5G天線PCB給PCB行業帶來了新的挑戰

進入2019年，5G的消息便不絕于耳，要么是運營商開啟大規模測試，要么是終端廠商發布5G手機。而近期韓國正式推出的面向大眾的5G服務，更是宣布了5G商用大幕的開啟。5G的商用給上下游產業帶來的市場機會不可限量，作為組裝電子零件用的關鍵互連件，PCB(印制電路板)在5G市場中將分得怎樣一杯羹？5G對PCB提出的技術要求是否高不可攀？國內PCB企業是否能借5G的機會實現彎道超車？

5G為PCB提供巨大市場

PCB被稱為“電子產品之母”，不僅為電子元器件提供電氣連接，也承載著電子設備數字及模擬信號傳輸、電源供給和射頻微波信號發射與接收等業務功能，絕大多數電子設備及產品都需要PCB。

據了解，每1元的PCB可以支撐30元終端產品的發展。5G時代為PCB行業提供了十分巨大的市場和機會，據測算，5G在2020年、2025年和2030年的直接產出經濟效益分別是4840億元、3.3萬億元和6.3萬億元，間接產出經濟效益則分別為1.2萬億元、6.3萬億元、10.6萬億元。

5G從通信網絡建設，到終端，再到衍生應用場景，均對PCB提出大量需求。深南電路股份有限公司董事長楊之誠告訴《中國電子報》記者，在5G無線基站、承載網、傳輸網、核心網硬件設施中，PCB硬件的應用將會大幅增加，如5G射頻板、背板、高速網板、服務器主板、微波板、電源板等。深圳市崇達電路技術股份有限公司市場部經理瞿定實也表示，隨著通信技術的更新換代，由4G升級到5G，通信基站中所需的PCB量價齊升。由于5G的高頻微波特性，基站密度要高于4G基站。同時各種設備的處理頻次、數據傳輸和處理速度都要遠遠高于4G時代。這些核心主設備、傳輸設備、天線/射頻設備對高頻高速板提出非常高的需求，單價要高于4G基站的PCB。據估算，單個基站中，5G基站對PCB的需求是4G基站的兩倍。另外，5G終端設備，如手機、智能手表等，也要與通信技術同步更新換代，這部分的PCB需求比基礎設施部分還要大得多。

據預測，4G宏基站PCB總價值量約為5492元。全球4G基站用PCB市場空間約為50億元/年~90億元/年，對應CCL(銅箔基板)約10億元/年~20億元/年。5G宏基站PCB價值量約15104元/站，高峰年度，5G基站建設帶來的PCB需求約為210億元/年~240億元/年，對應CCL市場空間約80億元。

5G要求PCB技術全面提升

5G在給PCB產業帶來機遇的同時，也對技術提出了更高、更嚴苛的要求，其在速度、集成度、散熱、頻率、多層化方面的指標均比4G提升了很多。

楊之誠向《中國電子報》記者表示，全頻譜接入、大規模天線陣列(Massive MIMO)和超密集網絡將是實現5G網絡的技術核心。相應地，對PCB也提出了技術挑戰。首先，基站射頻單元和天線在結構和功能上發生了較大的變化，主要表現為射頻單元通道數增加(8通道上升為64通道)，對應PCB面積增大；4G基站設備RRU加天線單元的結構形式變為5G的AAU結構(集成了RRU和天線功能)，對應PCB集成度更高。其次，為實現超密集網絡覆蓋，5G頻譜中除6GHz以下的頻譜應用外，用于熱點覆蓋及大容量高速傳輸的28G、39G等毫米波頻譜資源將會被大量應用，因此，高頻微波基站所采用的高頻PCB需求將會增加。最后，在5G獨立組網的網絡架構下，為滿足高速率傳輸的技術要求，基帶單元、網板、背板、服務器等數據傳輸設備所需的PCB將會使用更高級別的高速覆銅板材料。“這些技術上的挑戰，要求國內PCB企業時刻把握技術和市場走勢，走差異化道路，以便構建獨特競爭力。”楊之誠說。

此外，PCB產品的熱管理在未來可能會顯得尤為重要。“不僅有適應高頻器件的原因，還有大功率、高功率密度帶來的散熱要求。新型高導熱材料的應用，特殊的散熱結構型PCB需求將會出現。”深圳市牧泰萊電路技術有限公司董事長陳興農說，“大數據、云計算等需要的服務器采用的是高層數、高可靠性的多層板；物聯網、智能制造、自動駕駛等新技術領域，會出現一些特殊結構、特殊技術要求的PCB需求，可能要用到特殊材料，但也可能是不同于傳統PCB的特殊結構，或者對制作精度要求遠超一般水平的PCB。”

深入了解客戶需求 走差異化之路

伴隨電子信息產業的快速發展，PCB產業持續保持增長態勢，全球PCB產出從2008年400多億美元增加到了2018年的了600億美元。中國PCB產業在全球的占比份額也出現了巨大的改變，從2000年不足10%，提升到2018年的30%，到2018年超過了50%。

楊之誠告訴《中國電子報》記者，近10年來，PCB產業重心不斷向亞洲地區轉移，中國已成為全球PCB最大的產業基地。“盡管如此，但在技術水平，尤其高端PCB產品方面，國內PCB企業與國外公司相比還有一定差距。5G是一個難得的機會，抓住這個機會，國內PCB企業可以在規模、技術、管理等各方面追趕、超越國際大廠。”翟定實對記者說。

今年1月2日，工業和信息化部制定的《印制電路板行業規范條件》和《印制電路板行業規范公告管理暫行辦法》中，提及要鼓勵PCB企業加強頂層設計，促進自動化裝備升級，推動自動化水平提高，將自動化、信息化及智能化等貫穿于設計、生產、管理和服務的各個環節；鼓勵企業積極開展智能制造，降低運營成本，縮短產品生產周期，提高生產效率。5G時代，PCB企業尤其要與時俱進。“在研發、生產、管理方面提升內功，加大在產品技術方面研究與投入，不斷滿足客戶、產品新要求。”楊之誠說。

不同于標準產品的代工制造，PCB屬于服務于下游客戶的定制化產品，是高度“客制化”的產品，要對客戶的需求有更深刻的了解。翟定實表示，5G是時時發展、時時革新的技術，如果不能緊跟客戶的需求，與客戶同步對產品進行更透徹、更細致的研究，很難做到與市場同進步。他還強調，應加強與原材料企業的技術溝通，5G時代很多產品對原材料和生產工藝都有很高的要求，只有國內能夠建立良好的原材料供應體系，才能穩步、快速地在5G PCB領域做得更大更強。珠海方正印刷電路板發展有限公司PCB研究院副院長蘇新虹舉例說，做通信設備用印制電路板的企業需要對高速材料應用進行研究，研究信號完整性、信號仿真。同時，需要進行高速材料工藝研究，進行相應設備升級，以滿足電路板加工精度提升的要求。