由于 5G 有毫米波 (mmWave) 的高頻頻段,,其訊號傳輸容易受到干擾,,再加上無線充電的需求增加,,導致傳統(tǒng)金屬材料易受干擾的現象越來越明顯,,使得陶瓷等非金屬材料在 5G 世代漸漸嶄露頭角。
一般而言,,陶瓷分為“普通陶瓷”與“先進陶瓷”兩大類,,其中先進陶瓷是采用高純度、超細人工合成或精選的無機化合物為原料再加工制成。
因為先進陶瓷具備高硬度,、耐磨,、耐腐蝕,、耐高溫,、導電、絕緣,、磁性,、透光等一系列優(yōu)秀性能,所以被大量應用在國防,、化工,、電子、機械,、航太,、生物醫(yī)學等各個領域。
若依照特性和用途分類,,先進陶瓷可分為結構陶瓷與功能陶瓷兩種,,而結構陶瓷具有熱等等的一部分化學功能;功能陶瓷則具有電子,、磁性,、光學、聲學等特性,,也有相互轉換功能,,在先進陶瓷中約占 70% 的市場比重。
以從產業(yè)應用來看,,電子產業(yè)是功能陶瓷產業(yè)最大的終端應用市場,,而電子陶瓷是功能陶瓷中最大的應用領域,市場比重高達 80%,。
電子陶瓷產業(yè)的上游包含電子陶瓷基礎粉末,、其它配方粉末;中游則包含電子陶瓷材料及其元件,;下游則包含 3C,、通訊、汽車等市場,。
而制作工藝流程主要為上游粉末原料→漿料→成型→燒結→加工等,,從成本比重來看,原料,、成型與燒結,、后期加工的比重分別約 30%、20%、35%,。
上游的陶瓷粉末產能主要集中在歐,、美、日廠手中,,電子陶瓷粉前三大廠市占高達 51%,,至于電子陶瓷另一個重要非金屬原料 – 奈米氧化鋯,前三大廠市占則是 31%,,分別為法國圣戈班,、日本第一稀元素、日本東曹,。
資料來源: 上海矽酸鹽工業(yè)協會, 鉅亨網制圖
從下游供應商格局來看,,全球電子陶瓷供應商同樣集中在歐、美,、日廠中,,日本、美國及歐洲廠市占分別為 50%,、30%,、10%。以中國廠而言,,生產粉末材料主要廠商有國瓷材料,、東方鋯業(yè)等,陶瓷產品供應商則有三環(huán)集團,、比亞迪電子等,。
憑藉硬度高、耐磨損,、斷裂韌性高等優(yōu)點,,陶瓷材料下游應用范圍廣,涵蓋 3C,、機械,、光通訊、化工,、醫(yī)療,、航空、汽車等七大領域,。未來在 5G 高頻需求之下,,為高 Q、低損耗特性的陶瓷市場打開新的成長機遇,,陶瓷天線,、LTCC,、陶瓷濾波器等產品將陸續(xù)推向 5G 市場。
以陶瓷天線為例,,與 PCB 天線相較下,,陶瓷天線介電常數高,同時可以有效縮小天線尺寸,,提升手機內部空間利用效率,,同時能使手機實現輕薄化。
LTCC (低溫共燒陶瓷技術) 是一種多層陶瓷微波材料技術,,其整合出的電子元件模組具備靈活性,,且操作簡單,、技術成熟,、低損耗,且小型化等優(yōu)勢,,此外 LTCC 優(yōu)秀的介電特性使其是 5G 高頻天線的最佳解決方案,。
隨著頻率提升,電磁波傳播過程中的衰減也會增加,,毫米波頻段下金屬天線導體損耗重,、天線輻射效率大幅下滑。相比之下,,LTCC 制造出的高頻通訊模組具備高 Q,、大電流、耐高溫,,且熱傳導性更好,,更適于 5G 高頻天線上。