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5G产业蓄势待发,哪些材料将大有可为
发布日期:2019-09-03  来源:新材料在线  浏览次数:346
 
       2018年初,中央政府在《政府工作报告》中指出,要加快第五代移动通信技术研发和转化。
  2019年初,26省政府在《政府工作报告》中将5G列为2019年重点任务,并相继出台5G发展规划。
  2019年4月,北京接通首个5G手机电话。
  2019年6月,中国电信、中国移动、中国联通、中国广电4家运营商分别拿到了工信部颁发的5G商用牌照,中国5G进入了标准制定的关键时期。
  2019年7月,华为拿下了中国5G第一张门票,发布了获得首张中国5G进网许可证的工信部第001号5G手机HUAWEI Mate 205G。截至8月,国内上市的5G手机共有三款,分别是华为的MATE 20X(5G)、中兴的Axon 10 Pro(5G)和vivo iQOO Pro 5G。
  ......
  所有这些都昭示着5G产业正蓄势待发,部分领域或已彰显出了5G巨大的市场潜力,背后的产业链也将迎来5G商用发展初期的第一波爆发。在5G产业的加速推进和发展过程中,无论是在由无线设备、传输设备等构成的5G产业链上游,还是在终端设备如手机、可穿戴设备、车联网、VR/AR等组成的5G产业链下游,都离不开新材料企业在一些关键材料上的发展。
  下面,新材料在线?带您一起看看,这个蓄势待发的5G产业背后将有哪些材料及相关企业大有可为?
 
  一、天线材料—LCP、MPI
  LCP和MPI材料凭借损耗因子小的特性有望在未来5G时代脱颖而出,LCP软板对天线传输线的替代已成为未来的发展趋势。LCP天线虽理论上有高频无线传输优势,但LCP材料由于制造难度大,良率需提升导致成本较高,而MPI材料更容易生产,且成本也更低,在中低频段性能与LCP几乎比肩。因此5G时代MPI和LCP将会共存。而中低频采用MPI,高频采用LCP将成为行业的常态。
  (1)住友化学
  日本住友化学是LCP树脂知名企业,其LCP树脂为公司旗下量产的系列原料之一。在开拓5G市场方面,住友化学开发出了介电可控、低损耗、易成型的LCP材料,并在2019年国际橡塑展上亮相了其面向5G时代的全新高/低介电材料SUMKASUPER Special DK LCP。
  (2)塞拉尼斯/泰科纳
  塞拉尼斯于1985年便开始生产以HBA/HNA为主链的LCP材料,经过多年的发展,其LCP系列产品已涵盖I型、Ⅱ型和Ⅲ型。后来塞拉尼斯旗下成立的泰科纳公司将LCP业务发展成为全球重要的LCP生产大厂。
  (3)美国杜邦
  杜邦是成立于1802年全球领先的化工巨头,其产品及服务涵盖食品安全与个人护理,聚合物与纤维、高性能材料、工业生物技术、个人防护等,是MPI材料的知名供应商。杜邦MPI相关材料有Kapton聚酰亚胺薄膜、Vespel S聚酰亚胺、AURUM TPI树脂等系列产品。2019年3月6日,杜邦电子宣布将在其位于俄亥俄州、瑟克尔维尔的工厂投资2.2亿美元以新增生产资产,扩大Kapton聚酰亚胺薄膜和Pyralux柔性线路板材料的生产,并将于2021年投入营运。
  (4)日本宝理塑料
  日本宝理塑料在20世纪90年代初便开始生产LCP聚合物,具备年产15000吨的LCP聚合物生产线。经过多年的发展,日本宝理塑料开发了LAPEROS LCP系列产品,该产品不仅具有数量级的机械强度,高弹性模量,而且具有优异的振动吸收性能,堪称下一代的超级工程塑料。在2019年国际橡塑展上,宝理塑料也带来了其应用于5G通信材料的低介电LCP材料。
  (5)日本东丽
  日本东丽公司生产的Ⅱ型号LCP材料在业内具有较高的知名度,它是行业内既能生产LCP树脂又可生产LCP纤维的化工巨头。东丽LCP树脂原料SIVERAS基于公司聚酯树脂核心技术而开发,具有优异的减振性能、高强度、高弹性系数、良好的尺寸稳定性及注塑性能。
  (6)可乐丽
  可乐丽公司是合成纤维领域的全球知名化工巨头,在LCP材料领域可乐丽也开发了相关的产品LCP薄膜VECSTAR,其LCP薄膜采用了可乐丽的分子取向控制技术,是通过控制液晶聚合膜各种物理性质的各向异性而制成的高功能、高性能薄膜。其拥有低吸水性、优异的电气特性和尺寸稳定性,产品具备满足电路基板材料所要求的特性,可作为无线终端的基础材料。
  (7)韩国世洋树脂
  世洋树脂成立于1985年,是一家韩国知名的工程塑料和包装塑料企业。世洋LCP树脂有H、M、L、G四个系列产品,且产品自主研发和生产,涵盖了LCP Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ三种类型,可供应涵盖通用规格至客户定制规格的LCP产品。在2019年国际橡塑展上,韩国世洋树脂展出了其应用于5G通讯器件材料的SEYANG LCP产品。
  (8)索尔维
  索尔维是国际知名的特种聚合物材料供应商,在工程塑料、聚酰胺和中间体、基础化学品、特殊化学品等业务领域占据重要地位,其在LCP、PEEK、聚四氟乙烯等材料领域都有业务布局。索尔维的LCP材料系Xydar LCP产品,它是一款可用于薄壁部件的高流动性塑料产品,在极端温度时(至300℃)仍能表现出出色的强度。
  (9)沃特股份
  深圳市沃特新材料股份有限公司创办于2001年,专业从事特种高分子材料、环保工程塑料的研发、生产和销售,是国内橡胶和塑料制品行业知名上市企业。沃特的5G材料解决方案中的高频材料包括了LCP、PPO/PPE、PP等,它是全球为数不多能供应I型、II型和III型三种类型LCP材料的企业。
  作为国内在LCP软板加工方面实现大规模量产的企业之一,沃特在产能方面正积极扩产。去年12月底,沃特股份收购浙江德清科赛51%的股权,通过结合德清科赛高频设备用薄膜已经形成量产的优势,将与沃特现有高频线路板基材材料及低介电损耗LCP材料形成系统化高频材料解决方案,从而提升公司在高频及5G设备产品用材料市场占有率等。
  (10)普利特
  上海普利特股份有限公司成立于1999年10月,于2009年在深圳中小板上市,主要从事汽车用改性塑料产品的研发、生产、销售和服务。普利特塑料产品包含PP、ABS、PC/ABS、PA、LCP等材料,其LCP系列产品拥有自主知识产权,普利特上市后,先后在上海市金山区、浙江省嘉兴市和重庆市铜梁县投资建设了上海普利特化工新材料有限公司(主要做液晶高分子材料LCP)、浙江普利特新材料有限公司和重庆普利特新材料有限公司三家全资子公司。目前普利特改性材料产品全球总产能达到26万吨规模。



 
  二  PCB关键材料:高频基材
  高频基材是高频通信行业发展的基础材料,5G时代,传统基材会使信号的传输损耗较大而产生“失真”现象。PTFE/陶瓷填料、烃类热/陶瓷材料、热性工程塑料/陶瓷填料、LCP为当前主要商业化基材。
  (1)罗杰斯
  罗杰斯是全球基站天线射频高频基材领域的龙头企业,其在基站天线射频领域有着20多年的行业经验,罗杰斯的高频板材在全球市占率可高达50%以上。面对5G时代,罗杰斯研发并已推出针对5G天线射频的高频基材。
  (2)生益科技
  生益科技创始于1985年,其在覆铜板领域已深耕细作24年有余,公司可自主生产覆铜板、绝缘层压板、金属基覆铜箔板、涂树脂铜箔、覆盖膜类等高端电子材料。面对5G时代,生益科技也是在进一步扩大产能,抢占5G高频基材市场,其生产高频PTFE板材的江苏生益一期投产在即,设计产能120万平米/年,陕西生益今年下半年将扩充420万平米年产能,江西生益一期(1200万平米年产能)亦有望在2020年一季度投产。
  (3)中英科技
  常州中英科技股份有限公司成立于2006年,是一家高频通信材料研发、生产和销售的高科技企业,其高频基材主要产品包括D型和CA型两类高频覆铜板及高频聚合物基复合材料。瞄准5G通信,在高频通信材料布局上,中英科技2018年5月完成了高频通信材料及制品项目奠基仪式,此新上项目总投资约4.2亿元,预计2019年下半年建成投产。
  三  滤波器关键材料:微波介质陶瓷
  5G时代,传统金属腔体滤波器不能实现高抑制的系统兼容问题,而陶瓷介质材料腔体可以解决这些问题,微波介质陶瓷滤波器是5G重要的解决方案。
  (1)日本村田(Murata)
  村田(Murata)于1944年成立,是全球知名的电子元器件制造商,全球声表面(SAW)波滤波器的主要供应商之一。村田的陶瓷电容器产品远近闻名,除此之外,其陶瓷滤波器,高频零件,感应器等产品在业界也是处于领导地位。
  (2)TDK
  TDK也是微波介质陶瓷领域的全球知名企业,声表面(SAW)的主要供应商之一。它成立于1935年,总部位于日本东京,成立至今已有超过84年历史,如今TDK已是一家全球领先的综合电子元器件制造商。
  (3)美国Avago
  Avago公司是一家设计、研发并向全球客户供应各种模拟半导体设备的供应商,总部位于美国和新加坡。Avago拥有源自于惠普公司长达50年的技术创新传统,2015年Avago以370亿美元收购了芯片制造商Broadcom,之后公司更名为Broadcom。目前,在体声波(BAW)滤波器市场上,Avago的BAW滤波器产品占据了全球大半市场份额,它与Qorvo公司几乎垄断了BAW滤波器的全球市场份额。
  (4)东山精密
  东山精密诞生于1980年,它是一家专注于通信设备、精密金属结构件、LED技术及电子电路领域解决方案的上市公司。2017年东山精密通过收购艾福电子70%股权切入陶瓷介质材料业务。艾福电子公司主要制造无线通信元器件,其主营产品类型包括介质滤波器系列、介质双工器、介质谐振器、陶瓷天线系列、射频标签等。2018年10月,艾福电子取得华为公司5G陶瓷介质滤波器等产品订单,进入华为滤波器供应链体系。
  (5)风华高科
  风华高科成立于1984年,是一家专业从事高端新型元器件、电子材料、电子专用设备等电子信息基础产品的上市企业,其在2011年8月出资1200万元参与投资设立了深圳国华新材料(持股55%)。国华新材料公司基于微波陶瓷功能材料,拥有从材料、工艺到微波通信器件产品研发制造的全产品链。其主营产品为微波介质材料(介电常数涵盖7-100)及微波通信器件。
  四  第三代半导体材料:SiC、GaN
  第三代半导体材料是以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)、金刚石等为代表的宽禁带半导体材料(禁带宽度>2.2 eV)。其中SiC与GaN耐高电压、耐高温,有适合在高频环境下工作的优势,是目前第三代半导体材料中发展较为成熟的材料。
  美、日、欧等国都在积极进行SiC和GaN的战略部署。近年来中国多家企业也在布局第三代半导体晶圆生产线。
  中国主要第三代半导体晶圆生产线
  (1)山东天岳晶体
  天岳晶体以研制、生产半导体晶体及衬底材料为主,依托山东大学晶体材料国家重点实验室,是国家“973”和“863”计划碳化硅重大项目产业化基地。2018年11月13日,由天岳晶体开发建设的天岳碳化硅材料项目在长沙开工,总投资30亿元,项目分两期建设,一期占地156亩,主要生产碳化硅导电衬底。
  此外,山东天岳晶体拟投资4.5亿元在现有厂区内建设高品质4H-SiC单晶衬底材料研究与产业化项目,项目建成后可达到年产6英寸4H-SiC单晶衬底(兼容4英寸)产品3万片的生产能力。该项目入选了2019年山东省120个省重点项目名单。
  (2)北京天科合达
  北京天科合达半导体股份有限公司于2006年9月成立,专业从事第三代半导体碳化硅(SiC)晶片研发、生产和销售。公司依托于中国科学院物理所在碳化硅领域十余年的研究,在国内首次建立了完整的碳化硅晶片生产线,突破了缺陷抑制、快速生长和籽晶处理等关键技术,形成了具有自主知识产权的完整技术路线。
  目前,天科合达能供应工业级4-6英寸4H导电碳化硅晶片,2018年10月天科合达在徐州经开区投资的碳化硅晶片项目正式签约。
  (3)中镓半导体
  东莞市中镓半导体科技有限公司成立于2009年1月,总部位于广东东莞,它是国内专业生产氮化镓(GaN)衬底材料的企业。中镓半导体以北京大学宽禁带半导体研究中心为技术依托,已建成国内首家专业的氮化镓(GaN)衬底材料生产线,可制备出厚度达1100微米的自支撑GaN衬底,并能够稳定生产。2018年2月初,中镓半导体在衬底量产技术上获重大突破,实现国内首创4英寸GaN自支撑衬底的试量产。
  (4)纳维科技
  苏州纳维科技有限公司成立于2007年,致力于氮化镓(GaN)单晶衬底的研发与产业化。经过10多年努力和技术攻关,纳维科技已逐步研发成功1英寸、2英寸、4英寸、6英寸氮化镓单晶材料,完成了从材料生长设备的自主研发到GaN单晶衬底生长制备的完整工艺开发。
  五  导热/EMC材料
  5G时代智能手机功能愈发强大,芯片和模组的集成度和零部件密集程度急剧提升,导致设备功耗和发热密度随之提升,因此新型高导热材料成为5G智能手机散热的关键,目前主要以石墨散热和液冷热管散热技术为主。
  而对于电磁屏蔽材料,由于5G时代智能手机的集成度、信号传输密度将进一步提升,内部芯片间距越来越小,导致手机内部的电磁干扰越来越严重,因此电磁屏蔽材料(EMC)成为5G时代智能手机的刚需。
  (1)汉高
  德国汉高集团创建于1876年,是世界500强中的化工巨头,主营应用化学品,其三大主要业务为粘合剂、洗涤剂及家用护理、化妆美容用品。汉高自1983年便开始涉及EMC业务,现有生产线13条,一百余种产品,市场占有率全球名列前排。2017年,巨化集团携手永利集团、盛芯基金等企业,联合收购了德国汉高集团EMC业务100%股权,至此双方展开了更深入的战略合作。
  (2)3M
  3M公司创建于1902年,是世界知名的产品多元化科技创新企业,成立的100多年里开发了近七万种产品,其EMI/EMC材料,具有先进的EMI和EMC屏蔽、吸收和接地性能,可提高信噪比,实现更高频率的操作,并提高天线性能。
  (3)陶氏
  陶氏是陶氏杜邦旗下的一家国际知名子公司,其业务包括高新材料、工业中间体以及塑料业务,产品类型涵盖乳化剂、表面活性剂、导电材料、树脂、涂层、粘合剂、橡胶、硅烷和硅醇等。作为创新和硅基技术领域的全球领先企业,陶氏在5G手机散热材料领域,率先开发了其用于智能手机部件热管理的新型陶熙TC-3015有机硅导热凝胶,此导热凝胶可实现芯片组的高效散热,还具有卓越的润湿性,可确保低Rc(接触电阻)以实现热管理。
  (4)碳元科技
  碳元科技股份有限公司成立于2010年,主营高导热石墨散热材料产品,是一家拥有自主知识产权及完备生产工艺,专业解决电子产品高散热问题的上市企业,在国内企业中,碳元科技的石墨散热材料的产能居于领先地位。2018年,为了巩固并加强在消费电子散热领域的优势地位,碳元科技投资设立了常州碳元热导科技有限公司,主要研发、生产热管及相关的材料。
  (5)中石科技
  北京中石伟业科技股份有限公司自1997年成立以来,专注于自主研发和生产电磁兼容、屏蔽及导热产品,其产品涵盖了热管理材料、人工合成石墨材料、电磁屏蔽及IP密封材料、EMI滤波器、信号滤波器、EMI/EMC设计咨询和整改等众多业务领域,是国内导热材料龙头型企业,长期为国内外通讯设备巨头供应电磁屏蔽和导热材料。
  六  手机塑胶/玻璃/陶瓷/金属外壳材料
  目前,手机外壳材料主要有塑胶、玻璃、陶瓷和金属,金属主要用于手机中框。5G时代,智能手机后盖去金属化为大势所趋,3D玻璃、陶瓷集中于高端机型,塑料则凭借易加工、低成本优势加速向中低端机型渗透。金属中框方面,随着智能手机朝着大屏化、轻薄化的方向发展,强度更高的7系铝合金和不锈钢将成为5G时代的重要解决方案。目前金属中框主要以铝合金为主,不锈钢的应用较少。未来3-5年“双面玻璃+金属中框”的应用方案将成为主流。
  (1)韩国乐天化工
  乐天化学成立于1976年3月,是韩国著名的化工企业,隶属于韩国乐天集团。乐天化工公司主要生产烯烃,芳香族等石化基础原料及产品,其代表产品有乙烯,HDPE,LDPE,LLDPE,功能树脂,EG,SM,PIA,PET等。乐天化工在中国有多个改性塑料工厂,其于2011年4月投资成立的乐天工程塑料(合肥)有限公司,拥有10条全自动进口产品生产线,主要研发生产PP、PE、PC/ABS、ABS、EPP等改性塑料,产品广泛应用于汽车、家电、通讯、建材、玩具、食品包装等领域,其手机塑胶外壳材料也是亮相于2019年国际橡塑展上。
  (2)大韩化工
  大韩化工是一家专业研发、生产和销售PBT、PPS、PC、TPE等改性塑料企业,经过20多年的发展,大韩化工的高性能材料成为高分子材料领域中的主力军。大韩化工高性能材料包括NMT纳米注塑材料PBT、PPS、PPA,以及PCG高硬度生物玻璃等,产品广泛应用于通讯、电子电器、家电、汽车以及电子消费品等行业。如大韩化工开发的高硬度仿玻璃材料USCON PCG-SHG2870A,是一种新型聚碳酸酯树脂,具有超高的表面硬度,高流动性,高冲击性,可应用于手机外壳。在2019年国际橡塑展上,大韩化工更是展出了手机仿玻璃PC系列外壳。
  (3)蓝思科技
  蓝思科技创立于2003年,是国内高端视窗触控防护玻璃面板、触控模组及视窗触控防护新材料为主营业务的知名上市企业,在3D玻璃、蓝宝石、精密陶瓷等领域拥有深厚的技术积淀与优势,为三星、华为、苹果、小米、OV等国际知名手机品牌手机盖板的重要供应商。
  蓝思早在2012年就已经开始陶瓷材料的技术研发,并随后陆续为不同客户供应精密陶瓷产品。2017年蓝思开始发力3D玻璃,推动了众多安卓品牌手机使用3D玻璃背板。面对5G的来临,蓝思科技投资建设星沙二园,布局5G时代下的可穿戴设备、智能家居、智能汽车等新兴领域,项目于2018年6月26日开工建设,预计总投资100亿元。
  (4)伯恩光学
  在手机玻璃行业内,伯恩光学可谓鼎鼎有名,是无可非议的一块手机玻璃造就的巨头。伯恩光学有限公司成立于1987年,总部位于香港,它是全球最大的手机玻璃生产商,其核心主业手机玻璃在全球市场份额超过60%。2019年,伯恩总投资20亿元重点项目——惠州伯恩(淡水)基地项目正在紧锣密鼓地加速建设,项目计划6月底建成投产,这是伯恩光学在惠州设立的第4个生产基地。
  (5)潮州三环
  潮州三环(集团)股份有限公司成立于1970年,是一家致力于电子基础材料、电子元件、通信器件研发、生产及销售的上市企业,具有40多年的电子陶瓷生产经验,其用于手机外壳的产品主要有陶瓷盖板。潮州三环是华为、小米、OV、一加等国际知名手机品牌陶瓷配件的重要供应商。2017年9月份,潮州三环计划新增投资25亿元,在南充三环电子建设1万吨高性能电子陶瓷粉体和1亿只手机陶瓷后盖生产线。
  2017年2月,潮州三环与长盈精密签署《关于合作成立合资公司的框架协议》,拟合作成立合资公司,投资87亿元在东莞和潮州设立三家合资公司,主要用于生产智能终端和智能穿戴产品陶瓷外观件及模组。
  据IHS Markit估计,到2035年5G在全球创造的潜在销售活动将达12.3万亿美元,创造2200万个工作岗位。


 
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