科技日?qǐng)?bào)記者 張佳星
要不了多久，人人都將成為5G人。
能買會(huì)選一部5G手機(jī)，只能算是“麻瓜”級(jí)別，要真正走入5G世界、成為5G人，甚至不斷“打怪升級(jí)”，擁抱各種新奇特的應(yīng)用，成為“高知5G人”，專家們熱議的這些要點(diǎn)走過(guò)、路過(guò)、不要錯(cuò)過(guò)。
日前，由方正科技旗下方正PCB主辦、以5G為主題的2019 PCB產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展大會(huì)召開(kāi)，來(lái)自通信設(shè)備終端、電路板原材料、電路板制造等領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)專家以及國(guó)際知名行研機(jī)構(gòu)和科研院校的專家學(xué)者多角度熱議5G產(chǎn)業(yè)，5G遠(yuǎn)不止是讓手機(jī)上網(wǎng)速度變快而已。
超級(jí)計(jì)算機(jī)、雷達(dá)上的
新材料來(lái)給5G基站“打底”
普及5G，第一件事是建立能夠傳輸5G信號(hào)的基站。
采用 3.5G 及以上的頻段傳輸信號(hào)的5G 時(shí)代，主要采用“宏基站為主，微基站為輔”的組網(wǎng)方式。這種組隊(duì)模式類似航母編隊(duì)，微基站是宏基站信號(hào)的有效延伸。
“宏基站的電路板材料是比較特別的，也是5G實(shí)現(xiàn)的難點(diǎn)之一?！睆V東生益科技股份有限公司董事長(zhǎng)劉述峰解釋，5G傳輸?shù)男盘?hào)量是4G的10~100倍，對(duì)材料提出來(lái)的不只是信號(hào)傳輸速度提升這一個(gè)簡(jiǎn)單要求，還包括損耗更小、信號(hào)不丟包、信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和高可靠性。
這就是通信行業(yè)常說(shuō)的5G通信具有的高速率、多連接、低時(shí)延、高可靠，這些要求是對(duì)5G整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈提出的，但作為最基礎(chǔ)的電路板原材料必然首當(dāng)其沖?！罢劦蜁r(shí)延時(shí)，其實(shí)是在談電路板材料對(duì)信號(hào)傳輸?shù)捻憫?yīng)度要求。”劉述峰說(shuō)。
普通人看5G基站表面可能沒(méi)什么變化，但里面發(fā)生了質(zhì)的變化。“4G時(shí)代的環(huán)氧系材料，在5G時(shí)代會(huì)被聚苯醚替代，而聚苯醚現(xiàn)在是用在超級(jí)計(jì)算機(jī)上，因?yàn)樗軌虮Ｕ蟼鬏斝盘?hào)量大、速度快。”劉述峰說(shuō)。
另一個(gè)會(huì)在5G基站中廣泛應(yīng)用的材料是聚四氟乙烯，高品質(zhì)的聚四氟乙烯此前應(yīng)用在雷達(dá)相關(guān)的電路板產(chǎn)品上。采用聚四氟乙烯為基材的信號(hào)傳輸速度比傳統(tǒng)基材快40%，且損耗更小。
無(wú)論是來(lái)自超級(jí)計(jì)算機(jī)還是來(lái)自雷達(dá)，新材料“轉(zhuǎn)身”5G都意味著新的課題，是否能夠在5G行業(yè)上大規(guī)模應(yīng)用，推進(jìn)的過(guò)程少不了細(xì)致的實(shí)驗(yàn)和大膽的創(chuàng)新。
“例如最簡(jiǎn)單的老化要求，要驗(yàn)證它就需要大量、長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)，比如汽車板上用的材料，最簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)Q1000，需要將一塊板放到爐子里，零上45度烤半小時(shí)，然后用30秒把它降到零下45度再凍半小時(shí)，如此反復(fù)1000次。”劉述峰表示，新材料的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化著眼于更快的通信協(xié)議的需求，是先于5G成型前著手布局的。
印制電路
在微米世界打造“高速公路和高鐵”
現(xiàn)實(shí)里，高鐵接待發(fā)送旅客的數(shù)量成倍增加，就需要建立規(guī)模更大的高鐵站和并行軌道數(shù)更多的高鐵線路。
電子世界里，通訊信號(hào)涌入手機(jī)的流量一下子猛增，為什么5G手機(jī)卻沒(méi)有變大變厚呢？
因?yàn)楣こ處焸冊(cè)谖⒚椎氖澜缋铮瑸殡娮有盘?hào)的分發(fā)、傳輸建立行車道更多的高速公路，甚至還設(shè)計(jì)兼容高速公路與高鐵的公鐵復(fù)合通道。
“信號(hào)在導(dǎo)體里傳輸，而信號(hào)傳輸?shù)挠≈齐娐钒迳系膶?dǎo)電層只有幾十微米。要讓傳輸速率猛增10倍到100倍的信號(hào)流量不擁擠、不撞車、傳輸穩(wěn)定，必須小空間大利用?！?/strong>方正PCB研究院院長(zhǎng)孫睿說(shuō)。
初步統(tǒng)計(jì)，3G手機(jī)時(shí)代，占地面積約名片大小的手機(jī)主板電路板中的信號(hào)傳輸線數(shù)量約700多條，4G手機(jī)的電路板占地面積變化不大，信號(hào)傳輸線數(shù)量提高到1100多條，而5G手機(jī)的主板電路板占地面積減小到約半張名片大小，但是信號(hào)傳輸線數(shù)量提高到1800多條，同時(shí)5G手機(jī)的信號(hào)傳輸速率和穩(wěn)定性可靠性要求大幅提升。
這就好比，之前是只有雙車道的縣道、省道的路況，汽車時(shí)速在40~60公里，現(xiàn)在同樣的道路寬度，增加到四通道甚至六通道、時(shí)速在100~120公里的高速公路行車道，部分路段甚至需要達(dá)到300公里時(shí)速以上的高鐵般速度，這對(duì)路況的平整度和順暢度提出更高要求。
“電路板信號(hào)線的制作過(guò)程是高精密的，公差管控要求越來(lái)越高，原來(lái)允許幾十微米的信號(hào)線偏差將壓縮到十幾微米甚至幾微米。”孫睿解釋，這將對(duì)具體的電路板制作工藝提出更多的挑戰(zhàn)，例如信號(hào)線加工時(shí)，需要解析精度更高的電路圖形曝光設(shè)備，需要均勻性一致性更好的電路圖形蝕刻設(shè)備，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)工藝管控。
“5G手機(jī)電路板的層數(shù)會(huì)增多，信號(hào)線密度會(huì)增加，信號(hào)線的線寬線距從40~60微米縮小到25~30微米；同時(shí)電路板從平面化向3D立體化結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，例如采用類似三明治結(jié)構(gòu)，將三塊電路板堆疊起來(lái)，可以減小電路板的占地面積40%以上?！睂O睿說(shuō)。
孫睿還解釋道，5G通信設(shè)備和5G手機(jī)電路板向多功能化、集成化、高密小型化發(fā)展，對(duì)電路板的制作精度、公差管控、信號(hào)損耗等提出更高的要求；如果制作精度不足，公差管控差，信號(hào)損耗高，將會(huì)造成嚴(yán)重的“交通堵塞”問(wèn)題。
印制電路板被稱為電子產(chǎn)品之母。據(jù)介紹，走進(jìn)5G時(shí)代，整合到印制電路板上的元器件數(shù)量將大幅增加，在5G的帶動(dòng)下，越來(lái)越多的電子產(chǎn)品企業(yè)開(kāi)啟“辭舊迎新”模式，追趕5G大潮的步伐。
來(lái)源：科技日?qǐng)?bào) 文中圖片由作者提供
編輯：劉義陽(yáng)
審核：朱麗
