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  • 热度 4
    2021-3-24 11:23
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    5G时代的散热挑战,陶瓷基板助未来之路化为现实
    比尔·盖茨曾在《未来之路》提出:“在未来,我们希望对万物互联可控可管理。”这也被认为是当下物联网概念的雏形,而5G的发展正让物联网超脱以往概念,逐步成为现实。相比4G网络,5G提速可高达10-100倍,更快网速、更低时延、高可靠性和大连接,将使得包括自动驾驶、智慧城市、工业互联及万物互联成为可能,届时,类似科幻电影《黑客帝国》中的数字世界便离我们不再遥远。 100倍的数据传输速率,意味着5G基站更大的功率、发热量的指数级增长以及陡然上升的温度控制难度。在5G通信中,基站是耗电大户,大约80%的能耗来自广泛分布的基站。据预测,到2025年,通信行业将消耗全球20%的电力。5G基站不仅要适应全球各地的极端气候,还要保持-40℃~55℃的正常工作温度,对散热的结构设计、新材料新工艺都提出了新的挑战。 随着5G的逐步普及,在5G基站、手机等市场带动下,散热需求正在从量变向质变升级。5G基站的功耗约是4G基站的2.5~4倍;5G手机的高度集成化也进一步带来了散热材料的需求,同时散热市场的热度再次提升。 2018年~2023年散热产业年复合成长率预计达到8%,市场规模有望从2018年的1497亿元增长到2023年的2199亿元。同时随着5G商用基站大规模建设,也驱动着散热市场空间的扩大。从长期发展趋势来看,5G带来的网络流量的增加,服务器散热市场也将持续扩大,整个散热市场将迎来新的热度。 5G时代的散热挑战 5G基站引入Massive MIMO技术,使得AAU(Active Antenna Unit)的体积、重量、功耗都大幅增加,散热问题受到严重挑战。5G基站的功耗是4G的2.5~3.5倍,基站功耗的上升同时意味着发热量增加。 斯利通旗下的陶瓷基板,拥有高导热系数(导热率180 W/(m-K)~ 260 W/(m-K))可以将热量及时的发散,保障设备的稳定运行,有效延长商品的使用周期。基站应用于户外复杂环境,遍布全球各地,温度范围达到-40C°~55C°,这就对产品的稳定性有了更高的要求。而陶瓷凭借本身耐高温,耐震动,抗潮湿,耐化学腐蚀的特性,那怕处于相对恶劣的环境下,依旧可以保护芯片不受侵蚀。不论是实用性还是可靠性,陶瓷基板都可以给产品带来不小的提升。陶瓷基板是产品性价比的保障,这一点已然毋庸置疑。 想要做好5G手机的散热也很简单,5G手机虽然发热较大,但是热量主要集中在5G基带和5G芯片上,只要能将这里的热量导出,就可以让手机时刻保持“冷静”,性能也就有了保证。如果散热不及时,会导致产品内部环境温度升高,一旦超过额定温度,将严重影响设备的使用寿命。 作为在封装中起到连接内外散热通路的关键环节,兼有散热通道、电路连接和对芯片进行物理支撑的功能——基板的重要性不言而喻。陶瓷基板的高导热系数将会是5G手机的保障。陶瓷板的热膨胀系数与芯片更加的匹配。陶瓷基板的电子产品能进一步的“微型化”,“小型化”,“集成化”更加符合当下5G手机智能化多功能化的需求。 从文字到印刷术,从信号塔到无线电,从电话到移动互联网,自从人类社会诞生以来,如何高效、快捷地传输信息始终是人类矢志不渝的追求。现代科技发展速度一直取决于信息传播速度,新的信息传播方式往往会带来社会天翻地覆的变化,也往往会带来市场和机遇,想必在不远的将来,《未来之路》将会迈进现实。
  • 热度 3
    2021-2-26 11:57
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    5G时代的散热挑战,陶瓷电路板严阵以待
    5G是第五代移动通信技术(5th generation mobile/wireless/cellular system)的简称,是4G(LTE/WiMax)之后的新一代移动通信技术。但与4G、3G、2G不同的是,5G并不是独立的、全新的移动通信技术,而是对现有移动通信技术(包括2G、3G、4G和WiFi)的技术演进,以及一些新增的补充性移动通信技术集成后解决方案的总称。5G将会是一个真正意义上的融合网络。以融合和统一的标准,提供人与人、人与物以及物与物之间高速、安全和自由的联通。5G又和陶瓷电路板有什么关系呢?且听小编娓娓道来。 基站,即公用移动通信基站是无线电台站的一种形式,是指在一定的无线电覆盖区中,通过移动通信交换中心,与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。5G基站的建设是我国移动通信运营商投资的重要部分,5G基站的建设一般都是围绕覆盖面、通话质量、投资效益、建设难易、维护方便等要素进行。 中国5G基站数量将迅速增长 5G基站既是新基建建设的重要环节,又是5G技术带来经济产出的基础。其未来市场前景十分辽阔。目前的5G基站主要由宏基站、小基站和配套设施组成。宏基站配备主设备、基站天线和射频模块,而配套设备则主要包括电源设备、光纤、铁塔和机房。 据兴业银行研究披露,2019-2025年,我国5G基站建设数量将不断增长。2019年,我国5G基站总数达到13万个,建设进度实现1.6%;预计到2025年,我国5G基站将全部建设完成,实现成功建设816万个5G基站的壮举。 5G基站的散热挑战 5G基站的功耗是4G的2.5~3.5倍,主要由AAU(Active Antenna Unit有源天线单元)和BBU(Building Base band Unite室内基带处理单元)执行信号转换、处理和传输过程中产生(其中AAU功耗增加是5G功耗增加的主要原因)。基站功耗的上升同时意味着发热量增加。 如果散热不及时,会导致基站内部环境温度升高,一旦超过额定温度,将严重影响网络的稳定性以及设备的使用寿命。这样势必给5G基站散热带来更大的挑战。 为了更好地解决5G基站散热问题,做好设备的热管理,十分重要。斯利通旗下的陶瓷电路板,拥有高导热系数(氧化铝(Al2O3)热导率为20 W/(m-K) ~30 W/(mK),氮化铝(AlN)导热率180 W/(m-K)~ 260 W/(m-K))可以将热量及时的发散,保障设备的稳定运行,有效延长商品的使用周期。 基站应用于户外复杂环境,遍布全球各地,温度范围达到-40C~55C,出故障后维护困难。又因基站通常被安装在楼顶的铁架、野外的高处,所以缩小体积、降低重量对设备的安装便捷性来说至关重要。 使用陶瓷电路板的电子产品能进一步的“微型化”,“小型化”,“集成化”,且线/间距(L/S)分辨率可以做到20μm(支持定制)。而陶瓷凭借本身耐高温,耐震动,抗潮湿,耐化学腐蚀的特性,那怕处于相对恶劣的环境下,依旧可以保护芯片不受侵蚀。不论是实用性还是可靠性,陶瓷电路板都可以给产品带来不小的提升。陶瓷电路板是产品性价比的保障,这一点已然毋庸置疑。 自从人类社会诞生以来,如何高效、快捷地传输信息始终是人类矢志不渝的追求。从文字到印刷术,从信号塔到无线电,从电话到移动互联网,现代科技发展速度一直取决于信息传播速度,新的信息传播方式往往会带来社会天翻地覆的变化,也往往会带来市场和机遇,斯利通作为一家专业从事陶瓷电路板研发、生产、销售为一体的高新技术企业,衷心的希望在陶瓷线路板的帮助下,5G可以更快地走向世界,走进我们的生活。
  • 热度 2
    2020-11-16 10:40
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    5G技术中的无源光器件(一)
    5G技术的兴起和5G基站的大规模建设,使无线通信逐步呈现高速大容量的特点。5G技术背后的基础是庞大的光纤通信网络。可以预见,现有的光纤通信网络将在未来的一段时间内陷入速度与流量的瓶颈,随之而来的是对光通信器件要求的提高。另外,DWDM、ROADM和相干接收等技术逐步从广域网下沉至城域网,对光通信器件提出了新的要求,也极大地扩充了该领域的市场份额。 1. 基于MCS的CDC ROADM 5G技术和互联网应用的高速发展带来带宽需求的激增,促进全光网络的升级。作为全光网中的关键部分,ROADM及相关无源光器件市场有望迎来快速增长。近些年,ROADM技术逐渐下沉至城域网,进一步提高了市场需求。 ROADM即可重构光分插复用器,可下载/上载任意波长组合。随着互联网流量的快速增长,传统的ROADM交换节点无法满足系统要求。逐渐向无色/无方向/无争用(CDC)发展。 最主流的ROADM结构如图1所示,其NNI侧(节点之间的互联)由1×N端口WSS构成,而UNI侧(用于本地的波长上/下载)由多播光开关MCS构成。一个M×N端口MCS开关有M个输入端口和N个输出端口,由M个1×N端口光分路器(PS)和N个M×1端口光开关(OSW)构成。光信号从其中一个输入端口输入,首先被光分路器分成N份,向所有N个光开关广播;然后由对应目标输出端口的光开关选择接收到的光信号,而其他光开关而忽略该信号。 根据1×N端口WSS和MCS的功能,此ROADM结构可实现CDC功能,然而,MCS中的光分路器在分光广播时,产生的损耗太大,因此需要光放大器阵列来补充光功率。配置光放大器阵列,其代价不菲,因此要求现有的EDFA,进一步减小尺寸和降低成本。EDFA中的光学元器件,如WDM、光隔离器、TAP耦合器、可调光衰减器VOA、光探测器PD,需要通过功能混合集成,以减小尺寸和降低成本。 图1. 基于MCS的CDC ROADM结构 2. MCS模块中的1×N端口光开关 如图2所示,一个M×N端口MCS开关需要使用N个M×1端口光开关(OSW)。由于MCS模块中需要的1×N端口光开关数量较多,且每个光开关端口数较多,传统的机械光开关不能满足尺寸和损耗要求,MEMS光开关成为主流解决方案。 图2. MCS模块结构 如图3所示的1×N端口MEMS光开关,可通过化学腐蚀减小光纤外径。配合各种光纤排列方式,来减小边缘端口的离轴量,以便在MEMS微镜的偏角范围内容纳更多端口数,并减小因像差引起的损耗。 图3. 1×N端口MEMS光开关 3. 分支光分路器 在1×N端口光分路器(PS)中,最基本的单元为Y分支光分路器,其原理如下图4所示。光波模式在分支区被绝热转换,使光功率被均匀地分配到两个分支波导之中。多个Y分支的级联构成一个具有大端口数的光分路器。Y分支光分路器通常由玻璃波导制成,如图5所示。 图4. Y分支光分路器原理示意图 图5. 基于Y分支级联的光分路器 亿源通深耕光通信行业20年,拥有强大的研发、生产能力,提供专业的OEM、ODM服务,产品有光纤连接器、光纤跳线、WDM波分复用器、PLC分路器、MEMS光开关等光无源器件。在5G基站的大规模建设环境下,亿源通加强5G系列产品的生产和研发,支持5G快速建设,助力国家“新基建”战略落地。
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    2020-8-5 17:40
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    什么是MWDM中等波分复用?
    5G商用,承载先行。5G新基建的大范围建设,也对承载网提出了更高的需求,5G承载网主要包含了5G前传网和5G回传网。WDM波分复用技术是5G前传网络的优选方案,根据使用波长的不同,可分为DWDM密集波分复用,CWDM粗波分复用,以及新提出的MWDM中等波分复用,基于以太网通道的LWDM波分复用。 CWDM和DWDM都已经是较为常见的WDM波分复用技术,那么什么是MWDM呢? MWDM是中等波分复用。要了解什么是MWDM,首先需要知道为什么提出MWDM。 5G对前传网提出高可靠、高性能、低成本、易部署的更高需求,这就需要一个能够快速响应满足市场需求且成本较低的技术方案来实现。5G前传技术中CWDM是发展较早且较为成熟的方案,而运营商对于5G前传的基础需求是需要满足12波WDM,这样基于CWDM基础上提出了MWDM。MWDM主要是在中国5G前传网络环境下提出的。 CWDM有18个波长(1271~1611nm),但由于考虑到1270~1470nm波段的衰减比较大,以及基于成本的考虑,使用较多的只有其中的6个波长(1271nm、1291nm、1311nm、1351nm、1371nm)。MWDM就是在CWDM 6波的基础上,左右偏移3.5nm扩展为12波(1267.5、1274.5、1287.5、1294.5、1307.5、1314.5、1327.5、1334.5、1347.5、1354.5、1367.5、1374.5nm)。 这样做的好处是什么呢?MWDM是重用CWDM的前6波,将CWDM的20nm的波长间隔压缩为7nm,采用TEC(Thermal Electronic Cooler, 半导体制冷器)温控技术实现1波扩为2个波。这样就实现了容量提升的同时可以进一步节省光纤。 刚刚说到基于5G商用的迫切性,MWDM是在工艺成熟的CWDM基础上作出参数调整,因此同时还可以重用CWDM生产流程和产业链,快速的满足市场需求。
  • 热度 3
    2020-7-7 16:16
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    下载5G技术电子书,赢取镜面时钟蓝牙音箱
    魏少军教授的研究指出:半导体作为电子信息产品的核心元器件,与全球GDP的增速类似,是三倍于原始的速度。电子信息产业的发展,它所支撑的GDP增长,和半导体产业的发展,两者是相辅相成的,电子信息产业的发展促进了半导体的蓬勃发展,半导体产业的进步又推动了电子信息产业的前进。 因此,未来20年到40年的5G时代,全球经济增长的驱动力毋庸置疑将是以第五代移动通讯为中心的新一代信息技术。 点此立即下载电子书,即可参与抽奖,赢取镜面时钟蓝牙音箱
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