本產(chǎn)品是國內首創(chuàng)自主研發(fā)的高質量二維氮化硼納米片，成功制備了大面積、厚度可控的二維氮化硼散熱膜，具有透電磁波、高導熱、高柔性、低介電系數(shù)、低介電損耗等多種優(yōu)異特性,解決了當前我國電子封裝及熱管理領域面臨的“卡脖子”問題，擁有國際先進的熱管理TIM解決方案及相關材料生產(chǎn)技術，是國內低維材料技術領域頂尖的創(chuàng)新型高科技產(chǎn)品。

什么是5G?

一

定義

“5G”一詞通常用于指代第5代移動網(wǎng)絡。5G是繼之前的標準（1G、2G、3G、4G 網(wǎng)絡）之后的最新全球無線標準，并為數(shù)據(jù)密集型應用提供更高的帶寬。除其他好處外，5G有助于建立一個新的、更強大的網(wǎng)絡，該網(wǎng)絡能夠支持通常被稱為 IoT 或“物聯(lián)網(wǎng)”的設備爆炸式增長的連接——該網(wǎng)絡不僅可以連接人們通常使用的端點，還可以連接一系列新設備，包括各種家用物品和機器。

公認的5G優(yōu)勢是：

?具有更高可用性和容量的更可靠的網(wǎng)絡

?更高的峰值數(shù)據(jù)速度（多Gbps）

?超低延遲

與前幾代網(wǎng)絡不同，5G網(wǎng)絡利用在26GHz 至40GHz范圍內運行的高頻波長（通常稱為毫米波）。由于干擾建筑物、樹木甚至雨等物體，在這些高頻下會遇到傳輸損耗，因此需要更高功率和更高效的電源。

5G部署最初可能會以增強型移動寬帶應用為中心，滿足以人為中心的多媒體內容、服務和數(shù)據(jù)接入需求。增強型移動寬帶用例將包括全新的應用領域、性能提升的需求和日益無縫的用戶體驗，超越現(xiàn)有移動寬帶應用所支持的水平。

二

毫米波是關鍵技術

毫米波通信是未來無線移動通信重要發(fā)展方向之一，目前已經(jīng)在大規(guī)模天線技術、低比特量化ADC、低復雜度信道估計技術、功放非線性失真等關鍵技術上有了明顯研究進展。但是隨著新一代無線通信對無線寬帶通信網(wǎng)絡提出新的長距離、高移動、更大傳輸速率的軍用、民用特殊應用場景的需求，針對毫米波無線通信的理論研究與系統(tǒng)設計面臨重大挑戰(zhàn)，開展面向長距離、高移動毫米波無線寬帶系統(tǒng)的基礎理論和關鍵技術研究，已經(jīng)成為新一代寬帶移動通信最具潛力的研究方向之一。

毫米波的優(yōu)勢：毫米波由于其頻率高、波長短，具有如下特點：

頻譜寬，配合各種多址復用技術的使用可以極大提升信道容量，適用于高速多媒體傳輸業(yè)務；可靠性高，較高的頻率使其受干擾很少，能較好抵抗雨水天氣的影響，提供穩(wěn)定的傳輸信道；方向性好，毫米波受空氣中各種懸浮顆粒物的吸收較大，使得傳輸波束較窄，增大了竊聽難度，適合短距離點對點通信；波長極短，所需的天線尺寸很小，易于在較小的空間內集成大規(guī)模天線陣。

毫米波的缺點：毫米波也有一個主要缺點，那就是不容易穿過建筑物或者障礙物，并且可以被葉子和雨水吸收，對材料非常敏感。這也是為什么5G網(wǎng)絡將會采用小基站的方式來加強傳統(tǒng)的蜂窩塔。

什么是TIM熱管理?

定義

熱管理？顧名思義，就是對“熱“進行管理，英文是：Thermal Management。熱管理系統(tǒng)廣泛應用于國民經(jīng)濟以及國防等各個領域，控制著系統(tǒng)中熱的分散、存儲與轉換。先進的熱管理材料構成了熱管理系統(tǒng)的物質基礎，而熱傳導率則是所有熱管理材料的核心技術指標。

導熱率，又稱導熱系數(shù)，反映物質的熱傳導能力，按傅立葉定律，其定義為單位溫度梯度（在1m長度內溫度降低1K）在單位時間內經(jīng)單位導熱面所傳遞的熱量。熱導率大，表示物體是優(yōu)良的熱導體；而熱導率小的是熱的不良導體或為熱絕緣體。

5G手機以及硬件終端產(chǎn)品的小型化、集成化和多功能化，毫米波穿透力差，電子設備和許多其他高功率系統(tǒng)的性能和可靠性受到散熱問題的嚴重威脅。要解決這個問題，散熱材料必須在導熱性、厚度、靈活性和堅固性方面獲得更好的性能，以匹配散熱系統(tǒng)的復雜性和高度集成性。

5G毫米波手機天線工藝設計交流探討

隨著5G時代的到來，手機的屏占比越來越大，電池容量不斷提升，還要整機做薄，在很有限的空間上要布局5G、藍牙、 WIFI、NFC和無線充電等等，外加MIMO技術還需要布局多個天線，對射頻技術、結構布局、工藝開發(fā)等工作都是很大挑戰(zhàn)。同時5G用于數(shù)據(jù)通訊的場景激增，形成萬物互聯(lián)的態(tài)勢，因此對天線的適應性要求激增。

手機天線還有一個重要的關注點，即工藝和材質的變化。5G時代的頻段可分為Sub-6和毫米波兩大頻段。在Sub-6頻段，MIMO天線是主流，并且還將增大MIMO天線的數(shù)量，比如8X8MIMO、16X16MIMO等。

在工藝上，LDS、FPC、PDS等傳統(tǒng)天線加工工藝仍然適用，真正將發(fā)生變化的是毫米波頻段。5G毫米波將采用陣列天線，在天線制作原理以及加工工藝上與傳統(tǒng)天線都有很大的不同。一是通過波束成型提升信號傳輸距離。5G毫米波由于頻率高，傳輸距離短，只能通過陣列天線以及波束成型來增加天線的增益，以克服在空氣中傳輸距離短的問題，因此5G天線由原來4G的全向天線變?yōu)榱硕ㄏ蛱炀€。二是通過“移相器+衰減算法”減少信號受阻衰減。

波束成形模塊只提高了毫米波的傳輸能力，但沒有解決信號受到阻礙物衰減過快的問題，目前主要有兩種解決方案，一是利用數(shù)字相移器與衰減器的算法，來控制波束追蹤手機用戶，以維持訊號的穩(wěn)定度；二是增加波束成形模塊的數(shù)量，以達到通信無死角的設計方案。三是毫米波天線需要新的加工工藝。天線尺寸跟工作頻率成反比，毫米波的頻率變高，天線尺寸變小，傳統(tǒng)的簡單的加工形式精度不夠，還得借助于其他的加工形式，如高通毫米波天線模塊采用的LTCC工藝。

材質方面，受天線基材需要低介電常數(shù)這一因素的影響，預計在Sub-6頻頻段將采用MPI和PDS，毫米波將采用LCP、LTCC、PDS。同時，隨著信號頻率的快速提升，以前默默無聞的因天線自身材料造成的額外損耗影響也將跳入大家的視野。

有手機天線專家在演講時提出，從1G乃至于5G的sub-6GHz（低于6 GHz）頻段，天線設計的主要挑戰(zhàn)基本上是來自于“數(shù)量的增長”，如無線通信頻段數(shù)量的增長及天線數(shù)量上的增長。

然而，到了5G毫米波頻段，手機天線設計從單天線且波束固定的天線設計，轉變?yōu)樘炀€陣列（多天線單元）的設計，同時還是可波束賦形（beamforming）的陣列設計。故黃博士認為，5G毫米波的天線陣列設計對手機天線設計的技術與藝術而言，則可視為是“質的跳躍”。

在5G的大潮中，除了芯片廠商、運營商，與設備廠商外，終端廠商也扮演著重要的角色。因其整體與用戶更加貼近，故可以為使用場景的技術預研，及終端性能的挖掘與優(yōu)化進行積累準備，而5G手機的天線設計便是手機無線通信性能研究與優(yōu)化極為重要的方向之一。而可見的未來，手機基本而言依然是人們日常生活中最重要的無線通信工具之一，而無線通信的品質好壞很大程度即取決于天線性能。

何謂天線？它有什么作用？以工程上的基本定義而言，天線是一個過渡元器件，其擔負著終端與自由空間端間電磁能量平滑有效率進行收發(fā)傳遞的功用，且天線在無線通信鏈上，其是發(fā)射端的最后一級，但卻又是接收端的第一級，即其同時身兼前鋒與后衛(wèi)的角色，也如山海關一般，是中原出塞的最后一關，但卻又是塞入中原的第一關，故若山海關不振，則中原震蕩，京師危矣，故天線在無線通信鏈路上的關鍵地位不言而喻。

對于無線通訊設備來說，天線對此些設備起的作用，相當于眼睛和耳朵之于人類。性能低下的天線常常造成高掉話率與更短的通訊距離，好比因近視和弱聽造成人類較短的視力距離和較差的聽力品質。

回顧這些年天線設計的發(fā)展歷程時，在1G到3G世代的手機天線設計，基本可由天線設計師獨力完成，但到了4G LTE時代，由于頻帶的增多與頻率下探，在受限的天線有效空間下，往往需借助電調諧器件，以達更有效率的輻射，而此時軟件便對手機天線設計有所涉入與貢獻，但此時軟件工作仍屬于支持天線設計師的輔助角色，到了5G毫米波的天線陣列設計，軟件的角色已經(jīng)不再只是按照天線設計師的要求進行協(xié)助，而是轉變?yōu)榭梢灾苯佑绊懖ㄊx形陣列性能良莠的關鍵角色。

1G到3G，天線設計師對手機天線設計是主宰的角色，而到4G是主導的角色，到了5G毫米波，則轉變?yōu)榕c軟件工程師協(xié)作的角色，而這也是由另一視角與觀點再次說明5G手機毫米波天線陣列設計本質上的轉變。

而因毫米波通信的高頻傳輸，故能因其大的帶寬帶來更高的通信系統(tǒng)容量，而使無線傳輸速率進一步增長，而支撐5G主要場景之一“熱點高容量”的無線通信指標要求，以提升用戶5G的無線體驗。而如前述，毫米波天線陣列便是這一高速無線體驗的關鍵支柱。

而目前雖然5G手機整機主要且直接的毫米波天線性能指標尚未明確及訂出，但一般可分為兩個維度，一個是EIRP（Effective Isotropic Radiated Power，有效無向輻射功率）的最大值與最小值，因為若EIRP太大，會造成對其他系統(tǒng)的EMI（Electromagnetic Interference，電磁干擾）；而若EIRP太小，則無法保證有效的無線通信品質，故毫米波天線陣列的EIRP需規(guī)范在一合理的最大與最小值區(qū)間之內。

另一維度是最低的波束空間覆度，因越廣的空間覆蓋越有助于用戶的無線體驗，但越廣的空間覆蓋，則往往需要犧牲手機外形設計的極致性與吸引力，故在毫米波束廣覆蓋度與手機整體競爭力兩者間需做適當?shù)臋嗪?，而這其實也是目前3GPP RAN4 （Radio Access Network）5G毫米波討論的重點熱區(qū)。

此外，毫米波波束賦性天線陣列有不同的設計架構與方向，但現(xiàn)今手機毫米波天線陣列較為主流與合適的可能方向一般是基于相控陣（phased antenna array）的方式，而相控陣毫米波天線陣列實現(xiàn)的方式主要可分為三種，即：AoB （Antenna on Board，即天線陣列位于系統(tǒng)主板上)、AiP （Antenna in Package，即天線陣列位于芯片的封裝內)，與AiM （Antenna in Module，即天線陣列與RFIC形成一模組)。

雖此三者各有優(yōu)勢之處，但目前更多的是以AiM的方式實現(xiàn)，而AiM毫米波波束賦性天線陣列的設計重點主要有：天線陣列（包含feeding network，即饋入網(wǎng)路）的設計與優(yōu)化能力、板材（substrate）與涂料（coating）的選擇與驗證能力、電氣系統(tǒng)與結構環(huán)境的設計與優(yōu)化能力、模組化制程的設計與實現(xiàn)能力，與軟件算法的設計與優(yōu)化能力等。而黃博士也分享手機毫米波的射頻前端主要電路框圖，黃博士表示，射頻前端器件（如：功率放大器，PA與低噪聲放大器，LNA，即相移器，PS）皆會整合入射頻芯片（RFIC）內，且每一路（因有多路以連接多個天線單元）的射頻通路皆有各自的PA，LNA，與PS，而毫米波天線陣列與射頻芯片間將取消傳統(tǒng)的射頻座，即不會有傳統(tǒng)的板端射頻調試與傳導測試，相關射頻參數(shù)驗證將以空口（OTA, Over-the-Air）方式進行。

在分享毫米波射頻前端電路的架構后，也對手機毫米波天線陣列設計進行深入而詳盡的剖析，黃博士表示，AiM的毫米波天線陣列為了更好的波束賦性以達到前述的更廣的空間覆蓋，一般會以輻射波束互補（如broadside radiation，即寬邊輻射，與end-fire radiation，即端射）的天線種類（如patch antenna，即貼片天線，與quasi-Yagi antenna，即準八木天線）進行搭配設計，并基于天線饋點的適當設計，以達到雙極化（垂直與水平極化）的覆蓋，以增加無線通信連接能力，且將RFIC倒置焊接，以讓天線饋入走線盡量縮短，以減少高頻傳輸帶來的高路損，而使得毫米波天線陣列有更高的輻射增益，達到較好的EIRP與覆蓋強度。