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【原創(chuàng)】5G時(shí)代,華為為何果斷選擇了陶瓷濾波器


來(lái)源:中國(guó)粉體網(wǎng)   山川

[導(dǎo)讀]  在5G產(chǎn)業(yè)鏈中,濾波器作為射頻器件重要組成部分,,承擔(dān)了幫助基站選頻的重任。

何為5G,?


5G是第五代移動(dòng)通信技術(shù)的簡(jiǎn)稱,,但與4G、3G,、2G不同的是,,5G不是獨(dú)立的,、全新的無(wú)線接入技術(shù),,而是現(xiàn)有無(wú)線接入技術(shù)——包括2G、3G,、4G和WiFi——的演進(jìn),,以及對(duì)一些新增的補(bǔ)充性無(wú)線接入技術(shù)進(jìn)行集成后,形成的解決方案的總稱,。



來(lái)源:pixabay


簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),,5G就是通過(guò)對(duì)現(xiàn)有無(wú)線技術(shù)的改進(jìn),使得網(wǎng)速更快,延時(shí)更低,,1秒鐘下一部電影輕輕松松,!有了5G傳輸,使得物聯(lián)網(wǎng),、車(chē)聯(lián)網(wǎng),,甚至將來(lái)實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)成為可能。


5G市場(chǎng)有多大,?


據(jù)中國(guó)信通院《5G經(jīng)濟(jì)社會(huì)影響白皮書(shū)》預(yù)測(cè):


2030年,,5G帶動(dòng)的直接產(chǎn)出和間接產(chǎn)出將分別達(dá)到6.3萬(wàn)億10.6萬(wàn)億元


2020-2030年中國(guó)5G直接和間接經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出(億元)


在直接產(chǎn)出方面,,按照2020年5G正式商用算起,,預(yù)計(jì)在2025年、2030年將分別增長(zhǎng)到3.3萬(wàn)億,、6.3萬(wàn)億元,,十年間的年均復(fù)合增長(zhǎng)率為29%。


在間接產(chǎn)出方面,,2020年,、2025年、2030年,,5G將分別帶動(dòng)1.2萬(wàn)億,、6.3萬(wàn)億和10.6萬(wàn)億元,年均復(fù)合增長(zhǎng)率為24%,。


你就說(shuō)這個(gè)市場(chǎng)大不大吧,!


濾波器是5G產(chǎn)業(yè)鏈重要一環(huán)


5G產(chǎn)業(yè)鏈,來(lái)源:萬(wàn)聯(lián)證券研究所


在5G產(chǎn)業(yè)鏈中,,濾波器作為射頻器件重要組成部分,,承擔(dān)了幫助基站選頻的重任。進(jìn)入 5G 時(shí)代,,基站天線通道數(shù)大幅增長(zhǎng),,從 4G 的4、8 通道逐步升級(jí)為 16,、32,、64 和 128 通道。每一通道都需要一整套射頻元件來(lái)處理收發(fā)上行和下行信號(hào),,且需要對(duì)應(yīng)的濾波器來(lái)選擇和處理信號(hào)頻率,,濾波器的需求量激增。中美貿(mào)易摩擦加速了芯片國(guó)產(chǎn)化替代進(jìn)程,,射頻器件是下一代移動(dòng)通信升級(jí)重點(diǎn),,濾波器作為射頻前端必要的電子元器件,,技術(shù)門(mén)檻較高,市場(chǎng)前景可觀,。



華為為何果斷選擇了陶瓷濾波器


目前,,5G基站濾波器有三種方案,即小型金屬腔體濾波器,、塑料濾波器和陶瓷介質(zhì)濾波器,。傳統(tǒng)的濾波器一般由金屬同軸腔體實(shí)現(xiàn),通過(guò)不同頻率的電磁波在同軸腔體濾波器中振蕩,,保留達(dá)到濾波器諧振頻率的電磁波,,并耗散掉其余頻率的電磁波。


陶瓷介質(zhì)濾波器中的電磁波諧振發(fā)生在介質(zhì)材料內(nèi)部,,沒(méi)有金屬腔體,,因此體積較上述兩種濾波器都會(huì)更小。5G時(shí)代MassiveMIMO(大規(guī)模天線技術(shù))對(duì)天線集成化的要求較高,,濾波器需要更加的小型化和集成化,,為了滿足5G基站對(duì)濾波器的相關(guān)需求,更易小型化的陶瓷介質(zhì)濾波器成為主流解決方案,。



鑒于陶瓷介質(zhì)濾波器的優(yōu)勢(shì),,作為 5G 基站的先頭部隊(duì),華為最早果斷的選擇了陶瓷介質(zhì)濾波器,。除華為外,,愛(ài)立信也傾向于使用陶瓷介質(zhì)濾波器。中興,、諾基亞等其他設(shè)備商也在逐步開(kāi)始采用陶瓷介質(zhì)濾波器,,預(yù)計(jì)2021年全球主流設(shè)備商會(huì)逐步采取全陶瓷方案。


陶瓷濾波器生產(chǎn)工藝及關(guān)鍵環(huán)節(jié)


1,、生產(chǎn)工藝


典型的陶瓷介質(zhì)濾波器的生產(chǎn)工藝包含陶瓷粉體造粒,、壓制成型、保溫?zé)Y(jié),、印制銀層,、開(kāi)設(shè)耦合窗口陶瓷諧振器、表面貼裝,、涂覆銀層,、再燒結(jié)、調(diào)制,、測(cè)試,、包裝等,。



陶瓷濾波器采用高溫?zé)Y(jié)工藝,,射頻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后,微波介質(zhì)陶瓷粉末噴霧造粒,干壓成型后進(jìn)行高溫?zé)Y(jié),,經(jīng)過(guò) CNC 打磨處理,、金屬化、制電極,、調(diào)試等工藝制造而成,。陶瓷替代金屬,陶瓷介質(zhì)濾波器量化生產(chǎn)技術(shù)難度更高,,其難點(diǎn)主要在于粉體配方,、干壓成型及燒結(jié)、金屬化和大規(guī)模自動(dòng)化調(diào)試技術(shù),。


2,、關(guān)鍵環(huán)節(jié)


首先是微波陶瓷粉體配方與制備批量生產(chǎn)一致性的問(wèn)題,介質(zhì)濾波器生產(chǎn)過(guò)程中需盡力控制工藝以制出雜質(zhì)少,、缺陷少,、晶粒均勻分布的陶瓷。



我國(guó)陶瓷濾波器產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)



1,、5G陶瓷濾波器的生產(chǎn)加工難度大


首先,,我國(guó)的先進(jìn)陶瓷制備技術(shù)還是落后于國(guó)外的,其中最主要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)-粉體制備技術(shù)可以說(shuō)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于日本及西方國(guó)家,,這將直接影響陶瓷濾波器產(chǎn)品的品質(zhì),。


2、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)


行業(yè)測(cè)試和要求都沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn),,比如可靠性要求,,材料瓷體與銀漿的配合,對(duì)于插損指標(biāo)的影響,。本身5G也還在測(cè)試中,,還需一段時(shí)間的驗(yàn)證和運(yùn)營(yíng)商提速,所以相關(guān)通訊設(shè)備也在成熟完善中,。未來(lái)標(biāo)準(zhǔn)化,,有助于降低資源浪費(fèi)。


3,、缺乏理論指導(dǎo),,摸索浪費(fèi)多


目前企業(yè)普遍缺乏理論指導(dǎo),導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果很多,,持續(xù)性改善過(guò)程長(zhǎng),。要做好陶瓷濾波器,做好基礎(chǔ)研發(fā)工作非常重要,,需要產(chǎn)學(xué)研配合,。


4,、合格率低,價(jià)格有下降空間


該行業(yè)的產(chǎn)業(yè)化才剛剛開(kāi)始,,生產(chǎn)工藝不成熟導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化推進(jìn)緩慢,,合格率低,生產(chǎn)成本高居不下,。


5,、行業(yè)剛剛起步、需要約束市場(chǎng)


陶瓷濾波器行業(yè)剛剛起步,,國(guó)內(nèi)大大小小的先進(jìn)陶瓷企業(yè)不少,,誰(shuí)都想來(lái)分一杯羹,未來(lái)的市場(chǎng)需要約束,,避免惡性競(jìng)爭(zhēng),。


6、研發(fā)周期長(zhǎng)


5G網(wǎng)絡(luò)的研發(fā)花費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng),,科技研發(fā)的投入,,是一筆長(zhǎng)期的投資。


7,、承受住西方國(guó)家的打壓


華為,、中興等在5G領(lǐng)域的強(qiáng)勢(shì)崛起,令美國(guó)等西方國(guó)家坐立不安,,無(wú)賴強(qiáng)盜的面目昭然若揭,,美國(guó)就以“華為、中興對(duì)美國(guó)及美國(guó)通訊系統(tǒng)安全造成威脅”為由,,打壓兩家公司在美國(guó)的商業(yè)活動(dòng),。


參考來(lái)源:

[1]5G陶瓷介質(zhì)濾波器逐步成為行業(yè)主流.濾波器

[2]陶瓷介質(zhì)濾波器將成5G時(shí)代新主流,東山精密已供貨華為.中富聚焦

[3]淺析:5G基站濾波器.中微聚智

[4]劉艷紅.陶瓷濾波器自動(dòng)化生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究

[5]中國(guó)粉體網(wǎng),、萬(wàn)聯(lián)證券研究所


(中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/山川)

注:圖片非商業(yè)用途,,存在侵權(quán)告知?jiǎng)h除

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作者:山川

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