细而全的5G新材料解析（内含5G通讯产业链分布图）在自动化

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在自动化，信息化，电子化的年代， 5G不会停止发展的脚步。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。
那什么是5G呢？5G为第五代移动通信技术的简称， 5G通讯就是指通讯频率提高到5GHz范围。我国的5G初始中频频段为3.3-3.6GHz和4.8-5GHz两个频段， 24.75-27.5GHz、37-42.5GHz高频频段正在研发之中；而国际上主要使用28GHz进行试验。这意味着5G通讯接近毫米波波段，毫米波最大优点为传播速度快，随之带来的最大缺点就是穿透力差、衰减大。（注：通常将30-300GHz的频域(波长为1～10毫米)的电磁波称毫米波，它位于微波与远红外波相交叠的波长范围，因而兼有两种波谱的特点。）
Q：5G通讯有什么优点？
A：
极高的速率：5G的传输速率远远大于4G传输速度100倍左右。手机用户在不到一秒时间内即可完成一部高清电影的下载。
极低的时延：4G的信号时延为140毫秒，而5G的时延降低到1毫秒，比4G整整降低140倍。
极大的衰减：因为5G的传播频率太高，导致信号很容易被屏蔽、很容易受到外界干扰、也很容易在传播介质中衰减。
Q：与4G通讯比较， 5G对材料有什么特殊要求？
A：
A5G的传输速度更快，要求传播介质材料的介电常数和介电损耗要小；
5G的电磁波覆盖能力较差，要求材料的电磁屏蔽能力要强；
5G的传输信号强度较差，要传播材料的介电常数要小，材料的电磁屏蔽能力要强；
5G元器件的厚度薄、密封性要好，要求及时散热，材料导热性能要好。
综合起来， 5G需要：低介电、高导热和高电磁屏蔽的高分子材料。
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5G通讯用材料品种异常丰富，从金属材料、陶瓷材料、工程塑料、玻璃材料、复合材料到功能材料，都有着巨大的市场空间。 5G的布局带动了整个产业链的发展，必然会推动供给侧改革，企业都面临着机遇和挑战。
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5G手机
1、5G手机天线材料-LCP与MPI
5G的驱动无疑为智能手机天线的发展和革新带来机会。随着网络的发展，手机通信使用的无线电波频率逐渐提高。由于电磁波具有频率越高，波长越短，越容易在传播介质中衰减的特点，频率越高，要求天线材料的损耗越小。
最早的天线由铜和合金等金属制成，后来随着FPC工艺的出现， 4G时代的天线制造材料开始采用PI膜（聚酰亚胺）。但PI在10Ghz以上损耗明显，无法满足5G终端的需求，凭借介子损耗与导体损耗更小，具备灵活性、密封性等特性， LCP（Liquid Crystal Polymer ，液晶聚合物）逐渐得到应用。但LCP造价昂贵、工艺复杂，目前MPI（Modified Polyimide ，改良的聚酰亚胺）有望成为5G时代早期天线材料的主流选择之一。
未来LCP将主要应用到像无人驾驶等需要快速反应的和AR、VR等需要大容量传输的应用场景。 LCP可用于高频电路基板、COF基板、多层板、IC封装、u-BGA、高频连接器、天线、扬声器基板、镜头模组/FPC、移相器小型投影仪等。
改性聚酰亚胺（MPI）非结晶性的材料，基本上在各种温度下都可进行操作，特别是在低温压合铜箔时，能够容易地与铜的表面接着。其氟化物的配方被改良，在10-15GHz的超高频甚至极高频的信号处理上的表现有望媲美LCP天线， MPI可以满足5G时代的信号处理需求，且价格较LCP更亲民，故在5G发展前期， MPI有望替代部分PI ，成为重要的过渡材料。
2、半导体材料
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，随着氮化镓体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。
3、导热散热材料
导热材料主要用于解决电子设备的散热问题，用于发热源和散热器的接触界面之间，通过使用导热系数远高于空气的热界面材料，提高电子元器件的散热效率。 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。