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2019 款 iPhone 或将采用全新天线结构,可以改善信号质量吗?

前不久,苹果分析师郭明錤发布了一份供应链最新报告,预测由于供应商和技术的转变,iPhone 天线设计将发生巨大变化,旨在改善手机信号问题。那么采用新的天线结构,能否改善 iPhone 信号呢?我们一起来看看。


苹果当前采用的 LCP 材质,全称为 Liquid-crystal polymers,译为液晶聚合物,是一种新型热塑性有机材料,可在保证较高可靠性的前提下实现高频高速,具有以下特性:


● 操作频带范围宽,在高达 110 GHz 的全部射频范围几乎能保持恒定的、较低的介电常数,一致性好;


● 损耗正切角仅为 0.002,即使在 110 GHz 时只增加到 0.0045,非常适合毫米波应用;


● 热膨胀特性非常小,可以作为理想的高频封装材料。


但在短期内 LCP 目前也存在一系列问题:


 ◦ 材料短缺:目前 LCP 薄膜材料主要掌握在日系厂商间,主要有 Primatec 和日商 Kuraray,Primatec 已经被村田收购因此材料仅供内部使用,仅剩唯一 Kuraray 可以供货其他厂商,且供货稳定程度存在一定问题。

 ◦ 成本高昂:LCP 软板层数更多,部分需要达到 10 层以上,须使用激光打孔技术,机械设备投资远高于传统软板,综合成本高。

 ◦ 良品率低:LCP 较为脆弱,在制造模组环节中进行弯折测试时,容易折断,良品率低下,由于本身的材料极高,进一步提高了生产成本。


而 PI 全称为 Polyimide,中文名为聚酰亚胺,聚酰亚胺作为一种特种工程材料,广泛用于航空、航天、微电子、纳米、液晶等领域。传统软板一般由铜箔、绝缘基材和覆盖层构成,使用铜箔作为导体电路材料,PI 膜作为电路绝缘集采,PI 膜盒环氧树脂粘合剂保护盒隔离电路的覆盖层,经过一定制程加工而成 PI 软板。


绝缘基材的性能决定了软板最终的物理性能,由于 PI 基材的介电常数盒损耗因子较大、吸潮性较大,导致可靠性较差。PI  软板高频传输损耗严重,结构特性较差,无法适应当前的高频高速趋势。


2019 款 iPhone 或将采用全新天线结构,可以改善信号质量吗?


MPI(Modified PI),也就是新闻中提到的新的 PI 结构,是一种 PI 改进方案,仍以 PI 作为基板制作的 MPI 软板。MPI 软板的介电常数、吸潮性盒传输损耗介于 PI 软板和 LCP 软板之间,特别是随着工艺改进,在中低频段的传输效率几乎可以与 LCP 比肩,成本相对较低。


2019 款 iPhone 或将采用全新天线结构,可以改善信号质量吗?


由于 LCP 短期内成本高昂,而 MPI 在中低频具有性价比优势,在 5G 时代 MPI 将与 LCP 共存,中低频将采用 LCP。


理论上,在高频阶段,LCP 材质相比 PI 材质有非常优异的性能,在目前即将使用的毫米波频段,电磁波传播衰减差异达到了 5dB,所以 LCP 材质比 PI 材质更适合毫米波传输。但理论上的数据忽略了良品率的问题。


事实上,苹果早在 2017 年就开始尝试在 iPhone 8 系列以及 iPhone X 机型上大规模应用 LCP 天线和 LCP 软板,用于提高天线的高频性能并减小空间占用。而且由于良品率不高,制作工艺复杂,对于 iPhone 的出货量而言,显著提高成品率就需要提升天线性能。



2019 款 iPhone 或将采用全新天线结构,可以改善信号质量吗?


苹果认为,LCP 良品率过低,在不得已降低标准之后导致 iPhone 高频蜂窝传输的问题,包括 iPhone XS 系列和 iPhone XR 都在一定程度上受到了 LCP 材质的限制。


2019 款 iPhone 或将采用全新天线结构,可以改善信号质量吗?


但根据华为和射频 Skyworks 工程师的看法,LCP 仅能够提升天线的高频性能,不会影响高频蜂窝传输。iPhone XS 的信号的问题主要是由于天线设计引起的,苹果 4x4 MIMO 天线隔离度设计似乎存在一些问题,无法有效降低同频干扰。


那么苹果此次更换射频材质可以改善信号问题吗?


根据新闻爆料,新的天线结构是由 4 组 PI 和 2 组 LCP 天线组成,虽然天线材质更换后达到了平均水平,但天线材质并不是影响信号的主要因素,苹果可能需要同时在天线位置和设计上投入更多精力,才可以确保手机整体信号不会出现大的问题。