#石墨烯联盟#盘点：5G发展背后的新材料
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2013年是4G元年 ， 而如今随着2019年6月6日工信部正式发放5G商用牌照 ， 5G迎来了他的时代 。
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 。 ）
5G通讯有什么优点？
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 。
与4G通讯比较 ， 5G对材料有什么特殊要求？
5G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 。
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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01、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（LiquidCrystalPolymer ， 液晶聚合物）逐渐得到应用 。 但LCP造价昂贵、工艺复杂 ， 目前MPI（ModifiedPolyimide ， 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 。
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