申勝飛
對全球疫情流行、國際金融危機、中美貿易摩擦、產業轉型升級等挑戰,中央決定啟動新型基礎設施建設促進國內經濟持續穩定發展。2018年12月,中央經濟工作會議把5G、人工智能、工業互聯網、物聯網等定義為“新型基礎設施建設”簡稱“新基建”。2020年3月,中共中央政治局常務委員會召開會議提出,加快5G網絡、數據中心等新基建進度。2020年3月6日,工信部召開加快5G發展專題會,加快新基建建設。新基建主要包括5G基站建設、新能源汽車充電樁、大數據中心、人工智能、工業互聯網、特高壓、城際以及城軌交通等7大領域。隨著建設的展開,也將對上游材料產生巨大需求。為此,我們對新基建7個領域進行了研究與分析,梳理和總結了建設所需的關鍵材料,為有關產業的發展提供參考。
(1)5G基建建設方面。一是用于基站芯片制做的第三代半導體材料,主要包括GaAs,GaN、SiC及大尺寸Si片;二是天線罩用材料,主要包括UPVC材料和玻璃鋼材料;三是高性能電子封裝材料,主要是聚酰亞胺(PI)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、Al2O3、AlN等高導熱、高可靠的有機、陶瓷和復合封裝基板材料。
(2)新能源汽車充電樁方面。一方面是電能傳輸的高低壓銅芯電纜及配電箱的鋁合金等高性能有色金屬材料;另一方面是電路控制單位、電源模塊殼體、充電搶、插座常用的阻燃、耐候、耐低溫、耐老化的絕緣殼體用的PC、PC/ABS、PET、PA66及尼龍改性材料等。
(3)大數據中心建設方面。大數據中心主要是提供信息數據的存儲與處理,存儲服務器是運行的物理基礎。目前信息存儲材料是以磁存儲介質材料為主,主要包括兩類:一是Fe、Co、Ni及γ-Fe2O3、Fe3O4、CrO2等金屬及其氧化物材料;二是Co-Ni-P、Fe-Ni-Co、Co-P等金屬合金薄膜材料。
(4)人工智能方面。人工智能關鍵是計算處理與信息感知兩個過程,主要應用材料包括兩大類:一是計算與處理用的芯片材料,主要是大尺寸、高純度、高性能Si片及用于晶圓加工用的高性能光刻膠、腐蝕氣體等電子化學材料;二是用于信息感知的傳感材料包括光敏、熱敏、氣體敏及壓力傳感材料。
(5)工業互聯網方面。工業互聯網關鍵是數據的流動,通信是基礎,其主要的需求材料是光纖傳輸材料。一是制作光纖用的高純四氯化硅材料;二是制作光纖拉絲用的四氯化鍺、三氯氧磷、三氯化硼、三氯化鋁及高純摻雜劑和一些輔助反應的試劑或氣體等。
(6)特高壓輸電方面。一是用于電力傳輸的金屬銅鋁線材、高溫超導線材及不銹鋼塔架材料;二是用于輸電線路及裝備中的高強度、工藝性好的絕緣子材料,主要是石英瓷、礬土瓷、玻璃纖維增強樹脂等材料;三是其他配件,主要是標準件、電器元件、配套件等
(7)城際以及城軌交通方面。一是軌道、車體及基礎設施用的高強鋼,主要包括不銹鋼、碳結合鋼及合金鋼等;二是用于車體結構及內裝的輕質、耐火耐電弧及加工性能好的鋁合金材料;三是制動用的金屬材料、粉末冶金等剎車片材料;四是用于電能傳輸線路的的芳綸絕緣、銅芯電纜及稀土合金材料;五是用于車體、線路、接觸線、橋梁的丁基橡膠、環氧樹脂類等減震降噪材料和用于橋梁、隧道等建設與維護的聚氨酯、聚脲、MMA等防水材料。