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未来,5G需要这样的新材料

2020/6/3 9:11:35 来源:聚风传媒 关键词:聚风塑料网

早在2019年6月6日工信部正式发放5G商用牌照,5G迎来了属于它的时代。


据统计测算,以5G基建为首的七大核心产业新基建,2020年的投资规模在21800亿左右。IHS 预计到2035年,5G在全球创造的潜在销售活动将达12.3万亿美元,并将跨越多个产业部门。


5G基站


5G基站用PCB板要使用更高频率、更高传输速度、耐热性更好的电子基材。PCB产业链由上游的铜箔、玻纤、覆铜板,中游的PCB制造以及下游的行业应用构成。覆铜板对PCB直接影响PCB导电、绝缘、支撑等功能,是PCB制造的重要基材,占PCB原材料中成本最高的。


5G时代受限于MassiveMIMO对大规模天线集成化的要求,陶瓷介质滤波器在小型化、轻量化、低损耗、温度稳定性、性价比上存在优势,陶瓷滤波器逐渐成为市场主流。


陶瓷滤波器核心制造工艺主要包括粉体配方、压制成型及烧结、金属化和调试四大环节。生产技术难点在于一致性,陶瓷粉体材料的配方、生产的自动化以及调试的良率和效率都是滤波器生产的难点所在。

4G时代,基站滤波器企业主要向设备商直接供货,而5G时代,主设备商整合天线&滤波器厂商或成趋势,天线和滤波器整集成为一体化的AFU方案或成为5G时代AAU和小基站的发展发现。前期采用工艺成熟的小型化金属滤波器,后期采用陶瓷介质滤波器将成为大部分主设备商的选择。


5G将带来半导体材料革命性的变化


5G将带来半导体材料革命性的变化,随着通讯频段向高频迁移,基站和通信设备需要支持高频性能的射频器件,GaN的优势将逐步凸显。


目前电信基站领域横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)、砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)三者占比相差不大,从未来发展趋势来看,5G通信频率最高可达85GHz,是GaN发挥优势的频段,使得GaN有望成为5G基站建设重点材料之一。此外,随着GaN单晶衬底研究技术趋于成熟,下一步的发展方向是大尺寸、高完整性、低缺陷密度、自支撑衬底材料。


5G时代新产品具有 “高热流密度、高功率、稳定性、热响应、超薄”的特性,这就对导热、散热材料提出更高的要求。导热材料处于产业链中游,上游原材料包括石墨、PI膜、硅橡胶、改性塑料等,下游应用集中在消费电子、通信基站、动力电池等领域。


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5G手机后盖材料


5G采用的大规模MIMO技术,需要在手机中新增专用天线,而金属对信号会产生屏蔽及干扰,所以手机后盖去金属化将是大势所趋,目前手机后盖材质正在从金属转向玻璃、陶瓷和塑料,其中塑料又是其中最受青睐的材料之一,但普通注塑+喷涂的后盖和保护套是无法满足5G时代要求的,未来的趋势是质感上和体验上都向金属或玻璃靠近。


目前的IMT及背盖PC注塑+镀膜塑胶外壳在外观质感上已经有了质的飞跃,塑料相关企业在保护壳的市场上还有很大的上升空间5G手机背板材料的选择,需要考虑10个指标,其中性能指标6个,量产可行性指标3个,综合指标1个。


随着5G的商用,金属手机后壳淘汰速率将进一步加快,玻璃/陶瓷/塑料将成为三大主要原材料。


PMMA+PC复合板材原材料成本低、且易于加工、耐摔不易碎不变形;通过纹理设计和3D高压成型可以实现3D玻璃效果,表面视觉质感大大增强;背板兼具良好的耐磨性和韧性。

 

陶瓷材料结合了玻璃的外形差异化、无信号屏蔽、硬度高等性能优势,同时拥有接近于金属材料的优异散热性。氧化锆陶瓷在手机中的应用主要是后盖、指纹识别的贴片或可穿戴设备的外壳、锁屏和音量键等小型结构件。陶瓷作为手机外壳材料具有良好的质感、其耐磨性好、散热性能好,能够很好的满足5G通信和无线充电技术对机身材料的要求。


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目前,各省(市、区)相继发布了支持5G发展的政策和文件,布局5G。其中,融合应用成为各方关注重点,中国电信、中国移动和中国联通相继发布了5G的发展规划,并在应用和产业发展方面也有很好的布局。目前,5G独立组网产业生态正逐步成熟。


5G是下一轮信息技术革命的制高点,将催生万物互联。从互联网到移动互联网再到5G物联网,它将带来全新的生产和生活方式。以5G、人工智能、高端装备、新材料、新能源等战略性新兴产业为代表的科技创新建设,将会对经济增长与自主创新一个有力的支撑。

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