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相信不少人在2020年都感受到5G帶給社會的巨大變化，5G技術的普及，不僅讓通信技術和網(wǎng)絡技術飛速升級，而且其涉及到的無人駕駛、智能家居、智慧醫(yī)療等方面也大大增加了便捷性，疫情期間5G就發(fā)揮了極大的作用。那么，在5G到來的時代，消費電子將會如何在塑料的助推下加速升級呢？下面模切之家?guī)黄鹆私庖幌隆?/span>

5G時代的到來，毋庸置疑，對社會各行各業(yè)都將產(chǎn)生深刻深遠的影響，尤其是與普通消費者生活密切相關的以智能手機、可穿戴設備為核心的消費電子產(chǎn)業(yè)。

中國工信部于去年六月正式向中國電信、中國移動、中國聯(lián)通、中國廣電發(fā)放5G（即第五代）商用牌照，標志著中國正式進入了5G商用時代。

作為新一代移動通信技術，5G網(wǎng)絡具有速率極高、容量超大、時延極低的三大特征。其峰值理論傳輸速度可達10Gbps，比4G網(wǎng)絡的傳輸速度快出百倍，將帶來高速率、低時延、可靠安全的增強型網(wǎng)絡服務。

5G網(wǎng)絡能夠靈活地支持各種不同的設備，除了支持手機和平板計算機外，5G網(wǎng)絡將還支持可佩戴式設備、機器人，而且VR/AR、智能家居、車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、智慧城市、無人機網(wǎng)絡等概念將變?yōu)楝F(xiàn)實。此外，5G還將進一步應用到工業(yè)、醫(yī)療、安全等領域，能夠極大地促進這些領域的生產(chǎn)效率，以及創(chuàng)造出新的生產(chǎn)方式。

材料是感知未來世界和實現(xiàn)顛覆性創(chuàng)新的源泉。5G的到來無疑將要求電子設備具有更強的散熱能力和更小的尺寸，這將促進天線材料、手機外殼材料、電磁屏蔽材料，導熱和散熱材料等許多領域的材料升級。一般而言，5G需要低介電，高導熱率和高電磁屏蔽的高分子材料。

5G將帶動新材料需求，尤其是石墨烯等散熱材料。

在過去的幾年中，全球智能手機市場銷售不斷下降，而5G技術被視為唯一的生機。2020年及之后，全球?qū)⒂瓉?G手機的更換潮，即使新冠疫情肆虐，也阻止不住這一波洶涌的“后浪”。隨著5G手機產(chǎn)品對功能的要求不斷提高，材料面臨著更高的性能要求和技術挑戰(zhàn)。

手機天線材料

天線是手機中用于接收和發(fā)射信號的輻射單元，是影響手機信號的最關鍵的組件之一。目前主流的天線材料聚酰亞胺（PI）無法滿足5G通訊訊號低損耗傳輸?shù)男枨螅琈PI（改性聚酰亞胺）、LCP（液晶聚合物）有望成為5G時代天線材料的主流選擇。

PI的改性主要包括主鏈共聚、引入扭曲和非共平面結構、共混和復合改性等方法。雖然MPI在傳輸損耗、尺寸穩(wěn)定性和可彎折性等方面并不如LCP，但其通過改良氟化物配方，其效能也可得到提升，而且其成本只有LCP的70%。

MPI是非結晶材料，在10-15GHz的超高頻甚至極高頻的信號處理上的表現(xiàn)有望媲美LCP天線，且MPI價格適中，故在5G發(fā)展前期，MPI有望替代部分PI，成為天線的重要過渡材料。

在4G時代之前，PI（聚酰亞胺）或MPI（改性聚酰亞胺）材料通常用作消費類電子產(chǎn)品中的電路絕緣基基材。但是，隨著5G技術的落地，高頻信號傳輸中PI或MPI材料的短板變得非常明顯。最大的問題是射頻信號損耗大，并且隨著傳輸頻率的增加，信號損耗將越來越大。通信質(zhì)量將受到影響。

是否有低損耗、3D可折彎、高介電常數(shù)的材料，直接影響著手機數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣取CP （液晶聚合物）是一種新型熱塑性有機材料，在微波/毫米波頻段內(nèi)介電常數(shù)低、損耗小，同時LCP材料靈活性和強度也比PI材料更好，可以大大提高消費電子產(chǎn)品空間利用效率，因此LCP天線被認為有望替代傳統(tǒng)PI天線材料，成為下一代主流天線。

住友化學（Sumitomo Chemical）在上半年推出了兩種具有非常低介電常數(shù)和非常低損耗因子的LCP，并提供數(shù)據(jù)說明電氣工程師更好地理解和模擬這些化合物。

這兩種LCP聚合物分別為SumikaSuper? E6205L及SumikaSuper SR1205L，它們的介電常數(shù)低于標準LCP等級 - 這是更可靠的、更大容量的數(shù)據(jù)傳輸所必需的特性。兩款LCP可注射成型或擠出，可滿足5G的應用需求。

由于SR1205L的配方設計采用了一種新型的LCP基化學品，它的損耗因子更低，這可確保即使在千兆赫茲/毫米波頻率范圍內(nèi)依然可進行可靠數(shù)據(jù)傳輸。

住友化學表示，該公司可根據(jù)特定的連接器設計和厚度要求，幫助電氣工程師選擇合適的LCP等級，并提供適當?shù)臄?shù)據(jù)，讓工程師更好、更快和更高質(zhì)量地設計組件。

手機后蓋材料

5G技術的高傳輸率將對智能手機的設計產(chǎn)生重大影響。5G所采用的MIMO（大規(guī)模輸入輸出）技術使得手機中需要更多的空間來部署大量天線，當前手機選用的金屬材料卻會對信號產(chǎn)生干擾，5G手機后蓋的“去金屬化”已經(jīng)勢不可擋。

5G手機后蓋的“去金屬化”已經(jīng)勢不可擋。

手機制造商將逐漸改用非金屬材料（陶瓷、玻璃或塑料等），其中玻璃多為高端機所用。而塑料后蓋因成本低廉、性價比高，符合5G手機初期降低成本、占領市場的需求，有機會成為中低端智能手機機身的重要選擇。

在這些非金屬材料中，科思創(chuàng)（Covestro）提供的?？烁?SR多層PC/PMMA共擠薄膜解決方案脫穎而出。PMMA具有較好的硬度和耐磨性，一般用在外部，作為透明的保護膜，而PC具有良好的韌性，可作為內(nèi)層帶顏色的保護膜。通過這種方案，結合全新的制造工藝，生產(chǎn)的手機后蓋有玻璃般質(zhì)感，但不易碎。與傳統(tǒng)金屬組件不同，高頻輻射可穿透這種薄膜。

科思創(chuàng)特殊薄膜大中華區(qū)總監(jiān)趙洪義解釋道：“我們的薄膜解決方案不僅可以滿足毫米波長的無線電高頻率傳輸要求，更可以實現(xiàn)復雜的3D造型設計?！?/span>

這款可3D成型的適用5G手機的透明薄膜經(jīng)專門設計，為手機品牌提供了更高的設計自由度，手機制造商可以利用UV納米壓印和非導真空鍍膜（NCVM）等裝飾技術實現(xiàn)時尚的手機背蓋效果。

目前，塑料的“手感”和“顏值”正逐步向高端的3D玻璃靠攏，且加工生產(chǎn)流程遠少于玻璃，正逐步擺脫“低端”的刻板印象，市場占有率有望進一步提升。

輕和薄，已成為消費電子行業(yè)的目標，尤其是移動智能設備，例如手機，筆記本電腦等產(chǎn)品。5G的問世要求消費類電子產(chǎn)品具有更強大的熱處理能力和更輕的機身。塑料材料在消費電子產(chǎn)品的輕量化中起著重要作用。

從材料角度突破同質(zhì)化競爭，已成為一些消費類電子產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)的“葵花寶典”。關于5G領域的材料，現(xiàn)在迫切需要解決的就是功能材料，包括電子屏蔽材料和散熱材料。

電磁屏蔽材料

隨著5G的到來，高頻率的引入、硬件零部件的升級以及聯(lián)網(wǎng)設備及天線數(shù)量的成倍增長，使得設備與設備之間及設備本身內(nèi)部的電磁干擾無處不在，電磁干擾和電磁輻射對電子設備的危害也日益嚴重，電磁屏蔽材料的作用愈發(fā)明顯。電磁屏蔽是利用屏蔽材料阻隔或衰減被屏蔽區(qū)域與外界的電磁能量傳播，其原理是屏蔽材料對電磁波進行反射和吸收。

目前，廣泛應用于消費電子領域的電磁屏蔽材料主要以聚合物或?qū)щ姼叻肿宇悶橹鳎袑щ娝芰掀骷?、導電硅膠等。電磁屏蔽電子材料領先者漢高公司在5G時代的通訊設備、智能手機等領域都有布局，包括芯片級電磁干擾（EMI）屏蔽解決方案。該解決方案包括在封裝體內(nèi)提供分腔式的屏蔽保護和在封裝表面提供覆膜式屏蔽保護，從而實現(xiàn)更小、更輕薄的電子產(chǎn)品設計。

導熱散熱材料

在5G時代，消費類電子產(chǎn)品后殼的功率在非金屬化之后就加大了，因此整個散熱系統(tǒng)都需要做出改變。導熱材料主要用于解決電子設備的散熱問題，用于熱源和散熱器的接觸界面之間。通過使用導熱系數(shù)遠高于空氣的熱接口材料，可以提高電子元件的散熱效率。

導熱散熱材料可以幫助降低生產(chǎn)成本。

芯片是消費電子產(chǎn)品的核心部件，隨著芯片的高度集成，功率越來越大，芯片散熱效果越顯重要。陶氏（Dow）公司新推出了全新5G設備導熱材料 - 陶熙TM（DOWSILTM）TC-4040點膠式導熱凝膠。該產(chǎn)品達到UL 94 V-0的標準，可自動點膠，是一種可輕松點膠的熱接口材料（TIM），以代替預制的導熱墊片進行熱傳遞、應力消除和減震，也可以作為間隙填縫料，具有可重工的性能。此外，產(chǎn)品還支持絲網(wǎng)印刷。據(jù)悉，產(chǎn)品在經(jīng)歷了1000小時150℃老化測試、-45℃至-125℃條件下1000次循環(huán)沖擊測試、1000小時雙85高溫高濕老化測試等之后，依然堅挺。

另外，室溫下有長達6個月的保質(zhì)期。總之，它既可說明5G設備高效導熱，又能實現(xiàn)高效組裝，降低生產(chǎn)成本。

在眾多導熱方式中，石墨原料是近幾年消費性電子產(chǎn)品中的主流應用，因為石墨具有耐高溫、熱膨脹系數(shù)小、良好的導熱導電性、化學性穩(wěn)定、可塑性大等特點。而合成石墨材料/高導熱石墨膜是利用石墨的優(yōu)異導熱特性所開發(fā)的新型散熱材料。

未來趨勢

今年1月在美國拉斯韋加斯舉行的第53屆CES（國際消費類電子產(chǎn)品展覽會）上，5G和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)主題列在展會所聚焦的11大主題之首位，并明確提出5G和AI（人工智能）將定義創(chuàng)新未來。

隨著中國對以5G基站建設為領頭羊的“新基建”的大力推進，5G作為人工智能、大數(shù)據(jù)中心等其它幾大“新基建”領域的信息連接平臺，將為各行各業(yè)帶來巨大的發(fā)展空間，推動中國經(jīng)濟持續(xù)前進。

由于5G通信在傳輸速率、信號強度等方面有了很大的提高，因此從基站端到手機等應用端的各種材料的性能提出了更高的需求和更高的要求，5G新材料產(chǎn)業(yè)也迎來了新的藍海。因為5G產(chǎn)業(yè)鏈的建設過程需要多種所有材料均由塑料制成。這不僅為塑料材料的創(chuàng)新研究提供了機會，而且為塑料材料的應用和開發(fā)開辟了道路。

新基建依托5G技術，將為各行各業(yè)帶來發(fā)展空間。

在需求和技術的推動下，技術與關鍵材料正成為5G時代的核心。占領重要的材料資源也等同于搶占5G市場的主導地位。順應5G的發(fā)展趨勢，不斷提高塑料產(chǎn)品的性能，生產(chǎn)出具有獨特性能和優(yōu)良品質(zhì)的材料來滿足5G產(chǎn)業(yè)建設的需求，已成為塑料行業(yè)和企業(yè)面對5G機遇時必須承受的重要挑戰(zhàn)。

來源：模切之家