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调查显示连接器/电缆总成行业正在蓬勃发展
录入时间:2022/4/12 11:48:08

调查显示连接器/电缆总成行业正在蓬勃发展

Gary LerudeMicrowave Journal

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除了波导之外,连接器和电缆总成可能是最成熟的射频、微波和毫米波组件之一。然而,在更高频率和更高功率、低无源互调(PIM)失真、严苛环境和缩小系统尺寸等要求的推动下,连接器和电缆总成确实仍在不断发展。

《Microwave Journal》对电缆和连接器行业做了一个调查。我们邀请了欧洲和美国的17家公司回答我们的问题,10家给出了答复:CAES、Gore(戈尔)、HASCO、Maury Microwave、Mini-Circuits、Molex、Pasternack、Samtec、Southwest Microwave(西南微波)和SPINNER。

我们的问题和公司的回答如下。我们对一些回答进行了编辑和整合,以保持文章的简洁并总结共同的主题。

在新冠疫情期间,需求如何?

虽然一些市场因新冠疫情而遇到需求下降,但大多数受访者报告说,业务量只是暂时下降或总体增长。

为了说明这一点,CAES看到测试和测量(T&M)的需求放缓,这是因为在新冠疫情的最初几个月,工程团队开始在家工作,导致实验室工作减少。然而,在过去的两年里,航空和国防电缆总成的收入增长了5%到7%,反映了飞机和陆基ELINT和SIGINT系统的需求。

同样,Maury报告说,新冠疫情对客户的影响不同,主要反映了国家和公司的政策。"许多公司减少了实验室的使用,这降低了更换电缆总成的需求。其他公司则全速前进,随着项目的上线或新生产基地的开张,他们的年度采购量增加了一倍或两倍。"总的来说,Maury的电缆总成业务有所增长。

Molex看到来自电信和宽带部门的需求增加,反映了突然转向在家工作和远程学习的情况。汽车需求在2020年第二季度出现下滑,然后在接下来的一个季度急剧上升,并一直保持强劲。Molex表示,它"在2020年底和整个2021年出货的同轴电缆总成比以往任何时候都多",2022年来自设备制造商和线束厂商的需求仍然"极其强劲"。

GoreHASCOPasternackSamtec报告说,在新冠疫情期间需求稳定。Samtec的新型毫米波电缆总成受到了热烈欢迎,其频率达到50和67GHz。SPINNER说它没有看到新冠疫情对需求的影响;它的销售额在2020年增长了约20%。

是否受到了交货时间延长或供应短缺的影响?

虽然新冠疫情没有损害需求,但它是否损害了连接器和电缆总成的供应链?是的。大多数公司确实遇到材料短缺或交货时间延长,并正在管理其供应链,以尽量减少对客户的影响。

例外的情况:西南微波说,它没有遇到延长交货期或供应短缺的情况,也许是因为它的生产模式和客户需求下降了。Pasternack说它没有受到不利影响,因为它的"供应模式,我们总是有库存可供当天发货",包括成品和组件。同样,Mini-Circuits表示,其库存运营模式帮助它避免了因供应链中的延迟而伤害客户。"根据我们的经验,互连产品往往是即兴采购的。客户进入实验室后,发现他们的测试装置缺少合适的电缆或转接器,他们需要快速购买,所以我们一直保持这些零件的库存和可用性,为这些情况做好准备。"Maury说,它的库存策略使它能够提供"数以千计的电缆总成和数以万计的转接器,并保持短交货期"。

由于Samtec是垂直整合,在内部制造电缆和许多部件,它比其它许多公司有更多的控制权。虽然它在外部供应商那里遇到了一些交货时间问题,但它们并没有"对我们为客户提供服务的能力造成重大影响"。对Molex来说,它的长期供应协议"对我们有利",尽管一些树脂的交货时间延长,造成短缺和额外的物流成本。虽然一些供应商声称有不可抗力,但Molex避免了将这些因素转嫁给其客户。

CAES说,全球停工增加了原材料的交货时间,交货时间推迟了一到两个月,对于一些特殊产品,则推迟了三到四个月。SPINNER说,它的一些供应商,特别是亚洲的供应商遇到困难。HASCO还说,原材料的交货时间"在过去18个月里大幅增加"。HASCO将这一挑战重塑为一个积极的结果,说它"创造了新的机会来发展新的供应商关系和引进替代的产品线"以支持客户。

5G需求

近几年来,最热门的市场是5G,在6GHz以下的频谱上增加频段,并将毫米波频率用于移动电话的商业化。我们想知道这对射频/微波电缆总成的发展有何影响。由于许多新的5G频段低于6GHz,而这一频段已被射频/微波组件很好地覆盖,连接器和电缆总成供应商已经处于有利地位,这一点已被我们的受访者证实。然而,6GHz以下的5G带来了新的挑战。

为了实现5G承诺的更高数据速率,基站正在采用大规模MIMO(mMIMO)架构,与LTE MIMO基站相比,发射和接收通道的数量成倍增加。信道的增加导致电缆总成和连接器的数量增加;然而,运营商要求尽量减少基站的尺寸和重量,这意味着更小的多端口互连系统,需要更轻、更小的电缆总成以适应狭小的空间。连接器接口必须能够处理多次“连接/断开”循环而不降低电气性能。

戈尔Molex都提到了电缆总成在减少电磁干扰(EMI)方面的重要性。戈尔指出,5G的工作频段与飞机逃生设备、导航和通信系统使用的频段非常接近。频谱拥挤会对飞机安全系统产生干扰——看看人们对5G在C波段的使用和对飞机高度计可能产生的干扰就知道了。"对于机身用微波/射频电缆总成来说,正确屏蔽电磁干扰更为关键。在这些具有挑战性的环境中保持信号完整性对飞机电子系统的可靠性至关重要,"Gore说。

5G的毫米波频段为电缆总成和连接器打开了一个新的市场,尽管西南微波和SPINNER在5G到来之前就提供了毫米波电缆总成。MolexSamtec开始看到对毫米波电缆总成的兴趣。Molex表示,尽管"毫米波的部署比预期的要少",但它有"许多研发项目,客户对这个领域有强烈的兴趣"。Samtec说它已经在30和40GHz之间"慢慢看到了一些新的毫米波应用"。随着5G或将使用56GHz频段,CAES认为有必要扩大基站和T&M系统的低损耗、相位匹配的电缆总成的频率范围。

除了电气性能,戈尔说,客户需要"极其坚固和耐用的组件,能够长期提供一致的性能和可靠性"。随着人们对在现场部署系统的关注,我们有时会忽略5G系统必须首先进行测试。Maury提醒说,5G和最新的Wi-Fi标准的测试要求"非常苛刻,即使是最好的电缆总成也会影响测量结果"。结合Maury的T&M电缆总成和测试系统专业知识,它专注于量化5G和Wi-Fi测量系统的不确定性。利用这种洞察力,它可以改进自己的电缆总成,并帮助公司了解每个系统组件对测量结果的误差贡献,以确保其产品的准确性。

不止5G

5G并不是挖掘毫米波频谱的唯一市场。点对点无线电链路和汽车雷达在5G之前就出现了,而60GHz长期以来一直被推广用于个人区域网络,并在一些地方被用于短距离固定无线接入。一些研究人员已经对5G感到厌烦,开始研究6G了,渴望开发100GHz以上的无限带宽。电缆总成将支持这些应用?还是波导将重新崛起?

HASCO已将其有源和无源产品扩展到110GHz,以支持合成雷达、通信和国防等新兴应用。令人鼓舞的是,SPINNER注意到对40至90GHz之间的连接器、转接器和电缆总成的需求激增。Samtec也看好这些新的频段,正在为40到90GHz范围开发产品,特别是80到90GHz。Samtec最近发布了一个1.35毫米系列,包括压缩安装的板式连接器和灵活的0.047电缆总成,提供1.35毫米公头或隔板母头连接器选项。展望未来,它正在开发1.00毫米电缆总成,以达到110GHz。

Pasternack说,它把赌注押在电缆总成和波导上,投资于测试设备和组件。与Pasternack一样,Mini-Circuits看到毫米波和亚太赫兹应用的需求"快速增长",特别是在T&M方面,这必然会引领市场发展。为了应对这些机会,该公司说:"我们已经在设计人才和设施方面进行了大量投资,以扩大我们的电缆、转接器和衰减器以及其他连接产品的组合,包括高达110GHz的放大器"。Mini-Circuits已经推出了其第一个波导到同轴的转接器,并计划建立其波导产品的多种选项。

Molex在汽车领域,特别是汽车天线领域拥有强大的地位,并与罗森伯格合作开发高速FAKRA Mini连接器,该连接器具有20GHz带宽,可在整个车辆中转发雷达、照相机、LiDAR和传感器数据。由于汽车市场尚未采用毫米波通信,Molex在开发毫米波通信能力的同时,正致力于毫米波传感应用,从其在基站方面的能力中借用该技术。

CAES戈尔都在研究如何满足这些更高频率市场的需求,CAES正在研究用于60GHz以上设计的新型结构和新材料。从研发到制造的垂直整合,戈尔正在探索电缆材料和连接器选项,以扩大频率覆盖范围,与客户合作,确保新的测试组件符合戈尔的准确、可靠和可重复的测量标准。

国防市场趋势

Microwave Journal询问了国防市场趋势和军事系统的新要求。CAES提供了一份新出现的互连要求清单:

·         需要多功能连接器:视频、射频、微波、毫米波和模拟/直流电缆以多种组合封装

·         能够适应高超音速环境的互连器件,即能够承受高冲击和高温度

·         用于军事和航天系统,特别是低地轨道(LEO)应用的更小和更轻的连接器。

Molex认为监视系统和军事通信对电缆总成有需求。戈尔列举了雷达预警接收器、机载电子监视、电子对抗系统和其他电子战系统的升级,包括射频、微波和毫米波组件的升级。这些升级都涉及用于机身的更高功率、更高频率和更高密度的同轴电缆总成。

Pasternack赞同需要更高频率和缩小尺寸以适应更小的空间要求。更高端口数的阵列天线正在推动定制的紧凑型连接器,包括边缘安装和弹簧探头连接器。同样,Samtec认为越来越需要更高的频率,甚至达到110GHz,以及密集的连接器封装,如用于相控阵天线的SMPM板对板和电缆对板连接器。Samtec还在研究如何使波导总成更加灵活和高效。

商业航天

商业低地轨道卫星市场正在增长,这得益于较低的火箭发射成本和对低地轨道运行的不太严格的要求。我们的问题是:这个机会是如何改变对电缆总成的要求和影响产品开发的。

CAES注意到对具有新颖接口和极低射频敏感性的更高频率同轴电缆的要求。这些都是对坚固性、小尺寸、轻重量、低插入损耗以及在某些情况下相位匹配的标准要求的补充。在谈到对更高频率的需求时,Samtec看到了对40至50GHz频段的电缆总成的需求,以补充其他正在使用的卫星频段。该公司还在开发新电缆总成,以满足未来应用的更严格的环境要求。

西南微波说,它看到了支持低地轨道卫星的机会,因为它"在航天工业中以能够以非常小的占地面积提供出色的性能而闻名"。HASCO指出,它已经看到了对Starlink等卫星星座的波导总成的需求不断增加。Pasternack补充说,卫星地面站的射频/微波组件需要电缆总成,这些组件将低地轨道星座与地面通信网络连接起来。

威胁还是机会?

我们问到,这么多系统变成多波束相控阵,需要进行空中(OTA)测试,是否对电缆和连接器市场构成威胁。答复的公司实际上将OTA测试视为一个机会。

CAES说,OTA测试实际增加了对电缆的需求,多功能芯片组需要更复杂的测试,芯片组与测量系统之间需要更多的连接。戈尔也有类似的观点,"这是高性能微波/射频电缆总成的一个机会,可以减少测试方案的复杂性,提高吞吐量"。戈尔提供了在测试室内进行大批量OTA测试的例子,这种设置要使用长电缆,"它必须非常稳定,具有非常低的驻波比,以确保可重复和可再现的测试结果"。

Molex将目光投向了OTA测试背后的骨干基础设施,它必须有高数据率的同轴连接。Pasternack观点是,OTA测试系统仍然需要连接器,比过去更多,因为多单元相控阵天线需要多端口测试设备来测量它们。考虑到所有这些端口,HASCO认为有机会开发更坚固的电缆,长度更短,直径更小,以减少系统和测试设备的空间和重量。SPINNER提醒我们,无线系统的测试设备必须经过预检和校准,以消除线性误差,提高测量精度。

未来

我们要求这些公司分享他们看到的未来机会,想知道量子计算是否是其中之一。CAES列出了几个机会:1)高超音速飞行物,面临高温、高G和高冲击的挑战。2)用于低地球轨道星座的毫米波有源相控阵,需要新的连接器。

图:

GORE-FLIGHT的微波组件为机身和低EMI应用而开发。

Molex的FAKRA微型连接器,用于在车辆中传输雷达、照相机和LiDAR数据。

Samtec的1.35毫米电缆总成和连接器支持高达90GHz的应用。

西南微波的定制多端口电缆总成。

Pasternack的低PIM电缆总成。

SPINNER的波导至同轴电缆转接器覆盖V、E、W和F波段。


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