申勝飛
1 5G通信技術(shù)發(fā)展背景及對(duì)關(guān)鍵材料性能的要求
1.1 5G通信技術(shù)發(fā)展背景
信息技術(shù)領(lǐng)域已成為提升國(guó)家科技創(chuàng)新實(shí)力、推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和提高整體競(jìng)爭(zhēng)重要的動(dòng)力引擎。5G是開啟工業(yè)數(shù)字化和物聯(lián)網(wǎng)新時(shí)代的新一代基礎(chǔ)生產(chǎn)力。世界各國(guó)把搶占5G通信技術(shù)的至高點(diǎn)作為國(guó)家發(fā)展的重要戰(zhàn)略,不管是在關(guān)鍵元器件、上游材料制備還是在網(wǎng)絡(luò)部署等方面都開始積極布局,搶先發(fā)展先機(jī)。
2014年初,美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬宣布組建“下一代功率電子技術(shù)國(guó)家制造業(yè)創(chuàng)新中心”,重點(diǎn)發(fā)展下一代功率電子技術(shù),以支持美國(guó)5G通信技術(shù)的發(fā)展。2018年3月美國(guó)政府宣布將采用白盒設(shè)備部署6萬(wàn)個(gè)5G宏站及5G小基站,并于年底推出5G通信服務(wù)。早在2013年,歐盟先后啟動(dòng)METIS以及5G PPP項(xiàng)目,專注5G研究。同時(shí),歐洲啟動(dòng)了產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目“LAST POWER”,由意法半導(dǎo)體公司牽頭,協(xié)調(diào)來(lái)自意大利、德國(guó)等6個(gè)歐盟國(guó)家的企業(yè)、大學(xué)和公共研究中心,聯(lián)合攻關(guān)5G通信中的關(guān)鍵功率電子技術(shù)。2013年9月,日本設(shè)立了“2020 and Beyond AdHoc”項(xiàng)目,支持5G技術(shù)在未來(lái)10年的發(fā)展。2016年1月,日本總務(wù)省成立5G技術(shù)研究小組,并且由大阪大學(xué)牽頭,協(xié)同羅姆、三菱電機(jī)、松下電器等18家知名企業(yè)、大學(xué)和研究中心,建立了“下一代功率半導(dǎo)體封裝技術(shù)開發(fā)聯(lián)盟”,共同開發(fā)適應(yīng)碳化硅(SiC)和氮化鎵(G a N)等下一代功率半導(dǎo)體的先進(jìn)封裝技術(shù),以支持本國(guó)5G通信技術(shù)的發(fā)展。韓國(guó)是全球最早開展5G研究的國(guó)家之一,早在2013年6月,韓國(guó)以S K T牽頭,啟動(dòng)了5G Forum,匯聚韓國(guó)內(nèi)外知名企業(yè),致力于打造韓國(guó)的5G產(chǎn)業(yè)生態(tài)。此外,韓國(guó)在2015年推出了以5G發(fā)展總體規(guī)劃為主要內(nèi)容的“未來(lái)移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略”,決定在2020年全面推出5G商用服務(wù),并將為此投資1.6萬(wàn)億韓元。
我國(guó)是5G通信技術(shù)發(fā)展較快的國(guó)家,在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與構(gòu)架設(shè)計(jì)領(lǐng)域已經(jīng)走在世界前沿,并處于領(lǐng)跑位置,但是在關(guān)鍵上游材料領(lǐng)域依然落后。
1.2 5G通信技術(shù)對(duì)相關(guān)材料性能的要求
與傳統(tǒng)4G等通信技術(shù)相比,5G通信技術(shù)接入工作器件需滿足全頻譜接入、高頻段乃至毫米波傳輸、超高寬帶傳輸3大基礎(chǔ)性能要求,其制備材料則需要具有實(shí)現(xiàn)大規(guī)模集成化、高頻化和高頻譜效率等特點(diǎn)。
1.1.1 大規(guī)模集成化
大規(guī)模集成化需要將大量晶體管組合到單一芯片中,在有限的空間實(shí)現(xiàn)復(fù)雜芯片指令。5G通信要求通信芯片能夠有效利用各頻段通信頻譜資源(包括:傳統(tǒng)通信技術(shù)的低頻波段、5G規(guī)劃的高頻波段及更高的毫米波)來(lái)提升數(shù)據(jù)傳輸速率和系統(tǒng)容量。芯片的大規(guī)模集成化是實(shí)現(xiàn)全頻譜接入的關(guān)鍵性技術(shù)工藝。以5G手機(jī)為例,其應(yīng)用頻段數(shù)超過91個(gè),每個(gè)頻段僅射頻前端模塊需要9個(gè)運(yùn)算芯片,需要大量芯片在有限空間內(nèi)的集成。因此,需要原材料從芯片設(shè)計(jì)、晶圓生產(chǎn)、芯片生產(chǎn)等各個(gè)環(huán)節(jié)同時(shí)滿足大規(guī)模集成化的需求,比如大的晶圓尺寸、優(yōu)化的器件結(jié)構(gòu)等。
1.1.2 高頻化
目前3GHz以下的電磁波段基本都被現(xiàn)有的通信技術(shù)占據(jù),5G可用的電磁波段均為3 GHz以上的高頻乃至毫米波段。高頻率電磁波段可以提供極大的數(shù)據(jù)傳輸速度和容量,但其傳輸更容易造成路徑受阻和能量消耗等問題。實(shí)現(xiàn)高頻波段在5G中的高效應(yīng)用,需要功率放大器能將通信終端中的信號(hào)波放大至所需高頻波段內(nèi),同時(shí)接收高頻電磁波信號(hào)的終端對(duì)高頻電磁波具有快速響應(yīng)能力。因此需要功率半導(dǎo)體芯片對(duì)電磁波信號(hào)具有較高的接收靈敏度,一是要求金屬—氧化物—半導(dǎo)體(MOS)柵極材料具有高介電常數(shù)和低介電損耗等,二是需要源極和漏極的材料能夠?qū)崿F(xiàn)載流子的快速響應(yīng)。
1.1.3 高頻譜效率
在增強(qiáng)的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景,互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備互聯(lián)場(chǎng)景,車聯(lián)網(wǎng)、應(yīng)急通信、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等垂直行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景的3大5G通信應(yīng)用場(chǎng)景中,提供低延時(shí)和高可靠的信息交互能力,支持互聯(lián)實(shí)體間高度實(shí)時(shí)和精密的業(yè)務(wù)協(xié)作,至關(guān)重要。因此需要5G器件相關(guān)材料具有高速化,能在單位時(shí)間和單位頻譜寬度內(nèi)盡可能的傳輸更多的字節(jié)數(shù)。初步估計(jì),5G基站的峰值頻譜效率需要不低于20Gb/s。高頻譜效率實(shí)現(xiàn)一是需要優(yōu)化天線布局,二是需要相關(guān)材料具有高電子遷移率。
2 5G通信技術(shù)主要材料的發(fā)展現(xiàn)狀
按照5G通信技術(shù)主產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行劃分,主要應(yīng)用關(guān)鍵材料可以分為器件材料、天線材料、光線傳輸材料和封裝材料等4大類。
2.1 器件材料
2.1.1 射頻芯片材料
2.1.1.1 主要材料
在5G通信技術(shù)中,需要大量的中高頻器件,主要包含濾波器、功率放大器、低噪聲放大器、射頻開關(guān)等?;衔锇雽?dǎo)體材料是制備這些器件的核心關(guān)鍵材料?;衔锘雽?dǎo)體材料主要包括砷化鎵(GaAs)、氮化鎵(GaN)、碳化硅(SiC)等化合物半導(dǎo)體,具備禁帶寬度大、電子遷移率高、直接禁帶等性能,可以實(shí)現(xiàn)高頻譜效率、大頻率波處理、低延時(shí)響應(yīng)等功能?;衔锇雽?dǎo)體材料未來(lái)將在5G、物聯(lián)網(wǎng)、智能汽車等應(yīng)用領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
2.1.1.2 技術(shù)發(fā)展概況
化合物材料的制備主要包括純襯底材料和外延材料。在制造微波射頻器件行業(yè),目前主流的應(yīng)用是以4英寸SiC外延GaN的技術(shù)路線。預(yù)計(jì)到2020年,隨著6英寸SiC襯底價(jià)格不斷下降,6英寸外延技術(shù)將成為未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)。純襯底材料在射頻器件方面的應(yīng)用主要是以GaN襯底材料的同質(zhì)外延。目前,主流的外延方法是氫化物氣相外延(HVPE)法,主要被日本住友電氣工業(yè)株式會(huì)社(以下簡(jiǎn)稱“住友電工”)和三菱化學(xué)公司掌握。我國(guó)從事GaN襯底外延生長(zhǎng)的企業(yè)主要是蘇州納維科技公司(以下簡(jiǎn)稱“蘇州納維”)和東莞中鎵半導(dǎo)體科技公司(以下簡(jiǎn)稱“東莞中鎵”)。雖然我國(guó)在化合物半導(dǎo)體材料技術(shù)方面起步晚,但是發(fā)展迅速。在GaN材料方面,我國(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)2英寸年產(chǎn)1 500片,4英寸襯底已推出產(chǎn)品,目前正在開展6英寸襯底研發(fā)。
2.1.1.3 主要市場(chǎng)
據(jù)咨詢公司優(yōu)樂(Yole)報(bào)道,伴隨著5G市場(chǎng)的到來(lái),GaAs、GaN和SiC器件的市場(chǎng)需求增加,估計(jì)到2021年市場(chǎng)規(guī)模將分別達(dá)到130億美元、6億美元和5.5億美元。目前GaAs、GaN和SiC三種材料的技術(shù)和市場(chǎng)主要被美國(guó)、日本和歐洲等國(guó)家壟斷。其中GaAs晶圓材料95%的市場(chǎng)份額被美國(guó)晶體技術(shù)有限公司、住友電工、德國(guó)世創(chuàng)電子材料公司3家公司占有,三安光電股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱“三安光電”)、廣東先導(dǎo)先進(jìn)材料股份有限公司等國(guó)內(nèi)企業(yè)僅擁有5%的市場(chǎng)份額;GaN材料主要生產(chǎn)企業(yè)是美國(guó)科銳(Cree)公司、住友電工和日立公司。我國(guó)蘇州納維、東莞中鎵僅具備初步小規(guī)模生產(chǎn)能力;SiC材料全球85%以上市場(chǎng)份額被美國(guó)的Cree公司和德國(guó)的Si Crystal公司占據(jù)。
2.1.2 基帶芯片材料
2.1.2.1 主要材料
基帶芯片是用來(lái)合成即將發(fā)射的基帶信號(hào),或?qū)邮盏降幕鶐盘?hào)進(jìn)行解碼的關(guān)鍵器件。基帶芯片制備用襯底材料主要是元素半導(dǎo)體材料,其主要包括鍺、硅和錫等由同種元素組成的具有半導(dǎo)體特性的固體材料。目前在基帶芯片制造過程中,硅(Si)晶圓是主流的基帶襯底材料,并且發(fā)展趨勢(shì)向著大尺寸、高純度方向發(fā)展。在5G通信技術(shù)應(yīng)該過程中,制程尺寸不變的前提下,增加硅基晶圓的尺寸則可顯著提升芯片的集成度。
2.1.2.2 技術(shù)發(fā)展
晶硅的生產(chǎn)工藝主要有改良了西門子法和硅烷熱分解法。目前的集成電路用硅片中,8英寸的鬼片占據(jù)主流,約40%~50%,6英寸的硅片占據(jù)約30%。國(guó)際大公司已經(jīng)研發(fā)和推出尺寸在12英寸以上的硅片,并且純凈度達(dá)到11個(gè)9以上。經(jīng)過多年的發(fā)展,我國(guó)半導(dǎo)體材料行業(yè)取得了較大的發(fā)展,已經(jīng)研制和生產(chǎn)了4英寸、5英寸、6英寸、8英寸和12英寸硅片,但是產(chǎn)品的結(jié)晶度、電子遷移率、載流子濃度等質(zhì)量和性能穩(wěn)定性與國(guó)外產(chǎn)品還存在的較大的差距。
2.1.2.2 主要市場(chǎng)
目前,全球范圍內(nèi)硅片市場(chǎng)依然為寡頭壟斷格局。據(jù)OFweek獲悉,全球能制造高純度電子級(jí)硅的企業(yè)不足100家,其中主要的15家硅晶圓廠壟斷95%以上的市場(chǎng)。以日本信越集團(tuán)半導(dǎo)體事業(yè)(以下簡(jiǎn)稱“信越半導(dǎo)體”)、日本盛高集團(tuán)、我國(guó)臺(tái)灣環(huán)球晶圓股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱“環(huán)球晶園”)、德國(guó)世創(chuàng)公司、韓國(guó)LG集團(tuán)等為代表的晶圓企業(yè)幾乎供應(yīng)了全球8成的半導(dǎo)體企業(yè),而且長(zhǎng)期處于供不應(yīng)求的狀態(tài)。在技術(shù)含量更高的12英寸硅片市場(chǎng),5大公司市場(chǎng)占有率超過了97%,我國(guó)近年開始對(duì)硅晶圓產(chǎn)業(yè)進(jìn)行布局,但是主要是6英寸及用于光伏電池的一般品質(zhì)硅片制造技術(shù),8英寸和12英寸的大尺寸硅片對(duì)外依存度分別達(dá)到86%和100%。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)8英寸硅片生產(chǎn)線月產(chǎn)能需求約為70萬(wàn)片/月,供應(yīng)商的產(chǎn)能不到10萬(wàn)片/月,12英寸方面,總產(chǎn)能需求為47.9萬(wàn)片/月,未來(lái)5年內(nèi)將達(dá)到120萬(wàn)片,但產(chǎn)能供給為零,全部依賴進(jìn)口。
2.1.3 濾波壓電材料
2.1.3.1 主要材料
在5G通信產(chǎn)業(yè)化過程中,將伴隨著大量基站建設(shè)和終端的推廣應(yīng)用。因此,需要大量高頻濾波器、信號(hào)發(fā)射器等元器件。濾波壓電材料是制造這些器件的關(guān)鍵材料。主要的濾波壓電材料包括壓電晶體材料、壓電陶瓷材料和壓電薄膜材料。其中壓電晶體材料包括:鈮酸鋰(LiNbO3)、鉭酸鋰(LiTaO3)、LGS(La3Ga5SiO14);壓電陶瓷材料主要包括鈣鈦結(jié)構(gòu)礦(鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛)材料、鎢青銅結(jié)構(gòu)材料和鉍層狀結(jié)構(gòu)材料;壓電薄膜材料主要是通過化學(xué)氣相沉積或物理氣相沉積的方法制備的壓電薄膜。壓電薄膜材料被廣泛應(yīng)用于5G通信技術(shù)中的光纖調(diào)制器件的制造。
2.1.3.2 技術(shù)發(fā)展
經(jīng)過多年的發(fā)展,雖然我國(guó)在部分材料實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)供應(yīng),但是還難以保持穩(wěn)定的供應(yīng),實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)量量產(chǎn)的企業(yè)主要是天通股份。當(dāng)前濾波壓電材料的材料主要技術(shù)被日本企業(yè)掌控。我國(guó)濾波器材料還是主要局限于國(guó)防軍工,民用方面的產(chǎn)業(yè)供應(yīng)還是相當(dāng)薄弱。
2.1.3.3 主要市場(chǎng)
近年來(lái),壓電材料在全球每年銷量按15%左右的速度增長(zhǎng),2017年全球壓電陶瓷產(chǎn)品銷售額約達(dá)150億美元以上。以壓電陶瓷頻率元件為例,全球壓電陶瓷頻率元件的銷售達(dá)到168億只,銷售收入達(dá)到12.5億美元,其中,中國(guó)的銷售可達(dá)到55.80億只,銷售收入將達(dá)到15.07億元人民幣。受日本的企業(yè)諸如村田制作社、東電化株式會(huì)社(TDK)、安化高科技公司(avago)及美國(guó)思佳訊公司在濾波元器件在全球強(qiáng)大的市場(chǎng)占有率的影響,目前上游壓電材料的市場(chǎng)主要被日本企業(yè)所占據(jù)。
2.1.4 微波介電陶瓷材料
2.1.4.1 主要材料
微波介質(zhì)陶瓷(MWDC)是指應(yīng)用與微波頻段(主要是UHF、SHF頻段,300MHz~300GHz)電路中作為介質(zhì)材料并完成一種或多種功能的陶瓷,廣泛應(yīng)用于5G通信中的微波器件。微波介質(zhì)陶瓷的主要材料包括在氧化鋇(BaO)—二氧化鈦(TiO2)系材料、BaO—氧化銦(Ln2O3)系材料、復(fù)活鈣鈦礦系材料和鉛基鈣鈦礦系材料。
2.1.4.2 技術(shù)發(fā)展
微波介電陶瓷具有介電常數(shù)高、微波損耗低、溫度系數(shù)小等優(yōu)良性能,能滿足微波電路小型化、集成化、高可靠性和低成本的要求,隨著移動(dòng)通信和現(xiàn)代電子設(shè)備的發(fā)展。我國(guó)微波介質(zhì)陶瓷研發(fā)起步較晚,在較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)只能生產(chǎn)較低介電常數(shù)、較低品質(zhì)因子(Q值)等微波介質(zhì)陶瓷,長(zhǎng)期以來(lái)高品質(zhì)微波介質(zhì)陶瓷材料及元器件一直依賴進(jìn)口。近年來(lái),隨著我國(guó)在微波介質(zhì)陶瓷領(lǐng)域的研究、開發(fā)和制造技術(shù)的不斷進(jìn)步,移動(dòng)通信領(lǐng)域急需的中介電常數(shù)、高Q值的微波介質(zhì)陶瓷基本實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。目前國(guó)內(nèi)微波介質(zhì)陶瓷的研發(fā)和生產(chǎn)水平與國(guó)際先進(jìn)水平基本持平。微波介質(zhì)陶瓷材料已實(shí)現(xiàn)系列化,其介電常數(shù)范圍涵蓋6~150,高Q值材料(指Qf>105GHz),介電常數(shù)大都集中在10~35之間。介電常數(shù)25左右的材料,其Qf值已達(dá)到25×104GHz,35左右的能達(dá)到105GHz左右。截至2017年年底,針對(duì)4G通信介質(zhì)濾波器用的鋁酸鑭-鈦酸鍶(LaAlO3-SrTiO3)系和鈦酸鋯錫(ZrSnTiO4)系已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,技術(shù)水平達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,使得移動(dòng)通信介質(zhì)濾波器的成本大幅下降,微波介質(zhì)陶瓷天線每月出貨量都是按數(shù)百萬(wàn)件計(jì)算。
2.1.4.3 主要市場(chǎng)
日前,雖然我國(guó)微波介電陶瓷材料研究和制造技術(shù)取得較大的進(jìn)步,但是市場(chǎng)互動(dòng)還僅限于國(guó)內(nèi)下游企業(yè),目前國(guó)際微波介電陶瓷材料90%以上市場(chǎng)還是被日本的富士鈦工業(yè)株式會(huì)社、日本化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社和日本界化學(xué)株式會(huì)等企業(yè)控制。位居國(guó)內(nèi)介電陶瓷材料的龍頭企業(yè)國(guó)瓷材料,在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率高達(dá)80%,在國(guó)際市場(chǎng)的占有率卻不足5%。
2.2 天線材料
基站天線是基站設(shè)備與終端用戶之間的信息能量轉(zhuǎn)換器。大規(guī)模天線陣列是5G的核心技術(shù)。5G通信技術(shù)的推進(jìn)應(yīng)用將伴隨著的天線基站的密集化建設(shè),因此將帶來(lái)對(duì)天線材料新的需求增長(zhǎng)。天線材料主要是2大類,一方面是實(shí)現(xiàn)芯片和振子發(fā)射單元的集成的印刷電路板(PCB)板材;另一方面,主要是以結(jié)構(gòu)為主的天線罩材料,具體包括纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料。
2.2.1. PCB基板
2.2.1.1 主要材料
在5G通信技術(shù)中,為了降低高頻信號(hào)的衰減程度,需要減少天線的走線長(zhǎng)度,“天線+芯片”集成化技術(shù)已是一直以來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。在5G通信技術(shù)建設(shè)過程中,不管是基站天線還是終端產(chǎn)品都需要大量的PCB板來(lái)實(shí)現(xiàn)器件的集成。制備PCB板主要材料包括有機(jī)樹脂、增強(qiáng)材料、銅箔、油墨等材料。
2.2.1.2 技術(shù)發(fā)展
改革開放以來(lái),由于我國(guó)廉價(jià)的勞動(dòng)力資源、巨大的市場(chǎng)和優(yōu)惠的產(chǎn)業(yè)政策,吸引不少歐美PCB企業(yè)來(lái)華建廠,帶動(dòng)我國(guó)PCB制造產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。雖然我國(guó)PCB板產(chǎn)量早已躍居全球第一,但是PCB總體技術(shù)水平偏低,我國(guó)產(chǎn)品主要集中在8層以下的中低端產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)的PCB板制備技術(shù)與先進(jìn)的日本等國(guó)家還存在著不少的差距,尤其是在技術(shù)含量較高的IC載板方面的國(guó)內(nèi)有較少企業(yè)能夠進(jìn)行生產(chǎn),核心技術(shù)主要由日本松下、日本東芝、三星等企業(yè)掌握。
2.2.1.3 主要市場(chǎng)
在2011—2017年間,全球PCB產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了由歐美到亞洲再到中國(guó)的轉(zhuǎn)移發(fā)展。從2011—2016年,美洲、歐洲和日本PCB產(chǎn)值全球占比不斷下降,分別由2011年的6.9%、4.6%和17.39%降至2016年的5.08%、3.6%和9.7%;中國(guó)大陸PCB產(chǎn)值全球占有率卻不斷上升,已由2011年的39.76%進(jìn)一步增加至2017年的52.39%。2017年全球PCB產(chǎn)值588億美元,同比增長(zhǎng)8.6%,中國(guó)PCB產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值297.32億美元,同比增速高達(dá)9.6%,2000—2016年間,實(shí)現(xiàn)了年復(fù)合增速13.9%,高于世界平均增速。
2.2.2 天線罩材料
2.2.2.1 主要材料
目前天線罩材料中最常用的兩種材料主要是硬聚氯乙烯(UPVC)材料和玻璃鋼材料。UPVC材料又稱作PVCU材料,通常稱作聚氯乙烯(PVC),是由氯乙烯單體,通過加一定的添加劑(主要包括穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、填充劑等)經(jīng)聚會(huì)反應(yīng)而制成的無(wú)定形熱塑性樹脂。除通過增添添加劑外,在制備過程中可以通過與其他樹脂進(jìn)行共混改性制備,常用的樹脂主要包括氯化聚氯乙?。–PVC)、聚乙烯(PE)、丙烯睛—丁二烯—苯乙稀三元共聚物(ABS)、乙烯—醋酸乙烯共聚物(EVA)、甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯三元共聚物(MBS)等。UPVC材料具有介電常數(shù)低,機(jī)械性能好,價(jià)格經(jīng)濟(jì)實(shí)惠,容易加工成型,是作為基站材料最常用的材料。玻璃鋼/復(fù)合材料是通過玻璃纖維增強(qiáng)不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂與酚醛樹脂基體進(jìn)行復(fù)合制備。根據(jù)所使用的樹脂品種不同,主要分為聚酯玻璃鋼、環(huán)氧樹脂玻璃鋼、酚醛玻璃鋼等。相比PVUC材料這2種材料具有易使用、便于加工、成本低等特點(diǎn),但是易老化,使用年限一般不超過10年。玻璃鋼/復(fù)合材料具有抗老化,使用年限可達(dá)15年左右,但是相對(duì)加工難度大、成本高。
2.2.2.2 技術(shù)發(fā)展
在UPVC材料方面,我國(guó)已經(jīng)掌握了較為成熟的生產(chǎn)技術(shù),除了在通信天線罩應(yīng)用方面,已經(jīng)在各種工程塑管、簡(jiǎn)易房和機(jī)械構(gòu)件方面展開應(yīng)用。在玻璃鋼/復(fù)合材料方面,玻璃鋼/復(fù)合材料的生產(chǎn)主要是通過為拉擠、纏繞、模壓、片狀模塑料、液體模塑成型等方法。經(jīng)過多年的發(fā)展,通過引進(jìn)、吸收和自主創(chuàng)新,我國(guó)的玻璃鋼/復(fù)合材料生產(chǎn)工藝裝備、成型技術(shù)現(xiàn)已經(jīng)接近國(guó)際先進(jìn)水平,但是在應(yīng)用方面還是跟國(guó)外存在一定的差距,尤其是在材料的使用標(biāo)準(zhǔn)、服役監(jiān)測(cè)等方面還欠缺。
2.2.2.3 主要市場(chǎng)
經(jīng)過50多年的快速發(fā)展,我國(guó)的玻璃鋼/復(fù)合材料工業(yè)取得了較大的發(fā)展,已經(jīng)發(fā)展為新材料領(lǐng)域的重要主導(dǎo)材料,并成為了國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。國(guó)內(nèi)玻璃鋼/復(fù)合材料的工藝制備水平已經(jīng)有了很大的提高,但是與國(guó)際先進(jìn)水平相比,還有一定差距,主要是電子用玻璃鋼/復(fù)合材料方面。美國(guó)在玻璃鋼/復(fù)合材料方面發(fā)展較快,技術(shù)最先進(jìn),其產(chǎn)量占據(jù)著全球總產(chǎn)量的1/3。歐洲玻璃鋼/復(fù)合材料產(chǎn)量增長(zhǎng)緩慢,但其產(chǎn)品附加值高,曾以全球22%的產(chǎn)量,獲取了全球33%的產(chǎn)值。
2.3 光纖傳輸材料
光纖傳輸是信息傳輸?shù)幕?,具有頻帶寬、損耗低、質(zhì)量輕、抗干擾能力強(qiáng)、保真度高和噪聲小等優(yōu)點(diǎn)。伴隨著5G通信Massive MIMO天線技術(shù)的應(yīng)用和基站的密集化建設(shè),將對(duì)光纖傳輸市場(chǎng)帶來(lái)新的增長(zhǎng)。光纖產(chǎn)業(yè)從上游材料到最終光纖光纜的制備完成,主要包括光預(yù)制棒制備和光纖光纜制備2個(gè)環(huán)節(jié)。
2.3.1 光預(yù)制棒材料
2.3.1.1 主要材料
光纖預(yù)制棒是制作光纖、光纜的重要基礎(chǔ)材料。制備光預(yù)制棒的核心材料是石英砂材料,制備石英砂材料的主要原料就是高純四氯化硅。
2.3.1.2 技術(shù)發(fā)展
光纖預(yù)制棒制備技術(shù)門檻較高,被譽(yù)為光通信產(chǎn)業(yè)“皇冠上的明珠”。目前,光纖預(yù)制棒的制備技術(shù)主要美國(guó)、歐洲和日本企業(yè)掌握。經(jīng)過近幾年的努力,我國(guó)光纖預(yù)制棒產(chǎn)業(yè)得到的一定的發(fā)展,對(duì)外進(jìn)口依賴度有了很大的改善。長(zhǎng)飛光纖光纜有限公司(以下簡(jiǎn)稱“長(zhǎng)飛”)、烽火通信科技股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱“烽火通信”)、富通科技、亨通集團(tuán)有限公司、中天科技集團(tuán)等公司,通過國(guó)外企業(yè)建立合作關(guān)系,采取技術(shù)引進(jìn)等方式,實(shí)現(xiàn)了光纖預(yù)制棒國(guó)產(chǎn)化生產(chǎn),但是核心技術(shù)及專利依然被國(guó)外企業(yè)控制,且在生產(chǎn)效率和生產(chǎn)規(guī)模和成本控制等方面,依然與國(guó)際行業(yè)巨頭存在較大的差異。
2.3.1.3 主要市場(chǎng)
全球光預(yù)制棒的主要市場(chǎng)被美國(guó)、歐洲和日本企業(yè)控制。我國(guó)光纖預(yù)制棒主要來(lái)自日本和德國(guó),從日本進(jìn)口量較大。據(jù)統(tǒng)計(jì),2017年全年,我國(guó)光纖預(yù)制棒進(jìn)口量為1 750t,進(jìn)口額為2.11億美元,其中從日本進(jìn)口量為888t,進(jìn)口額為1.35億美元,占比超過50%。
2.3.2 光纖光纜材料
2.3.2.1 主要材料
光纖制備主要包括預(yù)制棒的拉絲、著色、涂覆等工藝。除了常用材料四氯化硅以外,還需要四氯化鍺、三氯氧磷、三氯化硼、三氯化鋁等試劑,同時(shí)還需要一些高純摻雜劑和一些輔助反應(yīng)的試劑或氣體。
2.3.2.2 技術(shù)發(fā)展
相比于光預(yù)制棒,光纖光纜產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)門檻較低。目前,光纖的生產(chǎn)已經(jīng)由原來(lái)的拼技術(shù)轉(zhuǎn)化為提供生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量、交付能力和性價(jià)比等方面。在大力發(fā)展智能制造的背景基礎(chǔ)下,中國(guó)光纖生產(chǎn)企業(yè)不斷改進(jìn)和優(yōu)化生產(chǎn)工藝,與國(guó)外巨頭的差距已經(jīng)逐漸縮小,但是整個(gè)行業(yè)依舊呈現(xiàn)出產(chǎn)業(yè)化集中度和智能制造水平不高等特點(diǎn),企業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)和智能管理的水平還有待提升。
2.3.2.3 主要市場(chǎng)
我國(guó)光纖光纜產(chǎn)值和產(chǎn)量已經(jīng)躍居世界第1,中國(guó)光纖企業(yè)共占據(jù)了世界市場(chǎng)的50%以上,成為光纖光纜出口第1大國(guó)。5G萬(wàn)物物聯(lián)時(shí)代的“基站致密化+前傳光纖網(wǎng)絡(luò)”模式,將推動(dòng)光纖光纜市場(chǎng)需求迅猛增長(zhǎng)。據(jù)預(yù)測(cè),未來(lái)5G光纖需求,在不考慮光纖復(fù)用的情況下,將達(dá)到4G光纖光纜需求的16倍。據(jù)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè),2018—2020年光纖光臨需求分別為3.8億芯km、4.2億芯km和4.8億芯km,增速分別為28.4%、10.5%和14.3%。
2.4 封裝材料
在5G通信中,通訊器材向著微型化和集成化發(fā)展,通訊器材單位功耗和電磁輻射將顯著增加,對(duì)設(shè)備的封裝導(dǎo)熱技術(shù)提出了新的要求,封裝技術(shù)不斷的提高,必然要求材料的性能提升。相比于傳統(tǒng)的通信技術(shù),5G通信技術(shù)封裝過程中,電子材料需要更低的介電常熟和介電豪因子、高耐熱性、高導(dǎo)熱、高絕緣、與芯片和硅等元器件匹配且可調(diào)的熱膨脹系數(shù)以及優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械性能。在電子元器件封裝過程中常用的封裝材料主要包括封裝基板、塑封材料和金屬引線。
2.4.1 封裝基板
2.4.1.1 主要材料
封裝基板是芯片封裝體的重要組成材料,可以分為有機(jī)、陶瓷和復(fù)合材料3種。有機(jī)封裝基板,以聚酰亞胺(PI)、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)和聚萘二甲酸乙二醇酯(P E N)等原材料為主。無(wú)機(jī)陶瓷基板原材料為高化學(xué)穩(wěn)定性、高耐腐蝕性、氣密性好、熱導(dǎo)率高及熱膨脹系數(shù)匹配的氧化鋁(A l2O3)、氮化鋁(A l N)、碳化硅(S i C)和氧化鈹(BeO)等陶瓷材料。
2.4.1.2 技術(shù)發(fā)展
目前,電子屏蔽導(dǎo)熱封裝材料的上游核心原材料,尤其是有機(jī)高分子材料例如聚酰亞胺膜,導(dǎo)熱硅膠等,主要市場(chǎng)和技術(shù)被明尼蘇達(dá)礦務(wù)及制造業(yè)公司(3M)、萊爾德科技有限公司、德國(guó)漢高公司、富士集團(tuán)等歐美和日韓企業(yè)所壟斷。國(guó)內(nèi)的代表企業(yè)中石科技、飛榮達(dá)等主要偏重電磁屏蔽導(dǎo)熱器件和應(yīng)用方案的設(shè)計(jì),而關(guān)鍵上游核心原材料生產(chǎn)技術(shù)還未掌握。我國(guó)在Al2O3、AlN、SiC和BeO等陶瓷材料制備技術(shù)比較成熟,而且已經(jīng)能夠熟練掌握陶瓷表面的薄膜金屬化工藝,但是在陶瓷表面的后膜金屬化技術(shù)方面,還比較欠缺。
2.4.1.3 主要市場(chǎng)
全球封裝基板行業(yè)基本由揖斐電電子公司(Ibiden)、三星集團(tuán)(SEMCO)、神鋼電機(jī)株式會(huì)社(Shinko)等日本、韓國(guó)和我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)企業(yè)所壟斷,目前占據(jù)了全球封裝基板產(chǎn)業(yè)接近90%的份額。目前國(guó)內(nèi)主流基板廠有深南電路、珠海越亞半導(dǎo)體股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱“珠海越亞”)、興森科技和丹邦科技,占據(jù)市場(chǎng)份額僅為1%左右??傮w來(lái)看,雖然國(guó)內(nèi)封裝基板占有率在全球仍處于較低水平,企業(yè)規(guī)模、技術(shù)水平及產(chǎn)品專業(yè)性與外資企業(yè)相比仍存在一定差距,但提升趨勢(shì)明顯。
2.4.2 塑封材料
2.4.2.1 主要材料
常用的塑封材料主要分為是有酚醛樹脂、氰酸樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺、雙馬來(lái)酰亞胺、聚苯醚等。這類材料具有體積小巧,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和耐化學(xué)腐蝕的優(yōu)點(diǎn),適合微型化和集成度高的器件封裝。
2.4.2.2 技術(shù)發(fā)展
國(guó)內(nèi)塑封材料相關(guān)企業(yè)技術(shù)上一直偏弱,因此造成產(chǎn)品在高端市場(chǎng)的占有率低。國(guó)產(chǎn)塑封材料產(chǎn)品在質(zhì)量穩(wěn)定性、粘附性、吸潮性、雜質(zhì)含量、放射粒子量以及電性能、力學(xué)性能、耐熱性能等方面還需要進(jìn)一步改善。除此之外,上下游產(chǎn)業(yè)鏈之間溝通機(jī)制不完善,也是影響國(guó)內(nèi)塑封材料廠商發(fā)展的一個(gè)重要因素。
2.4.2.3 主要市場(chǎng)
塑封材料以其高可靠性、低成本、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、適合大規(guī)模生產(chǎn)等特點(diǎn),占據(jù)了整個(gè)微電子封裝材料97%以上的市場(chǎng)。目前,全球塑封料生產(chǎn)廠家主要集中在日本、美國(guó)、韓國(guó)、中國(guó)大陸及臺(tái)灣地區(qū),主要供應(yīng)商有住友電木株式會(huì)社(以下簡(jiǎn)稱“住友電木”)、日東電工株式會(huì)社(以下簡(jiǎn)稱“日東電工”)、日立化成株式會(huì)社(以下簡(jiǎn)稱“日立化成”)、松下電子事業(yè)(以下簡(jiǎn)稱“松下電子”)、信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社(以下簡(jiǎn)稱“信越化學(xué)”)、長(zhǎng)春集團(tuán)樹脂公司、漢高華威電子有限公司、金剛高麗化學(xué)集團(tuán)、SEMCO、長(zhǎng)興工業(yè)股份有限公司、中鵬新材料有限公司、天津德高化成新材料股份有限公司、江蘇華海誠(chéng)科新材料有限公司、北京科化新材料科技有限公司、天津凱華絕緣材料股份有限公司等。
2.4.3 金屬引線
2.4.3.1 主要材料
金屬引可以由金、銀、銅、鋁等不同技術(shù)制成,市場(chǎng)上有多種鍵合線,包括純金、金銀合金、銀、銀合金、銅、銅合金(包括鍍鈀銅)、及鋁、鋁合金線、硅鋁等。
2.4.3.2 技術(shù)發(fā)展
目前,金屬引線由于鍵合絲的生產(chǎn)制程和設(shè)備選型已經(jīng)公司透明化,中國(guó)公司和國(guó)際大廠不存在大的差距,國(guó)內(nèi)部分鍵合絲生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)達(dá)到國(guó)際同等水平,但由于起步晚,鍵合絲生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量多、規(guī)模小,我國(guó)企業(yè)在品質(zhì)管控方面主要是產(chǎn)品穩(wěn)定性、一致性方面還存在一定差距。
2.4.3.3 主要市場(chǎng)
隨著半導(dǎo)體封裝業(yè)的快速發(fā)展,及近幾年國(guó)內(nèi)以LED為代表的電子材料行業(yè)飛速崛起,催生了我國(guó)鍵合絲市場(chǎng)的旺盛需求,推動(dòng)了鍵合絲產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展壯大。全球主要的鍵合線供應(yīng)商有賀利氏集團(tuán)、日本田中公司、新日鐵株式會(huì)社、MKE韓國(guó)總公司、康強(qiáng)電子、達(dá)博科技、勵(lì)福實(shí)業(yè)有限公司、住友化學(xué)、喜星電子有限公司(Heesung)、我國(guó)臺(tái)灣樂金股份有限公司、鈺成金屬股份有限公司等。中國(guó)目前有30多家鍵合絲生產(chǎn)廠家包括賀利氏招遠(yuǎn)貴金屬材料有限公司(簡(jiǎn)稱“賀利氏”)、賀利氏招遠(yuǎn)(常數(shù))電子材料有限公司、寧波康強(qiáng)電子股份有限公司、杭州菱慶高新材料有限公司、銘凱益電子(昆山)有限公司和山東科大鼎新電子科技有限公司,其中賀利氏在中國(guó)的2個(gè)分公司在大陸鍵合絲的市場(chǎng)份額穩(wěn)居前2位。金絲和銅絲產(chǎn)品還是由傳統(tǒng)國(guó)際大廠(賀利氏集團(tuán)、日本田中公司、新日鐵株式會(huì)社)占有主導(dǎo)地位;在低成本的鍵合絲市場(chǎng),本土品牌已經(jīng)占有一定的市場(chǎng)份額。
3 我國(guó)5G通信關(guān)鍵材料發(fā)展現(xiàn)狀
3.1 產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱
一方面是我國(guó)與5G匹配的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的全球市占率整體偏低。在放大器芯片領(lǐng)域,我國(guó)的全球市占率為12%,只有華為海思和紫光股份有限公司2家設(shè)計(jì)企業(yè);在調(diào)制解調(diào)領(lǐng)域,我國(guó)的全球市占率為1%,相關(guān)企業(yè)的產(chǎn)品多用在遙控器等中低端領(lǐng)域;在芯片制造領(lǐng)域,中芯國(guó)際是國(guó)內(nèi)龍頭企業(yè),但其28nm以下的全球市占率僅為1%,28nm以上的全球市占率不足16%;在化合物半導(dǎo)體領(lǐng)域,我國(guó)有且僅有一家三安光電制造企業(yè),市占率也僅為1%。另一方面,我國(guó)與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)差距大。例如在晶圓生產(chǎn)中,純度為11個(gè)9的芯片用的電子級(jí)高純硅,我國(guó)只有江蘇的鑫華股份有限公司一家能實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),年產(chǎn)0.5萬(wàn)t,但是我國(guó)一年需要進(jìn)口15萬(wàn)t。在芯片設(shè)計(jì)和制造中,國(guó)內(nèi)只有華為海思一家設(shè)計(jì)企業(yè)實(shí)現(xiàn)手機(jī)芯片的規(guī)模化量產(chǎn);我國(guó)最大代工廠中芯國(guó)際的28nm和14nm制程工藝的市場(chǎng)認(rèn)可度不高,尚未實(shí)現(xiàn)盈利。
3.2 對(duì)外依賴性高
一方面是國(guó)內(nèi)關(guān)鍵設(shè)備稀缺,生產(chǎn)材料用的關(guān)鍵設(shè)備依賴進(jìn)口。2015年至2020年,國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)計(jì)劃投資650億美元,其中設(shè)備投資500億美元,在其中480億美元用于購(gòu)買進(jìn)口設(shè)備,購(gòu)買設(shè)備的投資占比高達(dá)73.8%。決定芯片半導(dǎo)體性能的離子注入機(jī),美國(guó)應(yīng)用材料公司占70%的市場(chǎng)份額。涂感光材料用的涂膠顯影機(jī),日本東京電子公司的市場(chǎng)份額高達(dá)90%。另一方面產(chǎn)能依賴。例如國(guó)內(nèi)8英寸和12英寸的大尺寸硅片對(duì)外依存度分別達(dá)到86%和100%。華為海思設(shè)計(jì)芯片,但其代工廠卻不是國(guó)內(nèi)的中芯國(guó)際,而是我國(guó)臺(tái)灣的臺(tái)積電,臺(tái)積電幾乎拿下了全球70%的28nm以下的代工業(yè)務(wù)。
3.3 外部競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境嚴(yán)峻
一方面是競(jìng)爭(zhēng)者對(duì)我國(guó)研發(fā)成果進(jìn)行市場(chǎng)和技術(shù)打壓。由于我國(guó)在5G半導(dǎo)體材料領(lǐng)域的自主研發(fā)能力不足,全產(chǎn)業(yè)鏈對(duì)外依賴度高,所以我國(guó)半導(dǎo)體材料的研發(fā)進(jìn)程還有發(fā)展動(dòng)向?qū)τ趪?guó)外競(jìng)爭(zhēng)者來(lái)說,是幾乎完全透明的。2009年,上海微電子的90nm光刻機(jī)研制成功(核心部件進(jìn)口),2010年,美國(guó)允許90nm以上設(shè)備銷售給中國(guó)。后來(lái)中國(guó)攻克65nm光刻機(jī),2015年,美國(guó)允許65nm以上設(shè)備銷售給中國(guó)。另一方面是利用進(jìn)出口管制,對(duì)我國(guó)進(jìn)行技術(shù)封鎖。國(guó)外競(jìng)爭(zhēng)者對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈任一關(guān)鍵環(huán)節(jié)的進(jìn)出口管制或者技術(shù)封鎖,對(duì)我國(guó)的半導(dǎo)體材料行業(yè)都將能造成“卡脖子”的影響。美國(guó)領(lǐng)頭40多個(gè)成員國(guó)簽訂《瓦森納協(xié)定》,限制敏感技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備賣給非成員國(guó),中國(guó)是非成員國(guó)之一。決定芯片加工精度的核心設(shè)備光刻機(jī),全球只有阿斯麥一家生產(chǎn)企業(yè),因?yàn)椤锻呱{協(xié)定》,我國(guó)中芯國(guó)際需等到2019年才能買到第一臺(tái)阿斯麥生產(chǎn)的光刻機(jī)。
4 我國(guó)5G通信材料發(fā)展主要存在的問題
4.1 關(guān)鍵核心技術(shù)還未突破
一方面是在主要上游核心材料關(guān)鍵技術(shù)還未突破。一是元器件應(yīng)用上游材料品質(zhì)低、穩(wěn)定性差。例如GaAs晶圓,美國(guó)、日本和德國(guó)已經(jīng)在微電子芯片級(jí)分別開展6英寸生產(chǎn),但是我國(guó)僅能生產(chǎn)4英寸級(jí)的電阻LED低端晶片;二是電子屏蔽導(dǎo)熱材料,上游核心原材料依然面臨技術(shù)封鎖。國(guó)內(nèi)企業(yè)還是以電磁屏蔽導(dǎo)熱器件和方案設(shè)計(jì)為主。關(guān)鍵上游材料的核心技術(shù)由3M、漢高、富士等企業(yè)掌握。另一方面在相關(guān)材料制備設(shè)備依然稀缺。例如光纖產(chǎn)業(yè)上游光欲制棒生產(chǎn)設(shè)備稀缺,造成國(guó)內(nèi)材料生產(chǎn)成本較高,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力弱。目前,我國(guó)雖然已經(jīng)掌握了制備光預(yù)制棒生產(chǎn)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了部分產(chǎn)品的自給,但是,光纖預(yù)制棒生產(chǎn)設(shè)備高度依賴進(jìn)口,其中80%的高純度沉積用和全合成石英套管依賴進(jìn)口,造成國(guó)內(nèi)光預(yù)制棒生產(chǎn)成本較高。
4.2 部分相關(guān)產(chǎn)品產(chǎn)能依然不足
一方面在元器件關(guān)鍵材料領(lǐng)域,化合物半導(dǎo)體材料雖然在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),但是產(chǎn)能較小。據(jù)統(tǒng)計(jì),GaAs、GaN和SiC三種襯底材料的月產(chǎn)量不足5萬(wàn)片/月。目前,我國(guó)8英寸和12英寸硅片市場(chǎng)需求約在500萬(wàn)片/月,其中功率器件用襯底約為50萬(wàn)/片左右。據(jù)預(yù)測(cè),到2020年將有1/3的功率器件襯底材料被化合物半導(dǎo)體材料取代,然而,我國(guó)半導(dǎo)體襯底材料的需求量至少為16萬(wàn)片/月。另一方面在電子封裝材料方面,我國(guó)一直是消費(fèi)大國(guó),但是在部分核心上游材料卻是進(jìn)口大國(guó)。例如在封裝基板材料應(yīng)用中的PI薄膜,我國(guó)多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模均為百噸級(jí),國(guó)外基本都是千噸級(jí)。我國(guó)僅在中低端聚酰亞胺薄膜及聚酰亞胺纖維等少數(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了量產(chǎn),而高端材料產(chǎn)品稀缺。
4.3 上下游脫節(jié)
一是原材料的供應(yīng)信息不明確,與國(guó)外產(chǎn)品相比,國(guó)內(nèi)原材料產(chǎn)品供應(yīng)時(shí),缺少生產(chǎn)使用的加工標(biāo)準(zhǔn)、參數(shù)等信息。下游應(yīng)用企業(yè)在沒有使用經(jīng)驗(yàn)的情況下,認(rèn)為冒然使用會(huì)在生產(chǎn)上存在較大風(fēng)險(xiǎn);二是在材料的研發(fā)生產(chǎn)和設(shè)計(jì)指標(biāo)與下游的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)不一致,國(guó)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)在材料產(chǎn)品研究推廣時(shí),重視性能參數(shù)的比拼,忽略生產(chǎn)實(shí)用性,導(dǎo)致生產(chǎn)出來(lái)的材料無(wú)法使用;三是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的相關(guān)材料缺少相關(guān)第三方認(rèn)證和科學(xué)的評(píng)估體系。生產(chǎn)的材料得不到有效的應(yīng)用檢驗(yàn),導(dǎo)致企業(yè)在生產(chǎn)使用過程中缺乏信心,于是寧愿選擇價(jià)格較高的進(jìn)口產(chǎn)品維持現(xiàn)狀。
5 推進(jìn)我國(guó)5G通信材料發(fā)展的相關(guān)建議
5.1 加強(qiáng)政府引導(dǎo),完善產(chǎn)業(yè)政策
建國(guó)以來(lái),我國(guó)一直重視鋼鐵、有色金屬、石油化工和無(wú)機(jī)金屬材料等基礎(chǔ)原材料的生產(chǎn)建設(shè),并制定和形成了較為完善的產(chǎn)業(yè)政策。然而,電子信息材料方面政策一直滯后于產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求。因此,應(yīng)該加強(qiáng)政府引導(dǎo)、作好頂層謀劃,加大國(guó)家政策和資金支持力度,制定信息材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展引導(dǎo)目錄和投資指南,強(qiáng)化信息材料創(chuàng)新鏈和資金鏈的建設(shè)。著力突破關(guān)鍵信息材料產(chǎn)業(yè)化發(fā)展問題,提高信息材料對(duì)信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)支持能力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。
5.2 強(qiáng)化自主創(chuàng)新,突破關(guān)鍵技術(shù)
創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動(dòng)力,堅(jiān)持以創(chuàng)新為主導(dǎo),鼓勵(lì)原始創(chuàng)新、自主創(chuàng)新,營(yíng)造整個(gè)行業(yè)創(chuàng)新的科學(xué)氛圍。集中優(yōu)勢(shì)科研利用,重點(diǎn)突破信息材料領(lǐng)域中的大尺寸Si片,高性能GaAs、GaN和SiC以及電子封裝技術(shù)中的上游原材料等關(guān)鍵材料制備技術(shù),減輕我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)對(duì)國(guó)外高端原材料的依賴度。瞄準(zhǔn)國(guó)際電子材料前沿技術(shù),在關(guān)鍵領(lǐng)域積極開展相關(guān)研究,形成技術(shù)優(yōu)勢(shì),提高自主創(chuàng)新能力,夯實(shí)自主可控發(fā)展根基。
5.3 整合優(yōu)勢(shì)資源,促進(jìn)軍民融合發(fā)展
組織和整合相關(guān)優(yōu)勢(shì)力量,推動(dòng)產(chǎn)、學(xué)、研、用協(xié)同攻關(guān)機(jī)制和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的建立,積極吸取和借鑒國(guó)外信息材料行業(yè)內(nèi)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),強(qiáng)化和優(yōu)化我國(guó)信息材料產(chǎn)業(yè)鏈的整合。利用國(guó)防技術(shù)的牽引作用,大力發(fā)展軍民兩用技術(shù),推動(dòng)軍民技術(shù)協(xié)同互動(dòng)、成果雙向轉(zhuǎn)化和應(yīng)用對(duì)接。增強(qiáng)國(guó)防科技成果向社會(huì)的輸出供給,充分發(fā)揮軍民領(lǐng)域的技術(shù)的共性而廣泛的支撐引領(lǐng)作用,不斷促進(jìn)信息材料軍民融合的深度發(fā)展。
5.4 推進(jìn)產(chǎn)業(yè)協(xié)同,促進(jìn)上下游產(chǎn)需銜接
支持上下游企業(yè)成立聯(lián)合研發(fā)機(jī)構(gòu),聯(lián)合開展技術(shù)攻關(guān),加強(qiáng)上下游企業(yè)之間在產(chǎn)品布局期的供需信息流通。鼓勵(lì)材料、器件上下游企業(yè)成立協(xié)會(huì)、聯(lián)盟等行業(yè)組織,增加材料供應(yīng)信息的標(biāo)準(zhǔn)化和透明化,形成有效的上下游協(xié)同發(fā)展模式,禰補(bǔ)生產(chǎn)應(yīng)用銜接空缺,縮短輕量化材料開放應(yīng)用周期。鼓勵(lì)上下游企業(yè)之間進(jìn)行兼并重組、交叉持股,組建聯(lián)合企業(yè),實(shí)現(xiàn)信息材料與元器件產(chǎn)品設(shè)計(jì)、系統(tǒng)驗(yàn)證的同步化,同時(shí)降低材料進(jìn)入下游應(yīng)用市場(chǎng)門檻。