Las redes 5G están abriendo paso a una gran cantidad de aplicaciones nuevas. Estas infraestructuras introducen dos nuevas bandas de frecuencia: sub-6 GHz (3,5 – 7 GHz) y mmWave (24 – 71 GHz). Es la mmWave 5G la que permite una latencia extremadamente baja y un ancho de banda sustancial, permitiendo así un mayor rendimiento de los datos, ambos necesarios para permitir nuevos desarrollos como dispositivos inteligentes, conducción autónoma, monitorización remota de pacientes…. Como tal, una red de dispositivos e infraestructuras habilitados para 5G está creciendo en todo el mundo, especialmente en mercados importantes como China, que lidera el despliegue mundial de banda media 5G con más del 68% de la cuota de mercado, según IDTechEx.
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Solucionar los problemas de pérdidas por transmisión
La expansión de la red 5G mundial no es una tarea sencilla; hay muchos retos técnicos que superar, sobre todo para las bandas de ondas milimétricas de mayor frecuencia. Entre estos desafíos figura un problema material clave: las elevadas pérdidas por transmisión de los materiales utilizados en componentes 5G como filtros y antenas. Dichas pérdidas provocan una propagación deficiente de la señal, lo que limitaría gravemente la eficacia de las comunicaciones 5G. Como explica Sona Dadhania, analista tecnológico senior de IDTechEx, reducir esta pérdida de transmisión es una tarea clave para el avance de las telecomunicaciones 5G, por lo que es fundamental mejorar el rendimiento dieléctrico de los materiales que se encuentran en todos los dispositivos 5G, incluida la placa de circuito impreso (LCB), la antena, el embalaje IC, etc.
Esta demanda de materiales de baja pérdida de transmisión, o baja pérdida, para aplicaciones 5G está impulsando el mercado para superar los 2.100 millones de dólares en 2034, según las predicciones del nuevo informe de la consultora, “Materiales de bajas pérdidas para 5G y 6G 2024-2034: mercados, tendencias y previsiones”.
La transición de 5G sub-6 GHz a mmWave 5G a 6G y más allá
Dado que la 5G sub-6 GHz es la banda de frecuencias de 5G más desplegada hasta la fecha, los materiales de bajas pérdidas utilizados en aplicaciones sub-6 GHz representan aproximadamente dos tercios del mercado de 5G por ingresos en 2024, según los augurios de la consultora.
Con unos requisitos de rendimiento solo ligeramente superiores a los de 4G, las aplicaciones sub-6 GHz se sirven eficazmente de los materiales de bajas pérdidas existentes, como FR-4 con base epoxi y BT.
Sin embargo, el salto de rendimiento de sub-6 GHz a mmWave 5G exige materiales dieléctricos con una pérdida dieléctrica aún menor que los materiales actuales. Esto está creando oportunidades para la innovación de materiales en este mercado con el fin de desplazar a los materiales actuales. Los materiales orgánicos como PI, PTFE y PPE ofrecen una combinación equilibrada de rendimiento dieléctrico, coste y facilidad de fabricación. Por su parte, los materiales inorgánicos como el vidrio y la cerámica cocida a baja temperatura (LTCC) ofrecen la oportunidad de crear componentes miniaturizados y altamente integrados. Habrá que sopesar los puntos fuertes de cada uno de estos materiales de bajas pérdidas para las aplicaciones 5G a fin de determinar su idoneidad para aplicaciones clave como los teléfonos inteligentes, los equipos de las instalaciones del cliente y las estaciones base.
A medida que se acerca el despliegue de la 6G, cuyo espectro de frecuencias se espera que incluya bandas por debajo de los THz (100 – 300 GHz), se sigue innovando para explorar materiales de pérdidas ultrabajas que permitan esta nueva generación de telecomunicaciones.
