導語：5G時代巨大數據流量對于通訊終端的芯片、天線等部件提出了更高的要求，器件功耗大幅提升的同時，引起了這些部位發熱量的急劇增加。BN氮化硼散熱膜是當前5G射頻芯片、毫米波天線、無線充電、無線傳輸、IGBT、印刷線路板、AI、物聯網等領域最為有效的散熱材料，具有不可替代性。

本產品是國內首創自主研發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、低介電損耗等多種優異特性,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技術，是國內低維材料技術領域頂尖的創新型高科技產品。

什么是5G?

一

定義

“5G”一詞通常用于指代第5代移動網絡。5G是繼之前的標準（1G、2G、3G、4G 網絡）之后的最新全球無線標準，并為數據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、更強大的網絡，該網絡能夠支持通常被稱為 IoT 或“物聯網”的設備爆炸式增長的連接——該網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優勢是：

?具有更高可用性和容量的更可靠的網絡

?更高的峰值數據速度（多Gbps）

?超低延遲

與前幾代網絡不同，5G網絡利用在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、服務和數據接入需求。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展方向之一，目前已經在大規模天線技術、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設計面臨重大挑戰，開展面向長距離、高移動毫米波無線寬帶系統的基礎理論和關鍵技術研究，已經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網絡將會采用小基站的方式來加強傳統的蜂窩塔。

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。熱管理系統廣泛應用于國民經濟以及國防等各個領域，控制著系統中熱的分散、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，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）在單位時間內經單位導熱面所傳遞的熱量。熱導率大，表示物體是優良的熱導體；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，以匹配散熱系統的復雜性和高度集成性。

一

5G時代高功率、高集成、高熱量趨勢明顯，熱管理成為智能手機“硬需求”

一代通信技術，一代手機形態，一代熱管理方案。通信技術的演進，會持續引發移動互聯網應用場景的變革，并推動手機芯片和元器件性能快速提升。但與此同時，電子器件發熱量迅速增加，對手機可靠性和移動互聯網發展帶來了嚴峻挑戰。從4G時代進入5G時代，智能手機芯片性能、數據傳輸速率、射頻模組等都有著巨大提升，無線充電、NFC等功能逐漸成為標配，手機散熱壓力持續增長。5G手機散熱的主流方案，高導熱材料、并加速向超薄化、結構簡單化和低成本方向發展，技術迭代正在加速進行。未來隨著5G終端產品進一步放量，TIM市場增長潛力巨大。

2020年，5G技術邁向全面普及，消費電子產品向高功率、高集成、輕薄化和智能化方向加速發展。由于集成度、功率密度和組裝密度等指標持續上升，5G時代電子器件在性能不斷提升的同時，工作功耗和發熱量急遽升高。據統計，電子器件因熱集中引起的材料失效占總失效率的65-80%。為避免過熱帶來的器件失效，導熱硅脂、導熱凝膠、石墨導熱片、熱管和均熱板（VC）等技術相繼出現、持續演進，散熱管理已經成為5G時代電子器件的“硬需求”。

（一）智能手機功耗持續提升，散熱需求水漲船高4G時代，智能手機數據傳輸速度和處理能力相比2G、3G時代有顯著提升，AR、高清視頻、直播等應用場景加速落地，人們對手機性能的要求越來越高，推動手機硬件配置快速迭代。但與此同時，智能手機發熱的問題也越來越嚴重，手機發燙、卡頓和死機時有發生，嚴重時甚至會導致主板燒壞乃至爆炸。

根據EUCNC數據，LTE智能手機功耗主要來源于功率放大器、應用處理器、屏幕和背光、信號收發器和基帶處理器。隨著消費電子產品向高集成、輕薄化和智能化方向發展，芯片和元器件體積不斷縮小，功率密度卻在快速增加，智能手機的散熱需求成為亟需解決的問題：

（1）芯片性能更高，四核、八核成為主流；

（2）柔性顯示、全面屏逐漸普及，2K/4K屏占領高端市場；

（3）內置更多無線功能，例如NFC、GPS、藍牙和無線充電；

（4）機身越來越薄，封裝密度越來越高。表1 手機主要熱量來源

隨著5G技術逐漸走向成熟，智能手機對散熱管理的需求再次大幅提升，主要表現為以下幾方面：（1）5G手機射頻前端支持的頻段數量大幅增加，需采用Massive MIMO技術以增強信號接收能力，天線數量和射頻器件數量遠超4G手機；（2）5G手機芯片處理能力有望達到4G手機的5倍以上，手機發熱密度絕對值將是4G手機的2倍以上；（3）5G信號穿透能力變弱，手機機身材質逐漸向陶瓷和聚合物轉變，加之5G手機越來越緊湊，導致散熱能力越來越弱。（二）5G來襲發熱量劇增，散熱需求進一步凸顯通信制式及手機支持頻率

表2 射頻前端價值對比測量

此外，5G手機普遍采用基帶外掛的方案，相關電路和電源芯片也要增加，手機內部功耗相應增加；由于5G覆蓋范圍不足，導致手機頻繁啟動5G信號搜索功能，發熱量也會變大。試驗證明，溫度每升高2℃，電子元器件可靠性將下降10%，其在50℃環境下的壽命只有25℃的 1/6。由此可見，散熱器件是5G手機中不能省掉、必不可少的環節。 （三）散熱解決方案多樣，導熱材料器件頻頻現身一般而言，電子器件散熱有主動散熱（降低手機自發熱量）和被動散熱（加快熱量向外散出）兩種路線。其中，主動散熱主要利用與發熱體無關的動力元件強制散熱，一般應用于高功率密度且體積相對較大的電子設備，如臺式機和筆記本中配備的風扇、數據中心服務器的液冷散熱；被動散熱則主要通過導熱材料和導熱器件將元器件產生的熱量釋放到環境中，是一種沒有動力元件參與的散熱方式，廣泛應用于手機、平板、智能手表、戶外基站等。表3 熱量傳遞方式及相關散熱解決方案

電子器件散熱過程示意圖目前，電子器件使用的散熱技術主要包括石墨散熱、金屬背板、邊框散熱、導熱凝膠散熱等導熱材料，以及熱管、VC等導熱器件。其中，導熱凝膠、導熱硅脂、石墨片和金屬片主要在中小型電子產品使用，熱管和VC則主要用在筆記本、電腦、服務器等中大型電子設備中使用。

主要導熱材料

導熱系數和厚度是評估散熱材料的核心指標。傳統手機散熱材料以石墨片和導熱凝膠等熱界面材料（TIM）為主，但是石墨片存在導熱系數相對較低，TIM材料則存在厚度相對較大等問題。在手機廠商的推動下，石墨烯材料持續取得突破，開始切入到消費電子散熱應用；熱管和VC厚度不斷降低，開始從電腦、服務器等領域滲透到智能手機領域。

不同散熱材料/器件的導熱效率2019年12月，OPPO在新發布的Reno3 Pro 5G手機中，采用了“VC液冷散熱+多層石墨片覆蓋”的立體液冷散熱系統。其中，定制版柔性屏上覆蓋了一層銅箔和雙層石墨片，將屏幕的熱能均勻傳導出去。導熱凝膠將處理器附近的熱能傳導至VC，并通過VC內的液體進行熱傳導和降溫。中框及電池蓋均覆蓋了3層石墨片，進一步加強散熱。

OPPOReno 3 Pro散熱模組示意圖

什么是吸波材料?

定義

所謂吸波材料，指能吸收或者大幅減弱其表面接收到的電磁波能量，從而減少電磁波的干擾的一類材料。在工程應用上，除要求吸波材料在較寬頻帶內對電磁波具有高的吸收率外，還要求它具有質量輕、耐溫、耐濕、抗腐蝕等性能。

介紹

1.1 隨著現代科學技術的發展，電磁波輻射對環境的影響日益增大。在機場、機航班因電磁波干擾無法起飛而誤點；在醫院、移動電話常會干擾各種電子診療儀器的正常工作。因此，治理電磁污染，尋找一種能抵擋并削弱電磁波輻射的材料——吸波材料，已成為材料科學的一大課題。

1.2 電磁輻射通過熱效應、非熱效應、累積效應對人體造成直接和間接的傷害。研究證實，鐵氧體吸波材料性能最佳，它具有吸收頻段高、吸收率高、匹配厚度薄等特點。將這種材料應用于電子設備中可吸收泄露的電磁輻射，能達到消除電磁干擾的目的。根據電磁波在介質中從低磁導向高磁導方向傳播的規律，利用高磁導率鐵氧體引導電磁波，通過共振，大量吸收電磁波的輻射能量，再通過耦合把電磁波的能量轉變成熱能。

1.3 吸波材料在設計時，要考慮兩個問題，1）、電磁波遭遇吸波材料表面時，盡可能完全穿過表面，減少反射；2）、在電磁波進入到吸波材料內部時，要使電磁波的能量盡量損耗掉；

5G手機材料：EMC軟磁吸波材料

軟磁性材料指的是當磁化發生在Hc不大于1000A/m，這樣的材料稱為軟磁體。軟磁性材料的剩磁與矯頑磁力都很小，即磁滯回線很窄，它與基本磁化曲線幾乎重合。這種軟磁性材料適宜作電感線圈、變壓器、繼電器和電機的鐵芯。常用的軟磁性材料有硅鋼片，坡莫合金和鐵氧體等。

• 原理

不同的鐵磁材料磁滯現象的程度不同，磁滯回線水平方向越寬的材料，也就是磁滯回線面積越大的材料，其磁滯現象越嚴重。

磁滯回線面積寬闊，材料的剩磁和矯頑磁力都大，其磁滯損失嚴重，不宜于作交變磁場中工作的鐵心，而適合于作永久磁鐵，這種材料稱為硬磁性材料。

磁滯回線瘦窄，而面積較小，這種材料稱為軟磁性材料，它的磁滯損失較小，適于交變磁場工作。軟磁材料是電子工業中變壓器、電機等電磁設備所不可缺少的材料。

• 性能參數

飽和磁感應強度Bs：其大小取決于材料的成分，它所對應的物理狀態是材料內部的磁化矢量整齊排列。

剩余磁感應強度Br：是磁滯回線上的特征參數，H回到0時的B值。

矩形比：Br∕Bs

矯頑力Hc：是表示材料磁化難易程度的量，取決于材料的成分及缺陷（雜質、應力等）。

磁導率μ：是磁滯回線上任何點所對應的B與H的比值，與器件工作狀態密切相關。

初始磁導率μi、最大磁導率μm、微分磁導率μd、振幅磁導率μa、有效磁導率μe、脈沖磁導率μp。

居里溫度Tc：鐵磁物質的磁化強度隨溫度升高而下降，達到某一溫度時，自發磁化消失，轉變為順磁性，該臨界溫度為居里溫度。它確定了磁性器件工作的上限溫度。

降低磁滯損耗Ph的方法是降低矯頑力Hc；降低渦流損耗Pe 的方法是減薄磁性材料的厚度t 及提高材料的電阻率ρ。在自由靜止空氣中磁芯的損耗與磁芯的溫升關系為：總功率耗散（mW）/表面積（cm2）。

• 軟磁材料

軟磁性材料指的是當磁化發生在Hc不大于1000A/m，這樣的材料稱為軟磁體。軟磁性材料的剩磁與矯頑磁力都很小，即磁滯回線很窄，它與基本磁化曲線幾乎重合。這種軟磁性材料適宜作電感線圈、變壓器、繼電器和電機的鐵芯。常用的軟磁性材料有硅鋼片，坡莫合金和鐵氧體等。

• 吸波材料按損耗機制分類

1、電阻型損耗，此類吸收機制和材料的導電率有關的電阻性損耗，即導電率越大，載流子引起的宏觀電流（包括電場變化引起的電流以及磁場變化引起的渦流）越大，從而有利于電磁能轉化成為熱能。

2、電介質損耗，它是一類和電極有關的介質損耗吸收機制，即通過介質反復極化產生的“摩擦”作用將電磁能轉化成熱能耗散掉。電介質極化過程包括：電子云位移極化，極性介質電矩轉向極化，電鐵體電疇轉向極化以及壁位移等。

3、磁損耗，此類吸收機制是一類和鐵磁性介質的動態磁化過程有關的磁損耗，此類損耗可以細化為：磁滯損耗，旋磁渦流、阻尼損耗以及磁后效效應等，其主要來源是和磁滯機制相似的磁疇轉向、磁疇壁位移以及磁疇自然共振等。此外，最新的納米材料微波損耗機制是如今吸波材料分析的一大熱點。

• EMI/RFI中電磁波的場概念

• 軟磁類吸波材料定義及作用頻段劃分

• 吸波材料作用機理之吸收損耗類別

• 吸波材料先期設計仿真

• 典型應用：A區吸波材料（近場應用之能量轉換）

• 典型應用：B取吸波材料（輻射近場EMI/RFI)

• 典型應用：B區吸波材料（輻射近場EMI/RFI)

• 典型應用：C區吸波材料（輻射遠場mmWAVE應用）

適用于5G毫米波應用の導熱吸波新材料---TAM

一

概述

MS-TA30系列吸波材料是以高分子硅膠為基材，添加陶瓷粉、軟磁顆粒以及像一個的助劑制成的復合材料。在較低壓力下可實現低界面熱阻性能和代償吸波性能，能夠填充縫隙、完成發熱部位與散熱部位間的熱傳遞和電磁噪音吸收，減少電磁波干擾，凈化電磁環境；同時也具有絕緣、減震、密封等作用，滿足小型化及超薄化的設計要求。

二

特點

三

產品效能

四

終端應用市場

五

產品系列

六

產品性能參數

七

性能曲線圖