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液晶高分子(LCP)是一种各向异性的、由刚性分子链构成的芳香族聚酯类高分子材料,其在一定条件下能以液晶相存在。既有液体的流动性又呈现晶体的各向异性,冷却固化后的形态又可以稳定保持,LCP材料具有优异的机械性能。按照形成液晶相的条件不同,LCP分为溶致性液晶(LLCP)和热致性液晶(TLCP),LLCP可在溶液中形成液晶相,只能用作纤维和涂料;TLCP在熔点以上形成液晶相,具备优异的成型加工性能,不但可以用于高强度纤维,而且可以通过注射、挤出等热加工方式形成各种制品,应用远超LLCP。
LCP产品分类
细分产品 |
别称 |
特性 |
用途 |
溶致性液晶 |
LLCP |
可在溶液中形成液晶相 |
用作纤维和涂料 |
热致性液晶 |
TLCP |
在熔点以上形成液晶相 |
具备优异的成型加工性能,不但可以用于高强度纤维、而且可以通过注射、挤出等热加工方式形成各制品,应用远超LLCP。 |
据中金企信国际咨询公布的《2020-2026年中国液晶高分子市场专项调查分析及投资前景预测报告》统计数据显示:2019年全球LCP树脂材料产能约7.6万吨/年,全部集中在日本、美国和中国,产能分别为3.4万吨、2.6万吨和1.6万吨,占比分别为45%、34%和21%,其中美国和日本企业在20世纪80年代就开始量产LCP材料,我国进入LCP领域较晚,长期依赖美日进口,近几年来随着金发科技、普利特、沃特股份、聚嘉新材料等企业陆续投产,LCP材料产能快速增长。随着5G时代到来,未来LCP材料需求将有望迎来快速增长。
日本而言,在LCP技术发展初期,日本便把LCP材料列为其工业技术中的重点攻克对象。目前,日本已发展出包括村田制作所、宝理塑料、住友化学等多家可量产LCP材料的企业。其中,村田紧跟着美国步伐,在LCP材料领域进行了深度积累,具备从LCP材料制造到产品生产的完整产业实力,成为苹果的独家供应商。
中国LCP产品长期依赖进口,沃特股份于2014年收购三星精密的全部LCP业务,是目前全球唯一可以连续法生产3个型号LCP树脂及复材的企业,目前具备产能3000吨/年,材料产品在5G高速连接器、振子等方面得到成功推广和应用,并且针对传统材料无法适应新通讯条件下的环保、低吸水要求,公司LCP材料成功取代传统材料产品。另其余中国LCP生产企业产能均较小。
2019年全球LCP树脂材料产能分布
数据统计:中金企信国际咨询
具体生产企业看,目前共有塞拉尼斯、宝理塑料以及住友三家企业差能超过了1万吨,前三家企业产能占比高达61.84%。行业供给集中度较高。
2019年全球LCP企业产能分布
企业名称 |
产能,吨 |
塞拉尼斯 |
22000 |
宝理塑料 |
15000 |
住友 |
10000 |
聚驾新材料 |
6200 |
新日石 |
4700 |
苏威 |
4000 |
金发科技 |
3000 |
洛特新材料 |
3000 |
东丽 |
2500 |
普利特 |
2500 |
上野 |
2500 |
台湾长春 |
1800 |
德众泰 |
1000 |
数据统计:中金企信国际咨询
LCP下游应用十分广泛。美国发明TLCP材料后将其主要用于微波炉或其他炉具等耐高温材料,由于利润不高美国逐渐退出生产领域,而日本厂商则对LCP材料的生产和研发持续关注。随着工程领域对特殊性材料的需求日益增长,LCP因其特有的物理性能而被重新纳入大众的视野。根据数据统计,从产品应用上看,电子电器及消费电子、工业、汽车是主要的下游应用领域,分别占据80%、7%和6%,其中连接器用量近2/3。
2019年全球LCP各领域应用规模比重分析
数据统计:中金企信国际咨询
2002 年,全球 LCP 市场需求量仅为 1.6 万吨,2016 年总需求量达 5.4万吨,规模达 9.5 亿美元。预测2023 年全球 LCP 市场规模将达 14.5 亿美元,2016-2023 年复合增速为 6.2%。
下游应用领域:当前 LCP 多被应用于汽车导航,航空航天导航等领域。在手机天线中较少使用。随着苹果公司率先在 iPhone X 中使 用多层 LCP 天线,手机 LCP 天线的使用开始爆发。LCP 的电学性质十分优异:即使在在极高频也能保持介电常数 恒定,具有一致性;介质损耗与导体损耗小,能够应用于毫米波的处理;热可塑性强,容易实现多层叠层。
LCP 具有挠性,多层结构设计可以有效满足 5G 天线的复杂设计要求。5G时代,信号接收端不仅需要能够进行高频信号接收,还应实现 3G、4G 信号的同步接收处理,因而天线设计极为复杂,单层设计远远不能满足要求。而 LCP 为挠性材料,可以进行立体结构应用,通过多层结构设计,不仅能够满足信号接收的复杂要求,同时能够有效地将射频前端的同轴连接器进行整合,减少天线占用空间。可以说 LCP 是良好的 5G 天线使用材料。
LCP 天线已经在高端手机获得逐步推广,5G 时代来临有望加速 LCP 天线在手机中的渗透。2017 年苹果 iPhone X 及 iPhone8 系列率先使用了 2 个LCP 天线,实现了 LCP 天线在手机中的率先应用。而苹果作为高端智能手里的领军品牌之一,已经率先开启了新一代天线的应用,伴随着多个品牌5G 手机的逐步推广,LCP 天线以其优质的信号传输性能和可弯曲特性将有望在 5G 手机中逐步获得推广。现阶段 LCP 材料的供给还相对有限,多数高端产能还掌握在美国、日本厂家手中,材料价格相对较高,仅有部分高端手机实现了材料的更新替换。伴随国内企业逐步在 LCP 材料及薄膜工艺上实现突破,有望逐步提升国内企业生产能力,逐步降低产品的生产成本,带动 LCP 天线的快速渗透。
全球天线用 LCP 薄膜市场容量测算
- |
2018 |
2019 |
2020E |
2021E |
2022E |
远期 |
手机出货量(亿部) |
14.05 |
14.42 |
14.79 |
15.17 |
15.57 |
15.97 |
LCP 膜在手机中应用比例 |
9% |
10% |
12% |
15% |
20% |
100% |
LCP 膜级树脂需求量(吨) |
138.47 |
166.34 |
307.20 |
393.98 |
538.97 |
2764.92 |
LCP 膜级树脂市场容量(亿元) |
0.39 |
0.47 |
0.87 |
1.11 |
1.52 |
7.79 |
LCP 膜需求量(百万平米) |
3.40 |
4.09 |
7.55 |
9.68 |
13.24 |
67.91 |
LCP 膜单价(元/平米) |
500 |
500 |
500 |
400 |
300 |
200 |
LCP 膜市场容量(亿元) |
17.01 |
20.43 |
37.73 |
38.71 |
39.71 |
125.82 |
数据统计:中金企信国际咨询
LCP材料还可以用作射频前端的塑封材料,相比如LTCC工艺,使用LCP封装的模组具有烧结温度低、尺寸稳定性强、吸水率低、产品强度高等优势,目前已被行业认作5G射频前端模组首选封装材料之一,应用前景广阔。仅考虑基站天线市场,预计到2022年高频印刷电路板基材市场规模将达到76亿美元,CAGR超过115%。