BOSTON, 7 octobre 2020 / PRNewswire / – Le marché des appareils 5G se développe rapidement, plusieurs smartphones 5G sont désormais disponibles sur le marché, les fabricants soulignant les avantages d’une faible latence et de taux de téléchargement élevés. Cependant, la 5G est toujours confrontée à de nombreux défis, en particulier dans l’infrastructure.

PCMag a récemment publié un rapport comparant les vitesses de téléchargement 4G et 5G dans différentes régions des États-Unis (Rapport PCMag). Ils ont conclu que la 5G n’était pas encore tout à fait prête. Verizon a montré le taux de téléchargement le plus rapide à environ 2 Gbps, mais a constaté que seulement 4% du réseau a une couverture 5G. La 5G utilise le spectre mmWave ou sous-6GHz, mmWave atteint les taux de téléchargement les plus rapides mais a également la portée la plus courte, d’où la couverture 5G limitée de Verizon. Alors que sous-6 GHz a une portée plus longue, les tests ont révélé dans de nombreux cas qu’elle était en fait plus lente que la 4G dans la même région. Alors que les vitesses de téléchargement globales ont été améliorées à partir de 2019, cela est dû en grande partie à des améliorations de l’infrastructure 4G. mmWave est la technologie la plus exigeante techniquement et, à mesure que les réseaux 5G évoluent, nous nous attendons à voir une forte augmentation des installations mmWave et donc de nombreuses opportunités pour de nouveaux matériaux et technologies. Les tests ci-dessus, cependant, soulignent que s’il y a eu beaucoup de battage médiatique concernant la 5G, il reste encore de nombreux défis et un long chemin à parcourir jusqu’à ce que la réalité rattrape son retard.

L’un des principaux défis de l’infrastructure 5G est la gestion thermique. Les fréquences plus élevées utilisées par l’antenne 5G nécessitent un gain accru pour atteindre une plage acceptable. De plus, le spectre mmWave a une très faible propagation à travers des surfaces telles que les murs ou les fenêtres, d’où la nécessité de beaucoup plus d’unités d’antenne individuelles pour donner une couverture suffisante. Les fréquences plus élevées réduisent également l’espacement entre les éléments d’antenne, ce qui conduit à des réseaux beaucoup plus denses de composants électroniques, qui doivent tous dissiper la chaleur. Avec un plus grand nombre et une plus grande densité d’installations d’antennes au sein du réseau, les méthodes de refroidissement actif telles que les ventilateurs ou le refroidissement liquide peuvent ne pas être aussi viables qu’elles l’étaient pour l’infrastructure précédente.

Pour répondre aux exigences de gain accrues, il existe une tendance vers de nouvelles technologies de semi-conducteurs telles que le GaN pour les amplificateurs de puissance d’antenne, mais cela peut apporter ses propres défis. Les appareils GaN peuvent fonctionner plus chaud que les technologies à base de silicium; cela permet plus de puissance de sortie, mais nécessite de se concentrer sur la technologie de fixation par matrice. La plus grande adoption du GaN, en particulier dans les systèmes inférieurs à 6 GHz, entraîne une transition loin des technologies de fixation de filière existantes telles que AuSn, menant vers des alternatives émergentes, notamment le frittage d’argent sous pression et sans pression.

Un autre facteur crucial dans la dissipation thermique passive est l’utilisation de matériaux d’interface thermique. Les matériaux d’interface thermique sont disponibles dans une variété de formulations et de formats et sont utilisés pour transférer l’énergie thermique des composants électroniques vers un dissipateur thermique. À mesure que la 5G évolue, avec une plus grande utilisation de la formation de faisceaux et du MIMO massif (entrées multiples et sorties multiples), il y a également une augmentation des besoins en matériaux d’interface thermique, non seulement pour les réseaux d’antennes densément compactés, mais également pour la bande de base accrue. traitement et alimentation nécessaires pour gérer le flux de données important.

Rapport d’IDTechEx sur « Gestion thermique pour la 5G« comprend une analyse approfondie du marché des infrastructures 5G, en tenant compte d’une analyse des installations actuelles et des tendances du secteur. Le rapport comprend une analyse et des prévisions de la fréquence de l’infrastructure, de la taille de la station, de la taille du MIMO, des éléments d’antenne, des amplificateurs de puissance, des composants de formation de faisceaux, des technologies des semi-conducteurs , les matériaux de l’interface thermique et la consommation d’énergie. L’utilisation des matériaux de l’interface thermique dans les smartphones 5G est également prise en compte, avec des démontages pour donner des estimations réalistes de l’utilisation des matériaux et des prévisions jusqu’en 2030. IDTechEx a également un rapport sur « Technologie 5G, marché et prévisions 2020-2030« , couvrant la technologie, les innovations de matériaux, l’infrastructure, l’équipement des utilisateurs, les applications verticales et le NB-IoT.

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SOURCE IDTechEx