EDICNOChian2016报道【祝大同】

1高频微波基板材料行业的发展新动向——EDICNOChina2016展会纪实中电材协覆铜板分会顾问祝大同“EDICNOChina2016”(“2016电子设计创新大会”)国际性大型高频/射频技术为主题的展览会于2016年4月19日至21日在北京国家会议中心举行。它是在北京举办的高频高速电子设计领域规模最大的盛会。此届展会设有多个展出会场及相应的五个技术报告会的分会场。其中“PCB、材料与测量/建模”专场报告会的会场，气氛热烈、人员爆满。可见业界对高频微波PCB用基板材料发展的关注程度在提升。1.高频微波基板材料市场的新观察、新估算1.12015年国内高频微波基板材料需求量小幅增长聚四氟乙烯（PTFE）树脂型覆铜板是高频微波基板材料最主要的品种。据笔者在此展会采访、调查了解到，2015年在我国国内，它的市场需求规模约为25亿元（人民币），比2014年未减小增。在2014年，4G产品刺激了国内外高频微波基板材料市场出现了爆发式的增长。其中最大收益基板材料供应厂商是Rogers公司。到2015年，Rogers公司又首当其冲的遭遇主要来自我国国内“杀价风”的侵袭，以及并购Arlon公司（雅龙）后的产品结构调整，使得它在我国国内的高频微波基板材料的产品销售额，比2014年有所小幅缩减。美国的另一家PTFE型高频微波基板材料的生产厂家Taconic公司（泰康利），在2015年高频微波基板材料的销售额比2014年约有10%的增长。它的销售额增长，其主要驱动产品品种是天线用基材。2015年我国国内内资企业的高频微波基板材料的市场占有率又有了进一步的提升。国内产销PTFE型基板材料的规模最大的两家内资企业——泰州市旺灵绝缘材料厂和常州中英科技有限公司，在2015年的产品销售额都有大幅增长。泰州市旺灵绝缘材料厂在2015年间，有一台1000吨高温真空压机投入使用，高2频基材产能得到提升，产品销售额提高30%左右，达到约为4.8亿元（此数据，为展会上据该公司高管提供）。常州中英科技有限公司销售收入约提高到3.5亿元（此数据，为此从展会上多方面获取的信息所推算）。1.2国内生产高频PCB骨干企业群逐渐形成近几年，在高频微波PCB需要市场快速增大的驱动下，不少国内内资PCB企业增强了生产高频微波PCB实力，提高制造技术水平及新增生产装备（有些是特殊生产线）。他们把发展高频PCB作为产品转型升级的重点之一。在我国，以内资企业为主的高频PCB的“生产阵列”已趋形成。由于近几年台资企业在生产此类PCB发展上，表现得不如中国大陆厂那么强劲（即台资企业中，只有像沪士电子等较少的经营高频PCB生产的企业）。这种近几年迅速构成的以内资企业为主体的高频PCB企业集群，成为我国当前PCB业发展中的一大“中国特色”。在高频PCB本土企业制造群，多集中在我国珠三角地区。它包括深南电路、五株电路、深圳景旺、博敏电子（此届展会本企业为为数不多的参展商之一）、兴森快捷电路科技、五株科技、深圳牧泰莱电路技术、广州杰赛科技、深圳艾威尔电路、深圳恩达、深圳市龙腾电路等内资PCB企业。日趋强大的我国生产高频PCB大军的形成，为我国高频微波基板材料市场，以及国内高频微波基板材料生产企业群的壮大、发展，创造了大好的条件。1.3国内高频微波基半材料市场的“杀价风”兴起过去，少数美资企业长期垄断着我国国内的高频微波基板材料（主要是指PTFE型CCL）市场格局，在近一、两年这种局面在国内有所打破。这也造成了由外资、内资企业共同参与的国内PTFE型高频微波基板材料市场的竞争，变得更为激烈。2015年间，为争夺中、低端的微波、射频市场，部分企业掀起了“压价”风潮。在此风潮的席卷下国内有些企业的高频微波基板材料利润空间遭到大幅压缩。笔者在展会上了解到，国内不少生产高频微波基板材料企业对这种“杀价风”深恶痛绝，认为恶性竞争局面的蔓延、持续，是不利于我国高频微波基板材料业的健康发展，不利于我国内资企业的高技术水平产品的培育、发展，非常企盼尽快回到有序、合理的价格竞争的轨道上。32.高频微波基板材料企业的新动向、新产品此届“EDICONChina”展会有五家高频微波基板材料厂商参展。去年曾参展的两家美资企业——Park/Nelco和Isola两家公司，今年未有再在展会上露面。各参展的高频基材厂商，为适应市场变化新特点、新需求，都对本企业的高频基板材料发展，进行了新产品推广及开拓市场的新布局。各厂家都有不少新品纷纷推出。通过展会上的深入专访及资料收集、消化，笔者将在产品技术表现出其发展亮点，归结有四大方面：（1）毫米波段用基材竞相问世，特别是聚焦在汽车防撞雷达系统用高频微波基板材料争夺未来市场之战已经打响。（2）导热型基材品种增多及市场需求扩大，已形成一大高频微波覆铜板中一大新派系。（3）多层板用加工性提高的含填料型PTFE覆铜板更受青睐，纳米级填料型PTFE类基材问世。（4）问世的碳氢树脂型高频微波覆铜板新品，将介电特性进一步提高，Dk做得更小，打破了碳氢树脂类基材与PTFE类基材在市场领域的“分工”旧格局，此类产品技术快速发展令人刮目相看，其市场前景需我们令业界更为关注。2.1Rogers2.1.1总述作为微波/射频基板材料行业的领跑者美国Rogers公司（罗杰斯）的展台及此在展会上作的三场与基材相关内容的报告，倍受参观者的关注。Rogers的产品展板上，主要突出宣传了通信基础设施、天线、汽车及散热需求等四方面应用领域的典型高频微波基板材料产品（见图1）。从中可看出的它的市场开拓的重点及布局，以及推出的新产品的性能特点。4图1在展会上亮相的Rogers的高频微波覆铜板四大应用领域及典型产品品种的宣传展板2.1.2通信基础设施领域用高频微波基板材料品种的布局与技术发展在通信基础设施（Communicationsinfrastructure）应用领域（即4G/LTE-A与5G网络领域）所应用的高频微波基板材料方面，Rogers提出三类系列产品。即具有与FR-4的工艺加工工程相兼容的可实现低成本解决方案特点的RO4000系列（Hydrocarbon系列）；具有可实现最佳的低插入损耗性的RO3000系列（PTFE树脂系列）；具有高导热性的最佳射频PCB用基材的TCSeriesTM覆铜板。记者注意到原功率放大器市场占有率较高的雅龙（Arlon）公司的CLTEXT-25N产品（对应Rogers原牌号为RO6002），未列入到此宣传展板重点推荐采用产品牌号行列中。猜测是该公司收购了Arlon后在产品结构发展方向上做了调整，用更高水平的RO4000系列或RO3000系列中的品种所替代。2.1.3在天线领域用的高频基材产品的布局与技术发展高频微波基板材料的天线（Antennas）应用领域，主要是指基站天线的多频带天线小单元；MIMO与DAS系统；LTE-先进的5G网络。该公司重点推荐的高频基板材料产品有两大类：一类是碳氢化合物（Hydrocarbon）的热固性基材（CCL），包括RO4700JXRTM系列、RO4500TM系列产品。另一类是PTFE基覆铜板AD300CTM；AD255CTM。（此两种产品为原Arlon的产品牌号）。在展会现场Rogers发放的产品宣传单页中，特别突出宣传了对天线领域中用的RO4700JXRTM系列中的RO4725JXRTM和RO4730JXRTM两个产品品的性能。该产5品宣传单页中提出：“RO4700JXRTM系列天线级层压板是一种可可靠的低成本材料，它可以用来替代传统的基于PTFE的层压板。----它可以和传统的环氧树脂及高温无铅焊接工艺相兼容。该系列材料的Tg超过280℃，因此Z轴CTE很低，而且镀通孔可靠性以及无铅焊接的可加工性更加出色。”笔者特别注意到此碳氢化物型覆铜板系列的Dk、Df很低。RO4725JXRTM为(在10GHz下):Dk=2.55±0.05,Df=0.0026；RO4730JXRTM为(在10GHz下):Dk=3.00±0.05,Df=0.0027。较长时期以来，在高频微波型覆铜板的Dk所达到的指标为界限，将PTFE类CCL与碳氢化物类CCL根据Dk所能达到的“极限值”划分不同的介电特性的等级：即PTFE类CCL可达到Dk为3.00（在10GHz下）以下，碳氢化物类CCL的Dk只能达到3.00（在10GHz下）以上（不含3.00）。Rogers的RO4725JXRTM的碳氢化物类CCL品种，采用了“特殊配方的热固性树脂体系、采用低粗糙度铜箔，以及特殊的填料/中空无机球”（引自Rogers在此展会发放的产品宣传单页原话）。它们所能达到的Dk值，突破了Dk划分的旧例。新近问世的RO4725JXRTM是碳氢化物树脂型高频微波覆铜板世界顶尖技术发展及应用的典例。它启发我们对高频微波CCL在微波、射频应用市场上的不同树脂类型品种布局，以及未来碳氢化物树脂型覆铜板技术及市场的重要地位等问题产生了更深思考。2.1.4在汽车领域用的高频基材产品的布局与技术发展在汽车应用领域，终端产品主要是雷达传感器（即用于汽车防撞雷达系统）和汽车天线等。Rogers公司在应用于雷达传感器（RadarSensors）的高频微波基板材料上，按照应用的频带不同，推出两个品种：即在24GHz下使用的碳氢树脂类RO4835TM覆铜板，以及在77GHz（或79GHz）下使用的PTFE树脂类RO3003TM覆铜板。被Rogers公司在2015年初收购的Arlon公司汽车天线（AutomotiveAntennas）用高频微波基材，在市场上目前仍有着较大的优势。Rogers公司在汽车应用产品领域的应用基材方面，仍还延续推荐原Arlon的四个牌号AD260ATM、AD320ATM、AD410ATM、AD430ATM的PTFE类覆铜板产品。展会上，笔者在聆听Rogers、Taconic两家公司专家分别作的有关微波/射频基材的报告后感到：毫米波用基材成为此届展会的最热门话题。Rogers的有6关文献提出：“无论从自动转向和防撞等汽车电子系统应用，还是从第五代（5G）无线通信系统中为改善数据吞吐量和视频性能所需带宽来看，毫米波设备的作用和潜力已日益显著（引自：Rogers.新型电路板材料促进79GHz技术不断发展.《微波杂志》.2016年3/4月）。”毫米波段（mmW,26.5～300GHz）将可为互联网汽车通讯提供所需的更高信号传输速率与准确度，同时提供更精确的雷达作业的解析度。因此，当前毫米波产品已成高频基板材料生产企业之间争夺的新市场。Rogers公司在毫米波高频基材上主推RO3003产品。无玻纤补强的RO3003在众多TPFE树脂类基材中，更具低CTE性、低吸水性。并且Rogers在宣传材料中还强调：“应用于毫米波设备的电路材料的另一个重要参数是TCDk(即在-50～150℃范围内Dk的热变化率——记者注)，该参数是衡量材料Dk随温度的变化特性。RO3003材料的TCDk为-3ppm/℃，其值已经非常小且远远小于绝对值50ppm/℃。”用于毫米波频带的高频微波基材RO3003在Dk稳定性（见图2上图）及插损性能（见图2下图）与PPE树脂型CCL（松下M7）的对比见图2（引自《微波杂志》2016年3/4月期）。图2用于毫米波频带的RO3003牌号CCL在Dk稳定性及插损性能方面与PPE树脂型CCL（松下M7）对比72.1.5在基材热管理应用方面的高频基材产品的布局与技术发展在当前高导热性高频微波基板材料需求快速增加的市场变化形势下，在此次展会上Rogers公司专门首次开辟了“热管理解决方案（ThermalManagementSolutions）”为主题的产品宣传板块。应用于此需求应用领域的高频微波基材，包括PTFE型具有耐高温/导热性的复合材料层压板（HighThermalConductivityLaminates）；热固性聚合物构成的具有导热性的树脂膜（产品牌号：COOLSPAN®TECA，起到对散热片粘接、基板中有效散热的功效），以及底基附铝板的金属基PTFE型覆铜板（ML系列覆铜板），主要有两个