連接器作為電子鏈路中不可或缺的器件，是慕尼黑上海站的重點展區之壹，吸引了AVIC光電、廣瀨電氣、住友電氣、羅森堡等國內外有實力的連接器龍頭企業。5G時代的到來，對信號和功率傳輸提出了“高速高效”的要求，對連接器的材料、性能和設計提出了挑戰。最近在慕尼黑舉辦的連接器創新論壇上，了解到AVIC光電、韋伯合金、KMD等連接器行業專家對5G時代連接器的機遇與挑戰的看法。
韋伯合金:智能材料繼續為客戶創造價值
韋伯合金是中國材料行業領先的先進制造企業，是有色合金新材料中國國家和行業標準的主要制定單位。目前擁有185+專利，17+國家標準。論壇上，韋伯合金帶來的主題是:智能材料，持續為客戶創造價值，分享連接器材料選材。
連接器的作用是在電路中起到橋梁的作用，實現電信號和信號的低損耗連接。而連接器本身的接觸電阻明顯高於兩個連接部分的接觸電阻，是整個鏈路中比較薄弱的部分。這是目前連接器發展的壹個瓶頸。
5G的應用具有“大電流、高電壓”的特點。現在的連接器相當於在“路口”聚集了來自“快車道”的功率信號，阻礙了傳輸速度。為了改變這種情況，在設計連接器時需要考慮許多因素。韋伯合金從選材的角度對此進行了分析。
韋伯合金認為在選材上以導電性和導熱性為主。材料的導熱系數越高，接觸電阻越低，連接器的溫升越低，而材料的導熱系數越高，傳熱能力越好，連接器的溫升越低。
其次，選材時要考慮材料的力學性能。連接器的機械性能包括屈服強度和彈性模量，它們會影響連接器的保持力。如果夾持力過大，會影響連接器的可分離特性，另外插拔會導致連接器的額外磨損；如果保持力太小，連接器的接觸電阻將增加，其可靠性將降低。
最後要考慮耐熱性、耐腐蝕性、焊接性能、材料成本、加工成型成本等。根據連接器的使用環境，我們需要從材料的諸多特性中找到壹個平衡點。
韋伯合金提到，目前大部分連接器材料使用銅合金，因為銅具有優良的導電性和導熱性，可用性和成本，但其強度較差，所以使用銅合金。但實際上，我們目前使用的青銅、白銅、黃銅的導電性和強度是不可兼得的。
為了應對5G應用的發展，連接器材料必須滿足高強度和高導電性的要求。因此，韋伯合金正在不斷開發涵蓋高導電性、高強度以及導電性和強度兼顧的平衡合金。目前Boway合金的解決方案有銅鉻鋯合金boway18150，boway18160，Boway 18400；銅鎳矽合金boway70250，boway70260，boway19010，boway 19005；碲銅合金PW14500等。具有更好的強度、導電性和耐高溫性能，適用於汽車、5G通信的高速背板連接器等行業。
KMD:確保5G時代穩定高效的連接
KMD (Cameron)是壹家專業提供連接器帶材的全球性公司，也是通信連接器材料的國際供應商。其客戶包括華為、Amphenol、MOSS、SCI等大型企業。KMD帶來的主題是如何在5G時代確保穩定高效的連接。分享5G時代帶來的連接器變革和新的制造需求。
5G時代是壹個高速互聯的時代，萬物互聯。與4G時代相比，具有新的特點:高頻、高速、高穩定；大數據的存儲和傳輸；傳輸模式下的多端輸入輸出等。其中，大數據的高速穩定存儲和傳輸成為5G時代越來越關鍵的技術挑戰，要求連接器具有更高的導電性和強度，以保證穩定連接。此外，微型連接器正在成為大勢所趨。
5G時代，個人智能消費終端的數量和數據量都在增加。據思科等咨詢機構預測，未來5-10年，數據量每年將增長20%，個人消費終端產生的數據量將逐漸增加，預計2030年將達到總數據量的53%。這意味著，未來智能手機、平板電腦、智能穿戴、VR/AR設備等消費終端產品將得到極大發展，同時對數據傳輸和存儲提出了更高的要求。預測2017-2022年，個人智能終端設備增長將達到10%，而數據增長將達到30%。
同時，全球大數據高速處理中心的蓬勃發展將成為必然趨勢。據預測，2065，438+06-2024年，大數據中心市場規模將以65，438+07.2%的年復合增長率增長，2065，438+06-2022年，亞太新興市場將以24%的速度快速增長，成為全球快速增長的地區。
面對數據的快速增長，如何實現連接器的穩定、高速、可靠傳輸？KMD從材料的角度回答。KMD指出，具有高導電性和高導熱性的銅合金是最合適的連接器材料，5G時代對銅合金帶材提出了新的要求:高強度/低延伸率/高韌性/高導電性；優良的沖壓性能和表面質量；合適的插入力。
以KDM為例，壹種新型連接器端子——魚眼端子，因其無需焊接即可保持穩定連接，在通信連接器領域得到廣泛應用，但對原材料的設計和制造工藝要求較高:1。因為需要長期的正壓和穩定的接觸，所以要求屈服強度高於700MPa，抗應力松弛水平優良(≥80%，120°C/)。2.在制造過程中，0.23-0.25mm的厚度需要減薄到0.15-0.18mm才能成型，因此需要較高的彎曲性能(韌性)(r/t = 2，180)；3.要求數據傳輸速度更高，因此電導率需要從40%IACS提高到45-60% IACS；4.由於端子的小型化，未來的成型方向可能與銅帶的軋制方向平行，所以對材料各向同性的要求越來越高。
綜上所述，新型合金材料應具有更高的強度、韌性和導電性，同時對表面要求提出了低粗糙度系數、高硬度、低電阻和長期穩定性等特殊要求。KMD帶來的解決方案包括高強度、高導電性、高韌性的C7025合金裸帶材，以及具有特殊性能的Sn13(熱錫)和Sn28M(SnAg)塗層。
中航光電:高速互連技術發展探討
AVIC光電是中國領先的連接器企業和“國家認定的企業技術中心”。其產品廣泛應用於航空航天、軍事電子、新能源汽車、通信和數據中心、軌道交通等領域。AVIC光電帶來的主題是高速互連技術的發展，分享高速互連的發展趨勢和高速連接器的設計技術。
據IT信息咨詢公司IDC預測，2020年全球數據將達到35ZB(1ZB = 109 TB = 1012GB = 1015MB)，預計2025年將達到17MB。對高速連接器的需求將以每年20%以上的速度增長。
以前高速連接器被國際連接器巨頭壟斷。國產連接器2000年開始接觸，真正開始是2010。隨著5G通信技術的發展，我國重大工程使用高速連接器的比例逐漸增加，如量子通信和量子計算機、雲計算、國家網絡空間安全、5G/北鬥導航等。
與3/4G相比，5G的傳輸速率和傳輸容量提高了10倍以上。在5G架構的支持下，未來的車聯網、物聯網、自動駕駛都是可能的。跟隨5G的步伐，各個技術領域都在向高速方向發展，原有的高速互聯產品已經無法承受如此大的數據傳輸量。
AVIC光電將“高速互聯”比作“高速公路”，高速公路為增加交通量所做的改變是增加車道數，提高自行車速度。相對於高速互聯產品，3G-5G的發展是壹個增加信道數量的過程。5G基站的站數是3G的1000倍，4G的10倍。其次，5G數據信號的傳輸速度更快，單個信號電平承載的數據更多。
高速連接器的突破是5G可持續發展的基礎。AVIC光電指出，它已經實現了單通道25Gpbs。
鏈路，但也遇到了瓶頸:25Gpbs以上的背板面臨著鏈路損耗增加、散熱困難、成本高等問題。25Gpb的發展需要使用更先進更高端的板材，材料成本和加工成本相對較高。同時25Gpb的背板打孔，25 GPB以上的背板散熱會更困難。
論壇上，AVIC光電帶來了三個解決方案:
第壹，傳統背板向正交背板的發展
也就是中間背板減少，兩塊主板互聯。優點:正交架構大大減少了業務卡和交換矩陣卡之間的高速信號傳輸距離(減少了壹個背板的距離)，進而鏈路傳輸的衰減也會降低，為高速信號的穩定傳輸提供了硬件架構基礎。
二、傳統背板向電纜背板的轉變:
也就是把背板換成高速線。優點:線纜本身的制造工藝非常成熟，高速線纜本身的損耗遠小於PCB，高速線纜可以實現短距離互聯通信，因此將是壹種性價比高、效率高的互聯解決方案。缺點:線纜加工效率低，焊接效率遠低於壓縮效率。
第三，傳統背板轉向正交電纜背板方案。
AVIC光電在上述三種方案中已開發出56/112Gpbs，並認為未來第三種方案將是主流。目前，中航光電擁有56Gpbs高速連接產品，包括GF5高速背板連接器、GF5Z高速夾層自插連接器、BGA高速夾層自插連接器等。112Gpbs高速連接產品為GF6系列高速背板連接器和GF6系列高速正交(OD)連接器。
摘要
隨著新基礎設施的加速，5G賦能各行各業。未來的世界將是智能化、數字化、科學化的，每天都會產生海量的數據，需要通過連接器進行穩定、高速的傳輸，這對連接器的材質、性能以及整個設計制造過程都提出了挑戰。因此，連接器產業鏈上的企業應該緊跟5G的步伐，提前預測和布局連接器的未來方向，同時意識到未來的產品以個性化為主，無論是材料廠商還是連接器廠商都需要進行數字化轉型，與客戶進行智能化合作，逐步從連接器廠商轉型為應用解決方案提供商，提供更好的產品。