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5G通信需要什么样的特材技术支撑?

2021-10-22 赵明灿 阅读:
沙特基础工业公司(SABIC)四位新闻发言人介绍了该公司面向5G(毫米波)市场的特材产品,并就时下热门的电动汽车/自动驾驶、碳达峰/碳中和等话题介绍了该公司的特材业务和技术的发展。

全球5G产业的成功在于它可以满足消费者对于新一代网络的需求,包括速度、可靠性和可持续发展。为此,网络运营商和设备制造商不断运用新的技术,持续扩大网络和产品的覆盖范围及容量。y0Fednc

在材料供应领域,沙特基础工业公司(SABIC)也把5G视为自己业务的重中之重。日前,该公司就积极参展了5G加工产业链展览会暨精密陶瓷展览会,并在媒体见面会环节,该公司四位新闻发言人向与会记者重点介绍了该公司面向5G(毫米波)市场的特材产品,并就时下热门的电动汽车/自动驾驶、碳达峰/碳中和等话题介绍了该公司的特材业务和技术的发展。y0Fednc

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SABIC四位新闻发言人:特材部资深市场开发经理朱景辉LNPNORYL产品线亚太区高级产品经理邹琰特材部大中华区高耐热工程塑料产品经理王立秋特材部热固性材料及添加剂中国区市场开发经理孔凡旺。y0Fednc

SABIC有哪些特材产品线?

据朱景辉介绍,SABIC公司于1976年成立,在全球化工企业排名第二,去年销售额大概是300多亿美元,在全球有68个工厂,专利数量达到近万个。y0Fednc

整个SABIC集团分成四大事业部:石化事业部,其产品主要是化学品、通用塑料,像HDPE、PP、PC,还有化学品乙醇;特材事业部,主要是高性能材料,还包括添加剂、特种复合材料;农业事业部,产品包括了氮肥、磷肥等;另外还有钢铁事业部。y0Fednc

该公司5G展会的四位发言人都来自特材事业部。这部分的产品,特别是塑料,主要是解决客户的难题。其产品组合,包括发展策略,都是围绕整个行业和社会主流趋势去做的,比如交通运输,像电动汽车、环保,电动汽车主要是从燃油车到电动汽车减重,从而提高效率;自动驾驶,也是紧跟行业趋势。在公用事业方面主要是能源类的产品,像太阳能光伏也是主要关注的市场。消费电子领域也是一直紧跟现在的趋势:物联网、车联网、5G。5G部分更加是重中之重,从其基础建设到5G终端都是SABIC特材部重点的方向。接下来,随着社会的老龄化,医疗也是整个社会重点关心的区域,SABIC特材部在医疗方面也会重点配合行业的发展趋势,开发很多新的原材料出来。最后是健康安全,特别是水处理。水是影响健康的主要因素,SABIC特材部在水处理这部分的应用范围,包括合规,都是做得非常深入。y0Fednc

最后,塑料怎么区分,特材又主要是做什么?这个领域有一个很著名的塑料金字塔,越往塔顶,材料性能越高端、耐热越好;越往塔底,用量越大、越通用。SABIC的特材属于高性能、在行业内顶尖的材料。石化部门的产品,则是量更大,更具通用性。SABIC的业务群主要是工程塑料以及更上层的特种塑料,像这次所展示的PEI、PPO等主流的产品线。y0Fednc

邹琰则主要负责三大类产品。第一类是PPO、NORYL树脂以及改性产品(共聚PC产品系列)。第二类是LNP改性料产品系列,包括各种不同的、满足客户不同性能要求的改性产品。第三类是非常先进的共聚PC树脂产品系列。y0Fednc

王立秋负责的是高耐热工程塑料,包括EXTEM热塑性聚酰胺树脂(TPI)和ULTEM聚醚酰亚胺树脂(PEI)产品线,因为其耐热温度比较高,同时线性膨胀系数比较低,在宽泛的工作范围具有优异的尺寸稳定性,所以极具竞争力,他介绍说。y0Fednc

除了上述的塑料金字塔中的热塑性材料外,孔凡旺则主要负责热固性材料。y0Fednc

SABIC在特材领域有哪些独特的技术优势?

对于EDN的这个提问,朱景辉回答说,所谓特材就是针对客户的应用需求,以及行业和产品的特点,所专门开发出的产品。因为涉及到几大产品线,NORYL树脂、LNP改性料及共聚物、ULTEM耐高温树脂,以及低聚物,所以SABIC特材业务部负责各产品线的产品经理分别解读了各自产品线的特点。y0Fednc

邹琰表示,共聚PC树脂的产品系列跟市面上常见的均聚PC相比有其独特优势。“我们从分子链上嫁接了一些特别的基团,使得它这个材料比均聚PC各项性能上都有提高,比如:低温抗冲,在它成型的窗口,室外耐耗性,还有介电性、阻燃性能方面,都会比均聚PC有更好的提高。同时它还保持了PC其他现有的性能,比如尺寸稳定性特别好等等。”邹琰表示。这一部分共聚PC树脂是SABIC特材部比较独有的材料,SABIC基于这个去做了很多产品深度开发,去满足不仅是5G市场,以及其他市场的客户要求,这是SABIC在共聚PC方面的特点。y0Fednc

LNP改性产品系列是改性技术的升级,它把一些基础数值,包括各种PC、尼龙、高温材料、LCP、PPS等比较熟悉的基础树脂做了一些特种改性。SABIC的这项技术有很多专利,把一些特别填料、增强材料加到树脂里面做改性,让这些材料具有特别的功能性。比如,SABIC特材部有一些导电、导热、电磁屏蔽,包括对于5G非常重要的介电性能,特别低的介电损耗,或者是高的介电传输等。这个材料里面还有一个系列是可持续发展产品,SABIC有一些独有的技术,比如化学升级回收的技术。y0Fednc

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LNP改性材料的各种应用y0Fednc

最后,NORYL PPO树脂本身就是SABIC所发明的。它有非常好的介电性能、尺寸稳定性,特别是在各种严苛环境下的应用,这个材料也在5G应用上有深度的开发。y0Fednc

王立秋介绍了该公司高耐热的两个树脂。ULTEM聚醚酰亚胺树脂(PEI)是该公司所独有的。EXTEM是热塑性聚酰胺树脂(TPI),这个材料的优势在于它具有透红外特性的同时,它的Tg点高达267℃,可以满足高温回流焊制程的工艺要求。它的典型应用是现在很多智能设备都有的红外传感器的透镜。能够红外透过,又能够高温回流焊贴装,有助于实现很复杂的镜面设计,因为传统的透镜都是用玻璃做的,所以相对来讲,该解决方案给了客户更广的设计自由度。ULTEM聚醚酰亚胺(PEI)树脂也是无定型的耐高温材料,它的Tg点可以达到217℃。这个材料本身是琥珀色的。ULTEM树脂综合了各种独特的材料特性,包括高模量、出色的尺寸稳定性、红外穿透性、在较大的温度范围内具备稳定的Dk和较低的Df,以及金属化功能。其潜在的5G应用领域包括光纤连接器和透镜、射频连接器、板对板连接器、射频腔体滤波器、移相器、螺钉、紧固件和其他组件。ULTEM树脂的特性和性能有助于客户实现长期可靠性、可扩展性、产品减重和成本节约。y0Fednc

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新型PEI树脂板对板连接器绝缘层y0Fednc

孔凡旺介绍了SABIC特材的热固性材料及添加剂产品。这部分产品在市场上主推的是低聚物NORYL,其特点是低介电、低损耗、耐热,一定的阻燃性。但是,实际上这些是热塑料才具备的性能,如果想把它用在热固性行业,就必须满足两个条件:第一,溶解性非常好,因为大部分行业都是用在有溶剂性的体系中;第二,适当提高PPO的反应活性(改性),通过这两方面的改性就能够满足5G时代对低介电、低损耗的要求。“其实过去也有各种各样的解决方案,但是能够同时满足低介电、低损耗、高多层要求的产品,在市场上还是比较少的。面对这样一个市场需求,我们在5G时代配合整个产业链,进行产业升级和产品的开发,具体的应用包括:天线、服务器和路由器等。另外就是柔性材料,就是手机天线里面需要柔性线路板,还有一些透明显示材料,目前也在中国或者在全球大力的推进中。”孔凡旺补充说。y0Fednc

怎么满足碳中和/碳达峰等可持续发展

据朱景辉介绍:降能耗等可持续发展的议题,也是全球各个国家、各大公司在重视的项目。比如,中国2030年碳达峰、2060年碳中和,这是国家的策略方向。从公司层面而言,SABIC又是怎么看待这一议题呢?y0Fednc

“对于可持续发展,我们公司从上到下一直非常重视,对于工厂生产能耗等等都有一些目标。”朱景辉表示,“比如,首先在自身的生产经营活动中,SABIC制定的目标是2025年要将在生产中产生的物料损失比2010年降低50%,水利用降低25%,温室气体排放和能源消耗率比2020年降低25%。公司一直在持续去寻找更加有效的可持续发展的方法以及开发可持续发展的产品。”y0Fednc

邹琰表示,SABIC一直在可持续发展上投入很多精力。在可持续发展上面,SABIC 20年前就开始和那时候就有这样情怀的公司合作,他们一直使用SABIC可持续发展的产品。在环保材料开发方面可以分成三大块。第一是机械物理回收的产品系列,也就是把塑料做成一个产品,比如做成一个手机,卖给消费者,用完了之后,这些终端产品有公司把它回收回来,然后把这部分塑料再提炼出来,经过清洗等各种程序。PCR就是消费后回收的材料。这部分材料SABIC在很多年前就已经把它用作原料,然后再用其独有的技术和产品做出新的产品出来。y0Fednc

第二部分是化学升级回收的概念。比如下图展台上所展示的,把喝完水了的矿泉水瓶回收回来进行破碎,可以看到废塑料有各种颜色,再经过清洁处理。SABIC的合作伙伴通过把废弃的PET塑料水瓶破碎;然后再解聚成单体;再把单体合成PBT树脂;然后再把塑料原料做成成品卖给客户。与从石油直接提炼出来单体再合成PBT相比,其二氧化碳排放量、水消耗量、能源消耗量都有大幅度降低。目前,SABIC已经将超过1亿个回收的矿泉水瓶做成各种产品了。y0Fednc

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回收的矿泉水瓶(PET),经过破碎、解聚,再合成PBT树脂。y0Fednc

第三部分是基于生物基树脂的产品。“共聚PC、均聚PC单体,基本上都是从石油裂解过来了。与之不同的是,我们使用用于非食品链的植物提炼出来的单体合成PC产品。这是基于生物基的高聚物产品,对于环境保护也是有非常好的正面作用。”邹琰解释说,“如果从产品大类来分,我们有这三类:一类是机械物理回收,一类是化学升级回收,最后是基于生物基产品系列材料。当然,我们可以把它做成各种各样的基材用到各种树脂里面去。我们现在也在看更多的基于生物基,不只是PC。”y0Fednc

王立秋补充说,高耐热材料——ULTEM树脂材料——的生物基树脂已经研发成功,将在今年年底之前上市,能够给客户提供可持续的解决方案,为循环经济做一份贡献。y0Fednc

至于其用途,王立秋补充说,这个材料的特性跟从石油加工而来的树脂特性是完全一致的,可以直接替换。如果有一些客户做汽车的零部件,想用含生物基的树脂,可以直接做一对一的切换。生物基材料,相对来讲,生产难度是有的,这个产业链也是在完善中,相信以后会有更多的生物基的产品涌现出来。y0Fednc

邹琰则补充说,SABIC目前基于石油基生产的各种树脂,其应用就适合于所有领域,比如基于生物基的材料,它从化学性能、化学结构是一模一样的,只是单体的来源,一个是石油裂解,一个是生物基的。y0Fednc

朱景辉也表示,这是行业的趋势。“以前所谓的环保料、可持续都是消费电子类产品使用的比较多。我们现在看到5G领域里面基站建设设备商、运营商都有环保的需求,一些外壳类产品,比如路由器、CPE等产品都往这个方向走,所以我们也有对应开发一些应用的产品。”y0Fednc

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赵明灿
赵明灿是EDN China的产业分析师/技术编辑。他在电子行业拥有10多年的从业经验。在加入ASPENCORE之前,他曾在电源和智能电表等领域担任过4年的工程师。
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