主要挑战之一是热管理。随着5G部署向更高频率发展,天线设计、技术和材料选择也会随之改变。这将影响多个因素,包括半导体技术、用于固定相关阵列的材料以及导热界面材料。.

尽管低于 6 GHz 频段的 5G 网络无法提供人们通常所说的 5G 高速网络和丰富应用,但它在实现大范围覆盖方面发挥着至关重要的作用。部分覆盖是通过较低频段实现的,这些频段更接近于传统的 4G 网络。然而,随着频率超过 4 GHz,传统的 LDMOS(横向扩散金属氧化物半导体)功率放大器开始出现效率问题。而宽带半导体,例如 GaN(砷化镓),则开始展现其优势。我们已经看到华为等厂商在其 4G 基础设施中采用了 GaN 技术。我们预计 GaN 将在 5G 领域获得更大的市场份额,而 GaN 的应用也将带来阵列固定技术的变革。事实上,IDTechEx 预测,未来 10 年,5G 基础设施对 GaN 功率放大器的年需求量将增长四倍。 AuSn 是目前 GaN 的典型芯片固定材料,但我们预见到烧结浆料将有机会取代 AuSn,因为它们具有更好的热性能,正如 IDTechEx 最新报告《5G 热管理 2022-2032》中所讨论的那样。.需求-TIM-基础设施-5G

毫米波是一种高频技术,能够以惊人的下载速度和超低延迟实现5G的潜在强大应用。其挑战在于信号传播,因为信号衰减会随着频率的增加而增大,导致覆盖范围缩小,并且容易被墙壁、窗户甚至恶劣天气阻挡。为了提高天线增益,需要增加天线单元的数量,但由于波长更短,天线单元本身的尺寸会更小。这使得功率放大器和波束成形电子器件的阵列更加紧凑,从而对散热管理提出了更大的挑战。虽然增加天线单元的数量可以降低每个放大器的功耗,但电子器件的高度紧凑性将导致更高的组件集成度,并可能更加依赖硅基技术。然而,小型毫米波基站需要部署更多基站才能提供足够的覆盖范围,并且由于其部署场景的限制,不太可能采用主动冷却方法。再加上波束成形组件的密集化,这将对导热界面材料等解决方案提出更高的要求。.

另一项流行的5G技术是大规模MIMO,它允许基础设施在同一频段上服务更多终端。这增加了每个安装点的射频链路数量、波束成形容量以及网络中使用的天线单元数量。其结果是,天线印刷电路板、功率放大器和波束成形组件等所需的材料量增加。大规模MIMO还提高了数据传输速率和信道数量,从而导致对基带处理单元的需求增加、功耗升高,并为导热界面材料带来了更大的市场机遇。.