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5G新基建带火哪些高端材料？

来源：雅式橡塑网作者：温兰芳日期：2020.07.29

今年两会上，新基建、拓展5G应用话题成为关注热点，当中，新基建也包括了5G 基建，这意味着，加强5G基建和拓展5G应用将齐头并进，2020年，中国将迎来5G的爆发期。

据海通证券分析，5G基建方面，2020年三大运营商5G资本开支目标1803亿元（人民币，下同）、同比增长338%，5G基站建设目标50万个、同比增加285%。

5G基站的海量增长，将同步带动PCB、天线振子及天线罩等元器件应用的大幅增长，塑料凭着其独特性能优势如低介电、高导热和电磁屏蔽等，将在5G领域获得发展红利。

5G基站数量暴涨，天线振子、天线罩、基站外壳等组件材料需求大增，塑料备受关注。

天线振子数量暴增，改性塑料受关注

基于高频高速传输的需求，5G基站将采用大规模天线关键技术（Massive MIMO），将使得天线及其对应的振子数量大增。

随着天线振子数量增多，金属振子面临造价昂贵且过重问题，因此，5G天线振子将变得小型化、轻量化。为应对 5G 新型天线的变化，市场上出现了全新的3D选择性电镀塑料振子方案，其中代表企业为飞荣达。

塑料天线振子采用内含有机金属复合物的改性塑料材料，用注塑成型的方式制造。材料主要包括PPS、LCP及 PPA等，具有吸水性低、电绝缘性优良、介电损耗低、耐高温等特点。目前东丽（Toray）、住友化学（Sumitomo Chemical）都推出这类材料。

塑料振子在保证天线满足5G电器性能的同时，还具备高精度、高集成、加工灵活、轻质等优势，同时减少了危险过程工序，节约了成本。

PCB 海量增长， PTFE备受推崇

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。天线振子需要使用PCB作为连接；滤波器等元器件将大幅增加，需要使用一块单独的PCB来连接这些元器件；CU/DU（集中/分布单元）等部分也需要使用PCB。5G 建设初期，对于PCB 的需求增量直接体现在无线网和传输网上，对PCB 背板、高频板、高速多层板的需求较大。

PCB上游原材料主要包括铜箔、玻璃纤维布、以及PTFE在内的特殊树脂等其他化工材料。玻璃纤维布作为增强材料，起着绝缘和增加强度的作用；特殊树脂作为填充材料，起着粘合和提升板材性能的作用。

PTFE是5G时代基站PCB板的优选树脂材料。

目前，PCB上游的特殊树脂领域目前国际领先的厂商还是以海外厂商为主，包括日本的三菱瓦斯（MGC）、松下（Panasonic）、日立化成（Hitachi Chem），罗杰斯（Rogers）、伊索拉（Isola），以及中国台湾的联茂、台光等。

为了满足高频高速PCB产品的可靠性、复杂性、电性能和装配性能等要求，许多PCB基板材料的厂商对特殊树脂进行了不同的改进。在目前高速高频化的趋势下，较为主流的PCB材料包括PTFE、EPBT、CE、PPE、PI，由此衍生出的覆铜板种类超过130种。

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。它是目前为止发现的介电性能最好的有机材料，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。

复合材料用于天线罩、基站外壳

在天线罩方面，要求材料要具有良好的电磁波穿透特性，要有耐受恶劣环境的强机械性能，可以绝缘防腐、防雷等。

在5G趋势下，性能优越的复合材料成为备受欢迎的天线外罩材料。复合材料能起到绝缘防腐、防雷、抗干扰、经久耐用等作用，而且透波效果非常好。

在基站外壳方面，传统的4G基站为大型的铁塔形状，而5G基站的特点则是小型轻巧，因此也可以使用复合材料才打造，复合材料具有易加工、性能强大、质轻等优势。

例如，科思创（Covestro）研发了适用于5G基站外壳的聚碳酸酯及其混合材料。据科思创介绍，聚碳酸酯刚性强、重量轻、调频通过性佳，并且适于注塑成型。

其中一些规格的材料也显示出良好的耐候性或导热性，或适于双组分注塑成型和激光直接成型（LDS）。

本文部分数据参考：平湖市浙江工业大学新材料研究院

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