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5G來了,電子産品之母PCB迎來新挑戰
點擊次數:63 發布時間:2019-05-05

進入2019年,5G的消息便不絕于耳,要麼是運營商開啟大規模測試,要麼是終端廠商發布5G手機。而近期韓國正式推出的面向大衆的5G服務,更是宣布了5G商用大幕的開啟。5G的商用給上下遊産業帶來的市場機會不可限量,作為組裝電子零件用的關鍵互連件,PCB(印制電路闆)在5G市場中将分得怎樣一杯羹?5G對PCB提出的技術要求是否高不可攀?國内PCB企業是否能借5G的機會實現彎道超車?

5G為PCB提供巨大市場

PCB被稱為“電子産品之母”,不僅為電子元器件提供電氣連接,也承載着電子設備數字及模拟信号傳輸、電源供給和射頻微波信号發射與接收等業務功能,絕大多數電子設備及産品都需要PCB。

據了解,每1元的PCB可以支撐30元終端産品的發展。5G時代為PCB行業提供了十分巨大的市場和機會,據測算,5G在2020年、2025年和2030年的直接産出經濟效益分别是4840億元、3.3萬億元和6.3萬億元,間接産出經濟效益則分别為1.2萬億元、6.3萬億元、10.6萬億元。

5G從通信網絡建設,到終端,再到衍生應用場景,均對PCB提出大量需求。深南電路股份有限公司董事長楊之誠告訴《中國電子報》記者,在5G無線基站、承載網、傳輸網、核心網硬件設施中,PCB硬件的應用将會大幅增加,如5G射頻闆、背闆、高速網闆、服務器主闆、微波闆、電源闆等。深圳市崇達電路技術股份有限公司市場部經理瞿定實也表示,随着通信技術的更新換代,由4G升級到5G,通信基站中所需的PCB量價齊升。由于5G的高頻微波特性,基站密度要高于4G基站。同時各種設備的處理頻次、數據傳輸和處理速度都要遠遠高于4G時代。這些核心主設備、傳輸設備、天線/射頻設備對高頻高速闆提出非常高的需求,單價要高于4G基站的PCB。據估算,單個基站中,5G基站對PCB的需求是4G基站的兩倍。另外,5G終端設備,如手機、智能手表等,也要與通信技術同步更新換代,這部分的PCB需求比基礎設施部分還要大得多。

據預測,4G宏基站PCB總價值量約為5492元。全球4G基站用PCB市場空間約為50億元/年~90億元/年,對應CCL(銅箔基闆)約10億元/年~20億元/年。5G宏基站PCB價值量約15104元/站,高峰年度,5G基站建設帶來的PCB需求約為210億元/年~240億元/年,對應CCL市場空間約80億元。

5G要求PCB技術全面提升

5G在給PCB産業帶來機遇的同時,也對技術提出了更高、更嚴苛的要求,其在速度、集成度、散熱、頻率、多層化方面的指标均比4G提升了很多。

楊之誠向《中國電子報》記者表示,全頻譜介入、大規模天線陣列(Massive MIMO)和超密集網絡将是實現5G網絡的技術核心。相應地,對PCB也提出了技術挑戰。首先,基站射頻單元和天線在結構和功能上發生了較大的變化,主要表現為射頻單元通道數增加(8通道上升為64通道),對應PCB面積增大;4G基站設備RRU加天線單元的結構形式變為5G的AAU結構(集成了RRU和天線功能),對應PCB集成度更高。其次,為實現超密集網絡覆蓋,5G頻譜中除6GHz以下的頻譜應用外,用于熱點覆蓋及大容量高速傳輸的28G、39G等毫米波頻譜資源将會被大量應用,因此,高頻微波基站所采用的高頻PCB需求将會增加。最後,在5G獨立組網的網絡架構下,為滿足高速率傳輸的技術要求,基帶單元、網闆、背闆、服務器等數據傳輸設備所需的PCB将會使用更高級别的高速覆銅闆材料。“這些技術上的挑戰,要求國内PCB企業時刻把握技術和市場走勢,走差異化道路,以便構建獨特競争力。”楊之誠說。

此外,PCB産品的熱管理在未來可能會顯得尤為重要。“不僅有适應高頻器件的原因,還有大功率、高功率密度帶來的散熱要求。新型高導熱材料的應用,特殊的散熱結構型PCB需求将會出現。”深圳市牧泰萊電路技術有限公司董事長陳興農說,“大數據、雲計算等需要的服務器采用的是高層數、高可靠性的多層闆;物聯網、智能制造、自動駕駛等新技術領域,會出現一些特殊結構、特殊技術要求的PCB需求,可能要用到特殊材料,但也可能是不同于傳統PCB的特殊結構,或者對制作精度要求遠超一般水平的PCB。”

深入了解客戶需求 走差異化之路

伴随電子信息産業的快速發展,PCB産業持續保持增長态勢,全球PCB産出從2008年400多億美元增加到了2018年的了600億美元。中國PCB産業在全球的占比份額也出現了巨大的改變,從2000年不足10%,提升到2018年的30%,到2018年超過了50%。

楊之誠告訴《中國電子報》記者,近10年來,PCB産業重心不斷向亞洲地區轉移,中國已成為全球PCB最大的産業基地。“盡管如此,但在技術水平,尤其高端PCB産品方面,國内PCB企業與國外公司相比還有一定差距。5G是一個難得的機會,抓住這個機會,國内PCB企業可以在規模、技術、管理等各方面追趕、超越國際大廠。”翟定實對記者說。

今年1月2日,工業和信息化部制定的《印制電路闆行業規範條件》和《印制電路闆行業規範公告管理暫行辦法》中,提及要鼓勵PCB企業加強頂層設計,促進自動化裝備升級,推動自動化水平提高,将自動化、信息化及智能化等貫穿于設計、生産、管理和服務的各個環節;鼓勵企業積極開展智能制造,降低運營成本,縮短産品生産周期,提高生産效率。5G時代,PCB企業尤其要與時俱進。“在研發、生産、管理方面提升内功,加大在産品技術方面研究與投入,不斷滿足客戶、産品新要求。”楊之誠說。

不同于标準産品的代工制造,PCB屬于服務于下遊客戶的定制化産品,是高度“客制化”的産品,要對客戶的需求有更深刻的了解。翟定實表示,5G是時時發展、時時革新的技術,如果不能緊跟客戶的需求,與客戶同步對産品進行更透徹、更細緻的研究,很難做到與市場同進步。他還強調,應加強與原材料企業的技術溝通,5G時代很多産品對原材料和生産工藝都有很高的要求,隻有國内能夠建立良好的原材料供應體系,才能穩步、快速地在5G PCB領域做得更大更強。珠海方正印刷電路闆發展有限公司PCB研究院副院長蘇新虹舉例說,做通信設備用印制電路闆的企業需要對高速材料應用進行研究,研究信号完整性、信号仿真。同時,需要進行高速材料工藝研究,進行相應設備升級,以滿足電路闆加工精度提升的要求。

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