5G时代的散热挑战,陶瓷基板助未来之路化为现实
比尔·盖茨曾在《未来之路》提出:“在未来,我们希望对万物互联可控可管理。”这也被认为是当下物联网概念的雏形,而5G的发展正让物联网超脱以往概念,逐步成为现实。相比4G网络,5G提速可高达10-100倍,更快网速、更低时延、高可靠性和大连接,将使得包括自动驾驶、智慧城市、工业互联及万物互联成为可能,届时,类似科幻电影《黑客帝国》中的数字世界便离我们不再遥远。
100倍的数据传输速率,意味着5G基站更大的功率、发热量的指数级增长以及陡然上升的温度控制难度。在5G通信中,基站是耗电大户,大约80%的能耗来自广泛分布的基站。据预测,到2025年,通信行业将消耗全球20%的电力。5G基站不仅要适应全球各地的极端气候,还要保持-40℃~55℃的正常工作温度,对散热的结构设计、新材料新工艺都提出了新的挑战。
随着5G的逐步普及,在5G基站、手机等市场带动下,散热需求正在从量变向质变升级。5G基站的功耗约是4G基站的2.5~4倍;5G手机的高度集成化也进一步带来了散热材料的需求,同时散热市场的热度再次提升。
2018年~2023年散热产业年复合成长率预计达到8%,市场规模有望从2018年的1497亿元增长到2023年的2199亿元。同时随着5G商用基站大规模建设,也驱动着散热市场空间的扩大。从长期发展趋势来看,5G带来的网络流量的增加,服务器散热市场也将持续扩大,整个散热市场将迎来新的热度。
5G时代的散热挑战
5G基站引入Massive MIMO技术,使得AAU(Active Antenna Unit)的体积、重量、功耗都大幅增加,散热问题受到严重挑战。5G基站的功耗是4G的2.5~3.5倍,基站功耗的上升同时意味着发热量增加。
斯利通旗下的陶瓷基板,拥有高导热系数(导热率180 W/(m-K)~ 260 W/(m-K))可以将热量及时的发散,保障设备的稳定运行,有效延长商品的使用周期。基站应用于户外复杂环境,遍布全球各地,温度范围达到-40C°~55C°,这就对产品的稳定性有了更高的要求。而陶瓷凭借本身耐高温,耐震动,抗潮湿,耐化学腐蚀的特性,那怕处于相对恶劣的环境下,依旧可以保护芯片不受侵蚀。不论是实用性还是可靠性,陶瓷基板都可以给产品带来不小的提升。陶瓷基板是产品性价比的保障,这一点已然毋庸置疑。
想要做好5G手机的散热也很简单,5G手机虽然发热较大,但是热量主要集中在5G基带和5G芯片上,只要能将这里的热量导出,就可以让手机时刻保持“冷静”,性能也就有了保证。如果散热不及时,会导致产品内部环境温度升高,一旦超过额定温度,将严重影响设备的使用寿命。
作为在封装中起到连接内外散热通路的关键环节,兼有散热通道、电路连接和对芯片进行物理支撑的功能——基板的重要性不言而喻。陶瓷基板的高导热系数将会是5G手机的保障。陶瓷板的热膨胀系数与芯片更加的匹配。陶瓷基板的电子产品能进一步的“微型化”,“小型化”,“集成化”更加符合当下5G手机智能化多功能化的需求。
从文字到印刷术,从信号塔到无线电,从电话到移动互联网,自从人类社会诞生以来,如何高效、快捷地传输信息始终是人类矢志不渝的追求。现代科技发展速度一直取决于信息传播速度,新的信息传播方式往往会带来社会天翻地覆的变化,也往往会带来市场和机遇,想必在不远的将来,《未来之路》将会迈进现实。
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