从4G通讯到5G通讯的转变是一场技术的革新，同时也伴随着材料领域内的性能升级与产品换代。5G技术具有毫米波、小基站、Massive MIMO、波束成形以及全双工这五大技术特点，这使5G具备高频、高集成、低延迟等特性。在此情况下，5G智能手机的传输速率、频率、信号强度等也都显著提升，因此从核心芯片到射频器件，从基站端到应用端，都会对关键基础材料提出更高的要求。

由5G产业链示意图可以看到，5G通信的实现，必然涉及到关键器件的升级换代，其中，无线主设备、传输设备和网络设备是对新器件需求最高的环节，因此也是关键材料更新最为密集的部分，如基站滤波器材料、功率放大器芯片材料、射频前端电路材料、天线用材料等。

图-5G产业链示意图

综合分析，我们总结出其中最为关键的三种5G新材料对它们的国内外发展情况进行具体阐述：GaN（氮化镓）、CCL（覆铜板）和LCP（液晶聚合物）。本报告将对以上三种关键材料进行深度研究。

一、5G带来高频、射频技术挑战，GaN潜力凸显，半导体之战愈演愈烈

氮化镓（GaN）是直接宽带隙半导体材料，属于第三代半导体，相较于第一代半导体Si和第二代半导体砷化镓（GaAs）具有较大的禁带宽度（禁带宽度>2.2eV），且具备良好的导热率、抗辐射能力、击穿电场、和电子饱和速率，适用于高温、高频、抗辐射的场合，可应用于制造发光二极管、蓝色和紫色激光器，以及高频、高温、高功率电子器件和紫外光探测器等。其在微波射频领域的应用器件主要包括GaN高电子迁移率晶体管（High Electron Mobility Transistor, HETM）和GaN单片微波集成电路（MMIC），均可用于通讯基站。

研究数据显示2016年射频功率半导体（＞3W）市场规模接近15亿美元，预计2020年将达到26亿美元，其中电信基础设施（包含基站、无线回传）射频功率半导体将占据一半的市场份额。但是2016年LDMOS、GaAs器件市场占比较多，GaN器件仅占比约20％。2017年GaN射频器件市场规模约为3.8亿美元，预计2023年将达到13亿美元。

在半导体射频领域美国一骑绝尘，日欧紧随。美国GaN的领先技术得益于美国半导体全产业的高速发展，而美国半导体之所以能长期占据霸主地位离不开美国政府的积极介入，通过政策指引给予大力扶持。其他国家也意识到发展半导体产业的重要性并纷纷采取行动，GaN射频同样受到各国重视，成为政策扶持的重点战略材料。如今，我国射频芯片发展虽已初见成效，但我国芯片制造水平由于起步较晚先天基础不足，专利技术被垄断后发展受限，尚与美国存在较大差距。

二、高端材料CCL在全球5G市场扮演重要角色，导致中美日技术竞争白热化

PCB即印刷电路板，是电子元器件的支撑体，即电子元器件电气连接的载体。覆铜箔层压板（Copper Clad Laminate，CCL）是将电子玻纤布或其它增强材料浸以树脂，一面或双面覆以铜箔并经热压而制成的一种板状材料，简称为覆铜板。覆铜板作为印刷电路板制造中的基板材料，对印刷电路板主要起互连导通、绝缘和支撑的作用，对电路中信号的传输速度、能量损失和特性阻抗等有很大的影响，因此，印刷电路板的性能、品质、制造加工性、制造水平和成本以及长期的可靠性及稳定性很大程度上取决于覆铜板。即在PCB全产业链中，技术附加值主要体现在CCL基材上，同时CCL也是决定PCB器件性能的关键。

对5G市场来说，天线和射频作为信号最前端接收装置对于介质传输损耗要求低、对导热性要求高，除了在性能上对板材提出了高要求外，在数量上与4G相比出现了成倍增长。据MarketsandMarkets数据显示，2017年电路材料市场估值为298.3亿美元，预计到2023年将达到368.5亿美元，预测期内的复合年增长率为3.8％，而电路材料市场的增长最大原因是电子行业对基板材料提出的高性能需求。其中，MarketsandMarkets指出，对于PCB行业来说，基板类PCB市场预计将从2018年的11亿美元增长到2024年的26亿美元，预测期内复合年增长率（Compound Annual Growth Rate，CAGR）为15.6％。

在美国发展5G行业、开发第三代半导体新技术的形势下，涌现出了一批以Rogers、Isola为代表性的国际巨头企业，通过超前布局及合理配置，已经在高端CCL基板领域占得领导地位。日本凭借本土传统优势企业诸如三菱、日立化成、松下等在通信材料领域占据了一定地位。我国覆铜板起步较晚，1978年后开始大规模引进国外技术，到目前国内CCL产值稳居世界第一，但目前的产品仍然以低技术、低附加值的产品为主。

三、我国高分子材料LCP发展，美国施压予以限制

液晶聚合物材料（Liquid Crystal Polymer，LCP）是一种新型的高分子材料，类似于半结晶聚合物，可加工做成高度结晶的，固有阻燃的，热致（熔体取向）热塑性塑料。80年代初期Du Pont公司首次研发出LCP产品，并将其发展起来。这类材料具有优异的耐热性能和成型加工性能。目前LCP主要应用在高频电路基板、覆晶薄膜（Chip On Flex or Chip On Film，COF）基板、多层板、集成电路（Integrated Circuit，IC）封装、球栅阵列封装（Chip Ball Grid Array，u-BGA）、高频连接器、天线、扬声器基板等领域。随着高频高速应用趋势的兴起，LCP凭借其自身具备的独特属性将取代传统材料，成为5G时代的优势产品。

LCP材料首先由美国Du Pont公司研发得到并开发生产，在LCP原材料生产和产品制造技术方面集聚了非常雄厚的力量。在LCP技术发展初期，日本便把LCP列为其工业技术中的重点攻克对象，日本厂商拥有先进电子材料和领先的多功能、高密度模组产品，技术实力非常雄厚。中国LCP产品长期依赖进口，中国企业已经充分意识到发展自身LCP技术的重要性，加之国家对于发展新型工程塑料的越发明朗的扶持政策，进一步推动了企业加快发展，奋力追赶美国和日本。

四、美国对5G的战略及其对中国的影响

美国之所以在5G抢位战中如此紧张，是因为5G不仅仅意味着通信技术的迭代更新，更是标准制定者以及下一个时代发展垄断者地位的争夺，因此，5G改变世界的言论并不为过。对我国而言，华为、中兴的崛起引起了美国强烈的危机感，美国频繁出手制约我国新型通讯材料的发展。