根據中國信息通信研究院測算：預計5G在2020-2025年，將拉動中國數字經濟增長15.2萬億元，5G與人工智能、大數據等ICT新技術融合發展，將推動數字經濟生產組織方式、資源配置效率、管理服務模式深刻變革。

市場研究機構IDC預測：到2022年，5G將促進混合現實、自主景觀和基於邊緣的生態系統的創造，這將推動中國數字經濟25%的社會經濟增長，到2023年1/3的智慧城市場景將被5G影響。

5G撬動新時代

基於陣列式的多入多出(MIMO)技術使基站天線數量成倍增加，遠遠超過了移動終端使用的天線，從而大幅提高通信頻譜效率。MIMO技術是5G通信中比較重要的技術，根據mino技術的相關要求，5G移動通信的天線應具有高增益、小型化、寬頻段及高隔離度等技術特徵，以滿足5G通信的高傳輸速率、波束智能賦形、波束能量聚集等功能。

MIMO天線有時被稱作空間多樣，因爲它使用多空間通道傳送和接收數據，利用MIMO技術可以提高信道的容量。5G基站的天線小型化有利於陣列天線的安裝部署。頻段升高，基站數量增加也必將加強有源一體化天線的普及趨勢，一體化基站子系統將會被廣泛地應用。

根據3D科學谷的市場研究，英國大學開發了適用於5G和毫米波（mm-wave）應用的低成本多輸入多輸出（MIMO）天線的設計和原型。這種MIMO天線通過3D打印技術製造，能夠在多個方向上傳送光束，從而在不使用移相器的情況下，在高達∓30°的高度上提供連續和實時的覆蓋範圍。

圖片來源：mm-Wave_Low_Cost_3D_Printed_MIMO_Antennas

這爲MIMO提供了優越的優勢，是一種有吸引力的低成本技術，這種3D打印的MIMO天線適合在28 GHz 5G頻段上工作，寬帶寬性能超過4 GHz，並且在仰角平面內的波束切換能力高達∓30°。通過將具有不同高度的3D打印壁引入3D打印輻射天線一側，可以在整個帶寬上控制MIMO中單元素天線的主波束方向。與所有其他可用的光束轉向技術不同，這種不同高度的壁不僅能夠改變天線波束的方向，而且能夠在整個帶寬上同時增益總體方向性。

3D科學谷Review

根據賽迪顧問總裁孫會峯，從產業推動要素來看，拉動5G產出增長的動力隨着5G商用進程的深化而相繼轉換：在5G商用初期，運營商大規模開展網絡建設，5G網絡設備投資帶來的設備製造商收入將成爲5G直接經濟產出的主要來源，預計2020年網絡設備和終端設備收入合計約4500億元，運營商在5G網絡設備上的投資將超過2200億元；5G商用持續推進，互聯網企業與5G相關的信息服務收入增長顯著，成爲直接產出的主要來源，5G設備的支出將穩步增長，預計2030年互聯網信息服務收入達到2.6萬億元，各領域在5G設備上的支出將超過5200億元。

圖片來源：賽迪

根據3D科學谷的市場研究，5G領域的半導體、濾波器、天線是國內5G基站建設技術競爭的一大賽道。

3D打印天線方面，此前，特拉華大學（UDEL）通過XJet的Carmel 1400 增材製造系統3D打印了陶瓷天線。據稱，Carmel 1400 AM系統非常適合生產小巧、輕便且經濟高效的5G天線。

視頻：Xjet公司CEO Dror Danai介紹陶瓷5G天線3D打印技術

一般來說，推出5G網絡一直是一項挑戰，因爲它的信號比3G或4G網絡對干擾更敏感。這意味着爲了實現更快的5G網絡，需要更多的天線來維持連接。而現有天線昂貴，是5G網絡擴展的一個很大的障礙。

因此，3D打印更便宜但性能更高的天線，這可能會改變遊戲規則。

UDEL的研究小組還開發了一種用於設計5G天線的專用軟件，然而其設計的複雜性和嚴格的材料特性使得研究小組發現製造是另外一項挑戰，最後通過XJet獨特的NPJ技術爲團隊面臨的挑戰提供了可行的解決方案。Xjet解決了研究小組在實現材料特性和幾何特徵所必需的兩方面需求。

根據3D科學谷的瞭解，Xjet的NPJ技術能夠實現每個通道內壁的細節特徵，具有保持波方向所需的精度和平滑度。尤其是XJet的陶瓷是一種各向同性，100％密度的陶瓷，具有正確的介電常數，不會“吸收”和削弱信號。這對於5G天線來說尤爲重要，因爲任何微小的容差變化都可能導致信號轉移到錯誤的位置。

研究人員發現晶體結構幾乎是均勻的，介電常數很高，而損耗角正切很低。根據YSU，這爲包括天線，透鏡和濾光片在內的各種微波器件的3D打印應用開闢了潛在市場。YSU用這種材料製作了兩個簡單的介質諧振器天線，測試結果表明材料特性確實可以滿足需求。

更多關於3D打印在5G領域的應用，敬請期待安世亞太與3D科學谷聯合發佈的《3D打印與5G白皮書》

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