بردهای مدار امپدانس بالا به دلیل عملکرد الکتریکی عالی، کاربردهای زیادی در زمینههای-بالا مانند ارتباطات، هوافضا، تجهیزات پزشکی و غیره دارند. از انتقال دقیق سیگنال ایستگاه های پایه 5G تا مقاومت موثر سیستم های اویونیک تا محیط های پیچیده الکترومغناطیسی، برد مدارهای امپدانس بالا نقش مهمی ایفا می کنند.
1، سنگ بنای قیمت ساخت و ساز مواد ویژه
هزینه مواد سنگ بنای مهم قیمت برد مدارهای امپدانس بالا است. برای برآورده کردن الزامات سختگیرانه تلفات کم و پایداری بالا در انتقال سیگنال به دلیل ویژگیهای امپدانس بالا، مواد بستر ویژه باید انتخاب شوند. به عنوان مثال، در سناریوهای ارتباطی با فرکانس بالا و سرعت بالا، مواد راجرز که معمولاً مورد استفاده قرار میگیرند، به دلیل ثابت دی الکتریک و تلفات دی الکتریک بسیار کم، به انتخابی ایدهآل برای اطمینان از انتقال سیگنال با سرعت بالا- و پایدار تبدیل شدهاند. اما این مواد گران هستند و در مقایسه با بسترهای معمولی FR-4، ممکن است قیمت چندین برابر یا حتی ده ها برابر بیشتر باشد. در تختههای مدار امپدانس بالا که در ایستگاههای پایه 5G استفاده میشود، اگر از مواد Rogers 4350B استفاده شود، هزینه زیرلایه ممکن است 5-10 برابر زیرلایههای معمولی FR-4 باشد.
علاوه بر بسترها، مواد رسانا نیز تاثیر بسزایی در هزینه ها دارند. فویل مسی با خلوص بالا به دلیل رسانایی عالی و مقاومت کم، انتخاب ارجح برای بردهای مدار امپدانس بالا است. با نوسانات قیمت مس در بازارهای بین المللی، قیمت تمام شده برد مدارها نیز دچار نوسان می شود. هنگامی که قیمت مس به طور قابل توجهی افزایش می یابد، هزینه فویل مس در بردهای مدار امپدانس بالا می تواند 30٪ تا 40٪ از کل هزینه مواد را تشکیل دهد که به طور قابل توجهی قیمت کلی را افزایش می دهد.
2، فرآیندهای پیچیده باعث افزایش هزینه های تولید می شود
پیچیدگی و الزامات بالای فرآیند تولید باعث افزایش بیشتر قیمت برد مدارهای امپدانس بالا می شود. الزامات بسیار بالایی برای دقت خط، دقت سوراخ و تراز بین لایه ها دارد. با در نظر گرفتن فرآیند تولید مدار خوب به عنوان مثال، عرض خط و فاصله تخته های مدار معمولی ممکن است بین 10-15 میلی متر باشد، در حالی که برد مدارهای امپدانس بالا اغلب باید به 3-5 میلی متر یا حتی کمتر برسند. این امر مستلزم استفاده از فناوری پیشرفته لیتوگرافی مانند تصویربرداری مستقیم لیزری است که هزینه بالایی دارد و هزینه های عملیاتی و نگهداری بالایی دارد.
در فرآیند حفاری، برای سوراخهای کوچک (با قطر کمتر از 0.15 میلیمتر) و سوراخهایی با نسبت ابعاد بزرگ، تجهیزات حفاری CNC با دقت بالا و متههای مخصوص مورد نیاز است. فرآیند حفاری زمانبر است و نرخ ضایعات نسبتاً بالاست که منجر به افزایش قابل توجه هزینههای تولید میشود. فرآیند لمینیت بردهای مدار چندلایه امپدانس بالا نیازمند الزامات سخت گیرانه تری برای اطمینان از اتصالات الکتریکی قابل اعتماد بین لایه ها، انتقال سیگنال پایدار و دقت کنترل بهتر دما، فشار و زمان لمینیت است. این بدون شک دشواری و هزینه سرمایه گذاری فرآیند را افزایش می دهد.
3، آزمایش تحقیق و توسعه برای افزایش هزینه محصول
هزینه های توسعه و آزمایش بردهای مدار امپدانس بالا را نباید دست کم گرفت. با توجه به الزامات عملکرد بسیار بالا در زمینه کاربرد، مقدار زیادی نیروی انسانی، منابع مواد و زمان از طراحی مدار اولیه تا انتخاب مواد و سپس بهینه سازی پارامترهای فرآیند مورد نیاز است. یک تیم مهندسی حرفهای باید آزمایشها و بهینهسازیهای مکرر را انجام دهد تا بتواند مداری را طراحی کند که شاخصهای عملکرد را برآورده کند. هنگام توسعه بردهای مدار با امپدانس بالا برای ایستگاه های پایه ارتباطی 5G، چرخه تحقیق و توسعه ممکن است 1 تا 2 سال طول بکشد که شامل هزینه های متعددی مانند حقوق کارکنان تحقیق و توسعه، استفاده از تجهیزات، مصرف مواد و غیره می شود. این هزینه ها در نهایت بین قیمت محصول تقسیم می شود.
پس از تکمیل محصول، همچنان باید تحت آزمایش های دقیق قرار گیرد، مانند تست امپدانس، تست یکپارچگی سیگنال، تست قابلیت اطمینان، و غیره. تجهیزات تست با دقت بالا گران هستند، و فرآیند تست پیچیده و زمان بر است و هزینه های محصول را بیشتر می کند.
4، عرضه و تقاضای بازار بر روند قیمت تاثیر می گذارد
رابطه عرضه و تقاضا در بازار تأثیر قابل توجهی بر قیمت بردهای مدار امپدانس بالا دارد. در سمت تقاضا، با توسعه سریع فناوریهای نوظهور مانند 5G، هوش مصنوعی و اینترنت اشیا، تقاضا برای بردهای مدار امپدانس بالا همچنان در حال افزایش است. رشد انفجاری در تعداد ساخت و سازهای ایستگاه پایه 5G باعث تقاضای قابل توجهی برای بردهای مدار امپدانس بالا در تجهیزات اصلی ایستگاه های پایه شده است.
با این حال، در سمت عرضه، به دلیل آستانه بالای فناوری برای تولید بردهای مدار امپدانس بالا، شرکتهای محدودی با قابلیتهای تولید{0} در مقیاس بزرگ وجود دارند. در عین حال، ثبات تامین مواد اولیه نیز بر ظرفیت تولید تاثیر می گذارد. برای مثال، عرضه برخی از مواد اولیه-بالا تحت تأثیر عواملی مانند وضعیت بینالمللی و محدودیتهای ظرفیت شرکت تولید مواد خام بالادستی است که منجر به کمبود عرضه و تشدید بیشتر عدم تعادل عرضه-تقاضا و افزایش قیمتها میشود.