IDTechEx 預告 5G 熱介面材料 在未來十年的重要性
5G 技術現在在大家的智慧型手機中可能都已經成為共同的特點了，甚至越來越多人已經漸漸地習慣這項技術。然而，英國科技公司 IDTechEx 表示，其實 5G 的技術包含了不同頻段（frequency band）整合，而這些波段內的技術水準仍尚未掌握一致的安置措施。
關於 5G 所囊括的頻段範圍甚大，而其中的幾個頻段已經被用來重新利用，包括一些現存的低頻，以及一些高達 6 GHz 的新頻段。這些頻段都是目前被掌握且安裝完成的。從下載速率以及最小延遲時間的角度來看， 5G 會需要用到 20 GHz。換句話說，以目前的狀態，仍有大幅成長的空間。
IDTechEx 表示，基於現有 4G 技術的升級再進行，是 5G 基礎設施建構的基本運作模式，而現在也再全球各地進行此項運作，但即便如此，在面對未來對於更高頻率的設備需求時，例如：毫米波（mmWave）的設備、小型基地台等等。每項需求，都將會面臨到不同技術層次、設備層次以及材料層次的挑戰。
近日，該英國科技公司對於 5G 的熱能管理研究有新的發現，包括了半導體技術（CMOS、SiGe、GaN 等）、熱介面材料、晶片安裝技術等方面。IDTechEx 表示，假設天線的間距相當於信號波長的一半，而更高的頻率意味著天線本身可以更加地緊密，進一步地可將數千個元素組合成一個單位，其尺寸將會是以往的一小部分而已。
然而，這會導致積體電路（Integrated Circuit, IC）的密度增加，進而導致更大的散熱需求，也同時帶來熱控的挑戰。IDTechEx 研究發現，雖然當今使用的大多數熱介面材料 (Thermal Interface Materials) 的熱傳導係數低於4 W/mK，但未來 5G 設備的需求可能會將這個數據推高至 5-10 W/mK 的範圍。
此外，高頻電通基礎設施的另一關鍵挑戰是「訊號傳播」。隨著頻率的增加，訊號的傳播會更加容易衰減，進而影響其範圍，也會更加容易受到窗戶或牆壁的阻隔。IDTechEx 表示，解決此問題的方法是直接針對用戶設備採取波束成型（Beamforming）。如此一來便能提升對於訊號的掌握，來面對上述由於天線 IC 密度提高所帶來的問題。
然而，這是目前而已。該公司更表示若要於重點區域獲致令人滿意的覆蓋範圍，將會需要更多的天線，更預估於十年後，毫米波天線的安裝量會是現在的41倍。對此，IDTechEx 說明，這個問題並不會如當初設想的那般嚴重， 因天線的密集程度是高的，相對過去的基礎設施來說，它們的建置與安裝將會變得更加簡單，並且是以一個更為密集的形式呈現。進一步地說，在未來我們可以預估熱介面材料的市場會在5年內成長5倍。（記者／戴偉丞）
參考資料：
https://itbrief.co.nz/story/the-next-stage-for-5g-in-thermal-materials-idtechex
https://www.idtechex.com/tw/research-report/thermal-management-for-5g-2022-2032/857
https://www.idtechex.com/it/research-article/the-next-stage-in-thermal-materials-for-5g/27051
圖片來源：123RF
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