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5G商用牌照的發放，為新一輪電子設備升級注入了新動力，由此激發了上游裝備制造產業的新需求，催生了智能裝備產業的革新。5G時代帶來的黎明前的曙光，有望為“2019寒冬之年”帶來新的發展機遇。本文根據廣州市昊志機電股份有限公司產品經理鐘添明先生在7月份由中國傳動網、中國直驅產業聯盟主辦的“5G時代下，智能裝備產業的挑戰與機遇”年中論壇上的發言所整理成文。

5G通訊的基本特點

5G作為新一代的移動通信技術，對移動通信提出了更高的要求，它不僅在速度而且還在功耗、時延等多個方面有了全新的提升，由此將帶來應用業務的巨大變化，互聯網的發展也將從移動互聯網進入到智能互聯網時代。5G技術以其高速度、低延時、泛在網、低功耗等特點，被稱為通向產業互聯網的“高速公路”，推動著各個產業鏈進行智慧變革。5G通訊所具備的重要特性，可大大推動遠程醫療、工業控制、遠程駕駛、智慧城市、智慧家居等應用的普及，其基本特性主要包括以下幾個方面。

1、高速度

相對于4G技術，5G通訊要解決的第一個問題就是高速度。網絡速度提升，用戶體驗與感受才會有較大提高。目前5G正常的速度已經達到4.6Gbps，峰值到達6.5Gbps，是4G的十倍。這樣的高速度給對速度有很高要求的業務提供了機會和可能，隨著新技術的普及應用，未來還將會有更多的開發空間。

2、低時延

5G通訊的新應用場景包括無人駕駛、工業自動化的高可靠連接等。4G最快時延是98ms，而5G對于時延的最低要求是1毫秒，甚至更低。這就對網絡提出了嚴苛的要求。而5G是物聯網、智能制造、自動駕駛和遠程醫療等這些新應用領域的必然要求。

要滿足低時延的要求，需要大量的技術進行配合，減少時延。邊緣計算等技術和傳統網絡結合起來，這樣的技術也會被采用到5G的網絡架構中，對特的領域提供的更高品質的服務和保障。

3、泛在網

泛在網是指網絡廣泛覆蓋，并且是縱深覆蓋，使每一個角落都有網絡。隨著業務的發展，網絡業務需要無所不包，廣泛存在。只有這樣才能支持更加豐富的業務，才能在復雜的場景中使用。一定程度上，泛在網比高速度還重要，只是建一個少數地方覆蓋、速度很高的網絡，并不能保證5G的服務與體驗，因此，泛在網才是5G應用體驗的一個根本保證。

4、低功耗

5G要支持大規模物聯網應用，就必須要對功耗有要求。如果把功耗降下來，就可以大大改善用戶體驗，促進物聯網產品的快速普及，滿足5G應用對于低功耗物聯網的建設需要。例如，目前最新上市的手機終端都開始采用7nm生產工藝，使得產品的通訊速度和功耗上都有了很大的提升，相比之前的10nm工藝，速度至少提升20%，功耗降低40%，這些對于手機終端廠家來說，在生產制造工藝上也將帶來很大的影響。

5、PCB板加工難點上升

5G通訊基站覆蓋范圍小，使得未來小基站數量大幅上升，根據Yole的調查數據顯示，到2025年，5G網絡總的建設基站數將達到1442萬個。同時，隨著頻段增多，頻率升高，5G基站對高頻高速材料（覆銅板）需求增加，這也對PCB板的加工制造工藝提出了更高的要求，更高精度的生產設備成為了必須。

5G直驅技術解決方案應運而生

2019年，廣州市昊志機電股份有限公司入選“廣東省工業和信息化廳第一批5G+工業互聯網應用示范園區”名單，昊志機電是一家專業從事高精密機電一體化的核心功能部件研發設計、生產制造、銷售與維修服務的環保型高新技術企業。圍繞5G時代的特定需求，昊志機電推出了一系列針對5G通訊基站、PCB鉆孔設備等直驅技術解決方案。

首先在基站方面，5G通訊傳輸速度加快，功耗也會越來越大，隨之帶來了成本升高和環境污染等問題，為此，作為導熱結構件之一的散熱器在5G基站設備中的應用也將發揮越來越重要的作用。但目前在散熱器的加工過程中仍然存在著鋁材尺寸大、槽和螺紋掛耳多、切削量大、硬度高、基材粘黏現象嚴重、異型孔加工需求多等難點。

傳統的基站散熱器的加工方案一般是采用伺服絲杠傳動+外驅主軸的方式，產品的表面質量差、生產效率低、主軸啟停慢。這是因為這類方案使用的多是外驅主軸，極限轉速低，靜態動態偏擺大，組合精度低，所以表面質量比較差；另外外置電機體積大，無法進行多頭加工導致效率低；攻牙轉速低，故會使主軸啟停慢（攻牙轉速低1000rpm-3000rpm）。

為了解決上述難題，昊志機電開發出以永磁同步高速電主軸+直線電機的解決方案，有效地解決了以上應用問題。與傳統方案相比，電主軸比外驅主軸效率高、啟停快、轉速高、表面質量好；直線伺服比旋轉伺服速度高、精度保持性好、效率高、維護成本低。這使得新方案的主軸切削效率可提升1倍；機臺綜合效率至少提升30%；表面質量大幅度提升，且不變形、不崩邊、形位精度高。

無論是基站還是通訊終端，設備的基礎都是PCB板材，5G技術的發展不僅對PCB板的應用有所提升，同時對材料的變化也有影響。隨著5G時代的到來，推動PCB板材量價齊升，與4G應用相比，在價格上，PCB板的單位價格至少為4G的2.5倍；在用量上則是4G通訊的3倍。特別是在高頻高速板材的應用上，5G高頻基材主要用在基站天線、衛星天線、微波天線；高速基材主要用在背板、RRU、BBU環節。PCB板的材質變化由FR-4過渡到高頻高速覆銅板CEM-3，面積更大，層數和孔數多（2層-12層），且孔越來越小（0.3mm以下占80%以上）。

傳統的PCB鉆孔解決方案一般是采用20萬轉氣浮電主軸+旋轉伺服絲杠的方式，但該方案速度效率低、精度保持較差、噪音大、維護成本較高。而昊志機電研發出以25萬轉高速氣浮主軸+直線電機的新方案，有效解決了上述缺陷。與傳統方案相比，該方案由大推力、低推力波動、溫升低的直線電機；高穩定氣缸；超長壽命拉刀機構等部件組成，PCB電主軸轉速可達250000RPM，加工效率提升了22%，定位精度提升到37.5%，整體效率提升了25%。

5G通訊是一套復雜的體系，未來5G網絡中的終端也不僅僅只是手機通訊，而是有更多汽車、無人駕駛、家電、公共服務等多種設備的應用場景，因此可以說，4G改變了人們的生活，5G則改變著整個社會，它將會是社會進步、產業推動、經濟發展的重要推進器。在5G技術的加持之下，世界正進入一個高度協同、萬物互聯的新時代。順應這一發展趨勢，昊志機電將繼續圍繞“立足自主技術創新，服務全球先進制造”的發展戰略目標，著眼于高端裝備制造業，繼續以“為助力全球先進裝備制造，提升人類良好體驗而奮斗不止”的企業使命，不斷提升研發實力和研發效率、不斷完善產品種類及體系、持續拓展海內外市場和應用領域、加快募投項目建設，推動公司向“成為世界頂級裝備核心功能部件設計制造公司”的長遠目標穩步邁進。

昊志機電5G通訊高頻高速PCB鉆孔解決方案