5G時代PCB行業(yè)面臨新機遇與挑戰(zhàn)

新一代無線移動通信網(wǎng)絡(luò)——5G，因其在物聯(lián)網(wǎng)之間的互聯(lián)互通中的主導(dǎo)作用而備受期待。5G的商用將為上下游產(chǎn)業(yè)帶來無限的市場機會。

PCB不僅為電子元器件提供電氣連接，還承載了電子設(shè)備的數(shù)字和模擬信號傳輸、電源、射頻和微波信號收發(fā)等業(yè)務(wù)功能。隨著5G的到來，對PCB電路板的需求和要求是什么？

5G消息層出不窮，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的新時代需要通信技術(shù)的發(fā)展。新一代無線移動通信網(wǎng)絡(luò)——5G，因其在物聯(lián)網(wǎng)之間的互聯(lián)互通中的主導(dǎo)作用而備受期待。5G的商用將為上下游產(chǎn)業(yè)帶來無限的市場機會。

PCB不僅為電子元器件提供電氣連接，還承載了電子設(shè)備的數(shù)字和模擬信號傳輸、電源、射頻和微波信號收發(fā)等業(yè)務(wù)功能。隨著5G的到來，對PCB電路板的需求和要求是什么？

高頻高速PCB將在5G中顯著受益

目前，通信領(lǐng)域是PCB最大的下游。據(jù)Prismark數(shù)據(jù)顯示，2017年全球通信電子領(lǐng)域PCB產(chǎn)值達178億美元，占全球PCB產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的30.3%，且占比逐年持續(xù)提升。2017年P(guān)CB下游通信電子市場電子產(chǎn)值5670億美元，預(yù)計未來5年將保持2.9%的復(fù)合增長率。通信設(shè)備的PCB需求主要是高層板（8-16層PCB約占35.18%），8.95%的PCB需要組裝。

通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)本身對于PCB板有四個應(yīng)用領(lǐng)域：無線網(wǎng)絡(luò)、傳輸網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)通信、固網(wǎng)寬帶。5G建設(shè)初期，PCB需求的增長直接體現(xiàn)在無線網(wǎng)絡(luò)和傳輸網(wǎng)絡(luò)，對PCB背板、高頻PCB板、高速多層印制電路板的需求更大。

在5G建設(shè)的中后期，隨著5G高帶寬業(yè)務(wù)應(yīng)用的加速滲透，如移動高清視頻、車聯(lián)網(wǎng)、AR/VR等業(yè)務(wù)應(yīng)用的部署，也將有更大影響數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)處理和交換能力。預(yù)計2020年后，國內(nèi)數(shù)據(jù)中心將從目前的10G、40G升級到100G、400G超大型數(shù)據(jù)中心。屆時，數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域?qū)Ω咚俣鄬?a href="http://ttokpm.com/v/tag/9078/" target="_blank">電子線路板的需求將迅速增長。

5G建設(shè)推動PCB量價齊升

5G網(wǎng)絡(luò)具有高速、大容量、低時延的特點。除了為日常生活提供極大便利外，5G還在不斷滲透到物聯(lián)網(wǎng)和眾多工業(yè)領(lǐng)域。多元化業(yè)務(wù)需要實現(xiàn)真正的“萬物互聯(lián)”。與4G相比，5G覆蓋下的用戶體驗速度（0.1~1Gbps）、移動性（500+Km/h）、峰值速率（Tensof Gbps）、端到端時延（1ms級別）是4G的10倍流量密度（數(shù)十Tbps/Km2）是4G的100倍，綜合性能將遠超4G時代。

5G承載了很多高性能指標，需要滿足不同應(yīng)用場景對差異化性能指標的需求。不同的應(yīng)用場景所需要的性能是不同的。從移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的角度來看，技術(shù)場景將主要包括連續(xù)廣域覆蓋、大容量熱點、低功耗大連接、低時延和高可靠性。

5G的到來將對通信PCB行業(yè)產(chǎn)生巨大影響。綜上所述，一方面是“量”的增加，另一方面是技術(shù)難度的增加導(dǎo)致“價”的增加。

5G的特點

5G宏基站數(shù)量預(yù)計超過500萬個，微基站數(shù)量預(yù)計超過1000萬個。5G時代，將采用“宏站+小站”組網(wǎng)模式。使用毫米波的5G基站傳輸距離很短，覆蓋能力大打折扣。為了降低成本，相應(yīng)的解決方案是使用低功率的“微基站”。微基站成本低，輻射功率更均勻，將成為未來的主流技術(shù)。5G雖然在較高的頻譜中頻率較高，但與4G的較低頻譜相比，覆蓋范圍更小。為實現(xiàn)4G覆蓋，5G宏基站總數(shù)將達到4G基站的1.2-1.5倍，

5G基站的結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大變化。5G通信時代，5G高頻通信手機、毫米波技術(shù)、802.11ad高速WIFI等高頻高速應(yīng)用解決方案逐漸成為市場新需求。在此前提下，對于PCB、FPC等底層電子元器件的升級需求也發(fā)生了變化，新工藝、新材料的升級演進成為未來電子行業(yè)的必然趨勢。

5G技術(shù)

5G基站結(jié)構(gòu)由4G時代的BBU+RRU升級為DU+CU+AAU三級結(jié)構(gòu)。4G基站結(jié)構(gòu)：BBU（Base Band Unit）+RRU（Remote Radio Unit）+天饋系統(tǒng)。4G時代，標準宏基站由基帶處理單元BBU、射頻處理單元RRU和天線組成。RRU通過饋線連接到天線。5G基站結(jié)構(gòu)：DU+CU+AAU。隨著5G網(wǎng)絡(luò)容量的增加和Massive MIMO的應(yīng)用，5G基站將RRU和天饋系統(tǒng)組合成AAU（Active Antenna Unit）。由于5G天線數(shù)量較多，這樣可以減少饋線對信號造成的損耗。也可以在一定程度上降低成本。5G基站將BBU拆解為DU（Distributed Unit）和CU（Centralized Unit）。

提高AAU的PCB面積

采用Massive MIMO技術(shù)的AAU天線數(shù)量大幅增加。天線數(shù)量可能達到64、128甚至更多。5G基站的天線將集成在PCB上，相應(yīng)的PCB面積也會增加。同時，濾波器等元件的數(shù)量與天線的數(shù)量成正比，元件數(shù)量的增加將進一步增加AAU的PCB面積。

5G頻段高，AAU對高頻板材料的需求增加。3G/4G網(wǎng)絡(luò)部署在3GHz以下頻段。全球5G網(wǎng)絡(luò)主流頻段選擇在3GHz、4.8GHz、6GHz以上的mmWave頻段，如28GHz、30GHz、77GHz等。天線和射頻作為基站的前端接收設(shè)備，需要極低的介電傳輸損耗和極高的熱導(dǎo)率。天線和射頻高頻材料的損耗和導(dǎo)熱要求高于主設(shè)備其他結(jié)構(gòu)的應(yīng)用要求。

頻段越高，傳輸速率和介損參數(shù)的標準越高，需要的高頻材料就越多。6GHz以上頻段的材料也需要適應(yīng)毫米波頻段的特殊基材。不同頻段所需的高頻PCB材料用量不同，單價比4G應(yīng)用的FR-4 PCB板高1.5-2倍左右。

大型5G宏基站增加PCB數(shù)量

根據(jù)賽迪顧問的預(yù)測數(shù)據(jù)，預(yù)計2026年5G宏基站數(shù)量將達到475萬個，約為2017年底328萬個4G基站的1.45倍。配套的小基站數(shù)量約為2倍宏基站。約950萬個，基站總數(shù)約1425萬個。PCB是基站建設(shè)中不可缺少的電子材料。如此大量的基站將產(chǎn)生巨大的PCB增量空間。

PCB行業(yè)5G的機遇與挑戰(zhàn)

5G網(wǎng)絡(luò)將提高印刷電路板供應(yīng)商、電子設(shè)計公司和合同電子制造商的技術(shù)標準，以實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)所需的更高頻率和密度、更快的速度、對先進材料的理解和采用——所有這些都得到先進設(shè)計的支持能力。

目前，全球已進入5G發(fā)展階段。以高速、高頻、高密度、大容量PCB為核心元件的市場需求快速增長。通信領(lǐng)域的核心客戶已經(jīng)明確表示，希望公司的PCB產(chǎn)品能夠與下游技術(shù)同步甚至超前發(fā)展，快速進入產(chǎn)業(yè)化階段。

與標準產(chǎn)品OEM不同，PCB是為下游客戶服務(wù)的定制產(chǎn)品，高度“定制化”。我們應(yīng)該更深入地了解客戶的需求。5G是一項不時發(fā)展和創(chuàng)新的技術(shù)。如果我們不能滿足客戶的需求，與他們一起對產(chǎn)品進行更深入細致的研究，就很難在市場上取得進展。5G時代，很多產(chǎn)品對原材料和生產(chǎn)工藝都有很高的要求。只有在中國建立起良好的原材料供應(yīng)體系，才能穩(wěn)定并迅速在5G PCB領(lǐng)域取得更大更強的成就。

審核編輯：郭婷