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關于5G線路板的設計與板材,你知道嗎?

2024-09-19 02:30

5G 改變世界,是信息化浪潮下一步發展的必由之路。從世界各國尤其是美國的爭奪就可以看出;5G 技術的特點有大帶寬、低時延和超大規模連接;5G 與人工智能、云計算、物聯網將會構成新的網絡基礎設施,催生出更多的新社會運作模式。智能化全自動生產線將進一步提升生產效率。5G 最直接的受益板塊:通信設備,射頻半導體,PCB。5G 也將推動多層 PCB,手機天線等板塊的結構性增長機會。

 

5G離不開硬件支持,硬件離不開PCB,5G改變世界,PCB決勝未來。


其一,帶來的變化

 

5G線路板&CCL 和天線等結構件升級帶來結構性增長機會。5G 為通信設備帶來的主要變化包括:5G 對高速傳輸和高頻通信的需求,推動 PCB 及 CCL 材料升級和單價提升。大規模有源天線陣技術在 5G 中的運用,帶動天線和濾波器數量的提升,以及各自材料的變化。

 

5G 對通信 PCB 的主要變化:高頻材料用量增加,PCB 層數不斷提升5G ,傳統的 FR-4 型材料已無法滿足高頻傳輸需求,因此多采用 PTFE 和 HydroCarbon類的新材料替代。將來也會多采用高頻材料+復合板材+高速材料的混壓方式,其單價較傳統產品也明顯提升。載波頻率的上升,對基站 AAU 中 PCB/CCL 產品材料需求有進一步提升。由于高頻信號更容易發生衰減和屏蔽,PCB 產品的 Dk(介電常數)和 Df(損耗因子)必須較小,一般 Dk 值需小于 3.5,Df 小于 0.003。5G 基站無論在 Sub-6GHz 還是毫米波頻率,AAU 中都將采用適合高頻高速應用的聚四氟乙烯 PTFE 和碳氫材料,以滿足高頻高速要求。 

 

由于 5G 對于數據處理的需求,PCB 的層數有望從 16-20 層提升至 20 層之上,帶動產品單價的提升。對于解調后的基帶信號,不再需要高頻材料。但是由于 5G 時代數據處理量的增加,PCB將會向層數提升(多層板)和密度提升(HDI)兩個方向發展。


其二:基站產業鏈

基站中的PCB:



其三:通訊類PCB的應用和特性


其四:5G增加市場規模

 

5G 帶動行業穩定增長,從分類來看,其增長主要由于多層板應用的增長,我們認為,多層板應用的增長源于數據中心和通訊類應用的快速增長。從全球來看,根據 Prismark 2016 年數據,下游應用主要包括通信領域 28.8%、計算機 26.5%和消費電子 14.3%,合計 70%。而從中國大陸下游分布來看,根據前瞻數據,中國大陸 PCB 下游通信業務占 35%,產值約 100 億美元,成為占比最高的 PCB 應用。而計算機應用僅 10%,這主要是因為中國大陸通訊由于華為和中興帶動增長較快,但服務器等高速板材應用主要廠商在臺灣和日本,中國大陸相對占比較低。Prismark 預計到 2022 年全球 PCB 市場有望達到 760 億美元,我覺得5G 對于通信、計算機、消費電子的需求都將帶來正面利好。對于中國大陸,其利好尤其體現在通信領域的應用。

PCB產業鏈劃分:

其五,FPC,HDI滲透行業
 

FPC具有配線密度高、重量輕、厚度薄、可彎曲和靈活度高等特點,適應智能終端小型化和輕薄化趨勢。它可以自由彎曲、卷繞、折疊,依照空間布局要求任意安排,并在三維空間任意移動和伸縮,達到元器件裝配和導線連接的一體化。FPC在智能終端小型化趨勢中市場份額越來越高。5G時代FPC基材可能迭代,LCP或成為未來主流。目前FPC主要由聚酰亞胺或聚脂薄膜等柔性基材制成,按照基材薄膜的類型可以分為PI、PET和PEN等。其中PI覆蓋膜FPC是最常見的軟板類型,可以進一步分為單面PI覆蓋膜FPC、雙面PI覆蓋膜FPC、多層PI覆蓋膜FPC和剛撓結合PI覆蓋膜FPC。 


適應5G手機輕薄化發展,HDI市場有望進一步加強;5G使用頻段增加帶動5G時代智能手機射頻模組化和小型化,同時雙攝甚至多攝的出現以及手機輕薄化的需求驅動智能手機終端PCB小型化和高密度化。PCB技術層次不斷精進,以中國臺灣地區手機PCB板技術發展為例,從早期一次成型的全板貫穿的互連做法開始,發展至應用局部層間內通的埋孔及外層相連的盲孔技術制造的盲/埋孔板,一直到利用非機械成孔方式制造的高密度互連基板HDI,手機板的線寬/線距也從早期的6/6(mils/mils)迭代至目前HDI板的3/3-2/2(mils/mils)。


作為新時代的 5G 網絡,5G 不僅開啟了 PCB 在 5G 建設的大門,同時也為更下游的移動終端、移動終端新應用提供了更大的平臺,也為 PCB 的市場空間再拓新天地。

 

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