液晶高分子(LCP)是指在一定條件下能以液晶相存在的高分子,其特點(diǎn)為分子具有較高的分子量且具有取向有序。LCP性能優(yōu)異、介電損耗低,有望在5G高頻信號(hào)傳輸中加速應(yīng)用;良好的撓性材料方便組合設(shè)計(jì),滿足電子產(chǎn)品小型化的趨勢要求;良好的機(jī)械性能將有望拓展LCP在工程領(lǐng)域的應(yīng)用空間。
LCP產(chǎn)能主要集中在日本和美國,行業(yè)集中度較高。2019年全球LCP樹脂材料產(chǎn)能約7.6萬噸,主要集中在日本、美國和中國,占比分別為45%、34%和21%,從具體生產(chǎn)企業(yè)看,塞拉尼斯、寶理塑料以及住友三家企業(yè)差能超過了1萬噸,前三家企業(yè)產(chǎn)能占比高達(dá)63%,行業(yè)中度較高。我國進(jìn)入LCP領(lǐng)域較晚,長期依賴美日進(jìn)口,近幾年來隨著普利特、金發(fā)科技、沃特股份、聚嘉新材料等企業(yè)陸續(xù)投產(chǎn),LCP材料產(chǎn)能快速增長。
全球LCP樹脂產(chǎn)能占比情況
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全球LCP樹脂廠家占比情況
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智研咨詢發(fā)布的 《2020-2026年中國LCP行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)及投資商機(jī)預(yù)測報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示:LCP下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,需求有望保持增長。2018年全球LCP需求量約7萬噸,隨著5G技術(shù)的推進(jìn),LCP市場將保持持續(xù)增長的勢頭,預(yù)計(jì)到2020年,其全球市場規(guī)模可達(dá)7.8萬噸。此外,LCP應(yīng)用領(lǐng)域有望不斷擴(kuò)寬,在電子電器領(lǐng)域,可應(yīng)用于高密度連接器、線圈架、線軸、基片載體、電容器外殼等;在汽車工業(yè)領(lǐng)域,可用于汽車燃燒系統(tǒng)元件、燃燒泵、隔熱部件、精密元件、電子元件等;在航空航天領(lǐng)域,可用于雷達(dá)天線屏蔽罩、耐高溫耐輻射殼體等領(lǐng)域,未來伴隨著應(yīng)領(lǐng)域的不斷拓寬,LCP市場規(guī)模將不斷增長。
LCP下游應(yīng)用領(lǐng)域
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2012-2020年LCP需求及預(yù)測(萬噸)
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目前主流的天線基材主要是聚酰亞胺(PI),但是由于PI基材的介電常數(shù)和損耗因子較大、吸潮性較大、可靠性較差,高頻傳輸損耗嚴(yán)重、結(jié)構(gòu)特性較差,已經(jīng)無法適應(yīng)當(dāng)前高頻高速的趨勢,因而在信號(hào)傳輸頻率不斷提升過程中,MPI(改性聚酰亞胺)材料應(yīng)運(yùn)而生。由于PI在高頻傳輸過程中的限制,生產(chǎn)企業(yè)通過將PI單體進(jìn)行含氟量提升等方式對(duì)PI高聚物進(jìn)行改性以滿足10-15GHz的信號(hào)傳輸要求。然而伴隨更高頻率的毫米波段的逐步應(yīng)用,MPI的傳輸亦將受到限制,在多層板設(shè)計(jì)方面不足將逐步凸顯,更高頻率的信號(hào)傳輸要求將促使LCP材料加速推廣。
通訊技術(shù)不斷升級(jí)帶動(dòng)手機(jī)天線持續(xù)更新
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LCP介電常數(shù)和介電損耗極低,在毫米波傳輸中有效降低信號(hào)損耗。毫米波的繞射能力較差,接近于直線傳播,對(duì)于智能手機(jī)的天線接收方向設(shè)計(jì)有更高的要求。
LCP產(chǎn)品具有良好的電絕緣性,介電常數(shù)極低,具有極小的介電損耗(頻率在60GHz,損耗角正切值只有0.002-0.004)和導(dǎo)體損耗,在接受和發(fā)射毫米波信號(hào)時(shí)在基板材料上的損耗較小,可以顯著提高信號(hào)傳遞的質(zhì)量。
LCP具有低介電常數(shù)和介電損耗的性能
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LCP具有撓性,多層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以有效滿足5G天線的復(fù)雜設(shè)計(jì)要求。5G時(shí)代,信號(hào)接收端不僅需要能夠進(jìn)行高頻信號(hào)接收,還應(yīng)實(shí)現(xiàn)3G、4G信號(hào)的同步接收處理,因而天線設(shè)計(jì)極為復(fù)雜,單層設(shè)計(jì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求。而LCP為撓性材料,可以進(jìn)行立體結(jié)構(gòu)應(yīng)用,通過多層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),不僅能夠滿足信號(hào)接收的復(fù)雜要求,同時(shí)能夠有效地將射頻前端的同軸連接器進(jìn)行整合,減少天線占用空間??梢哉fLCP是良好的5G天線使用材料。
伴隨5G手機(jī)銷售加速和LCP天線的滲透率提升,LCP材料市場有望進(jìn)入快速增長期。2017年蘋果iPhoneX及iPhone8系列使用了2個(gè)LCP天線,實(shí)現(xiàn)了LCP天線在手機(jī)中的率先應(yīng)用。蘋果作為高端智能手里的領(lǐng)軍品牌之一,開啟了新一代天線的應(yīng)用先河,伴隨著多個(gè)品牌5G手機(jī)的逐步推廣,LCP天線以其優(yōu)質(zhì)的信號(hào)傳輸性能和可彎曲特性將有望在5G手機(jī)中逐步獲得推廣。現(xiàn)階段,LCP生產(chǎn)企業(yè)相對(duì)較少,國內(nèi)企業(yè)仍在持續(xù)進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化,在產(chǎn)品應(yīng)用前期成本相對(duì)較高;而原PI生產(chǎn)企業(yè)可以通過技術(shù)升級(jí)進(jìn)行MPI產(chǎn)品生產(chǎn),技術(shù)難度相對(duì)較小,成本較低,因而在15GHz下,MPI的應(yīng)用仍將持續(xù)。但是隨著LCP天線的成本的不斷優(yōu)化以及5G毫米波頻段的逐步應(yīng)用,LCP天線在手機(jī)的滲透率將有望不斷提升,同時(shí)5G手機(jī)經(jīng)技術(shù)沉淀和產(chǎn)品推廣,將逐步進(jìn)入放量階段,滲透率和出口量的雙重影響下,LCP天線需求有望進(jìn)入爆發(fā)階段,帶動(dòng)前段薄膜級(jí)LCP樹脂需求持續(xù)增長。預(yù)期若未來5G手機(jī)滲透率提升至80%,LCP天線滲透率提升至80%,LCP需求量將有望超過4000噸,形成接近40億的市場空間。
全球智能手機(jī)出貨量(百萬部)
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薄膜級(jí)LCP在手機(jī)天線中的空間預(yù)測
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LCP纖維是第三種產(chǎn)品形態(tài),新產(chǎn)品層出不窮。2017年,日本東麗公司宣布已研發(fā)出LCP纖維產(chǎn)品Siveras,并在2018年開始銷售。未來隨著更多規(guī)格長絲的推出,LCP纖維將具有更多的性能,應(yīng)用場景也有望實(shí)現(xiàn)更多領(lǐng)域的突破。
LCP纖維用途
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