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高端PCB电路板研发生产

高频板 · HDI板 · 软硬结合板 · 埋盲孔板

5G时代,PCB市场将迎来需求增量
2019-06-21
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印刷电路板简称PCB。PCB主要由绝缘基板和导体组成,是电子元器件连接的提供者,在电子设备中起着支撑和互连的作用,是电子、机械、化工材料和其他电子设备产品的有机结合,总之,PCB是每一种电子产品的命脉。

PCB市场大

根据Prismark的数据,2016年世界多氯联苯产值为542亿美元,而在过去五年中,该行业的增长率不超过3%。参与PCB行业竞争的国家和地区包括美国、欧洲、日本、中国大陆、台湾、韩国等。2016年,中国大陆多氯联苯的产值达到271亿美元,占世界总量的50%。市场预计,未来五年,中国将是多氯联苯产量增长最快的地区,到2020年,市场规模将达到359亿美元,年复合增长率约为3.1%。


PCB行业的上游是铜板,下游覆盖所有电路产品。据Prismark统计,对通信设备、计算机和消费电子产品的PCB需求占28。8%,265%和14%。分别占总需求的3%,近70%,这是三个多氯联苯需求最高的地区。预计在2017年至2021年的四年中,通信(通信设备)和汽车电子将成为推动多氯联苯行业发展的新动力,每年复合增长率分别为7%和6%。通信网络建设在PCB中的应用主要是在无线网络、传输网络、数据通信和固定网络宽带等领域。在5G建设初期,对PCB的需求增量体现在无线网络和传输网络中,对PCB背板、高频板和高速多层板的需求较大。目前,印刷电路板的主导企业主要是台湾和日本企业,中国大陆生产能力大的上市公司有深南电路、上海电力股份、京旺电子等。随着未来5G投资的到来,预计其市场份额将继续上升。

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                                                                                                            图1:全球PCB市场规模(亿美元)   表2:中国PCB市场规模(亿美元)


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基站PCB的价值将大大增加

MassiveMIMO在5G时代的应用给基站结构带来了重大变化,天线+RRU+BBU已成为AAU+BBU(CU/DU)的体系结构。在AAU中,天线振荡器和微收发信机单元阵列直接连接到PCB板上,集成数字信号处理模块(DSP)、数模转换器(DAC)/模拟数字转换器(ADC)、放大器(PA)、低噪声放大器(LNA)、滤波器和其他作为RRU功能的器件。

天线集成要求显著提高,AAU需要以更小的尺寸集成更多的组件,需要采用更多的层PCB技术,因此单个基站的PCB消耗将显著增加,其工艺和原材料需要全面升级,技术壁垒将全面升级。"5G基站的传输功率远大于4G,这就要求PCB全面升级基板,如高频、高速、散热性能好等,介电常数、介质损耗小而稳定,尽可能与铜箔的热膨胀系数一致,吸水率低,其它耐热性、耐化学性、冲击强度、剥离强度等。PCB的加工难度也将大大提高,高频高速物流、化工性能和通用PCB。


不同的,导致不同的加工工艺,同一片PCB需要实现多种功能,不同材料的混合,因此,PCB的价值也会进一步提高。


BBU的体积和数量变化不大,但由于传输速率的提高和传输延迟的减少,BBU对射频信息处理能力的要求得到了提高,大大提高了对高速PCB板的需求。BBU的核心配置是一个篮板和两个单板(主控板和基带板)。背板主要用于连接单板和实现信号传输。它具有高多层、超大尺寸、超高厚度、超大重量、高稳定性等特点。这是一个很难处理的问题,是基站中单价最高的PCB。单板负责射频信号处理和RRU连接,主要采用高速多层PCB.随着5G时代高速数据交换场景的增加,高速材料的背板和单板的数量和用量将进一步增加。背面和单板上的层数将从18层增加到20层到30层。铜层压板需要从传统的FR4材料升级为性能较好的高速材料,如M4/6/7,从而提高了每平方米的价格。

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基站PCB 市场空间测算

根据市场数据,4G数据电路和射频约占RRU面积的60%,用于4G基站数据电路和射频的PCB面积约为0.2m2。然而,随着5G时代基站AAU传输和处理数据的增加,数据电路和射频PCB的面积预计将增加两倍,即0.4m2左右。由于基站馈电网络和天线振荡器集成在PCB上,馈电网络和天线振荡器的面积约等于主板面积,根据华为的数据,64R64R基站主站面积和高度分别为0.6m和0.4m,因此天线振荡器+馈电网络的面积约为0.5m2,5G基站AAU的PCB面积约为0.9m2,是4G时代PCB面积的4.5倍。


此外,天线阵中的振荡器数目更多,排列也更近,因此天线阵列的底板需要高质量的PCB,通过优化辐射单元和阵列模式来降低互阻抗,提高整体效率。由于MassiveMIMO信道的增加,每个PCB的面积和层数也将从15平方厘米增加到35平方厘米。层数从双面板升级到12层左右,基板需要高速高频材料。根据市场数据,5 GPCB的单价约为每平方米2000元。假设每个基站有三个天线,估计单个基站的PCB成本约为6000元。假设大规模生产的单价逐年下降5%,预计到2026年,建造基站所需的PCB市场空间将约为29。20亿元。如果把世界上5G基站的数目考虑在内,对DU、CU和背板的需求以及小型基站的建设就会更大。

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