5G变革时代,制造装备自动化升级已箭在弦上?

2019年11月1日,三大运营商正式上线5G商用套餐,标志着中国正式进入5G商用时代。

据11月19日高通公司数据显示,预计全球智能手机制造商2021年的5G手机出货量将达4.5亿部,2022年出货量则将进一步增长至7.5亿部,从2020年起,5G手机出货量的增长率将达125%。

11月26日,联发科正式发布旗舰级5GSoC集成芯片天玑1000,首发终端将于2020Q1量产上市。据悉,目前联发科的第一款5GSoC原生集成芯片“MT6885”已经投入量产。

5G技术的创新正引领着整个上下游产业链和商业模式的变革,随着5G商用进程的不断提速,终端消费电子产品各巨头动作频频,不断加速其研发部署步伐,预计2021-2022年5G手机出货量将达致一个高峰。

与此同时,5G与新一轮电子设备的升级将激发上游装备制造业的需求潜能,催生智能装备产业的革新。并且,在2020-2021年间,3C制造对上游加工设备的需求将会出现一个爆发期,自动化厂家即将迎来全新的增长契机。经过传动网下半年的企业实际走访发现,各自动化厂商正处于积极的备战状态,加紧技术研发与设备升级,进入一个部署的高潮期。

PCB面板加工厂商:5G的“先行军”

5G基站作为5G规模组网的“先行军”,其部署速度引人关注。5G通讯基站覆盖范围小,使得未来小基站数量将大幅上升。根据Yole的调查数据显示,随着5G基站的逐渐部署完善,到2025年,5G网络总的建设基站数将达到1442万个。其中,5G技术的发展对PCB板的应用及材料都有所影响,将推动PCB板材量价齐升。与4G应用相比,在价格上,PCB板的单位价格至少为4G的2.5倍;在用量上则是4G通讯的3倍。

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但另一方面,在5G基站的前期建设仍面临诸多难题。例如,在技术方面,随着频段增多,频率升高,5G基站对高频高速材料(覆铜板)需求增加,PCB板的加工制造工艺要求提升使更高精度的生产设备成为了必须。此外,5G通讯传输速度加快,大功耗对导热结构件之一的散热器要求越来越高。但目前在散热器的加工过程中仍然存在着铝材尺寸大、槽和螺纹挂耳多、切削量大、硬度高、基材粘黏现象严重、异型孔加工需求多等难点,传统的设备加工方案已经无法满足5G基站建设要求。

这样一来,往后几年,对于5G通讯基站建设、PCB钻孔设备加工生产的直驱设备厂商来说,设备技术升级迫在眉睫,同样也将迎来全新的增长机遇。以近期传动网采访的广州市昊志机电股份有限公司为例,该公司透露,围绕5G时代的特定需求,昊志机电开发出的永磁同步高速电主轴+直线电机解决方案,已能够解决5G基站建设的散热器加工问题;25万转高速气浮主轴+直线电机的新方案已达到了5G基站PCB面板的加工要求,克服了5G基站建设的系列技术难题,已满足了基站建设的必备条件。

3C装配自动化厂商趁势上车

未来2-3年,5G手机渗透率将大幅提高。由下图可见,在整个5G手机的生产线中,各个零部件的生产加工与组装设备对上游工控设备的需求必不可少,在今后的量产中,对PLC、变频器、PC-based控制器、伺服系统、机器人等工控设备的需求将会出现激增。当前,5G芯片厂商的量产几乎已投入部分或提上日程,在3C装配领域,自动化产线技术的更新与升级已是刻不容缓之势。

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近期,深圳橙子自动化有限公司总经理邵勇锋在面对传动网记者的采访中就表示,3C电子产品朝着精密制造、精密测试、小型化、模块化、标准化等方向持续演进,5G也将带来了新的应用需求(如FC-CSP载板加工需求量大增等),这些都将对3C装配自动化方案提出了更高密度、微细化的要求,需要厂家能够快速匹配客户的需求变化,提供更高精密度的加工方案,并且帮助客户降低投资成本。

同时,邵勇锋透露,目前橙子自动化在精密组装和测试领域不断纵深发展,并自主研发了气浮平台,该平台的各项技术指标均已达到世界先进水平,可以实现高达6G的加速度、2.5m/s的速度,达到±0.001mm的重复定位精度。基于这一高性能平台,针对现阶段3C电子行业的应用特点,橙子自动化在技术、成本、批量生产、供应链等面向上做综合考量,最终选取性价比俱佳的装配/测试解决方案,来满足3C电子行业客户的实际应用要求。

如今,橙子自动化已成为全球少数几家能够提供完整的5G智能手机性能测试(5G手机芯片、毫米波芯片等高频测试)自动化产线方案的供应厂商之一,并做好了充分的准备,全力以赴地迎接2020中国5G通讯时代的到来。

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“5G+工业互联网”应用渐行渐近

众所周知,5G网络的“大带宽、低时延、高可靠性”的特质为工业的智能制造的实现提供了可行性,其高数据速率、超高可靠传输和超低时延,是工业互联网、物联网、智能工厂、自动驾驶和远程医疗等这些新应用领域的必然要求。

其中,工业互联网是5G最主要的应用场景,也是实现工业4.0的基础。因此,5G+工业互联网的融合发展是实现企业信息系统一体化、智能化、自动化的强大“地基”,能够为制造业带来效率与灵活性方面的显著提升。为了使5G+工业互联网更好的应用到企业与智能工厂中,各通讯巨头与工控企业的联合部署进程一直在不断深入。

例如,在今年9月的工博会上,倍福与华为XLabs合作展示了使智能设备、工业自动化设备之间,通过5G无线技术进行实时数据传输和实时设备控制,面向未来智能工厂的5G实时通信技术。在今年的德国纽伦堡电气自动化展会上,高通和博世力士乐成功演示了工业终端如何在5G现网环境下使用时间敏感网络(TSN)技术,使两个工业终端通过无线连接以时间同步的方式运行,表明了TSN和5G的结合能够实现精确同步,无需有线连接。11月26日,高通与西门子在德国纽伦堡西门子汽车测试中心开展联合概念验证项目,演示在真实工业环境中基于3.7-3.8GHz频段的首个5G独立模式(SA)企业专网,推动未来5G企业专网部署,是标志5G扩展至工业自动化领域的重要里程碑。

另外,ABB与爱立信、西门子、海尔、施耐德等行业巨头在5G通讯技术应用于智能工厂的研发、测试上均在积极探索布局。随着5G与工业互联网融合发展速度的不断加快与日趋成熟,中国制造业智能升级迫在眉睫,再加之国家政策的支持,基于5G的工业互联网技术在工业中的应用迎来爆发式增长指日可待。

结语

目前,昂贵的劳动人力成本倒逼我国整个制造业生态向高质量阶段发展,而科技是推动产业发展、城市兴盛的重要动力。5G在这样的背景下孕育而生,其带来的大带宽、低时延和高速度,将为传统产业带来颠覆性影响。如今,5G催生的一系列工业变革已然开始。未来2-3年,5G商用化进程的不断深入将是自动化行业新一轮高速发展的重要引擎,有望为近两年的自动化产业寒流,迎来回春的暖阳。为全面迎接5G商用化时代的到来,各制造企业的装备自动化升级已箭在弦上。

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