賽迪智庫(kù) 材料工業(yè)研究所

未來(lái) 5G 新基建逐步實(shí)施到位，有望帶動(dòng)核心化工新材料的需求爆發(fā)。因此，亟需加大對(duì)化工新材料研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化投入，大力開(kāi)展技術(shù)改造，加強(qiáng)國(guó)際深度合作，促進(jìn)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)引進(jìn)和人才培養(yǎng)，創(chuàng)造完善的產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境，從根本上推動(dòng)我國(guó) 5G 化工新材料產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

化工新材料對(duì)5G發(fā)展的支撐作用

5G通信特點(diǎn)和對(duì)材料的

特殊要求

第五代移動(dòng)通信（5G）技術(shù)是最新一代蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)，無(wú)論從時(shí)域、空域還是頻域，其傳輸?shù)乃俣?、時(shí)延、容量、密度都取得跨越式提升，傳輸速率約為4G通信的100倍，時(shí)延僅1毫秒，變?yōu)?G通信的1/140。由于5G的傳播頻率太高，其信號(hào)極易受到外界干擾或被屏蔽，并在傳播介質(zhì)中衰減，要求傳播介質(zhì)材料的介電常數(shù)和介電損耗要小，且5G的電磁波覆蓋能力和傳輸信號(hào)強(qiáng)度較差，要求材料的電磁屏蔽能力要強(qiáng)。此外，5G由于集成度和復(fù)雜度高、系統(tǒng)多通道，需要元器件厚度薄、體積小、密封性好，要求材料輕量化、小型化、多功能化、高導(dǎo)熱性、高可靠性。5G通信性能提升的同時(shí)對(duì)應(yīng)用材料提出新的要求。

化工新材料在5G中的重要應(yīng)用

綜合5G通信的特點(diǎn)要求，低介電、低損耗、高電磁屏蔽、高導(dǎo)熱的化工新材料，成為5G領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵材料。改性塑料、特種工程塑料、氟塑料、散熱導(dǎo)熱材料、屏蔽材料、增強(qiáng)纖維、樹(shù)脂基體等應(yīng)用于5G基站、5G手機(jī)的各主要環(huán)節(jié)。國(guó)家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略咨詢委員會(huì)總結(jié)出最關(guān)鍵的三種5G材料：氮化鎵、覆銅板（性能取決于特種樹(shù)脂）、液晶聚合物，均為重要的化工新材料。此外，無(wú)線主設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、傳輸設(shè)備等對(duì)新器件需求最高、關(guān)鍵材料更新最密集的部分，化工新材料都有大量應(yīng)用，如基站濾波器材料、天線用材料、功率放大器芯片材料等。

5G化工新材料發(fā)展概況

基站天線振子關(guān)鍵材料

1.5G基站對(duì)天線振子材料要求。

天線振子是基站重要的功能性部件，具有放大和導(dǎo)向電磁波的作用。由于5G毫米波傳輸損耗大、距離短，單基站覆蓋能力弱，基站密度加大，同時(shí)傳統(tǒng)MIMO技術(shù)升級(jí)為MassiveMIMO（大規(guī)模天線）技術(shù)，使天線數(shù)量呈幾何級(jí)增加，天線架構(gòu)從4G多端口天線演進(jìn)到密集陣列，要求天線重量輕、體積小、成本優(yōu)。傳統(tǒng)的鈑金、PCB貼片振子等重量過(guò)大、造價(jià)高昂且安裝不便，輕量化、高精度、高集成度、可塑性強(qiáng)、低成本的塑料振子成為5G基站天線的重要選擇。

2.聚苯硫醚（PPS）性能優(yōu)勢(shì)和生產(chǎn)工藝。

作為一種綜合性能優(yōu)異的特種工程塑料，PPS具有優(yōu)異的耐高溫性、介電特性、尺寸穩(wěn)定性、阻燃性、化學(xué)穩(wěn)定性和電鍍性能，是為數(shù)不多的能夠滿足在-40℃～-130℃條件下線性膨脹系數(shù)在20以內(nèi)的5G基站天線應(yīng)用要求的材料。PPS天線振子以PPS+40%玻纖為主體材料，采用3D塑料+選擇性激光電鍍工藝，與金屬振子、PCB振子、和LDS塑料振子相比，重量、成本顯著降低，重量達(dá)到金屬振子的1/10;集成度大幅提高，1×6振子尺寸不大于350mm×50mm×20mm;塑件穩(wěn)定性、整體良率、射頻性能低損耗有效提升;天線整機(jī)裝配測(cè)試工作量減少2/3。PPS塑料振子適用于宏基站天線等較大型的設(shè)備，在產(chǎn)品性能、加工效率方面更具優(yōu)勢(shì)，將成為5G天線振子的主流技術(shù)方案。

3.產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析。

全球PPS產(chǎn)業(yè)集中度高，生產(chǎn)企業(yè)主要位于日本、美國(guó)、中國(guó)，其中，日本產(chǎn)能約占全球總產(chǎn)能的45%，日本東麗、新和成、日本油墨DIC、Fortron、索爾維五大生產(chǎn)商產(chǎn)能全球占比達(dá)到50%以上。目前，我國(guó)量產(chǎn)PPS天線振子中，PPS材料供應(yīng)商主要包括：SABIC、帝斯曼、塞拉尼斯、同益等，振子生產(chǎn)企業(yè)主要包括：飛榮達(dá)、國(guó)人通信、科創(chuàng)新源、信維通信、東創(chuàng)精密、通達(dá)集團(tuán)等。隨著5G基站建設(shè)量的大幅提升，5G宏基站將達(dá)4G基站數(shù)的1.2～1.5倍，約600萬(wàn)座，按照5G宏基站3個(gè)扇區(qū)，每扇區(qū)64通道，單個(gè)料振子6-10元，預(yù)計(jì)我國(guó)5G宏基站塑料振子市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到100億元。

基站天線罩關(guān)鍵材料

1.5G基站對(duì)天線罩材料要求。

天線外罩用來(lái)保護(hù)整個(gè)信號(hào)傳輸系統(tǒng)免受外部環(huán)境影響，對(duì)材料的力學(xué)性能和耐候性有較高要求，5G基站由于工作頻率由單頻發(fā)展為寬頻，直至多波段全頻帶，要求天線罩材料具有高透波率、低吸收率，且因毫米波更容易損耗，對(duì)材料介電性能要求更高。此外，為滿足5G天線輕量化、小型化、集成化的設(shè)計(jì)需要，天線罩材料也將向輕量化、環(huán)境友好方向發(fā)展，當(dāng)前以熱固性玻璃鋼為主的天線罩，無(wú)法滿足輕量化要求。

2.聚碳酸酯（PC）。

（1）性能優(yōu)勢(shì)和生產(chǎn)工藝。作為五大工程塑料中增長(zhǎng)速度最快的通用工程塑料，聚碳酸酯具有高強(qiáng)度及彈性系數(shù)、高沖擊強(qiáng)度、耐候性佳、電氣特性優(yōu)、絕緣性強(qiáng)、尺寸穩(wěn)定性好、使用溫度范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。普通PC材料應(yīng)用范圍有一定局限性，通過(guò)改性具備低介電、低損耗、高抗沖性以及較好的阻燃性、耐候性、尺寸穩(wěn)定性等綜合特性，并采用擠出成型工藝制備5G基站天線罩。

（2）產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析。全球PC生產(chǎn)企業(yè)主要集中在北美、西歐和東北亞地區(qū)，亞洲需求的增長(zhǎng)帶動(dòng)全球PC產(chǎn)能快速增長(zhǎng)，全球生產(chǎn)中心也向亞洲尤其是中國(guó)轉(zhuǎn)移。我國(guó)PC產(chǎn)能大幅擴(kuò)張，2019年，總產(chǎn)能達(dá)到166萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)31.7%，產(chǎn)量接近100萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)34.2%，表觀消費(fèi)量近200萬(wàn)噸，自給率近50%，供需缺口進(jìn)一步縮小。但由于我國(guó)缺乏自主成熟技術(shù)，未來(lái)新增產(chǎn)能大都以中低端產(chǎn)品為主，短期內(nèi)不足以迅速有效替代進(jìn)口，且下游需求增速明顯放緩，預(yù)計(jì)到2025年，PC產(chǎn)能將超過(guò)520萬(wàn)噸，表觀消費(fèi)量為300-330萬(wàn)噸，產(chǎn)能增長(zhǎng)大幅超過(guò)需求增長(zhǎng)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)將十分激烈。

3.聚丙烯（PP）。

（1）性能優(yōu)勢(shì)和生產(chǎn)工藝。聚丙烯具有優(yōu)異的機(jī)械性能、絕緣性能、耐熱性能，介電常數(shù)和介電損耗很低，在溫度、頻率變化下能夠保持穩(wěn)定，且密度低、吸水率低、價(jià)格便宜，具有極高的性價(jià)比，非常適用于制造基站天線罩。PP天線罩一般采用玻纖增強(qiáng)PP的制備方法，將PP樹(shù)脂、低介電玻璃纖維、中空玻璃微珠等填充材料以及增韌改性劑等助劑混合均勻后擠出造粒，再通過(guò)注塑、擠出或模壓工藝，制得基站天線罩。目前，華為5G基站采用PP天線罩，重量比傳統(tǒng)玻璃鋼輕40%，避免天線吊裝，節(jié)省安裝成本和時(shí)間。

（2）產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析。近些年來(lái)，丙烷脫氫（PDH）技術(shù)的發(fā)展和甲醇制丙烯技術(shù)的完善加速了PP產(chǎn)能的擴(kuò)張，我國(guó)甲醇制聚丙烯產(chǎn)能提升到總產(chǎn)能的32.5%，PDH制聚丙烯產(chǎn)能發(fā)展到總產(chǎn)能的9.0%，油制聚丙烯產(chǎn)能占比減少到58.5%。我國(guó)PP生產(chǎn)裝置主要集中西北、華北、華南地區(qū)，產(chǎn)能占比分別為33.0%、19.5%、19.0%，生產(chǎn)企業(yè)主要為中國(guó)石化、中國(guó)石油和神華集團(tuán)，產(chǎn)能占比分別為35.0%、15.9%和11.4%，產(chǎn)量最大的三家企業(yè)中國(guó)石化茂名分公司、中國(guó)石油獨(dú)山子石化分公司、中國(guó)石化鎮(zhèn)海煉化分公司。

4.ASA樹(shù)脂

（1）性能優(yōu)勢(shì)和生產(chǎn)工藝。ASA（丙烯酸酯—苯乙烯—丙烯腈共聚）樹(shù)脂具有很強(qiáng)的耐候性和良好的耐高溫和機(jī)械性能，易于加工成型，越來(lái)越多地應(yīng)用于汽車、家電、建筑、消費(fèi)電子和運(yùn)動(dòng)休閑領(lǐng)域。用于5G天線罩，ASA樹(shù)脂需加入玻璃纖維、空心玻璃微珠、抗氧劑、紫外線吸收劑等進(jìn)行改性處理，以降低介電常數(shù)，進(jìn)一步提升耐候性。在加工成型方面，ASA樹(shù)脂適用于一次成型工藝，加工程序簡(jiǎn)化，有效消除了目前常見(jiàn)的多層天線罩的層層界面結(jié)構(gòu)，降低了電磁波損耗，確保天線罩的透波率。

（2）產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析。目前全球ASA樹(shù)脂生產(chǎn)企業(yè)主要有：韓國(guó)LG、韓國(guó)樂(lè)天、韓國(guó)錦湖石油化學(xué)、英力士、SABIC、日本東麗、日本愛(ài)宇隆、日本TECHNOUMG株式會(huì)社、中國(guó)臺(tái)灣奇美實(shí)業(yè)、中國(guó)臺(tái)灣化學(xué)纖維等公司。其中LG化學(xué)、奇美實(shí)業(yè)、英力士、SABIC四家企業(yè)市場(chǎng)占有率最高，2019年全球市場(chǎng)份額占比分別為19.35%、17.51%、16.24%、13.04%。

美國(guó)是ASA樹(shù)脂最大的消費(fèi)市場(chǎng)，2019年消費(fèi)量全球占比達(dá)到23.39%，歐洲是第二大市場(chǎng)，2019年消費(fèi)量全球占比達(dá)到20.13%，我國(guó)正在成為ASA樹(shù)脂的重要消費(fèi)市場(chǎng)。目前，我國(guó)ASA樹(shù)脂的生產(chǎn)技術(shù)較為落后，多依賴于進(jìn)口，高端技術(shù)仍掌握在跨國(guó)公司手中，近年來(lái)眾多跨國(guó)公司通過(guò)在中國(guó)設(shè)立獨(dú)資或合資企業(yè)的方式，進(jìn)一步搶占中國(guó)市場(chǎng)，如錦湖日麗。

印制電路板（PCB）關(guān)鍵材料

高頻/高速基板材料

1.5G通信對(duì)PCB基材的要求。

包括覆銅板用樹(shù)脂及相關(guān)膠粘劑在內(nèi)的基板材料是影響高頻PCB板性能的關(guān)鍵，作為填充材料起著粘合和提升板材性能的作用。由于5G的數(shù)據(jù)量和發(fā)射頻率更大、工作頻段更高，且結(jié)構(gòu)趨于多層高集成設(shè)計(jì)，要求PCB基板材料滿足高耐熱、高散熱、小型化、輕量化等要求。除基站外，PCB基材還應(yīng)用于通信網(wǎng)的配套設(shè)備、數(shù)據(jù)中心設(shè)備、測(cè)試及測(cè)量設(shè)備等5G通信的其他環(huán)節(jié)，對(duì)PCB基材提出多功能化、高可靠性等新的要求。

2.5G高頻/高速基板材料概況。

5G高頻/高速PCB基板樹(shù)脂材料要求具有低介電常數(shù)、低介電損耗、低熱膨脹系數(shù)和高導(dǎo)熱系數(shù)。目前，高頻/高速PCB基板中絕大部分是以聚四氟乙烯（PTFE）熱塑性材料、碳?xì)錁?shù)脂（PCH）類熱固性材料為代表、具有出色低介電性能的硬質(zhì)覆銅板;而蘋(píng)果系列手機(jī)采用的以改性聚酰亞胺（MPI）、液晶聚合物（LCP）為代表的撓性覆銅板備受智能手機(jī)廠商的青睞;近些年來(lái)，雙馬來(lái)酰亞胺（BMI）、三嗪樹(shù)脂（BT）、氰酸酯（CE）、聚苯醚（PPE）、苯并環(huán)丁烯（BCB）和苯并噁嗪（BOZ）等新型高頻/高速PCB基板樹(shù)脂材料相繼出現(xiàn)，由此衍生出的覆銅板種類超過(guò)130種。

3.聚四氟乙烯（PTFE）

（1）性能優(yōu)勢(shì)和生產(chǎn)工藝。PTFE具有優(yōu)異的介電性能，是最成熟的高頻/高速基板樹(shù)脂材料，也是目前極少數(shù)能應(yīng)用于超高頻率的毫米波段電路基材的材料之一，且熱穩(wěn)定性和自阻燃功能較好。工業(yè)上PTFE樹(shù)脂的制備方法主要包括懸浮聚合和乳液聚合，其中乳液聚合法制得產(chǎn)品應(yīng)用更加廣泛。由于PTFE樹(shù)脂分子的惰性，不適用于熔融加工等一般覆銅板制造和加工方法，而四氟乙烯單體同3%～5%的全氟烷氧基乙烯基醚的共聚物（PFA）可以熔融加工，且耐折性和機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)于純PTFE，因此，目前PTFE類基板材料大都采用PFA可熔融加工氟樹(shù)脂或其與純PTFE樹(shù)脂的混合物。PTFE基板的制備還需使用低介電的陶瓷粉末、玻纖布進(jìn)行增強(qiáng)改性，以提高多層板加工可靠性，降低制造成本。

（2）產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析。目前PTFE樹(shù)脂乳液聚合技術(shù)主要由美國(guó)、日本、歐洲的Ausiment、杜邦、大金等七大公司壟斷，我國(guó)產(chǎn)量極低，且產(chǎn)品質(zhì)量與國(guó)外有較大差距，乳液聚合PTFE樹(shù)脂作為高附加值的高端氟樹(shù)脂，每年需大量從國(guó)外進(jìn)口。PTFE基板的典型代表為美國(guó)ARLONAD350A/25N系列、美國(guó)RogersRO3000系列、美國(guó)TaconicTLY5A/RF-30/RF-35A系列，我國(guó)生產(chǎn)企業(yè)有廣東生益、浙江華正、旺靈、中英、睿龍等。

4.碳?xì)錁?shù)脂（PCH）。

（1）性能優(yōu)勢(shì)和生產(chǎn)工藝。PCH是只有C和H兩種元素的不飽和聚合物，介電性能十分優(yōu)異，屬于熱塑性聚合物，在制備高頻覆銅板時(shí)也需添加低介電的陶瓷粉末、玻纖布進(jìn)行增強(qiáng)改性，并通過(guò)交聯(lián)向熱固型轉(zhuǎn)變。目前可用于制造高頻覆銅板的PCH體系主要有聚丁二烯體系、苯乙烯/二乙烯基苯共聚體系、聚丁苯（SB、SBS）共聚體系、三元乙丙共聚體系、SI和SIS共聚體系、PPO改性SI及SIS共聚體系、PPO改性聚丁苯體系、環(huán)烯共聚物（COC、DCPD）體系等。

（2）產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析。各體系的PCH樹(shù)脂均被美國(guó)的沙多瑪、科騰，德國(guó)的TOPAS，日本的曹達(dá)、旭化成等少數(shù)幾家企業(yè)所壟斷，我國(guó)還沒(méi)有同類PCH樹(shù)脂，PCH基材的研發(fā)水平與國(guó)外還存在很大差距。PCH類基板的典型代表為美國(guó)RogersRO4000系列，產(chǎn)品主要是聚丁二烯體系和SBS或SEBS體系。我國(guó)一些企業(yè)已申請(qǐng)了大量的專利并形成相關(guān)產(chǎn)品，如浙江華正、廣東生益，以及聯(lián)茂、臺(tái)耀、臺(tái)光和等臺(tái)資企業(yè)。

5.液晶聚合物（LCP）。

（1）性能優(yōu)勢(shì)和生產(chǎn)工藝。LCP具有高強(qiáng)度、高模量、高耐熱性和低介電性，以及優(yōu)異的耐彎折性、耐化學(xué)腐蝕性、耐老化性、抗高輻射和成型加工性能，以薄膜或復(fù)合材料形式廣泛應(yīng)用于汽車航空、電子電器、光學(xué)器件、日用品等領(lǐng)域，由LCP薄膜制成的高頻/高速撓性覆銅板已成功用于蘋(píng)果手機(jī)。

（2）產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析。由于LCP樹(shù)脂的合成難度高，且對(duì)分子量分布、雜質(zhì)、生產(chǎn)設(shè)備有很高要求，目前市場(chǎng)主要由美日企業(yè)主導(dǎo)，包括美國(guó)的塞拉尼斯、杜邦（Dupont），日本的寶理塑料、住友、東麗、新日本石油化學(xué)、上野，其中塞拉尼斯、寶理塑料、住友三家企業(yè)產(chǎn)能就占全球總產(chǎn)能的約70%。

6、聚苯醚（PPE）。

（1）性能優(yōu)勢(shì)和生產(chǎn)工藝。PPE具有非常優(yōu)異的綜合性能，特別是介電性能、力學(xué)性能和熱學(xué)性能十分突出，但其熱塑加工性差，需通過(guò)物理共混或化學(xué)改性法進(jìn)行改性。目前，PPE基覆銅板的制備主要采用有機(jī)溶液法，利用E-玻纖布對(duì)PPE改性物進(jìn)行增強(qiáng)，制得半固化片，將其疊加壓板得到成品。

（2）產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析。高頻CCL用PPE樹(shù)脂的主要供應(yīng)商有沙特SUBIC、日本旭化成、三菱瓦斯，以及中國(guó)臺(tái)灣的晉一化工，可提供低分子量、帶有活性端基、可溶的PPE樹(shù)脂產(chǎn)品。

7.熱固性氰酸酯樹(shù)脂（CE）、雙馬來(lái)酰亞胺三嗪樹(shù)脂（BT）。

（1）性能優(yōu)勢(shì)和生產(chǎn)工藝。CE樹(shù)脂是電子電器、微波通信領(lǐng)域重要的基礎(chǔ)材料，也是生產(chǎn)高性能高頻/高速覆銅板的極佳基體材料，以及芯片封裝基板材料之一。作為新型的電子材料和絕緣材料，CE樹(shù)脂固化后具有優(yōu)良的高溫力學(xué)性能、耐熱性、尺寸穩(wěn)定性、阻燃性、粘結(jié)性，電性能優(yōu)異，具有寬頻帶性，因此，CE樹(shù)脂以結(jié)構(gòu)件、復(fù)合泡沫塑料、涂料、膠粘劑等形式廣泛應(yīng)用于航空、航天、航海、軍事等領(lǐng)域。目前，國(guó)內(nèi)外已開(kāi)發(fā)多種用于高速覆銅板的CE類基體樹(shù)脂，并與與雙馬來(lái)酰亞胺（BMI）、環(huán)氧樹(shù)脂、PPE、有機(jī)硅等其他樹(shù)脂共聚改性，其中CE/BMI體系樹(shù)脂綜合性能最優(yōu)。

射頻半導(dǎo)體器件材料

1.5G通信對(duì)射頻半導(dǎo)體器件材料的要求。

5G通信對(duì)移動(dòng)通信基站的帶寬要求達(dá)1GHz，其無(wú)線技術(shù)中全頻譜接入、大規(guī)模天線、載波聚合都需要更多和更高功率密度射頻器件，因此，大帶寬、高效率密度、高線性密度、小體積、輕質(zhì)量、低成本成為5G基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)射頻半導(dǎo)體器件的硬性要求。以橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體（LDMOS）和砷化鎵（GaAs）為主導(dǎo)材料的傳統(tǒng)技術(shù)，在寬帶性能、功率密度、能源效率、線性和成本、空間等方面，無(wú)法滿足5G通訊系統(tǒng)所需要求。以碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）為代表的第三代半導(dǎo)體材料具有較大的帶隙寬度（Eg≥2.3eV），較高的擊穿電壓，良好的耐壓與耐高溫性能，是制造大功率/高頻電子器件、高溫/抗輻照器件、短波長(zhǎng)光電子器件的重要材料，其高頻大功率應(yīng)用的品質(zhì)因數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了Si和GaAs。

2.碳化硅（SiC）。

（1）性能優(yōu)勢(shì)和生產(chǎn)工藝。SiC在高頻、高溫、高壓下性能優(yōu)異，生產(chǎn)過(guò)程包括SiC單晶生長(zhǎng)（襯底）、外延層生長(zhǎng)及器件制造。襯底方面，我國(guó)產(chǎn)品以4英寸為主，國(guó)際主流產(chǎn)品正在向6英寸發(fā)展，并已開(kāi)發(fā)出8英寸導(dǎo)電型產(chǎn)品;外延層方面，我國(guó)東莞天域、瀚天天成已能夠提供4英寸/6英寸產(chǎn)品;SiC器件600-1700VSiCSBD和MOSFET國(guó)際上已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，主流產(chǎn)品耐壓水平在1200V以下，以TO封裝為主。

（2）產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析。全球SiC產(chǎn)業(yè)格局呈現(xiàn)美、日、歐三足鼎立態(tài)勢(shì)。其中，美國(guó)全球獨(dú)大，SiC產(chǎn)量的全球占比達(dá)到70%～80%，代表企業(yè)有Cree、Ⅱ-Ⅵ、Transphorm、道康寧等;歐洲擁有從SiC襯底到應(yīng)用的完整產(chǎn)業(yè)鏈，代表企業(yè)有英飛凌、意法半導(dǎo)體、IQE等;日本在模塊和設(shè)備開(kāi)發(fā)方面領(lǐng)先，代表企業(yè)有富士電機(jī)、三菱電機(jī)、羅姆半導(dǎo)體、松下、住友電氣、瑞薩電子等。我國(guó)SiC產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快，具備一定基礎(chǔ)，主要企業(yè)有山東天岳、天科和達(dá)、泰科天潤(rùn)、深圳基本半導(dǎo)體、東莞天城等。

3.氮化鎵（GaN）。

（1）性能優(yōu)勢(shì)和生產(chǎn)工藝。GaN在低導(dǎo)通損耗、高電流密度方面優(yōu)勢(shì)突出，可顯著減少電力損耗和散熱負(fù)載，用于變頻器、變壓器、無(wú)線充電、穩(wěn)壓器等領(lǐng)域。由于GaN沒(méi)有天然的本體襯底，且體晶生長(zhǎng)難度大，GaN通常在藍(lán)寶石、硅、碳化硅等其他襯底材料上異質(zhì)生長(zhǎng)單晶薄膜。其中，由于SiC更穩(wěn)固耐用、導(dǎo)熱性更好、與GaN晶格更匹配，碳化硅基氮化鎵（GaN-on-SiC）器件比其他襯底器件更耐熱、損耗更少、功率效率更高，但成本較高;Si盡管與GaN晶格失配程度高，但材料生產(chǎn)應(yīng)用技術(shù)成熟，仍有大量射頻器件的研發(fā)集中在硅基氮化鎵（GaN-on-Si）上，并已獲得較高質(zhì)量的材料和器件。射頻器件的制備需要GaN與異質(zhì)材料組成異質(zhì)結(jié)，在結(jié)界面形成具有極化的電子氣，進(jìn)而大幅提高電子遷移率，改技術(shù)稱為高電子遷移率晶體管（HEMT）。GaNHEMT是5G宏基站功率放大器的主流候選技術(shù)，需嘗試不同異質(zhì)結(jié)構(gòu)、增加新的異質(zhì)薄層等，目前AlGaN/GaN是主流的異質(zhì)結(jié)材料，其耐壓較強(qiáng)，禁帶寬度較寬，具有很強(qiáng)的極化效應(yīng)。

（2）產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析。氮化鎵專利申請(qǐng)量全球排名前五的國(guó)家及地區(qū)分別為日本、中國(guó)大陸、美國(guó)、韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣，我國(guó)專利量全球占比達(dá)23%，具備一定優(yōu)勢(shì)，但從技術(shù)、產(chǎn)品發(fā)展來(lái)看，美、日、歐企業(yè)仍占主導(dǎo)。射頻器件主要面向基站、衛(wèi)星、雷達(dá)等市場(chǎng)，產(chǎn)品包括功率放大器、低噪聲放大器、單片微波集成電路、開(kāi)關(guān)器等。全球GaN射頻器件獨(dú)立設(shè)計(jì)生產(chǎn)供應(yīng)商（IDM）中，日本住友電工和美國(guó)Cree處于領(lǐng)先地位，市場(chǎng)占有率均超過(guò)30%，其次為美國(guó)的Qorvo和MACOM，此外還有美國(guó)Ⅱ-Ⅵ、日本三菱電機(jī)、德國(guó)英飛凌、法國(guó)Exagan、荷蘭NXP等領(lǐng)先企業(yè)。在無(wú)線通信領(lǐng)域，住友電工市場(chǎng)份額較大，是華為GaN射頻器件最大供應(yīng)商。

導(dǎo)熱散熱材料

1.5G通信對(duì)導(dǎo)熱散熱材料的要求。

發(fā)熱量大幅提升是5G通訊的顯著特點(diǎn)之一，功耗的增加對(duì)散熱要求更加嚴(yán)苛。基站方面，5G功耗是4G的2.5～3.5倍，且體積縮小、重量降低，要求在有限空間內(nèi)降低傳熱熱阻，提高換熱效率;手機(jī)方面，5G芯片等電子元器件產(chǎn)生更多熱量，且隨著機(jī)身向非金屬化轉(zhuǎn)變，內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加緊湊，OLED、可折疊屏、無(wú)線充電應(yīng)用的引入，需額外散熱設(shè)計(jì)補(bǔ)償，這些都需要更高導(dǎo)熱、更低熱阻散熱材料。

2.高導(dǎo)熱石墨膜—散熱方案主流材料。

（1）性能優(yōu)勢(shì)和生產(chǎn)工藝。高導(dǎo)熱石墨膜因其特殊的六角平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具備優(yōu)異的平面導(dǎo)熱性能，導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)高于銅和鋁，此外，其密度低滿足輕量化要求，片層狀結(jié)構(gòu)能夠平滑粘附在任何平面和曲面，耐高溫保障長(zhǎng)期可靠。高導(dǎo)熱石墨烯膜厚度更薄、質(zhì)量更輕，可實(shí)現(xiàn)大面積快速傳熱，沖形為任意形狀，適用于有限空間的電子產(chǎn)品。

（2）產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析。高導(dǎo)熱石墨膜國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)企業(yè)主要有美國(guó)Graftech、日本松下、日本Kaneka、碳元科技、中石科技、飛榮達(dá)等。其中，美國(guó)GrafTech和日本松下進(jìn)入行業(yè)較早，技術(shù)較為成熟，分別在天然石墨散熱膜和人工石墨散熱膜市場(chǎng)占據(jù)領(lǐng)先地位;我國(guó)碳元科技、中石科技和飛榮達(dá)等企業(yè)快速發(fā)展，已成功進(jìn)入華為、三星等主要手機(jī)生產(chǎn)商的供應(yīng)鏈體系。但由于行業(yè)進(jìn)入門檻相對(duì)較低，電子產(chǎn)品、5G風(fēng)潮帶動(dòng)眾多企業(yè)參與其中，采取價(jià)格戰(zhàn)戰(zhàn)略搶占市場(chǎng)，產(chǎn)品價(jià)格持續(xù)走低，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)不斷加劇。

3.導(dǎo)熱凝膠。

（1）性能優(yōu)勢(shì)和生產(chǎn)工藝。導(dǎo)熱凝膠是硅樹(shù)脂基導(dǎo)熱縫隙填充材料，由硅膠復(fù)合導(dǎo)熱填料經(jīng)過(guò)攪拌、混合和封裝制備而成，具有高導(dǎo)熱性、耐高低溫、高壓縮比、高電氣絕等特點(diǎn)，同時(shí)親和性好、可塑性強(qiáng)，可以應(yīng)用自動(dòng)點(diǎn)膠工藝，充分填充精密元器件縫隙，使處理器散發(fā)熱量快速傳遞到散熱器上，有效降低溫度，延長(zhǎng)設(shè)備壽命和可靠性，大幅度提高施工效率、降低成本、節(jié)省空間。導(dǎo)熱凝膠已廣泛應(yīng)用于LED、功率半導(dǎo)體、密封集成芯片、固態(tài)繼電器、高速緩沖存儲(chǔ)器、內(nèi)存模塊、橋型整流器、微處理器等領(lǐng)域。

（2）產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析。消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)都需要導(dǎo)熱凝膠，5G時(shí)代推動(dòng)下迅猛發(fā)展消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)給導(dǎo)熱凝膠發(fā)展帶來(lái)廣闊空間，預(yù)計(jì)全球界面導(dǎo)熱材料市場(chǎng)規(guī)模將由2015年的8億美元提高到2020年的11億美元，復(fù)合增長(zhǎng)率超7%。國(guó)內(nèi)外有眾多企業(yè)生產(chǎn)導(dǎo)熱凝膠，一些前瞻性強(qiáng)、集聚實(shí)力企業(yè)，早已布局該領(lǐng)域，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)占據(jù)領(lǐng)先地位。

電磁屏蔽材料

1.5G通信對(duì)電磁屏蔽材料的具體要求。

5G傳輸速率、信號(hào)強(qiáng)度、信號(hào)頻率大幅提升，使5G天線數(shù)量達(dá)到4G的5～10倍，同時(shí)，5G毫米波穿透力差、衰減大，覆蓋能力大幅減弱，要求信號(hào)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，對(duì)射頻前端的電磁屏蔽功能提出更高要求。

2.電磁屏蔽材料性能優(yōu)勢(shì)和生產(chǎn)工藝。

目前，廣泛應(yīng)用的電磁屏蔽材料主要有導(dǎo)電塑料、導(dǎo)電硅膠、導(dǎo)電涂料、吸波材料、導(dǎo)電布等。

3.產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析。

國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家電磁屏蔽材料起步早、發(fā)展快，已經(jīng)形成各類別、系列規(guī)格的電磁屏蔽材料，擁有3M、萊爾德、派克顧美麗、諾蘭特、漢高、戈?duì)柕热蛑髽I(yè)。近年來(lái)，我國(guó)電磁屏蔽材料市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，企業(yè)快速發(fā)展，電磁屏蔽材料取得突破性進(jìn)展，形成飛榮達(dá)、中石科技、合力泰等一批具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的龍頭企業(yè)。

手機(jī)天線材料

1.5G通信對(duì)手機(jī)天線材料的要求。

目前天線主流聚酰亞胺（PI）基材的介電常數(shù)、損耗因子和吸潮性較大、可靠性較差，高頻高速傳輸下?lián)p耗嚴(yán)重、結(jié)構(gòu)特性較差，無(wú)法滿足5G通訊需求。

2.新型天線材料性能優(yōu)勢(shì)和制備工藝。

液晶聚合物材料（LCP）非常適用于微波、毫米波設(shè)備，不僅是5G時(shí)代的PCB關(guān)鍵材料，也是重要的天線材料，具有很好的應(yīng)用前景。改性聚酰亞胺材料（MPI）通過(guò)提升PI單體含氟量或增加共軛基團(tuán)等方式，改善了PI材料在高頻傳輸過(guò)程中的缺陷，滿足5G時(shí)代初期天線應(yīng)用需求。

3.產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析。

為提升終端天線的高頻高速性能，減小組件占用空間，蘋(píng)果公司首次在iPhoneX系列規(guī)模使用了LCP天線，華為在Mate30、P40系列相繼使用LCP天線。從PI材料到LCP材料，天線單機(jī)價(jià)值大幅提升，以蘋(píng)果手機(jī)為例，iPhoneX天線價(jià)值是iPhone7的約20倍。手機(jī)天線的規(guī)模應(yīng)用將推進(jìn)LCP市場(chǎng)保持持續(xù)增長(zhǎng)的勢(shì)頭，預(yù)計(jì)2025年我國(guó)LCP天線材料需求量將達(dá)到9000噸，年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)80%以上。

其他關(guān)鍵材料

1.濾波器關(guān)鍵材料。

（1）濾波壓電材料。濾波壓電材料主要包括壓電陶瓷、壓電晶體、壓電薄膜，技術(shù)和市場(chǎng)目前被美國(guó)、日本企業(yè)壟斷，村田、TDK、Avago、Skyworks等公司市場(chǎng)份額占90%。我國(guó)濾波器材料主要集中在國(guó)防軍工領(lǐng)域，民用方面較為薄弱，部分材料雖能夠生產(chǎn)，但難以穩(wěn)定供應(yīng)。

（2）微波介電陶瓷材料。由于大規(guī)模天線技術(shù)對(duì)集成化要求，5G濾波器需更加小型化，受腔體尺寸限定影響，普遍應(yīng)用的金屬同軸濾波器、陶瓷介質(zhì)諧振濾波器濾波器無(wú)法達(dá)到較高Q值，各項(xiàng)性能指標(biāo)受限。陶瓷介質(zhì)濾波器中沒(méi)有腔體，體積小、性能好、成本低，是5G通信的主流選擇。微波介電陶瓷材料主要用作微波介質(zhì)諧振器、微波集成電路基片等，包括BaO-TiO2系和BaO-Ln2O3系材料、鉛基鈣鈦礦系和復(fù)合鈣鈦礦系材料。我國(guó)微波介質(zhì)陶瓷的研發(fā)、生產(chǎn)能力與國(guó)際先進(jìn)水平基本持平，但國(guó)際市場(chǎng)占有率較低。

2.手機(jī)外殼材料。

5G采用的大規(guī)模天線技術(shù)，需在手機(jī)中新增專用天線，而此前常用的金屬外殼會(huì)屏蔽和干擾信號(hào)，手機(jī)外殼需從金屬轉(zhuǎn)向玻璃、樹(shù)脂等不易受電波影響的絕緣材料。3D玻璃和陶瓷備受高端機(jī)型青睞。3D玻璃具有輕薄、耐刮傷、透明度更高、防眩光、抗指紋性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，正在不斷替代當(dāng)前廣泛應(yīng)用的2.5D玻璃，市場(chǎng)占比開(kāi)始增大，蘋(píng)果iPhoneX等機(jī)型采用了康寧公司開(kāi)發(fā)的大猩猩玻璃（GorillaGlass）制造的外殼背板。陶瓷耐磨性好、質(zhì)感舒適、散熱性能優(yōu)，但其成本高、良品率低，短期內(nèi)只適用于部分高端手機(jī)，難以廣泛推廣。