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5G變革時代,制造裝備自動化升級已箭在弦上? 2019-12-12

2019年11月1日,三大運營商正式上線5G商用套餐,標志著中國正式進入5G商用時代。

據11月19日高通公司數據顯示,預計全球智能手機制造商2021年的5G手機出貨量將達4.5億部,2022年出貨量則將進一步增長至7.5億部,從2020年起,5G手機出貨量的增長率將達125%。

11月26日,聯發科正式發布旗艦級5GSoC集成芯片天璣1000,首發終端將于2020Q1量產上市。據悉,目前聯發科的第一款5GSoC原生集成芯片“MT6885”已經投入量產。

5G技術的創新正引領著整個上下游產業鏈和商業模式的變革,隨著5G商用進程的不斷提速,終端消費電子產品各巨頭動作頻頻,不斷加速其研發部署步伐,預計2021-2022年5G手機出貨量將達致一個高峰。

與此同時,5G與新一輪電子設備的升級將激發上游裝備制造業的需求潛能,催生智能裝備產業的革新。并且,在2020-2021年間,3C制造對上游加工設備的需求將會出現一個爆發期,自動化廠家即將迎來全新的增長契機。經過傳動網下半年的企業實際走訪發現,各自動化廠商正處于積極的備戰狀態,加緊技術研發與設備升級,進入一個部署的高潮期。

PCB面板加工廠商:5G的“先行軍”

5G基站作為5G規模組網的“先行軍”,其部署速度引人關注。5G通訊基站覆蓋范圍小,使得未來小基站數量將大幅上升。根據Yole的調查數據顯示,隨著5G基站的逐漸部署完善,到2025年,5G網絡總的建設基站數將達到1442萬個。其中,5G技術的發展對PCB板的應用及材料都有所影響,將推動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。

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但另一方面,在5G基站的前期建設仍面臨諸多難題。例如,在技術方面,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,PCB板的加工制造工藝要求提升使更高精度的生產設備成為了必須。此外,5G通訊傳輸速度加快,大功耗對導熱結構件之一的散熱器要求越來越高。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,傳統的設備加工方案已經無法滿足5G基站建設要求。

這樣一來,往后幾年,對于5G通訊基站建設、PCB鉆孔設備加工生產的直驅設備廠商來說,設備技術升級迫在眉睫,同樣也將迎來全新的增長機遇。以近期傳動網采訪的廣州市昊志機電股份有限公司為例,該公司透露,圍繞5G時代的特定需求,昊志機電開發出的永磁同步高速電主軸+直線電機解決方案,已能夠解決5G基站建設的散熱器加工問題;25萬轉高速氣浮主軸+直線電機的新方案已達到了5G基站PCB面板的加工要求,克服了5G基站建設的系列技術難題,已滿足了基站建設的必備條件。

3C裝配自動化廠商趁勢上車

未來2-3年,5G手機滲透率將大幅提高。由下圖可見,在整個5G手機的生產線中,各個零部件的生產加工與組裝設備對上游工控設備的需求必不可少,在今后的量產中,對PLC、變頻器、PC-based控制器、伺服系統、機器人等工控設備的需求將會出現激增。當前,5G芯片廠商的量產幾乎已投入部分或提上日程,在3C裝配領域,自動化產線技術的更新與升級已是刻不容緩之勢。

5G手機的生產線.png

來源:睿工業

近期,深圳橙子自動化有限公司總經理邵勇鋒在面對傳動網記者的采訪中就表示,3C電子產品朝著精密制造、精密測試、小型化、模塊化、標準化等方向持續演進,5G也將帶來了新的應用需求(如FC-CSP載板加工需求量大增等),這些都將對3C裝配自動化方案提出了更高密度、微細化的要求,需要廠家能夠快速匹配客戶的需求變化,提供更高精密度的加工方案,并且幫助客戶降低投資成本。

同時,邵勇鋒透露,目前橙子自動化在精密組裝和測試領域不斷縱深發展,并自主研發了氣浮平臺,該平臺的各項技術指標均已達到世界先進水平,可以實現高達6G的加速度、2.5m/s的速度,達到±0.001mm的重復定位精度。基于這一高性能平臺,針對現階段3C電子行業的應用特點,橙子自動化在技術、成本、批量生產、供應鏈等面向上做綜合考量,最終選取性價比俱佳的裝配/測試解決方案,來滿足3C電子行業客戶的實際應用要求。

如今,橙子自動化已成為全球少數幾家能夠提供完整的5G智能手機性能測試(5G手機芯片、毫米波芯片等高頻測試)自動化產線方案的供應廠商之一,并做好了充分的準備,全力以赴地迎接2020中國5G通訊時代的到來。

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  “5G+工業互聯網”應用漸行漸近

眾所周知,5G網絡的“大帶寬、低時延、高可靠性”的特質為工業的智能制造的實現提供了可行性,其高數據速率、超高可靠傳輸和超低時延,是工業互聯網、物聯網、智能工廠、自動駕駛和遠程醫療等這些新應用領域的必然要求。

其中,工業互聯網是5G最主要的應用場景,也是實現工業4.0的基礎。因此,5G+工業互聯網的融合發展是實現企業信息系統一體化、智能化、自動化的強大“地基”,能夠為制造業帶來效率與靈活性方面的顯著提升。為了使5G+工業互聯網更好的應用到企業與智能工廠中,各通訊巨頭與工控企業的聯合部署進程一直在不斷深入。

例如,在今年9月的工博會上,倍福與華為XLabs合作展示了使智能設備、工業自動化設備之間,通過5G無線技術進行實時數據傳輸和實時設備控制,面向未來智能工廠的5G實時通信技術。在今年的德國紐倫堡電氣自動化展會上,高通和博世力士樂成功演示了工業終端如何在5G現網環境下使用時間敏感網絡(TSN)技術,使兩個工業終端通過無線連接以時間同步的方式運行,表明了TSN和5G的結合能夠實現精確同步,無需有線連接。11月26日,高通與西門子在德國紐倫堡西門子汽車測試中心開展聯合概念驗證項目,演示在真實工業環境中基于3.7-3.8GHz頻段的首個5G獨立模式(SA)企業專網,推動未來5G企業專網部署,是標志5G擴展至工業自動化領域的重要里程碑。

另外,ABB與愛立信、西門子、海爾、施耐德等行業巨頭在5G通訊技術應用于智能工廠的研發、測試上均在積極探索布局。隨著5G與工業互聯網融合發展速度的不斷加快與日趨成熟,中國制造業智能升級迫在眉睫,再加之國家政策的支持,基于5G的工業互聯網技術在工業中的應用迎來爆發式增長指日可待。

結語

目前,昂貴的勞動人力成本倒逼我國整個制造業生態向高質量階段發展,而科技是推動產業發展、城市興盛的重要動力。5G在這樣的背景下孕育而生,其帶來的大帶寬、低時延和高速度,將為傳統產業帶來顛覆性影響。如今,5G催生的一系列工業變革已然開始。未來2-3年,5G商用化進程的不斷深入將是自動化行業新一輪高速發展的重要引擎,有望為近兩年的自動化產業寒流,迎來回春的暖陽。為全面迎接5G商用化時代的到來,各制造企業的裝備自動化升級已箭在弦上。

      來源:中國工控網

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