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5G应用场景拓展 塑料需求有望深度释放!

5G应用场景拓展 塑料需求有望深度释放!

发布日期:2021-04-15 08:33 来源: 点击:

随着5G应用不断拓展,覆盖智能驾驶、医疗、远程教育等,塑料需求将得到进一步的释放。
 
  高分子材料主要用于5G环境下的天线振子、PCB高频电路板、电线线缆及导热散热部件等应用。
 
  5G时代备受关注的高分子材料包括LCP、PPS、PTFE、PC/PMMA及PP等。
 
  With the continuously growing 5G applications suchas smart driving, medical care and distance education, the demand for plastics will further increase.
 
  Polymers are mainly used in applications like antenna oscillators, PCB high-frequency circuit boards, wires and cables, andthermal and heat dissipation components in 5G environments.
 
  The polymers drawing much attention in the 5G era include LCP, PPS, PTFE, PC/PMMA and PP.
 
  5G通信时代正加速降临!据GSA最新数据,截至2020年底,全球共58个国家实现了5G网络和业务的商用化,中国更建成全球最大5G网络。随着5G通信的普及,5G应用领域及场景将不断拓展,包括计算机、可穿戴设备、医疗、教育、交通、智能家居、云端办公及虚拟现实等,这将进一步释放塑料的需求。
 
  应用场景拓展 释放新需求
 
  除5G手机应用外,新冠疫情激发了移动办公、远程办公的新需求,5G 技术将助力这一需求的实现,如5G 计算机就能够让移动办公轻松进行。在这方面,业界已经开始布局,2020年,联想就发布了全球首款5G笔记型计算机。
 
  鉴于5G高频、高传输及移动性能,5G笔记本对于材料、工艺和设计都提出新要求,例如天线穿透性好、强度、个性化外观、轻薄与性能兼具等,在这方面,复合材料和轻质材料将会得到更多的应用。
 
  此外,5G智能驾驶兴起,自动驾驶技术不断发展,需要在汽车中装配雷达等全新类型的传感器。使用塑料,此类解决方案就可实现大规模生产。在这方面,巴斯夫就提供用于雷达波透射和吸取的雷达优化塑料,有助于提高雷达传感器的精度,从而以更高的成本效益改善自动驾驶汽车的功能。
 

  同时,智能驾驶将释放更多的内饰空间。例如,根据美国SAE(Society of Automotive Engineers)的划分,未来高级别的L4/L5级别智能驾驶汽车将可以取消掉方向盘。这将会迎来新一轮的内饰升级,需要更多新型、环保的内饰材料。
 
  5G应用场景拓展还包括远程医疗、远程教育等,总之,5G应用场景拓展将进一步深度释放对新材料、新工艺的需求。
 

争宠5G应用 材料凸显功能本色!
 
  5G时代来临,从基建到应用场景,正在悄然掀起一轮材料新风暴,例如天线材料、PCB高频材料、天线振子、电线线缆材料、电子屏蔽材料、导热散热材料、添加剂及其他应用场景材料等。根据Lux Research的报告,到2030年,可满足5G新需求的材料预计会达到14,000 吨,总计达到23亿美金。
 
  在各种材料争夺战中,塑料凭借其低成本、灵活性、低介电常数、低损耗、高性能等独特优势,将在5G时代大放异彩。
 

 
       电磁屏蔽材料
 
  5G时代,高频率的引入及天线数量的成倍增长使得设备之间及设备本身内部的电磁干扰无处不在,电磁屏蔽材料的作用愈发明显。目前,广泛应用于消费电子领域的电磁屏蔽材料主要以聚合物或导电高分子类为主,有导电塑料器件、导电硅胶等。
 
  例如,汉高在5G时代的通讯设备、智能手机等领域都有布局,包括芯片级电磁干扰(EMI)屏蔽解决方案。该解决方案包括在封装体内提供分腔式的屏蔽保护和在封装表面提供覆膜式屏蔽保护,从而实现更小、更轻薄的电子产品设计。
 
  导热散热材料
 
  5G基础设施建设需要更多功能、更小型的电信基础设施组件,高功率密度将成为常态。消费电子产品后壳非金属化之后,功率增大,要求整个散热体系要改变,对材料的导热性要求更高。
 
  不少企业致力开发高导热性、适合5G应用的新型导热材料。例如,陶氏的DOWSIL TC-3065导热凝胶,可散发敏感电子组件大量热量。它具出色润湿能力,易填补空隙,并可替代人造橡胶导热垫片,因为这些导热垫片可能无法保护电子产品免受5G更高功率密度带来的高热量伤害。
 
  美国戈尔推出适用于5G天线的GORE?隔热材料,可帮助保持手机5G信号的持续时间,同时降低表面温度,其隔热性能优于空气,且射频信号传输损耗极低。
 
  石墨原料也是近几年消费性电子产品中的主流应用,因为石墨具有耐高温、热膨胀系数小、良好的导热导电性、化学性稳定、可塑性大等特点。合成石墨材料/高导热石墨膜是利用石墨的优异导热特性所开发的新型散热材料。
 
  5G天线材料:LCP、MPI共存
 
  5G商用化,通信处理的信息成倍增长,天线将为这一飞跃发展护航。5G网络要求天线材料低介电、低损耗,具有低损耗因子特性的液晶聚合物LCP和改性聚酰亚胺MPI在5G天线材料中脱颖而出。
 
  LCP是新型热塑性有机材料,具低传输损耗、可弯折性、尺寸稳定等优势;MPI材料为传统PI软板的改性材料,在中低频的频率范围内综合性能接近LCP材料。目前,LCP材料制造难度较大,成本较高,因此5G时代MPI 和LCP将会共存,例如中低频使用MPI ,高频使用LCP。
 
  多家化工企业已经在加紧布局LCP市场,例如,塞拉尼斯今年年初宣布将在中国分期建造一家世界级LCP工厂,预计年产能约2万吨,项目一期将于2024年投产。去年9月,沃特股份也宣布设立合资企业研发生产LCP薄膜,满足在5G高频通讯条件下的材料需求。
 
  另外,住友化学、宝理塑料、金发科技等也是主要的LCP生产企业。例如住友化学2020年就推出了两种具有非常低介电常数和低损耗因子的新型LCP,具备热致性、可注射成型或挤压成型,可满足5G应用需求。
 
  塑料天线振子:PPS薄膜
 
  振子是天线关键部件之一,5G 要求振子尺寸更小、更轻且数量更多。传统4G振子主要采用金属,但其重量大、安装复杂,5G时代,质轻、成本低及性能好的塑料振子将大有可为。
 
  塑料天线振子采用内含有机金属复合物的改性塑料,用注塑成型的方式制造。材料主要包括PPS、LCP及 PPA等,具吸水性低、电绝缘性优良、介电损耗低、耐高温等特点。目前东丽、住友化学都推出这类材料。例如东丽推出的聚苯硫醚(PPS)薄膜,保持了良好的介电特性以及化学稳定性,且比一般的PPS薄膜耐热度提高了40℃。
 
  市场上还涌现3D 塑料振子新工艺。例如,飞荣达的“3D塑料+选择性激光电镀工艺”5G天线振子,能够满足5G天线的高精度、高集成度要求,也能够把配电跟滤波网络形成一体化,减少很多零件,节省成本。
 
  PCB 高频材料:PTFE受推崇
 
  在5G基站中,印刷电路板(PCB)作为最基础的连接装置将被广泛使用,如天线振子就需要使用PCB作为连接。PCB上游原材料主要包括铜箔、玻璃纤维布及PTFE在内的特殊树脂等其他化工材料。目前高速高频化趋势下,较为主流的PCB材料包括PTFE、EPBT、CE、PPE、PI等。
 
  对于基站PCB而言,最为重要的指标是介电特性、信号传输速度和耐热性,前两点上PTFE基板都具有较好的性能。优异的介电性能有利于信号完整快速地传输,从这角度而言,PTFE是5G时代基站PCB板的优选树脂材料。
 
  目前生产PTFE的企业主要有科慕、大金氟化工、阿科玛、3M、德清科赛、浙江巨化集团等企业。
 
  塑料后盖回归:PC/PMMA共挤薄膜
 
  5G智能手机是去年手机市场一大亮点。DigiTimes报告显示,2020年全球手机出货量下降,5G手机出货量却大幅增长,达到2.8-3亿部,比2019年增长十倍以上。中国信通院数据显示,2020年国内5G手机全年出货量1.63亿部,占比52.9%。5G智能手机出货量的高速增长带动相关材料新机遇,如手机后盖重回塑料时代。
 
  5G采用MIMO(大规模输入输出)技术,手机需要更多的空间来部署大量天线,而金属材料却会对信号产生干扰,因此,5G手机后盖去金属化成趋势。
 

  手机制造商将逐渐改用非金属材料(陶瓷、玻璃或塑料等),塑料后盖因成本低廉、性价比高,符合5G手机初期降低成本、占领市场的需求,有机会成为中低端智能手机机身的重要选择。
 
  例如,科思创就提供模克福?SR多层PC/PMMA共挤薄膜解决方案。通过这种方案,结合全新的制造工艺,生产的手机后盖有玻璃般质感,但不易碎。与传统金属组件不同,高频辐射可穿透这种薄膜。
 
  目前,塑料的“手感”和“颜值”正逐步向高端的3D玻璃靠拢,且加工生产流程远少于玻璃,正逐步摆脱“低端”的刻板印象,市场占有率有望进一步提升。例如,2020年SAMSUNGGalaxy Note 20就用上了金属中框+塑料背盖的搭配。
 
  电线电缆、壳体材料
 
  5G高速传输,电线电缆起到关键的作用。其中,光缆在信号传输的众多线缆中具有许多优势,比如其应用范围比常规铜芯电缆要大得多,能够免于电磁干扰。
 
  然而,光缆中的光纤必须要确保免受生产以及使用中各种环境条件造成的机械应力的影响,否则会造成光缆线路老化。这就需要耐用的线缆保护管和保护套。例如,赢创的聚酰胺 VESTAMID?或聚对苯二甲酸丁二酯VESTODUR?就可对光纤提供单独的保护,也可通过电缆结构如电缆护套、电缆保护管等提供保护。
 
  此外,还有各种壳体材料也需要用到高分子材料,例如5G天线罩。在这方面,万华就已陆续推出防火、高抗冲、低介电等性能的注塑级和挤出级天线罩专用PP材料。
 
       文章链接:塑料机械网 

相关标签:厨卫

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