目前，全球主要國家都在加快推進(jìn)5G商用步伐，2019年10月31日，我國也正式宣布啟動5G商用。5G產(chǎn)業(yè)將帶動數(shù)萬億元的直接經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出，也將為相關(guān)關(guān)鍵材料帶來巨大的市場。
微波介質(zhì)陶瓷
濾波器是基站射頻核心部件，其主要部件是使發(fā)送和接收信號中特定的頻率成分通過，而極大地衰減其他頻率成分?；緸V波器主要有金屬同軸腔體、陶瓷介質(zhì)諧振和陶瓷介質(zhì)三類。隨著5G技術(shù)的發(fā)展，陶瓷介質(zhì)濾波器逐步替代金屬腔體濾波器成為主流。
三種濾波器對比
生產(chǎn)陶瓷介質(zhì)濾波器的關(guān)鍵材料是微波介質(zhì)陶瓷，全球微波介質(zhì)陶瓷及粉體材料的生產(chǎn)主要集中在日本、美國等國家，主要生產(chǎn)企業(yè)有日本京瓷、TDK、村田制作所、德國EPCOS、美國TRANS-TECH等。位居我國介電陶瓷材料的龍頭企業(yè)國瓷材料，在國內(nèi)市場占有率高達(dá)80%，在國際市場上的占有率不足5%。
半導(dǎo)體材料
在5G通信技術(shù)中，需要大量的中高頻器件，主要包含濾波器、功率放大器、低噪聲放大器、射頻開關(guān)等。化合物半導(dǎo)體材料是制備這些器件的核心關(guān)鍵材料?；衔锘雽?dǎo)體材料主要包括砷化鎵、氮化鎵、碳化硅等化合物半導(dǎo)體，具備禁帶寬度大、電子遷移率高、直接禁帶等性能，可以實現(xiàn)高頻譜效率、大頻率波處理、低延時響應(yīng)等功能?；衔锇雽?dǎo)體材料未來將在5G領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
據(jù)報道，隨著5G市場的到來，GaAs，GaN和SiC器件的市場需求估計到2021 年市場規(guī)模將分別達(dá)到130億美元、6億美元和5.5億美元。目前GaAs、GaN 和SiC三種材料的技術(shù)和市場主要被美國、日本和歐洲等國家壟斷。
光纖預(yù)制棒材料
伴隨著5G通信Massive MIMO天線技術(shù)的應(yīng)用和基站的密集化建設(shè)，將對光纖傳輸市場帶來新的增長。光纖預(yù)制棒是制作光纖、光纜的重要基礎(chǔ)材料。其中，制備光預(yù)制棒的核心材料是石英砂材料。
目前，光纖預(yù)制棒的制備技術(shù)主要為美國、歐洲和日本企業(yè)掌握。長飛、烽火、富通、亨通、中天等公司，通過與國外企業(yè)建立合作關(guān)系，采取技術(shù)引進(jìn)等方式，實現(xiàn)了光纖預(yù)制棒國產(chǎn)化生產(chǎn)，但是核心技術(shù)及專利依然被國外企業(yè)控制，我國光纖預(yù)制棒主要來自日本和德國，從日本進(jìn)口量較大。
封裝基板材料
在5G通訊中，通訊器件向著微型化和集成化發(fā)展，通訊器材單位功耗和電磁輻射將顯著增加，對設(shè)備的封裝導(dǎo)熱技術(shù)提出了新的要求，封裝技術(shù)的不斷提高，必然要求材料的性能不斷提高。封裝基板是芯片封裝體的重要組成材料，可以分為有機(jī)、陶瓷和復(fù)合材料三種。有機(jī)封裝基板，以聚酰亞胺(PI)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等原材料為主。無機(jī)陶瓷基板原材料為高化學(xué)穩(wěn)定性、高耐腐蝕性、氣密性好、熱導(dǎo)率高及熱膨脹系數(shù)匹配的Al2O3、AlN、SiC和BeO等陶瓷材料。
目前全球封裝基板行業(yè)基本由UMTC、Ibiden、SEMCO、Shinko等日本、韓國和中國臺灣等地區(qū)所壟斷，目前占據(jù)了全球封裝基板90%的市場份額。目前我國大陸主流基板廠有深南電路、珠海越亞、興森科技和丹邦科技，占據(jù)市場份額僅為1%左右。
手機(jī)外殼材料
由于5G采用大規(guī)模MiMO技術(shù)，使手機(jī)中需要新增大量天線，而金屬材料會對信號產(chǎn)生屏蔽和干擾，因此手機(jī)后蓋去金屬化將是5G時代的大趨勢。手機(jī)后蓋材質(zhì)將由金屬向玻璃、陶瓷和塑料轉(zhuǎn)變。
目前，手機(jī)前后蓋應(yīng)用較為廣泛的是2.5D玻璃，2D玻璃的市場占比已經(jīng)逐漸減小，性能更為優(yōu)越的3D玻璃占比開始增大。3D玻璃具有輕薄、透明度更高、抗指紋性強(qiáng)、防眩光、耐刮傷等優(yōu)點。雖然未來手機(jī)前后蓋都可能使用玻璃材料，但仍需采用金屬中框。
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，同時擁有接近于金屬材料的優(yōu)異散熱性。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。
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)計和3D高壓成型可以實現(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。
電磁屏蔽材料
毫米波穿透力差、衰減大、覆蓋能力會大大減弱，因此5G對信號的抗干擾能力要求很高，需要大量的電磁屏蔽器件。目前，廣泛應(yīng)用的電磁屏蔽材料包括導(dǎo)電漿料、導(dǎo)電膠、導(dǎo)電涂料、導(dǎo)電漆、導(dǎo)電橡膠、導(dǎo)電布、導(dǎo)電泡棉、金屬絲網(wǎng)及透明導(dǎo)電膜等。
電磁屏蔽原材料特性及應(yīng)用場合
參考資料：
申勝飛、李茜.5G通信技術(shù)關(guān)鍵材料發(fā)展研究
王海峰.新材料在5G通信領(lǐng)域中的應(yīng)用及展望
環(huán)球聚氨酯.5G材料之爭：誰被淘汰，又是誰的時代？
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