目前5G技术和产品日趋成熟,系统、芯片、终端等产业链主要环节已基本达到商用水平,具备了商用部署的条件。号称“新材料之王”的石墨烯在5G时代将会有何作为?


1、新一代半导体材料

石墨烯具有的高强度,高载流子迁移率,高导热率,高饱和电流容量,长平均自由程等超常的电学性质,以及线性色散,半整数量子霍尔效应等奇特的物理学性质,点燃了基于石墨烯的新一代半导体材料的研究热情。


石墨烯与传统半导体材料相比具有更为杰出的电学以及其物理特性,使其在固态气敏传感器、微纳器件、分子电子学器件等领域有着重要的应用前景,而其独有的二维物理结构和高载流子迁移率,高导热率,使其有望成为新一代半导体材料,最终取代硅得到更为广泛的应用。


2、电磁屏蔽或微波吸收材料

碳系材料是电磁屏蔽与吸收材料的重要研究内容。对于碳系材料如碳黑、石墨、碳纤维、碳纳米管的电磁屏蔽与吸收已有广泛的研究。作为一种新型碳材料,石墨烯有可能与碳纳米管一样成为一种电磁屏蔽或微波吸收材料。


3、5G手机电池

高功耗是目前5G手机设计中难以避免的困窘,如此一来,电池续航方面的问题就会更加凸显。有分析者认为,目前石墨烯在锂电池方面的研究方向主要有两个。一是在传统锂电池上进行应用,目的是改进、提升锂电池的性能,这类电池不会产生颠覆性的影响。二是依据石墨烯制造一个新体系的电池,它是一个崭新系列的,在性能上是颠覆性的,可以将其称为“超级电池”。


但是,也有业内人士指出,石墨烯表面特性受化学状态影响巨大,批次稳定性、循环寿命等问题也比较突出。目前,由于量产和成本问题,石墨烯电池无法在短期内彻底取代锂电池,所以也仅能从技术上对锂电池进行补充完善。


4、5G手机散热材料

由于智能手机设计对轻薄的过度追求,内部空间非常狭小,本身散热难度已经较高。而5G手机使用时,高功耗芯片也必然会带来大的发热量,在不能从芯片层面解决问题的现状下,只能寄望于散热材料。目前智能手机上采用的散热技术主要包括石墨烯热辐射贴片散热、金属背板散热、导热凝胶散热以及导热铜管散热等。


石墨烯热辐射贴片是一种超薄散热材料,由于具有轻量化优势,在现行散热方案中也不会增加终端产品重量,石墨烯热辐射贴片质地柔软,有着极佳的加工性及使用性,本身亦不会产生额外的电磁波干扰,可有效地降低发热源的热密度,实现大面积快速传热、大面积散热,并可消除单点高温的现象,更符合5G手机的散热要求。


另据媒体报道,黑龙江哈尔滨的一个高性能石墨烯复合材料散热片项目,首破5G产品高功率芯片散热瓶颈,连续通过华为、中兴等公司测试,被列为5G通讯设备唯一有效散热方案支持产品,填补了国际空白。


来源:中国粉体网