5G手机材料「5g全面覆盖」

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本报记者 刘艳芳 通讯员 井开元 李慧丽

近日，中国信息通信研究院发布的《5G经济社会影响白皮书》显示，按照2020年5G正式商用算起，预计当年将带动约4840亿元的直接产出，2030年将增长到6.3万亿元，10年间的年均复合增长率为29%。面对“呼之欲出”的万亿市场，各大手机厂商已经开始大规模布局，以迎接5G时代的到来。而手机材质和工艺的创新以及手机整体架构的调整成为手机全产业链共同关注的焦点。

600余位手机行业精英共商材料新动向

为此，由寻材问料®、掌工知和通信行业采购联盟主办“4.5G/5G时代，手机新材质、新工艺技术发展论坛”6月24日在深圳成功举办，600余位手机行业材料供应商、手机制造及加工设备商、手机零部件供应商、知名手机品牌商和科研院校的专家、教授齐聚一堂，共探5G时代手机新材料、新工艺的发展新趋势。

寻材问料CEO®聂雷在致辞中表示，毋庸置疑，5G是今年手机行业的最大的热点之一。而寻材问料®是国内首家材料解决方案一站式服务平台，是制造企业从产品设计、采购、工艺等全流程和材料方案商、供应商、工程师的连接平台。从2014年起，寻材问料®已连续举办过五届手机相关的会议。

天线设计：毫米波是质的飞跃，“排兵布阵”难度大

vivo手机首席天线专家黄奂衢博士首先进行了CMF对手机天线设计关键影响因素的理论分析与实例解说，且回顾与展望了各移动通信世代手机天线设计的演进过程。1G到4G更主要是量的变化(如通信频段数量的增加与天线数量的增加)，然而，从4G到5G毫米波则是质的跳跃(特别是波束扫描的天线阵列设计)。

黄奂衢认为，“在5G低频段(< 6GHz)的手机天线设计本质上与现在的4G天线设计没有太大差别，主要的是天线数目的增多 (如更显著的MIMO需求)，所以设计者更需要关注的是系统架构与堆叠的优化，及多天线间的共存性、隔离度和ECC等”。故此时若CMF电气特性在2.69 GHz (目前多数主流手机在LTE的最高频)与5.15 GHz (802.11ac最低频)之间无突变下，CMF设计基本上可复用时下的手法与材料；但对于5G高频段 (>6GHz, 尤其是毫米波段)，因电磁特性的明显不同，故需对CMF电气参数及其厚度，与离天线阵列的间距重新进行评估与研究，以达到更有效的天线辐射及更佳的无线性能。

深圳市微航磁电技术有限公司董事长周红卫表示，5G由于采用毫米波技术，传输距离短，遇到障碍物会阻断连接，对手机材质要求高。在终端中布设天线时，可采用“NMT纳米注塑 LDS工艺”，或在后盖玻璃、复合材料上制造天线，也可粘贴FPC天线在后盖膜上或在后盖摄像头复合材料片上制造天线。

手机外壳：新型塑料、金属、玻璃、陶瓷“谁与争锋”

银邦股份材料研究院院长周德敬：金属是主流，但会出现瓶颈。“据统计，3月中国畅销手机TOP 20中采用一体化金属机身有18款，占比90%。”手机壳体材料从初期的全塑料到现在的金属材质，短短十几年经历了数次变革，现在手机市场对壳体材料的重量、强度、外观、舒适度和成本提出了更高的要求，单一金属已经很难满足所有性能需求，而金属层状复合材料集合了多种金属材料的优势性能，可以同时满足多种性能需求。“金属层状复合材料将会成为未来几年内手机壳体的主要材料。不过，随着5G、无线充电等新型传输方式的临近，无线频段越来越复杂，金属机壳屏蔽将成为重大瓶颈。”

河南富耐克超硬材料有限公司董事、总经理蔺华：“3D玻璃 金属中框 陶瓷背板”组合。5G时代对信号传输的要求越来越高，金属机身面临的挑战也在不断加剧，在满足性能及美观要求的前提下，“3D玻璃 金属中框 陶瓷背板”组合，可以满足人们对传输速度、功能、外观等各方面的需求，可能会引领下个时代，成为主流。“手机的加工工艺随着材料的变化不断变化，这就要求切削刀具不断创新，以适应新材料、新工艺发展需求。” 蔺华补充道。

潮州三环集团陶瓷部件市场项目负责人孙蒙：满足无线充电宜采用非金属氧化锆陶瓷材料。现有手机终端的天线布局已满，要想再布局严格要求的 5G 天线，需要变换现有的金属机壳材质，要实现无线充电，手机后盖最好采用非金属材质。“氧化锆陶瓷材料具有出色质感、观感、触感和美感，金立、华为、一加、小米等各大品牌陆续推出陶瓷后盖手机。”

帝斯曼中国区OEM经理Wayne Duan：纳米注塑。“5G时代的到来，后壳无论是换陶瓷还是玻璃，重量都会比原来重；如果机身还要跟以前一样薄甚至更薄，对材料力学性能要求更高。”在这一全新趋势下，纳米注塑方案是很好的选择。

合肥会通新材料有限公司技术总工姚为忠表示，“会通的高玻纤增强PPA材料、超韧PC材料、玻纤增强PC材料、LDS材料等可以满足5G时代手机要求的工程塑料流动好、刚性好、耐色污、耐跌落，同时对于对信号干扰小、介电常数小的性能。”

芯片：新型液态金属材质具备高热传导性

中山大学物理科学与工程技术学院“百人计划”特聘教授楚盛表示：智能手机领域迅速发展使得芯片总功率密度大幅增大，热流密度也随之增加，散热好坏会严重影响到系统稳定性以及硬件寿命，传统热界面材料有限的热导能力成为制约其热传导的瓶颈问题。“新型液态金属材料由于其流动性、高热导率及填隙充型能力，在CPU界面展现出高效的热传导能力及巨大的应用前景。”

手机材质的变化将促进工艺的创新

深圳市中塑新材料有限公司营销总监杨建军：金属与塑料纳米级结合。为了满足5G时代手机发展要求，中塑的特种尼龙材料、NMT材料、LDS材料将得到广泛应用。他强调，NMT技术是金属与塑料在纳米层级的结合，具有更高的结合力，在产品设计上使产品有金属的强度外观质感，又有塑料的易塑性，可以让产品朝更轻薄微型的方向发展。

苏威（SOLVAY）集团智能装置及穿戴产品全球市场经理何明哲：超薄也要保持性能。分享了适用于高速通讯智能设备的特用高分子材料解决方案。他表示，对于手机设计来讲，为了适用5G的需求，材料在高温下要保持性能，做得很薄的时候也要保持一定的强度和韧性。

富士康华南检测中心专案主管屈保锋：全新检测方式。5G时代，手机外观的设计和屏幕形状发生变化，异材结合与内嵌式结构设计给测量带来新的挑战。富士康华南检测中心采用多层透明结构的制程检测，提供全方位手机尺寸量测解决方案。

北京精雕科技集团有限公司副总裁樊一鸣：不锈钢切割工艺。不锈钢材料韧性大、导热系数低、热塑性变形大，产生大量切削热且散热困难，由此造成刀刃处切削温度高、切屑黏附刃口严重，砂轮磨损严重，表面质量差。北京精雕经过不断探索，在不锈钢材料的高速磨削方面，取得了一些工程经验，并已经投入实际批量生产。

深圳市牧激科技有限公司技术总监刘少森：3D玻璃加工工艺。3D玻璃在手机上的应用为人们带来了全新的体验，得到了消费者的青睐，但其生产制造过程良率较低，急需整个制程的提升。激光已经成为推动下一代技术创新的重要工具，广泛应用于科技，医学,工业,通信等领域。多种激光技术可以推动3D玻璃成型前后的整个制程的创新，为3D玻璃提供优质的解决方案。

深圳市三海科技有限公司总经理战永刚：3D玻璃镀膜工艺。磁控溅射镀膜具有折射率稳定、产品品质有保障、可以实现较难膜系的制备等优势，将撑起3D玻璃镀膜的未来。

合肥高歌热处理应用技术有限公司营销部经理卢旭明：陶瓷脱脂烧结的实际应用。合肥高歌已获得专利的低温脱脂炉可应用在氧化锆陶瓷成型工艺的手机背板、表壳、压电陶瓷、氧传感器等3C领域的陶瓷功能件及外观件的脱脂工艺。

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