5G基站散热技术升级,压铸|铝挤|CNC加工等迎来新挑战

相比4G网络,5G提速可高达10-100倍,更快网速、更低时延、高可靠性和大连接,将使得包括自动驾驶、智慧城市、工业互联及万物互联成为可能,同时100倍的数据传输速率,意味着5G基站更大的功率、发热量的指数级增长以及陡然上升的温度控制难度。

5G时代随着传输速率数10倍提升,天线数量增多,功耗必将随之增大,耗能也会增多,尤其是天线、功放等射频器件都是“耗电大户”。在5G通信中,基站是耗电大户,大约80%的能耗来自广泛分布的基站。

4G/5G基站设备功耗变化 图片来源人民网

据预测,到2025年,通信行业将消耗全球20%的电力。5G基站不仅要适应全球各地的极端气候,还要保持-40℃~55℃的正常工作温度,对基站散热的结构设计、新材料新工艺都提出了新的挑战。华为、中兴、爱立信、诺基亚等从软件和硬件方面入手。在硬件方面,企业通过低功耗基站芯片、高集成度基站设备、创新的电源技术,实现基站节能。

一、通信设备厂家基站方案

01、华为Blade Site基站

华为发布5G基站核心芯片天罡芯片、刀片式基站产品,缩小产品尺寸,实现节能。刀片式基站采用自然散热,满足室外55℃高温环境,缩小AAU体积,基站尺寸缩小超50%,重量减轻23%,功耗节省达21%。

图 华为Super Blade Site在2018全球移动宽带论坛上展出

02、中兴5G Leaf Veins叶脉系列基站

根据基站的多场景应用,中兴通讯制造工程研究院结合多种植物叶脉纹理的多种设计,应用在5G Leaf Veins叶脉系列基站,以满足不同的功耗要求。目前,由叶脉纹理演变而来的V齿散热设计已经在中兴通讯5G商用基站上应用,结合PCI(相变抑制传热板)材质,能极大提升散热效率,降低核心器件和整机温度,发挥巨大功效。

03、诺基亚5G液冷基站

针对5G能耗难点诺基亚推出液冷基站,利用液冷降温,从而比传统方式省电30%,减少80%二氧化碳排放量,并大大降低基站运行噪音,同时可回收基站排放的废热,二次应用于公寓大楼的供暖系统。

图 诺基亚5G液冷基站  摄于展台

二、硬件金属材料散热方案

01、半固态压铸+吹胀板/VC

目前主流的基站散热方案AAU/RRU由于功耗大幅增加,5G基站散热器产品需要满足“大截面、高导热、低密度、匀质性”的性能特点

来自网络

目前5G基站的AAU散热方式主要分为外壳散热和内部散热,在设备外壳上采用重量轻和散热性能好的半固态压铸件,内部散热通过引入VC、吹胀板等散热有望大幅提升5G基站的散热价值量。

结构
              4G基站RRU
       5G基站AAU
内部
使用铜铝等金属散热片、导热界面材料、导热快或热管
引入VC、吹胀板
设备外壳
增加散热叶片表面积,使用铸铝加厚外壳
采用内部孔隙更少导热性能更好的半固态压铸件

滤波器、基站壳体等精密压铸件,对于压铸岛设备、模具、后续机加工的要求高。这些压铸之后的毛坯件机加工工序,钻孔占比高,钻孔效率对整体加工效率影响大,为了更进一步了解5G结构件加工,海天精工将会在2020年第三届5G加工产业链展览会(8月27-29日 东莞)展示用于5G腔体的各种加工设备。

除了半固态压铸在基站AAU外壳、滤波器腔体上应用,其他结构件采用压铸加工的比例也在逐渐深入,例如服务器的很多结构支撑件都由之前的冲压件转为压铸件。压铸一般只需要一套模具即可,直接压铸成型,然后经过机加工、表面处理等工艺。随着压铸技术的成熟,采用冲压的部分支撑产品也可以采用压铸,使用压铸做的优势在于成本较低,产品强度高于冲压,而且精度较高。之前有介绍过压铸加工企业,更多压铸加工厂家可点击此处查看链接:压铸厂家名录

华为服务器机箱 来自网络

02、一次挤压成型,高倍数大型散热器

除了上面介绍的压铸件散热方式,针对5G基站散热器产品“大截面、高导热、低密度、匀质性”的性能特点,部分企业还开发了一次挤压成型的高倍数大型散热器,这种铲削齿片技术,实现超薄齿片,散热片厚度可控制在3mm以下,超小间距,后加工可以采用摩擦焊焊接技术,满足超宽体散热需求,20倍以上的高倍数散热器工艺技术。例如凤铝开发的“6063一体成型散热器”、“1060铲齿散热器”。

此外还有将纯铝或铜板经过冲压或挤压成型的散热件。将热轧和冷轧的钢板和钢带经过冲压制备,或者靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力,使之产生塑性变形或分离。合煜光电将在第三届2020年5G加工产业链展览会(8月27-29日 东莞)展示5G领域应用的一体成型的各种散热产品;

图  散热器  来自合煜光电

5G通讯腔体,5G基板(铝型材)在经过机加工处理后会有一些各种型面孔口,凸台底部,槽面,横向缺口,倒角口处的毛刺。由于尺寸小,精度较高,因此去毛刺也是一个难点。陆海新材料将在第三届2020年5G加工产业链展览会(8月27-29日 东莞)展出针对金属机加工后产生的毛刺去除的陶瓷纤维刷。

基站集中采购是5G网络建设中投资最大的部分。在每一个建设基站过程中都需要配备散热器,5G基站加速落地,散热结构件需求激增,同时也给产业链上下游的企业带来一波新的挑战和机遇,除了产品设计、加工技术上的升级,在材料的研发上也有进一步的发展。纯铝、铝合金是基站结构件上应用体量较大的材料,也有部分厂家在一定的技术积累下开发出高导热系数的镁合金产品,更多信息可查看上篇小编整理的5G基站结构件轻量化需求,镁合金大显身手

此外还有一些新的散热材料石墨烯、石墨片、导热硅胶片等。5G落地,基站加速覆盖,同时也给产业链上下游新的挑战和机遇。据华创证券指出,在电子设备高性能、小型化发展趋势下,散热设计在电子设备开发中的重要性持续提升。相比4G,5G设备功耗提升非常明显,散热方案有升级需求。

随着基站建设高峰到来,国内基站散热市场规模有望在2020-2022年间有望达到59亿元。此外,在5G手机换机潮到来之时也将进一步带动散热市场需求。

本文部分信息来源:中国网、艾邦编辑整理、艾邦粉丝

5G基站加速落地,工信部透露2020全年将新建50万个5G基站,为保证后续的各种5G设备的信号传输,小型化金属滤波器、双工器、谐振器、散热器、基站外壳等精密金属结构件也将迎来新一波需求高峰,欢迎5G终端,基站等通讯设备制造商,半固态压铸、吹胀板、液态金属、粉末冶金等金属加工,模具,压铸机、注射机、CNC、精雕机,锌/铝/镁合金、不锈钢等材料厂商加入一起交流。

除了加入上面的5G金属加工交流群之外,为更进一步促进行业间的沟通交流,艾邦还将在8月27~29日东莞厚街举行2020年第三届5G加工产业链展览会,重点包括5G智能终端应用的金属加工上下游产业链,压铸、钣金冲压、MIM加工,CNC、压铸机、注塑机、激光、检测;铝镁合金、不锈钢粉末,液态金属等,欢迎贵司参展或参观,来一次与5G智能终端更近的技术交流,资源对接。

2020年第三届5G加工产业链展览会

2020年8月27-29日   

东莞.厚街.广东现代国际展览中心

部分参展名单如下:

公司展位号主营
长盈精密技术股份有限公司F133C消费类电子产品
大族激光科技产业集团股份有限公司L29激光设备
广东海天精机有限公司H13基站金属件加工中心
武汉华工激光工程有限责任公司M33激光设备
广东大华轴承有限公司K17轴承丝杆精机
东莞宜安科技股份有限公司C13镁铝合金压铸
东莞鑫德锋精密刀具有限公司Z07塑胶手机外壳加工精雕刀具
东莞市名创精密机械科技有限公司H07精雕机 自动化设备
东莞市益泽精密切削工具有限公司Z03丝锥 丝攻 铣刀 钻头 圆板牙
旭泰(沈阳)精密机械有限公司E37超声波主轴以及其他主轴
东莞市世创数控刀具有限公司Z16刀具
东莞市合煜光电科技有限公司A01冷锻散热器,锻压五金件
东莞市腾科自动化设备有限公司G25视觉检测设备、外观缺陷检测设备
无锡创生源自动化设备有限公司H47喷银设备
深圳市固海威科技有限公司H45-46全自动视觉钻孔机,打靶机,激光清洗机
广州市领昱标识技术有限公司
喷码标识、产品追溯及二维码采集检测系统等服务
东莞市迪奥数控设备有限公司H01数控设备
鹰潭市龙鼎新材料科技有限公司D32MIM不锈钢粉末
广州众山金属科技有限公司E46不锈钢型材
昆山市鸿玛自动化科技有限公司Z05CCD印刷机,烘银炉,隧道炉,脱泡机、喷银机
苏州凯荣激光科技有限公司A13-14天线振子相关激光设备
慈溪驰马金属制品有限公司F49金属材料
东莞市陆海新材料科技有限公司P31-32去毛刺抛光陶瓷纤维刷
东莞市林洋机械设备有限公司Z33CCD光学检测设备
……

同期高峰论坛活动:

论坛区二:5G金属加工论坛(2020年8月28日上午)
NO.议题
1半固态压铸加工在5G通讯设备结构件上的应用趋势
25G通讯设备散热解决方案
35G基站精密结构件压铸加工难点分析
45G金属精密结构件的机加工解决方案
55G金属设备机床数控加工系统解决方案
6液态金属在5G精密结构件上的应用优势
7激光在5G精密结构件上的加工解决方案
85G金属高导热材料的选择
9铝合金超高导热系数提升的解决方案
10压铸加工在5G手机中框上的应用趋势

此外,还有5G天线论坛、手机塑胶外壳论坛、5G陶瓷滤波器论坛;同期论坛详情可点击此处查看:5G通信设备金属散热需求旺盛,宜安科技|长盈精密|海天精工等齐聚2020年5G加工产业链展览会(8月27-29日 东莞)

参观报名请关注公众号: 展会介绍->观众登记

参展报名请扫描二维码

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