《适用于5G通信的低损耗材料-2020版》
2020-10-05 20:38:56   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

Low-loss Materials for 5G 2021-2031

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据麦姆斯咨询介绍，第五代移动通信（5G）是最新一代商用蜂窝移动通信技术，其主要优势在于，数据传输速率远远高于以前的蜂窝网络，最高可达10 Gbit/s，比先前的4G LTE蜂窝网络快100倍。另一个优点是较低的网络延迟（更快的响应时间），低于1毫秒，而4G为30~70毫秒。由于数据传输更快更便利，5G网络将不仅仅为智能手机、汽车、机器人等移动设备提供服务，而且还将成为一般性的家庭和办公网络提供商，与有线网络提供商竞争。目前，5G已经在全球迅速部署（尤其是中国），预计2030年将发展成为一个超过7200亿美元的庞大市场，并为全球GDP增长带来每年2万亿美元的5G相关市场贡献。

5G网络最具革命性的方面是使用高频通信技术，即5G毫米波（mmWave 5G）——利用26 GHz至40 GHz频谱。在如此高的频率下，许多技术和设备都面临着诸多挑战，如下图所示的。高频信号会导致严重的传输损耗，需要更高功率和更高效的电源，并且会产生更多的热量。传输损耗是5G应用中天线设计和射频（RF）集成电路（IC）的痛点。对于低频5G，即6 GHz以下的5G（sub-6 GHz 5G），由于具有较高的数据传输速度，降低信号损耗也是希望实现的。

5G毫米波面临的挑战

随着未来5G毫米波的兴起，低损耗材料将有望实现快速增长，并发挥越来越重要的作用。在本报告中，IDTechEx调研了低损耗材料的发展前景，并通过五个关键因素（介电常数（Dk）、耗散因子（Df）、吸湿率、成本、可制造性）来衡量材料性能，本报告的研究范围如下图所示。低损耗材料不仅可以用作基板或PCB板，还可以用于先进封装，例如封装天线（Antenna in Package，AiP）是一项重要的趋势。随着频率向毫米波方向发展，天线元件的尺寸将不断减小。因此，就可以将天线阵列放置到封装壳体中。这种集成方式还将有助于缩短射频路径，从而最大限度地降低传输损耗。封装天线将需要低损耗的材料作为基板（也包括重分布层）、电磁干扰（EMI）屏蔽、模压底层填充（MUF）材料等。

本报告研究的低损耗材料范围

低损耗材料的机遇

从2G到5G毫米波，手机天线布置的演变

本报告重点介绍了适用于5G通信设备的低损耗材料，包括：

- 低损耗热固性材料：热固性材料在3G/4G通信设备市场中占据主导地位。但是，较高的介电常数（Dk）和耗散因子（Df）限制了它们在5G毫米波通信设备中的应用。本报告研究了主要材料供应商在减小热固性材料的介电常数和耗散因子方面所做出的努力。

- 聚四氟乙烯（PTFE）：高频应用中最常见的材料之一，例如汽车雷达系统和高速/高频（HS/HF）系统。

- 液晶聚合物（LCP）：已经被用于制造智能手机天线的柔性板，该市场将继续增长并扩展到其它应用领域。

- 低温共烧陶瓷（LTCC）：它的低介电常数和宽范围的耗散因子将加快基于LTCC的组件（例如小型高频滤波器）的使用。

- 其它：为了优化5G通信系统的性能，将使用种类繁多的材料，例如碳氢化合物、聚对苯醚（PPE或PPO）和玻璃。这些替代材料将占据5G通信设备材料市场的很大份额。

本报告针对5G通信设备的低损耗材料领域进行了十年预测，如下图所示。该预测按照以下方式细分：

- 频率细分：6 GHz以下频段、毫米波频段。

- 市场细分：基础设施、智能手机和客户承诺设备（CPE）的低损耗材料。在每个细分中，本报告计算了低损耗材料面积，如天线板材料、波束成形芯片的重新分布层、其它先进封装中的材料。

- 材料细分：本报告根据不同类型的低损耗材料的发展情况来预估市场。

适用于5G通信的低损耗材料面积预测

根据材料面积和价格趋势，本报告预测2021年至2031年5G通信设备的低损耗材料市场增长如下图所示。到2031年，整个市场规模将超过1.1亿美元，2026年至2031年的平均年增长率为28%。本报告对各种低损耗材料进行全面的分析，其中包括对当前低损耗材料的技术状况、市场动态、各细分市场趋势的详细评估。本报告建立在我们庞大的5G基础设施和用户设备数据库之上，通过对整个5G通信供应链参与者的访谈交流，收集了主要数据并进行了公正分析。

适用于5G通信的低损耗材料市场（样刊模糊化）

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