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超算、雷达新材料“打底”,5G设施发生质的变化

2019-11-18 06:58:08 作者:张佳星 来源:科技日报  责任编辑:李雅兰   我来说两句

超算、雷达新材料“打底”,5G设施发生质的变化

要不了多久,人人都将成为5G人。

能买会选一部5G手机,只能算是“麻瓜”级别,如何真正走入5G世界、成为5G人?日前,由方正科技旗下方正PCB主办、以5G为主题的2019 PCB产业生态发展大会召开,来自通信设备终端、电路板原材料、电路板制造等领域的产业专家以及国际知名行研机构和科研院校的专家学者多角度热议5G产业,他们认为,5G远不止让手机上网速度变快。

超级计算机、雷达上的新材料给5G基站“打底”

普及5G,第一件事是建立能够传输5G信号的基站。

采用3.5G及以上频段传输信号的5G时代,主要采用“宏基站为主,微基站为辅”的组网方式。这种组队模式类似航母编队,微基站是宏基站信号的有效延伸。

“宏基站的电路板材料是比较特别的,也是5G实现的难点之一。”广东生益科技股份有限公司董事长刘述峰解释,5G传输的信号量是4G的10—100倍,对材料提出来的不只是信号传输速度提升这一个简单要求,还包括损耗更小、信号不丢包、信号传输的稳定性和高可靠性。

这就是通信行业常说的5G通信具有的高速率、多连接、低时延、高可靠,这些要求是对5G整个产业链提出的,但作为最基础的电路板原材料必然首当其冲。“谈低时延时,其实是在谈电路板材料对信号传输的响应度要求。”刘述峰说。

普通人看5G基站表面可能没什么变化,但里面发生了质的变化。“4G时代的环氧系材料,在5G时代会被聚苯醚替代,而聚苯醚现在是用在超级计算机上,因为它能够保障传输信号量大、速度快。”刘述峰说。

另一个会在5G基站中广泛应用的材料是聚四氟乙烯,高品质的聚四氟乙烯此前应用在与雷达相关的电路板产品上。采用聚四氟乙烯为基材的信号传输速度比传统基材快40%,且损耗更小。

无论是来自超级计算机还是来自雷达,新材料“转身”5G都意味着新的课题。

印制电路,在微米世界打造“高速路网”

现实里,高铁接待发送旅客的数量成倍增加,就需要建立规模更大的高铁站和并行轨道数更多的高铁线路。

电子世界里,通信信号涌入手机的流量一下子猛增,为什么5G手机却没有变大变厚呢?

因为工程师们在微米的世界里,为电子信号的分发、传输建立行车道更多的高速公路,甚至还设计兼容高速公路与高铁的公铁复合通道。

“信号在导体里传输,而信号传输的印制电路板上的导电层只有几十微米。要让传输速率猛增10倍到100倍的信号流量不拥挤、不撞车、传输稳定,必须小空间大利用。”方正PCB研究院院长孙睿说。

5G手机的主板电路板面积减小到约半张名片大小,但是信号传输线数量提高到1800多条,对传输速率和稳定性、可靠性的要求大幅提升。“电路板信号线的制作过程是高精密的过程,原来允许几十微米的信号线偏差将压缩到十几微米甚至几微米。”孙睿解释,这将对具体的电路板制作工艺提出更多挑战。

印制电路板被称为电子产品之母。据介绍,走进5G时代,整合到印制电路板上的元器件数量将大幅增加,在5G的带动下,越来越多的电子产品企业开启“辞旧迎新”模式,追赶5G大潮的步伐。

本报记者 张佳星

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