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6月工信部正式頒發(fā)5G牌照；9月6日的德國柏林IFA2019展上，華為正式發(fā)布全球首款旗艦5G SoC——麒麟990 5G；9月9日，中國電信與中國聯(lián)通簽署了《5G網(wǎng)絡(luò)共建共享框架合作協(xié)議書》；10月底，全長2.5公里的上海大連路隧道將覆蓋5G網(wǎng)絡(luò)，成為中國首條5G越江隧道……種種跡象表明，5G時(shí)代即將來臨。而對于5G技術(shù)來說，沒有光纖到基站，一切也是空談。在5G時(shí)代，化工新材料又一次擔(dān)起重任。今天，我們就來聊聊硅材料在5G中的應(yīng)用。
超高純度成就更快速度
5G的發(fā)展對光纖基礎(chǔ)設(shè)施提出了新的需求，而在光纖光纜產(chǎn)業(yè)鏈中，最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是約占整個光纖總成本65%-70%的光纖預(yù)制棒（俗稱光棒）。通信光纖對損耗的要求極高，因?yàn)榧词故菢O少量的雜質(zhì)，也會影響光電性能，進(jìn)而影響光在光纖內(nèi)的傳輸距離。這就意味著制造光棒的原材料——氯硅烷 (四氯化硅)，必須能達(dá)到極高的純度。
這里就要用到贏創(chuàng)工業(yè)集團(tuán)生產(chǎn)的純度高達(dá)99.9999%的四氯化硅了。贏創(chuàng)在全球市場銷售以Siridion®為牌號的四氯化硅（STC）產(chǎn)品。這種由硅和氯化氫反應(yīng)而成的產(chǎn)品，清澈無色，在常溫下看上去和水一模一樣，卻對實(shí)現(xiàn)高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)至關(guān)重要。
光纖中導(dǎo)光的部分是處于軸線上的實(shí)心纖芯，纖芯由兩層極薄的玻璃層組成。有多薄？厚度僅有頭發(fā)絲的十分之一，肉眼幾乎難以察覺。為形成玻璃層，首先要對四氯化硅進(jìn)行汽化，使之轉(zhuǎn)化為二氧化硅。然后將得到的二氧化硅粉塵熔融，形成透明石英玻璃，從中提取超薄纖維，纏繞在鼓狀物上。纖芯被塑料制成的緩沖層和保護(hù)套包裹，以確保光纖的強(qiáng)度和韌性。
如果說純度是一個壁壘，那么生產(chǎn)的穩(wěn)定性則是影響成本的門檻。光纖生產(chǎn)的質(zhì)量檢測僅能在拉絲完成后進(jìn)行。而將光棒拉絲制成光纖的周期較長，如果原材料質(zhì)量不穩(wěn)定，就會影響光纖質(zhì)量，產(chǎn)品無法修復(fù)，只能報(bào)廢，造成不可挽回的金錢和人力損失。
這也是為什么，全世界范圍內(nèi)，有能力大規(guī)模制造質(zhì)量可靠光纖產(chǎn)品的企業(yè)，還不到40家，而這其中大多數(shù)的原材料來自贏創(chuàng)，有的光棒設(shè)備生產(chǎn)商甚至將贏創(chuàng)的產(chǎn)品明確寫入設(shè)備說明書，作為驗(yàn)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)材料。
基站PCB 中的“萬能”硅烷
除了光纖助力，基站建設(shè)也是5G發(fā)展的重中之重，從4G到5G的發(fā)展更是離不開基站基礎(chǔ)設(shè)施的升級，尤其是作為核心設(shè)施的印刷電路板（Printing Circuit Board，簡稱PCB）。
硅烷是PCB制程中的重要添加劑，能決定PCB使用中的諸多性能，用量雖小但功效顯著。PCB的主要材料覆銅板（CCL）主要由基板和銅箔構(gòu)成。由于5G 需要的低訊號損失應(yīng)運(yùn)而生的特殊高分子合成樹脂、玻璃纖維布以及光滑平面的銅箔，這三者之間的牢固性，需要硅烷來起作用。
基板、銅箔和粘合劑需要使用硅烷，對銅箔和基板進(jìn)行表面處理以增強(qiáng)粘合、疏水、熱穩(wěn)定性，并與基板中的樹脂復(fù)合進(jìn)行改性，與柔性覆銅板（FCCL）中常用的聚酰亞胺(Poly Imide)樹脂反應(yīng)改性加強(qiáng)其化學(xué)性，或者加入FCCL粘合劑中加強(qiáng)聚酰亞胺膜材與銅箔的粘合效果。硅烷也被用于制備PCB材料的各種粉體處理，控制材料的熱膨脹，降低介電常數(shù)和阻燃等。
而在PCB板制程中也要使用硅烷。比如硅烷添加在光刻膠中能增強(qiáng)光刻膠與底材的粘結(jié)和本身的耐化學(xué)性。而制程中的各類金屬表面微蝕刻制程中，往往為了層間的密著性，會拉高金屬表面粗糙度卻喪失了光滑金屬面所帶來的高速訊號傳遞功能，而贏創(chuàng)的水性硅烷便是達(dá)到最佳平衡的優(yōu)質(zhì)解答。
另外硅烷也被加入PCB油墨中，提升油墨的耐熱、耐化學(xué)性、耐腐蝕性。而在芯片與子電子組件封裝中必須的環(huán)氧模塑料，硅烷也是不可或缺的關(guān)鍵角色。
最后要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的硅烷在熱管理系統(tǒng)中的應(yīng)用。由于5G的高功率處理特點(diǎn)，各式各樣的熱接口材料需求大幅提升，而在提升其中散熱粉體的性能上，硅烷是最有影響力的材料之一。
