電路板原材料必然首當其沖。“談低時延時,其實是在談電路板材料對信號傳輸的響應度要求。”劉述峰說。

  普通人看5G基站表面可能沒什么變化,但里面發生了質的變化。“4G時代的環氧系材料,在5G時代會被聚苯醚替代,而聚苯醚現在是用在超級計算機上,因為它能夠保障傳輸信號量大、速度快。”劉述峰說。

  另一個會在5G基站中廣泛應用的材料是聚四氟乙烯,高品質的聚四氟乙烯此前應用在與雷達相關的電路板產品上。采用聚四氟乙烯為基材的信號傳輸速度比傳統基材快40%,且損耗更小。

  無論是來自超級計算機還是來自雷達,新材料“轉身”5G都意味著新的課題。

  印制電路,在微米世界打造“高速路網”

  現實里,高鐵接待發送旅客的數量成倍增加,就需要建立規模更大的高鐵站和并行軌道數更多的高鐵線路。

  電子世界里,通信信號涌入手機的流量一下子猛增,為什么5G手機卻沒有變大變厚呢?

  因為工程師們在微米的世界里,為電子信號的分發、傳輸建立行車道更多的高速公路,甚至還設計兼容高速公路與高鐵的公鐵復合通道。

  “信號在導體里傳輸,而信號傳輸的印制電路板上的導電層只有幾十微米。要讓傳輸速率猛增10倍到100倍的信號流量不擁擠、不撞車、傳輸穩定,必須小空間大利用。”方正PCB研究院院長孫睿說。

  5G手機的主板電路板面積減小到約半張名片大小,但是信號傳輸線數量提高到1800多條,對傳輸速率和穩定性、可靠性的要求大幅提升。“電路板信號線的制作過程是高精密的過程,原來允許幾十微米的信號線偏差將壓縮到十幾微米甚至幾微米。”孫睿解釋,這將對具體的電路板制作工藝提出更多挑戰。

  印制電路板被稱為電子產品之母。據介紹,走進5G時代,整合到印制電路板上的元器件數量將大幅增加,在5G的帶動下,越來越多的電子產品企業開啟“辭舊迎新”模式,追趕5G大潮的步伐。

  本報記者 張佳星

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