Kejayaan dalam Teknologi PCB Aeroangkasa dan Perluasan Pasaran

Memandangkan penerokaan angkasa lepas komersial global memasuki tempoh pelancaran intensif, industri papan litar bercetak (PCB), yang berfungsi sebagai "rangka" sistem elektronik aeroangkasa, sedang mengalami perubahan yang mendalam. Pada suku pertama 2026, pelbagai teknologi utama dan perkembangan industri mendedahkan kemajuan terkini dalam bidang ini: daripada kejayaan pengesahan tatasusunan suria bersepadu-flex tegar (Rigid-Flex) pada CubeSats, kepada perumusan dipercepatkan piawaian kebangsaan untuk PCB gelombang mikro yang digunakan oleh aeroangkasa China, dan kepada konfigurasi semula rantaian bekalan-angkasa tersuai B untuk keselamatan tersuai PC, peringkat baharu kebolehpercayaan tinggi dan pembuatan berskala.

I. Inovasi Teknologi: BersepaduPCB Tegar-FleksibelMencapai Pengesahan Penerbangan Angkasa untuk Kali Pertama

Satu kajian yang diterbitkan dalam jurnal "Acta Astronautica" pada Januari 2026 mendedahkan bahawa pasukan Program Angkasa Binar Australia berjaya menyelesaikan ujian penerbangan dalam orbit pertama di dunia bagi tatasusunan suria yang boleh digunakan untuk satelit kiub berdasarkan PCB fleksibel tegar. Teknologi ini digunakan pada tiga cubesat 1U (Binar-2, 3, 4), yang telah digunakan dari Stesen Angkasa Antarabangsa pada 29 Ogos 2024, dan menyelesaikan misi selama dua bulan.

Penemuan teras reka bentuk ini terletak pada penggunaan kedua-dua PCB tegar dan fleksibel untuk mencapai sokongan struktur, sambungan litar dan fungsi engsel secara serentak. Dengan menggunakan aloi ingatan bentuk nikel-titanium (Nitinol) sebagai pemacu, tatasusunan suria ini bukan sahaja memenuhi had volum ketat 1U CubeSats tetapi juga mencapai ketumpatan kuasa yang jauh lebih tinggi daripada panel solar berpakej tradisional. Penyelidikan menunjukkan bahawa reka bentuk ini mengalihkan sejumlah besar kerja pembuatan dan jaminan kualiti kepada pengeluar PCB, dengan ketara mengurangkan kerumitan pemasangan mikrosatelit.

Pencapaian ini telah mengesahkan kebolehpercayaan PCB fleksibel tegar dalam persekitaran angkasa lepas, menyediakan laluan yang boleh dilaksanakan untuk sistem tenaga kos rendah dan integrasi tinggi sejumlah besar buruj satelit kecil pada masa hadapan. Reka bentuk ini telah berjaya menahan lebih daripada 100 ujian kitaran penggunaan tanah dan persekitaran getaran semasa fasa pelancaran, menunjukkan potensi papan litar fleksibel sebagai komponen teras mekanisme ruang.

II. Menerajui Piawaian: Industri Aeroangkasa China Mempercepatkan Pembangunan Piawaian Kebangsaan PCB Gelombang Mikro

Memandangkan teknologi mengalami lelaran yang pantas, usaha penyeragaman juga semakin maju secara serentak. Pada Februari 2026, Jawatankuasa Kebangsaan bagi Teknologi Aeroangkasa dan Piawaian Aplikasinya telah memulakan perumusan piawaian kebangsaan "Spesifikasi Papan Litar Bercetak Tegar Gelombang Mikro untuk Aplikasi Aeroangkasa". Tempoh projek ialah 18 bulan.

Piawaian ini telah digubal oleh Beijing Aerospace Guanghua Electronic Technology Co., Ltd. Ia bertujuan untuk mengisi jurang dalam "Spesifikasi Umum untuk Papan Litar Bercetak Produk Aeroangkasa" sedia ada (GB/T 39342-2020) berkenaan jalur frekuensi gelombang mikro. Piawaian buat kali pertama dengan jelas mentakrifkan julat frekuensi PCB gelombang mikro aeroangkasa sebagai 1-100GHz, meliputi jalur arus perdana Ka (10-40GHz) dan keperluan aplikasi jalur frekuensi tinggi masa hadapan.

Perlu diingat bahawa piawaian ini menetapkan beberapa keperluan ketat untuk persekitaran khas aeroangkasa: termasuk penampilan dan piawaian kebolehpercayaan untuk pad ikatan wayar, kriteria penerimaan untuk penggumpalan resin, keperluan untuk ujian penyinaran jumlah dos, dan kaedah ujian untuk kekuatan elektrik di bawah keadaan tekanan rendah. Selain itu, piawaian itu telah menambah keperluan kebolehkesanan kod QR untuk memenuhi keperluan kawalan kualiti sepanjang keseluruhan kitaran hayat produk aeroangkasa.

Penubuhan piawaian ini akan menyediakan asas teknikal bersatu untuk pembuatan berskala besar buruj satelit komersial di negara kita, dan menggalakkan transformasi PCB aeroangkasa daripada model tersuai "satu satelit, satu papan" kepada pengeluaran standard dan modular.

III. Landskap Pasaran: Dwi-didorong oleh AI dan Aeroangkasa, Permintaan PCB Tertinggi Melambung

Menurut laporan suku pertama 2026 terbaru yang dikeluarkan oleh Prismark, pasaran PCB global mencapai pertumbuhan 15.8% yang ketara pada 2025, mencecah $85.2 bilion. Ia dijangka terus meningkat sebanyak 12.5% ​​kepada $95.8 bilion pada 2026. Antaranya, pasaran PCB aeroangkasa dan pertahanan telah meningkat secara berterusan daripada $1.36 bilion pada 2025 dan dijangka mencecah $1.59 bilion pada 2030, dengan kadar pertumbuhan tahunan kompaun sebanyak 3.2%.

Institusi penyelidikan pasaran telah menegaskan bahawa sektor ketenteraan/aeroangkasa adalah salah satu daripada tiga sektor sistem elektronik yang paling pesat berkembang antara 2025 dan 2030, dengan kadar pertumbuhan tahunan kompaun sebanyak 5.9%, hanya mengekori pelayan/storan data (10.9%) dan sektor perindustrian (5.5%). Pertumbuhan ini didorong terutamanya oleh dua faktor: satu ialah penggunaan pantas buruj satelit orbit rendah global (seperti "Kai Feng Constellation", GW Constellation dan SpaceX Starlink"); satu lagi ialah aplikasi meluas sistem kenderaan udara tanpa pemandu (UAV) dalam kedua-dua bidang ketenteraan dan komersial.

Menurut statistik, menjelang akhir tahun 2023, bilangan dron berdaftar di Amerika Syarikat telah melebihi 855,000, dan nilai pasaran global dron mencecah 43 bilion dolar AS. Dalam setiap dron dan satelit, penggunaan PCB adalah setinggi 20-30 keping. Pertumbuhan pasaran yang besar ini membentuk semula landskap industri.

IV. Respons Industri: Keselamatan Rantaian Bekalan dan Perluasan Kapasiti

Sebagai tindak balas kepada peningkatan permintaan, pengeluar PCB global mempercepatkan pelarasan susun atur kapasiti mereka. Pada Mac 2026, Indian DCX Systems, melalui anak syarikatnya Raneal Advanced Systems, mengumumkan pengembangan barisan pemasangan PCB bersaiz ultra besar, yang mampu mengendalikan papan litar besar sehingga 55 inci panjang, terutamanya untuk aplikasi pertahanan dan aeroangkasa. Syarikat itu telah menerima pesanan 2 bilion rupee untuk pemasangan PCB bersaiz ultra besar, menunjukkan permintaan kukuh untuk PCB bersaiz besar gred aeroangkasa.

Dari segi keselamatan rantaian bekalan, TTM Technologies dari Amerika Syarikat mengumumkan pada penghujung tahun 2023 bahawa ia akan membina kilang PCB lapisan tinggi berketumpatan ultra-tinggi baharu di Syracuse, New York, bertujuan untuk meningkatkan tempatan.PCB mewahkeupayaan pembuatan di Amerika Utara dan memenuhi keperluan keselamatan negara bagi sektor pertahanan dan aeroangkasa. Kilang ini akan dibangunkan menjadi pangkalan pembuatan PCB paling maju di Amerika Utara, memendekkan kitaran penghantaran produk mewah.

Perusahaan PCB China juga sedang giat mengembangkan kehadiran mereka dalam sektor aeroangkasa. Litar Shennan telah menubuhkan barisan pengeluaran pintar domestik pertama untuk PCB gred aeroangkasa. Menggunakan teknologi pengimejan langsung laser, ia mencapai pendawaian tepat peringkat sub-mikron, meningkatkan kapasiti pengeluaran satu kelompok kepada 5,000 keping dan meningkatkan kecekapan pengeluaran sebanyak lapan kali ganda berbanding kaedah tradisional. Huilei Co., Ltd. telah membangunkan modul PCB gred aeroangkasa piawai yang boleh serasi dengan lebih 80% model satelit komersial, mengurangkan kitaran penyesuaian produk daripada tiga bulan kepada 45 hari.

V. Cabaran Teknikal: Menerobos Had Bahan dan Proses

Keadaan melampau yang dihadapi oleh PCB gred aeroangkasa mengenakan keperluan pada bahan dan proses yang jauh melebihi produk awam.

Pengurusan terma adalah cabaran utama. Dalam persekitaran vakum, pelesapan haba perolakan gagal, dan pengaliran haba dan sinaran menjadi satu-satunya cara pemindahan haba. PCB gred aeroangkasa biasanya menggunakan lapisan tembaga 2-auns (oz) atau lebih tebal untuk lapisan kuasa dan tanah untuk mencapai penyebaran haba mendatar, sambil menggunakan tatasusunan vias haba yang padat untuk mengarahkan haba ke struktur pelesapan haba.

Pilihan bahan secara langsung menentukan kebolehpercayaan. Polimida, disebabkan suhu peralihan kaca (Tg) melebihi 250°C dan prestasi pemindahan gas vakum yang sangat baik, telah menjadi bahan pilihan untuk substrat litar fleksibel. Untuk litar gelombang mikro frekuensi tinggi, bahan seperti Teflon dengan pemalar dielektrik rendah (Dk) dan faktor kehilangan rendah, serta substrat seramik (alumina, aluminium nitrida), digunakan secara meluas.

Pencemaran pelepasan gas ialah titik kawalan kualiti yang unik dalam aeroangkasa. Pentadbiran Aeronautik dan Angkasa Lepas Kebangsaan (NASA) dan Pertubuhan Kerjasama Standardisasi Angkasa Eropah (ECSS) memerlukan jumlah kehilangan jisim (TML) sebanyak ≤ 1.0% dan koleksi bahan boleh terkondensasi meruap (CVCM) sebanyak ≤ 0.1%. Ini bermakna semua substrat PCB, pelekat, salutan dan fluks mesti menjalani pemeriksaan yang ketat.

Pengesahan kebolehpercayaan adalah lebih tinggi daripada piawaian industri. Ambil contoh Teleskop Angkasa Hubble pada tahun 1999, di mana unit kawalan kuasa gagal disebabkan oleh retakan mikro dalam lubang tembus (PTH) PCB. PCB gred aeroangkasa mesti menjalani saringan 100%, ujian hayat dipercepatkan dan analisis fizikal yang merosakkan (DPA). Ujian kitaran haba mensimulasikan turun naik suhu satelit yang melintasi kawasan bayang Bumi beribu-ribu kali dalam orbit, memastikan sambungan pateri dan lubang tembus tidak mengalami kegagalan lesu.

VI. Tinjauan: Pelan Hala Tuju Teknikal untuk PCB Aeroangkasa pada tahun 2030

Menjelang tahun 2030, trend pembangunan teknologi PCB aeroangkasa adalah seperti berikut:

Kekerapan tinggi dan penyepaduan: Apabila komunikasi satelit berkembang ke jalur Q/V (40-75GHz) dan juga jalur frekuensi terahertz, kawalan kehilangan dielektrik PCB dan reka bentuk integriti isyarat akan menjadi penghalang teknikal teras. Reka bentuk bersepadu fleksibel-tegar akan berkembang daripada tatasusunan suria kepada keseluruhan struktur satelit, mencapai "penyatuan fungsi struktur" sebenar.

Pengerasan sinaran: Sebagai tindak balas kepada persekitaran sinaran angkasa, pengerasan sinaran tidak lagi terhad kepada peranti semikonduktor, tetapi akan meluas ke tahap PCB. Ujian Penyinaran Dos Jumlah (TID) akan menjadi keperluan mandatori untuk PCB aeroangkasa.

Pembuatan berskala besar dan kawalan kos: Konstelasi satelit komersial seperti SpaceX Starlink memacu transformasi PCB gred aeroangkasa daripada "gred aeroangkasa" kepada struktur kos "gred kenderaan +". Dengan mengguna pakai komponen komersial gred industri (IOTS) yang disahkan melalui ujian penerbangan dan pengerasan sinaran peringkat sistem, kos boleh dikurangkan dengan ketara sambil memastikan kebolehpercayaan misi.

Kepelbagaian Domestikasi dan Rantaian Bekalan: Dalam konteks persaingan teknologi China-AS, pelbagai negara sedang mempercepatkan proses pengeluaran domestik bahan utama (kain kaca CTE rendah, resin kehilangan ultra rendah, kerajang tembaga HVLP) dan peralatan pembuatan untuk PCB aeroangkasa. Asia Tenggara telah menjadi kawasan 承接 yang penting untuk pemindahan kapasiti pengeluaran PCB pertengahan ke rendah, manakala substrat mewah dan papan berbilang lapisan masih tertumpu di Asia Timur.

Kesimpulan

Pada tahun 2026, industri PCB aeroangkasa berada pada persimpangan kritikal di mana penemuan teknologi dan pengembangan pasaran berkumpul. Daripada pengesahan dalam orbit litar bersepadu fleksibel tegar kepada penubuhan piawaian gelombang mikro untuk aplikasi aeroangkasa, dan kepada konfigurasi semula rantaian bekalan global untuk keselamatan, komponen elektronik utama ini menyediakan asas yang kukuh untuk pembangunan berskala besar aeroangkasa komersial. Dengan evolusi berterusan buruj satelit orbit rendah, penerokaan angkasa lepas dan kenderaan pelancar yang boleh diguna semula, PCB aeroangkasa akan mempercepatkan lelarannya ke arah frekuensi yang lebih tinggi, penyepaduan yang lebih baik, kebolehpercayaan yang lebih baik dan keberkesanan kos yang lebih tinggi, menyokong lanjutan penerokaan ruang angkasa manusia yang berterusan.