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京瓷联合宇部兴业为5G基站开发陶瓷滤波器

2019-09-09 10:05:20
摘要 据麦姆斯咨询报道,全球领先的精密陶瓷解决方案开发商京瓷(Kyocera)与日本工业解决方案提供商宇部兴业(UbeIndustries)签署了一项合资协议,联合为5G基站制造陶瓷滤波...

据麦姆斯咨询报道,全球领先的精密陶瓷解决方案开发商京瓷(Kyocera)与日本工业解决方案提供商宇部兴业(Ube Industries)签署了一项合资协议,联合为5G基站制造陶瓷滤波器。根据协议,京瓷将收购宇部兴业全资子公司宇部电子51%的股份。京瓷和宇部兴业将成立一家名为Kyocera-Ube RF TEC的合资企业,该合资企业将于2019年12月开始运营。

5G移动网络技术将为智能家居、无人驾驶汽车、医疗保健等更多互联设备提供高容量、低延迟的高速通信。5G一般将涉及两种不同类型的基站:“宏基站(macro-cell)”,覆盖相对更宽广的区域;以及“小基站(small-cell)”,覆盖人口密集的区域以增强通信。随着5G的扩展,预计包含多个天线的基站部署将加速推进。因此,基站电子元件的进一步小型化将为5G移动网络发挥重要作用。

陶瓷滤波器是宇部电子制造的主要产品之一,是实现宏基站的关键部件。对于基站应用,与天线配对的陶瓷滤波器可以去除不需要的信号,只允许发送或接收所需要的信号。此外,由于陶瓷技术在确保高功率输出的同时,还可以提供元件的小型化,因此陶瓷滤波器有望取代5G基础设施中的金属滤波器。

通过将宇部电子的滤波器设计技术,与京瓷成熟的全球陶瓷元件制造专业技术和销售网络相结合,双方的合资企业将满足市场对这些关键部件的增长需求,推动5G技术的扩展。

5G滤波器为何选择陶瓷?

       介质滤波器具备高介电常数、低损耗和体积小、抗温漂性能好等特点。陶瓷滤波器中的电磁波谐振发生在陶瓷介质材料内部,降低了整个滤波器的体积和重量,同时陶瓷材料具有高Q介质,插损低,可覆盖的频段带宽更广,承受功率高等特点。很多人会有疑问,为何是陶瓷而不是金属?其实比较重要的三点:

       其一:介质滤波器具备高介电常数、低损耗和体积小、功率大便于大规模集成;体积小安装也方便;

       其二:是可靠性好;陶瓷各项性能对温度的变化不敏感,这个是在室外比较重要,不像金属或者塑料对高低温下性能变化大。同时陶瓷耐腐蚀性能好;

       其三:陶瓷滤波器成本低。成本低,首先是原材料的成本低,陶瓷原料中主要组成部分:钛、镁、钙单价都不贵,特别是有能力配制的厂商,价格可以大大降低。滤波器陶瓷的主要原料有:氢氧化镁、钛酸镁、碳酸钙、氧化镁、碳酸钡、氧化钐 、氧化锌、碳酸锶、三氧化二铝、三氧化二镧等。

       同时目前采用的是干压工艺,甚至有尝试采用注塑工艺,尺寸精度高,后续机加工的环节随着工艺成熟可以大大减少。由于生产材料为陶瓷粉末,且加工环节不需要大量数控机床,因此在介质滤波器的良率上升后,整体成本相较金属滤波器能大大降低。在竞争充分和产能足够的情况下,滤波器的价格将在现在基础上下降70%。

       目前陶瓷滤波器的难点:

       原料合成即陶瓷介质粉体材料配方是决定滤波器性能好坏的关键因素之一,同时介质滤波器生产过程中需尽力控制工艺以制出杂质少、缺陷少、晶粒均匀分布的陶瓷,因此陶瓷介质滤波器性能由粉体配方及生产工艺决定。陶瓷滤波器的生产流程包括粉体制造,压制成型、烧结,打磨和调试等,由于陶瓷打磨的不可逆性,产品的调试是提高产能的关键,此外,金属化自动化也是技术难点所在。

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