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微波介質(zhì)陶瓷元器件的重要應(yīng)用方向?yàn)橐苿?dòng)通信基站，介質(zhì)諧振器、介質(zhì)濾波器、雙工器和多工器均是通信基站射頻單元的關(guān)鍵組件。大規(guī)模建立5G基站對微波介質(zhì)陶瓷材料提出了高速、高頻、高度集成化和超低損耗等性能要求，開發(fā)出具有低損耗、高穩(wěn)定性等優(yōu)異性能的微波介質(zhì)陶瓷材料是近年功能陶瓷方向研究的重點(diǎn)之一。 微波介質(zhì)陶瓷行業(yè)整體處于5G產(chǎn)業(yè)鏈上游，在各省市的5G規(guī)劃中，重點(diǎn)關(guān)注5G上游射頻元器件、有源陣列天線等關(guān)鍵技術(shù)與核心元器件的突破和發(fā)展，并制定了全方位扶持政策，這將帶動(dòng)微波介質(zhì)陶瓷元器件的快速發(fā)展。5G通信技術(shù)提升，基站數(shù)量大幅增（將是4G時(shí)代的4~5倍），對微波通信元件需求巨大。5G天線的通道數(shù)量是4G時(shí)代的7~15倍，意味著對射頻器件中微波介質(zhì)陶瓷元器件的需求量是4G時(shí)代的7~15倍。小型化和輕量化成為天線設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，相較于金屬濾波器，微波陶瓷介質(zhì)波導(dǎo)濾波器可實(shí)現(xiàn)高抑制的系統(tǒng)兼容，體積更小，重量更輕，成為5G基站的主流技術(shù)方案。 隨著全球5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)�；逃貌饺肟燔嚨�，針對6G研發(fā)的戰(zhàn)略性布局已全面拉開帷幕。盡管業(yè)界雖然還尚未對6G的愿景、關(guān)鍵技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)等形成統(tǒng)一的共識，但普遍預(yù)期6G在2030年左右開始商用，未來3~5年將是6G研發(fā)的關(guān)鍵窗口期。相較于5G，6G將具有更加泛在的連接、更大的傳輸帶寬、更低的端到端時(shí)延、更高的可靠性和確定性以及更智能化的網(wǎng)絡(luò)特性。 國際電信聯(lián)盟（ITU）于2019年11月23日宣布，世界無線電通信大會（WRC-19）已確定5G新增頻譜的新決議，將24.25 GHz~27.5 GHz、37 GHz~43.5 GHz、66 GHz~71 GHz共14.75GHz帶寬的頻譜標(biāo)識用于5G 和未來國際移動(dòng)通信系統(tǒng)，表明其中部分毫米波頻段或可用于6G。同時(shí)，WRC-19正式批準(zhǔn)了275 GHz~296 GHz、306 GHz~313 GHz、318 GHz~333 GHz和356 GHz~450 GHz共137 GHz帶寬的資源可用于固定和陸地移動(dòng)業(yè)務(wù)應(yīng)用，這些頻段未來可能用于6G通信業(yè)務(wù)。
![]() 圖1. 近十年以特定國家/地區(qū)為目的地的6G關(guān)鍵技術(shù)專利申請量。 近年來，全球6G專利快速發(fā)展（見圖1），6G相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)專利申請量呈攀升態(tài)勢（2020 年由于受新冠肺炎影響，申請量有所減少），技術(shù)開始加速更新迭代。各國已啟動(dòng)6G研究，各大企業(yè)與研究機(jī)構(gòu)對6G具體潛在技術(shù)的構(gòu)想略有區(qū)別，但已逐步收斂于“至簡+柔性+數(shù)字孿生”、立體網(wǎng)絡(luò)覆蓋、全頻段組網(wǎng)、超大規(guī)模天線、感知通信一體化、AI使能空口、新材料、新器件、新天線、新基站、可見光通信、確定性數(shù)據(jù)傳輸、算網(wǎng)融合等領(lǐng)域。在面向6G時(shí)代的研究中，需強(qiáng)化儲備6G潛在關(guān)鍵技術(shù)，積極推進(jìn)新材料、儀器儀表等關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)儲備，進(jìn)行6G 應(yīng)用場景的前瞻研究和應(yīng)用試驗(yàn)，保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)，做好專利儲備與布局，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈自主可控。 表1. 各國家或組織6G研究情況。 ![]()
太赫茲通信技術(shù)可能是未來6G通信技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。太赫茲頻率在0.1～10THz波段，波長為0.03 ~3 mm，處于微波與紅外光譜之間。與微波相似，太赫茲能穿透不導(dǎo)電材料，此外，太赫茲的寬頻帶能提供達(dá)幾GB/秒的傳輸速率, 在高速通信等領(lǐng)域有良好的應(yīng)用前景。但是在太赫茲頻段，只有非常少的低損耗材料符合使用要求。目前，太赫茲頻段下的研究主要集中在聚合物和半導(dǎo)體，對于陶瓷在太赫茲下介電性能的系統(tǒng)研究剛剛開始。陶瓷在太赫茲頻段下的測試面臨兩個(gè)問題：一是陶瓷的低損耗使得信號對比度小，誤差增加；另一方面，陶瓷具有相對高的介電常數(shù)，在空氣與陶瓷界面會引起多反射。微波介質(zhì)陶瓷的折射率可調(diào)（高折射率有利于器件小型化和集成）、耐高溫、強(qiáng)度高、成本低，但在太赫茲下?lián)p耗和吸收系數(shù)較高。因此，要實(shí)現(xiàn)微波介質(zhì)陶瓷在太赫茲頻段的應(yīng)用，首先需要發(fā)展準(zhǔn)確、可靠的表征技術(shù)，確保正確測量材料在太赫茲下的性能；二要進(jìn)一步降低材料的損耗、提高Q值；三要探索新的、合適的材料體系，簡單地認(rèn)為現(xiàn)有性能優(yōu)異的微波介質(zhì)陶瓷材料體系在太赫茲下也能表現(xiàn)出良好性能是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹?/font>
微波介質(zhì)陶瓷是5G/6G通信的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料，未來的研究應(yīng)圍繞以下重點(diǎn)展開：①進(jìn)一步提高材料微波介電性能，降低介電損耗，尤其是研發(fā)超低介電常數(shù)（εr <20）以及中高介電常數(shù)（εr =60~80）的材料；②利用先進(jìn)測試表征技術(shù)和計(jì)算方法從本征因素和非本征因素角度研究微波介質(zhì)陶瓷的介電響應(yīng)機(jī)理；③深入探索燒結(jié)助劑的降溫機(jī)理，發(fā)展LTCC技術(shù)，在降低微波介質(zhì)陶瓷燒結(jié)溫度的同時(shí)仍使其具有優(yōu)異的介電性能；④響應(yīng)5G/6G技術(shù)發(fā)展對上游材料及元器件的新需求，研發(fā)合適的材料體系，積累生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，力爭實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈的自主可控。 6G時(shí)代我國將面臨比5G時(shí)代更為激烈的競爭，乃至不公平的封鎖，應(yīng)貫徹落實(shí)“十四五規(guī)劃綱要”的要求，牢牢把握未來3~5年的關(guān)鍵窗口期，科學(xué)有序推進(jìn)關(guān)鍵材料、關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)，實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)。 深圳市瑞興諾科技有限公司常備有Rogers、Arlon、Taconic、Isola、生益、旺靈等知名品牌高頻微波射頻pcb板材料。其中旺靈F4BTM、F4BTME、F4BTMS系列、F4BM-2-A、F4BME-2-A系列、TFA系列、Rogers CLTE\RO3000\4000\RT/duroid\TC系列等，這些材料都有明顯特點(diǎn)：
- 超低的介質(zhì)損耗；
- 有穩(wěn)定的介電常數(shù)和低損耗值(Dk)，能滿足相位敏感的應(yīng)用；
- 導(dǎo)熱系數(shù)更好，適應(yīng)較大功率應(yīng)用場合。
- 低吸濕率
- 陶瓷填充基板
在5G、6G時(shí)代，深圳市瑞興諾科技有限公司也做好順應(yīng)時(shí)代的需求，提供更好的服務(wù)！
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發(fā)表于 2023-3-28 11:31:30
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