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解析5G时代陶瓷材料商机

2020-03-23 行业资讯

     由于 5G 有毫米波 (mmWave) 的高频频段,其讯号传输容易受到干扰,再加上无线充电的需求增加,导致传统金属材料易受干扰的现象越来越明显,使得陶瓷等非金属材料在 5G 世代渐渐崭露头角。
       一般而言,陶瓷分为“普通陶瓷”与“先进陶瓷”两大类,其中先进陶瓷是采用高纯度、超细人工合成或精选的无机化合物为原料再加工制成。
       因为先进陶瓷具备高硬度、耐磨、耐腐蚀、耐高温、导电、绝缘、磁性、透光等一系列优秀性能,所以被大量应用在国防、化工、电子、机械、航太、生物医学等各个领域。
       若依照特性和用途分类,先进陶瓷可分为结构陶瓷与功能陶瓷两种,而结构陶瓷具有热等等的一部分化学功能;功能陶瓷则具有电子、磁性、光学、声学等特性,也有相互转换功能,在先进陶瓷中约占 70% 的市场比重。
       以从产业应用来看,电子产业是功能陶瓷产业最大的终端应用市场,而电子陶瓷是功能陶瓷中最大的应用领域,市场比重高达 80%。

       电子陶瓷产业的上游包含电子陶瓷基础粉末、其它配方粉末;中游则包含电子陶瓷材料及其元件;下游则包含 3C、通讯、汽车等市场。

       而制作工艺流程主要为上游粉末原料→浆料→成型→烧结→加工等,从成本比重来看,原料、成型与烧结、后期加工的比重分别约 30%、20%、35%。

      上游的陶瓷粉末产能主要集中在欧、美、日厂手中,电子陶瓷粉前三大厂市占高达 51%,至于电子陶瓷另一个重要非金属原料 – 奈米氧化锆,前三大厂市占则是 31%,分别为法国圣戈班、日本第一稀元素、日本东曹。 


 资料来源: 上海矽酸盐工业协会, 钜亨网制图

       从下游供应商格局来看,全球电子陶瓷供应商同样集中在欧、美、日厂中,日本、美国及欧洲厂市占分别为 50%、30%、10%。以中国厂而言,生产粉末材料主要厂商有国瓷材料、东方锆业等,陶瓷产品供应商则有三环集团、比亚迪电子等。

       凭藉硬度高、耐磨损、断裂韧性高等优点,陶瓷材料下游应用范围广,涵盖 3C、机械、光通讯、化工、医疗、航空、汽车等七大领域。未来在 5G 高频需求之下,为高 Q、低损耗特性的陶瓷市场打开新的成长机遇,陶瓷天线、LTCC、陶瓷滤波器等产品将陆续推向 5G 市场。 




        以陶瓷天线为例,与 PCB 天线相较下,陶瓷天线介电常数高,同时可以有效缩小天线尺寸,提升手机内部空间利用效率,同时能使手机实现轻薄化。

        LTCC (低温共烧陶瓷技术) 是一种多层陶瓷微波材料技术,其整合出的电子元件模组具备灵活性,且操作简单、技术成熟、低损耗,且小型化等优势,此外 LTCC 优秀的介电特性使其是 5G 高频天线的最佳解决方案。

        随着频率提升,电磁波传播过程中的衰减也会增加,毫米波频段下金属天线导体损耗重、天线辐射效率大幅下滑。相比之下,LTCC 制造出的高频通讯模组具备高 Q、大电流、耐高温,且热传导性更好,更适于 5G 高频天线上。


来源:电子工程世界



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