Новости PCB - 5G дизайн продуктов, 5G и PCB панелей PCB

5G невозможно реализовать без аппаратной поддержки, а аппаратная поддержка невозможна без PCB. 5G меняет мир, а PCB формирует будущее.

Изменения, которые приносит 5G

Модернизация конструктивных компонентов, таких как 5G PCB, CCL и антенны, создаёт структурные возможности для роста. Основные изменения, которые 5G вносит в телекоммуникационное оборудование, связаны с требованиями к высокоскоростной передаче данных и высокочастотной связи, что стимулирует обновление материалов PCB и CCL, а также рост их удельной стоимости. Применение технологии крупномасштабных активных антенных решёток в 5G приводит к увеличению количества антенн и фильтров, а также к изменениям используемых материалов.

Основные изменения для телекоммуникационных PCB в эпоху 5G заключаются в увеличении доли высокочастотных материалов и росте количества слоёв плат. Традиционные материалы FR-4 больше не способны удовлетворять требованиям высокочастотной передачи, поэтому всё чаще применяются такие материалы, как PTFE и углеводородные композиты. В перспективе будет использоваться комбинированный метод прессования: высокочастотный материал + композитная плата + высокоскоростной материал, при этом их удельная стоимость значительно выше, чем у традиционных решений. Рост несущей частоты дополнительно увеличивает требования к материалам PCB/CCL для базовых станций AAU. Поскольку высокочастотные сигналы более подвержены затуханию и экранированию, диэлектрическая проницаемость (Dk) и коэффициент потерь (Df) PCB должны быть минимальными: обычно Dk < 3,5, а Df < 0,003. Независимо от того, используется ли диапазон Sub-6GHz или миллиметровые волны, в AAU применяются материалы PTFE и углеводородные материалы, подходящие для высокочастотных и высокоскоростных применений.

В связи с возросшими требованиями 5G к обработке данных ожидается увеличение числа слоёв PCB с 16–20 до более чем 20, что будет способствовать росту удельной стоимости продукции. Для демодулированных базовых сигналов высокочастотные материалы уже не требуются, однако из-за резкого роста объёмов обработки данных PCB будут развиваться по двум направлениям: увеличение числа слоёв (многослойные платы) и рост плотности (HDI).

5G увеличивает ёмкость рынка

5G способствует устойчивому росту отрасли. С точки зрения структуры, основной вклад в рост вносит расширение применения многослойных плат, что обусловлено быстрым развитием центров обработки данных и телекоммуникационных приложений. В глобальном масштабе, согласно данным Prismark за 2016 год, доля конечных применений распределяется следующим образом: 28,8% — телекоммуникации, 26,5% — компьютеры, 14,3% — бытовая электроника, в совокупности около 70%. В материковом Китае, по данным аналитических прогнозов, на телекоммуникационные приложения приходится около 35% рынка PCB с объёмом производства порядка 10 млрд долларов США, что делает их крупнейшим сегментом. Доля компьютерных приложений составляет лишь около 10%. Это во многом связано с быстрым ростом телекоммуникационной отрасли Китая благодаря Huawei и ZTE. При этом основные производители высокоскоростных плат для серверов сосредоточены на Тайване и в Японии, тогда как доля материкового Китая остаётся относительно небольшой. Prismark прогнозирует, что мировой рынок PCB достигнет 76 млрд долларов США к 2022 году. Ожидается, что 5G окажет положительное влияние на спрос в сегментах телекоммуникаций, компьютеров и бытовой электроники, при этом для материкового Китая наибольшие выгоды проявятся именно в телекоммуникационной сфере.

FPC и HDI — углублённое проникновение в отрасль

Гибкие печатные платы (FPC) обладают высокой плотностью проводников, малым весом, тонкой структурой, гибкостью и высокой пластичностью, что соответствует тенденции миниатюризации и уменьшения толщины интеллектуальных терминалов. Они могут свободно изгибаться, скручиваться и складываться, произвольно размещаться в соответствии с пространственными требованиями компоновки и перемещаться в трёхмерном пространстве, обеспечивая интеграцию монтажа компонентов и соединений. В условиях миниатюризации умных терминалов доля FPC на рынке постоянно растёт. В эпоху 5G материалы подложек FPC могут быть обновлены, и в будущем основным материалом может стать LCP. В настоящее время FPC в основном изготавливаются на гибких подложках из полиимида или полиэфирной плёнки и классифицируются на PI, PET и PEN. Наиболее распространённым типом является FPC с полиимидной покровной плёнкой, который, в свою очередь, подразделяется на односторонние, двусторонние, многослойные и жёстко-гибкие комбинированные FPC.

Для соответствия развитию смартфонов 5G ожидается дальнейшее усиление рынка HDI. Рост числа используемых частотных диапазонов 5G способствует модульности и миниатюризации радиочастотных решений в смартфонах. Одновременно появление двойных и многокамерных систем, а также требования к более тонким и лёгким устройствам стимулируют миниатюризацию и повышение плотности PCB для мобильных терминалов. Технологический уровень PCB продолжает расти. На примере развития технологий PCB для мобильных телефонов на Тайване можно проследить эволюцию от традиционных методов межсоединений всей платы к применению скрытых и слепых переходных отверстий, а затем — к высокоплотным межсоединительным подложкам HDI, изготовленным с использованием немеханических отверстий. Ширина и шаг проводников мобильных плат также сократились с ранних значений 6/6 (мил/мил) до современных HDI 3/3–2/2 (мил/мил).

Как сеть нового поколения, 5G не только открывает новые возможности для развития PCB в инфраструктуре 5G, но и создаёт более широкую платформу для мобильных терминалов и их новых приложений, одновременно расширяя горизонты рынка PCB. Следовательно: 5G меняет мир, а PCB формирует будущее.