一、5G行業(yè)背景

5G是全球信息技術(shù)發(fā)展的最新成果，其工業(yè)應(yīng)用將徹底改變生活和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的方方面面。利用5G的超高速、超大容量、超低延遲三大特性，5G將作為承載4K/8K視頻、AR/VR、物聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛等應(yīng)用的主要技術(shù)支撐，將成為下一代科技的驅(qū)動力。隨著5G基站建設(shè)的深入推廣，天線、塔、PCB、泛射頻、光模塊、小基站等領(lǐng)域?qū)⒂瓉砭薮蟮陌l(fā)展機遇。到2030年，5G帶動的直接產(chǎn)出和間接產(chǎn)出將分別達到6.3萬億元和10.6萬億元。

5G產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展需要表面處理技術(shù)的大力支持，尤其是電子元器件的發(fā)展。值得注意的是，中國已經(jīng)成為5G技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者，開放5G的城市數(shù)量處于世界前列，并開始向發(fā)達國家或地區(qū)出口相關(guān)技術(shù)，這表明中國5G市場非常廣闊。

第二，5G時代表面處理行業(yè)的新機遇

目前5G市場，電子-智能手機-通信基站年產(chǎn)值上千億美元，每年只有連接器市場500億美元。引線框架市場和智能卡市場大于連接器市場。電子表面處理應(yīng)用廣泛，每年在電子、通信、工業(yè)自動化等終端消費市場需求量很大。面對5G時代的發(fā)展和挑戰(zhàn)，中國表面處理領(lǐng)域?qū)⒂瓉砬八从械臋C遇。

相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，雖然中國電子表面處理行業(yè)的水平與國外基本同步，但電子表面處理的許多關(guān)鍵技術(shù)幾乎都依賴進口，工藝技術(shù)仍然落后。在高端市場，仍然主要集中在美國、日本、韓國等少數(shù)大型企業(yè)。雖然我國在少數(shù)電子表面處理領(lǐng)域有突破潛力，但由于技術(shù)力量薄弱，關(guān)鍵材料沒有核心產(chǎn)品支撐，這已成為我國電子表面處理行業(yè)被國外壟斷的根本原因。

第三，5G時代新型表面處理材料的應(yīng)用

5G時代，考慮到信號干擾和無線充電，玻璃、陶瓷等非金屬材料面臨巨大機遇，將逐步取代以鋁合金為代表的金屬外殼材料。5G毫米波信號對金屬材料比較敏感，金屬后蓋會直接屏蔽信號。而玻璃、陶瓷等非金屬對信號的影響較小，5G時代對信號要求更高，因此非金屬成為后蓋更好的選擇。據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，綜合外觀、性能、成本、規(guī)模產(chǎn)能等綜合影響，玻璃防護板將占據(jù)主流，氧化鋯陶瓷將在高端市場廣泛使用，部分低端市場將輔以塑料。

1.陶瓷過濾器和表面處理

5G基站濾波器作為射頻單元的核心器件之一，用于消除干擾雜波，讓有用信號盡可能不衰減地通過，并盡可能衰減無用信號。據(jù)研究機構(gòu)預(yù)測，5G時代全球基站數(shù)量接近850萬。據(jù)估計，每個基站有3個天線，每個天線上有64個濾波器，對介質(zhì)濾波器的需求為16億，全球陶瓷介質(zhì)濾波器的市場容量約為566億元。

陶瓷介質(zhì)濾波器市場巨大，但目前能批量生產(chǎn)供應(yīng)的企業(yè)不多。這是因為5G通信對濾波器小型化、輕量化、低成本、高性能的需求是顯而易見的。然而，4G通信中使用的腔體濾波器體積大、重量重、熱且昂貴。陶瓷介質(zhì)濾波器的開發(fā)和生產(chǎn)存在技術(shù)障礙，難以在高度集成的天線中廣泛應(yīng)用。所以各個濾波器廠商都在積極研究能滿足5G應(yīng)用的濾波器方案。如果陶瓷過濾器的金屬化表面處理在電鍍方向有所突破，整個產(chǎn)品的成本將大大降低。

在5G行業(yè)的陶瓷應(yīng)用中，必須進行表面金屬化，要求涂層與基體之間具有優(yōu)良的附著力和焊接性。然而，陶瓷材料作為電加熱的不良導(dǎo)體，直接金屬化是非常困難的，在獲得金屬涂層之前，需要經(jīng)過一系列預(yù)處理來改善表面狀態(tài)。

2.多氯聯(lián)苯和表面處理

在全球電子市場和全球印刷電路板產(chǎn)值都在下降的背景下，中國印刷電路板產(chǎn)值的年增長率高于世界。據(jù)相關(guān)行業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)，全球僅5G帶來的射頻側(cè)基站PCB年產(chǎn)值可達240多億元/年(中國大陸預(yù)計占50%)，是4 G的4倍多..基于5G PCB技術(shù)規(guī)范的要求，除了PCB本身的要求外，5G的應(yīng)用將為高頻高速材料、更精密的生產(chǎn)測試設(shè)備、新的表面處理技術(shù)等上游供應(yīng)商帶來新的增長動力。

相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，雖然中國電子表面處理行業(yè)的水平與國外基本同步，但電子表面處理的許多關(guān)鍵技術(shù)幾乎都依賴進口，工藝技術(shù)仍然落后。總的來說，中國電子元器件行業(yè)在設(shè)計、制造和包裝方面與國際先進水平存在差距。5G基帶芯片作為5G手機的核心部件，直接決定了通信網(wǎng)絡(luò)能否成功連接，對縮短“通信代差”起著重要作用。在材料方面，5G PCB一個非常明確的方向就是高頻高速的材料和制板。400克產(chǎn)品需要使用M7N和MW4000等效材料。M7N一直是背板設(shè)計中損耗最低的選擇，未來更大容量的背板/光模塊需要損耗更低的材料。樹脂、銅箔、玻璃布的搭配會達到電氣性能和成本的最佳平衡。

此外，高層數(shù)和高密度也會給可靠性帶來挑戰(zhàn)，使鍍液更具功能性，添加劑的“構(gòu)效關(guān)系”更好，從而獲得更薄、更具功能性、更優(yōu)越的鍍層。基于5G PCB技術(shù)規(guī)范的要求，5G的應(yīng)用除了對PCB本身的要求外，還會給上游供應(yīng)商帶來新的增長功能，如高頻高速材料、更精密的生產(chǎn)測試設(shè)備、新的表面處理技術(shù)等。5G對中國集成電路的發(fā)展既是機遇，也是挑戰(zhàn)。

3.碳纖維和表面處理

隨著5G時代的到來，電子產(chǎn)品在人們的日常生活中變得越來越流行。廠家追求電子產(chǎn)品的輕量化，一般用塑料外殼代替原來的金屬外殼，但這樣降低了屏蔽性能，進而形成新的污染——電磁輻射污染。碳纖維是電磁增強防護復(fù)合材料的首選。碳纖維金屬化后，可以提高其導(dǎo)電性，達到吸波和屏蔽的作用；廣泛應(yīng)用于手機、印刷電路板、電子通訊基站、軍事材料、生物材料、航空空航空航天等領(lǐng)域。

碳纖維具有輕質(zhì)、高強、高模、低密度、高屏蔽、耐腐蝕、耐高溫等高比性能。同時，碳纖維材料也具有不同于普通碳素材料的特點，外觀柔軟，可以制成各種面料。但其導(dǎo)電性有待提高，通過碳纖維表面金屬化可以提高其導(dǎo)電性，保持碳纖維原有的優(yōu)勢不變。通常碳纖維的表面金屬化過程是電鍍。

4.石墨和表面處理

雖然5G網(wǎng)絡(luò)時代已經(jīng)到來，但是5G硬件的電池開發(fā)還是滯后，就是續(xù)航跟不上。鋰電池的潛力被發(fā)掘到了極致，手機開發(fā)商把注意力轉(zhuǎn)向了快速充電。小米集團董事長雷軍認為，5G將是手機業(yè)務(wù)的春天。

同樣，為手機提供能源的共享充電寶，也將迎來自身發(fā)展的新機遇。高導(dǎo)熱石墨材料將幫助5G智能手機突破“散熱”問題。高導(dǎo)熱石墨材料由于其碳原子結(jié)構(gòu)而具有獨特的晶粒取向，可以在兩個方向均勻?qū)?，具有?yōu)異的平面導(dǎo)熱性能，導(dǎo)熱系數(shù)遠高于普通純銅。石墨晶體的層狀結(jié)構(gòu)可以很好地適應(yīng)任何表面，具有密度低(重量輕)、比熱容高(耐高溫)、長期可靠的優(yōu)點。

發(fā)現(xiàn)石墨材料金屬化后，不僅電阻大大降低，而且充放電過程中石墨體積的變化得到改善，電極的膨脹減小，電極的熱穩(wěn)定性和循環(huán)性能得到提高。從綜合性能和成本來看，石墨是智能手機導(dǎo)熱散熱材料的首選。

5.玻璃和表面處理

高透射比、高強度、高耐磨性的高鋁硅玻璃將是5G手機和顯示終端重要而合適的功能性和裝飾性材料。5G遇到玻璃材料，將主要用于家庭娛樂、智能穿戴、手機、車輛、航空。5G和玻璃也將在汽車、飛機、船舶顯示器、擋風玻璃等領(lǐng)域普及。

玻璃在智能終端中的應(yīng)用主要包括以下幾個方面:第一是觸摸保護手機蓋玻璃；另一種是智能顯示玻璃，如LCD玻璃、OLED玻璃、商用顯示觸摸屏玻璃等。，這也是5G時代手機后蓋玻璃的最佳選擇。5G通信使用3GHz以上的無線頻譜，毫米波波長很短，會帶來更復(fù)雜的天線結(jié)構(gòu)。來自金屬的干擾非常嚴重，現(xiàn)有的天線布局無法滿足要求，金屬外殼不是最好的解決方案。

玻璃屬于非金屬，沒有催化活性。而且玻璃易碎，不能發(fā)生塑性變形，其性能與金屬有很大區(qū)別。為了在玻璃和金屬之間獲得氣密密封，首先必須解決玻璃金屬化的問題。但是玻璃沒有催化活性，金屬化時必須進行預(yù)處理。

6.聚酯和表面處理

隨著5G基站的融合，對高頻CCL的需求迅速增長。PET作為5G高頻高速CCL的主流高頻基板之一，在5G時代將會有巨大的市場增長。PET是一種高分子材料，全稱是聚對苯二甲酸乙二醇酯。聚酯塑料的分子結(jié)構(gòu)高度對稱，具有一定的晶體取向能力和高成膜性。

PET的分子結(jié)構(gòu)具有極短的C-F鍵，極高的鍵能和圍繞C-C鍵的螺旋分布，使其具有優(yōu)異的耐化學性和熱穩(wěn)定性，優(yōu)異的介電性能、不燃性和不粘性，以及極小的摩擦系數(shù)。可廣泛應(yīng)用于手機、液晶顯示器、薄膜窗口、光學觸摸屏、電子玩具薄膜電路、柔性電路板印刷、FPCB柔性電路板耗材等領(lǐng)域。未來5G、醫(yī)藥等領(lǐng)域?qū)Ω叨薖ET的需求依然供不應(yīng)求。

而普通的PET薄膜并不能完全滿足這些領(lǐng)域的要求，因此必須針對不同的應(yīng)用領(lǐng)域，從不同的角度對PET進行必要的表面處理，以提高其硬度、透光性、附著力、耐水性和抗菌性。

第四，5G時代表面處理技術(shù)的前景

隨著5G智能時代的到來，電子產(chǎn)品變得更輕、更小、更便攜。目前，非金屬外殼被廣泛用于替代原有的金屬外殼，對表面處理和電子電鍍的依賴越來越大。在5G時代，傳統(tǒng)的表面工程技術(shù)已經(jīng)不能滿足材料表面高頻、高速、高集成度應(yīng)用的性能要求。

非金屬具有表面光滑、疏水性和表面惰性的因素，金屬層與基體之間沒有良好的物理或化學結(jié)合部位，導(dǎo)致它們之間附著力弱的缺點。宏觀上表現(xiàn)為金屬層覆蓋不完全，易起泡，易剝落。在未來的表面處理中，應(yīng)在非金屬表面形成具有良好附著力和導(dǎo)電性的表面涂層，為后續(xù)的電子電鍍提供良好的界面層，從源頭上解決非金屬金屬化技術(shù)的瓶頸問題。

隨著5G時代的到來，傳統(tǒng)的電鍍添加劑在導(dǎo)電性、屏蔽性、耐磨性等方面已經(jīng)不能滿足電子產(chǎn)品的要求。因此，研究和開發(fā)新型高效的電鍍添加劑將是未來表面處理行業(yè)的發(fā)展方向。

由于電子電鍍行業(yè)的特點，多年來一直受到各種環(huán)保機構(gòu)和組織的制約，電子電鍍加工也受到各種環(huán)保法規(guī)的制約和影響。因此，開發(fā)一種環(huán)境友好的清潔生產(chǎn)電鍍工藝或替代有毒電鍍工藝是未來電子電鍍技術(shù)的重要發(fā)展方向。

長期以來，表面處理行業(yè)缺乏R&D能力和合理布局，行業(yè)整體水平不高。而且企業(yè)構(gòu)成不合理，數(shù)量多，規(guī)模小，經(jīng)營分散。一些企業(yè)仍處于手工操作的車間式生產(chǎn)狀態(tài)，現(xiàn)場管理能力弱，設(shè)備陳舊，資源消耗大。因此，隨著5G時代的到來，集R&D、生產(chǎn)、加工為一體的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展將是5G時代新型表面處理材料的發(fā)展方向！