ما هي الصناعات الفرعية للاتصالات التي لديها أعلى طلب على الثنائيات؟

1، إنشاء محطة قاعدة 5G: أصبحت صمامات الاسترداد الثنائية فائقة السرعة أمرًا ضروريًا-.
من المتوقع أن يتجاوز العدد العالمي لمحطات 5G الأساسية 4 ملايين بحلول عام 2025، حيث تتطلب كل محطة أساسية أكثر من 10000 صمام ثنائي، تُستخدم بشكل أساسي لمفاتيح الواجهة الأمامية للتردد اللاسلكي -، ووحدات إدارة الطاقة، ودوائر كشف الإشارة. من بينها، صمام ثنائي الاسترداد فائق السرعة (trr<5ns) has become a key component of the base station radio frequency unit (RU) due to its ability to meet the nanosecond switching requirements of the 5G millimeter wave frequency band (24-48GHz).
نقاط الألم الفنية:
التحكم في فقدان التردد العالي: في نطاق التردد 28 جيجا هرتز، لكل زيادة بمقدار 0.1pF في سعة وصلة الصمام الثنائي، سوف يخفف عرض نطاق الإشارة بمقدار 200 ميجا هرتز. يدعم الصمام الثنائي GaN HEMT المتكامل الذي أطلقته Anson Mei EVM (سعة ناقل الأخطاء)<1.5% under 64QAM modulation by reducing the junction capacitance to 0.15pF, meeting the 3GPP Release 16 standard.
تحدي الإدارة الحرارية: تصل كثافة الطاقة لوحدة AAU في محطات قاعدة 5G إلى 100 وات/مم²، ويجب التحكم في درجة حرارة وصلة الصمام الثنائي في حدود 150 درجة. CoolSiC ™ من Infineon يعتمد الصمام الثنائي Schottky على هيكل TMBS (حاجز MOS الخندق Schottky)، مما يقلل المقاومة الحرارية إلى 5K/W ويحسن كفاءة تبديد الحرارة ثلاث مرات مقارنة بأجهزة Si التقليدية.
حجم السوق: من المتوقع أن يصل حجم سوق الثنائيات لمحطات الجيل الخامس الأساسية في الصين إلى 4.2 مليار يوان بحلول عام 2025، بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ 18%. من بينها، لا يزال سعر الوحدة لثنائيات الاسترداد فائقة السرعة من فئة السيارات أعلى من 4.7 يوان، ويصل سعر الثنائيات SiC Schottky إلى 18-22 يوان لكل وحدة.
2، وحدة الاتصال البصري: يهيمن الصمام الثنائي PIN على النقل عالي السرعة-.
In 400G/800G optical modules, the integration scheme of PIN photodiodes and transimpedance amplifiers (TIA) has become mainstream, with core indicators including responsivity (>0.9 أمبير/ث)، تيار مظلم (<1nA), and junction capacitance (<0.3pF). According to industry data, the global shipment of optical modules in data centers is expected to exceed 120 million units by 2025, driving a 25% increase in demand for PIN diodes.
اتجاه الاختراق التكنولوجي:
تحسين الإرسال لمسافات طويلة: تتميز صمامات PIN الثنائية المصنوعة من مادة InGaAs بزيادة قدرها 3-أضعاف في الاستجابة في النطاق C-(1530-1565 نانومتر) مقارنة بمادة Si، مما يدعم النقل الحر لمسافة 80 كم. أدى الصمام الثنائي PIN المعبأ 0402 الذي أطلقته Suzhou Gude إلى تقليل عتبة OSNR (نسبة الإشارة إلى الضوضاء) من 18 ديسيبل إلى 15 ديسيبل عن طريق تحسين تركيز المنشطات للطبقة الفوقي.
التكيف البصري المعبأ المشترك (CPO): لتلبية متطلبات التغليف لوحدات CPO بمسافة 0.5 مم، طورت شركة Changjing Technology صمامات ثنائية PIN ذات رقاقة قابلة للطي، والتي تقلل من الحث الطفيلي بنسبة 60% مقارنة بربط الأسلاك التقليدية وتدعم نقل إشارة PAM4 بسرعة 112 جيجابت في الثانية.
المشهد التنافسي: استحوذت الشركات المصنعة المحلية مثل Yangjie Technology وJiejie Microelectronics بالفعل على 35% من حصة سوق الوحدات الضوئية المتوسطة إلى المنخفضة، ولكنها لا تزال تعتمد على المنتجات المستوردة مثل Ansenmei وROHM في مجال الوحدات-المتطورة 800G/1.6T.
3، الاتصالات عبر الأقمار الصناعية: الثنائيات المضادة للإشعاع تضمن موثوقية مستوى الفضاء
أدى بناء مجموعات الأقمار الصناعية ذات المدار الأرضي المنخفض (LEO) إلى زيادة الطلب على الثنائيات المقاومة للإشعاع. بأخذ مشروع ستارلينك كمثال، يتطلب القمر الصناعي الواحد أكثر من 2000 صمام ثنائي مضاد للإشعاع لانحياز مضخم الطاقة، والحد من الحماية، ودوائر تركيب التردد.
المتطلبات الفنية:
تحمل الجرعة الإجمالية: من الضروري اجتياز اختبار إشعاع جاما 100krad (Si) للتأكد من أن تدهور الأداء خلال عمر 15 عامًا في المدار أقل من 10%. يستخدم صمام ثنائي شوتكي المقاوم للإشعاع من توشيبا تقنية SOI (سيليكون على عازل) للتحكم في تقلبات تيار التسرب في حدود ± 5%.
الحماية من تأثير الجسيمات الفردية: استجابةً لاحتراق الجسيمات الفردية (SEB) الناتج عن تأثير الأيونات الثقيلة، طورت DIODES صمامًا ثنائيًا لهيكل عزل الخندق العميق (DTI)، مما يزيد من عتبة SEB من 45 ميجا إلكترون فولت · سم ²/مجم إلى 80 ميجا إلكترون فولت · سم ²/مجم.
مساحة السوق: من المتوقع أن يصل حجم السوق العالمية لثنائيات الاتصالات عبر الأقمار الصناعية إلى 830 مليون دولار بحلول عام 2025، وتمثل النماذج المقاومة للإشعاع أكثر من 60%. لقد اجتازت الشركات المصنعة المحلية، مثل Huawei Microelectronics، شهادة المعايير العسكرية GJB 9001C، ولكن منتجاتها المتطورة-لا تزال تعتمد على الموردين مثل Microsemi من الولايات المتحدة وThales من فرنسا.
4، إنترنت الأشياء الصناعي (IIoT): تدعم صمامات الإشارة الصغيرة الاتصالات الضخمة
في سيناريو إنترنت الأشياء الصناعي، تحتاج الثنائيات إلى تلبية متطلبات الاستهلاك المنخفض للطاقة (<1 μ A), high integration (0201 package), and wide temperature operation (-40 ℃~125 ℃). Taking smart meters as an example, a single meter requires the use of at least 12 small signal diodes for ESD protection, voltage clamping, and signal rectification.
الاتجاهات التكنولوجية:
صمام ثنائي VF منخفض للغاية: تعمل سلسلة LL4148 من Anshi Semiconductor على تقليل انخفاض الجهد الأمامي (VF) إلى 0.18 فولت، وهو أقل بنسبة 60% من 1N4148 القياسي، ويمكن أن يطيل عمر بطارية أجهزة إنترنت الأشياء بأكثر من 30%.
تعبئة المصفوفة: يدمج الصمام الثنائي للمصفوفة DFN0603-4L من شركة Changdian Technology 4 صمامات ثنائية في حزمة 0.6 مم × 0.3 مم، مما يلبي متطلبات تقليل مساحة PCB بنسبة 50%.
توقعات الطلب: بحلول عام 2025، ستصل الشحنة العالمية لأجهزة إنترنت الأشياء الصناعية إلى 12.5 مليار وحدة، مما يرفع الطلب على صمامات الإشارة الثنائية الصغيرة إلى 150 مليار وحدة، بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ 12%.
5، التكرار التكنولوجي والاستبدال المحلي للدفع المزدوج
يوجد حاليًا اتجاهان رئيسيان في سوق الصمام الثنائي للاتصالات:
ترقية المواد: يتزايد بسرعة معدل اختراق الثنائيات المادية ذات فجوة النطاق الواسعة SiC/GaN، ومن المتوقع أن يتجاوز حجم السوق 1.5 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2025، بمعدل نمو سنوي يزيد عن 40%.
استبدال التوطين: انطلاقًا من السياسة الوطنية المتمثلة في "تعزيز وتكميل سلسلة التوريد"، حقق المصنعون المحليون اكتفاء ذاتيًا بنسبة 80%-في السوق المتوسطة إلى المنخفضة التكلفة، ولكنهم ما زالوا يعتمدون على الواردات في مجالات الترددات اللاسلكية العالية والمضادة للإشعاع. تعمل شركات مثل Yangjie Technology وJiejie Microelectronics على زيادة استثماراتها في البحث والتطوير لثنائيات كربيد السيليكون، ومن المتوقع أن تنخفض تكلفة الثنائيات SiC المنتجة محليًا إلى 60٪ من المنتجات المستوردة بحلول عام 2027.