材料|5G时代:连接器从材料到设计的新挑战( 二 )

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综合上述,新合金材料要具有更高的强度、韧性以及导电性能特点,同时对于表面要求提出了低粗糙系数/高硬度/低电阻/长久稳定性等特殊要求。KMD带来的解决方案包括高强高导高韧的C7025合金裸带材料及有特殊性能的Sn13(热锡)和Sn28M(SnAg)镀层。
中航光电:高速互联技术发展研讨
中航光电是我国连接器的龙头企业,“国家认定企业技术中心”,产品广泛用于航空航天、军用电子、新能源汽车、通信与数据中心、轨道交通等。中航光电带来的主题是高速互联技术发展研讨,分享高速互联的发展趋势以及高速连接器的设计工艺。
根据IT信息咨询公司IDC的预测,2020年全球的数据总量将达到35ZB(1ZB=109TB=1012GB=1015MB),预计2025年将达到173ZB。而高速连接器的需求将以每年20%以上的速度增长。
高速连接器以往都是被国际连接器巨头企业所垄断,国内2000年开始接触,2010年才真正起步。随着5G通信技术的发展,高速连接器在我国重大工程中使用的比例逐渐提高,比如量子通信和量子计算机、云计算、国家网络空间安全、5G/北斗导航。
5G相对3/4G来说,传输速率以及传输量提升10倍不止,在5G架构的支持下,未来车联网、物联网、自动驾驶等成为可能。各个技术领域跟随5G的步伐均在往高速化方向发展,原来的高速互联产品已经承受不起如此大的数据量传输。
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中航光电将“高速互联”比作“高速公路”,高速公路为提升车流量做出的改变是增加车道数、提升单车行驶速度。类比到高速互联产品,3G-5G的发展就是一个增加通道数的过程,5G基站的布站数是3G的1000倍,4G的10倍;其次5G的数据信号的传输速度更快,单个信号电平承载数据量更多。
高速连接器的突破是5G持续发展的基础,中航光电指出目前已经实现单通道25Gpbs
链路,但也遇到了瓶颈:25Gpbs以上的背板面临着链路损耗增大、散热难以及成本高等问题。25Gpb往上发展需要使用更先进高端的板材,材料成本以及加工成本均比较高,同时25Gpb背板散热采用背板打孔的方法,而超过25Gpbs的背板散热将更难。
论坛上中航光电带来了三个解决方案:
一、传统背板向正交背板发展
即减少中间的背板,两主板间进行互联。优点:正交架构大大缩减了业务板卡与交换矩阵板卡之间的高速信号传输距离(减少了一块背板的距离),进而链路传输的衰减会减少,为高速信号稳定传输提供了硬件架构基础。
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二、传统的背板向线缆背板转变:
即用高速线缆替代背板。优点:线缆本身的制造工艺非常成熟、高速线缆本身的损耗比PCB少很多、高速线缆可实现短距离的互联通信,因此这将是一种极具成本效益的高效互联解决方案。缺点:线缆的加工效率低,焊接的效率要远低于抗压效率。
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三、传统的背板转向正交线缆背板方案。
中航光电在上述三个方案都有布局开发56/112Gpbs,其认为第三个方案将是未来的主流。中航光电目前拥有的56Gpbs的高速连接产品有GF5高速背板连接器、GF5Z高速夹层自对插连接器、BGA高速夹层自对插连接器等。正在预研的112Gpbs高速连接产品有GF6系列高速背板连接器、GF6系列高速正交(OD)连接器等。
【 材料|5G时代:连接器从材料到设计的新挑战】
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总结
随着新基建的加速落地,5G赋能各行各业,未来世界必定是智能化、数据化、科技化的,每天将产生海量的数据,需要通过连接器进行稳定又高速的传输,这对连接器的材质、性能、整个设计制造过程都提出了挑战。因此连接器产业链上的企业要跟随5G步伐,提前对连接器未来走向进行预测和布局,同时还要意识到未来的产品是以个性化为主的,无论是材料产商或是连接器产商都需要进行数字化的转型,智能化地与客户进行协同合作,从连接器的生产商逐步转变为应用方案的解决商,提供更优质的产品。
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