“2019 年下半年，我國(guó)5G 將進(jìn)入實(shí)質(zhì)性商用階段，但是關(guān)鍵元器件和相關(guān)材料主要由境外企業(yè)掌控，成為我國(guó)5G發(fā)展的短板?！惫ば挪抠惖涎芯吭荷陝亠w等專家近日對(duì)我國(guó)5G領(lǐng)域關(guān)鍵材料的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)研分析。

分析結(jié)果顯示，目前我國(guó)5G所需的電子元器件、光纖傳輸和電子屏蔽導(dǎo)熱封裝關(guān)鍵材料，對(duì)外依存度分別高達(dá)90%、80%和92%，相應(yīng)的材料制備技術(shù)被國(guó)外壟斷，并嚴(yán)禁對(duì)我國(guó)轉(zhuǎn)讓。因此，我國(guó)亟需對(duì)相關(guān)材料技術(shù)水平、產(chǎn)業(yè)化狀況進(jìn)行系統(tǒng)梳理，提前布局，集中攻關(guān)，力爭(zhēng)做到核心、關(guān)鍵材料自主可控，確保我國(guó)5G信息產(chǎn)業(yè)安全健康發(fā)展。

關(guān)鍵材料依賴進(jìn)口

賽迪研究院的專家介紹，5G通信需要大量的中高頻器件，主要包含濾波器、功率放大器、天線、低噪聲放大器、射頻開關(guān)等。GaAs、GaN和SiC等化合物半導(dǎo)體材料是制備這些器件的核心關(guān)鍵材料。據(jù)法國(guó)市場(chǎng)研究公司Yole的報(bào)告稱，預(yù)計(jì)到2021年GaAs、GaN和SiC器件的市場(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的制備技術(shù)和市場(chǎng)主要被美國(guó)、日本和歐洲等壟斷。其中，GaAs晶圓材料95%的市場(chǎng)份額被美國(guó)晶體技術(shù)、日本住友電工、德國(guó)弗萊貝格化合物材料3家公司占有，三安科技、先導(dǎo)材料等國(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)Cree、日本住友電工和日立電纜，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%以上的市場(chǎng)份額被美國(guó)Cree和德國(guó)Si Crystal占據(jù)。

光纖是支持信息傳輸?shù)幕?G時(shí)代的“基站致密化+前傳光纖網(wǎng)絡(luò)”模式，將推動(dòng)光纖的需求迅猛增長(zhǎng)。據(jù)預(yù)測(cè)，未來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年光纖需求分別為3.8億芯千米、4.2億芯千米和4.8億芯千米，增速分別為28.4%、10.5%和14.3%。

雖然，我國(guó)光纖產(chǎn)能充足，但上游核心原材料包括石英套管、高純四氯化硅、高純四氯化鍺等主要依賴進(jìn)口，目前國(guó)內(nèi)企業(yè)供給率不足20%。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017年國(guó)內(nèi)高純四氯化硅需求達(dá)4萬噸左右，其中，進(jìn)口量為3.3萬噸左右，進(jìn)口額達(dá)16億美元。

在5G通信中，通信器件的功耗和電磁輻射將顯著增加，對(duì)設(shè)備的電磁屏蔽和導(dǎo)熱技術(shù)提出了新的要求，而設(shè)備封裝的關(guān)鍵核心是材料技術(shù)。目前，電子屏蔽導(dǎo)熱封裝材料的上游核心原材料（PI膜、導(dǎo)熱硅膠、導(dǎo)電顆粒等）主要技術(shù)和市場(chǎng)被3M、萊爾德、漢高、富士等歐、美、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)，但還未掌握關(guān)鍵上游核心原材料生產(chǎn)技術(shù)。

據(jù)BCCResearch預(yù)測(cè)，到2020年全球EMI/RFI屏蔽和導(dǎo)熱封裝市場(chǎng)規(guī)模將到達(dá)74億美元和11億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率分別為6%和7%。在電磁屏蔽及導(dǎo)熱器件成本構(gòu)成中，原材料占比超過70%。

面臨三大瓶頸

賽迪研究院的專家提出，我國(guó)發(fā)展5G領(lǐng)域關(guān)鍵材料正面臨三大瓶頸。

首先，核心技術(shù)有待突破。一是元器件材料的品質(zhì)低、穩(wěn)定性差，以GaAs晶圓為例，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)，而我國(guó)只能生產(chǎn)4英寸級(jí)的電阻LED低端晶片。二是光纖產(chǎn)業(yè)上游光預(yù)制棒生產(chǎn)原料制備技術(shù)一直面臨封鎖，高純沉淀用和合成用石英套管制備技術(shù)主要被德國(guó)、美國(guó)、和日本壟斷，高純四氯化硅制備技術(shù)主要由德國(guó)的默克和贏創(chuàng)掌握。三是電子屏蔽導(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。

其次，部分產(chǎn)品產(chǎn)能不足。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5萬片。目前，我國(guó)8英寸和12英寸硅片市場(chǎng)需求約在500萬片/月，其中功率器件用襯底約為50萬/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，我國(guó)半導(dǎo)體襯底材料的需求量至少為16萬片/月。另一方面，在電子屏蔽導(dǎo)熱材料方面，我國(guó)一直是消費(fèi)大國(guó)，但是在核心上游材料卻是進(jìn)口大國(guó)。例如在導(dǎo)熱屏蔽材料應(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)，而國(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)，高端材料產(chǎn)品一直稀缺。

再者，生產(chǎn)應(yīng)用脫節(jié)。一是相關(guān)材料的供應(yīng)信息不明確，與國(guó)外產(chǎn)品相比，國(guó)內(nèi)相關(guān)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)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)出來的材料無法使用。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。

基于上述現(xiàn)狀，專家建議，加強(qiáng)協(xié)同攻關(guān)，突破關(guān)鍵技術(shù)；注重產(chǎn)能布局，提升產(chǎn)業(yè)保障力；強(qiáng)化供產(chǎn)需銜接，推動(dòng)自主化進(jìn)程。（夏小禾）