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高分子材料聚酰亞胺薄膜及導(dǎo)熱PI膜材

深圳市賽姆烯金科技有限公司 ? 來源:凱文蔡說材料 ? 2023-08-23 14:59 ? 次閱讀

摘要:作為目前世界上性能最好的薄膜類絕緣材料,聚酰亞胺薄膜與碳纖維、芳綸纖維一起,被認(rèn)為是制約我國發(fā)展高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的三大瓶頸性關(guān)鍵高分子材料。聚酰亞胺薄膜因其優(yōu)異的物理性能、化學(xué)性能等,廣泛應(yīng)用于柔性線路板、消費電子、高速軌道交通、風(fēng)力發(fā)電、5G通信、柔性顯示、航天航空等多個領(lǐng)域。隨著共聚改性等新技術(shù)的運用,通過對其配方設(shè)計、生產(chǎn)工藝的不斷探索和改進(jìn),聚酰亞胺薄膜衍生出更多功能性應(yīng)用,下游應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬。

本篇報告主要從聚酰亞胺薄膜產(chǎn)品為切入點,深度介紹聚酰亞胺薄膜發(fā)展現(xiàn)狀和和競爭格局等行業(yè)情況,列舉并對比業(yè)內(nèi)現(xiàn)有聚酰亞胺薄膜品牌產(chǎn)品,最后結(jié)合行業(yè)現(xiàn)存問題與發(fā)展前景,歸納總結(jié)聚酰亞胺薄膜行業(yè)的未來發(fā)展方向。

1聚酰亞胺行業(yè)概況

1.1產(chǎn)品概述

聚酰亞胺(Polyimide,PI)是指分子結(jié)構(gòu)主鏈中含有酰亞胺結(jié)構(gòu)的高分子聚合物,聚酰亞胺是一個非常龐大的家族,高性能PI的主鏈大多以芳環(huán)和雜環(huán)為主要結(jié)構(gòu)單元。PI具有最高的阻燃等級(UL-94),良好的電氣絕緣性能、機械性能、化學(xué)穩(wěn)定性、耐老化性能、耐輻照性能、103赫茲下介電常數(shù)4.0,介電損耗僅0.004~0.007,屬F至H級絕緣,且這些性能在很寬的溫度范圍(-269℃至400℃)內(nèi)不會發(fā)生顯著變化,被譽為“二十一世紀(jì)最有希望的工程塑料之一”,有“解決問題的能手”之稱,可以說“沒有聚酰亞胺就不會有今天的微電子技術(shù)”,其性能居于高分子材料金字塔的頂端。

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PI薄膜具有優(yōu)良的力學(xué)性能、介電性能、化學(xué)穩(wěn)定性以及很高的耐輻照、耐腐蝕、耐高低溫性能,是目前世界上性能最好的超級工程高分子材料之一,被譽為“黃金薄膜”,與碳纖維、芳綸纖維并稱為制約我國發(fā)展高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的三大瓶頸性關(guān)鍵高分子材料。

1.2制作流程

聚酰亞胺薄膜在亞胺化之前需要制膜成型,成型方法主要有流延法、流延拉伸法(雙軸定向拉伸法)、浸漬法(鋁箔上膠法)、噴涂法、擠出法和沉積法等。成型工藝對于薄膜的性能和生產(chǎn)方式影響極大,目前較為常用的方法為流延法和流延拉伸法,相比于流延法,流延拉伸法常用于制備高性能的聚酰亞胺薄膜。在我國流延法及浸漬法工藝均較為成熟,其中浸漬法由于產(chǎn)品絕緣性能較差,正逐漸被淘汰。而技術(shù)難度較高的噴涂法、擠出法以及沉積法在2016年主要由日本先進(jìn)企業(yè)掌握。

目前亞胺化主要有兩種方法,市場分析即熱亞胺化法和化學(xué)亞胺化法,熱亞胺化法將聚酰胺酸加熱到一定溫度,使之脫水環(huán)化;化學(xué)亞胺法是向溫度保持在-5℃以下的聚酰胺酸溶液中加入一定量的脫水劑和觸媒,快速混合后加熱到一定溫度使其脫水環(huán)化。熱亞胺化法的工藝過程與裝備較化學(xué)亞胺法簡單,但制得的薄膜物化性能較化學(xué)亞胺法存在不足,無法生產(chǎn)滿足電子級及以上的PI薄膜。2014年前我國絕大部分生產(chǎn)廠家均采用熱亞胺化法,但發(fā)達(dá)國家?guī)缀跛械木埘啺繁∧どa(chǎn)商都已經(jīng)完成了從熱亞胺化法向化學(xué)亞胺法的技術(shù)與設(shè)備過渡。時代新材所新建的180噸聚酰亞胺薄膜生產(chǎn)線是國內(nèi)最先采用化學(xué)亞胺法進(jìn)行亞胺化步驟的生產(chǎn)線之一,能夠生產(chǎn)滿足軌道交通用的高性能聚酰亞胺薄膜。

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聚酰亞胺薄膜典型制造工藝流程

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流延拉伸法+熱亞胺法示意圖

1.3發(fā)展歷程

20世紀(jì)初:聚酰亞胺最早于1908年開始有報道,但是限于當(dāng)時的知識水平并沒有得到足夠的重視。直到20世紀(jì)20年代聚合物開始被世人所認(rèn)識后,并隨著時代的發(fā)展和人們對高性能材料需求的增加,聚酰亞胺因其優(yōu)異的綜合性能成為近年來研究的熱點。

20世紀(jì)中下旬:PI薄膜的商業(yè)化進(jìn)程始于20世紀(jì)60年代,最早應(yīng)用于電工絕緣領(lǐng)域,隨著PI領(lǐng)域研究深入和技術(shù)升級,PI薄膜的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展。20世紀(jì)70年代,PI薄膜的商業(yè)化應(yīng)用拓展至電子領(lǐng)域。21世紀(jì)起,PI薄膜的更多應(yīng)用領(lǐng)域衍生,如用作高導(dǎo)熱石墨的前驅(qū)體材料、柔性顯示蓋板材料等,美日韓等國抓住產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的機遇,高端制造業(yè)迅速發(fā)展,PI薄膜行業(yè)隨之興起。

2000年以來:我國PI薄膜的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程發(fā)展較緩慢,依靠自主研發(fā),在傳統(tǒng)電工絕緣領(lǐng)域形成了較強的產(chǎn)業(yè)能力,但在高端電工絕緣、電子等其他應(yīng)用領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化能力較弱,存在新產(chǎn)品種類不足,產(chǎn)品性能不穩(wěn)定等問題,自主掌握高性能PI薄膜完整制備技術(shù)的企業(yè)較少。

2020年以來:PI薄膜進(jìn)入國產(chǎn)化替代加速期,隨著國內(nèi)新建聚酰亞胺薄膜生產(chǎn)線量產(chǎn),國內(nèi)聚酰亞胺薄膜產(chǎn)能及技術(shù)水平與國際巨頭差距有望進(jìn)一步減小。高性能電子級PI材料技術(shù)壁壘較高,進(jìn)口替代空間較大,國內(nèi)把握電子級PI材料國產(chǎn)化替代加速期的投資機會。

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1.4應(yīng)用場景

1.4.1柔性電路板FPC產(chǎn)值增長,促進(jìn)電子級PI薄膜市場持續(xù)擴(kuò)容

撓性覆銅板FCCL是制造撓性電路板FPC的重要基材。全球FCCL市場規(guī)模由2014年的26.4億美元增長至2019年的44.8億美元。電子級PI薄膜作為FCCL的主要原材料,需求隨FCCL同步增長,2019年全球FCCL產(chǎn)業(yè)PI薄膜需求量達(dá)14877.5噸,國內(nèi)需求量4869.0噸。從FPC產(chǎn)值看,2014-2020年國內(nèi)FPC產(chǎn)值從290.7億元增長至526.0億元,復(fù)合增長率10.4%。下游新型電子產(chǎn)品的發(fā)展為FPC行業(yè)注入新增長動力,2021年FPC產(chǎn)值可增長至544.4億元,促進(jìn)電子級PI薄膜市場持續(xù)擴(kuò)容。

1.4.2商業(yè)航天與柔性屏幕高速發(fā)展,推動特種級PI薄膜市場不斷增長

在航空航天領(lǐng)域,PI薄膜因其優(yōu)異的耐候性和耐輻射性而被用作火箭防護(hù)材料。2019年商業(yè)航天全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)袌鲆?guī)模突破8000億元,復(fù)合增長率達(dá)22.1%。由于單發(fā)運載火箭原材料成本可占總成本的35%,原材料國產(chǎn)化勢必大幅降低制造成本,從而推進(jìn)特種級PI薄膜增長。在柔性屏幕領(lǐng)域,柔性CPI薄膜是大多數(shù)折疊手機生產(chǎn)商所采用的屏幕蓋板材料。隨著柔性顯示的不斷商用化,折疊手機逐漸成為手機新形態(tài),根據(jù)相關(guān)預(yù)測,2024年全球折疊手機出貨量將達(dá)4530萬部,國內(nèi)出貨量達(dá)1320萬部,而柔性蓋板作為折疊手機的核心部件,將推動特種級PI薄膜持續(xù)增長。

1.4.3消費電子勢頭迅猛,導(dǎo)熱級PI薄膜迎來更大需求空間

導(dǎo)熱石墨膜是導(dǎo)熱級PI薄膜的下游產(chǎn)品,主要用于LED基板、電子元件散熱等領(lǐng)域,是目前消費電子行業(yè)采用的主流散熱材料。近年來,國內(nèi)導(dǎo)熱界面材料市場規(guī)模逐步擴(kuò)大,從2014年的6.6億元增長至2020年的12.7億元,復(fù)合增長率達(dá)9.9%。5G技術(shù)的驅(qū)動將為導(dǎo)熱級PI薄膜帶來更大需求空間。

1.4.4風(fēng)電和高鐵行業(yè)市場穩(wěn)步上升,電工級PI薄膜產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大

電工PI薄膜主要用于變頻電機、發(fā)電機等高等級絕緣系統(tǒng),最終應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、高速軌道交通等領(lǐng)域。在風(fēng)力發(fā)電行業(yè),中國是全球最大的風(fēng)電發(fā)展市場,截至2020年底,國內(nèi)風(fēng)力發(fā)電累計裝機容量達(dá)到282GW,同比增長34.3%,累計裝機容量全球占比36%。在倡導(dǎo)新能源的背景下,隨著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈的國產(chǎn)化,電工PI薄膜將具備更廣闊的市場前景。在高速軌道交通行業(yè),中國高鐵運營里程全球第一,占比超60%。

1.5目標(biāo)市場

總的來說根據(jù)上述應(yīng)用場景,可以將PI膜的目標(biāo)市場歸納為如下四類。

電子級:FCCL、FPC、下游電子產(chǎn)品;

特種級:折疊手機的屏幕蓋板材料、火箭防護(hù)材料;

導(dǎo)熱級:5G相關(guān)設(shè)備:LED基板、電子元件散熱;

電工級:高鐵、風(fēng)力發(fā)電、新能源汽車。

2聚酰亞胺行業(yè)概述

2.1產(chǎn)業(yè)鏈

2.1.1上游

二元酐PMDA、二元胺ODA以及其他原材料。上游部分特種PI單體已實現(xiàn)國產(chǎn)化,PI薄膜的原材料為PI單體和PI漿料。PI單體包括二酐單體和二胺單體。

(擴(kuò)充)主要原材料PMDA的采購單價于2018年大幅上升,后于2019年回落,主要受環(huán)保政策趨嚴(yán)影響,2018年部分PMDA生產(chǎn)企業(yè)被限產(chǎn)或停產(chǎn),PMDA供不應(yīng)求導(dǎo)致價格大幅上升;2019年起部分PMDA企業(yè)產(chǎn)能恢復(fù),價格相應(yīng)回落。

2.1.2中游

PI薄膜性能優(yōu)越,下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。聚酰亞胺的產(chǎn)品形態(tài)包括薄膜、泡沫、纖維、光敏型聚酰亞胺與聚酰亞胺基復(fù)合材料等,其中PI薄膜占比超過70%,是聚酰亞胺產(chǎn)業(yè)最重要的產(chǎn)品形態(tài)。PI薄膜的制造需經(jīng)過樹脂聚合、流涎鑄片、定向拉伸亞胺化和后處理等生產(chǎn)工序。

各類別PI薄膜應(yīng)用:熱控PI薄膜(高導(dǎo)熱石墨膜前驅(qū)體PI薄膜)、電子PI薄膜(電子基材用PI薄膜、電子印刷用PI薄膜)、電工PI薄膜(耐電暈PI薄膜、C級電工PI薄膜)、航空PI薄膜(聚酰亞胺復(fù)合鋁箔MAM)。

2.1.3下游

FCCL的板材膜常見的有聚酰亞胺膜(PI)、聚酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、液晶顯示屏高聚物(LCP)等高分子材料塑料薄膜。

FPC即柔性PCB,簡稱軟板,F(xiàn)PC主要原材料包括撓性覆銅板(FCCL)、覆蓋膜、元器件、屏蔽膜、膠紙、鋼片、電鍍添加劑、干膜等八大類,其中撓性覆銅板(FCCL)是生產(chǎn)FPC最重要的基材,占比為40%,F(xiàn)PC的所有加工工序均是在FCCL上完成的。全球FCCL產(chǎn)能主要集中在日本、中國大陸、韓國以及中國臺灣,其中中國大陸占比為21%,位列第三。FPC是以聚酰亞胺(PI)或聚酯(PET)薄膜為基材制成的可撓性PCB,與傳統(tǒng)PCB硬板相比,具有生產(chǎn)效率高、配線密度高、重量輕、厚度薄、可折疊彎曲、可三維布線等顯著優(yōu)勢,更符合下游電子行業(yè)智能化、便攜化、輕薄化趨勢要求,可廣泛應(yīng)用于航天、軍事、移動通訊、筆記本電腦、計算機、數(shù)字相機等領(lǐng)域或產(chǎn)品上,是近年來PCB行業(yè)各細(xì)分產(chǎn)品中增速最快的品類。

(擴(kuò)充)2021年全球FPC市場規(guī)模為182億美元,預(yù)計2025年將達(dá)到287億美元,年均復(fù)合增速12.06%。從競爭格局上看,2019年全球Top3FPC廠商分別為旗勝、鵬鼎和住友,共計占據(jù)FPC市場60.5%的份額,市場集中度較高。

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2.2進(jìn)入壁壘

產(chǎn)能技術(shù)壁壘較高,高端PI膜主要技術(shù)壁壘在于設(shè)備工藝和人才。

1、設(shè)備定制周期較長。核心設(shè)備采購主要來自海外,采購周期約18-24個月,這就對廠商的技術(shù)和市場有足夠的預(yù)判能力,否則不敢貿(mào)然下訂單采購。

2、工藝難度大、定制化程度高。PI膜本身制備難度較大,特別是亞胺化工藝能否突破化學(xué)法是普遍難題。并且對不同的行業(yè)和客戶,PI薄膜的相關(guān)參數(shù)和工藝都不一樣,需要通過反復(fù)調(diào)試和技術(shù)攻關(guān)才有望獲得穩(wěn)定量產(chǎn)。PI膜下游高端市場電子、通信、軌交等對產(chǎn)品質(zhì)量極為苛刻,不能保證穩(wěn)定量產(chǎn)則難以獲得客戶認(rèn)可。

3、技術(shù)人才稀缺。具備PI膜生產(chǎn)能力的研發(fā)和車間操作人員需要較高的理論水平和長期的研發(fā)實踐,難以速成。因此,對任何PI膜廠商,核心研發(fā)團(tuán)隊均受到高度重視。

2.3國家政策

政府政策的支持是中國PI膜行業(yè)市場發(fā)展的重要推動力。2017年,中國政府出臺了《國家環(huán)保稅收政策》,將PI膜納入環(huán)保稅收政策范圍,這有利于推動PI膜行業(yè)的發(fā)展,提升行業(yè)整體水平。

國家政策對PI薄膜及其下游行業(yè)的支持。《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》、《“十三五”材料領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃》等政策明確列示“聚酰亞胺”為“先進(jìn)結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料”之發(fā)展重點。國家政策導(dǎo)向?qū)π袠I(yè)發(fā)展有重要指導(dǎo)作用,為高性能PI薄膜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。在核心技術(shù)自主化、關(guān)鍵材料國產(chǎn)化的背景下,本行業(yè)將迎來重要發(fā)展機遇。

3聚酰亞胺行業(yè)競爭格局分析

3.1市場規(guī)模

3.1.1全球視角

全球聚酰亞胺薄膜市場規(guī)模不斷擴(kuò)大,根據(jù)數(shù)據(jù)顯示,2017年全球PI薄膜市場規(guī)模為15.1億美元,2019年達(dá)到18億美元,2020年為20.5億美元。2021年全球聚酰亞胺薄膜市場規(guī)模約為22億美元,至2022年全球PI薄膜市場總規(guī)模可達(dá)24.5億美元。

隨著5G通信、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展驅(qū)動消費電子產(chǎn)品升級,對材料的散熱性能、介電性能等要求越來越高,而曲面屏、折疊屏等柔性顯示技術(shù)的快速發(fā)展等均將在未來加速PI市場的發(fā)展。GrandView預(yù)計到2025年全球PI薄膜市場將增長至31億美元。

3.1.2國內(nèi)視角

根據(jù)市場調(diào)研在線網(wǎng)發(fā)布的2023-2029年中國PI膜行業(yè)市場調(diào)查研究及發(fā)展前景規(guī)劃報告數(shù)據(jù),2016年中國PI膜行業(yè)市場規(guī)模約為25億元,2017年上升至30億元,2018年達(dá)到35億元,2019年達(dá)到40億元,2020年突破50億元,2021年達(dá)到60億元;2022年國內(nèi)PI薄膜市場總規(guī)模達(dá)72.4億元,其中,電子級PI薄膜26.3億元,特種級PI薄膜26.9億元,導(dǎo)熱級PI薄膜9.5億元,電工級PI薄膜9.7億元。

2023年預(yù)計80億元,2024年預(yù)計90億元,2025年達(dá)到100億元,2026年達(dá)到110億元。

(擴(kuò)充)在2018年P(guān)CB全球產(chǎn)值分布中,日本企業(yè)占比為37%,位居第一,中國大陸廠商的占比僅為16%,位居第四;而在2021年的PCB產(chǎn)值分布中,中國臺灣以32.8%的占比位居第一,中國大陸的占比上升至31.3%,排名第二,日本的產(chǎn)值占比下降至17.2%,降幅超過50%。近年來以日企為代表的海外PCB廠商擴(kuò)產(chǎn)意愿較弱并逐步退出,而中國大陸積極承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,PCB產(chǎn)值及其在全球的占比快速提升。

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3.2商業(yè)模式

基本模式:技術(shù)研發(fā)+生產(chǎn)制造+對接下游進(jìn)行銷售。

1、FPC行業(yè)逐步形成寡頭競爭格局,F(xiàn)PC行業(yè)作為資本密集型行業(yè),對資金及客戶準(zhǔn)入門檻拔高,前期投入和持續(xù)經(jīng)營對企業(yè)資金實力的要求較高。當(dāng)前新建一條年產(chǎn)能百萬平方米以上的PCB生產(chǎn)線至少需投入數(shù)億元。

2、同時為保持產(chǎn)品持續(xù)競爭力,廠商還必須不斷對生產(chǎn)設(shè)備及工藝進(jìn)行升級改造,并保持較高的研發(fā)投入,緊跟行業(yè)更迭步伐。

3、FPC制造商需要在下游客戶的生產(chǎn)集中地區(qū)建廠布局以保持其快速供貨和交付能力。從客戶準(zhǔn)入門檻來看,電子產(chǎn)品制造商選擇FPC供應(yīng)商時,一般需經(jīng)過1-3季度長時間的嚴(yán)格認(rèn)證考核,在形成合作關(guān)系的基礎(chǔ)上逐步加大訂單及供應(yīng)量進(jìn)行合作。因此,一旦形成長期穩(wěn)定的合作關(guān)系,不會輕易啟用新的FPC供應(yīng)商,從而形成較高的客戶認(rèn)可壁壘。

4、FPC產(chǎn)品毛利率偏低,廠商需要不斷提升規(guī)模強化其行業(yè)壁壘。從知名FPC廠商鵬鼎控股、臺郡科技(臺股)、東山精密、弘信電子、奕東電子經(jīng)營情況來看,其2021年毛利率分別為20.39%、17.80%、14.67%、3.68%、27.89%,總體毛利率都相對較低,F(xiàn)PC廠商主要通過擴(kuò)產(chǎn)的方式形成規(guī)模效應(yīng),強化行業(yè)壁壘,以實現(xiàn)最終盈利提升目的。

3.3國內(nèi)市場格局

在市場競爭方面,我國聚酰亞胺行業(yè)起步時間較晚,與杜邦公司、鐘淵化學(xué)工業(yè)株式會社等企業(yè)相比存在較大的技術(shù)、產(chǎn)品等差距,尤其是在高端產(chǎn)品及大類別基本被國外企業(yè)壟斷。但目前國內(nèi)企業(yè)以生產(chǎn)電工級聚酰亞胺薄膜為主,少數(shù)企業(yè)能生產(chǎn)高性能的電子級聚酰亞胺薄膜。

近年來,國內(nèi)專業(yè)制造商加速發(fā)展,國產(chǎn)化PI薄膜逐漸實現(xiàn)進(jìn)口替代,其中,深圳瑞華泰薄膜科技股份有限公司產(chǎn)品銷量的全球市場占比約6%,標(biāo)志國產(chǎn)PI薄膜廠商正式跨入全球競爭行列。

以下為增量市場的證明過程:

2022年國內(nèi)各類下游需求中,電子級PI薄膜占比最高,約占38%,第二是特種級PI薄膜,約占36%,導(dǎo)熱級和電工級分別占總需求的14%和12%。

1、電子級:撓性覆銅板(FCCL)市場規(guī)模逐步擴(kuò)大,帶動電子級PI薄膜需求量持續(xù)增長。全球FCCL市場規(guī)模由2014年的26.4億美元增長至2019年的44.8億美元,2018年全球FCCL用PI膜的需求量達(dá)到13750噸,中國的FCCL用PI膜需求量達(dá)到4500噸,是PI膜最主要的應(yīng)用領(lǐng)域。

作為FCCL的主要原材料,電子級PI薄膜需求隨FCCL同步增長,2019年全球FCCL產(chǎn)業(yè)PI薄膜需求量達(dá)14877.5噸,國內(nèi)需求量4869.0噸,增長率均為8%。從FPC產(chǎn)值看,2014-2020年國內(nèi)FPC產(chǎn)值從290.7億元增長至526.0億元,復(fù)合增長率10.4%。近年來FPC需求增速有所放緩,但下游新型電子產(chǎn)品的發(fā)展將為FPC行業(yè)注入新的增長動力,2021年FPC產(chǎn)值可增長至544.4億元,從而促進(jìn)電子級PI薄膜市場持續(xù)擴(kuò)容。

2、特種級:隨著OLED取代LCD成為顯示行業(yè)趨勢,顯示面板正沿著曲面→可折疊→可卷曲的方向前進(jìn)。為了實現(xiàn)柔性可折疊,現(xiàn)有顯示屏中的剛性材料要逐步替代為柔性材料。PI材料以其優(yōu)良的耐高溫特性、力學(xué)性能及耐化學(xué)穩(wěn)定性,是最佳的應(yīng)用方案。

CPI(透明PI)主要應(yīng)用蓋板材料和觸控材料。在航空航天領(lǐng)域,PI薄膜因其優(yōu)異的耐候性和耐輻射性而被用作火箭防護(hù)材料,自2015年起得益于政策扶持與民營企業(yè)發(fā)展,國內(nèi)運載火箭發(fā)射數(shù)量逐步增多,發(fā)射收入增長迅速,2019年商業(yè)航天全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)袌鲆?guī)模突破8000億元,復(fù)合增長率達(dá)22.1%。由于單發(fā)運載火箭原材料成本可占總成本的35%,原材料國產(chǎn)化勢必大幅降低制造成本,從而推進(jìn)特種級PI薄膜增長,尤其是TPI(熱塑性)。

在柔性屏幕領(lǐng)域,柔性CPI薄膜是大多數(shù)折疊手機生產(chǎn)商所采用的屏幕蓋板材料。隨著柔性顯示的不斷商用化,折疊手機逐漸成為手機新形態(tài),根據(jù)相關(guān)預(yù)測,2024年全球折疊手機出貨量將達(dá)4530萬部,國內(nèi)出貨量達(dá)1320萬部,而柔性蓋板作為折疊手機的核心部件,將推動特種級PI薄膜持續(xù)增長。

3、導(dǎo)熱級:隨著消費級電子產(chǎn)品向智能化和多功能化發(fā)展,電子產(chǎn)品內(nèi)部高頻率、高功耗的零部件在具有高性能的同時也釋放了大量的熱量,由于導(dǎo)熱石墨具有易加工且、高穩(wěn)定性的特點,導(dǎo)熱石墨膜逐漸成為智能手機、超薄筆記本電腦、平板電腦和LED電視等消費電子產(chǎn)品的主流散熱材料。

5G手機與5G基站功率大幅提升、5G手機芯片功耗提升造成發(fā)熱量大幅提升,帶動了對導(dǎo)熱材料需求的增加。近年來,國內(nèi)導(dǎo)熱界面材料市場規(guī)模逐步擴(kuò)大,從2014年的6.6億元增長至2020年的12.7億元,5G技術(shù)的驅(qū)動下,電子產(chǎn)品功耗增加,以熱控pi膜為原料的高導(dǎo)熱石墨膜需求提升。

4、電工級:電工PI薄膜由于耐電暈、高絕緣等特性,常用于變頻電機、發(fā)電機等高級絕緣系統(tǒng),目前主要應(yīng)用于高速軌道交通、風(fēng)力發(fā)電、新能源汽車等領(lǐng)域。電工PI薄膜主要用于變頻電機、發(fā)電機等高等級絕緣系統(tǒng),最終應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、高速軌道交通等領(lǐng)域。

在風(fēng)力發(fā)電行業(yè),中國是全球最大的風(fēng)電發(fā)展市場,截至2020年底,國內(nèi)風(fēng)力發(fā)電累計裝機容量達(dá)到282GW,累計裝機容量全球占比36%。在倡導(dǎo)新能源的背景下,隨著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈的國產(chǎn)化,電工PI薄膜將具備更廣闊的市場前景。在高速軌道交通行業(yè),中國高鐵運營里程全球排名第一,占比超過60%,截至2019年底,國內(nèi)高鐵運營里程數(shù)達(dá)到3.5萬公里,動車組機車擁有量達(dá)到2.9萬輛,2020年國內(nèi)高鐵里程將達(dá)到3.7萬公里,電工PI薄膜的市場規(guī)模將不斷擴(kuò)大。

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3.4國際市場格局

目前全球PI薄膜下游應(yīng)用領(lǐng)域中,撓性電路板FPC所占比例最大,約為48%,其次包括航空航天材料和柔性顯示材料在內(nèi)的特種制品約占29%,其余應(yīng)用領(lǐng)域占23%。航空航天技術(shù)的發(fā)展和電子行業(yè)的增長推動了該行業(yè)的需求,移動電話和柔性顯示器等消費電子產(chǎn)品的消費增加,也對PI膜行業(yè)產(chǎn)生積極影響。

3.4.1產(chǎn)能視角

國外巨頭占據(jù)市場主流,國內(nèi)產(chǎn)能逐步跟進(jìn)。國內(nèi)PI薄膜起步較晚,產(chǎn)能、工藝、技術(shù)等多方面與國外巨頭均存在差距。從全球格局來看,包括美國杜邦公司、日本鐘淵化學(xué)工業(yè)株式會社、日本東麗株式會社、日本宇部興產(chǎn)株式會社和韓國SKC Kolon PI公司在內(nèi)的美、日、韓企業(yè)占據(jù)了整個行業(yè)近80%的產(chǎn)能。

3.4.2技術(shù)視角

CPI薄膜全球?qū)@暾埩績H占全球PI薄膜專利申請量的9%左右,我國專利申請量僅占2.6%左右,總體上CPI薄膜領(lǐng)域的專利技術(shù)儲備量偏低。PI的核心技術(shù)被全球少數(shù)企業(yè)所掌握,杜邦(Dupont)、日本宇部興產(chǎn)(Ube)、鐘淵化學(xué)(Kaneka)、日本三菱瓦斯MGC、韓國PI尖端素材(原 SKPI)為高端PI薄膜主要供應(yīng)商。

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3.5典型企業(yè)分析

3.5.1美國杜邦(Dupont)

美國杜邦公司是一家以科研為基礎(chǔ)的全球性企業(yè),涉及業(yè)務(wù)包括食物與營養(yǎng),保健,服裝,家居及建筑,電子和交通等生活領(lǐng)域。

1965年在俄亥俄州的塞克爾維尼建廠開始大規(guī)模生產(chǎn),并登記商品名為Kapton,Kapton薄膜有3種類型:H型、F型、V型,到1980年,生產(chǎn)有3種型號20多種規(guī)格(7.5~125μm),幅寬1500mm。通過技術(shù)改進(jìn),杜邦公司又于1984年推出3種改良型Kapton薄膜,分別為HN型、FN型、VN型,改良型聚酰亞胺薄膜在目前的生產(chǎn)中已占整個亞胺薄膜產(chǎn)量的85%。杜邦2022年有6000噸以上的產(chǎn)能,且很大一部分為蘋果公司的訂單。

杜邦公司2022年第四季度報表數(shù)據(jù)顯示,公司Q4營收31億美元,預(yù)期30.9億美元;凈利潤41.56億美元,預(yù)期3.57億美元。2022年全年凈銷售額為130億美元,同比增長4%;來自持續(xù)經(jīng)營的凈利潤為10.6億美元,每股盈利2.02美元。預(yù)計2023年第一季度凈銷售額約為29億美元,調(diào)整后每股盈利0.8美元。預(yù)計2023年凈銷售額約為123億-129億美元。

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3.5.2日本宇部興產(chǎn)(Ube)

宇部工業(yè)株式會社創(chuàng)立于1897年,公司總部在日本東京,目前宇部集團(tuán)正在開發(fā)“化學(xué)”、“建筑材料”和“機械”三項業(yè)務(wù),其中化學(xué)業(yè)務(wù)是宇部興產(chǎn)的核心業(yè)務(wù),開發(fā)從基礎(chǔ)化學(xué)品到高性能產(chǎn)品和先進(jìn)領(lǐng)域藥品的廣泛產(chǎn)品。宇部興產(chǎn)除了宇部工廠外,在日本千葉、堺、伊佐(山口)、神田(福岡)也設(shè)有生產(chǎn)基地。在海外,宇部興產(chǎn)在西班牙和泰國建立了己內(nèi)酰胺、尼龍樹脂、精細(xì)化學(xué)品等生產(chǎn)基地,活躍于全球市場。

據(jù)官網(wǎng)顯示,宇部興產(chǎn)2021財年(2020.4-2021.3)銷售額(包含子公司)實現(xiàn)6,138億日元;營業(yè)利潤(包含子公司)實現(xiàn)259億日元。

聚酰亞胺薄膜,Upilex最大寬度1016mm,Upirex聚酰亞胺薄膜系列有多種型號,包括Upirex -S _、Upirex -RN _、Upirex -VT _、Upirex -NVT _、Upirex -SGA _,可應(yīng)用于柔性顯示板、電路板各部分、納米墨水、固化性樹脂等輸送薄膜、膠膜基材、熱壓脫模材料等多種用途。與Kapton相比,UpilexS具有高耐熱性、較好的尺寸穩(wěn)定性和低吸濕性。

此外,宇部興產(chǎn)將擴(kuò)產(chǎn)宇部化學(xué)工廠的聚酰亞胺單體(BPDA)。該項目是為了應(yīng)對液晶電視回路基板、智能手機用有機EL面板以及混合動力汽車和電動汽車等電氣部件不斷擴(kuò)大的市場需求,計劃于2023年下半年投產(chǎn),產(chǎn)能將比目前水平提高60%。也就是說,除了2019年開始實施的聚酰亞胺薄膜(品牌名稱:UPILEX)和聚酰亞胺漿料(品牌名稱:UPIA)的重啟增產(chǎn)外,公司還將努力擴(kuò)大向外部銷售市場提供聚酰亞胺原料的供應(yīng)。

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3.5.3日本鐘淵化工(Kaneka)

最早于1980年開始實驗室內(nèi)研究聚酰亞胺薄膜并成功開發(fā)出一種新型“均苯”型PI薄膜商品名為“Apical”,1984年在日本志賀建立第一條APICAL聚酰亞胺薄膜生產(chǎn)線并于1985年開始量產(chǎn),產(chǎn)品主要應(yīng)用于FPCS。1986年建立美國Allied-Signal銷售公司;1988年開發(fā)出具有優(yōu)越尺寸穩(wěn)定性的APICALNPI型號;1989年Kaneka/AlliedJV公司在美國建立(主要用于制造銷售);1990年在美國成立Allied-APICAL公司并開始在美國德克薩斯州開始生產(chǎn)聚酰亞胺薄膜;1993年APICAL聚酰亞胺薄膜獲得ISO9002證書APICALNPI型號獲得近畿化學(xué)協(xié)會獎;1995年APICALAH型號生產(chǎn)厚度規(guī)格有175μm200μm225μm;1997年KanekaHigh-TechMaterials(KHM)建立2006年7月KHM成為鐘淵美國德克薩斯州公司分部。

“Apical”系列PI產(chǎn)品主要應(yīng)用于FPCS(柔性印刷電路板)電子材料衛(wèi)星超導(dǎo)設(shè)施絕緣涂層材料等方面,是具有超耐熱性的高功能薄膜,也可用作飛機火車發(fā)動機的耐熱絕緣材料或攝像照相等小型產(chǎn)品的柔性印刷電路板的基板材料。目前透明pi膜處于開發(fā)階段。

3.5.4日本三菱瓦斯(MGC)

在超純電子級、食品級雙氧水產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝上具有世界領(lǐng)先優(yōu)勢,主要從事無機和有機化學(xué)產(chǎn)品、石油化學(xué)產(chǎn)品 、肥料、農(nóng)藥、飼料、飼料添加劑合成樹脂、合成橡膠及其他高分子產(chǎn)品 、染料、顏料、涂料、粘結(jié)劑 等的生產(chǎn)、交易。

所生產(chǎn)的cpi(透明pi膜),滿足高耐熱、高透明所需電子產(chǎn)品的需求,產(chǎn)品主要應(yīng)用于軟性顯示器相關(guān)產(chǎn)品及光學(xué)原件,是目前全球唯一有能力真正工業(yè)化生產(chǎn)透明PI薄膜的廠商。

3.5.5韓國科隆(SKCKOLONPI)

由SKC與KOLON整合聚酰亞胺膠片事業(yè),于2008年6月合資興建的公司。韓國SKC于2001年啟動聚酰亞胺薄膜的研發(fā),2002年與KRICT(韓國研究化學(xué)技術(shù)研究所)參與政府的聚酰亞胺研發(fā)項目;2003年建立第一條PI生產(chǎn)線;2004年P(guān)I薄膜生產(chǎn)線安裝調(diào)試并成功量產(chǎn),成為韓國史上第一個制造亞胺薄膜的企業(yè);2005年完成IN、IF型號開發(fā)。建立批量生產(chǎn)線并成功銷售SKC亞胺薄膜;2006年完成IS型號開發(fā)。

2021年3月,在CPI薄膜上制備了柔性透明的硅氧碳(SiOC)硬化涂層,開發(fā)出一種應(yīng)用于可折疊顯示器的柔性透明蓋板材料。成功實現(xiàn)了CPI透明薄膜的表面硬化層制備, SiOC/CPI薄膜具有出色的透明性、柔韌性、耐刮擦性和抗沖擊性等,有望作為透明蓋板材料應(yīng)用于下一代柔性或可折疊顯示器中。

2021年4月,韓國科隆工業(yè)宣布聯(lián)想推出的全球首款可折疊筆記本電腦聯(lián)想Thinkpad X1 Fold將使用科隆生產(chǎn)的透明PI膜作為蓋板玻璃。2021年5月,宣布小米的首款可折疊手機“Mimix Fold”將使用科隆的無色聚酰亞胺(CPI)膜用作Mimix Fold可折疊手機的蓋板玻璃。

SKC Kolon PI的第七條生產(chǎn)線將在2019年3月正式投產(chǎn),這條新產(chǎn)線將為公司帶來600-700噸的年產(chǎn)能,屆時SKCKolonPI的總產(chǎn)能將達(dá)到3300-3400噸/年以上。

3.5.6深圳瑞華泰(RAYITEK)

主營業(yè)務(wù):

1、瑞華泰是國內(nèi)高性能PI薄膜的龍頭。已成為全球高性能PI薄膜產(chǎn)品種類最豐富的供應(yīng)商之一,銷量全球占比約為6%,打破了杜邦等國外廠商對國內(nèi)高性能PI薄膜行業(yè)的技術(shù)封鎖與市場壟斷,跨入全球競爭的行列。

2、公司主要產(chǎn)品包括熱控PI薄膜、電子PI薄膜、電工PI薄膜等,廣泛應(yīng)用于柔性線路板、消費電子、高速軌道交通、風(fēng)力發(fā)電、5G通信、柔性顯示、航天航空等領(lǐng)域。終端客戶為西門子、龐巴迪、ABB、中國中車以及消費電子等領(lǐng)域企業(yè)。

融資情況:

1、2021年4月瑞華泰上市,募資四億用于1600噸PI膜項目。

2、2021年6月瑞華泰高性能聚酰亞胺薄膜項目預(yù)計明年進(jìn)入試生產(chǎn)階段,公司募投“嘉興1600噸高性能聚酰亞胺薄膜項目”廠房及配套設(shè)施等土建工程正全力推進(jìn)建設(shè),生產(chǎn)線已開始定制, 預(yù)計2022年下半年開始陸續(xù)有產(chǎn)線可進(jìn)入試生產(chǎn)階段。據(jù)瑞華泰表示,公司2020年度PI薄膜產(chǎn)能是720噸。目前瑞華泰量產(chǎn)產(chǎn)品包括熱控、電子、電工三大系列,此外還有小批量銷售的航空航天領(lǐng)域產(chǎn)品,以及樣品銷售的CPI薄膜。

盈利數(shù)據(jù):

1、2020年公司利潤主要來自于熱控PI薄膜和電子PI薄膜,兩者合計毛利占比達(dá)到80%以上。公司2020年毛利為1.31億元,同比增長44.2%,其中熱控PI薄膜毛利占比最大,共計0.69億元,占比52.5%。電子PI薄膜毛利0.35億元,占比26.5%。

2、未來短期業(yè)績:1000噸大概能對應(yīng)0.8億左右利潤,2023年估計1600噸銷量,大概對應(yīng)1.2億利潤。如果CPI也能貢獻(xiàn)利潤的話,那么利潤預(yù)期可以達(dá)到1.5億。長期空間:公司目前規(guī)劃了8000噸產(chǎn)能+500噸CPI產(chǎn)能,預(yù)計2025年左右達(dá)到,粗略估計能對應(yīng)8億利潤。如果將來因為國產(chǎn)化之后價格下降了,利潤預(yù)期可能在6-8億之間。

現(xiàn)有項目:

1、產(chǎn)能方面:目前產(chǎn)能1000噸(2020年產(chǎn)能720噸、2022年產(chǎn)量接近900噸),目前公司現(xiàn)存廠區(qū)位于深圳總部,另外正在建設(shè)的嘉興一期募投項目1600噸即將投產(chǎn),保守明年能夠釋放400噸,樂觀估計將放量800噸。重點布局了汽車電子,尤其是電池相關(guān)的汽車電子放量會很快。

2、另外,公司還布局了CPI產(chǎn)能500噸,是折疊屏的核心材料,目前全球只有韓國科隆工業(yè)具備大規(guī)模量產(chǎn),單噸價格超過1000萬,單噸毛利超過500萬元。CPI是PI材料當(dāng)中的性能天花板了,能把CPI材料搞出來,那么其他牌號的PI膜就不在話下了,華為等公司對公司的CPI材料抱有極高的期待。

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3.5.7安徽國風(fēng)塑業(yè)

主營業(yè)務(wù):塑膠建材及附件、塑料薄膜、其他塑料制品、非金屬新型材料及金屬制品的制造、安裝和銷售;企業(yè)自產(chǎn)產(chǎn)品及相關(guān)技術(shù)出口(國家限定公司經(jīng)營或禁止出口商品除外);企業(yè)生產(chǎn)、科研所需的原材料、儀器儀表、機械設(shè)備、零配件及技術(shù)進(jìn)口。

融資情況:

安徽國風(fēng)塑業(yè)股份有限公司成立于1998年9月23日,同年11月19日在深圳證券交易所掛牌上市。2021年12月2條PI膜線已投產(chǎn),電子級PI材料生產(chǎn)基地項目推進(jìn)中。2021年2月19日,國風(fēng)塑業(yè)電子級聚酰亞胺材料生產(chǎn)基地投資建設(shè)合作項目在合肥市政務(wù)中心正式簽約。

根據(jù)協(xié)議,國風(fēng)塑業(yè)將在合肥新站高新區(qū)投資建設(shè)“電子級聚酰亞胺材料生產(chǎn)基地項目”。項目總投資約23.8億元人民幣,占地約150畝,主要從事平板顯示產(chǎn)業(yè)配套柔性電路板基材用聚酰亞胺薄膜、漿料等新材料的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。項目分兩期開展,項目一期總投資約9億元,達(dá)產(chǎn)后預(yù)計年產(chǎn)900噸聚酰亞胺薄膜,年產(chǎn)值約4億元;項目二期總投資約14.8億元,達(dá)產(chǎn)后預(yù)計年產(chǎn)1300噸聚酰亞胺薄膜、2000噸聚酰亞胺漿料,年產(chǎn)值約12億元。

現(xiàn)有項目:

1、2021年2月19日,國風(fēng)塑業(yè)電子級聚酰亞胺材料生產(chǎn)基地投資建設(shè)合作項目在合肥市政務(wù)中心正式簽約。根據(jù)協(xié)議,國風(fēng)塑業(yè)將在合肥新站高新區(qū)投資建設(shè)“電子級聚酰亞胺材料生產(chǎn)基地項目”。項目總投資約23.8億元人民幣,占地約150畝,主要從事平板顯示產(chǎn)業(yè)配套柔性電路板基材用聚酰亞胺薄膜、漿料等新材料的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。項目分兩期開展,項目一期總投資約9億元,達(dá)產(chǎn)后預(yù)計年產(chǎn)900噸聚酰亞胺薄膜,年產(chǎn)值約4億元;項目二期總投資約14.8億元,達(dá)產(chǎn)后預(yù)計年產(chǎn)1300噸聚酰亞胺薄膜、2000噸聚酰亞胺漿料,年產(chǎn)值約12億元。

2、2021年12月正在建設(shè)的兩條聚酰亞胺薄膜生產(chǎn)線已進(jìn)入安裝調(diào)試階段,產(chǎn)品初步規(guī)劃以柔性線路用聚酰亞胺薄膜和石墨導(dǎo)熱用聚酰亞胺碳基膜為主;合肥新站高新區(qū)規(guī)劃建設(shè)電子級聚酰亞胺材料生產(chǎn)基地項目建設(shè)正在推進(jìn)。3、國風(fēng)塑業(yè)已在高新區(qū)建成投產(chǎn)的 4條 PI 薄膜生產(chǎn)線產(chǎn)能350 噸;正在建設(shè)中的新站高新區(qū) 5 條生產(chǎn)線產(chǎn)能815 噸。

3.5.8株洲時代新材

主營業(yè)務(wù):減振降噪制品、工程塑料制品、絕緣結(jié)構(gòu)材料及復(fù)合材料制品。

融資情況:2002年12月在上海證券交易所成功上市。2019年8月10日,時代新材發(fā)布公告稱,基于業(yè)務(wù)發(fā)展需要,公司擬以自有資金5000萬元投資成立全資子公司——株洲時代華鑫新材料技術(shù)有限公司。子公司主要經(jīng)營聚酰亞胺薄膜及相關(guān)制品的生產(chǎn)、檢測、銷售等業(yè)務(wù)。

盈利數(shù)據(jù):2018年上半年聚酰亞胺薄膜形成銷售收入5717萬元,目前正在籌劃二期產(chǎn)能建設(shè)工作;此外公司5G用PI膜、柔性O(shè)LED用透明PI等正在研發(fā)試驗階段,有望實現(xiàn)突破。

現(xiàn)有項目:1、于2011年啟動PI薄膜項目研發(fā),先后攻克了配方技術(shù)、裝備技術(shù)及制膜工藝難題,并于2017年底建成了中國首條化學(xué)亞胺法PI薄膜生產(chǎn)線,年生產(chǎn)能力達(dá)到500噸,成為全球第四家、中國首家具備批量產(chǎn)能、質(zhì)量對標(biāo)杜邦產(chǎn)品的供應(yīng)商,并與中國中車等企業(yè)有穩(wěn)定合作關(guān)系,首先用于絕緣領(lǐng)域,之后將進(jìn)一步拓展。

2、2019年三星正式推出的全新旗艦手機Galaxy S10系列,該系列手機上高導(dǎo)熱石墨片所使用的高性能PI薄膜,70%來自株洲時代新材料科技股份有限公司的PI薄膜生產(chǎn)線。這也是目前國內(nèi)唯一一條實現(xiàn)批量制造的化學(xué)亞胺法制膜生產(chǎn)線。

4聚酰亞胺行業(yè)總結(jié)展望

4.1目前行業(yè)存在問題

4.1.1技術(shù)缺口較大

缺乏高層次技術(shù)人才的完整培訓(xùn)系統(tǒng)。行業(yè)內(nèi)生產(chǎn)優(yōu)良率低于國際水平,在缺乏新興產(chǎn)品驅(qū)動下造成PI薄膜制造廠商同質(zhì)化競爭態(tài)勢愈來愈明顯。

美日韓pi膜廠商較高的生產(chǎn)技術(shù)水平搶占國內(nèi)龐大的消費市場。中低階產(chǎn)品一直存在著價格下降的壓力,受國際經(jīng)濟(jì)環(huán)境波動巨大。

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注釋:**代表母公司擁有該產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù);*代表目前能夠小批量生產(chǎn)

國內(nèi)生產(chǎn)的PI薄膜與國外同類產(chǎn)品在質(zhì)量方面仍存在一定差距,如力學(xué)性能稍低,外觀質(zhì)量稍差,熱收縮率稍高等問題。

PI 薄膜制造工藝復(fù)雜,尤其是電子級 PI 膜技術(shù)難度更高。首先,為了滿足柔性蓋板的高透光性,研發(fā)無色 PI 薄膜作為也是現(xiàn)階段需要攻克的難題之一。其次,亞胺化為PI制程中技術(shù)壁壘極高的一道工序,又可分為熱亞胺化和化學(xué)亞胺化;前者工藝簡單無法生產(chǎn)電子級及以上的PI薄膜,而我國大部分廠商采用此方法。

4.1.2產(chǎn)能較小

行業(yè)各個企業(yè)面臨的問題是產(chǎn)能太小,所以下游的大客戶不敢把大批量的訂單轉(zhuǎn)給單個企業(yè)(單個大客戶至少要占用大幾百噸產(chǎn)能),所以現(xiàn)在行業(yè)內(nèi)企業(yè)的客戶十分分散。PI材料的價格太高了,難以大規(guī)模應(yīng)用,除非是一些很高端的電池。

4.1.3進(jìn)口替代空間廣闊,但搶占難度較大

由于國內(nèi)PI薄膜行業(yè)的整體水平與國外存在差距,大部分停留于低端產(chǎn)品領(lǐng)域,而高性能PI薄膜領(lǐng)域主要被杜邦、鐘淵化學(xué)、SKPI等國外巨頭占據(jù),產(chǎn)品嚴(yán)重依賴進(jìn)口。我國PI膜的供給主要以電工級為主,從整體產(chǎn)能來看,2019年我國PI膜的產(chǎn)能約在9000噸,但其中電子級的產(chǎn)能不到1000噸。在我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級、關(guān)鍵材料國產(chǎn)化的背景下,高性能PI薄膜進(jìn)口替代的市場空間巨大。以瑞華泰為代表的具有獨立完善的核心技術(shù)體系的企業(yè),有望獲得更多市場份額,推動高性能PI薄膜的國產(chǎn)化進(jìn)程。

4.2驅(qū)動因素

1、聚酰亞胺材料具有優(yōu)異的耐高溫、耐低溫、高強高模、高抗蠕變、高尺寸穩(wěn)定、低熱膨脹系數(shù)、高電絕緣、低介電常數(shù)與損耗、耐輻射、耐腐蝕等優(yōu)點,同時具有真空揮發(fā)分低、揮發(fā)可凝物少等空間材料的特點,可加工成聚酰亞胺薄膜、耐高溫工程塑料、復(fù)合材料用基體樹脂、耐高溫粘結(jié)劑、纖維和泡沫等多種材料形式,因此在航空航天、空間、微電子、精密機械、醫(yī)療器械等許多高新技術(shù)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的商業(yè)價值。

2、柔性屏雖然可以實現(xiàn)彎曲,但如果頻繁彎曲,就會出現(xiàn)如同金屬紙張一樣的疲勞問題。柔性屏幕如果多次彎曲加上長時間的使用,受到多次的壓縮和拉伸應(yīng)力后,屏幕中間可能會出現(xiàn)折痕損壞。此外,電路板、元器件在經(jīng)受大量彎曲和非彎曲后,也可能導(dǎo)致折疊時受損或發(fā)生其他事故。現(xiàn)有的玻璃面板無法滿足其高頻率要求,手機廠商主要是用CPI薄膜去替代現(xiàn)有玻璃蓋板,CPI本身具有不錯的可折疊性,同時在PI膜表面增加涂層來增強硬度。

3、國產(chǎn)替代潮和政策扶持導(dǎo)向帶來的國家層面的驅(qū)動力量。

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4.3發(fā)展趨勢

4.3.1短期高端pi膜依賴進(jìn)口現(xiàn)狀維持不變

電工級PI膜因要求較低,國內(nèi)已能大規(guī)模生產(chǎn)且性能與國外產(chǎn)品沒有明顯差別。

電子級PI膜是隨著FCCL的發(fā)展而產(chǎn)生的,是PI膜最大的應(yīng)用領(lǐng)域,其除了要保持電工類PI膜優(yōu)良的物理力學(xué)性能外,對薄膜的熱膨脹系數(shù),面內(nèi)各向同性(厚度均勻性)提出了更嚴(yán)格的要求,由于國產(chǎn)PI膜在性能上與進(jìn)口PI膜存在一定的差距,不能滿足FCCL中高端產(chǎn)品的要求,未來仍需進(jìn)口大量的電子級PI膜。

4.3.2國產(chǎn)化趨勢

通過配方設(shè)計、生產(chǎn)工藝的不斷研發(fā)和裝備水平的提升,PI薄膜可衍生出更多滿足國內(nèi)新興市場所需求的有競爭性、與客戶共利共贏的產(chǎn)品。高性能PI薄膜產(chǎn)品嚴(yán)重依賴進(jìn)口,影響我國高技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈安全,同時需要支付高昂成本。加快推進(jìn)關(guān)鍵材料國產(chǎn)化,高性能PI薄膜進(jìn)口替代的市場空間可觀,在加快推進(jìn)關(guān)鍵材料國產(chǎn)化政策和市場環(huán)境支持下,國產(chǎn)化替代有著非常廣闊的市場機遇。

4.3.3差異化趨勢

由于消費電子產(chǎn)品的多樣化、生命周期愈來愈短,造成產(chǎn)品量少、高定制化,使得國內(nèi)相關(guān)企業(yè)能夠積極投身該行業(yè),進(jìn)行利基型競爭,同時進(jìn)行一站式服務(wù),進(jìn)行中小批量PI薄膜產(chǎn)品差異性制造,減少客戶投入FCCL設(shè)計的人力成本等。

未來PI薄膜的研究主要會朝高性能化、多功能化、易成型加工和低成本等方向發(fā)展,同時需要關(guān)注具有差別化和特殊應(yīng)用的高性能PI薄膜。通過分子結(jié)構(gòu)設(shè)計、新合成技術(shù)以及納米復(fù)合等技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)品的系列化和功能化來不斷擴(kuò)新品種和用途,以提高市場占有率。

4.4觀點總結(jié)

目前,PI超薄膜的研發(fā)方向主要體現(xiàn)在兩個方面:

一方面是標(biāo)準(zhǔn)型薄膜的超薄化。薄膜本身優(yōu)良的熱學(xué)與力學(xué)性能保證了其在超薄化過程中性能的穩(wěn)定,其主要技術(shù)瓶頸更多地在于制備設(shè)備與制膜工藝參數(shù)的優(yōu)化與調(diào)整。超薄型 PI 薄膜在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用前景。國外十分重視這類材料的研制與開發(fā),已經(jīng)有批量化產(chǎn)品問世;

另一方面是功能性 PI 超薄膜的研制與開發(fā)。其性能不僅與設(shè)備和工藝有著密切的關(guān)系,而且樹脂結(jié)構(gòu)的分子設(shè)計以及新合成方法的研究也起著至關(guān)重要的作用。如何在保證特種功能的前提下,盡可能地保持PI 薄膜固有的力學(xué)性能、熱性能等是一項極具挑戰(zhàn)性的研究課題,也是未來一項主要研究課題。

高性能PI薄膜是影響我國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的“卡脖子”材料,但我國在發(fā)展PI薄膜的道路上仍存在相對優(yōu)勢:

1、研發(fā)和技術(shù)人才積累。經(jīng)過幾十年的積累,不少PI膜廠商已經(jīng)有了豐富的研發(fā)經(jīng)驗,也培養(yǎng)了不少技術(shù)人才,期待由量變到質(zhì)變的發(fā)生。

2、大陸廠商成為下游主要客戶,帶來更多嘗試機遇。OLED、柔性電路板、石墨膜等下游重點市場的主要客戶均在中國大陸,這意味著上游PI膜廠商會有更多機會和本土客戶溝通、了解產(chǎn)品技術(shù)要求、嘗試走向高端市場。

3、東亞人才流動加快產(chǎn)業(yè)升級。隨著中國高端制造領(lǐng)域的崛起,大陸、臺灣、日本和韓國的技術(shù)人才流動已經(jīng)成為常態(tài),這進(jìn)一步加快了國內(nèi)廠商的技術(shù)突破和產(chǎn)品升級。

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原文標(biāo)題:高分子材料聚酰亞胺薄膜及導(dǎo)熱PI膜材

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