5G题材大热,高频材料竞争者加速市场布局

对PCB电路板及材料产业而言,高频、高速的设计导入已成必然,具有“低介电与(超)低传输损失介电材料”在未来众多5G应用中潜在庞大的市场商机。

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撰文:Tini ;  编辑:melody

在5G应用中,按照主流方案,RRU 和天线将集成为 AAU(有源天线),频段上升将带来高频 PCB材料应用的增加。对于 PCB 加工企业,加工难度和工艺要求也将同时大幅增加。

5G基站天线采用 Massive MIMO 技术带来器件数量的大幅提升,相应地带来 PCB 使用面积的增加。

按照 5G 建设高峰期每年 280 万个基站的规模测算,射频前端高频 PCB 市场规模的峰值有望达到每年 288 亿元。假设 4G 及 5G 建设高峰期,宏基站年建造总量分别为 230 万和 280万个,那么我们预测 5G 仅仅在射频侧,PCB的市场规模可以达到 288 亿一年,5G时代高频 PCB 板及覆铜板的市场规模都将是 4G 的10倍以上。

频段上升将带来 AAU 高频材料的应用增加,未来可能改用普通材料和高频材料混压的 PCB 板,或者使用纯高频材料的 PCB 板。

不管5G技术未来究竟如何发展,对PCB电路板及材料产业而言,高频、高速的设计导入已成必然。 

其中“介电损失(Df)”是目前无论高频基板材料厂商还是5G、IoT等使用的高频电路的设计者,越来越关注的重要参数。介电损失(Df)又称为损失正切(Loss Tangent),是信号中已经漏失到绝缘板材中的能量对尚存在线中能量的比值。

由于信号传输与Dk的平方根成反比,因此降低板材的Dk可以有效提高信号传输速率,间接可以提升特性阻抗,而Df值的降低可减少信号在基材中的损失,保持较佳的信号完整性。

综观来看,具有“低介电与(超)低传输损失介电材料”在未来众多5G应用中潜在庞大的市场商机。

◤ 杜邦

Dupont是传统软板的大厂,公司车载用高耐温与高频软板,强调全PI系软板可以耐225℃高温,适合用于车载上面,另外也有以PTFE作为接着层的TK系列,适用于高频软板。

另外,公司还拥有全新RTR无电极电镀制程,利用开发的接着促进剂(Adhesion Promoter)成功地在不同种类PI薄膜的表面上附着铜箔,该制程也可以适用在3D-shape的线路制程。 

◤ SKC KOLON PI

SKC KOLON PI曾透露,公司将在今年推出相应的高频PI产品,以配合客户和市场的需求,高频PI产品型号名称为FS。

来源:SKC KOLON PI

公司的开发计划会分两个阶段,第一阶段在2019年上半年,在这段时间里,公司将努力完成高频PI的产品开发,主要攻克Df性能,生产出低吸湿率、优秀的Low Df 性能的高频PI产品。而第二阶段是在2019年下半年之内,主要完成对Dk的性能进一步升级,进一步完善FS高频PI的整体性能。

而根据更新信息,SKPI目前第一代的高频PI产品已经提前开发完成了。

◤ 日本三菱瓦斯

三菱瓦斯1980年研制成功一种热固型树脂——BT树脂。公司主要是通过调整BT/Epoxy树脂的比例,搭配不同的填充物来控制所需要的介电特性。

◤ 日本TAIYO

日本TAIYO是防焊绿漆/油墨的一线大厂,除了聚焦油墨产品外,公司今年还发表了一款可以应用在5G高频技术的超低损耗树脂材料。

来源:日本TAIYO

该材料在10GHz频率下(Dk=3.0/Df=0.0015)具有与PTFE(Dk=3.0/Df=0.001)相近的介电特性,与HVLP铜箔的接着强度~0.6kN/m有良好的加工性。

◤ 日本利昌工业

日本利昌工业主要是提供不同特性与用途的积层板(Copper Clad Lamination;CCL),公司材料机能走向主要针对导热诉求。

公司研发生产了一款低传送损失基板材料——CS-3379M。

来源:利昌工业

该材料具有与PTFE相近的介电特性(Dk=3.2/Df=0.0015@10GHz)、低吸湿性、优异的热传导性(0.6W/m.k)与加工性,并且价格号称只有PTFE的一半。更重要的是,在80GHz的Dk/Df为3.35/0.0024,因此很有竞争性。

除了上述材料外,低损耗、高频特性出色的部件“液晶聚合物(LCP)”的商业化步伐也正在迈进。

2018年,可乐丽LCP薄膜的生产能力为年产100万平方米,但因为无法满足市场需求,因此可乐丽决定增加了30%的生产能力。并表示,根据未来的需求趋势,还在考虑建设一个新工厂。

可乐丽的LCP薄膜“Bexter”的相对介电常数为2.9ε,介电损耗角正切为0.002低于玻璃环氧树脂等典型的基板材料。

住友化学计划以LCP开拓适用于5G通讯的智能型手机、基地台相关的多层软性印刷电路板(FPC)、硬性基板等市场。

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