中國液晶高分子（LCP）格局與發(fā)展需求趨勢(shì)分析

中國液晶高分子（LCP）格局與發(fā)展需求趨勢(shì)分析

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又具有取向有序。LCP材料性能優(yōu)異，低介電損耗的優(yōu)質(zhì)特性帶動(dòng)LCP在5G高頻信號(hào)傳輸?shù)膽?yīng)用場(chǎng)景中加速應(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(shì)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主要以LCP樹脂材料作為主要的前下游應(yīng)用產(chǎn)品，由于應(yīng)用領(lǐng)域和要求不同，目前LCP樹脂主要分為注塑加工產(chǎn)品、薄膜加工產(chǎn)品和纖維產(chǎn)品。

目前全球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%，其中美國和日本企業(yè)在20世紀(jì)80年代就開始量產(chǎn)LCP材料，我國進(jìn)入LCP領(lǐng)域較晚，長(zhǎng)期依賴美日進(jìn)口，近幾年來隨著金發(fā)科技、普利特、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(zhǎng)。從具體生產(chǎn)企業(yè)看，目前塞拉尼斯、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)集中度較高。

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(chǎng)將保持持續(xù)增長(zhǎng)的勢(shì)頭，預(yù)計(jì)到2020年，其全球市場(chǎng)規(guī)?？蛇_(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)用領(lǐng)域的不斷拓寬，LCP市場(chǎng)規(guī)模將不斷增長(zhǎng)。

一、格局

目前全球LCP樹脂材料產(chǎn)能約7.6萬噸/年，全部集中在日本、美國和中國，產(chǎn)能分別為3.4萬噸、2.6萬噸和1.6萬噸，占比分別為45%、34%和21%，其中美國和日本企業(yè)在20世紀(jì)80年代就開始量產(chǎn)LCP材料，我國進(jìn)入LCP領(lǐng)域較晚，長(zhǎng)期依賴美日進(jìn)口，近幾年來隨著金發(fā)科技、普利特、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(zhǎng)。隨著5G時(shí)代到來，未來LCP材料需求將有望迎來快速增長(zhǎng)。

1、薄膜級(jí)LCP樹脂

5G時(shí)代信息傳播速度與4G相比將提升10倍以上，傳輸速率將達(dá)到1Gb/s，這就需要更高的頻譜帶寬來保證高效的信息傳輸。無線通信主要是使用電磁波進(jìn)行信息傳播，低頻段電磁波較高頻段傳輸距離更遠(yuǎn)，因而2G、3G、4G都普遍采用6GHz以下的中低頻段，然而隨著通信系統(tǒng)的不斷發(fā)展和部署可以用于移動(dòng)通信的6GHz以下的頻譜資源已經(jīng)非常稀缺，難以提供有效的頻段資源以滿足5G高速傳播的頻段要求，因而為了滿足5G高速的傳播要求，5G時(shí)代一方面需要提升中低頻譜的利用效率，同時(shí)還需要進(jìn)行高頻領(lǐng)域的布局，因而毫米波高頻段成為5G技術(shù)的主要頻段選擇。

不同于2G、3G、4G技術(shù)是在低頻領(lǐng)域的技術(shù)升級(jí)，5G技術(shù)是巨大的技術(shù)變革，天線長(zhǎng)度降低到毫米級(jí)，需要重新進(jìn)行天線產(chǎn)品設(shè)計(jì)。隨著5G技術(shù)的逐漸推廣，過度階段的產(chǎn)品不僅需要進(jìn)行5G高頻段的天線合理設(shè)計(jì)，還需要搭載可以接收3G、4G信號(hào)的天線，而智能手機(jī)的性能不斷提升，兼具輕、薄的產(chǎn)品要求，其為天線預(yù)留的空間十分有限。

1G通訊時(shí)代，移動(dòng)電話只能承載語音通信，為了保證通信信號(hào)的質(zhì)量，手機(jī)主要采用外置天線形式。而隨著技術(shù)的不斷提升，手機(jī)搭載的產(chǎn)品性能不斷增多，手機(jī)需要搭載的天線數(shù)量不斷增多，天線要求持續(xù)朝著輕量化方向發(fā)展，手機(jī)天線系統(tǒng)也開始內(nèi)置，彈片天線、FPC天線、金屬框架天線和LDS天線等多種移動(dòng)終端天線生產(chǎn)工藝逐漸發(fā)展。目前使用較為廣泛的是FPC天線、金屬框天線和LDS天線，而伴隨著5G時(shí)代的來臨，高頻高速傳輸要求將開啟新的天線時(shí)代，新的天線材料將逐漸獲得持續(xù)的應(yīng)用拓展。

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。

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。可以說LCP是良好的5G天線使用材料。

而蘋果作為高端智能手里的領(lǐng)軍品牌之一，已經(jīng)率先開啟了新一代天線的應(yīng)用，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材料的供給還相對(duì)有限，多數(shù)高端產(chǎn)能還掌握在美國、日本廠家手中，材料價(jià)格相對(duì)較高，僅有部分高端手機(jī)實(shí)現(xiàn)了材料的更新替換。伴隨國內(nèi)企業(yè)逐步在LCP材料及薄膜工藝上實(shí)現(xiàn)突破，有望逐步提升國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)能力，逐步降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，帶動(dòng)LCP天線的快速滲透。

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(chǎng)有望進(jìn)入快速增長(zhǎng)期。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(zhǎng)。來預(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40億市場(chǎng)空間。

雖然不同主體發(fā)展無人駕駛路徑略有不同，但進(jìn)入高階發(fā)展階段，都需要單車智能和交通智能的雙重配合。經(jīng)過多年的發(fā)展，無人駕駛?cè)晕磳?shí)現(xiàn)高階水平的應(yīng)用，其中的重要原因之一來自于現(xiàn)有的通訊技術(shù)尚未提供有效的信號(hào)傳輸支持。伴隨著5G時(shí)代的來臨，智能交通的推進(jìn)速度有望不斷加快，高頻、高速、低時(shí)滯的信號(hào)傳輸將成為每輛智能汽車的必備要求，因而在5G時(shí)代下，汽車的信號(hào)傳輸過程中同樣需要配備能接受毫米波，減少介電損耗的LCP天線。而相比于汽車的制造成本，LCP的天線單體價(jià)值量占比將極其微小，在智能汽車的推廣過程中，有望實(shí)現(xiàn)LCP天線的同步快速滲透。

毫米波雷達(dá)作為單車智能的重要設(shè)備，有望提升汽車中LCP天線的使用量。毫米波雷達(dá)具有體積小、方向性好、易集成、探測(cè)距離遠(yuǎn)和空間分辨率高的特點(diǎn)，受到的環(huán)境的影響較小，可以一定程度上辨別行人。而毫米波雷達(dá)成本較低，性價(jià)比高，搭配其他傳感器將成為無人駕駛的主要配置方案，在無人駕駛測(cè)距時(shí)的精確度較高。隨著無人駕駛程度的逐漸提升，對(duì)于駕駛感測(cè)的精度要求不斷提升，毫米波雷達(dá)的應(yīng)用也將有現(xiàn)階段的中高端市場(chǎng)滲透到中低端市場(chǎng)。伴隨著毫米波雷達(dá)的應(yīng)用，其反射的信號(hào)接收裝置也有望帶動(dòng)LCP天線在單車中的使用量。

可穿戴設(shè)備連接5G通信，通信傳輸疊加空間要求帶動(dòng)LCP天線應(yīng)用。近年來可穿戴設(shè)備持續(xù)保持高速增長(zhǎng)勢(shì)頭，而隨著5G時(shí)代的來臨，智能手表等部分可穿戴設(shè)備作為另一類通訊終端，亦需要進(jìn)行高頻信號(hào)的同步接收，LCP天線將有望獲得快速滲透。不僅如此，作為可穿戴設(shè)備，體積小，重量輕的要求更為迫切，伴隨著5G應(yīng)用場(chǎng)景的推廣以及5G配套的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容的增加，可穿戴設(shè)備的信號(hào)傳輸要求亦在同步提升，終端產(chǎn)品對(duì)LCP天線乃至以LCP載板的應(yīng)用亦將快速提升，帶動(dòng)薄膜級(jí)LCP樹脂的市場(chǎng)擴(kuò)展。

2、注塑級(jí)LCP樹脂

注塑級(jí)LCP是LCP的另一種形態(tài)，具有耐高溫、天然阻燃、超高機(jī)械強(qiáng)度、電絕緣性能好等特性，可以實(shí)現(xiàn)在多場(chǎng)景的應(yīng)用。

PCB（印刷電路板）是電子元器件電氣連接的載體，主要由絕緣基材與導(dǎo)體兩類材料構(gòu)成，在電子設(shè)備中起到支撐以及互聯(lián)的作用，其中撓性電路板又被稱為軟板，是一種用PI做基材制成的印刷電路，可以任意進(jìn)行彎折、撓曲，從而能在狹窄的空間中堆嵌大量精密元件。當(dāng)前，撓性電路應(yīng)用之廣泛正以驚人的速度發(fā)展。

低頻信號(hào)傳輸過程中，PCB基材基本上選擇FR-4一種介質(zhì)材料，未來高頻高速信號(hào)傳輸場(chǎng)景將不斷增加，例如5G在一開始是6GHz頻率，其后就到了28GHz的毫米波；例如超過77GHz的雷達(dá)也需要用到高頻信號(hào)。高頻信號(hào)的傳輸對(duì)于PCB基材有了新的要求，因?yàn)轭l率要高得多，所以材料損耗要小得多。PCB基材中影響介電常數(shù)、介質(zhì)損耗的主要是樹脂類型，由此來看，低損耗材料的LCP更有優(yōu)勢(shì)。

隨著電子裝置的復(fù)雜化和小型化發(fā)展，PCB有更多的集成電路，需要更為復(fù)雜的多層PCB，其密度不斷增加，尺寸不斷縮小。目前使用LCP可以制造25mm線寬/線距的LCP電路板，包括撓性板、剛撓結(jié)合板、封裝載板和高達(dá)20層的多層板，相信未來，伴隨著電子裝置的小型化發(fā)展，LCP基材應(yīng)用場(chǎng)景會(huì)不斷擴(kuò)寬。

SMT(表面組裝技術(shù))相較于傳統(tǒng)插裝技術(shù)，有著易于自動(dòng)化，適用于高頻應(yīng)用和高接腳密度等優(yōu)點(diǎn)。但是，SMT對(duì)材料的耐溫性能要求更高，需要焊接點(diǎn)附近的材料能在250℃下維持5s。此外SMT對(duì)材料的其他性能也要要求，例如尺寸穩(wěn)定性，阻燃性等。LCP有優(yōu)良的耐溫性，HDT可達(dá)230-300℃，高HDT的LCP是相當(dāng)適用于SMT連接器。LCP也具有良好的耐化學(xué)性及耐候性，而且耐輻射，更具有優(yōu)異的阻燃性。相對(duì)于PA6T，LCP既可以在高溫下保持穩(wěn)定，且無吸濕后尺寸不穩(wěn)定的問題。

LCP廣泛用于制造汽車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)各種零部件以及特殊的耐熱、隔熱部件和精密機(jī)械、儀器零件。本田混合動(dòng)力車的功率模塊外殼通過采用LCP實(shí)現(xiàn)頂級(jí)的小型化和高輸出。Mazda開發(fā)LCP共混復(fù)合材料，用于制造汽車車身的面板。

二、發(fā)展趨勢(shì)

LCP纖維（6-羥基-2-萘酸和羥基苯甲酸）是一種通過聚合技術(shù)和纖維制作用技術(shù)，采用LCP樹脂原料形成的聚合物。，從材料本身的特性來看，LCP纖維具有以下優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)：第一，LCP纖維的蠕變伸長(zhǎng)率小，具有良好的尺寸穩(wěn)定性；第二，不同于現(xiàn)有的超強(qiáng)纖維，LCP纖維具有良好的遷移能力，在加捻后仍有較高的強(qiáng)度保持率，這意味著我們可以用較少的纖維根數(shù)獲得與常規(guī)材料強(qiáng)度相同的高強(qiáng)度產(chǎn)品，或采用與常規(guī)材料相同根數(shù)的新型纖維從而獲得更高強(qiáng)度的產(chǎn)品；第三，LCP纖維的抗彎曲性使得其強(qiáng)度保持率高于其他超強(qiáng)纖維，因此可用于需反復(fù)彎曲的產(chǎn)品中；第四，LCP纖維還具有良好的阻燃性、耐熱性、耐酸性及減振性，這也與其樹脂及薄膜形態(tài)下