5G來了提出更高要求 手機材料研發得跟上

從幾十年前磚頭般的“大哥大”，到如今精致小巧、堪比藝術品的智能伴侶，手機在人們指尖不斷迭代升級，其背后既有通訊技術變革的推動，又離不開材料技術的加持。

在新的技術潮流之下，手機材料又將往何處去?作為華為、OPPO、小米、三星等多家知名手機品牌的供應商，比亞迪電子(國際)有限公司于4月8日舉行媒體開放日，邀請業內專家共同探討5G時代手機材料的發展趨勢和機遇。

從1G到4G，手機材料不斷變遷

從1G時代到4G時代，手機的變化發展背后一直有材料技術的影子。

比亞迪中央研究院院長宮清總結說，通訊技術的發展推動手機天線發生變化，同時手機屏幕也在不斷升級。天線和屏幕的升級，帶動手機結構件的升級，手機外形隨之而變。

“1G、2G手機的天線和屏幕非常簡單，天線是金屬片，結構件是注塑加噴涂。”宮清介紹，而3G時代的手機天線具備一定數據傳輸能力，手機結構件更加美觀，手機金屬后殼和一些裝飾技術應運而生。宮清介紹，比亞迪電子的手機鎂鋁合金壓鑄成型、鋁合金陽極氧化、無鎳電鍍技術等都在這一階段研發出來。

4G時代，人機交互更加流暢，手機的天線需求更加復雜。宮清介紹，這時三維天線開始出現，將手機金屬部件與塑料無縫結合的納米注塑技術開始應用——這種技術將金屬后殼作為天線的一部分，簡化了天線的設計，而且可以滿足手機大屏幕、輕、薄、美觀的需求。

5G時代，對供應鏈提出更高要求

“5G帶來傳輸速率的提升，對于天線信號和數字帶寬的要求更高。”宮清說，業界通常認為，4G時代的金屬手機后殼可能會影響5G信號的傳輸，而玻璃、陶瓷以及高性能復合材料更被看好。

深圳大學信息工程學院特聘教授袁濤認為，5G時代對手機供應鏈提出了更高、更深、更廣的要求。

“更高，就是高要求的加工精度、高要求的材質特性及品質。”袁濤說，這就要求提前布局材料研究，一旦基礎研究成果適時滿足終端對材料的差異化需求，將迅速占領市場。

袁濤說，更深是針對手機結構、形態新的要求，例如小型化、超薄化、全面屏等，都需要新的工藝和材料支撐。例如，5G時代手機天線數目至少6到9個，甚至超過10個，如果開發出高介電常數、低損耗、低成本、3D形態甚至有散熱特性的材料，就可以大大降低天線尺寸，將如此多數量的天線安裝在小巧的手機里。

此外，柔性屏已經問世，未來的手機形態可能大大改變，手機的印刷電路板、外觀結構、天線形態等都會發生顯著變化，從而對材料研究提出更廣的、跨界的要求。

贏得挑戰，才能享受5G紅利

“2019年是5G元年，5G為產業賦能最直接的體現是手機終端。”深圳市尋材問料網絡科技有限公司總經理聶雷說，至少未來5到10年內，手機依然是個人智能終端的代表，因此以手機為核心布局5G產業鏈是非常好的選擇。

但要享受5G時代的紅利，必須贏得它帶來的技術挑戰才行。

中科院深圳先進技術研究院研究員張國平以手機芯片舉例說，5G時代的芯片將實現高帶寬，但能耗問題馬上出現，這對熱管理材料提出相當高的要求。

“另一方面5G的傳輸空間距離會縮短，這就需要提供技術和材料來解決信號屏蔽的問題。”張國平說。

香港城市大學電子工程學系副教授黃衡則表示，5G通信包括微波和毫米波，但最新發布的5G手機都沒有使用毫米波，可能是遇到材料難題。而功能性新材料在電子通信設備和產品上的研究十分前沿，某些功能材料可能非常適合應用在高頻通訊設備上。

“我們相信，功能材料會在毫米波/太赫茲波通信上做出巨大影響，它的影響不僅是在5G市場，可能會延伸到將來的6G市場。”黃衡說。