相比4G網絡,5G提速可高達10-100倍,更快網速、更低時延、高可靠性和大連接,將使得包括自動駕駛、智慧城市、工業互聯及萬物互聯成為可能,同時100倍的數據傳輸速率,意味著5G基站更大的功率、發熱量的指數級增長以及陡然上升的溫度控制難度。
5G時代隨著傳輸速率數10倍提升,天線數量增多,功耗必將隨之增大,耗能也會增多,尤其是天線、功放等射頻器件都是“耗電大戶”。在5G通信中,基站是耗電大戶,大約80%的能耗來自廣泛分布的基站。

據預測,到2025年,通信行業將消耗全球20%的電力。5G基站不僅要適應全球各地的極端氣候,還要保持-40℃~55℃的正常工作溫度,對基站散熱的結構設計、新材料新工藝都提出了新的挑戰。華為、中興、愛立信、諾基亞等從軟件和硬件方面入手。在硬件方面,企業通過低功耗基站芯片、高集成度基站設備、創新的電源技術,實現基站節能。
一、通信設備廠家基站方案
01、華為Blade Site基站
華為發布5G基站核心芯片天罡芯片、刀片式基站產品,縮小產品尺寸,實現節能。刀片式基站采用自然散熱,滿足室外55℃高溫環境,縮小AAU體積,基站尺寸縮小超50%,重量減輕23%,功耗節省達21%。

02、中興5G Leaf Veins葉脈系列基站
根據基站的多場景應用,中興通訊制造工程研究院結合多種植物葉脈紋理的多種設計,應用在5G Leaf Veins葉脈系列基站,以滿足不同的功耗要求。目前,由葉脈紋理演變而來的V齒散熱設計已經在中興通訊5G商用基站上應用,結合PCI(相變抑制傳熱板)材質,能極大提升散熱效率,降低核心器件和整機溫度,發揮巨大功效。

03、諾基亞5G液冷基站
針對5G能耗難點諾基亞推出液冷基站,利用液冷降溫,從而比傳統方式省電30%,減少80%二氧化碳排放量,并大大降低基站運行噪音,同時可回收基站排放的廢熱,二次應用于公寓大樓的供暖系統。

二、硬件金屬材料散熱方案
01、半固態壓鑄+吹脹板/VC
目前主流的基站散熱方案AAU/RRU由于功耗大幅增加,5G基站散熱器產品需要滿足“大截面、高導熱、低密度、勻質性”的性能特點

目前5G基站的AAU散熱方式主要分為外殼散熱和內部散熱,在設備外殼上采用重量輕和散熱性能好的半固態壓鑄件,內部散熱通過引入VC、吹脹板等散熱有望大幅提升5G基站的散熱價值量。
結構 | 4G基站RRU | 5G基站AAU |
內部 | 使用銅鋁等金屬散熱片、導熱界面材料、導熱快或熱管 | 引入VC、吹脹板 |
設備外殼 | 增加散熱葉片表面積,使用鑄鋁加厚外殼 | 采用內部孔隙更少導熱性能更好的半固態壓鑄件 |
濾波器、基站殼體等精密壓鑄件,對于壓鑄島設備、模具、后續機加工的要求高。這些壓鑄之后的毛坯件機加工工序,鉆孔占比高,鉆孔效率對整體加工效率影響大,為了更進一步了解5G結構件加工,海天精工將會在2020年第三屆5G加工產業鏈展覽會(8月27-29日 東莞)展示用于5G腔體的各種加工設備。
除了半固態壓鑄在基站AAU外殼、濾波器腔體上應用,其他結構件采用壓鑄加工的比例也在逐漸深入,例如服務器的很多結構支撐件都由之前的沖壓件轉為壓鑄件。壓鑄一般只需要一套模具即可,直接壓鑄成型,然后經過機加工、表面處理等工藝。隨著壓鑄技術的成熟,采用沖壓的部分支撐產品也可以采用壓鑄,使用壓鑄做的優勢在于成本較低,產品強度高于沖壓,而且精度較高。之前有介紹過壓鑄加工企業,更多壓鑄加工廠家可點擊此處查看鏈接:壓鑄廠家名錄

02、一次擠壓成型,高倍數大型散熱器
除了上面介紹的壓鑄件散熱方式,針對5G基站散熱器產品“大截面、高導熱、低密度、勻質性”的性能特點,部分企業還開發了一次擠壓成型的高倍數大型散熱器,這種鏟削齒片技術,實現超薄齒片,散熱片厚度可控制在3mm以下,超小間距,后加工可以采用摩擦焊焊接技術,滿足超寬體散熱需求,20倍以上的高倍數散熱器工藝技術。例如鳳鋁開發的“6063一體成型散熱器”、“1060鏟齒散熱器”。
此外還有將純鋁或銅板經過沖壓或擠壓成型的散熱件。將熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶經過沖壓制備,或者靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力,使之產生塑性變形或分離。合煜光電將在第三屆2020年5G加工產業鏈展覽會(8月27-29日 東莞)展示5G領域應用的一體成型的各種散熱產品;

5G通訊腔體,5G基板(鋁型材)在經過機加工處理后會有一些各種型面孔口,凸臺底部,槽面,橫向缺口,倒角口處的毛刺。由于尺寸小,精度較高,因此去毛刺也是一個難點。陸海新材料將在第三屆2020年5G加工產業鏈展覽會(8月27-29日 東莞)展出針對金屬機加工后產生的毛刺去除的陶瓷纖維刷。
基站集中采購是5G網絡建設中投資最大的部分。在每一個建設基站過程中都需要配備散熱器,5G基站加速落地,散熱結構件需求激增,同時也給產業鏈上下游的企業帶來一波新的挑戰和機遇,除了產品設計、加工技術上的升級,在材料的研發上也有進一步的發展。純鋁、鋁合金是基站結構件上應用體量較大的材料,也有部分廠家在一定的技術積累下開發出高導熱系數的鎂合金產品,更多信息可查看上篇小編整理的5G基站結構件輕量化需求,鎂合金大顯身手。
此外還有一些新的散熱材料石墨烯、石墨片、導熱硅膠片等。5G落地,基站加速覆蓋,同時也給產業鏈上下游新的挑戰和機遇。據華創證券指出,在電子設備高性能、小型化發展趨勢下,散熱設計在電子設備開發中的重要性持續提升。相比4G,5G設備功耗提升非常明顯,散熱方案有升級需求。
隨著基站建設高峰到來,國內基站散熱市場規模有望在2020-2022年間有望達到59億元。此外,在5G手機換機潮到來之時也將進一步帶動散熱市場需求。
本文部分信息來源:中國網、艾邦編輯整理、艾邦粉絲
5G基站加速落地,工信部透露2020全年將新建50萬個5G基站,為保證后續的各種5G設備的信號傳輸,小型化金屬濾波器、雙工器、諧振器、散熱器、基站外殼等精密金屬結構件也將迎來新一波需求高峰,歡迎5G終端,基站等通訊設備制造商,半固態壓鑄、吹脹板、液態金屬、粉末冶金等金屬加工,模具,壓鑄機、注射機、CNC、精雕機,鋅/鋁/鎂合金、不銹鋼等材料廠商加入一起交流。

除了加入上面的5G金屬加工交流群之外,為更進一步促進行業間的溝通交流,艾邦還將在8月27~29日東莞厚街舉行2020年第三屆5G加工產業鏈展覽會,重點包括5G智能終端應用的金屬加工上下游產業鏈,壓鑄、鈑金沖壓、MIM加工,CNC、壓鑄機、注塑機、激光、檢測;鋁鎂合金、不銹鋼粉末,液態金屬等,歡迎貴司參展或參觀,來一次與5G智能終端更近的技術交流,資源對接。
2020年第三屆5G加工產業鏈展覽會
2020年8月27-29日
東莞.厚街.廣東現代國際展覽中心

部分參展名單如下:
公司 | 展位號 | 主營 |
長盈精密技術股份有限公司 | F13 | 3C消費類電子產品 |
大族激光科技產業集團股份有限公司 | L29 | 激光設備 |
廣東海天精機有限公司 | H13 | 基站金屬件加工中心 |
武漢華工激光工程有限責任公司 | M33 | 激光設備 |
廣東大華軸承有限公司 | K17 | 軸承絲桿精機 |
東莞宜安科技股份有限公司 | C13 | 鎂鋁合金壓鑄 |
東莞鑫德鋒精密刀具有限公司 | Z07 | 塑膠手機外殼加工精雕刀具 |
東莞市名創精密機械科技有限公司 | H07 | 精雕機 自動化設備 |
東莞市益澤精密切削工具有限公司 | Z03 | 絲錐 絲攻 銑刀 鉆頭 圓板牙 |
旭泰(沈陽)精密機械有限公司 | E37 | 超聲波主軸以及其他主軸 |
東莞市世創數控刀具有限公司 | Z16 | 刀具 |
東莞市合煜光電科技有限公司 | A01 | 冷鍛散熱器,鍛壓五金件 |
東莞市騰科自動化設備有限公司 | G25 | 視覺檢測設備、外觀缺陷檢測設備 |
無錫創生源自動化設備有限公司 | H47 | 噴銀設備 |
深圳市固海威科技有限公司 | H45-46 | 全自動視覺鉆孔機,打靶機,激光清洗機 |
廣州市領昱標識技術有限公司 | 噴碼標識、產品追溯及二維碼采集檢測系統等服務 | |
東莞市迪奧數控設備有限公司 | H01 | 數控設備 |
鷹潭市龍鼎新材料科技有限公司 | D32 | MIM不銹鋼粉末 |
廣州眾山金屬科技有限公司 | E46 | 不銹鋼型材 |
昆山市鴻瑪自動化科技有限公司 | Z05 | CCD印刷機,烘銀爐,隧道爐,脫泡機、噴銀機 |
蘇州凱榮激光科技有限公司 | A13-14 | 天線振子相關激光設備 |
慈溪馳馬金屬制品有限公司 | F49 | 金屬材料 |
東莞市陸海新材料科技有限公司 | P31-32 | 去毛刺拋光陶瓷纖維刷 |
東莞市林洋機械設備有限公司 | Z33 | CCD光學檢測設備 |
…… |
同期高峰論壇活動:
論壇區二:5G金屬加工論壇(2020年8月28日上午) | |
NO. | 議題 |
1 | 半固態壓鑄加工在5G通訊設備結構件上的應用趨勢 |
2 | 5G通訊設備散熱解決方案 |
3 | 5G基站精密結構件壓鑄加工難點分析 |
4 | 5G金屬精密結構件的機加工解決方案 |
5 | 5G金屬設備機床數控加工系統解決方案 |
6 | 液態金屬在5G精密結構件上的應用優勢 |
7 | 激光在5G精密結構件上的加工解決方案 |
8 | 5G金屬高導熱材料的選擇 |
9 | 鋁合金超高導熱系數提升的解決方案 |
10 | 壓鑄加工在5G手機中框上的應用趨勢 |
此外,還有5G天線論壇、手機塑膠外殼論壇、5G陶瓷濾波器論壇;同期論壇詳情可點擊此處查看:5G通信設備金屬散熱需求旺盛,宜安科技|長盈精密|海天精工等齊聚2020年5G加工產業鏈展覽會(8月27-29日 東莞)
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