灣區(qū)物道

深圳市物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)協(xié)會的精品欄目《灣區(qū)物道》系列訪談，對話專家學者、政府官員、灣區(qū)商會協(xié)會及企業(yè)家，解讀和宣傳扶持政策；分析市場產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展情況；助力物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)體系建設(shè)。

隨著無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，天線作為連接數(shù)字世界的核心元件，正面臨著前所未有的設(shè)計挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)天線因體積、形態(tài)與視覺美觀的矛盾，逐漸成為智能設(shè)備與基礎(chǔ)設(shè)施升級的瓶頸。

透明天線技術(shù)應(yīng)運而生，以其獨特的材料創(chuàng)新與結(jié)構(gòu)突破，重新定義了天線與空間的融合方式。它不僅為智能手機、物聯(lián)網(wǎng)終端提供了“隱形”通信能力，更在建筑智能化、車載互聯(lián)、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域開辟了全新維度。透明天線正以“看不見的連接”重構(gòu)人機交互界面，推動萬物互聯(lián)時代向更優(yōu)雅、更智能的方向演進。

信維通信作為全球領(lǐng)先的一站式泛射頻解決方案提供商，通過每年不低于營收8%的研發(fā)投入，致力于通過對基礎(chǔ)材料、基礎(chǔ)技術(shù)的研究，創(chuàng)造出值得信賴的創(chuàng)新產(chǎn)品與解決方案。

這是『灣區(qū)物道』的第62期，本期訪談我們對話了深圳市物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)協(xié)會理事單位深圳市信維通信股份有限公司高分子研究院院長王欽，他帶領(lǐng)團隊突破5G天線、射頻模組等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的高分子材料應(yīng)用瓶頸，推動公司在通信材料領(lǐng)域的自主創(chuàng)新。本次采訪，他分享了透明天線的應(yīng)用以及未來發(fā)展趨勢，希望給企業(yè)帶來更多啟發(fā)和價值。

? 畢業(yè)于上海交通大學密西根學院，電子科學與技術(shù)博士，美國華盛頓大學訪問學者

? 深圳市海外高層次人才，寶安區(qū)高層次人才，廣東省太陽能協(xié)會專家?guī)鞂＜?/p>

? 曾任職于世界500強前十的美資公司從事新材料開發(fā)，目前負責公司新材料、新工藝和新器件的開發(fā)和管理

? 日本信維筑波研究所總負責人

1、近年來5G/6G通信技術(shù)發(fā)展對天線材料提出了哪些新需求？透明天線是否滿足？

〖王欽〗：近年來，5G/6G 通信技術(shù)對天線材料提出如下核心需求：

1）高頻低損耗特性：5G 毫米波與 6G 太赫茲頻段要求材料介電損耗更低，且同時覆蓋多頻段（Sub-6G / 毫米波 / 太赫茲），解決高頻信號衰減問題，提升穿透性與傳輸效率。相比于傳統(tǒng)的PI材料，在高頻應(yīng)用場景下，液晶高分子LCP材料因其獨特的低吸濕性、低介電損耗、高耐溫特性，將會被越來越廣泛的應(yīng)用于UWB、毫米波頻段場景。在未來6G太赫茲頻段，氟系列材料例如PTFE等目前也表現(xiàn)出極大的潛力，其在高頻下超低介電損耗、高熱穩(wěn)定性、耐腐蝕性和耐候性，將極大的降低高速信號傳輸中的能量衰減。

2）柔性集成能力：終端設(shè)備輕薄化推動材料向柔性基材、高介電常數(shù)方向發(fā)展，做到介電常數(shù)能夠在連續(xù)范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)，并且介電常數(shù)可以隨著柔性基材的拉伸而相應(yīng)的變化，以滿足更多的應(yīng)用場景。柔性基材可以通過調(diào)節(jié)模量和光學特性來支持曲面、異形面更好的貼合，同時通過天線的透明化以及與PCB和芯片的高密度集成，實現(xiàn)天線隱形化與小型化。

3）國產(chǎn)化與低成本制造：LCP薄膜等關(guān)鍵材料需突破進口依賴。相比于其它的高分子薄膜，LCP薄膜以其獨有的液晶態(tài)導(dǎo)致成膜工藝極度困難，成膜窗口狹窄，目前國際上只有可樂麗和村田擁有量產(chǎn)技術(shù)，信維通信目前已開發(fā)到第四代LCP薄膜，率先在國內(nèi)實現(xiàn)了量產(chǎn)，能提供多種不同的牌號進行國產(chǎn)化替代，為客戶帶來高性能、低成本的價值。

透明天線采用特殊薄膜材質(zhì)和微納加工工藝形成肉眼不可見的微米級導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，在實現(xiàn)高透光率的同時，可以保持高導(dǎo)電性能，通過材料創(chuàng)新實現(xiàn) “隱形通信”，核心解決設(shè)備外觀與功能的沖突，為客戶帶來美學價值的同時，也保持了高效天線性能。透明天線如果要滿足上述高頻下的通信需求，核心需要在材料方面開發(fā)出高透光率、低介電損耗的基材，目前來看分子結(jié)構(gòu)以C、H為主的高分子薄膜可以很好的滿足上述需求。

2、透明天線的核心材料（如透明導(dǎo)電膜、聚合物復(fù)合材料）研發(fā)過程中面臨的主要技術(shù)瓶頸是什么？如何突破這些難點？

〖王欽〗： 透明天線研發(fā)的核心技術(shù)瓶頸有如下幾個點：

1）透明和導(dǎo)電的矛盾平衡。材料的透光率和導(dǎo)電性是一個矛盾的關(guān)系，以比較典型的氧化銦錫ITO或銀納米線材料來說，很難實現(xiàn)透光率＞90%，方阻＜5Ω/sq；我司采用自己獨特的“Ultra-Mesh”技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)透光率＞91%，方阻小于2Ω/sq，做到肉眼近距離觀看完全透明，給客戶帶來更好的視覺效果同時也兼具更優(yōu)異的天線性能。

2）如何進行有效且可靠的饋電。透明天線的基膜通常耐溫性都很低，常規(guī)的焊接工藝由于溫度過高無法進行可靠且有效的饋電，使基膜發(fā)生彎曲變形。我司采用自己獨特的低溫導(dǎo)電材料可以進行有效的饋電，取代傳統(tǒng)的焊料。

3）可靠性的終極考驗：透明天線由于要兼具透光性和導(dǎo)電性，導(dǎo)體材料往往缺乏保護，很難通過高溫高濕的測試，因此即便能做出樣品，也很難進行應(yīng)用。我司采用自己獨特的永久保護膜技術(shù)，既可以通過天線后端可靠性測試，同時還可以在不影響天線性能的情況下，進一步將透光率提升到93%。

3、透明天線在智能終端、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、智能汽車等領(lǐng)域有哪些具體應(yīng)用場景？未來發(fā)展趨勢如何？

〖王欽〗：目前透明天線正處于行業(yè)量產(chǎn)的節(jié)點，隨著消費電子、物聯(lián)網(wǎng)等場景對硬件的要求越來越小型化、集成化，以及智能汽車行業(yè)對于車身玻璃逐漸從結(jié)構(gòu)化向功能化的發(fā)展趨勢，全球越來越多的頭部科技公司開始對這一塊產(chǎn)生濃厚的興趣，我可以先給大家設(shè)想如下場景：

智能終端：手機屏幕集成超薄透明天線支持 5G 毫米波通信；智能手表腕帶、VR/AR鏡片嵌入透明天線，隱形化承載通信信息和數(shù)據(jù)傳輸，消除外置模塊對設(shè)備形態(tài)的束縛。

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備：玻璃內(nèi)置透明天線，同步傳輸 Wi-Fi / 傳感器數(shù)據(jù)，替代傳統(tǒng)外露設(shè)備；工業(yè)透明管道、零售電子價簽通過透明天線，實現(xiàn)可視化載體的 “無感聯(lián)網(wǎng)”。

智能汽車：前擋風玻或頭頂天窗璃通過集成透明天線承載雷達信號；車窗玻璃集成低損耗透明基材，支持隱私模式下通信穿透；AR-HUD 玻璃底層嵌入透明太赫茲天線，與光學膜共面?zhèn)鬏攲?dǎo)航數(shù)據(jù)。全車透明天線構(gòu)建分布式通信網(wǎng)絡(luò)，消除傳統(tǒng)鯊魚鰭，實現(xiàn) “無感知連接 + 空氣動力學優(yōu)化”。

4、當前國內(nèi)外透明天線市場競爭格局如何？信維通信的核心優(yōu)勢體現(xiàn)在哪些方面？

〖王欽〗：透明天線由于市場還沒完全成熟，技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者以美日韓為主，主要體現(xiàn)在對透明薄膜材料和透明導(dǎo)電材料的掌控，整體市場呈現(xiàn)出高技術(shù)壁壘的特點。信維通信作為國內(nèi)頭部天線企業(yè)，在透明天線這塊其核心優(yōu)勢如下：

1）具有“設(shè)計仿真-材料開發(fā)-天線制備-模組組裝-天線測試”一站式解決方案，相比于傳統(tǒng)的美日韓企業(yè)專精于材料本身，信維可以給客戶提供更多的服務(wù)，帶來更多價值。

2）材料-工藝壁壘：信維獨特的Ultra-Mesh技術(shù)，可以將透明天線的透光率和導(dǎo)電性達到一個完美的平衡，實現(xiàn)極致的光學效果，透光率可以達到＞93%，霧度＜0.5%，天線性能跟實銅相仿，并可以通過耐候性測試。

3）客戶生態(tài)：信維具有很好的客戶資源，全球科技公司巨頭幾乎都是信維客戶，通過綁定頭部客戶，進行跨場景滲透，信維可以更好的結(jié)合需求來進行產(chǎn)品開發(fā)。

5、從材料科學視角，透明天線技術(shù)還有哪些未被充分探索的可能性？未來發(fā)展方向是什么？

〖王欽〗：目前材料學科對于透明天線的研究更多的是如何在提升導(dǎo)電性的基礎(chǔ)上不降低光學性能以及如何開發(fā)出一個更好性能的光學基膜，我個人認為透明天線技術(shù)還可以從以下幾個方面來思考和研發(fā)：

1）新型微納加工工藝：透明天線是一個工藝高度相關(guān)的產(chǎn)品，開發(fā)新型微納加工工藝可以有效提升產(chǎn)品整體性能，例如從繁瑣的減法工藝轉(zhuǎn)換成直接的加法工藝，可以有效提高材料利用率和減少生產(chǎn)時間。

2）新型導(dǎo)體材料：透明天線未來在毫米波或者太赫茲場景的應(yīng)用跟導(dǎo)體的趨膚效應(yīng)息息相關(guān)，傳統(tǒng)的導(dǎo)體材料例如銅箔等并不適配透明天線在高頻場景的應(yīng)用，如何開發(fā)出新型的導(dǎo)體材料是當務(wù)之急。

3）動態(tài)響應(yīng)材料：考慮到隨著技術(shù)的發(fā)展，透明天線也可能從單一的天線逐漸變成透明相控陣天線，是否可以有一種動態(tài)響應(yīng)材料，在外加電場作用下動態(tài)調(diào)整透明天線形狀，實現(xiàn)“自適應(yīng)波束賦形”，讓透明天線從 “被動接收” 進化為 “環(huán)境感知器官”， 實現(xiàn) “無可見結(jié)構(gòu)、有智能連接” 的終極形態(tài)。