“2019 年下半年，我國5G 將進入實質性商用階段，但是關鍵元器件和相關材料主要由境外企業掌控，成為我國5G發展的短板。”工信部賽迪研究院申勝飛等專家近日對我國5G領域關鍵材料的發展現狀進行了調研分析。

分析結果顯示，目前我國5G所需的電子元器件、光纖傳輸和電子屏蔽導熱封裝關鍵材料，對外依存度分別高達90%、80%和92%，相應的材料制備技術被國外壟斷，并嚴禁對我國轉讓。因此，我國亟需對相關材料技術水平、產業化狀況進行系統梳理，提前布局，集中攻關，力爭做到核心、關鍵材料自主可控，確保我國5G信息產業安全健康發展。

關鍵材料依賴進口

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、射頻開關等。GaAs、GaN和SiC等化合物半導體材料是制備這些器件的核心關鍵材料。據法國市場研究公司Yole的報告稱，預計到2021年GaAs、GaN和SiC器件的市場規模將分別達到130億美元、6億美元和5.5億美元。

目前,GaAs、GaN和SiC的制備技術和市場主要被美國、日本和歐洲等壟斷。其中，GaAs晶圓材料95%的市場份額被美國晶體技術、日本住友電工、德國弗萊貝格化合物材料3家公司占有，三安科技、先導材料等國內企業僅擁有5%的市場份額；GaN材料主要生產企業是美國Cree、日本住友電工和日立電纜，我國蘇州納維、東莞中鎵僅具備初步小規模生產能力；SiC材料全球85%以上的市場份額被美國Cree和德國Si Crystal占據。

光纖是支持信息傳輸的基石。5G時代的“基站致密化+前傳光纖網絡”模式，將推動光纖的需求迅猛增長。據預測，未來5G光纖需求，在不考慮光纖復用的情況下，將達到4G光纖需求的16倍。據相關研究機構預測，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，我國光纖產能充足，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口，目前國內企業供給率不足20%。據統計，2017年國內高純四氯化硅需求達4萬噸左右，其中，進口量為3.3萬噸左右，進口額達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，對設備的電磁屏蔽和導熱技術提出了新的要求，而設備封裝的關鍵核心是材料技術。目前，電子屏蔽導熱封裝材料的上游核心原材料（PI膜、導熱硅膠、導電顆粒等）主要技術和市場被3M、萊爾德、漢高、富士等歐、美、日、韓企業所壟斷。國內的代表企業中石科技、飛榮達等主要偏重電磁屏蔽導熱器件和應用方案的設計，但還未掌握關鍵上游核心原材料生產技術。

據BCCResearch預測，到2020年全球EMI/RFI屏蔽和導熱封裝市場規模將到達74億美元和11億美元，年復合增長率分別為6%和7%。在電磁屏蔽及導熱器件成本構成中，原材料占比超過70%。

面臨三大瓶頸

賽迪研究院的專家提出，我國發展5G領域關鍵材料正面臨三大瓶頸。

首先，核心技術有待突破。一是元器件材料的品質低、穩定性差，以GaAs晶圓為例，美國、日本和德國已經在微電子芯片級分別開展6英寸生產，而我國只能生產4英寸級的電阻LED低端晶片。二是光纖產業上游光預制棒生產原料制備技術一直面臨封鎖，高純沉淀用和合成用石英套管制備技術主要被德國、美國、和日本壟斷，高純四氯化硅制備技術主要由德國的默克和贏創掌握。三是電子屏蔽導熱材料，上游核心原材料依然面臨技術封鎖。國內企業還是以電磁屏蔽導熱器件和方案設計為主，關鍵上游材料的核心技術由3M、漢高、富士等企業掌握。

其次，部分產品產能不足。一方面，在元器件關鍵材料領域，化合物半導體材料雖然在國內實現量產，但產能較小。據統計，GaAs、GaN和SiC三種襯底材料的月產量不足5萬片。目前，我國8英寸和12英寸硅片市場需求約在500萬片/月，其中功率器件用襯底約為50萬/片左右。據預測，到2020年將有1/3的功率器件襯底材料被化合物半導體材料取代，我國半導體襯底材料的需求量至少為16萬片/月。另一方面，在電子屏蔽導熱材料方面，我國一直是消費大國，但是在核心上游材料卻是進口大國。例如在導熱屏蔽材料應用中的PI薄膜，我國多數企業生產規模均為百噸級，而國外基本都是千噸級。我國僅在中低端聚酰亞胺薄膜及聚酰亞胺纖維等少數領域實現了量產，高端材料產品一直稀缺。

再者，生產應用脫節。一是相關材料的供應信息不明確，與國外產品相比，國內相關材料產品供應時，缺少生產使用的加工標準、參數等信息。下游應用企業在沒有使用經驗情況下，認為冒然使用會在生產上存在較大風險。二是在材料的研發生產和設計指標與下游的應用標準不一致，國內研究機構在材料產品研究推廣時，重視性能參數的比拼，忽略生產實用性，導致生產出來的材料無法使用。三是國內生產的相關材料缺少相關第三方認證和科學的評估體系。生產的材料得不到有效的應用檢驗，導致企業在生產使用過程中缺乏信心，于是寧愿選擇價格較高的進口產品維持現狀。

基于上述現狀，專家建議，加強協同攻關，突破關鍵技術；注重產能布局，提升產業保障力；強化供產需銜接，推動自主化進程。（夏小禾）