《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)用的快速移動體驗，它還實現(xiàn)了從汽車到遠程機器人等各類設(shè)備之間的全面互聯(lián)。隨著各類盈利商業(yè)模式和殺手級應(yīng)用的興起，5G將成為增長最快的市場之一，據(jù)英國知名研究公司IDTechEx預(yù)測，到2033年5G相關(guān)市場規(guī)模將達到8420億美元，為全球GDP每年帶來數(shù)萬億的互聯(lián)增長。

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)。高頻信號會導(dǎo)致嚴重的傳輸損耗，需要更高功率和更高效的電源，并且會產(chǎn)生更多的熱量。傳輸損耗是5G應(yīng)用中天線設(shè)計和射頻（RF）集成電路（IC）的痛點。對于低頻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，同樣希望降低信號損耗。

5G毫米波面臨的挑戰(zhàn)、趨勢和創(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現(xiàn)快速增長，并發(fā)揮越來越重要的作用。在本報告中，IDTechEx調(diào)研了低損耗材料的發(fā)展前景，并通過五個關(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，還可以用于先進封裝，例如封裝天線（Antenna in Package，AiP）便是一項重要趨勢。

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。

本報告研究的低損耗材料

本報告重點介紹了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）限制了它們在5G毫米波通信設(shè)備中的應(yīng)用。本報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，例如汽車雷達系統(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天線的柔性板，該市場將繼續(xù)增長并擴展到其它應(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，例如碳氫化合物、聚對苯醚（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間，但研究機構(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。本報告探討了實現(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。

本報告針對5G通信設(shè)備的低損耗材料領(lǐng)域進行了十年預(yù)測（預(yù)測線超過五條），預(yù)測從以下角度細分：

- 頻率：6 GHz以下頻段、5G毫米波頻段。

- 市場應(yīng)用：基礎(chǔ)設(shè)施、智能手機和客戶端設(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。

5G通信應(yīng)用的低損耗材料預(yù)測

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

按頻率細分的5G低損耗材料市場預(yù)測

審核編輯 ：李倩