2013年是4G元年，而如今随着2019年6月6日工(gōng)信部正式發放(fàng)5G商(shāng)用牌照，5G迎來了他的時代。在自動化，信息化，電(diàn)子化的年代，5G不會停止發展的腳步。據統計測算，以5G基建爲首的七大(dà)核心産業新基建，2020年的投資(zī)規模在21800億左右。IHS 預計到2035年，5G在全球創造的潛在銷售活動将達12.3萬億美元，并将跨越多個産業部門。

“

那什麽是5G呢？5G爲第五代移動通信技術的簡稱，5G通訊就是指通訊頻(pín)率提高到5GHz範圍。我(wǒ)國的5G初始中(zhōng)頻(pín)頻(pín)段爲3.3-3.6GHz和4.8-5GHz兩個頻(pín)段，24.75-27.5GHz、37-42.5GHz高頻(pín)頻(pín)段正在研發之中(zhōng)；而國際上主要使用28GHz進行試驗。這意味着5G通訊接近毫米波波段，毫米波最大(dà)優點爲傳播速度快，随之帶來的最大(dà)缺點就是穿透力差、衰減大(dà)。（注：通常将30-300GHz的頻(pín)域(波長爲1～10毫米)的電(diàn)磁波稱毫米波，它位于微波與遠紅外(wài)波相交疊的波長範圍，因而兼有兩種波譜的特點。）

”

Q

5G通訊有什麽優點？

A

極高的速率：5G的傳輸速率遠遠大(dà)于4G傳輸速度100倍左右。手機用戶在不到一(yī)秒時間内即可完成一(yī)部高清電(diàn)影的下(xià)載。

極低的時延：4G的信号時延爲140毫秒，而5G的時延降低到1毫秒，比4G整整降低140倍。

極大(dà)的衰減：因爲5G的傳播頻(pín)率太高，導緻信号很容易被屏蔽、很容易受到外(wài)界幹擾、也很容易在傳播介質中(zhōng)衰減。

Q

與4G通訊比較，5G對材料有什麽特殊要求？

A

5G的傳輸速度更快，要求傳播介質材料的介電(diàn)常數和介電(diàn)損耗要小(xiǎo)；

5G的電(diàn)磁波覆蓋能力較差，要求材料的電(diàn)磁屏蔽能力要強；

5G的傳輸信号強度較差，要傳播材料的介電(diàn)常數要小(xiǎo)，材料的電(diàn)磁屏蔽能力要強；

5G元器件的厚度薄、密封性有好，要求及時散熱，材料導熱性能要好。

綜合起來，5G需要：低介電(diàn)、高導熱和高電(diàn)磁屏蔽的高分(fēn)子材料。

5G通訊用材料品種異常豐富，從金屬材料、陶瓷材料、工(gōng)程塑料、玻璃材料、複合材料到功能材料，都有着巨大(dà)的市場空間。5G的布局帶動了整個産業鏈的發展，必然會推動供給側改革，企業都面臨着機遇和挑戰。

一(yī)、5G基站

1、基站天線

天線是基站的重要組成部分(fēn)，由輻射單元（振子）、反射闆（底闆）、功率分(fēn)配網絡（饋電(diàn)網絡）、封裝防護（天線罩）構成。天線是一(yī)種變換器，把傳輸線上傳播的導航波，變換成無界媒介中(zhōng)傳播的電(diàn)磁波，或者進行相反的變換。無論是基站還是移動終端，天線均是用于發射和接受電(diàn)磁波，基站天線性能的好壞，直接影響到移動通信的質量。

2、PCB

PCB（Printed Circuit Board）是承載并連接其他電(diàn)子元器件的橋梁，是現代電(diàn)子信息産業中(zhōng)不可缺少的産品。5G時代基站用PCB會傾向于更多層的高集成設計，除了結構變化之外(wài)，5G的數據量更大(dà)、發射頻(pín)率更大(dà)、工(gōng)作的頻(pín)段也更高，這需要基站用PCB闆有更好的傳輸性能和散熱性能，因此5G基站用PCB闆要使用更高頻(pín)率、更高傳輸速度、耐熱性更好的電(diàn)子基材。

PCB産業鏈由上遊的銅箔、玻纖、覆銅闆，中(zhōng)遊的PCB制造以及下(xià)遊的行業應用構成。覆銅闆對PCB直接影響PCB導電(diàn)、絕緣、支撐等功能，是PCB制造的重要基材，占PCB原材料中(zhōng)成本最高的。

3、濾波器

基站濾波器是射頻(pín)系統的關鍵組成部分(fēn)，主要工(gōng)作原理是使發送和接收信号中(zhōng)特定的頻(pín)率成分(fēn)通過，并極大(dà)地衰減其它頻(pín)率成分(fēn)。在3G/4G時代，金屬同軸腔體(tǐ)憑借着較低的成本和較成熟的工(gōng)藝成爲了市場的主流選擇。5G時代受限于MassiveMIMO對大(dà)規模天線集成化的要求，陶瓷介質濾波器在小(xiǎo)型化、輕量化、低損耗、溫度穩定性、性價比上存在優勢，陶瓷濾波器逐漸成爲市場主流。

陶瓷濾波器核心制造工(gōng)藝主要包括粉體(tǐ)配方、壓制成型及燒結、金屬化和調試四大(dà)環節。生(shēng)産技術難點在于一(yī)緻性，陶瓷粉體(tǐ)材料的配方、生(shēng)産的自動化以及調試的良率和效率都是濾波器生(shēng)産的難點所在。

4G時代，基站濾波器企業主要向設備商(shāng)直接供貨，而5G時代，主設備商(shāng)整合天線&濾波器廠商(shāng)或成趨勢，天線和濾波器整集成爲一(yī)體(tǐ)化的AFU方案或成爲5G時代AAU和小(xiǎo)基站的發展發現。前期采用工(gōng)藝成熟的小(xiǎo)型化金屬濾波器，後期采用陶瓷介質濾波器将成爲大(dà)部分(fēn)主設備商(shāng)的選擇。

二、5G手機

1、5G手機天線材料-LCP與MPI

5G的驅動無疑爲智能手機天線的發展和革新帶來機會。随着網絡的發展，手機通信使用的無線電(diàn)波頻(pín)率逐漸提高。由于電(diàn)磁波具有頻(pín)率越高，波長越短，越容易在傳播介質中(zhōng)衰減的特點，頻(pín)率越高，要求天線材料的損耗越小(xiǎo)。

最早的天線由銅和合金等金屬制成，後來随着FPC工(gōng)藝的出現，4G時代的天線制造材料開(kāi)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，憑借介子損耗與導體(tǐ)損耗更小(xiǎo)，具備靈活性、密封性等特性，LCP（Liquid Crystal Polymer，液晶聚合物(wù)）逐漸得到應用。但LCP造價昂貴、工(gōng)藝複雜(zá)，目前MPI（Modified Polyimide，改良的聚酰亞胺）有望成爲5G時代早期天線材料的主流選擇之一(yī)。

未來LCP将主要應用到像無人駕駛等需要快速反應的和AR、VR等需要大(dà)容量傳輸的應用場景。LCP可用于高頻(pín)電(diàn)路基闆、COF基闆、多層闆、IC封裝、u-BGA、高頻(pín)連接器、天線、揚聲器基闆、鏡頭模組/FPC、移相器小(xiǎo)型投影儀等。

改性聚酰亞胺（MPI）非結晶性的材料，基本上在各種溫度下(xià)都可進行操作，特别是在低溫壓合銅箔時，能夠容易地與銅的表面接着。其氟化物(wù)的配方被改良，在10-15GHz的超高頻(pín)甚至極高頻(pín)的信号處理上的表現有望媲美LCP天線，MPI可以滿足5G時代的信号處理需求，且價格較LCP更親民，故在5G發展前期，MPI有望替代部分(fēn)PI，成爲重要的過渡材料。

2、半導體(tǐ)材料

5G将帶來半導體(tǐ)材料革命性的變化，随着通訊頻(pín)段向高頻(pín)遷移，基站和通信設備需要支持高頻(pín)性能的射頻(pín)器件，GaN的優勢将逐步凸顯。

目前電(diàn)信基站領域橫向擴散金屬氧化物(wù)半導體(tǐ)（LDMOS）、砷化镓（GaAs）、氮化镓（GaN）三者占比相差不大(dà)，從未來發展趨勢來看，5G通信頻(pín)率最高可達85GHz，是GaN發揮優勢的頻(pín)段，使得GaN有望成爲5G基站建設重點材料之一(yī)。此外(wài)，随着氮化镓體(tǐ)單晶襯底研究技術趨于成熟，下(xià)一(yī)步的發展方向是大(dà)尺寸、高完整性、低缺陷密度、自支撐襯底材料。

3、導熱散熱材料

導熱材料主要用于解決電(diàn)子設備的散熱問題，用于發熱源和散熱器的接觸界面之間，通過使用導熱系數遠高于空氣的熱界面材料，提高電(diàn)子元器件的散熱效率。5G時代新産品具有 “高熱流密度、高功率、穩定性、熱響應、超薄”的特性，這就對導熱、散熱材料提出更高的要求。

導熱材料處于産業鏈中(zhōng)遊，上遊原材料包括石墨、PI膜、矽橡膠、改性塑料等，下(xià)遊應用集中(zhōng)在消費(fèi)電(diàn)子、通信基站、動力電(diàn)池等領域。

4、電(diàn)磁屏蔽材料

電(diàn)磁波引起的電(diàn)磁幹擾（EMI）和電(diàn)磁兼容（EMC）問題日益嚴重，不僅對電(diàn)子儀器、設備造成幹擾和損壞，影響其正常工(gōng)作，也會污染環境，危害人類健康。另外(wài)，電(diàn)磁波洩露也會危及信息安全。電(diàn)磁屏蔽是利用屏蔽材料阻隔或衰減被屏蔽區域與外(wài)界的電(diàn)磁能量傳播，其原理是屏蔽材料對電(diàn)磁波進行反射和吸收。電(diàn)磁屏蔽材料解決電(diàn)磁波引起的電(diàn)磁幹擾和電(diàn)磁兼容問題。

按照材料的制備工(gōng)藝劃分(fēn)，電(diàn)磁屏蔽材料可以分(fēn)爲金屬類電(diàn)磁屏蔽材料、填充類複合屏蔽材料、表面敷層屏蔽材料和導電(diàn)塗料類屏蔽材料。

5、手機後蓋材料

5G采用的大(dà)規模MIMO技術，需要在手機中(zhōng)新增專用天線，而金屬對信号會産生(shēng)屏蔽及幹擾，所以手機後蓋去(qù)金屬化将是大(dà)勢所趨，目前手機後蓋材質正在從金屬轉向玻璃、陶瓷和塑料，其中(zhōng)塑料又(yòu)是其中(zhōng)最受青睐的材料之一(yī)，但普通注塑+噴塗的後蓋和保護套是無法滿足5G時代要求的，未來的趨勢是質感上和體(tǐ)驗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(wài)殼在外(wài)觀質感上已經有了質的飛躍，塑料相關企業在保護殼的市場上還有很大(dà)的上升空間5G手機背闆材料的選擇，需要考慮10個指标，其中(zhōng)性能指标6個，量産可行性指标3個，綜合指标1個。

随着5G的商(shāng)用，金屬手機後殼淘汰速率将進一(yī)步加快，玻璃/陶瓷/塑料将成爲三大(dà)主要原材料。

PMMA+PC複合闆材原材料成本低、且易于加工(gōng)、耐摔不易碎不變形；通過紋理設計和3D高壓成型可以實現3D玻璃效果，表面視覺質感大(dà)大(dà)增強；背闆兼具良好的耐磨性和韌性。

目前，各省(市、區)相繼發布了支持5G發展的政策和文件，布局5G。其中(zhōng)，融合應用成爲各方關注重點，中(zhōng)國電(diàn)信、中(zhōng)國移動和中(zhōng)國聯通相繼發布了5G的發展規劃，并在應用和産業發展方面也有很好的布局。目前，5G獨立組網産業生(shēng)态正逐步成熟。

5G是下(xià)一(yī)輪信息技術革命的制高點，将催生(shēng)萬物(wù)互聯。從互聯網到移動互聯網再到5G物(wù)聯網，它将帶來全新的生(shēng)産和生(shēng)活方式。以5G、人工(gōng)智能、高端裝備、新材料、新能源等戰略性新興産業爲代表的科技創新建設，将會對經濟增長與自主創新一(yī)共有力的支撐。