《5G和6G應(yīng)用的低損耗材料-2022版》

第五代通信技術(shù)（5G），不僅僅保障了流媒體應(yīng)用的快速移動(dòng)體驗(yàn)，它還實(shí)現(xiàn)了從汽車到遠(yuǎn)程機(jī)器人等各類設(shè)備之間的全面互聯(lián)。隨著各類盈利商業(yè)模式和殺手級(jí)應(yīng)用的興起，5G將成為增長(zhǎng)最快的市場(chǎng)之一，據(jù)英國(guó)知名研究公司IDTechEx預(yù)測(cè)，到2033年5G相關(guān)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到8420億美元，為全球GDP每年帶來數(shù)萬(wàn)億的互聯(lián)增長(zhǎng)。

5G網(wǎng)絡(luò)最具革命性的方面是使用高頻通信技術(shù)，即5G毫米波（mmWave 5G）——利用26 GHz至40 GHz頻譜。在如此高的頻率下，許多技術(shù)和設(shè)備都面臨著諸多挑戰(zhàn)。高頻信號(hào)會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的傳輸損耗，需要更高功率和更高效的電源，并且會(huì)產(chǎn)生更多的熱量。傳輸損耗是5G應(yīng)用中天線設(shè)計(jì)和射頻（RF）集成電路（IC）的痛點(diǎn)。對(duì)于低頻5G，即6 GHz以下的5G（sub-6 GHz 5G），由于具有較高的數(shù)據(jù)傳輸速度，同樣希望降低信號(hào)損耗。

5G毫米波面臨的挑戰(zhàn)、趨勢(shì)和創(chuàng)新

據(jù)麥姆斯咨詢介紹，隨著未來5G毫米波的興起，低損耗材料將有望實(shí)現(xiàn)快速增長(zhǎng)，并發(fā)揮越來越重要的作用。在本報(bào)告中，IDTechEx調(diào)研了低損耗材料的發(fā)展前景，并通過五個(gè)關(guān)鍵因素（介電常數(shù)（Dk）、耗散因子（Df）、吸濕率、成本、可制造性）來衡量材料性能。低損耗材料不僅可以用作基板或PCB板，還可以用于先進(jìn)封裝，例如封裝天線（Antenna in Package，AiP）便是一項(xiàng)重要趨勢(shì)。

隨著頻率向毫米波方向發(fā)展，天線元件的尺寸將不斷減小。因此，就可以將天線陣列放置到封裝殼體中。這種集成方式還將有助于縮短射頻路徑，從而最大限度地降低傳輸損耗。封裝天線將需要低損耗的材料作為基板（也包括重分布層）、電磁干擾（EMI）屏蔽、模壓底層填充（MUF）材料等。

本報(bào)告研究的低損耗材料

本報(bào)告重點(diǎn)介紹了5G通信應(yīng)用的低損耗材料，主要包括：

- 低損耗熱固性材料：熱固性材料在3G和4G通信設(shè)備市場(chǎng)中占據(jù)主導(dǎo)地位。但是，較高的介電常數(shù)（Dk）和耗散因子（Df）限制了它們?cè)?G毫米波通信設(shè)備中的應(yīng)用。本報(bào)告研究了主要材料供應(yīng)商在減小熱固性材料的介電常數(shù)和耗散因子方面所做出的努力。

- 聚四氟乙烯（PTFE）：高頻應(yīng)用中最常見的材料之一，例如汽車?yán)走_(dá)系統(tǒng)和高速/高頻（HS/HF）系統(tǒng)。

- 液晶聚合物（LCP）：已經(jīng)被用于制造智能手機(jī)天線的柔性板，該市場(chǎng)將繼續(xù)增長(zhǎng)并擴(kuò)展到其它應(yīng)用領(lǐng)域。

- 低溫共燒陶瓷（LTCC）：它的低介電常數(shù)和寬范圍的耗散因子將加快基于LTCC的組件（例如小型高頻濾波器）的使用。

- 其它：為了優(yōu)化5G通信系統(tǒng)的性能，將使用種類繁多的材料，例如碳?xì)浠衔铩⒕蹖?duì)苯醚（PPE或PPO）和玻璃。這些替代材料將占據(jù)5G通信設(shè)備材料市場(chǎng)的很大份額。

低損耗材料在半導(dǎo)體和電子封裝中的應(yīng)用

此外，盡管距離6G頻譜分配還有幾年的時(shí)間，但研究機(jī)構(gòu)和材料供應(yīng)商已經(jīng)在探索滿足下一代通信技術(shù)所提出的材料需求。本報(bào)告探討了實(shí)現(xiàn)更低Df/Dk的方法以及潛在的6G應(yīng)用，如可重構(gòu)智能表面（RIS）等。

本報(bào)告針對(duì)5G通信設(shè)備的低損耗材料領(lǐng)域進(jìn)行了十年預(yù)測(cè)（預(yù)測(cè)線超過五條），預(yù)測(cè)從以下角度細(xì)分：

- 頻率：6 GHz以下頻段、5G毫米波頻段。

- 市場(chǎng)應(yīng)用：基礎(chǔ)設(shè)施、智能手機(jī)和客戶端設(shè)備（CPE）的低損耗材料。

- 材料類型：探索6 GHz以下頻段、5G毫米波頻段低損耗材料的發(fā)展趨勢(shì)。

5G通信應(yīng)用的低損耗材料預(yù)測(cè)

基于材料趨勢(shì)，IDTechEx預(yù)測(cè)了2023年~2033年5G通信應(yīng)用的低損耗材料市場(chǎng)。到2033年，該領(lǐng)域市場(chǎng)規(guī)模將超過18億美元。該報(bào)告從性能、技術(shù)趨勢(shì)、潛力和大規(guī)模部署瓶頸等不同角度，對(duì)各類低損耗材料進(jìn)行了全面分析。本報(bào)告基于IDTechEx龐大的5G基礎(chǔ)設(shè)施和用戶設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)，通過對(duì)整個(gè)5G通信供應(yīng)鏈主要廠商的訪談交流，收集了一手?jǐn)?shù)據(jù)并進(jìn)行客觀分析。

按頻率細(xì)分的5G低損耗材料市場(chǎng)預(yù)測(cè)

審核編輯 ：李倩