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微容解读：5G技术发展与MLCC应用趋势

发布时间：2021-08-24 浏览量：4426
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通讯科技的发展，不知不觉中已经改变了我们的生活，我们的手机网络、互联网络、物联网络等等各个行业都可以看到通讯科技的作用。从1G到如今的5G，人类通讯技术不断发生质的变化。


1G到5G，无线通信技术发展历程
通信领域的发展离不开通信技术高速的更新换代，从通信领域的发展史讲起，可以更好的让我们理解5G技术的本质。
1G—1st Generation Mobile Communication Technology，即第一代移动通信技术，是以模拟技术为基础的蜂窝无线电话系统。1978年底，贝尔试验室研制成功先进移动电话系统，建成了蜂窝状移动通信网，1979年摩托罗拉公司首先将无线电应用于移动电话，自此开启了移动通话的时代。

2G-第二代移动通信技术，是移动通信大爆发的时期，手机可以打电话、发短信，还可以低速上网。从2G时代开始，移动通信进入数字通信时代。
3G时代已经能够同时传送声音及数据信息，而且速率提升到在几百kbps。3G的最大特点是在数据传输中使用分组交换(Packet Switching)取代了电路交换(Circult Switching)，将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合。
4G时代，电路交换完全消失，所有语音通话将通过数字转换，以VoIP形式进行。因此在4G网络进行通话时，可以依靠有线或无线网络而不一定需要移动信号覆盖。4G集3G与WLAN于一体，并能够快速传输数据、高质量、音频、视频和图像等。
从1G到4G，每一代移动通信的变革都给我们带来了全新的体验。简单说，1G是话音服务，2G是“txt”短消息服务，3G是“jpg”也即图片等多媒体服务，4G则是“avi/mkv”等各种视频类服务，那5G代表着什么呢？

进入智能时代，除了电脑、手机等互联网设备外，越来越多的可穿戴设备、智能家电、共享汽车等不同类型的设备和灯光等公共设施需要接入互联网，5G的互联也让这些设备成为智能设备成为可能，联网后即可实现实时管理和智能相关功能，所以5G其实代表着万物互联的特点。
其实5G移动网络与早期的2G、3G和4G移动网络一样，5G网络是数字蜂窝网络，在这种网络中，供应商覆盖的服务区域被划分为许多被称为蜂窝的小地理区域。表示声音和图像的模拟信号在手机中被数字化，由模数转换器转换并作为比特流传输。
蜂窝中的所有5G无线设备通过无线电波与蜂窝中的本地天线阵和低功率自动收发器（发射机和接收机）进行通信。本地天线通过高带宽光纤或无线回程连接与电话网络和互联网连接。


5G技术的特点与发展
5G技术的优势与特点主要有以下六点：
1.峰值速率达到Gbit/s的标准，满足高清视频，虚拟现实等大数据量传输。
2.空中接口时延水平需要在1ms左右，满足自动驾驶，远程医疗等实时应用。
3.超大网络容量，提供千亿设备的连接能力，满足物联网通信。
4.频谱效率要比LTE提升10倍以上。
5.连续广域覆盖和高移动性下，用户体验速率达到100Mbit/s。
6.系统协同化，智能化水平提升，表现为多用户，多点，多天线，多摄取的协同组网，以及网络间灵活地自动调整。
随着各种智能终端的普及，移动数据流量呈现爆炸式增长。在未来 5G 网络中， 减小小区半径，增加低功率节点数量，是保证未来 5G 网络支持1000倍流量增长的核心技术之一 。因此，超密集异构网络成为未来 5G 网络提高数据流量的关键技术。
未来无线网络将部署超过现有站点10倍以上的各种无线节点，在宏基站覆盖区内，站点间距离将保持10 m以内，并且支持在每1k㎡ 范围内为25000个用户提供服务 。同时也可能出现活跃用户数和站点数的比例达到1∶1的现象，即用户与服务节点一一对应。
密集部署的网络拉近了终端与节点间的距离，使得网络的功率和频谱效率大幅度提高，同时也扩大了网络覆盖范围，扩展了系统容量，并且增强了业务在不同接入技术和各覆盖层次间的灵活性。虽然超密集异构网络架构在5G中有很大的发展前景，但是节点间距离的减少，越发密集的网络部署将使得网络拓扑更加复杂，从而容易出现与现有移动通信系统不兼容的问题。


5G网络设备特点及对MLCC的要求
5G网络设备有宏基站、微基站、皮基站以及CPE等诸多配套设备，5G技术的功能特点与优势，也是在这些设备的更新下实现的，更具体来说，设备功能的更新是由各种元器件的变化形成的。从MLCC视角看，5G网络设备的特点和对元件要求主要有以下几点：
（1）5G设备频率更高，带宽更宽，对MLCC的高频性能要求更高。5G网络的带宽从4G的1.8G-2.6G提升到6G甚至毫米波的28G，峰值速率达到10-20Gbps，这对射频模块的MLCC要求低ESR，强抗干扰，高稳定性，高SRF。
微容的射频MLCC全系列覆盖：0402/0201/01005尺寸 0.1pF~33pF全容量范围覆盖，0603、0805尺寸射频大功率系列专项匹配基站等各类射频要求，并根据客户需求提供铜和镍两类电极材料的产品。

（2）5G基站布局更密，体积更小，使得MLCC向小型化转变。早期的基站，属于大型设备，都是专用场地对元器件主要要求可靠性，而5G基站可能是随处都需要的，因此基站的体积有了要求，其中元器件除了可靠性，还要求小型化。对MLCC而言，之前以0603、0402为主的中低容量规格，也部分转移到更小的0201尺寸。
微容的微型MLCC技术非常成熟，已形成了市场有口皆碑的产品质量水平和产能规模。为了覆盖基站等高可靠性要求的行业，微容通过材料、车间环境、工艺、设备和自动化的管理，将产品整体的水平都提升到工业级的要求。

（3）5G基站数量增加，且数据流增大，需要更多的处理芯片和模块，MLCC的用量随之大增。全球4G网络基站约500万台，而5G网络覆盖，需要的基站数量大概是其3倍，也就是1500万台。此外，5G基站单个基站单元的MLCC使用大约为1.2万片，而宏基站一般有3个单元，MLCC的数量大大增加。
（4）5G数据运算增加，基站功耗大，容易造成局部高温，对MLCC的工作温度上限要求提升。这主要表现在高容MLCC系列，高容MLCC工作温度上限一般为X5R特性的85℃，部分高温的电路会提升到X6*特性的105℃或者X7*的125℃，而5G基站中，X7*规格要求大大增加，部分PA甚至需要X8*的150℃。
微容根据和全球基站龙头企业的深入交流合作，增加高温系列产品的开发，开发出从105℃到150℃的大量耐高温MLCC规格。

（5）5G基站功耗大，供电电压提升，MLCC的耐电压也随之提升。比如，主电源供电一般为48V，这就需要大量使用耐压为100V或者以上的的高压MLCC。微容中高压产品，中低容量可全系列达到100v，针对需要的规格，实现200V-3000V的电压，良好匹配基站要求。

 综上所述，5G技术市场将带动MLCC市场在数量和技术上的提升发展，是MLCC市场增长的重要动力和指引。
基于对行业的深入认识，微容自成立起定位做高端MLCC，搭建半导体行业标准的净化车间，引进行业最先进的生产设备，广聚国内外顶尖技术研发人才，全力突破高容量、车规、高可靠、高频、超微型等高端系列MLCC。微容在产品质量、技术和产能等方面的成果和前景，得到了电子行业的高度认可，已配合众多行业的龙头企业，包括智能手机等移动设备、基站等网络设备、计算机及服务器、家用电器、安防、汽车、工业控制等。 

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