Análisis comparativo de LCP y MPI para aplicaciones de antena 5G de alta frecuencia
1 Introducción
Como componente fundamental indispensable de la comunicación inalámbrica, la innovación tecnológica en antenas es uno de los principales motores que impulsan la conectividad inalámbrica. Al mismo tiempo, con la rápida evolución de los terminales inteligentes hacia productos más delgados, ligeros y pequeños, las antenas de telefonía móvil han evolucionado desde las primeras antenas externas a las antenas integradas, formando un panorama de mercado en el que dominan los procesos de placa blanda; las antenas de placa blanda tienen ahora más del 70% de la cuota de mercado. Esto ha provocado una rápida expansión del mercado de circuitos impresos flexibles (FPC). Los materiales de sustrato de circuitos impresos flexibles actuales y emergentes se centran principalmente en dos materiales: LCP y MPI, siendo este último un material que mejora las desventajas del material PI tradicional para conseguir propiedades superiores. En este artículo se analizan las ventajas y desventajas comparativas de estos dos materiales desde el punto de vista de los requisitos del material de transmisión de señales y las propiedades estructurales inherentes a los propios materiales.

Fig. 1 Estructura interna de la placa de circuito flexible de los smartphones
2 Nuevos retos para los materiales de antena que plantean las señales de alta frecuencia 5G
La tecnología de comunicación 5G es, sin duda, la tecnología de vías de información que más rápidamente se está desarrollando en la actualidad. La 5G no sólo mejora significativamente el rendimiento de la banda Sub-6GHz sino que, lo que es más importante, da el salto al uso generalizado de las bandas de ondas milimétricas (mmWave) (por ejemplo, 28GHz, 39GHz). Estas bandas son como amplias autopistas sin precedentes para el flujo de datos, que ofrecen velocidades de transmisión extremadamente altas (teóricamente de hasta 10 Gbps y superiores) y una inmensa capacidad de red, capaces de soportar aplicaciones de vanguardia como la transmisión de vídeo 4K/8K en tiempo real, la realidad aumentada/virtual y la conducción autónoma.
Sin embargo, las elevadísimas velocidades de transmisión conllevan importantes pérdidas. Según los principios de propagación de las ondas de radio, cuanto mayor es la frecuencia, mayor es la pérdida de trayectoria y de absorción atmosférica de la señal en el espacio. Esto significa que las señales mmWave no "viajan lejos", lo que se traduce en una cobertura relativamente limitada. La penetración es otro reto importante; las ondas milimétricas son en gran medida ineficaces a la hora de atravesar obstáculos comunes como paredes, cristales o incluso hojas, y sus características de propagación en la línea de visión requieren una conexión lo menos obstruida posible entre el transmisor y el receptor.
En última instancia, estos retos afectan directamente al atributo crucial de la integridad de la señal. Cualquier pérdida de energía o distorsión de la señal durante la transmisión puede provocar directamente conexiones inestables, reducción de la velocidad y aumento de la latencia.
Para satisfacer las estrictas exigencias de la transmisión de señales de alta frecuencia 5G, los materiales del sustrato de la antena deben alcanzar un alto nivel de rendimiento integral. Una constante dieléctrica baja y estable y un factor de disipación extremadamente bajo son requisitos previos fundamentales, ya que determinan directamente la eficiencia y la integridad de la transmisión de la señal al minimizar la pérdida de energía a altas frecuencias. La flexibilidad y delgadez/ligereza del material son igualmente críticas, ya que permiten la adaptación a los diseños internos compactos e irregulares de los terminales móviles modernos. En las aplicaciones prácticas, es indispensable una alta estabilidad de frecuencia, que garantice un rendimiento constante de la antena en diferentes bandas de frecuencia de funcionamiento y entornos de temperatura. Por último, la fiabilidad a largo plazo de todos estos aspectos de rendimiento depende en última instancia de las excelentes propiedades de barrera contra la humedad del material; una tasa de absorción de humedad muy baja evita eficazmente la degradación del rendimiento eléctrico debida a la entrada de humedad ambiental. Estos cuatro requisitos están interrelacionados y forman colectivamente los criterios básicos de evaluación de los materiales para antenas de alta frecuencia 5G.

Fig. 2 Propagación de la señal de onda milimétrica 5G
3 Introducción a los materiales LCP y MPI
3.1 Definición y propiedades de LCP
Lamateria prima plástica LCP (polímero de cristal líquido) es un novedoso polímero de alto rendimiento que presenta cristalinidad líquida en su estado fundido, clasificado en los tipos termotrópico (estado de cristal líquido inducido por el cambio de temperatura) y liotrópico (estado de cristal líquido formado por la acción de disolventes). Este material se caracteriza por su alta resistencia, alta rigidez, resistencia al calor (300-425°C), bajo coeficiente de expansión térmica, retardancia de llama UL94 V-0 y excelente estabilidad dimensional, con una densidad de 1,35-1,45 g/cm^3. Puede alcanzar un alto rendimiento mecánico sin refuerzo de fibra.
Los materiales LCP presentan constantes dieléctricas y factores de disipación estables y muy bajos hasta frecuencias de ondas milimétricas, lo que les permite minimizar la pérdida de energía y la distorsión de fase durante la transmisión de señales, garantizando una excelente integridad de la señal a altas frecuencias. Simultáneamente, el LCP posee una tasa de absorción de humedad extremadamente baja, con una absorción casi nula de la humedad ambiental. Esta característica evita fundamentalmente la degradación del rendimiento eléctrico debido a la absorción de humedad, garantizando la fiabilidad a largo plazo de las antenas en entornos complejos. Además, el LCP ofrece una excelente flexibilidad y resistencia mecánica, lo que permite su transformación en circuitos flexibles ultrafinos, que se adaptan perfectamente a los espacios de instalación compactos, tridimensionales e irregulares del interior de los dispositivos terminales. Su buena estabilidad térmica y su idoneidad para los procesos de laminación multicapa favorecen aún más la integración de alta densidad y la fabricación estable de módulos de antena complejos. Es la combinación orgánica de esta serie de propiedades eléctricas superiores, características físicas fiables y procesabilidad adecuada lo que establece la posición central del LCP en el campo de la transmisión de señales de alta velocidad y alta frecuencia.

Fig. 3 Estructura molecular del polímero de cristal líquido (LCP)
3.2 Introducción de MPI y comparación con PI
La poliimida modificada (MPI), como solución significativa en el campo de los materiales para antenas 5G, es esencialmente un producto optimizado en estructura química y formulación basado en la poliimida tradicional (PI). Aunque la PI tradicional ofrece una excelente resistencia al calor, solidez mecánica y flexibilidad, su constante dieléctrica y factor de disipación intrínsecamente elevados, y sobre todo su inestabilidad de rendimiento a altas frecuencias y la absorción de humedad, limitan su aplicación por encima de los 10 GHz aproximadamente. El MPI nació precisamente para resolver estos problemas. Mediante la introducción de grupos funcionales específicos o el uso de nuevos monómeros en la cadena molecular del PI, el MPI reduce significativamente la constante dieléctrica y el factor de disipación del material, lo que lo hace viable para su uso en 5G Sub-6GHz y en algunas bandas de ondas milimétricas de menor frecuencia. Al mismo tiempo, el MPI hereda perfectamente la excelente flexibilidad, la alta resistencia mecánica y el maduro ecosistema de procesamiento del PI tradicional. Esto significa que las líneas de producción existentes pueden utilizarse para placas de circuitos flexibles MPI sin necesidad de costosas modificaciones, lo que supone una ventaja significativa en el control de costes y la madurez de la cadena de suministro. Por lo tanto, el MPI puede entenderse como una "versión mejorada de alta frecuencia" del PI tradicional en términos de rendimiento eléctrico. No se trata de un nuevo material revolucionario, sino de un exitoso material "evolutivo" que logra un excelente equilibrio entre prestaciones y coste, convirtiéndose en una alternativa altamente competitiva frente al LCP de altas prestaciones, especialmente en la banda principal Sub-6GHz durante la comercialización inicial a gran escala de la 5G.

Fig. 4 Estructura química de la poliimida PI
Tabla 1 Tabla comparativa de características MPI (poliimida modificada) frente a PI (poliimida)
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Propiedad Dimensión |
PI (poliimida) tradicional |
MPI (poliimida modificada) |
Análisis comparativo y significado |
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Rendimiento eléctrico |
Pobre - Constante dieléctrica alta e inestable - Factor de disipación elevado, pérdidas de alta frecuencia significativas |
Significativamente optimizado - Constante dieléctrica más baja y estable - Factor de disipación muy reducido |
Mejora fundamental de MPI. A través de la modificación química, MPI aborda el defecto fatal de la pérdida excesiva de PI tradicional a altas frecuencias, lo que permite su uso en aplicaciones 5G Sub-6GHz y mmWave de baja frecuencia. |
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Absorción de humedad |
Alta ~1%-3% de absorción de humedad |
Mejorado Absorción de humedad reducida (~0,4%-1%) |
Mejora clave de la fiabilidad. La absorción de humedad deteriora el rendimiento eléctrico. La menor absorción de humedad de MPI garantiza un rendimiento más estable en entornos húmedos, aunque sigue sin igualar la resistencia final a la humedad de LCP. |
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Flexibilidad / Resistencia mecánica |
Excelente Excelente flexibilidad, resistencia al desgarro y durabilidad |
Excelente Hereda las excelentes propiedades físicas y mecánicas del PI |
Hereda las ventajas de MPI. Ambos son muy fiables en términos de flexibilidad, adecuados para la fabricación de circuitos flexibles que requieren flexión dinámica. |
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Proceso y coste |
Maduro y de bajo coste Cadena industrial bien establecida, tecnología de procesamiento muy madura |
Maduro y coste moderado Totalmente compatible con las líneas de producción de PI existentes; coste ligeramente superior al de PI pero significativamente inferior al de LCP. |
Competitividad de MPI en el mercado. Los fabricantes pueden producir sin necesidad de sustituir equipos a gran escala, lo que lo convierte en una solución muy rentable para la transición de 4G a 5G. |
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Resistencia al calor |
Superior Temperaturas de transición vítrea y descomposición térmica muy altas, gran fiabilidad operativa a largo plazo |
Excelente Conserva la mayoría de las excelentes propiedades de resistencia al calor de PI |
Ventaja compartida. Ambos pueden soportar procesos de soldadura a alta temperatura en el ensamblaje electrónico, garantizando la durabilidad del producto. |
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Principales escenarios de aplicación |
Antenas 4G/LTE, placas de circuitos flexibles, componentes electrónicos resistentes a altas temperaturas |
5G Antenas Sub-6GHz, algunas antenas mmWave de baja frecuencia, circuitos flexibles de alto rendimiento |
Claro posicionamiento en el mercado. PI se adapta a escenarios con bajos requisitos de rendimiento de alta frecuencia; MPI se posiciona con precisión para antenas de telefonía móvil 5G de uso general, equilibrando rendimiento y coste. |
4 Análisis comparativo exhaustivo de LCP y MPI
4.1 Rendimiento eléctrico
El LCP presenta ventajas significativas en la banda de ondas milimétricas, con su constante dieléctrica típicamente inferior a 3,4 y un factor de disipación tan bajo como 0,0025. Esto se beneficia de la alta simetría del esqueleto molecular del material LCP y del movimiento restringido de la cadena principal, lo que le permite minimizar al máximo la pérdida de señal y garantizar la integridad de la señal al manejar la transmisión de señales de ondas milimétricas de alta frecuencia. Los datos de la Corporación de Ciencia e Industria Aeroespacial de China (CASIC) también confirman las excelentes métricas del LCP de constante dieléctrica ≤ 3,4 y pérdida dieléctrica ≤ 0,0025 a 10GHz.
En cambio, el MPI, mediante modificación química, suele tener una constante dieléctrica en torno a 3,6 y un factor de disipación de aproximadamente 0,0035. Su rendimiento es comparable al del LCP en la banda Sub-6GHz por debajo de aproximadamente 15GHz, suficiente para cumplir los requisitos. Sin embargo, cuando la frecuencia de la señal entra en el dominio mmWave por encima de 15GHz, la pérdida de transmisión de MPI aumenta significativamente, y su rendimiento empieza a quedarse por detrás de LCP. En consecuencia, para las futuras comunicaciones a frecuencias más altas (por ejemplo, posibles aplicaciones 6G), las ventajas de LCP en cuanto a rendimiento eléctrico se hacen más pronunciadas y necesarias.
4.2 Características físicas
Las diferencias en las características físicas se reflejan principalmente en el rendimiento térmico y la absorción de humedad.
El LCP tiene una tasa de absorción de humedad extremadamente baja, generalmente ≤ 0,04%. Esta higroscopicidad extremadamente baja significa que, en entornos húmedos, el rendimiento eléctrico del LCP casi no se ve afectado, ofreciendo una estabilidad muy alta. Sin embargo, la resistencia al calor del LCP es relativamente baja, lo que plantea ciertos retos para su proceso de laminación en prensa caliente.
La absorción de humedad del MPI, aunque ha mejorado en comparación con el PI tradicional, sigue siendo de alrededor del 1,5%, superior a la del LCP. La absorción de humedad puede causar fluctuaciones en su rendimiento eléctrico en entornos húmedos. Pero la ventaja del MPI reside en su amplio rango de temperaturas de funcionamiento, lo que facilita su procesamiento, sobre todo en procesos de laminación en prensa a baja temperatura. Esto también facilita su adhesión a la lámina de cobre.
4.3 Proceso y coste
La principal ventaja del MPI reside en la madurez de su cadena industrial y en su considerable rentabilidad. Como el MPI se desarrolla a partir de la poliimida tradicional, puede utilizar plenamente las líneas de producción de PI existentes, lo que da lugar a procesos de producción más maduros y mayores rendimientos. Además, su base de proveedores está más diversificada. Por ejemplo, en 2019, Apple redujo con éxito los costes y mejoró su poder de negociación mediante la introducción de cinco proveedores de antenas MPI. Esto hace que las antenas MPI sean altamente competitivas en costes, aproximadamente 1/20 de las de LCP o incluso más bajas.
Por el contrario, el LCP implica procesos complejos, en particular el laminado de placas multicapa, que supone un reto técnico y da lugar a índices de rendimiento difíciles de controlar. Además, el suministro de materias primas de LCP estuvo dominado durante mucho tiempo por unos pocos grandes fabricantes internacionales (por ejemplo, Toray, Sumitomo, Polyplastics of Japan), lo que también elevó los costes. Sin embargo, esta situación está cambiando. En los últimos años, con el apoyo de las políticas del gobierno chino, la industria china de LCP ha experimentado un rápido avance tecnológico y una expansión de la capacidad. La tasa de localización aumentó significativamente del 20% en 2022 al 40% en 2023 y se espera que supere el 50% en 2025. Empresas nacionales como Kingfa Sci. & Tech., Prite y Watt están ampliando activamente la producción, lo que se espera que mejore la cadena de suministro y la estructura de costes de LCP en el futuro.
4.4 Flexibilidad
En términos de flexibilidad, ambos materiales cumplen los requisitos básicos de las placas de circuito flexibles, pero con un énfasis ligeramente diferente.
El propio material LCP posee una buena flexibilidad, adecuada para la mayoría de los escenarios que requieren flexión.
El MPI hereda la excelente flexibilidad del material PI. Algunos informes indican que las placas de circuitos flexibles MPI optimizadas estructuralmente pueden incluso presentar una resistencia a la flexión superior a la del LCP.
Sin embargo, en diseños de placas multicapa más complejos, el rendimiento y la fiabilidad del LCP se consideran generalmente superiores.
4.5 Fiabilidad
La fiabilidad del material está directamente relacionada con el rendimiento estable de la antena a largo plazo.
El LCP, con su baja absorción de humedad y propiedades químicas estables, presenta un excelente rendimiento en resistencia química, retardancia de llama y estabilidad de rendimiento a largo plazo, lo que se traduce en una alta fiabilidad general. Su estabilidad dimensional también es sobresaliente, normalmente dentro del ±0,1%.
La fiabilidad del MPI es suficiente para aplicaciones generales. Los datos sobre su resistencia al pelado (≥1,0 kgf/cm) indican una buena fuerza de adhesión a la lámina de cobre. Sin embargo, en entornos de alta humedad, debido a su mayor absorción de humedad en comparación con el LCP, su rendimiento a largo plazo podría plantear problemas. El MPI también posee una buena estabilidad dimensional (dentro de ±0,1%) y resistencia a la soldadura (sin delaminación ni formación de ampollas tras 3 ciclos de 10s de inmersión en soldadura a 300°C).
Tabla 2 Análisis comparativo de propiedades de LCP frente a MPI
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Comparación Dimensión |
LCP |
MPI |
Conclusión comparativa |
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Rendimiento eléctrico |
Excelente. Pérdida dieléctrica extremadamente baja, especialmente adecuada para las bandas de ondas milimétricas, y óptima integridad de la señal. |
Buenas. Rinde bien en las bandas sub-6GHz y mmWave de baja frecuencia, pero la pérdida es ligeramente superior a la del LCP a frecuencias muy altas. |
LCP gana en rendimiento, la elección definitiva para mmWave. |
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Características físicas |
Absorción de humedad extremadamente baja (<0,04%), rendimiento que no se ve afectado por la humedad ambiente y gran estabilidad. |
Mayor absorción de humedad que el LCP; el rendimiento puede fluctuar ligeramente en entornos de alta humedad. |
El LCP tiene claras ventajas en estabilidad y fiabilidad. |
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Proceso y coste |
Proceso complejo, especialmente difícil en la laminación multicapa; coste elevado de la materia prima; cadena de suministro relativamente concentrada. |
Proceso maduro, alta compatibilidad con las líneas PI existentes, menor coste de fabricación y cadena de suministro más completa. |
MPI tiene una ventaja absoluta en coste y comodidad de fabricación. |
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Flexibilidad |
Buena, pero el material es algo quebradizo, lo que requiere atención durante la flexión repetida. |
Excelente, excelente flexibilidad, gran durabilidad. |
El MPI es superior en aplicaciones de flexión dinámica. |
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Fiabilidad |
Alta, gracias a la estabilidad de sus propiedades químicas y físicas. |
Buena, pero el rendimiento a largo plazo en entornos de alta humedad requiere atención. |
La fiabilidad a largo plazo del LCP es más favorable. |
5 LCP y MPI en diferentes escenarios de aplicación
Dentro del vasto ecosistema de aplicaciones de la industria 5G, LCP y MPI no se encuentran en una relación de simple sustitución. Por el contrario, basándose en su rendimiento y posicionamiento de costes respectivos, han formado una estructura de mercado clara y complementaria, demostrando cada uno sus puntos fuertes en diferentes campos de batalla.
5.1 LCP para aplicaciones de vanguardia
El LCP, con su incomparable rendimiento y fiabilidad de alta frecuencia, ocupa firmemente el mercado de gama alta. Sus aplicaciones se concentran principalmente en campos que exigen un rendimiento de primer nivel:
Smartphones insignia de gama alta, especialmente modelos mmWave: En los teléfonos insignia que admiten bandas mmWave (por ejemplo, 28/39GHz), cualquier pequeña pérdida en la ruta de transmisión de la señal repercute directamente en la experiencia del usuario. El factor de disipación extremadamente bajo del LCP lo convierte en la mejor opción para transportar líneas de alimentación en módulos de antena mmWave (por ejemplo, Antenna-in-Package o AiP), garantizando que la valiosa energía de la señal se irradie al máximo en lugar de perderse en la placa de circuito. Por ejemplo, Apple adoptó explícitamente soluciones de antena LCP en los modelos estadounidenses del iPhone 12 y modelos posteriores compatibles con mmWave para cumplir con los estrictos requisitos de rendimiento mmWave en el mercado norteamericano.
Módulos mmWave y equipos de estaciones base: No solo en el lado del terminal, sino también en el de la estación base, sobre todo en las células pequeñas y los módulos de transmisión mmWave, los requisitos de integridad de la señal son más estrictos. Estos dispositivos manejan señales de mayor potencia y más complejas. La baja pérdida y estabilidad del LCP pueden reducir eficazmente la pérdida global de enlace del sistema, mejorar el alcance de la cobertura y la calidad de la señal, lo que lo convierte en un material clave para construir infraestructuras de red 5G de alto rendimiento.
Futuros dispositivos wearables y equipos AR/VR: Estas categorías de dispositivos llevan la utilización del espacio interno a su límite absoluto. Las antenas LCP no solo son ultrafinas y flexibles por sí mismas, sino que también pueden moldearse junto con otros componentes, lo que permite una integración tridimensional (3D) que maximiza el ahorro de espacio. Al mismo tiempo, los equipos de realidad aumentada y realidad virtual requieren la transmisión en tiempo real de cantidades ingentes de datos de alta definición, lo que plantea exigencias extremadamente altas de velocidad de transmisión y baja latencia. El rendimiento de alta frecuencia y gran ancho de banda del LCP satisface perfectamente este requisito, proporcionando el soporte básico necesario para una experiencia inmersiva sin fisuras.

Fig.5 Industria de fabricación de polímeros de cristal líquido (LCP)
5.2 El vasto mercado de MPI: La opción equilibrada y escalable
El éxito de MPI radica en su precisa identificación del equilibrio óptimo entre rendimiento y coste, capturando el mercado general más amplio en la ola de adopción masiva de 5G.
Smartphones 5G de uso generalizado (Sub-6GHz): La gran mayoría de las redes 5G mundiales se centran actualmente en el despliegue y la cobertura en la banda Sub-6GHz. Dentro de esta banda, el rendimiento eléctrico optimizado de MPI es plenamente capaz de satisfacer los requisitos operativos, y la diferencia de rendimiento con LCP no es perceptible en la experiencia práctica del usuario. Sin embargo, su coste es muy inferior al del LCP y su cadena de suministro es más madura y estable. Por lo tanto, para muchos fabricantes de teléfonos inteligentes que buscan la rentabilidad y pretenden captar rápidamente cuota de mercado, MPI se convierte en la innegable opción "todoterreno", apoyando el envío mundial de grandes cantidades de teléfonos 5G de gama media-alta.
Dispositivos IoT y antenas para automoción: El campo del IoT es muy sensible a los costes, y muchos dispositivos no requieren velocidades de comunicación de última generación, pero necesitan una conectividad fiable. MPI proporciona una conectividad 5G superior a la PI tradicional a un bajo coste, lo que la hace muy adecuada para diversos terminales IoT como contadores inteligentes y sensores industriales. Además, en los vehículos inteligentes conectados, las antenas de automoción deben soportar fuertes variaciones de temperatura y vibraciones. La excelente resistencia al calor y flexibilidad del MPI, combinadas con su ventaja de coste, lo convierten en una opción atractiva para las antenas 5G de automoción.
Transición tecnológica y solución de respaldo de la cadena de suministro: Para los fabricantes, la dependencia de una única fuente de suministro supone un riesgo importante. La existencia de MPI proporciona una valiosa flexibilidad estratégica a los fabricantes de teléfonos móviles. Cuando el suministro de LCP es escaso o los precios fluctúan, los fabricantes pueden cambiar rápidamente a soluciones MPI para salvaguardar la producción. Al mismo tiempo, durante las primeras fases de desarrollo de un proyecto, los procesos maduros de MPI pueden ayudar a los ingenieros a completar más rápidamente la verificación del diseño y el aumento de la producción, lo que constituye una vía de transición tecnológica eficaz y de bajo riesgo.
6 Perspectivas de futuro: Tendencias, retos y convergencia
Aunque LCP y MPI ocupan posiciones claras en el mercado actual, su desarrollo futuro sigue enfrentándose a retos y oportunidades respectivos. La tendencia general no es la simple sustitución, sino avanzar hacia una integración más profunda a través de la evolución tecnológica y la compensación de costes.
6.1 El futuro de la PICL: Coexisten oportunidades y cuellos de botella
El material LCP se considera una de las soluciones definitivas para la fase 5G de ondas milimétricas, pero su aplicación a gran escala aún debe superar varios obstáculos importantes. El principal es el coste. En la actualidad, el coste de la película LCP es mucho más elevado que el de la MPI, en parte debido a su tasa de rendimiento de producto y a las limitaciones en el suministro de película. En segundo lugar, el proceso de fabricación de sustratos LCP multicapa es otro cuello de botella técnico que hay que superar. El procesamiento de los sustratos LCP multicapa es complejo, e implica múltiples pasos de precisión, como el taladrado con láser UV, el descascarillado húmedo y la limpieza con plasma. Cualquier desviación en cualquier paso puede afectar al rendimiento y las prestaciones del producto final. Además, la relativa concentración de la cadena de suministro fue en su día una limitación, con un número limitado de fabricantes en todo el mundo capaces de suministrar de forma estable resina LCP de alto rendimiento para películas.
A pesar de ello, el futuro del LCP sigue siendo prometedor. La tendencia es que, con la proliferación de 5G mmWave y los continuos avances en los procesos, se espera que su cuota de mercado siga aumentando. Especialmente en los smartphones insignia de gama alta, los módulos/estaciones base mmWave y los futuros dispositivos portátiles y campos AR/VR con exigencias extremas de espacio interno, el LCP sigue siendo insustituible por su rendimiento superior en alta frecuencia y sus características de baja pérdida. Una vez que se produzcan avances en la capacidad de producción y los índices de rendimiento, los costes de los materiales seguirán disminuyendo, lo que acelerará su penetración en el mercado.
6.2 El futuro de la MPI: Mantener el mercado principal mediante mejoras
Como tecnología madura, el núcleo del futuro de la MPI reside en la optimización continua. El reto al que se enfrenta es cómo optimizar aún más su rendimiento en las bandas de frecuencia más altas (por ejemplo, por encima de 15 GHz) para reducir la diferencia con la LCP. En la banda de ondas milimétricas, la pérdida de transmisión de MPI aumenta considerablemente en comparación con LCP.
Por lo tanto, la tendencia de desarrollo del MPI se centrará en ampliar su ciclo de vida tecnológico mediante mejoras en la formulación química. En la actual era 5G Sub-6GHz, el MPI sigue siendo el pilar debido a su excelente relación coste-rendimiento. Mediante continuas mejoras en la formulación, se espera que el MPI mantenga su ventaja de costes al tiempo que mejora su rendimiento en las bandas de frecuencias límite, consolidando así su posición en aplicaciones sensibles a los costes como los smartphones 5G de uso general, los dispositivos IoT y las antenas de automoción.
6.3 Coexistencia y convergencia: Arquitecturas complementarias y exploración de nuevos materiales
El panorama futuro de los materiales para antenas no es una sustitución en la que "el ganador se lo lleva todo", sino que tiende más hacia la coexistencia y la complementariedad. Una estrategia típica es la aparición de esquemas de diseño híbridos "dominados por MPI y complementados por LCP". En dispositivos como los smartphones, el material MPI, que ofrece un rendimiento suficiente y un coste superior, puede utilizarse para la mayoría de las antenas de la banda Sub-6GHz, mientras que el material LCP, más excelente, se emplea para módulos específicos de ondas milimétricas o canales de transmisión de datos de alta velocidad muy sensibles a la pérdida de señal. Este modelo de uso híbrido equilibra el coste global al tiempo que garantiza un rendimiento clave, lo que proporciona a los fabricantes una mayor flexibilidad de diseño.
Más allá de la evolución de los propios LCP y MPI, la industria no deja de explorar materiales más nuevos y avanzados. Por ejemplo, para satisfacer las frecuencias potencialmente más altas y los requisitos más estrictos de las futuras generaciones 6G, la tecnología de placa flexible híbrida con guía de ondas ópticas ya se considera una posible dirección de desarrollo. Al mismo tiempo, otros materiales poliméricos de alto rendimiento (como el PTFE) y los compuestos preparados mediante la adición de rellenos cerámicos especiales también son candidatos potenciales para futuros materiales de sustrato de alta frecuencia, con el objetivo de lograr la unificación de una menor pérdida, una mayor estabilidad y una mejor procesabilidad.
7 Conclusiones
La tecnología 5G, en particular su evolución hacia las bandas de ondas milimétricas, impone unas exigencias sin precedentes al rendimiento de los materiales para antenas. En esta transformación tecnológica, el LCP (polímero de cristal líquido) y la MPI (poliimida modificada), como dos soluciones principales de sustrato flexible, han demostrado unas características y un posicionamiento en el mercado distintos.
En resumen, el LCP, con sus excepcionales propiedades eléctricas de alta frecuencia (como una constante dieléctrica y un factor de disipación extremadamente bajos) y una resistencia a la humedad casi perfecta, se ha establecido como la referencia tecnológica en campos que exigen un rendimiento de primer nivel, convirtiéndose en la opción preferida para los escenarios de aplicación de ondas milimétricas de gama alta. Por su parte, el MPI, gracias a una exitosa modificación química, logra un extraordinario equilibrio entre rendimiento y coste. Hereda los procesos maduros y las ventajas de la cadena de suministro del PI tradicional, apoyando la popularización a gran escala del 5G en la banda Sub-6GHz principal con su alta rentabilidad.
De cara al futuro, la relación entre LCP y MPI no es simplemente de "sustitución", sino que tiende más hacia la "complementariedad" y la "convergencia". En un futuro previsible, ambos coexistirán en diferentes escenarios de aplicación y bandas de frecuencia. Por un lado, el LCP debe centrarse en superar los cuellos de botella relacionados con el coste y los procesos de fabricación de placas multicapa; por otro, el MPI necesita mejoras continuas para hacer frente a los retos de las bandas de frecuencia más altas. Y lo que es más importante, esquemas de diseño híbridos como "MPI-dominante, LCP-suplementario", junto con la exploración de nuevos materiales (como guías de ondas ópticas, compuestos de PTFE, etc.), proporcionarán una base material más rica y potente para el desarrollo de tecnologías de comunicación de próxima generación.
En última instancia, no existe una respuesta única para la selección de materiales de antena. La decisión depende de un compromiso global que incluye el posicionamiento del rendimiento del dispositivo, las bandas de frecuencia objetivo, el presupuesto de costes y la estrategia de la cadena de suministro. La competencia y la sinergia entre LCP y MPI no sólo impulsan el progreso de la propia ciencia de los materiales, sino que también forman conjuntamente una base sólida que sustenta la conectividad de alta velocidad del 5G e incluso del futuro mundo 6G.
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