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战略新兴产业
5G已来,石墨烯何为?
时间: 2019/5/30 9:12:09

2019/05/27 点击 845 次

中国粉体网讯  近日,工信部副部长陈肇雄在国务院新闻办公室举行的国务院政策例行吹风会上表示,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?粉体网小编梳理了以下部分应用。

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电学性质比较

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。

IBM推出的在2英寸SiC晶元上制作的石墨烯器件

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。

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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”。

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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。

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。

 
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