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聚酰亚胺未来大有用武之地
作者:王京生, 樊建平主编 ; 杨柳著 来源:《粤港澳大湾区战略性新兴产业研究. 新材料产业卷》 责任编辑:深小安 2022-12-26 人已围观
随着时间的推进,5G 技术将会在 2020 年以后实现商用,未来 5G 技 术将使人们的通信生活发展到一个全新的阶段,将能满足未来移动互联网 业务飞速发展的需求,为用户带来全新体验。随着无线通信、电子产品等 电子工业的迅速发展,数字电路逐渐步入信息处理高速化、信号传输高频 化阶段。预计未来 10 年数据流量将增加 1000 倍,流量激增,应用场合 多样化,都使用户对稳定性、不同场合间自由切换方面提出新的要求。
5G可能采用同频全双工技术等提高频谱效率;开发高频段通信,利用宽载波 来增加带宽;广泛应用小基站等来增加网络密度,满足日益增长的容量、速率需求。毋庸置疑,5G 将占据全球移动通信的主导地位,它将采用新 的频率使用方式,通过更高频段的通信,结合相关技术,提供更快、更高 效的移动通信系统。 目前,4G技术使数据速率得到很大的提高,能实现静止时 1Gbit/s 级 的速度和移动时 100Mbit/s 级的传输速度,达到影像画面清晰,无停止抖 动的效果,但这样仍然不够,5G 将实现比 4G 更快的传输速率。
5G的峰 值速率将达到 10Gbps,比 4G 提升了 100 倍;同时时延降低到 4G 的 1/10 或 1/5,达到毫秒级水平。现有的 4G 网络处理自发能力有限,无法支持 部分高清视频、高质量语音、增强现实、虚拟现实等业务。5G 通过更高的频谱效率、更多的频谱资源,解决 4G 网络面临的问题,构建一个拥有 高速传输速率、低时延、高可靠性、用户体验优秀的网络社会。
电子信息技术突飞猛进的发展,电子信息技术的高频化,如高速影像 处理、高速处理运算、高阶电脑软板、高频通信等,对材料介电性能提出 了更高的要求。因为,当电子元器件的集成度不断提高,会引起电阻—电 容延迟上升,从而出现信号传输延时、噪声干扰增强和功率损耗增大等一 系列问题,这将极大地限制电子元器件在高频领域的应用。
降低电阻—电 容延迟和功率损耗有两个途径:一是降低导线电阻,也就是用铜取代传统 的铝来制成导线;另外一个同时也是更重要的,就是降低介质层带来的寄 生电容。由于电容正比于介电常数,所以迫切需要开发新的材料替代现有 绝缘材料,这要求介质材料具有稳定的低介电常数和低介质损耗性能,才 能满足将来高频高速电子产业中信号传输的高速率、高保真、低延时和低 损耗的要求。 聚酰亚胺薄膜由于具有卓越的耐热、机械、电气绝缘及耐化学性能, 被广泛应用于制造柔性覆铜板,起着对电子线路机械支撑和绝缘的作用。
常见的聚酰亚胺薄膜介电常数介于 3.3 左右,介质损耗介于 0.02 左右。随 着应用频率提高、频谱变宽,电子产品对材料介电常数和耐热性提出了更 高的要求。例如,4G 由于传输速率低于 1Gbps,对材料介电性能要求较低, 材料介电常数 <4.5 能够满足性能要求。但是随着 5G 的研究,为降低传输 延时,保持高的信号传输速率,降低能量损耗及调制过程中的信号失真, 产品对材料介电性能要求更为苛刻。如传输速率高于 15Gbps 时,要求材料介电常数 <3.0,介质损耗 <0.005。
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