從4G通訊到5G通訊的轉變是一場技術的革新，同時也伴隨著材料領域內的性能升級與產品換代。5G技術具有毫米波、小基站、Massive MIMO、波束成形以及全雙工這五大技術特點，這使5G具備高頻、高集成、低延遲等特性。在此情況下，5G智能手機的傳輸速率、頻率、信號強度等也都顯著提升，因此從核心芯片到射頻器件，從基站端到應用端，都會對關鍵基礎材料提出更高的要求。

由5G產業鏈示意圖可以看到，5G通信的實現，必然涉及到關鍵器件的升級換代，其中，無線主設備、傳輸設備和網絡設備是對新器件需求最高的環節，因此也是關鍵材料更新最為密集的部分，如基站濾波器材料、功率放大器芯片材料、射頻前端電路材料、天線用材料等。

圖-5G產業鏈示意圖

綜合分析，我們總結出其中最為關鍵的三種5G新材料對它們的國內外發展情況進行具體闡述：GaN（氮化鎵）、CCL（覆銅板）和LCP（液晶聚合物）。本報告將對以上三種關鍵材料進行深度研究。

一、5G帶來高頻、射頻技術挑戰，GaN潛力凸顯，半導體之戰愈演愈烈

氮化鎵（GaN）是直接寬帶隙半導體材料，屬于第三代半導體，相較于第一代半導體Si和第二代半導體砷化鎵（GaAs）具有較大的禁帶寬度（禁帶寬度>2.2eV），且具備良好的導熱率、抗輻射能力、擊穿電場、和電子飽和速率，適用于高溫、高頻、抗輻射的場合，可應用于制造發光二極管、藍色和紫色激光器，以及高頻、高溫、高功率電子器件和紫外光探測器等。其在微波射頻領域的應用器件主要包括GaN高電子遷移率晶體管（High Electron Mobility Transistor, HETM）和GaN單片微波集成電路（MMIC），均可用于通訊基站。

研究數據顯示2016年射頻功率半導體（＞3W）市場規模接近15億美元，預計2020年將達到26億美元，其中電信基礎設施（包含基站、無線回傳）射頻功率半導體將占據一半的市場份額。但是2016年LDMOS、GaAs器件市場占比較多，GaN器件僅占比約20％。2017年GaN射頻器件市場規模約為3.8億美元，預計2023年將達到13億美元。

在半導體射頻領域美國一騎絕塵，日歐緊隨。美國GaN的領先技術得益于美國半導體全產業的高速發展，而美國半導體之所以能長期占據霸主地位離不開美國政府的積極介入，通過政策指引給予大力扶持。其他國家也意識到發展半導體產業的重要性并紛紛采取行動，GaN射頻同樣受到各國重視，成為政策扶持的重點戰略材料。如今，我國射頻芯片發展雖已初見成效，但我國芯片制造水平由于起步較晚先天基礎不足，專利技術被壟斷后發展受限，尚與美國存在較大差距。

二、高端材料CCL在全球5G市場扮演重要角色，導致中美日技術競爭白熱化

PCB即印刷電路板，是電子元器件的支撐體，即電子元器件電氣連接的載體。覆銅箔層壓板（Copper Clad Laminate，CCL）是將電子玻纖布或其它增強材料浸以樹脂，一面或雙面覆以銅箔并經熱壓而制成的一種板狀材料，簡稱為覆銅板。覆銅板作為印刷電路板制造中的基板材料，對印刷電路板主要起互連導通、絕緣和支撐的作用，對電路中信號的傳輸速度、能量損失和特性阻抗等有很大的影響，因此，印刷電路板的性能、品質、制造加工性、制造水平和成本以及長期的可靠性及穩定性很大程度上取決于覆銅板。即在PCB全產業鏈中，技術附加值主要體現在CCL基材上，同時CCL也是決定PCB器件性能的關鍵。

對5G市場來說，天線和射頻作為信號最前端接收裝置對于介質傳輸損耗要求低、對導熱性要求高，除了在性能上對板材提出了高要求外，在數量上與4G相比出現了成倍增長。據MarketsandMarkets數據顯示，2017年電路材料市場估值為298.3億美元，預計到2023年將達到368.5億美元，預測期內的復合年增長率為3.8％，而電路材料市場的增長最大原因是電子行業對基板材料提出的高性能需求。其中，MarketsandMarkets指出，對于PCB行業來說，基板類PCB市場預計將從2018年的11億美元增長到2024年的26億美元，預測期內復合年增長率（Compound Annual Growth Rate，CAGR）為15.6％。

在美國發展5G行業、開發第三代半導體新技術的形勢下，涌現出了一批以Rogers、Isola為代表性的國際巨頭企業，通過超前布局及合理配置，已經在高端CCL基板領域占得領導地位。日本憑借本土傳統優勢企業諸如三菱、日立化成、松下等在通信材料領域占據了一定地位。我國覆銅板起步較晚，1978年后開始大規模引進國外技術，到目前國內CCL產值穩居世界第一，但目前的產品仍然以低技術、低附加值的產品為主。

三、我國高分子材料LCP發展，美國施壓予以限制

液晶聚合物材料（Liquid Crystal Polymer，LCP）是一種新型的高分子材料，類似于半結晶聚合物，可加工做成高度結晶的，固有阻燃的，熱致（熔體取向）熱塑性塑料。80年代初期Du Pont公司首次研發出LCP產品，并將其發展起來。這類材料具有優異的耐熱性能和成型加工性能。目前LCP主要應用在高頻電路基板、覆晶薄膜（Chip On Flex or Chip On Film，COF）基板、多層板、集成電路（Integrated Circuit，IC）封裝、球柵陣列封裝（Chip Ball Grid Array，u-BGA）、高頻連接器、天線、揚聲器基板等領域。隨著高頻高速應用趨勢的興起，LCP憑借其自身具備的獨特屬性將取代傳統材料，成為5G時代的優勢產品。

LCP材料首先由美國Du Pont公司研發得到并開發生產，在LCP原材料生產和產品制造技術方面集聚了非常雄厚的力量。在LCP技術發展初期，日本便把LCP列為其工業技術中的重點攻克對象，日本廠商擁有先進電子材料和領先的多功能、高密度模組產品，技術實力非常雄厚。中國LCP產品長期依賴進口，中國企業已經充分意識到發展自身LCP技術的重要性，加之國家對于發展新型工程塑料的越發明朗的扶持政策，進一步推動了企業加快發展，奮力追趕美國和日本。

四、美國對5G的戰略及其對中國的影響

美國之所以在5G搶位戰中如此緊張，是因為5G不僅僅意味著通信技術的迭代更新，更是標準制定者以及下一個時代發展壟斷者地位的爭奪，因此，5G改變世界的言論并不為過。對我國而言，華為、中興的崛起引起了美國強烈的危機感，美國頻繁出手制約我國新型通訊材料的發展。