吸波材在5G通訊應用上的解決方案

隨著 5G 技術快速普及，5G 裝置與基礎設備（包括 5G 手機、室內外小型基地台、毫米波天線模組、CPE、企業閘道器等）必須支援更高頻寬、更高速率與更低延遲。然而，5G 系統同時面臨更嚴峻的電磁干擾（EMI/RFI）挑戰，尤其在 Sub-6GHz 與毫米波（mmWave, 24–40+ GHz）下，高頻訊號更容易因近場耦合、天線間互擾、金屬結構反射而導致效能下降。此時，吸波材（Electromagnetic Absorber）已成為 5G 系統中關鍵的干擾抑制解決方案，有助提升通訊品質、降低訊號損耗並改善整體 EMC 表現。

一、5G EMI / RFI 挑戰

1. 多天線高密度設計（Massive MIMO / AiP）

5G 設備為提升吞吐量需整合大量天線，密集天線陣列造成：

• 互相耦合

• 漏波（leakage）

• 天線增益下降
  進而降低信號品質。

2. 毫米波高頻特性

mmWave 傳輸距離短、易被吸收，稍受結構干擾便致效率下降。

3. 高速 I/O 介面

5G 裝置常含高速介面如 PCIe/USB3/SerDes，也會造成 EMI。

4. 電源模組切換雜訊

DC-DC Switching Noise 會造成系統性高頻雜訊干擾。

若干擾未改善，會造成：

• 資料吞吐量下降

• 網速不穩、延遲變大

• 覆蓋率下降

• 產品 EMC 不合格

因此需有效 EMI 管理技術。

二、吸波材原理與特性

吸波材透過磁性損耗或介電損耗，將電磁波能量轉換為熱能，有效吸收特定或寬頻頻段的干擾。

主要特性：

• 適用高頻（1–40+ GHz）

• 可薄型化（0.05–1mm）

• 可彎曲，易貼附

• 寬頻吸收，可局部改善

• 可針對 mmWave 設計

類型包含：

• 磁性吸波材料（適用 100 MHz–10 GHz）

• 介電吸波材料（適用 10–40+ GHz）

• 複合型吸波材（寬頻應用）

三、吸波材在 5G 應用中的解決方案

1. 天線間隔離與吸收

在 Massive MIMO 與 AiP （Antenna-in-Package）中，可在天線模組周圍貼附吸波材，降低：

• 天線間互擾

• 漏波

• 結構反射

有助維持天線增益、改善方向性與吞吐量。

2. mmWave 模組效能提升

5G 手機與 CPE 中 mmWave 天線易受金屬框、散熱器影響。
吸波材可：

• 消除反射

• 改善近場耦合
  提升天線效率與 coverage。

3. 高速介面 EMI 控制

PCIe/USB3/SerDes 線路可貼吸波材於：

• IC 上方

• I/O 連接器

• 高速走線附近

可抑制高頻噪訊泄漏並提升 SI/PI。

4. 電源模組雜訊抑制

Switching Power 會對 RF/天線產生寬頻干擾，吸波材可局部貼附於：

• PMIC

• VRM

• Inductor
  降低噪聲干擾，提升通訊穩定度。

5. 結構設計後期補救

5G 裝置密集結構造成 EMC 測試難通過，吸波材能在不改版條件下快速改善 EMI，縮短開發週期。

四、導入效益

✔ 降低 EMI / RFI
✔ 改善 mmWave 與 Sub-6G 天線效率
✔ 提升網速與資料吞吐量
✔ 改善訊號完整性（SI / PI）
✔ 提升系統穩定度
✔ 縮短產品認證時間
✔ 可局部補強、成本彈性高

5G 系統中，吸波材通常與金屬屏蔽、導電絨布、接地等技術搭配使用，以達最佳電磁控制。

五, 結論

5G 系統因高速與高頻特性，使 EMI/RFI 問題更具挑戰，尤其在 Massive MIMO 與毫米波應用下，天線間互擾、結構反射與高速線路輻射皆會降低通訊效能。吸波材以薄型、彈性高與寬頻吸收能力，可有效在天線區、高速介面、電源模組等關鍵位置抑制干擾，提升訊號品質、通訊穩定性並加速產品通過 EMC 認證。
在 5G 手機、基地台與 CPE 等領域，吸波材已成為關鍵電磁解決方案，並將隨 mmWave 與 6G 技術發展而更加重要。