從1G到4G 手機(jī)材料不斷變遷

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

在新的技術(shù)潮流之下，手機(jī)材料又將往何處去?作為華為、OPPO、小米、三星等多家知名手機(jī)品牌的供應(yīng)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(yè)內(nèi)專家共同探討5G時(shí)代手機(jī)材料的發(fā)展趨勢和機(jī)遇。

從1G到4G，手機(jī)材料不斷變遷

從1G時(shí)代到4G時(shí)代，手機(jī)的變化發(fā)展背后一直有材料技術(shù)的影子。

比亞迪中央研究院院長宮清總結(jié)說，通訊技術(shù)的發(fā)展推動手機(jī)天線發(fā)生變化，同時(shí)手機(jī)屏幕也在不斷升級。天線和屏幕的升級，帶動手機(jī)結(jié)構(gòu)件的升級，手機(jī)外形隨之而變。

“1G、2G手機(jī)的天線和屏幕非常簡單，天線是金屬片，結(jié)構(gòu)件是注塑加噴涂。”宮清介紹，而3G時(shí)代的手機(jī)天線具備一定數(shù)據(jù)傳輸能力，手機(jī)結(jié)構(gòu)件更加美觀，手機(jī)金屬后殼和一些裝飾技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。宮清介紹，比亞迪電子的手機(jī)鎂鋁合金壓鑄成型、鋁合金陽極氧化、無鎳電鍍技術(shù)等都在這一階段研發(fā)出來。

4G時(shí)代，人機(jī)交互更加流暢，手機(jī)的天線需求更加復(fù)雜。宮清介紹，這時(shí)三維天線開始出現(xiàn)，將手機(jī)金屬部件與塑料無縫結(jié)合的納米注塑技術(shù)開始應(yīng)用——這種技術(shù)將金屬后殼作為天線的一部分，簡化了天線的設(shè)計(jì)，而且可以滿足手機(jī)大屏幕、輕、薄、美觀的需求。

5G時(shí)代，對供應(yīng)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(shù)字帶寬的要求更高。”宮清說，業(yè)界通常認(rèn)為，4G時(shí)代的金屬手機(jī)后殼可能會影響5G信號的傳輸，而玻璃、陶瓷以及高性能復(fù)合材料更被看好。

深圳大學(xué)信息工程學(xué)院特聘教授袁濤認(rèn)為，5G時(shí)代對手機(jī)供應(yīng)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(zhì)特性及品質(zhì)。”袁濤說，這就要求提前布局材料研究，一旦基礎(chǔ)研究成果適時(shí)滿足終端對材料的差異化需求，將迅速占領(lǐng)市場。

袁濤說，更深是針對手機(jī)結(jié)構(gòu)、形態(tài)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(shí)代手機(jī)天線數(shù)目至少6到9個(gè)，甚至超過10個(gè)，如果開發(fā)出高介電常數(shù)、低損耗、低成本、3D形態(tài)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(shù)量的天線安裝在小巧的手機(jī)里。

此外，柔性屏已經(jīng)問世，未來的手機(jī)形態(tài)可能大大改變，手機(jī)的印刷電路板、外觀結(jié)構(gòu)、天線形態(tài)等都會發(fā)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(zhàn)，才能享受5G紅利

“2019年是5G元年，5G為產(chǎn)業(yè)賦能最直接的體現(xiàn)是手機(jī)終端。”深圳市尋材問料網(wǎng)絡(luò)科技有限公司總經(jīng)理聶雷說，至少未來5到10年內(nèi)，手機(jī)依然是個(gè)人智能終端的代表，因此以手機(jī)為核心布局5G產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)欠浅：玫倪x擇。

但要享受5G時(shí)代的紅利，必須贏得它帶來的技術(shù)挑戰(zhàn)才行。

中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院研究員張國平以手機(jī)芯片舉例說，5G時(shí)代的芯片將實(shí)現(xiàn)高帶寬，但能耗問題馬上出現(xiàn)，這對熱管理材料提出相當(dāng)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(shù)和材料來解決信號屏蔽的問題。”張國平說。

香港城市大學(xué)電子工程學(xué)系副教授黃衡則表示，5G通信包括微波和毫米波，但最新發(fā)布的5G手機(jī)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(shè)備和產(chǎn)品上的研究十分前沿，某些功能材料可能非常適合應(yīng)用在高頻通訊設(shè)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。

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