随着中国5G商用大幕的正式拉开，5G已经成为数字经济转型的关键基础设施，并逐渐普及和渗透到社会的各个领域。5G产业链非常广泛，包括零部件、主设备、运营商和下游应用。前期投资主要包括无线设备、传输设备、基站设备、小型基站、光通信设备、网络规划和实施等。从应用来看，5G应用包括三个方向:工业数字化、智能生活和数字治理。
True 空技术作为与应用科学紧密结合的现代基础科学，广泛应用于5G产业链。从5G基站中材料和器件的准备过程，网络中光通信器件的真空检漏，到5G手机、VR/AR设备、无人驾驶汽车中核心部件的准备等。，真空技术涉及并广泛应用。
5G产业链
从硬件上看，5G产业链主要分为5G网络和5G终端两大类。5G网络:5G网络可分为三个区域，即接入网、承载网和核心网。
图:5G网络产业链的三个领域
5G终端:5G终端是指5G技术的应用端，包括3D通信、超清视频、在线AR/VR、云办公、云游戏等。，以及一系列适用于移动互联网和物联网的新应用场景，如物联网、自动驾驶汽车、工业自动化、电子医疗等。
True 空技术在5G接入网中的应用
1)衬底隔离器和循环器
我国5G系统频率使用规划明确将3300-3400MHz、3400-3600MHz、4800-5000MHz作为5G系统的工作频段；规定5G系统使用上述工作频段，不得对射电天文业务和在同一频段或相邻频段合法开展的其他无线电业务造成有害干扰。因此，原有4G基站使用的基板隔离器和环行器需要升级，以满足5G的使用要求。
目前5G基站使用的基板隔离器/环行器在两个方面使用了真空镀膜技术，一是在陶瓷表面制作金属底电极，二是使用了真空镀膜技术制备YIG薄膜本身。
图2: 5G基板隔离器
2)陶瓷介质滤波器
随着5G基站向小型化、轻量化、高集成度方向发展，基站的天线技术也在不断升级，对滤波器的需求也会大大增加。陶瓷介质滤波器凭借低插损、高介电、体积小、重量轻、成本低等优势，逐渐成为5G基站滤波器的主流，取代了4G基站广泛使用的金属腔体滤波器。目前陶瓷介质滤波器的金属化方案主要是银浆工艺和true 空镀膜工艺。其中true 空镀膜工艺是将洁净的多腔微波介质陶瓷基片置于无污染零排放的true 空镀膜设备中，利用高能离子PVD技术在陶瓷表面镀上一层致密的金属银层，从而达到陶瓷滤波器金属化的目的。
图3:陶瓷介质滤波器前后真空镀银工艺对比
3)磷酸铁锂电池
由于5G基站采用了更大的阵列天线和更高的带宽，单站满载功率接近3800W，是4G基站功耗的3.5倍。考虑到机房其他设备的能耗，5G基站的能耗将达到5300W，单个基站的备用电量按4小时待机时间计算需要21.2KWh。随着5G基站功耗的大幅提升，利用备用电源进行调峰填谷降低用电成本将成为5G基站的标准功能。磷酸铁锂电池循环寿命是铅酸电池的4倍，倍率性能好，支持快充，温度范围宽，更适合与5G基站备用电源匹配。
因此，5G基站的大规模建设将带来磷酸铁锂电池需求的增加。在锂电池制备过程中，需要检测外壳焊接处的泄漏。如果锂电池内部的电解液因为外壳开封而泄漏出来，不仅会影响设备的使用寿命，还会对操作人员造成伤害。因此，在锂电池的组装和密封过程中，有必要进行泄漏测试。根据生产工艺，可以选择氦质谱检漏仪或氦检漏系统。
图:磷酸铁锂电池外壳氦质谱检漏方案。
True 空技术在5G终端中的应用
01.5G手机
5G手机背板涂层
5G通信使用高频信号，对高频信号屏蔽明显的金属手机背板将逐渐退出市场舞台，取而代之的是玻璃背板和陶瓷背板。
由于传统的阳极氧化铝合金染色工艺无法使用，光学装饰涂层成为玻璃染色的首选。在陶瓷背板的制造过程中，磁控溅射镀膜逐渐成为印刷logo和装饰条纹的首选。
图:某品牌手机极光色玻璃背板
5G手机电磁屏蔽膜
手机用5G Massive MIMO天线大量存在，高频高速化趋势明显，电磁屏蔽需求进一步提升。通常5G手机厂商会在FPC上压上覆盖膜和电磁屏蔽膜来解决电磁屏蔽问题。
电磁屏蔽膜是一种电磁屏蔽材料。目前主要用于FPC及相关元器件，在电磁屏蔽和吸波领域有着广泛的应用。电磁屏蔽膜应具有屏蔽效率高、厚度薄、重量轻、耐弯曲、剥离强度高、接地电阻低的特点。5G手机中的电磁屏蔽膜主要采用true 空缠绕磁控溅射生产。
图8:8:FPC上的电磁屏蔽膜
手机5G有机发光二极管显示屏
根据手机面板背板技术，5G显示器主要分为柔性有机发光二极管、刚性有机发光二极管、低温多晶硅LTPS-LCD和非晶硅α-Si-LCD四大类。有机发光二极管屏因其响应速度快、省电而成为5G手机的核心配件。
有机发光二极管材料的制备与真空镀膜技术密切相关，其中真空蒸发是有机发光二极管制造过程的关键，直接影响有机发光二极管屏幕显示。蒸镀机的工作是将有机发光二极管有机发光材料精确、均匀、可控地蒸镀到衬底上；同时，有机发光二极管有机发光材料的制备也需要在真实空的环境中进行。
图:有机发光二极管真空蒸发示意图
5G手机摄像头和滤镜
从3G-4G-5G，每一代通信网络的升级都意味着更多信息的吞吐量。目前主流5G手机无一例外的增加了摄像头数量，单个摄像头的像素提升也成为显著趋势。在这种趋势下，手机摄像头的镜头和红外截止滤光片数量明显增加，大大增加了对光学镀膜的需求。
图:手机摄像头结构
02.虚拟现实/增强现实设备
4G时代，智能手机发展迅猛。随着5G时代的到来，人们不禁猜测下一代消费电子终端会是什么样的。其中呼声最高的是VR/AR设备。无论是VR还是AR设备，其核心特点都是全新的显示系统。除了图像显示器件，关键是近眼显示光学镜头组。不同于AR VR设备的镜头方案，下面单独介绍。目前AR透镜方案主要有棱镜、自由曲面和光波导，以平面光波导为主流。目前，基于平面光波导技术的光学器件主要通过光学镀膜来制造。目前VR镜头方案主要采用菲涅尔透镜，true 空镀膜技术主要应用于镜头内侧防雾膜和增透膜的制备。
图:VR/AR设备
03.智能家居
5G技术将推动物联网的快速发展，并为智能家居提供通信基础。目前国内已经出现了智能台灯、智能安防系统、智能窗帘、智能温控系统、智能音响系统等一系列智能家居产品。无论是智能家居本身的生产流程，还是实现“物”互通的通信系统，都与true 空技术息息相关。
开发true 空技术助力5G产业
作为新一代5G移动通信技术，服务对象从人与人的通信扩展到人与物、物与物的通信，应用领域从移动互联网扩展到移动物联网，开启了万物无处不在互联、人机深度交互、智能化变革的新征程，代表了新一代信息通信技术的发展方向和战略制高点。True 空技术作为一门发展中的现代基础科学，广泛应用于5G产业的各个方面。未来，中科易科将继续强化true 空技术领先优势，聚焦5G、人工智能、物联网等前沿技术，立足战略性新兴产业，继续为5G技术和产业化发展贡献力量。
