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簡述連接器技術的發展趨勢

隨著電連接器集成技術的逐漸成熟,對集成電連接器的需求將成為未來的發展趨勢,對集成大功率、小功率和各種信號控制的需求將逐漸增加。
根據工業和信息化部2021年1月發布的《基礎電子元器件產業發展行動計劃》(2021-2023年),對連接元器件等關鍵產品進行高端推廣行動的標準指導:連接元器件重點發展高頻高速、低損耗、小型光電連接器、超高速、超低損耗、低成本光纖光纜、耐高壓、耐高溫、高抗拉強度電氣設備電纜、高頻高速、高層高密度印刷電路板、集成電路包裝基板、特種印刷電路板。同時,隨著電氣連接器集成技術的逐漸成熟,對集成電氣連接器的需求將成為未來的發展趨勢,對集成大功率、小功率和各種信號控制的集成需求將逐漸增加。
(1)電連接器產品的發展趨勢。
1)產品尺寸結構向小型化、高密化、低矮化、扁平化、模塊化、標準化發展;
2)功能特性向智能化、高速化、無線化發展;
3)集成特性向多功能、集成、傳感融合發展;
4)環境耐高溫、耐油、高防水、密封嚴密、抗輻射、抗干擾、抗強振、抗強沖、大功率、大電流發展;
5)產品屬性向高可靠性、精、輕質、低成本發展。
(2)電連接器的技術發展趨勢。
1)射頻傳輸技術。
40GHz連接器的工程應用從小批量采購逐漸呈現出批量采購的趨勢,如2.92系列、SMP和SMPM系列的工程應用頻率范圍從18GHz擴展到40GHz。十四五期間,開發設備的使用頻率提高到60GHz,市場對2.4系列、1.85系列和WMP系列產品的需求增加,技術從預研發向工程應用發展。
2)輕量化技術。
隨著各行業對節能環保要求的不斷提高,以及航空航天、武器裝備、通信、汽車、消費電子等領域對輕量化的需求日益強烈,連接器部件在保證性能穩定提升的前提下也要減肥,從而降低成本,降低慣性,增強抗振動性。連接器外殼往往采用金屬化的高強度工程塑料代替原有的金屬制造外殼,減輕重量,提高耐久性。
3)電磁屏蔽技術。
未來,隨著電子信息技術的進一步發展和整合,電磁兼容的環境將更加復雜和惡劣。無論是高端軍用電子設備還是民用高速高頻傳輸系統,電磁屏蔽技術仍是行業發展的技術方向。例如,在新能源汽車行業,車輛系統的外部環境惡劣,頻譜范圍、能量密度和干擾類型成倍增加。此外,高壓/高功率動力驅動系統與信息和智能設備高度集成,其電氣特性和功能特性與電磁干擾密切相關。因此,該行業制定了嚴格的電磁兼容標準和測試規范。
4)高速傳輸技術。
為了滿足未來軍用武器系統發展和通信高速傳輸的要求,行業技術在現有高速連接器的基礎上,重點發展到56gbps和112gbps高速背板、高速夾層和高速正交連接器、56gbps高速電纜組件、224gbps高速I/O連接器和下一代PAM4傳輸技術。高速產品通過金屬加固提高了連接器的抗振動性和抗沖擊性。例如,隨機振動從0.1g2/Hz發展到0.2g2/Hz、0.4g2/Hz、0.6g2/Hz,從單一高速信號傳輸到高速+電源、高速+電源+射頻、高速+電源+射頻+光纖信號,以滿足設備模塊化集成的需要。
5)無線傳輸技術。
隨著5g技術、物聯網技術和太赫茲技術的發展,無線傳輸技術的傳輸速率將超過1gbps,傳輸距離將從毫米提高到100米。延遲將大大縮短,網絡容量將成倍增加,模塊集成度將越來越高,這進一步促進了無線傳輸技術的應用。未來,無線傳輸技術將逐漸取代許多傳統的通信領域使用插件或電纜。
6)智能連接技術。
隨著人工智能時代的到來,未來連接器將不僅實現簡單的傳輸功能,而且成為傳感器技術、智能識別技術和數學信號處理技術的智能元件,可廣泛應用于系統設備的關鍵連接部分,實現互聯系統工作狀態的實時檢測、診斷和預警功能,提高設備的安全可靠性和維護經濟性。
7)深水密封技術。
隨著海洋設備的發展,水下機器人、水下物聯網等系統技術的進步對水下連接器的需求越來越豐富。在海底遠程、高可靠的場合,深水連接器向深海、可插拔、高速發展,深水近距離信號傳輸向無線傳輸、可見光傳輸等方向發展。
8)高壓、大電流技術。
圍繞電氣化、智能化、網絡化交通車輛的發展趨勢,立足電力總成、智能網絡化、充/換電、高壓、大電流產品技術,屏蔽效率高,電流傳輸大,逐步向小型化、輕量化、平臺化、集成化方向發展。
9)微間距低矮化技術。
隨著軍事技術向信息化和智能化方向復合發展的加快,行業對連接器的高速、微型化、低矮化性能提出了更高的要求。在BTB連接器和FPC連接器中,接點間距為0.35mm以下,兼容5G數字信號和射頻信號的連接器將被廣泛使用。

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