LCP液晶聚合物/高分子行业报告：5G天线核心膜材（22页）

行业报告下载 2020年04月20日 06:58 管理员

3GPP 定义了 5G 的频率范围，分为 Sub-6G 和毫米波。根据 3GPP 的定义，5G NR 包括了两大频谱范围，分别是 FR1（对应 450MHz 到 6000MHz，通常被称作 Sub-6G）和 FR2（24250MHz 到 52600MHz）。按频段分类，FR1 属于厘米波，而 FR2 则属于毫米波。除美国外大部分国家和地区优先发展 Sub-6G 频段，再逐步过渡到毫米波。根据各国情况，中、欧等地主要先发展 Sub-6G，再逐步过渡到毫米波；而美国则由于军用频谱是 Sub-6G 的原因，则直接选择了毫米波路线，但值得注意的是，近日美国联邦通信委员会（FCC）决定斥资 97 亿美元加速回购 3.7GHz-4.2GHz 频谱，并将其用于 5G 网络建设，这一消息可能意味着美国或将重新规划 5G 布局，前期重心有望转移至 Sub-6G。

由于 5G 高速、高频等特点，为保证可靠性、减少信号在传输过程中的损耗，5G 通信对天线材料的介电常数、介质损耗因子等指标有更高要求。目前 4G 时代手机天线所用的柔性电路板（FPC）基材主要是聚酰亚胺（PI），这是综合考虑了 PI 其优良的机械强度、弯折性能、持续稳定性、耐热性、绝缘特性等优点。但是，由于 PI 基材吸水率太大，介电常数（Dk）和介质损耗因子（Df）也较大，尤其对工作频率超过 10GHz 的产品影响显著，因此很难满足 5G 时代对天线材料的要求。目前主流的解决方式有两种：改性 PI（MPI）或者 LCP，其中 MPI 在 Sub-6G 具备一定综合优势，但随着 5G 商用化进程的推进，毫米波阶段仍将以 LCP 为主。传输可靠性方面，LCP>MPI>PI；防潮性方面，LCP>MPI>PI；但成本方面，目前 LCP 薄膜受制于产品良率和薄膜供应垄断，成本最高，经济性最低，而 PI 膜作为成熟应用产品成本最低，但无法用于 5G 时代的天线传输。经过改性后的 MPI 在 Sub-6G 阶段能够和 LCP 分庭抗礼，但在毫米波频段损耗较 LCP 差距进一步拉大，因此在毫米波阶段 LCP 仍将是主要天线膜材。下文将就此详细阐述。

LCP 材料的极低吸水率注定其成为 5G 天线传输的核心膜材。相比 PI，除了 LCP 拥有较低的介质损耗因子 Df 外，还有一个重要指标便是其吸水率极低，即几乎不会吸潮，因此其基材的损耗-频率曲线在吸湿前后迁移并不明显，相反 PI 基材的损耗-频率曲线在吸湿前后迁移较为明显，传输损耗较大。