2020-2025年,仅在基站建设方面,三大运营商若要覆盖全国5G网络,就需要建成500万到550万座5G基站。若以每个基站平均50万元的投入计算,将直接拉动基站投资2.5万亿元。
滤波器作为基站的核心部件,伴随这一轮移动通信技术升级的机会,也将迎来高光时刻。不过,5G时代对于滤波器提出了新要求,比如数量更多、尺寸更小、散热性能更稳定等。
随着5G大规模天线Massive MIMO商用,天线数量也呈倍数增长,通道数增加至64个甚至128个,而每个天线配备的双工器都需要由相应的滤波器进行信号频率的选择和处理,因此滤波器需求量“蹭蹭”上升。
此外,5G通信基站采用高度集成化和小型化的方案,因此体积大、重量高和散热性不佳的滤波器难以在高度集成化的天线中广泛使用。
而陶瓷滤波器具备高介电常数、高Q值、低损耗、体积小、重量轻、成本低、抗温漂性能好等特点,因此备受瞩目。
但能形成量产的国产陶瓷滤波器企业并不多,产品直通率低、成本高、相关工艺和技术不成熟等问题,成为相关企业进一步发展的掣肘。
在此背景下,2020年7月24日,由寻材问料®主办,中国通信工业协会、
新材料在线
®
、深圳5G产业联盟、深圳先进电子材料国际创新研究院、宝安区5G产业技术与应用创新联盟、测了么协办的
“2020中国5G陶瓷滤波器产业高峰论坛”
之
“5G陶瓷滤波器产业专场”在深圳举行,中国电科13所总经理周水杉担任会议主席。
会议现场吸引了800余位陶瓷滤波器产业内的专家、学者、企业家及上下游精英人士,围绕上述难题展开热烈的讨论,以期找出解决之道,助推5G行业发展。
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寻材问料®CEO聂雷
表示,2020年是不同寻常的年份,疫情给全球经济带来影响,特别是制造业。在此机遇与挑战并存的时刻,我国大力推进包括5G在内的新基建的建设。寻材问料®举办此次峰会,旨在为5G相关行业搭建高质量的交流平台,促进行业互动,实现供需对接。
据了解,寻材问料®作为材料解决方案一站式服务平台,致力于促进新材料产学研用的有效融合,打造材料界和制造业的“互联网+新材料”连接平台,打造创新创业的“双创”服务平台,旨在为制造业提高效率、降低成本、促进创新、优化资源。
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据权威机构预测,到2035年,5G新基建将驱动全球各行业产出增长13万亿美元。“5G作为新基建之首,将实现经济社会民生各领域的融合、融通、融智。”
“新基建将带来基础设施升级。与传统基础设施相比,5G将构建新一代泛在智能基础设施。”她表示,5G作为一张网络,将与AICDE(人工智能、物联网、云计算、大数据、边缘计算)一系列技术结合,打通全社会的信息流通渠道。
深圳移动5G战略发展总监蔡蓓
还表示,5G也在加速产业深度转型,具体表现为:
一、在物理世界提供了连接数字世界的“钥匙”;二、对于制造业而言,5G正在改变劳动密集的现状,实现少人化、无人化、远程控制等生产作业;三、海尔、格力、美的等企业的流水线生产正部署柔性制造,如智能化运维、远程诊断等;四、推动产品制造商向服务提供商转变。
演讲嘉宾:东莞中集创新产业园发展有限公司 招商总监 黄晓焕
《粤港澳大湾区发展规划纲要》的出台,为粤港澳大湾区带来政策、土地、人才、交通等红利。
东莞中集创新产业园发展有限公司招商总监黄晓焕
表示,《广东省培育世界级电子信息产业集群行动计划(2019-2022年)》明确提到在珠三角城市群启动5G网络部署,加快5G商用步伐,将粤港澳大湾区打造成万亿级5G产业集聚区。
黄晓焕表示,东莞作为国际先进制造中心,5G产业链完善,有良好的政策环境。此外,他还介绍了地处东莞松山湖高新技术开发区中集智谷产业园的交通、资源优势和发展现状。
演讲嘉宾:河北镁神科技股份有限公司 研发总监 毕立亨
随着信息产业的飞速发展,各种功能陶瓷的开发和应用越来越受到重视。而陶瓷元器件要具备较好的传导性、机械强度和耐高温性,离不开镁化合物。
河北镁神科技股份
有限公司研发总监毕立亨
介绍了陶瓷用镁化合物的优势及制备技术。她表示,陶瓷对镁化合物的要求是粒度均匀,粒径跨度小;纯度高,铁离子、钾钠离子等金属离子含量低;较好的活性,分散性好。
演讲嘉宾:中南大学粉末冶金研究院/深圳研究院 博导/教授 刘绍军
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中南大学粉末冶金研究院的刘绍军教授
介绍了介质陶瓷、微波陶瓷及其制备方法、结构与性能。
他表示,手机往“小”和“薄”等方向发展,因此电子元器件也正在呈现小型化发展,介质陶瓷的显著特点是能够极大地减少器件的体积,“介电陶瓷的介电常数平方根成导数,因此其介电常数越大,滤波器体积肯定是越小。”
他对微波介质陶瓷的发展趋势作出预测,他表示,从研究或者研发的角度来看,滤波器最终将往小型化和集成化方向发展。
演讲嘉宾:中兴通讯股份有限公司 工艺研究部 总工程师 刘哲
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5G市场不是想象出来的,而是靠数据和信息需求拉动增长。2013-2018年的5年间,我国的数据流量数值增加近10倍,显然市场对数据流量的需求呈爆发式增加。
中兴通讯股份有限公司工艺研究部总工程师刘哲详细地剖析了我国的5G发展现状,指出5G对大宽带、大规模连接、低时延高可靠的要求,强调材料的升级是5G发展的关键。
他表示,5G从研发、布局到成熟乃至大规模应用,需要更长的时间沉淀,预计到2030年5G的整体建设和应用将初步逐渐成熟,材料需求将持续增长。
《X荧光镀层测厚仪和扫描电镜在5G陶瓷滤波器检测中的应用》
演讲嘉宾:深圳市善时仪器有限公司 自动化工程师 刘伟
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稳定的生产工艺可以让产品获得更强的竞争力,而质量的优化控制需要建立在数据的基础之上,海量准确的分析数据可为生产工艺改进打下基础。
产品质量是否合格需要经过严密监测,在陶瓷滤波器的质量检测中,测量仪器扮演着重要角色。
深圳市善时仪器有限公司自动化工程师刘伟
介绍了X荧光镀层测厚仪测量原理。
他表示,X射线照射在物质上而产生的次级X射线叫X射线荧光。不同元素发出的特征X射线荧光能量和波长各不相同,因此通过对其的能量或者波长的测量即可知道它是何种元素发出的,从而进行元素的定性分析。射线强度跟这种元素在样品中的含量有关,因此测出它的强度就能进行元素的定量分析。(补充跟陶瓷滤波器的关系)
演讲嘉宾:扬州市海力精密机械制造有限公司 区域经理 包正安
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扬州市海力精密机械制造有限公司区域经理包正安
介绍了海力精密的发展历程。
他表示,陶瓷成型同其他原料成型不同,陶瓷成型的性能不像其他粉末成型性能那么好,因此对设备要求提出了很大的挑战。
他介绍了海力精密设备和其他设备的区别,表示海力精密设备最大的优点是压制曲线比较平缓,保压的时间比较长。如果制品密度不均匀,会导致产品变型、开裂等情况,所以成型的工艺非常高,保压时间加长,才能达到理想的状态。”
演讲嘉宾:北京中科纳通电子技术有限公司 董事总经理 殷文钢
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在5G时代,5G网络无缝覆盖和深度覆盖将更加依赖小型化基站的部署。北京中科纳通电子技术有限公司(以下简称“中科纳通”)董事总经理殷文钢表示,从连续覆盖的角度来看,5G宏基站数量保守估计是4G的1.5~2倍。
基站数量增加,电磁屏蔽问题突出。殷文钢介绍了中科纳通在导电屏蔽材料方面的创新探索和国产材料创新的思考。
他预测道,导电屏蔽材料的技术创新方向将向更低的固化温度、更好的导电性、更细的线宽、更优的加工性、更耐腐蚀、更耐磨、更高的强度、更柔等方面发展。
演讲嘉宾:
SGS科技电子产品限用物质测试服务部
技术专家 杨亲琼
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针对5G时代对滤波器的要求,SGS科技电子产品限用物质测试服务部技术专家杨亲琼分享了5G陶瓷滤波器质量控制方案。她剖析了陶瓷滤波器的测试要求,及某企业对陶瓷滤波器可靠性测试方案的案例,分享了陶瓷滤波器可靠性测试方案涵盖的内容及流程,并给出相应解决方案。
她表示,陶瓷介质滤波器和LTCC滤波器是未来5G的主流,它们都有集成化、小型化、轻量化的要求,因此下游产品对其质量、可靠性越来越高。
“我们不管是从原材料、零部件还是成品上面,每一个环节都要做好质量控制,保证达到性能的要求。”
在陶瓷滤波器的制备流程中,表面金属化是关键一环,常用的方法是丝网印刷烧结、电镀、真空蒸镀、磁控溅射,但这些方法将导致面临陶瓷的单腔Q值、表面属层附着力、可焊性等提升的难题。
俄罗斯自然科学院外籍院士、国际材料物理模拟与数值模拟联合会主席,泰格尔科技有限公司技术总工牛济泰在分享真空镀膜在陶瓷滤波器中的应用时,提出了上述难题的解决方案。
他表示,可以利用过渡层+导电层+焊接层的多层膜系结构来代替单一银层,其中过渡层用来匹配陶瓷基底的晶格常数及热膨胀系数,增加膜层附着力,其材料可为镶、铁、铅、铬等;导电层用来阻挡表面焊接层L义及高温焊锡向陶瓷基底的扩散,其材料可采用铜或铜合金;焊接层用来增强表面可焊性,其材料可为铜或银。
除此之外,牛济泰还分享了泰格尔科技有限公司在铝基碳化硅方面的工作。目前泰格尔的铝基碳化硅复合材料在轨道交通、新能源汽车、电力系统、5G通讯以及航空航天等领域不仅实现替代进口,而且还出口到欧洲市场。
本次论坛由
寻材问料®
主办,中国通信工业协会、新材料在线®、深圳5G产业联盟、深圳先进电子材料国际创新研究院、宝安区5G产业技术与应用创新联盟、测了么协办。活动的顺利举办要感谢华夏幸福基业股份有限公司 、东莞中集创新产业园发展有限公司、河北镁神科技股份有限公司、河南天马新材料股份有限公司、深圳善时仪器有限公司、东莞市澳中电子材料有限公司、沃特世科技(上海)有限公司、美国TA仪器、回天胶业集团 、中国塑料机械工业协会、广东省塑胶行业协会、深圳高分子行业协会、中国电子科技集团公司第十三研究所、中国科学院深圳先进技术研究院、北京中科纳通电子技术有限公司、中南大学粉末冶金研究院、深圳大学、中国移动、帝斯曼工程塑料(江苏)有限公司、中广核俊尔新材料有限公司、北京纳盛通(NST)新材料科技有限公司、东莞市拓福德涂装设备有限公司、深圳市微航磁电技术有限公司、泰格尔科技有限公司、SGS通标标准技术服务有限公司、中数经纬、模切之家、掌工知、采购界等单位的大力支持。
在会议举行的同时,多家企业的展台也得到了与会人士的重点关注,在茶歇时、午餐时,每个企业展台都围满了参观和交流企业人士。据了解,已有多家企业现场达成了初步合作意向。
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