5G孕育“材”富 这5类材料将如何“变身”?
时间:19/10/23

文章来源:膜链(微信号filmlink2014)


5G产业链由上游、中游及下游构成,上游主要由无线设备和传输设备构成,无线设备包括基站天线、视频模块、基带芯片、小基站等,传输设备包括光器件与光模块、光纤光缆、SDN/NFV解决方案等;中游主要由运营商组成;下游包括终端设备如手机、可穿戴设备、车联网、VR/AR等以及其他应用厂商。


5G时代的到来催生材料的变革与需求,新技术的出现对材料提出新的性能要求,包括微波介质陶瓷、PCB材料、半导体材料、手机天线材料、手机外壳材料、电磁屏蔽材料、 导热散热材料等都将在5G应用中发生改变,孕育新的市场机会。


下面膜链带您盘点5G时代下相关膜材料的变革:

◤ 天线材料


智能手机作为5G的关键场景之一,5G的高频特性无疑为智能手机天线的发展和革新带来机会。目前主流的PI天线材料无法满足5G视频信号低损耗传输的需求,MPI(改性聚酰亚胺)、LCP(液晶聚合物)有望成为5G时代天线材料的主流选择。


PI:


PI材料在2.4GHz以上频率损耗偏大,不能用于10GHz以上频率,且吸潮性较大、可靠性不足,将在5G高频毫米波时代被逐渐替代。


MPI:


随着5G时代的来临,PI软板已无法满足消费者的需求,此时改性PI(MPI)进入了大家的视线。PI改性主要包括主链共聚、功能化侧基改眭、引入扭曲和非共平面结构、共混和复合改性等方法。


虽然MPI在传输损耗、尺寸稳定性和可弯折性等方面并不如LCP,但其通过改良氟化物配方,其效能也可得到提升,而且其成本只有LCP的70%。


改良的聚酰亚胺是非结晶材料,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,且MPI价格适中,故在5G发展前期,MPI有望替代部分PI,成为天线的重要过渡材料。


目前,涉足MPI膜的厂家有杜邦、达迈、Kaneka、SKC Konlon、瑞华泰和台虹等。

台虹在高频软板与高频材料领域,主要生产改性PI(MPI),以及 LCP(液晶材料),其中MPI已完成量产前准备,但目前尚待通过美国客户端认证。


LCP:


作为无线通信的重要一环,天线技术革新是推动无线连接发展的关键动力。5G要求更高的电磁波传输速度、更小的信号传播损失,这意味着应用材料的介电常数和介电损耗都要尽可能的小,LCP正是满足这些苛刻要求的材料。


目前LCP多被应用于汽车导航、航空航天导航、iPhone设备等领域,随着5G高频毫米波时代的到来(预计未来三年),LCP材料应用潜力巨大,有望替代PI成为手机天线的主流材料之一。


未来,随着5G智能手机的普及,预计全球LCP、MPI天线材料潜在市场空间超过120亿元。


LCP天线多个环节技术壁垒较高,目前电子级LCP材料主要被日美企业垄断,主要生产企业包括日本村田制作所、可乐丽、宝理塑料和美国杜邦等。


(PI薄膜和LCP材料主要供应企业)


在去年10月15日,有媒体报道,可乐丽计划在2020年实现“用于高速传输的柔性印刷电路板(FPC)的液晶聚合物(LCP)薄膜生产线”的大规模量产。可乐丽的LCP薄膜“Vecsta”具有低传输损耗特性,并且在高速传输变得满量程的5G时代,可作为无线终端和通信设备的主要基础材料出售。

◤ 电磁屏蔽与导热材料


5G时代,高频率高功率电子产品和通信设备的瓶颈是其产生的电磁辐射和热,为了解决此问题,以智能手机为代表的电子产品和通讯基站在设计时将会加入越来越多的电磁屏蔽及导热器件,电磁屏蔽与导热材料市场存在巨大的发展潜力。


从国外市场来看,电磁屏蔽及导热领域形成了比较稳定的格局,主要被莱尔德、固美丽、3M等知名厂家垄断。


国内市场方面,我国电磁屏蔽及导热领域起步较晚,在巨大的市场需求推动下,近年来生产企业数量迅速增加,已形成一定产业规模。


(电磁屏蔽和导热材料重点供应企业)


未来电磁屏蔽材料将向导电性能好、加工工艺简单、性价比高、适合大批量生产等方向发展,各种新材料在电磁屏蔽的创新应用将会得到更多发展。


导热相变材料、导热硅脂、导热填充胶和导热凝胶材料将得到进一步发展。此外,5G电子设备对热管理提出更高要求,对导热石墨膜材料将向厚度更薄、导热性更好,以及可加工为3D结构,或与其他材料结合形成复合多功能材料方向发展。


随着消费电子产品、汽车电子产品、通信设备等行业规模的扩大以及相关电子产品向轻薄化、小型化、轻量化方向发展, FPC行业逐渐向中国大陆转移,电磁屏蔽膜行业的使用率将会逐步扩大。预计2023年,电磁屏蔽膜需求量将会达到1940万平方米,18-23年复合增速达到 20.0%。


乐凯新材在5月24日发布消息称,其子公司竞得国有建设用地使用权,并协议约定公司在成眉石化园区投资建设“乐凯新材电子材料研发及产业基地项目”,项目内容为建设电磁波屏蔽膜等产品研发与生产基地。项目计划总投资5亿元,建设周期为36个月;项目建成达产后,预期可实现产值4亿元/年。


而6月20日,方邦电子科创板招股书获得审议通过。招股书显示,此次募集资金10.84亿元。其中,1.50亿元用于屏蔽膜生产基地建设项目。公司2018年在电磁屏蔽膜领域的全球市场份额约为19.60%。

◤ MLCC用离型膜


相关业内人士在近期指出,5G通信的发展将带动MLCC的需求,MLCC用量在5G时代将会持续增加,平均单支手机的用量将超过千颗。


厂商将5G催化的MLCC需求分成两大类,首先是基地台的需求,再者是5G手机的换机潮,相比起4G手机,5G手机或将轻薄20%。有市场调研机构预测5G手机带动的MLCC需求量,将比4G手机大幅成长50-200%。以现阶段苹果iPhone手机消耗1,200颗的数量想象,5G换机潮带动的需求量可想而知。


据了解,离型膜生产的主要原材料为PET基膜,高端应用领域的离型膜对该PET基膜的生产工艺和产品稳定性要求较高,目前国内主要依赖进口。


在MLCC离型膜领域,国内有洁美科技。据悉,2018年底,公司离型膜产线开始投产,现已实现对部分客户的批量供货,但产品还主要定位在中低端市场应用领域。


此前8月份,洁美科技在互动平台上曾表示,公司计划年内再新增两条进口宽幅高端离型膜生产线,年产2亿平米离型膜项目二期项目建成后,公司离型膜总共将有八条离型膜生产线(其中三条进口宽幅高端离型膜生产线产能相当于原计划国产8条线的产能)。


公司称,公司目前年产2亿平米离型膜项目一期已有五条生产线。根据公司的发展需要,为了同时满足生产光学材料用离型膜等更高端类别的产品,公司对原计划投产的10条国产离型膜生产线做了相应调整,改为采购生产离型膜质量精度更高、效率更高的进口宽幅高端生产线。

◤ 非导电粘合膜(NCF)


非导电粘合膜是将IC芯片电极表面和电路表面粘合在一起的绝缘膜,主要用作底部填充和TSV(硅通孔)晶片的粘合材料。


尽管TSV价格昂贵,但由于需要提高5G兼容产品的处理速度,因此从2019年到2020年将全面采用TSV,因此非导电粘合膜市场已经扩大。富士经济研究数据表示,预计到2022年,非导电粘合膜市场规模将达到1.4亿日元,是2017年的3.5倍。

◤ PEN薄膜


PEN薄膜主要被用于绝缘膜、座位传感器等,近年来,它在锂电池的柔性印刷电路板(FPC)中的应用也取得了进展,并且由于PEN即使燃烧也不会碳化,还可以通过短路防止二次损坏。


据了解,帝人用PEN薄膜在5G的FPC应用中取代聚酰亚胺(PI)薄膜,他们将继续开发它的耐化学性和阻气性等特性上的应用,并扩大战略材料PEN的适用范围。


本文封面图来源于图虫创意

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