5G時代，塑料助推消費電子新一波高潮

     中國工信部于去年六月正式向中國電信、中國移動、中國聯通、中國廣電發放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絡服務。5G網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網絡將還支持可佩戴式設備、機器人， 而且VR/AR、智能家居、車聯網、物聯網（IoT）、智慧城市、無人機網絡等概念將變為現實。此外，5G還將進一步 應用到工業、醫療、安全等領域，能夠極大地促進這些領域的生產效率，以及創造出新的生產方式。

     材料是感知未來世界和實現顛覆性創新的源泉。5G的來臨無疑要求電子設備等需要具備散熱更強大、體型更小等特 點，這將推動手機天線材料、手機外殼材料、電磁屏蔽材料、導熱散熱材料等多領域材料的更新換代。綜合來看， 5G需要低介電、高導熱和高電磁屏蔽的高分子材料。

     近兩年全球智能手機市場銷量下滑，5G技術則被視為最后的救命稻草。2020年全球迎來5G手機換機潮，哪怕新冠疫情的肆虐也阻擋不住這一波洶涌的“后浪”。隨著 5G 對手機產品功能要求的提高，材料面臨更高性能要求和技術挑戰

     天線是手機中用于接收和發射信號的輻射單元，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的需求，MPI（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有望媲美LCP天線，且MPI價格適中，故 在5G發展前期，MPI有望替代部分PI，成為天線的重要過渡材料。在4G及以前的時代，消費電子產品中一般使用PI（聚酰亞胺）或MPI（改性聚酰亞胺）材料做為電路絕緣基材，但隨 著5G技術的落地，PI或MPI材料在高頻信號傳輸上的短板非常明顯，其最大的問題就是射頻信號損耗大，并且隨著傳 輸頻率提高，信號損耗將越來越大，直接影響通訊質量。

     是否有低損耗、3D可折彎、高介電常數的材料，直接影響著手機數據傳輸的速度。LCP （液晶聚合物）是一種新型 熱塑性有機材料，在微波/毫米波頻段內介電常數低、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 提高消費電子產品空間利用效率，因此LCP天線被認為有望替代傳統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和非常低損耗因子的LCP，并提供數據 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SumikaSuper? E6205L及SumikaSuper SR1205L，它們的介電常數低于標準LCP等級 - 這 是更可靠的、更大容量的數據傳輸所必需的特性。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 率范圍內依然可進行可靠數據傳輸。住友化學表示，該公司可根據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，并提供適當的數 據，讓工程師更好、更快和更高質量地設計組件。

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     5G技術的高傳輸率將對智能手機的設計產生重大影響。5G所采用的MIMO（大規模輸入輸出）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生干擾，5G手機后蓋的“去金屬化”已經勢不 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，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，生產的手機后蓋有玻璃般質感，但不易碎。與傳統金屬組件不同，高頻輻 射可穿透這種薄膜。5G的來臨要求消 費電子具有更加強大的熱處理能力和更加輕薄化的機身，塑料材料在消費電子輕薄化中扮演著重要角色。

    今年1月在美國拉斯韋加斯舉行的第53屆CES（國際消費類電子產品展覽會）上，5G和物聯網(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、大數據中心等其它幾大“新基建” 領域的信息連接平臺，將為各行各業帶來巨大的發展空間，推動中國經濟持續前進。由于5G通訊在傳輸速率、信號強度等方面的大幅度提升，對各類材料的性能從基站端到手機等應用端都提出了更多 的需求和更高的要求，5G新材料產業也迎來了新藍海。因為5G產業鏈建設過程中所需的多種材料都要用到塑料。這不僅對塑料行業的材料創新研發提供了契機，也為塑料材料的運用與發展打開了新的風口。

     在需求及技術的驅動下，關鍵材料和技術正在成為5G時代爭奪戰的核心，占領關鍵材料資源也相當于搶奪5G市場霸 主地位。順應5G發展的趨勢，不斷提升塑料產品的性能，生產出性能獨特且質量優異的材料以符合5G產業建設的需 求，成為塑料行業與企業當下面臨5G機遇時所不得不承受的重要挑戰。