למעגלים בעלי עכבה גבוהה יש יישומים רבים בתחומים-מתקדמים כגון תקשורת, תעופה וחלל, ציוד רפואי וכו', בשל הביצועים החשמליים המצוינים שלהם. משידור אותות מדויק של תחנות בסיס 5G ועד להתנגדות יעילה של מערכות אוויוניקה ועד לסביבות אלקטרומגנטיות מורכבות, למעגלים עם עכבה גבוהה יש תפקיד מכריע.
1, חומר מיוחד בנייה מחיר אבן פינה
עלות החומר היא אבן יסוד חשובה במחיר של לוחות מעגלים בעלי עכבה גבוהה. כדי לעמוד בדרישות המחמירות של אובדן נמוך ויציבות גבוהה בהעברת אותות בשל מאפייני עכבה גבוהים, יש לבחור חומרי מצע מיוחדים. לדוגמה, בתרחישי תקשורת בתדירות גבוהה-גבוהה, חומרי Rogers הנפוצים הפכו לבחירה אידיאלית להבטחת שידור אות- מהיר ויציב, בשל הקבוע הדיאלקטרי הנמוך ביותר ואובדן הדיאלקטרי שלהם. אך החומרים הללו יקרים, ובהשוואה לתשתיות FR-4 רגילות, המחיר עשוי להיות גבוה פי כמה ואף עשרות מונים. במעגלים בעלי עכבה גבוהה המשמשים בתחנות בסיס 5G, אם נעשה שימוש בחומר Rogers 4350B, עלות המצע עשויה להיות פי 5-10 מזו של מצעי FR-4 רגילים.
בנוסף למצעים, לחומרים מוליכים יש גם השפעה משמעותית על העלויות. רדיד נחושת בטוהר גבוה הוא הבחירה המועדפת עבור לוחות מעגלים בעלי עכבה גבוהה בשל המוליכות המצוינת וההתנגדות הנמוכה שלו. עם תנודת מחירי הנחושת בשוק הבינלאומי, גם עלות המעגלים משתנה. כאשר מחירי הנחושת עולים משמעותית, העלות של רדיד נחושת במעגלים בעלי עכבה גבוהה יכולה להוות 30% -40% מעלות החומר הכוללת, מה שמעלה משמעותית את המחיר הכולל.
2, תהליכים מורכבים מגדילים את עלויות הייצור
המורכבות והדרישות הגבוהות של תהליך הייצור מעלים עוד יותר את המחיר של לוחות מעגלים בעלי עכבה גבוהה. יש לו דרישות גבוהות במיוחד לדיוק קו, דיוק חורים ויישור בין השכבות. אם לוקחים את תהליך ייצור המעגלים העדינים כדוגמה, רוחב הקו והמרווח של לוחות מעגלים רגילים עשויים להיות בין 10-15 מיליליטר, בעוד שלעיתים קרובות לוחות מעגלים בעלי עכבה גבוהה צריכים להגיע ל-3-5 מיליליטר או אפילו נמוך יותר. הדבר מצריך שימוש בטכנולוגיית ליטוגרפיה מתקדמת, כמו הדמיה ישירה בלייזר, שהיא יקרה ועלויות תפעול ותחזוקה גבוהות.
בתהליך הקידוח, עבור חורים קטנים (קוטר קטן מ-0.15 מ"מ) וחורים בעלי יחס רוחב-גובה גדול, נדרשים ציוד קידוח CNC דיוק גבוה ומקדחים מיוחדים. תהליך הקידוח גוזל זמן-ושיעור הגרוטאות גבוה יחסית, מה שמביא לעלייה משמעותית בעלויות הייצור. תהליך הלמינציה של לוחות מעגלים בעלי עכבה גבוהה- רב שכבתית דורש דרישות מחמירות יותר כדי להבטיח חיבורים חשמליים אמינים בין שכבות, העברת אותות יציבה ודיוק בקרה טוב יותר של טמפרטורת הלמינציה, הלחץ והזמן. זה ללא ספק מגדיל את הקושי ואת ההשקעה בעלות של התהליך.
3, בדיקות מחקר ופיתוח להגדלת עלות המוצר
אין לזלזל בעלויות הפיתוח והבדיקה של מעגלים בעלי עכבה גבוהה. בשל דרישות הביצועים הגבוהות ביותר בתחום היישומים, נדרשת כמות גדולה של כוח אדם, משאבי חומר וזמן מתכנון מעגל מוקדם ועד בחירת חומר, ולאחר מכן לאופטימיזציה של פרמטרים של תהליך. צוות הנדסה מקצועי צריך לעבור ניסויים ואופטימיזציות חוזרות ונשנות על מנת לתכנן לוח מעגל העונה על מדדי ביצועים. כאשר מפתחים מעגלים בעלי עכבה גבוהה עבור תחנות בסיס תקשורת 5G, מחזור המחקר והפיתוח עשוי להימשך עד 1-2 שנים, הכרוך בעלויות מרובות כגון משכורות לאנשי מו"פ, שימוש בציוד, צריכת חומרים וכו'. העלויות הללו יתחלקו בסופו של דבר בין מחיר המוצר.
לאחר השלמת המוצר, הוא עדיין צריך לעבור בדיקות קפדניות, כגון בדיקת עכבה, בדיקת תקינות האות, בדיקת אמינות וכו'. ציוד בדיקה דיוק גבוה הוא יקר, ותהליך הבדיקה מורכב ודורש זמן-, מה שמגדיל עוד יותר את עלויות המוצר.
4, היצע וביקוש בשוק משפיעים על מגמות המחירים
ליחסי ההיצע והביקוש בשוק יש השפעה משמעותית על המחיר של מעגלים בעלי עכבה גבוהה. בצד הביקוש, עם ההתפתחות המהירה של טכנולוגיות מתפתחות כמו 5G, בינה מלאכותית ואינטרנט של הדברים, הביקוש למעגלים בעלי עכבה גבוהה ממשיכה לעלות. הגידול הנפיץ במספר מבנים של תחנות בסיס 5G הניע ביקוש משמעותי למעגלים בעלי עכבה גבוהה בציוד הליבה של תחנות בסיס.
עם זאת, בצד ההיצע, בשל הסף הטכנולוגי הגבוה לייצור לוחות מעגלים בעלי עכבה גבוהה, ישנם ארגונים מוגבלים עם יכולות ייצור בקנה מידה גדול-. יחד עם זאת, יציבות אספקת חומרי הגלם משפיעה גם על כושר הייצור. לדוגמה, ההיצע של כמה חומרי מצע גבוהים- מושפעים מגורמים כמו המצב הבינלאומי ומגבלות קיבולת ייצור חומרי גלם במעלה הזרם, מה שמוביל למחסור באספקה ומחמיר עוד יותר את חוסר האיזון בביקוש-של ההיצע, מה שמעלה את המחירים.