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5G时代手机陶瓷材料技术应如何发展

发布时间:2018-11-11 22:16:15来源:合享科技创新情报浏览次数: 204

随着5G的逼近,需求旺盛,面对产能和成本等问题,国内手机陶瓷后盖生产项目已密集投建。2017年年初,合肥汇璟先进陶瓷材料科技有限公司总投资约5亿元、建成后年产3000万片智能手机陶瓷背板生产基地项目落户合肥,首期投资1亿元,今年10月份投产;此后,三环集团发布公告称,与长盈精密合作,累计投资87亿元,用于生产年产能规模可达到1亿件以上的智能终端和智能穿戴产品的陶瓷外观件及模组;紧接着,南通通州湾新材料科技有限公司“纳米精密陶瓷新材料项目”也于2月28日正式开工,该项目总投资5亿元。


据了解,5G通信将采用3Ghz以上的频谱,其毫米波的波长很短,来自金属的干扰非常厉害。现有手机终端的天线布局已满,要想再布局严格要求的5G 天线,需要变换现有的金属机壳材质,陶瓷和玻璃具有“先天优势”。而随着陶瓷在指纹识别、无线充电等手机功能领域的逐渐普及,陶瓷材料具有无信号屏蔽、硬度高、观感强及接近金属材料优异散热性等特点成为手机企业进军5G时代的重要选择。


什么是陶瓷材料呢?

  陶瓷材料是人类生活和现代化建设中不可缺少的一种材料。它是继金属材料,非金属材料之后人们所关注的无机非金属材料中最重要的材料之一。它兼有金属材料和高分子材料的共同优点,在不断改性的过程中,已经使其易碎性得到很大的改善。


常见的陶瓷材料大体分两类


根据用途不同,特种陶瓷材料大致可分为三类


随着陶瓷材料应用的发展,崛起了精细陶瓷。它以抗高温、超强度、多功能等优良性能在新材料世界独领风骚。精细陶瓷是指以精制的高纯度人工合成的无机化合物为原料,采用精密控制工艺烧结的高性能陶瓷,因此又称先进陶瓷或新型陶瓷。大致可分成三类

手机上的陶瓷材料有哪些

2017年

嘉宸集团旗下的初上科技CHUS H1手机在CES全球首发,全球首款整机一体陶瓷机。

2016年

小米5陶瓷尊享版正式发布,小米成为全球第一个成功运用3D陶瓷的品牌。

2015年

3月份

华为P7陶瓷版手机正式开卖。同年10月份,一加手机X正式发布2.5D陶瓷版本手机,为陶瓷机身的发展奠定了基础

2012年

韩国手机厂商泛泰推出的VegaRacer2手机首次采用了陶瓷机身,第一部陶瓷机身手机问世



一向作为智能手机行业“风向标”的苹果公司虽然还未推出陶瓷手机,但苹果的”Apple Watch”后盖的材质中加入了氧化锆陶瓷。

何为氧化锆陶瓷?


氧化锆陶瓷(ZrO2陶瓷,Zirconia Ceramic)具有熔点和沸点高、硬度大、常温下为绝缘体、而高温下则具有导电性等优良性质。纯ZrO2为白色,含杂质时呈黄色或灰色,一般含有HfO2,不易分离。世界上已探明的锆资源约为1900万吨,氧化锆通常是由锆矿石提纯制得。在常压下纯ZrO2共有三种晶态:单斜(Monoclinic)氧化锆(m-ZrO2)、四方(Tetragonal)氧化锆(t-ZrO2)和立方(Cubic)氧化锆(c-ZrO2),上述三种晶型存在于不同的温度范围,并可以相互转化。

氧化锆陶瓷生产难度非常大,良品率很低,目前国内主要的生产商分别是三环集团、顺络电子、蓝思科技。氧化锆陶瓷的手机后盖良品率大概在20-30%,采购价格大概在150块左右(不同手机价格会有些不同),用于指纹模组上面的盖板,一小片大概在5块钱左右。

几种手机后盖材质对比:

从专利看陶瓷在手机的运用

1. 全球专利申请趋势

陶瓷在通信领域,最早运用在电话机的听筒与外壳及各零部件上,自1918年起,每年都有专利申请,国内最早的专利出现在1988年,将陶瓷运用在电话线零部件中。随着陶瓷材料的发展及精细陶瓷的崛起,近年来申请量也出现大幅增加。(限于专利18个月的公开期限,已申请未公开的专利数据不做统计。)


2. 技术构成

从技术构成来看,陶瓷材料在H04M电话通信领域的分布最多,同时也在半导体器件、扬声器、天线、传输、电设备外壳、放电管、谐振器等各相关零部件有分布。


3. 主要专利申请人排名

在排名靠前的申请人中,除南京理工大学外,其余均为国外申请人,南京理工大学申请相关专利均为发明专利,主要技术分布在H01P波导;谐振器、传输线或其他波导型器件。排名第一的STC PLC公司,是英国电话、电报、无线电、通讯及相关