未來，5G需要這樣的新材料02
閱讀次數(shù)：638 更新時(shí)間：2020-06-02
上接《未來，5G需要這樣的新材料01》
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5G手機(jī)
15G手機(jī)天線材料-LCP與MPI 5G的驅(qū)動(dòng)無疑為智能手機(jī)天線的發(fā)展和革新帶來機(jī)會。隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，手機(jī)通信使用的無線電波頻率逐漸提高。由于電磁波具有頻率越高，波長越短，越容易在傳播介質(zhì)中衰減的特點(diǎn)，頻率越高，要求天線材料的損耗越小。
最早的天線由銅和合金等金屬制成，后來隨著FPC工藝的出現(xiàn)，4G時(shí)代的天線制造材料開始采用PI膜（聚酰亞胺）。但PI在10Ghz以上損耗明顯，無法滿足5G終端的需求，憑借介子損耗與導(dǎo)體損耗更小，具備靈活性、密封性等特性，LCP（Liquid Crystal Polymer，液晶聚合物）逐漸得到應(yīng)用。但LCP造價(jià)昂貴、工藝復(fù)雜，目前MPI（Modified Polyimide，改良的聚酰亞胺）有望成為5G時(shí)代早期天線材料的主流選擇之一。
未來LCP將主要應(yīng)用到像無人駕駛等需要快速反應(yīng)的和AR、VR等需要大容量傳輸?shù)膽?yīng)用場景。LCP可用于高頻電路基板、COF基板、多層板、IC封裝、u-BGA、高頻連接器、天線、揚(yáng)聲器基板、鏡頭模組/FPC、移相器小型投影儀等。
改性聚酰亞胺（MPI）非結(jié)晶性的材料，基本上在各種溫度下都可進(jìn)行操作，特別是在低溫壓合銅箔時(shí)，能夠容易地與銅的表面接著。其氟化物的配方被改良，在10G～15GHz的超高頻甚至極高頻的信號處理上的表現(xiàn)有望媲美LCP天線，MPI可以滿足5G時(shí)代的信號處理需求，且價(jià)格較LCP更親民，故在5G發(fā)展前期，MPI有望替代部分PI，成為重要的過渡材料。
2半導(dǎo)體材料 5G將帶來半導(dǎo)體材料革命性的變化，隨著通訊頻段向高頻遷移，基站和通信設(shè)備需要支持高頻性能的射頻器件，GaN的優(yōu)勢將逐步凸顯。
目前電信基站領(lǐng)域橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體（LDMOS）、砷化鎵（GaAs）、氮化鎵（GaN）三者占比相差不大，從未來發(fā)展趨勢來看，5G通信頻率最高可達(dá)85GHz，是GaN發(fā)揮優(yōu)勢的頻段，使得GaN有望成為5G基站建設(shè)重點(diǎn)材料之一。此外，隨著GaN單晶襯底研究技術(shù)趨于成熟，下一步的發(fā)展方向是大尺寸、高完整性、低缺陷密度、自支撐襯底材料。
3導(dǎo)熱散熱材料 導(dǎo)熱材料主要用于解決電子設(shè)備的散熱問題，用于發(fā)熱源和散熱器的接觸界面之間，通過使用導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)高于空氣的熱界面材料，提高電子元器件的散熱效率。5G時(shí)代新產(chǎn)品具有 “高熱流密度、高功率、穩(wěn)定性、熱響應(yīng)、超薄”的特性，這就對導(dǎo)熱、散熱材料提出更高的要求。
導(dǎo)熱材料處于產(chǎn)業(yè)鏈中游，上游原材料包括石墨、PI膜、硅橡膠、改性塑料等，下游應(yīng)用集中在消費(fèi)電子、通信基站、動(dòng)力電池等領(lǐng)域。
4電磁屏蔽材料 電磁波引起的電磁干擾（EMI）和電磁兼容（EMC）問題日益嚴(yán)重，不僅對電子儀器、設(shè)備造成干擾和損壞，影響其正常工作，也會污染環(huán)境，危害人類健康。另外，電磁波泄露也會危及信息安全。電磁屏蔽是利用屏蔽材料阻隔或衰減被屏蔽區(qū)域與外界的電磁能量傳播，其原理是屏蔽材料對電磁波進(jìn)行反射和吸收。電磁屏蔽材料解決電磁波引起的電磁干擾和電磁兼容問題。
按照材料的制備工藝劃分，電磁屏蔽材料可以分為金屬類電磁屏蔽材料、填充類復(fù)合屏蔽材料、表面敷層屏蔽材料和導(dǎo)電涂料類屏蔽材料。
5手機(jī)后蓋材料 5G采用的大規(guī)模MIMO技術(shù)，需要在手機(jī)中新增專用天線，而金屬對信號會產(chǎn)生屏蔽及干擾，所以手機(jī)后蓋去金屬化將是大勢所趨，目前手機(jī)后蓋材質(zhì)正在從金屬轉(zhuǎn)向玻璃、陶瓷和塑料，其中塑料又是其中最受青睞的材料之一，但普通注塑+噴涂的后蓋和保護(hù)套是無法滿足5G時(shí)代要求的，未來的趨勢是質(zhì)感上和體驗(yàn)上都向金屬或玻璃靠近。
目前的IMT及背蓋PC注塑+鍍膜塑膠外殼在外觀質(zhì)感上已經(jīng)有了質(zhì)的飛躍，塑料相關(guān)企業(yè)在保護(hù)殼的市場上還有很大的上升空間5G手機(jī)背板材料的選擇，需要考慮10個(gè)指標(biāo)，其中性能指標(biāo)6個(gè)，量產(chǎn)可行性指標(biāo)3個(gè)，綜合指標(biāo)1個(gè)。 隨著5G的商用，金屬手機(jī)后殼淘汰速率將進(jìn)一步加快，玻璃/陶瓷/塑料將成為三大主要原材料。
PMMA+PC復(fù)合板材原材料成本低、且易于加工、耐摔不易碎不變形；通過紋理設(shè)計(jì)和3D高壓成型可以實(shí)現(xiàn)3D玻璃效果，表面視覺質(zhì)感大大增強(qiáng)；背板兼具良好的耐磨性和韌性。
陶瓷材料結(jié)合了玻璃的外形差異化、無信號屏蔽、硬度高等性能優(yōu)勢，同時(shí)擁有接近于金屬材料的優(yōu)異散熱性。氧化鋯陶瓷在手機(jī)中的應(yīng)用主要是后蓋、指紋識別的貼片或可穿戴設(shè)備的外殼、鎖屏和音量鍵等小型結(jié)構(gòu)件。陶瓷作為手機(jī)外殼材料具有良好的質(zhì)感、其耐磨性好、散熱性能好，能夠很好的滿足5G通信和無線充電技術(shù)對機(jī)身材料的要求。
目前，各省(市、區(qū))相繼發(fā)布了支持5G發(fā)展的政策和文件，布局5G。其中，融合應(yīng)用成為各方關(guān)注重點(diǎn)，中國電信、中國移動(dòng)和中國聯(lián)通相繼發(fā)布了5G的發(fā)展規(guī)劃，并在應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面也有很好的布局。目前，5G獨(dú)立組網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)正逐步成熟。
5G是下一輪信息技術(shù)革命的制高點(diǎn)，將催生萬物互聯(lián)。從互聯(lián)網(wǎng)到移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)再到5G物聯(lián)網(wǎng)，它將帶來全新的生產(chǎn)和生活方式。以5G、人工智能、高端裝備、新材料、新能源等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)為代表的科技創(chuàng)新建設(shè)，將會對經(jīng)濟(jì)增長與自主創(chuàng)新一共有力的支撐。
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