(報告出品方/作者:山西證券,葉中正、馮瑞)
PI 薄膜生產(chǎn)在配方、工藝及設備等多個環(huán)節(jié)均具有較高的技術壁壘,其中生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)涉及多道工序。①PI 薄膜在配方上的難點主要體現(xiàn)在:配方設計在追求特定高性能要求的同時需要兼顧各項性能的平衡;配方設計需要與產(chǎn)業(yè)化相匹配,需有較高的可行性;配方設計需要對單體類型及配比、添加材料等進行大量的試驗與篩選,新配方的研發(fā)周期通常在 2 年以上。②PI 薄膜在設備上的難點主要體現(xiàn)在:生產(chǎn)設備多為非標設備且精密度要求極高,由于國際巨頭對設備工藝嚴格保密,國內(nèi)廠商若自行設計難度很大,若進口整條產(chǎn)線則面臨使用和運行過程中自主可控性較差的問題。③PI 薄膜在工藝上的難點主要體現(xiàn)在:PI 薄膜的生產(chǎn)方法有一步法、二步法、三步法、氣相沉積法四大類,其中主流的、相對成熟的工藝是二步法(分為合成聚酰胺酸和成膜亞胺化兩步),通過二步法生產(chǎn) PI 薄膜又涉及聚酰胺酸合成、成型(流延、拉伸)、亞胺化(熱法、化學法)、后處理等多個環(huán)節(jié),任意一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)偏差都有可能影響PI 薄膜成品的質(zhì)量一致性和穩(wěn)定性。二步法是制備 PI 薄膜最為成熟的工藝,但由于細分環(huán)節(jié)較多且 PAA 儲存過程中容易分解,因而仍有較大的優(yōu)化空間。除宇部興產(chǎn)采用“一步法合成―流涎法成膜―熱法亞胺化”以外,目前主要的PI 薄膜生產(chǎn)廠商多采用“二步法合成―流涎拉伸法成膜―熱法/化學法亞胺化”。眾多研究及試驗表明采用不同方法生產(chǎn)出的 PI 薄膜在性能上存在顯著差異,以亞胺化環(huán)節(jié)為例:①化學亞胺化的PI 薄膜的玻璃化溫度、熱穩(wěn)定性高于熱亞胺化 PI 薄膜;熱亞胺化的 PI 薄膜具有較高的斷裂伸長率,化學亞胺化的PI 薄膜具有更大的拉伸強度、彈性模量(資料來源:《熱和化學亞胺化對 ODPA/ODA 聚酰亞胺薄膜性能的影響》)。②化學亞胺化的 PI 薄具有更優(yōu)異的力學性能、更好的可溶性以及在可見光范圍內(nèi)擁有更高的透光率,相比熱亞胺化的PI 薄膜,其亞胺化程度和起始分解溫度較低,介電常數(shù)較大(資料來源:《亞胺化途徑對聚酰亞胺薄膜性能的影響》)。與此同時,雖然二步法工藝已經(jīng)較為成熟但其固有的問題尚未解決,即聚酰胺酸溶液不穩(wěn)定并且對水汽很敏感,儲存過程中容易發(fā)生分解,所以聚酰胺酸烷基酯法、聚酰胺酸硅烷基酯法等改進方法也相繼出現(xiàn)。國內(nèi)部分廠商已具備完整的二步法制備技術,PI 薄膜國產(chǎn)化進程有望加快。國內(nèi)PI 薄膜行業(yè)的整體技術水平與杜邦、鐘淵化學等國外先進企業(yè)存在差距,但隨著中國 PI 薄膜產(chǎn)業(yè)化進程的發(fā)展,以瑞華泰為代表的國內(nèi)企業(yè)逐步建立起較完善的核心技術體系,掌握了完整的 PI 薄膜制備技術,推動PI 薄膜的國產(chǎn)化進程。瑞華泰的高性能 PI 薄膜制備方法與杜邦 Kapton 薄膜基本相同,采用兩步法合成方法,以流涎拉伸法制膜成型,以熱法為主,兼具化學法的工藝技術能力。依托從專用樹脂合成技術到連續(xù)雙向拉伸薄膜生產(chǎn)技術的完整制備技術,瑞華泰自主開發(fā)了熱控 PI 薄膜、電子 PI 薄膜、電工 PI 薄膜等系列產(chǎn)品,并成為產(chǎn)品種類最豐富的高性能 PI 薄膜供應商之一。隨著越來越多國內(nèi)上市公司進入 PI 薄膜行業(yè),國內(nèi)高性能PI 薄膜產(chǎn)業(yè)有望迎來快速發(fā)展,國產(chǎn)化趨勢增強。2.2 產(chǎn)能擴張是 PI 薄膜國產(chǎn)化率提升的關鍵PI 薄膜商業(yè)化以后應用領域不斷拓展,已逐步成為影響我國高新技術產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的“卡脖子”材料。PI 薄膜的商業(yè)化進程始于 20 世紀五六十年代,美國杜邦生產(chǎn)的 Kapton 產(chǎn)品首次實現(xiàn)了PI 薄膜的商業(yè)化生產(chǎn),并應用于耐高溫電工絕緣領域。20 世紀七八十年代起,日本宇部興產(chǎn)和鐘淵化學相繼開發(fā)出Upilex和Apical 產(chǎn)品并投入工業(yè)化生產(chǎn),PI 薄膜的商業(yè)化應用拓展至電子領域。進入21 世紀后,達邁科技、SKC、SKPI、瑞華泰等相繼建立了批量生產(chǎn)線,PI 薄膜的更多應用被開發(fā)出來,如用作高導熱石墨的前驅(qū)體材料、柔性顯示蓋板材料等;與此同時,隨著 FPC 等電子制造業(yè)由韓國、中國臺灣向中國大陸轉移,大陸地區(qū)在PI 薄膜下游市場中所占的比重不斷增加,5G 通信、柔性顯示、高速軌道交通等領域快速發(fā)展。高性能PI薄膜已逐步成為影響我國高新技術產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的“卡脖子”材料,市場需求不斷增加,國產(chǎn)化需求較迫切。基于不同的產(chǎn)品特性,PI 薄膜可應用于熱控、電子、電工、柔性顯示等諸多領域,市場空間廣闊。PI薄膜是高性能聚合物,具有一系列優(yōu)異的性能,根據(jù)產(chǎn)品性能的差異可分別用于熱控、電子、電工、柔性顯示等不同的行業(yè)。按照直接應用領域劃分,PI 薄膜可用于柔性印刷電路(FPC)、電線電纜、壓敏膠帶、特種加工產(chǎn)品、電動機和發(fā)動機,其中柔性印刷電路(FPC)是主要的應用場景,2022 年占比在66%以上;按照終端應用場景劃分,PI 薄膜可用于電子、汽車、航空航天、標簽等領域,其中電子和汽車是主要應用場景,2022 年合計占比超過 50%。Global Market Insights 數(shù)據(jù)顯示,2022 年全球PI 薄膜市場規(guī)模達到24億美元,預計 2032 年達到 45 億美元,2023-2032 年復合增長率為 6.6%;2022 年亞太地區(qū)PI 薄膜市場規(guī)模達到 8.87 億美元,占全球市場的比重超過 33%,考慮到亞太地區(qū)的汽車、電子、航空航天等行業(yè)不斷擴張,預計亞太地區(qū)的 PI 薄膜市場將迎來快速增長。
產(chǎn)能充足是搶占現(xiàn)有市場份額和拓展新市場的保障,也是國產(chǎn)化率提升的關鍵。全球高性能PI 薄膜的研發(fā)和制造技術主要由美國、日本和韓國企業(yè)掌握,美國杜邦、日本宇部興產(chǎn)、日本鐘淵化學、韓國SKPI(現(xiàn)更名為 PIAM)等廠商合計占據(jù)全球 80%以上的市場份額,其中韓國 SKPI(現(xiàn)更名為PIAM)近年來產(chǎn)能擴張速度最快:2021 年 PIAM 的產(chǎn)能由 3900 噸增長至 4500 噸,2022 年PIAM的產(chǎn)能由4500噸增長至 5250 噸,預計到 2024 年一季度 PIAM 的產(chǎn)能將超過 6000 噸。得益于產(chǎn)能快速擴張,PIAM已躋身PI薄膜行業(yè)領先企業(yè),2022 財年其銷量全球市占率達到 31.4%??紤]到新產(chǎn)品研發(fā)會對現(xiàn)有產(chǎn)線形成占用,國內(nèi)廠商現(xiàn)有產(chǎn)能相對較小尚不足以兼顧研發(fā)和生產(chǎn),但國內(nèi)主要廠商也開始積極推進擴產(chǎn)規(guī)劃:①瑞華泰深圳總部設計產(chǎn)能 1100 噸,已實現(xiàn)量產(chǎn)的 9 條產(chǎn)線合計產(chǎn)能 1050 噸,另外還有1 條50 噸的CPI 專用產(chǎn)線處于調(diào)試階段;同時嘉興廠區(qū)總規(guī)劃產(chǎn)能 7000 噸/年,其中一期的 1600 噸項目共規(guī)劃6 條產(chǎn)線,目前廠房建設工程已基本完成,4 條主生產(chǎn)線和各工廠系統(tǒng)主體安裝工作基本完成,各單項工程進入檢查階段,110KV變電站已通電,各公輔設施和生產(chǎn)線開始進入單機調(diào)試階段,另外 2 條全化法產(chǎn)線正在安裝,預計2023年下半年可陸續(xù)試生產(chǎn),2023 年預計可實現(xiàn)新增產(chǎn)能 400 噸—800 噸。②時代新材最初從國外進口一條生產(chǎn)線(采用化學法和流涎拉伸工藝),2019 年將 PI 薄膜產(chǎn)業(yè)化項目轉入子公司株洲時代華鑫。根據(jù)株洲新聞網(wǎng)報道,伴隨高性能 PI 膜需求提升以及第二條高性能 PI 膜生產(chǎn)線出爐,株洲時代華鑫的年生產(chǎn)能力達到1000 噸,未來公司還將繼續(xù)擴大產(chǎn)能,將 PI 薄膜的年產(chǎn)能提升到 3000 噸,以滿足國內(nèi)外高尖端技術產(chǎn)業(yè)PI 薄膜需求。③國風新材曾向瑞華泰采購 2 條產(chǎn)線,目前合肥高新區(qū)的 4 條熱法生產(chǎn)線已建成投產(chǎn),合計產(chǎn)能 350 噸;合肥新站高新區(qū)在建項目年產(chǎn)能 815 噸,擬擴建項目年產(chǎn)能 350 噸,目前合肥新站高新區(qū)在建的 8 條產(chǎn)線正按計劃推進建設并且有 2 條已于 2023 年 6 月 26 日順利投產(chǎn)。通過產(chǎn)能擴張,國內(nèi)廠商的產(chǎn)品結構將進一步豐富,生產(chǎn)效率提升、生產(chǎn)成本降低將進一步提升公司的市場競爭力。
熱控 PI 薄膜的需求量與下游人工石墨散熱膜市場情況直接相關,受消費電子市場低迷影響,2022年熱控 PI 薄膜的需求量有所回落。熱控 PI 薄膜是采用 PI 薄膜碳化-石墨化法制備人工石墨散熱膜的前驅(qū)體材料,其市場需求量與下游人工石墨散熱膜市場情況直接相關,其中智能手機是其主要應用領域。根據(jù)勢銀(TrendBank)統(tǒng)計,2017~2021 年期間,中國人工石墨散熱膜用熱控型 PI 薄膜市場需求量呈波動上升態(tài)勢,復合增長率為 14.3%;2022 年受消費電子市場低迷影響,中國人工石墨散熱膜用PI 市場需求量為2238噸,同比下降 9.8%,這是自 2017 年以來該產(chǎn)業(yè)在中國市場首次需求量下滑。瑞華泰及時代華鑫等國內(nèi)廠商已實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn),中國市場熱控 PI 薄膜國產(chǎn)化率有望快速提升。目前熱控 PI 薄膜領域主要供應企業(yè)包括:PIAM、達邁科技以及中國大陸廠商。其中,中國大陸廠商在該領域起步較晚,主要的生產(chǎn)和研發(fā)企業(yè)包括:瑞華泰、時代華鑫、國風新材、中天科技、順鉉新材等,熱控型PI薄膜屬于高性能 PI 材料,具有較高的技術壁壘,但目前瑞華泰和時代華鑫等國內(nèi)廠商已實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn),并且國產(chǎn)熱控 PI 薄膜的性能優(yōu)勢正逐步顯現(xiàn)。以瑞華泰為例,公司的高導熱石墨膜前驅(qū)體PI 薄膜(50微米)的關鍵性能達到行業(yè)先進水平;公司批量供應的高導熱石墨膜前驅(qū)體 PI 薄膜的最大幅寬可達1200mm,可制得 1200mm 寬幅以下客戶定制寬度的連續(xù)成卷石墨膜產(chǎn)品,同時易于石墨化,非常適合整卷燒制;公司產(chǎn)品制成的 25 微米高導熱石墨膜的耐彎折次數(shù)達到 20 萬次(測試標準:耐彎折測試儀),熱擴散系數(shù)均大于 900mm2/s(測試標準:ASTME1461),內(nèi)聚力 90,達到 100gf/in(測試標準:客戶標準),公司產(chǎn)品的導熱性能優(yōu)異。根據(jù)勢銀(TrendBank)統(tǒng)計,瑞華泰中國市場占有率約為 20%,中國市場人工石墨散熱膜用 PI 薄膜本地化率超 38%。考慮到我國人工石墨散熱膜產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速并已占據(jù)全球約70%的市場需求量,現(xiàn)有的國產(chǎn)人工石墨散熱膜用 PI 薄膜尚不足以滿足下游市場需求,國產(chǎn)替代的空間依舊非常廣闊。5G 技術的發(fā)展形成了更加多元化的高導熱石墨膜需求,也為熱控 PI 薄膜的發(fā)展創(chuàng)造了新的機遇,預期消費電子市場恢復后熱控 PI 薄膜市場也將逐步恢復。進入 5G 時代以后,智能手機的天線數(shù)量翻倍、射頻前端增加、處理器性能提升,同時向大屏折疊屏、多攝高清攝、大功率快充、高刷新率升級,功耗相比4G 手機大大提升,散熱需求也愈發(fā)強烈。在此背景下,散熱材料的重要性凸顯,高導熱石墨膜的市場需求預期增加,或?qū)⑼苿訜峥?PI 薄膜市場快速發(fā)展。但考慮到通貨膨脹和全球經(jīng)濟的不確定性使消費需求復蘇減弱,2023 年智能手機市場仍舊難言樂觀,目前全行業(yè)寄希望于今年下半年全球及中國智能手機市場會有一定反彈,并且反彈趨勢可能延伸到 2024 年,繼而逐步實現(xiàn)智能手機市場復蘇。根據(jù)IDC預測數(shù)據(jù),2023年全球和中國智能手機出貨量分別為 11.93 億臺和 2.83 億臺,同比分別下降1.1%和1.1%;2024 年全球和中國智能手機出貨量分別為 12.63 億臺和 3.00 億臺,同比分別增長 5.9%和 6.2%。3.2.1.2 電子 PI 薄膜:FPC 需求擴張為重要驅(qū)動,產(chǎn)能擴張助力國產(chǎn)化率提升電子 PI 薄膜是制造 FCCL 的關鍵基膜材料,F(xiàn)CCL 可加工成 FPC 并最終應用于手機、汽車等領域。FPC 板又稱為柔性電路板,是基于柔性絕緣基材(如 PI 膜)制成的印刷電路板,可以滿足更小型和更高密度安裝設計需要,也可以自由彎曲、卷繞、折疊,從而大大縮小電子產(chǎn)品的體積和重量,適應電子產(chǎn)品高密度、小型化、高可靠的發(fā)展方向。按照產(chǎn)品結構劃分,F(xiàn)PC 又可以分為單面FPC、雙面FPC、多層FPC以及軟硬結合 FPC。電子 PI 薄膜是 FPC 中非常常見的材料,可以作為絕緣基膜與銅箔貼合構成FCCL的基板部分,也可作為覆蓋膜貼覆于 FPC 表面用于保護線路免受破壞與氧化,同時還可以貼覆于FPC背面區(qū)域用于增強厚度和硬度從而方便插拔。根據(jù)基膜材料特性和基板制造方法不同,柔性覆銅板(FCCL)又可以劃分為傳統(tǒng)有接著劑型三層軟板基材(3L-FCCL)與新型無接著劑型二層軟板基材(2L-FCCL)兩大類,其中:①中低端電子 PI 薄膜主要應用于三層型撓性覆銅板(3L-FCCL),該產(chǎn)品價格較低,產(chǎn)量相對充足,廣泛應用于大宗軟板產(chǎn)品;②TPI 等高端 PI 薄膜主要應用于二層型撓性覆銅板(2L-FCCL),該產(chǎn)品價格較高,產(chǎn)量相對有限,因而主要應用于高階的軟硬結合板、COF 等產(chǎn)品。電子 PI 薄膜主要用于 FCCL 制造,下游應用領域景氣度不高疊加 FCCL 整體產(chǎn)能過剩預期會影響電子 PI 薄膜的需求量。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù),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,合計占比 96.8%;其中中國大陸占比 25.5%,位列第二。就中國大陸 FCCL 的供給情況而言,2016-2021年產(chǎn)能利用率呈現(xiàn)逐年上升態(tài)勢,但仍低于 50%,產(chǎn)能過剩的情況依舊存在??紤]到2021 下半年以來消費電子市場持續(xù)低迷以及疫情以來全球芯片短缺致使汽車明顯減產(chǎn),預期 2022 年FCCL 用電子PI 薄膜的需求量將會下降,但從歷年數(shù)據(jù)來看電子 PI 薄膜仍是需求量最大的 PI 薄膜產(chǎn)品:頭豹研究院數(shù)據(jù)顯示,2019年全球和中國 FCCL 用電子 PI 薄膜需求量分別為 14877.5 噸和 4869 噸。
國內(nèi)廠商已具備三層型撓性覆銅板(3L-FCCL)用 PI 薄膜供應能力,并且與國際巨頭的產(chǎn)品性能差異正逐步縮小,預期產(chǎn)能擴張后國內(nèi)廠商可搶占更多市場。相較于二層型撓性覆銅板(2L-FCCL),三層型撓性覆銅板(3L-FCCL)的生產(chǎn)工藝更加成熟,對于 PI 薄膜基材的要求也更低,國內(nèi)廠商在這一領域取得了突破性進展。以瑞華泰為例,公司的電子 PI 薄膜產(chǎn)品性能已達到行業(yè)先進水平,具體表現(xiàn)在:①公司的超薄電子基材用 PI 薄膜(7.5 微米)與杜邦、SKPI 和達邁科技的厚度公差均可穩(wěn)定控制在1μm之內(nèi);楊氏模量 4.8GPa 優(yōu)于 SKPI、略低于杜邦和達邁科技;熱膨脹系數(shù) 9ppm/℃優(yōu)于杜邦、SKPI 和達邁科技;200℃高溫下烘烤 2 小時的熱收縮率 0.1%低于杜邦、SKPI 和達邁科技。②公司的黑色電子PI 薄膜透光率達0.001%,與 SKPI 相當,優(yōu)于達邁科技;楊氏模量、絕緣強度等與杜邦、SKPI、達邁科技等國際先進企業(yè)相當;200℃高溫下烘烤 2 小時的熱收縮率為 0.15%,低于杜邦、SKPI 和達邁科技。盡管國內(nèi)廠商已具備FCCL用電子PI 薄膜的供應能力,但年產(chǎn)能均未超過 2000 噸,因而全球 80%以上的 FPC 用PI 薄膜的市場份額仍被杜邦、鐘淵化學、SKPI、達邁科技等公司占據(jù)。但瑞華泰、時代華鑫、國風新材等國內(nèi)廠商均在積極推進產(chǎn)能擴張,電子 PI 薄膜領域的國產(chǎn)化率有望進一步提升。手機需求逐步回暖、5G 時代帶來技術變革、汽車三化趨勢愈演愈烈、可穿戴市場快速發(fā)展等因素都將助推 FPC 需求快速增長,預期電子 PI 薄膜也將迎來新的發(fā)展機遇。FPC 下游應用領域景氣度回升可以帶動 FPC 行業(yè)快速復蘇,進而為電子 PI 薄膜創(chuàng)造更多的市場需求。①在手機領域:一方面,受全球通脹、消費電子景氣度下行等因素影響,2022 年手機出貨量下滑明顯,伴隨消費信心逐步回暖,預期FPC和電子PI薄膜的需求都將逐步回升;另一方面,進入 5G 時代后,消費電子迎來了新一輪的技術變革,高性能電子產(chǎn)品需求增長帶動高速高頻覆銅板市場需求快速增長,性能更優(yōu)異、附加值更高的電子PI 薄膜產(chǎn)品仍有較大的發(fā)展空間。②在汽車領域,“電動化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化”融合逐步成為主要發(fā)展潮流,F(xiàn)PC替代銅線線束的趨勢也愈發(fā)明確,伴隨汽車出貨量持續(xù)增加,F(xiàn)PC 的需求量也將持續(xù)擴張。群智咨詢數(shù)據(jù)顯示,2022年全球和中國汽車出貨量分別為 7970 萬臺和 2690 萬臺,預計到 2027 年將分別達到9430 萬臺和3250萬臺。戰(zhàn)新 PCB 產(chǎn)業(yè)研究院預測數(shù)據(jù)顯示 FPC 單車用量在 40-100 片不等,假定單車FPC 用量為70 片,據(jù)此可計算得到 2027 年全球和中國汽車用 FPC 需求量分別為 66.01 億片和 22.75 億片。③在可穿戴領域,伴隨產(chǎn)品不斷迭代升級,傳感器數(shù)量增加,性能和重量控制更為嚴格,電路更為復雜,F(xiàn)PC 用量也將持續(xù)增加。IDC預測數(shù)據(jù)顯示 2022 年全球可穿戴設備出貨量為 5.156 億部,較 2021 年下降3.3%;考慮到經(jīng)濟狀況逐步改善以及新興市場需求持續(xù)增加,IDC 預測 2023 年全球可穿戴設備出貨量將達到5.39 億部,到2026年底出貨量有望達到 6.283 億部。假定單機 FPC 用量為 10 片,據(jù)此可計算得到 2023 年和2026 年可穿戴設備用FPC需求量分別為 53.9 億片和 62.8 億片。根據(jù) Prismark 數(shù)據(jù),2024 年全球 FPC 產(chǎn)值有望達到144 億美元。3.2.1.3 電工 PI 薄膜:絕緣要求提升帶來新機遇,國內(nèi)廠商已順利破局電工 PI 薄膜常用于變頻電機、發(fā)電機等高級絕緣系統(tǒng),并最終用于高速軌道交通、風力發(fā)電、新能源汽車等領域。相對低端的 C 級電工 PI 薄膜主要用作耐溫電機、變壓器等產(chǎn)品的絕緣材料,其主要功能為耐高溫與絕緣,耐溫等級達到 200℃以上。隨著電力電子技術快速發(fā)展,將電力電子技術與高頻變壓器相結合的電力電子變壓器成為智能電網(wǎng)、高鐵動車、航空航天等多個領域的關鍵電氣設備。高頻變壓器在高效實現(xiàn)電壓等級變換、電氣隔離、功率調(diào)控等功能的同時,也面臨著絕緣材料加速老化、誘發(fā)電暈放電等嚴重危害電氣設備使用安全的情況。在此背景下,具有優(yōu)異耐電暈特性的電工 PI 薄膜重要性凸顯。目前,耐電暈 PI 薄膜主要用于變頻電機、發(fā)電機等的高等級絕緣系統(tǒng),并最終應用于高速軌道交通、風力發(fā)電等領域,保護絕緣系統(tǒng)免遭變頻電機運行時局部放電導致的損壞,提高電機長期運行的可靠性,保障高速列車的運行安全性,實現(xiàn)風電設備長壽命免維護。眾多研究表明借助納米改性技術可以有效改善PI 的耐電暈性能,已投入大規(guī)模生產(chǎn)的杜邦 Kapton 100CRC 是最具有代表性的產(chǎn)品。目前我國電工級 PI 薄膜整體消費量基本與電子級 PI 薄膜相當,并且國內(nèi)廠商已成功打破杜邦長期在耐電暈 PI 薄膜領域的全球壟斷。根據(jù)《中國化工信息周刊》消息,目前我國電子級PI 膜與電工級PI 薄膜整體消費量基本相當。并且電工級 PI 薄膜主要應用在傳統(tǒng)電工絕緣領域以及高鐵、風電、新能源汽車等新興領域,瑞華泰招股書數(shù)據(jù)顯示目前我國對于絕緣材料類的 PI 薄膜年需求量約為2000-3000 噸。傳統(tǒng)電工絕緣領域?qū)τ?PI 薄膜的性能要求相對較低因而國內(nèi)已能實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn),而多應用于新興領域且性能要求更高的耐電暈 PI 薄膜則長期被杜邦等國際巨頭所壟斷,但以瑞華泰為代表的國內(nèi)廠商已在耐電暈薄膜的突破上取得關鍵進展。以瑞華泰為例,公司自主研發(fā)的耐電暈 PI 薄膜具備優(yōu)異的耐電暈性能,依照國際電工委員會 IEC60343 的測試方法,在工頻 50Hz、電壓強度 20KV/mm(500V/mil)的條件下,耐電暈壽命超過100,000 小時(11 年)。根據(jù)上海電器設備檢測所對 38 微米厚度耐電暈 PI 薄膜制成的繞包導線進行的檢測,公司的耐電暈 PI 薄膜的耐電暈長壽命性能優(yōu)于杜邦;根據(jù)同行業(yè)公司公開的產(chǎn)品資料,公司產(chǎn)品的拉伸強度、斷裂伸長率和絕緣強度優(yōu)于杜邦。按照《GB/T21707-2018 變頻調(diào)速專用三相異步電動機絕緣規(guī)范》試驗要求,在峰值電壓 3.0KV、脈沖頻率 20KHz、脈沖上升時間 50ns 的測試條件下,公司耐電暈PI 薄膜的測試壽命平均可達 247.24 小時,達到行業(yè)領先水平。自 2014 年起,公司陸續(xù)通過西門子、龐巴迪、ABB、中國中車的產(chǎn)品認證,打破了杜邦長期在該領域的全球壟斷。技術水平提高及絕緣要求升級使電工 PI 薄膜的應用場景得以延伸,新興領域的快速發(fā)展也為其創(chuàng)造了巨大的市場空間。電工 PI 薄膜主要用于電工絕緣領域,隨著行業(yè)技術水平的提高,具備高絕緣強度、耐電暈特性的產(chǎn)品不斷出現(xiàn),從傳統(tǒng)電工絕緣延伸到高速軌道交通、風力發(fā)電、新能源汽車等領域。目前,這些新興領域正處于快速發(fā)展階段:①我國的高速鐵路發(fā)展非常迅速。截至 2022 年底,我國鐵路運營總里程達到 15.5 萬公里,其中高鐵運營里程達到 4.2 萬公里,預計 2035 年全國高鐵運營里程將實現(xiàn)7 萬公里。②我國的新能源汽車產(chǎn)業(yè)欣欣向榮。2018 年,我國新能源汽車銷售首度突破 100 萬輛,達到125.6 萬輛;2019年,由于補貼退坡銷量略有下降;2020 年,銷量達到 136.7 萬輛,同比增長超過10%;2021 年和2022年我國新能源汽車銷量分別達到 352.1 萬輛和 688.7 萬輛,同比分別增長 157.54%和95.62%。國務院發(fā)展研究中心市場經(jīng)濟研究所副所長在 2023 中國電動汽車百人會上進一步表示,到 2025 年我國新能源汽車的銷量有望達到 1700 萬輛左右,到 2030 年市場占有率預期會突破 90%從而達到約 3200 萬輛左右,市場潛力較大。③我國的風力發(fā)電迅速發(fā)展?!蛾P于促進新時代新能源高質(zhì)量發(fā)展的實施方案》指出到2030 年我國要實現(xiàn)風電、太陽能發(fā)電總裝機容量達 12 億千瓦以上的目標。截至 2022 年底,我國風電裝機容量約3.7億千瓦,同比增長 11.2%;太陽能發(fā)電裝機容量約 3.9 億千瓦,同比增長 28.1%。假定這一比例保持不變,預計2030年我國風電裝機容量將達到 5.8 億千瓦。作為上述新興領域的關鍵材料,耐電暈PI 薄膜的市場需求或?qū)⒉粩鄶U大。
3.2.2 高端市場:日韓企業(yè)長期壟斷,國內(nèi)廠商技術突破按下加速鍵3.2.2.1 COF 用 PI 薄膜:日本企業(yè)壟斷市場,國內(nèi)廠商加速破局正當時消費電子全面屏時代到來,更適應窄邊框、高屏占比需求的 COF、COP 需求快速擴張,工藝更加成熟、成本更低的 COF 封裝逐步成為主流。伴隨技術進步,消費電子顯示器經(jīng)歷了從CRT(陰極射線顯像管)到LCD(液晶顯示器)再到 OLED(有機發(fā)光二極管)的變革,消費者對于清晰度、厚度、形態(tài)(是否可折疊)、可視區(qū)域(屏占比)的追求也越來越高。在此背景下,更適應窄邊框、高屏占比需求的COF、COP需求快速擴張并逐步取代了 COG 封裝方式。與 COG 封裝方式相比,COF 封裝方式可以充分利用FPC可翻折的特性將顯示驅(qū)動 IC 芯片翻折至屏幕下方,從而縮小邊框、提升屏占比;與 COP 封裝方式相比,雖然COF封裝方式在減小邊框方面存在一定欠缺,但其工藝更加成熟、成本更低,因而逐步成為主流的屏幕封裝方式。伴隨 AMOLED、MiniLED、MicroLED 等新型顯示技術滲透率持續(xù)提升,作為COF 封裝關鍵材料的PI 薄膜有望迎來快速發(fā)展。顯示驅(qū)動芯片行業(yè)的發(fā)展與面板行業(yè)及其終端消費市場發(fā)展情況密切相關,主要的終端消費市場集中在顯示器、電視、筆記本電腦、智能手機、智能穿戴和車載顯示等。頎中科技招股書援引的賽迪顧問數(shù)據(jù)顯示,平板電腦、顯示器及個人電腦等顯示設備未來幾年的年出貨量基本保持穩(wěn)定或緩慢增長的態(tài)勢,驅(qū)動顯示面板市場發(fā)展的因素主要是結構調(diào)整,如相關終端設備對顯示分辨率、顯示屏幕便攜性等方面要求的逐漸提高;大尺寸 AMOLED、MiniLED、MicroLED 等新型顯示技術滲透率的提升;相關驅(qū)動芯片性能的提高等。以顯示分辨率為例,頎中科技招股書援引的沙利文預測數(shù)據(jù)表明4K、8K電視的滲透率分別將由 2021 年的 54.80%、0.71%提升至 2025 年的 79.72%、17.79%,單臺設備所需的顯示驅(qū)動芯片數(shù)量也將由 2K 時代的 4~6 顆增加到 4K 時代的 10~12 顆以及 8K 時代的20 顆左右。顯示驅(qū)動芯片需求大幅增加以及顯示驅(qū)動芯片封測行業(yè)技術提升將驅(qū)動 COF 封裝市場快速發(fā)展,進而為COF用PI 薄膜創(chuàng)造更大的發(fā)展空間。Research and Markets 數(shù)據(jù)顯示,2022 年全球 COF 市場規(guī)模預計為16 億美元,2030年有望達到 21 億美元,2022-2030 年 CAGR 為 3.3%。COF 用 PI 薄膜市場此前長期被日本企業(yè)壟斷,目前全球已有多家突破這項技術,其中包括中國大陸廠商丹邦科技。早在 2003 年,日本宇部興產(chǎn)公司就發(fā)布公告稱要開始布局COF 基板業(yè)務,并將其作為中期經(jīng)營計劃中的一項重點項目。依托相對完整的 COF 用 PI 薄膜和 COF 制程產(chǎn)業(yè)鏈,以宇部興產(chǎn)為代表的日本企業(yè)基本壟斷了 COF 用 PI 薄膜市場。但其他廠商也在積極布局這一業(yè)務,并將其列入公司中長期發(fā)展規(guī)劃:PIAM 的 CEO 在 2021 年接受 Korea JoongAng Daily 采訪時表示,PIAM 在COF 用PI 薄膜市場份額僅有不到 5%,其中長期的目標是將這一比例提升到 30%以上。除 PIAM 以外,杜邦、達邁科技、丹邦科技等公司也已突破這項技術,其中丹邦科技在“微電子級高性能聚酰亞胺研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化項目”2017年實現(xiàn)量產(chǎn)后已形成“PI 膜→FCCL→COF 柔性封裝基板→COF 產(chǎn)品”的全產(chǎn)業(yè)鏈結構,丹邦科技退市后中國大陸廠商在這一領域的競爭力可能會有所減弱。但以瑞華泰為代表的國內(nèi)廠商仍在積極推進COF 用PI 薄膜的研發(fā)與生產(chǎn),其與下游應用單位共同進行技術攻關的 COF 用 PI 薄膜目前已完成多次評價,加速破局指日可待。3.2.2.2 TPI 薄膜:鐘淵化學占據(jù)專利高地,國內(nèi)廠商逆勢開發(fā)新工藝手機等便攜式電子設備持續(xù)向高性能化、小型化、輕量化、薄型化發(fā)展,二層型撓性覆銅板(2L-FCCL)的市場需求持續(xù)擴張。FCCL 可以分為有膠型三層軟板(3L-FCCL)和無膠型二層軟板(2L-FCCL)兩大類,由于產(chǎn)品結構存在較大差異,2L-FCCL 會比 3L-FCCL 更?。焊鶕?jù)方邦股份招股書,普通型單層3L-FCCL的厚度大概在 36~111μm,極薄型單層 3L-FCCL 的厚度大概在 6~40μm;普通型單層2L-FCCL的厚度大概在 21~68μm,極薄型單層 2L-FCCL 的厚度大概在 5.5~34μm。除此以外,相比3L-FCCL,2L-FCCL的可操作使用溫度更高、介電常數(shù)更低、耐屈撓性更高并且重量更輕,因而 2L-FCCL 也逐步發(fā)展成為消費電子高性能化、小型化、輕量化、薄型化發(fā)展趨勢下的關鍵材料,根據(jù)中科玖源數(shù)據(jù),無膠型撓性覆銅板(2L-FCCL)占有超過 65%的 FCCL 市場量并且有 75%的產(chǎn)值占有率。目前,制備 2L-FCCL 的方法主要包括涂布法、層壓法和濺射法三大類:①涂布法是由 PI 預聚體聚酰胺酸(PAA)單面涂布在銅箔表面,經(jīng)過干燥及亞胺化后制得 2L-FCCL,涂布法是率先實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn) 2L-FCCL 的工藝,技術成熟但多用于生產(chǎn)單面撓性覆銅板,且黏附性較差;②層壓法是指將 PI 復合膜和銅箔在高溫高壓下經(jīng)過壓合制得2L-FCCL,多用于生產(chǎn)雙面二層撓性覆銅板,黏附力較強,但符合要求的熱塑性樹脂比較少且設備造價高昂;③濺射法是指在真空環(huán)境下先在基膜上噴射一層很薄的晶種層,然后通過鍍銅加厚至所需要的厚度從而制得2L-FCCL,優(yōu)勢在于能制作超薄銅層,適用于 FPC 精細線路或半加成法工藝,但是最大問題是工藝技術要求高,且板材剝離強度較低使用不穩(wěn)定,容易出現(xiàn)鍍層針孔等問題。目前,涂布法和層壓法是更為常用的2L-FCCL制備方法,二者合計占比在 70%以上。2L-FCCL 已成為主要的 FCCL 產(chǎn)品,伴隨 FCCL 市場空間持續(xù)擴大,TPI 的重要性也日益顯現(xiàn)。市場需求變化疊加技術水平提升促使 FCCL 的產(chǎn)品結構發(fā)生較大變化,附加值更高、更適用于精細電路的2L-FCCL 市場需求迅速增長。根據(jù)《2L-FCCL 用熱固性聚酰亞胺基體樹脂研究》一文,2L-FCCL和3L-FCCL的市場需求比例已從 2004年的 40%和60%變?yōu)?006年的 52%和48%,并且 2L-FCCL的價格通常為3L-FCCL價格的 1.5-2 倍。從勢銀(TrendBank)《2019 年撓性覆銅板及覆蓋膜材料市場分析報告》披露的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn),2013 年以來 2L-FCCL 的優(yōu)勢地位愈發(fā)明顯。Prof Research 預測數(shù)據(jù)顯示,2017 年全球FCCL市場空間為 22.10 億美元,預計 2022 年將達到 28.13 億美元(2017-2022 年 CAGR 為4.9%),到2027 年全球FCCL市場空間有望擴大至 28.83 億美元。在此情況下,預期 2L-FCCL 仍將穩(wěn)步增長,作為制備2L-FCCL關鍵材料的 TPI 重要性也日益顯現(xiàn)。TPI(熱塑型 PI)是一類可熔融的線性聚合物,一般在分子主鏈上含有酰亞胺環(huán)和柔性基團,由于其成型期間沒有發(fā)生化學交聯(lián),因而可以反復模塑和再加工,廣泛應用于工業(yè)領域的模壓、擠出成型等,如日本鐘淵化學公司開發(fā)的牌號為“PIXEO”的 PI 復合膠粘膜就可應用于FPCB的制備。
鐘淵化學擁有“三層共擠”專利技術并占據(jù)專利高地,以瑞華泰為代表的國內(nèi)廠商通過自有工藝路徑打破壟斷。相比于涂布法,層壓法的成本較高,需要使用幾乎被杜邦、鐘淵化學和宇部興產(chǎn)3 家企業(yè)壟斷的 PI 基膜原材料。并且早在 2011 年鐘淵化學就獲得了“三層共擠”專利技術,該專利是對澆鑄在支撐體表面的流動聚酰胺酸溶液、中間的非熱塑型聚酰亞胺層、設置在非熱塑型聚酰亞胺層表面的熱塑型聚酰胺層進行三層共擠壓,成形后再從支撐體上剝離下來,可以減少雙面涂布聚酰胺酸溶液并進行酰亞胺化所產(chǎn)生的額外成本,并且鐘淵化學采用“三層共擠”專利技術生產(chǎn)的 TPI 薄膜還具有高耐熱性、高密合性、高尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)點。由于技術難度較高且“三層共擠”專利受到保護,國內(nèi)廠商在層壓法制備2L-FCCL上打破壟斷仍需較長時間,但以瑞華泰為代表的國內(nèi)廠商正積極布局涂布法等其他制備工藝,力求實現(xiàn)無膠法FCCL 商業(yè)化生產(chǎn):瑞華泰的熱塑性薄膜開發(fā)過程包括配方設計、工藝流程設計、工藝參數(shù)計算,以及相應的設備改進等步驟,公司自 2014 年啟動熱塑性 PI 薄膜的研究并進行了大量的配方試驗及工藝驗證,基于該技術研發(fā)并量產(chǎn)了 MAM 產(chǎn)品,并且公司自主研發(fā)的、采用涂布法制備的 TPI 薄膜產(chǎn)品已處于中試階段,將視下游需求情況推向市場。3.2.2.3 CPI 薄膜:折疊屏手機迅速發(fā)展,國內(nèi)廠商已順利打破壟斷CPI 薄膜是生產(chǎn)光電顯示器件的重要材料,其中半芳香型 CPI 薄膜商業(yè)潛力較大。CPI 薄膜廣泛應用于柔性光電顯示器件的制造,如柔性顯示屏蓋板、柔性顯示器件基板、薄膜太陽能電池等。根據(jù)主鏈的組成不同,CPI 薄膜可以分為全芳香型 CPI 薄膜、全脂肪族/脂環(huán)族型 CPI 薄膜、半芳香型CPI 薄膜三種,其中:①全芳香型 CPI 薄膜具有優(yōu)異的電、熱和機械性能,但其加工性差、介電常數(shù)高且呈棕黃色等缺陷限制了產(chǎn)業(yè)化推廣;②全脂肪族/脂環(huán)族型 CPI 薄膜在極性有機溶劑中具有良好的溶解性,并且其介電系數(shù)較低、光學透明度較高,但是由于該薄膜較脆且熱機械穩(wěn)定性較差,綜合性能不及全芳香型CPI 薄膜且實用性較差;③半芳香型 CPI 薄膜具有相對低的分子密度、低的極性、低的分子間或分子內(nèi)電荷轉移相互作用發(fā)生概率,因而其光學透明度較全芳香型 CPI 薄膜更高、介電系數(shù)較全芳香型CPI 薄膜更低、力學性能和熱機械穩(wěn)定性較全脂肪族/脂環(huán)族型 CPI 薄膜更高。由于半芳香型 CPI 薄膜充分結合了全芳香型CPI 薄膜、全脂肪族/脂環(huán)族型 CPI 薄膜的性能優(yōu)勢,具有高透明性、低介電、溶解性好、易加工等特點,因而商業(yè)潛力較大。折疊屏手機是 CPI 薄膜的主要應用場景,OLED 向可卷曲方向發(fā)展疊加價格逐步下探推動折疊屏手機進入快速放量階段,CPI 薄膜有望受益。一方面,就電子產(chǎn)品的顯示方案而言,OLED 取代LCD已成主流趨勢,并朝著曲面→可折疊→可卷曲的方向發(fā)展,柔性 OLED 在電子產(chǎn)品顯示屏中的滲透率不斷提升,折疊屏手機進入了快速放量階段。Counterpoint 數(shù)據(jù)顯示,2022Q1-Q3 全球折疊屏手機的累計出貨量達到950萬部(同比增長 90%),考慮到全球通貨膨脹和經(jīng)濟衰退,預期 2022 財年全球折疊屏手機出貨量將達到1490萬臺,但與此同時折疊屏手機已在智能手機市場站穩(wěn)腳跟,預計 2023 財年全球折疊屏手機出貨量將會達到2270 萬部。艾瑞咨詢數(shù)據(jù)顯示,2022 年中國折疊屏手機出貨量約為 360 萬部(同比增長154.40%),預計2025 年將達到 1600 萬部,2022~2025 年 CAGR 為 64.41%。另一方面,小米、OPPO 等廠商紛紛入局,折疊屏手機價格趨于下行,折疊屏手機放量有望加速。三星和華為是折疊屏手機市場中的領跑者:三星在全球折疊機市場中占據(jù)主導地位,2022H1 市場份額為 62%,F(xiàn)old 系列(如 Galaxy Z Fold3)、Flip系列(如Galaxy Z Flip3)以及 W 系列(如 W22)是其三大產(chǎn)品線,現(xiàn)有產(chǎn)品所使用的蓋板多為UTG;華為在中國折疊機市場中占據(jù)主導地位,2022 年市場份額為 47.4%,X 系列(如 Mate X2)和Pocket 系列(如P50Pocket)是其主要產(chǎn)品線,現(xiàn)有產(chǎn)品所使用的蓋板多為 CPI;除此以外,小米、OPPO、VIVO 等手機廠商也紛紛入局。新參與者的進入及出貨量不斷提升推動產(chǎn)品價格下探,艾瑞咨詢數(shù)據(jù)顯示,在售折疊屏手機中三星最低價已接近 5000 元,略低于 VIVO、小米、OPPO 的中高端直板手機的價格。在此情況下,可用作柔性顯示屏蓋板、柔性顯示器件基板等的 CPI 薄膜有望受益。中長期來看,折疊形態(tài)的多樣化、折疊設備的大型化以及大規(guī)模推廣催生的降本需求均將助力CPI在博弈中占據(jù)上風。與 UTG 相比 CPI 薄膜在某些方面具有獨特優(yōu)勢,或?qū)⑼苿訃a(chǎn)折疊屏手機快速發(fā)展,原因是:①雖然 UTG 具有良好的硬度但抗沖擊性仍然不足,因此需要粘貼保護膜;而CPI 薄膜雖然較軟但抗沖擊能力較強、不容易破碎,安全性較高。②CPI 薄膜的折疊性能優(yōu)于 UTG,通常來說粘貼保護膜后的UTG在使用過程中非常容易出現(xiàn)折痕,并且受彎折點相對固定影響很難制作大屏以及特殊形式的折疊屏;而CPI薄膜折疊性能更好,可以適配大屏折疊和屏幕卷曲的需要。③CPI 薄膜國產(chǎn)化的速度預期會比UTG更快,國產(chǎn)化成功后,基于卷對卷生產(chǎn)的 CPI 薄膜還有很大的降本空間。目前,國內(nèi)廠商瑞華泰已具備小規(guī)模生產(chǎn)光學級 CPI 薄膜的能力,并且在持續(xù)優(yōu)化工藝、產(chǎn)品質(zhì)量及一致性表現(xiàn),預期采購時機到來后將形成批量銷售。而國內(nèi)廠商目前尚不具備 UTG 原片生產(chǎn)能力,多通過“外購原片+自行減薄”來實現(xiàn)供應,因而面臨采購價格較高、供應鏈安全難以保障等問題。④CPI 薄膜是高分子聚合物,可以通過分子結構以及工藝的調(diào)控來拓展產(chǎn)品性能,相比 UTG 在性能拓展上還存在很大的空間和可行性。目前,具備 CPI 薄膜供應能力的廠商主要有住友化學、韓國可隆以及韓國SKC,國內(nèi)廠商瑞華泰生產(chǎn)的 CPI 薄膜也即將實現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn)。CPI 薄膜可用于屏幕蓋板等柔性顯示結構部件,最終應用于折疊屏手機等柔性顯示電子產(chǎn)品,其中透光率和耐彎折次數(shù)為關鍵特性。CPI 薄膜的技術難度很高,目前僅有韓國KOLON、日本住友化學等極少數(shù)幾家日韓企業(yè)具備供應能力,國內(nèi)尚無企業(yè)具備柔性顯示用CPI 薄膜的量產(chǎn)能力。但國內(nèi)廠商瑞華泰已自主掌握 CPI 薄膜制備的核心技術,并于 2018 年成功生產(chǎn)出CPI 薄膜,該等產(chǎn)品的光學性能和力學性能優(yōu)異,可折疊次數(shù)超過 20 萬次,關鍵性能通過國內(nèi)終端品牌廠商的評測,已實現(xiàn)樣品銷售,用于終端品牌廠商及其配套供應商的產(chǎn)品測試。目前公司的柔性顯示用CPI 薄膜項目進展順利,已具備小批量生產(chǎn)光學等級 CPI 薄膜的能力,并且在持續(xù)加大對光電應用的系列產(chǎn)品開發(fā),但CPI 薄膜形成批量銷售還需等待采購時機,公司將繼續(xù)優(yōu)化 CPI 薄膜的工藝、產(chǎn)品質(zhì)量及一致性表現(xiàn)。
1. 聚酰亞胺: “金字塔尖”的高分子材料
聚酰亞胺是一種耐熱性工程塑料,也是“金字塔尖”的高分子材料。聚酰亞胺(Polyimide,PI)是分子主鏈中含有酰亞胺環(huán)結構(―CO―NH―CO―)的一類高分子聚合物,高性能PI 的主鏈大多以芳環(huán)和雜環(huán)為主要結構單元。PI 被譽為“二十一世紀最有希望的工程塑料之一”、“解決問題的能手”,其性能居于高分子材料金字塔的頂端。PI 具有非常優(yōu)異的性能,因而廣泛應用于航空航天、機械化工、國防軍工等復雜的應用場景中。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、化學穩(wěn)定性、耐老化性能、耐輻照性能、低介電損耗,且這些性能在很寬的溫度范圍(-269℃~400℃)內(nèi)不會發(fā)生顯著變化,因而廣泛應用于柔性屏幕、軌道交通、航空航天、防火阻燃、光刻膠、電子封裝、風機葉片、汽車、武器裝備等諸多領域。PI 產(chǎn)品類型多樣,其中 PI 薄膜是商業(yè)化最早且最為成熟的產(chǎn)品形式。得益于優(yōu)異的綜合性能及出色的加工性能,PI 可以制成除了橡膠以外的各種形式的產(chǎn)品:①按照主鏈組成可分為芳香族、半芳香族、脂肪族三大類;②按照分子鏈結構可大致分為均苯型 PI、可溶性 PI、聚酰胺-酰亞胺(PAI)、聚醚酰亞胺(PEI)四類;③按照加工特性可分為熱塑型和熱固型兩類;④按照應用類型又可以分為PI 薄膜、PI 纖維、PI 泡沫、PI 樹脂、PI 基復合材料、光敏 PI(PSPI)等。其中,PI 薄膜是最早商業(yè)化、最成熟、市場容量最大的產(chǎn)品形式,并且具有生命周期長、功能多樣化、應用領域不斷拓寬等特點。2. 聚酰亞胺薄膜:制約我國高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關鍵高分子材料
2.1 制備工藝突破是加快 PI 薄膜國產(chǎn)化進程的基石PI 薄膜是 PI 最早實現(xiàn)商業(yè)化的產(chǎn)品形式,也是制約我國高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關鍵高分子材料。聚酰亞胺薄膜(Polyimide Film,PIF),也稱 PI 膜,是一種新型的耐高溫高分子聚合物薄膜,是由PAA溶液流涎成膜后,再經(jīng)亞胺化制成。PI 薄膜呈琥珀色,具有優(yōu)良的力學性能、介電性能、化學穩(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)展高技術產(chǎn)業(yè)的三大瓶頸性關鍵高分子材料之一。目前,市場上主流的 PI 薄膜主要包括均苯型 PI 薄膜和聯(lián)苯型 PI 薄膜兩大類,其中:均苯型 PI 薄膜最早由美國杜邦生產(chǎn),商品名為 Kapton,由均苯四甲酸二酐與二苯醚二胺制得;聯(lián)苯型 PI 薄膜最早由日本宇部興產(chǎn)公司生產(chǎn),商品名為 Upilex,由聯(lián)苯四甲酸二酐與二苯醚二胺(R 型)或間苯二胺(S 型)制得。
PI 薄膜生產(chǎn)在配方、工藝及設備等多個環(huán)節(jié)均具有較高的技術壁壘,其中生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)涉及多道工序。①PI 薄膜在配方上的難點主要體現(xiàn)在:配方設計在追求特定高性能要求的同時需要兼顧各項性能的平衡;配方設計需要與產(chǎn)業(yè)化相匹配,需有較高的可行性;配方設計需要對單體類型及配比、添加材料等進行大量的試驗與篩選,新配方的研發(fā)周期通常在 2 年以上。②PI 薄膜在設備上的難點主要體現(xiàn)在:生產(chǎn)設備多為非標設備且精密度要求極高,由于國際巨頭對設備工藝嚴格保密,國內(nèi)廠商若自行設計難度很大,若進口整條產(chǎn)線則面臨使用和運行過程中自主可控性較差的問題。③PI 薄膜在工藝上的難點主要體現(xiàn)在:PI 薄膜的生產(chǎn)方法有一步法、二步法、三步法、氣相沉積法四大類,其中主流的、相對成熟的工藝是二步法(分為合成聚酰胺酸和成膜亞胺化兩步),通過二步法生產(chǎn) PI 薄膜又涉及聚酰胺酸合成、成型(流延、拉伸)、亞胺化(熱法、化學法)、后處理等多個環(huán)節(jié),任意一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)偏差都有可能影響PI 薄膜成品的質(zhì)量一致性和穩(wěn)定性。二步法是制備 PI 薄膜最為成熟的工藝,但由于細分環(huán)節(jié)較多且 PAA 儲存過程中容易分解,因而仍有較大的優(yōu)化空間。除宇部興產(chǎn)采用“一步法合成―流涎法成膜―熱法亞胺化”以外,目前主要的PI 薄膜生產(chǎn)廠商多采用“二步法合成―流涎拉伸法成膜―熱法/化學法亞胺化”。眾多研究及試驗表明采用不同方法生產(chǎn)出的 PI 薄膜在性能上存在顯著差異,以亞胺化環(huán)節(jié)為例:①化學亞胺化的PI 薄膜的玻璃化溫度、熱穩(wěn)定性高于熱亞胺化 PI 薄膜;熱亞胺化的 PI 薄膜具有較高的斷裂伸長率,化學亞胺化的PI 薄膜具有更大的拉伸強度、彈性模量(資料來源:《熱和化學亞胺化對 ODPA/ODA 聚酰亞胺薄膜性能的影響》)。②化學亞胺化的 PI 薄具有更優(yōu)異的力學性能、更好的可溶性以及在可見光范圍內(nèi)擁有更高的透光率,相比熱亞胺化的PI 薄膜,其亞胺化程度和起始分解溫度較低,介電常數(shù)較大(資料來源:《亞胺化途徑對聚酰亞胺薄膜性能的影響》)。與此同時,雖然二步法工藝已經(jīng)較為成熟但其固有的問題尚未解決,即聚酰胺酸溶液不穩(wěn)定并且對水汽很敏感,儲存過程中容易發(fā)生分解,所以聚酰胺酸烷基酯法、聚酰胺酸硅烷基酯法等改進方法也相繼出現(xiàn)。國內(nèi)部分廠商已具備完整的二步法制備技術,PI 薄膜國產(chǎn)化進程有望加快。國內(nèi)PI 薄膜行業(yè)的整體技術水平與杜邦、鐘淵化學等國外先進企業(yè)存在差距,但隨著中國 PI 薄膜產(chǎn)業(yè)化進程的發(fā)展,以瑞華泰為代表的國內(nèi)企業(yè)逐步建立起較完善的核心技術體系,掌握了完整的 PI 薄膜制備技術,推動PI 薄膜的國產(chǎn)化進程。瑞華泰的高性能 PI 薄膜制備方法與杜邦 Kapton 薄膜基本相同,采用兩步法合成方法,以流涎拉伸法制膜成型,以熱法為主,兼具化學法的工藝技術能力。依托從專用樹脂合成技術到連續(xù)雙向拉伸薄膜生產(chǎn)技術的完整制備技術,瑞華泰自主開發(fā)了熱控 PI 薄膜、電子 PI 薄膜、電工 PI 薄膜等系列產(chǎn)品,并成為產(chǎn)品種類最豐富的高性能 PI 薄膜供應商之一。隨著越來越多國內(nèi)上市公司進入 PI 薄膜行業(yè),國內(nèi)高性能PI 薄膜產(chǎn)業(yè)有望迎來快速發(fā)展,國產(chǎn)化趨勢增強。2.2 產(chǎn)能擴張是 PI 薄膜國產(chǎn)化率提升的關鍵PI 薄膜商業(yè)化以后應用領域不斷拓展,已逐步成為影響我國高新技術產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的“卡脖子”材料。PI 薄膜的商業(yè)化進程始于 20 世紀五六十年代,美國杜邦生產(chǎn)的 Kapton 產(chǎn)品首次實現(xiàn)了PI 薄膜的商業(yè)化生產(chǎn),并應用于耐高溫電工絕緣領域。20 世紀七八十年代起,日本宇部興產(chǎn)和鐘淵化學相繼開發(fā)出Upilex和Apical 產(chǎn)品并投入工業(yè)化生產(chǎn),PI 薄膜的商業(yè)化應用拓展至電子領域。進入21 世紀后,達邁科技、SKC、SKPI、瑞華泰等相繼建立了批量生產(chǎn)線,PI 薄膜的更多應用被開發(fā)出來,如用作高導熱石墨的前驅(qū)體材料、柔性顯示蓋板材料等;與此同時,隨著 FPC 等電子制造業(yè)由韓國、中國臺灣向中國大陸轉移,大陸地區(qū)在PI 薄膜下游市場中所占的比重不斷增加,5G 通信、柔性顯示、高速軌道交通等領域快速發(fā)展。高性能PI薄膜已逐步成為影響我國高新技術產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的“卡脖子”材料,市場需求不斷增加,國產(chǎn)化需求較迫切。基于不同的產(chǎn)品特性,PI 薄膜可應用于熱控、電子、電工、柔性顯示等諸多領域,市場空間廣闊。PI薄膜是高性能聚合物,具有一系列優(yōu)異的性能,根據(jù)產(chǎn)品性能的差異可分別用于熱控、電子、電工、柔性顯示等不同的行業(yè)。按照直接應用領域劃分,PI 薄膜可用于柔性印刷電路(FPC)、電線電纜、壓敏膠帶、特種加工產(chǎn)品、電動機和發(fā)動機,其中柔性印刷電路(FPC)是主要的應用場景,2022 年占比在66%以上;按照終端應用場景劃分,PI 薄膜可用于電子、汽車、航空航天、標簽等領域,其中電子和汽車是主要應用場景,2022 年合計占比超過 50%。Global Market Insights 數(shù)據(jù)顯示,2022 年全球PI 薄膜市場規(guī)模達到24億美元,預計 2032 年達到 45 億美元,2023-2032 年復合增長率為 6.6%;2022 年亞太地區(qū)PI 薄膜市場規(guī)模達到 8.87 億美元,占全球市場的比重超過 33%,考慮到亞太地區(qū)的汽車、電子、航空航天等行業(yè)不斷擴張,預計亞太地區(qū)的 PI 薄膜市場將迎來快速增長。

產(chǎn)能充足是搶占現(xiàn)有市場份額和拓展新市場的保障,也是國產(chǎn)化率提升的關鍵。全球高性能PI 薄膜的研發(fā)和制造技術主要由美國、日本和韓國企業(yè)掌握,美國杜邦、日本宇部興產(chǎn)、日本鐘淵化學、韓國SKPI(現(xiàn)更名為 PIAM)等廠商合計占據(jù)全球 80%以上的市場份額,其中韓國 SKPI(現(xiàn)更名為PIAM)近年來產(chǎn)能擴張速度最快:2021 年 PIAM 的產(chǎn)能由 3900 噸增長至 4500 噸,2022 年PIAM的產(chǎn)能由4500噸增長至 5250 噸,預計到 2024 年一季度 PIAM 的產(chǎn)能將超過 6000 噸。得益于產(chǎn)能快速擴張,PIAM已躋身PI薄膜行業(yè)領先企業(yè),2022 財年其銷量全球市占率達到 31.4%??紤]到新產(chǎn)品研發(fā)會對現(xiàn)有產(chǎn)線形成占用,國內(nèi)廠商現(xiàn)有產(chǎn)能相對較小尚不足以兼顧研發(fā)和生產(chǎn),但國內(nèi)主要廠商也開始積極推進擴產(chǎn)規(guī)劃:①瑞華泰深圳總部設計產(chǎn)能 1100 噸,已實現(xiàn)量產(chǎn)的 9 條產(chǎn)線合計產(chǎn)能 1050 噸,另外還有1 條50 噸的CPI 專用產(chǎn)線處于調(diào)試階段;同時嘉興廠區(qū)總規(guī)劃產(chǎn)能 7000 噸/年,其中一期的 1600 噸項目共規(guī)劃6 條產(chǎn)線,目前廠房建設工程已基本完成,4 條主生產(chǎn)線和各工廠系統(tǒng)主體安裝工作基本完成,各單項工程進入檢查階段,110KV變電站已通電,各公輔設施和生產(chǎn)線開始進入單機調(diào)試階段,另外 2 條全化法產(chǎn)線正在安裝,預計2023年下半年可陸續(xù)試生產(chǎn),2023 年預計可實現(xiàn)新增產(chǎn)能 400 噸—800 噸。②時代新材最初從國外進口一條生產(chǎn)線(采用化學法和流涎拉伸工藝),2019 年將 PI 薄膜產(chǎn)業(yè)化項目轉入子公司株洲時代華鑫。根據(jù)株洲新聞網(wǎng)報道,伴隨高性能 PI 膜需求提升以及第二條高性能 PI 膜生產(chǎn)線出爐,株洲時代華鑫的年生產(chǎn)能力達到1000 噸,未來公司還將繼續(xù)擴大產(chǎn)能,將 PI 薄膜的年產(chǎn)能提升到 3000 噸,以滿足國內(nèi)外高尖端技術產(chǎn)業(yè)PI 薄膜需求。③國風新材曾向瑞華泰采購 2 條產(chǎn)線,目前合肥高新區(qū)的 4 條熱法生產(chǎn)線已建成投產(chǎn),合計產(chǎn)能 350 噸;合肥新站高新區(qū)在建項目年產(chǎn)能 815 噸,擬擴建項目年產(chǎn)能 350 噸,目前合肥新站高新區(qū)在建的 8 條產(chǎn)線正按計劃推進建設并且有 2 條已于 2023 年 6 月 26 日順利投產(chǎn)。通過產(chǎn)能擴張,國內(nèi)廠商的產(chǎn)品結構將進一步豐富,生產(chǎn)效率提升、生產(chǎn)成本降低將進一步提升公司的市場競爭力。
3. 美日韓企業(yè)主導 PI 薄膜市場,國產(chǎn)替代進程全面加速
3.1 頭部 PI 薄膜廠商先發(fā)優(yōu)勢明顯,但國內(nèi)廠商競爭力持續(xù)增強從產(chǎn)品情況來看,頭部 PI 薄膜廠商先發(fā)優(yōu)勢明顯,但國內(nèi)廠商也在產(chǎn)品豐富度及高附加值產(chǎn)品突破上取得了重要進展。目前,PI 薄膜市場仍以美日韓企業(yè)為主,并且呈現(xiàn)出品類持續(xù)擴充或特定品類不斷加強兩大發(fā)展方向:①美國杜邦是品類持續(xù)擴充的典型代表,其產(chǎn)品覆蓋熱控、電子、電工等諸多領域,但尚未補齊柔性顯示 CPI 薄膜,原因可能是受到了前期公司合并與分拆的干擾;②鐘淵化學是日本企業(yè)中PI 薄膜品類最豐富的一家,也覆蓋熱控、電子、電工等諸多領域,并且正在開發(fā)柔性顯示蓋板用CPI 薄膜;③宇部興產(chǎn)深耕電子 PI 薄膜領域,其產(chǎn)品主要應用于 FPC、COF 及芯片封裝等領域;④住友化學僅從事柔性顯示蓋板用 CPI 薄膜的研發(fā)和生產(chǎn),在日韓貿(mào)易戰(zhàn)爆發(fā)之前曾是三星折疊屏智能手機的柔性蓋板供應商;⑤韓國可隆目前僅保留了柔性顯示蓋板用 CPI 薄膜業(yè)務,并且積極開發(fā)和供應中型、大型及可卷曲等多種形態(tài)的材料;⑥韓國 SKC 也僅保留了柔性顯示蓋板用 CPI 薄膜的基膜生產(chǎn)和硬化涂層業(yè)務,但據(jù)其2022年 6 月的公告稱薄膜業(yè)務將會被出售;⑦韓國 PIAM 也是品類較為齊全的 PI 薄膜廠商之一,其產(chǎn)品以熱控和電子為主,柔性顯示等高附加值薄膜仍待補齊。但以瑞華泰為代表的中國大陸廠商在產(chǎn)品豐富度及高附加值產(chǎn)品突破上取得了重要進展,已經(jīng)追趕并逐步超越中國臺灣廠商達邁科技:①達邁科技產(chǎn)品以熱控和電子為主,尚未推出高附加值薄膜產(chǎn)品;②瑞華泰產(chǎn)品覆蓋熱控、電子、電工等領域,并且已突破柔性顯示蓋板用 CPI 薄膜等高附加值產(chǎn)品的技術難題;③時代新材以熱控 PI 薄膜為主,但其下屬公司時代華鑫和時代華昇正積極進行導熱膜以外的 PI 薄膜開發(fā);④國風新材產(chǎn)品以熱控和電子為主,尚未推出高附加值薄膜產(chǎn)品;⑤丹邦科技退市前專注于 FPC、COF 柔性封裝基板及 COF 產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售。從經(jīng)營情況來看,僅有 PIAM、達邁科技、瑞華泰、丹邦科技 4 家廠商專注于PI 薄膜業(yè)務,并且中國大陸廠商瑞華泰趕超達邁科技指日可待。對于杜邦、住友化學、可隆等大型企業(yè)而言,PI 薄膜是其收入中占比非常小的一部分,所以基本不會列示其 PI 薄膜業(yè)務的收入。就現(xiàn)有市場參與者而言,僅有PIAM、達邁科技、瑞華泰、丹邦科技 4 家廠商專注于 PI 薄膜業(yè)務,除已退市的丹邦科技外,其余三家99%的收入均來自 PI 薄膜。從營業(yè)收入及盈利能力來看,中國大陸廠商瑞華泰的營業(yè)收入略低于中國臺灣廠商達邁科技而盈利能力顯著高于達邁科技,實現(xiàn)趕超指日可待;但其營業(yè)收入和凈利率仍與PIAM存在較大差距。從發(fā)展戰(zhàn)略來看,除韓國 SKC 等個別廠商進行重大調(diào)整外,其余廠商仍將PI 薄膜作為重點布局的業(yè)務,國內(nèi)廠商在產(chǎn)能擴張和技術突破上持續(xù)發(fā)力。①美國杜邦歷經(jīng)多次調(diào)整目前定位特種產(chǎn)品板塊,公司將依托先發(fā)優(yōu)勢及技術優(yōu)勢持續(xù)鞏固 PI 薄膜領域的優(yōu)勢地位;②鐘淵化學未來將繼續(xù)專注于布局前沿業(yè)務、增強制造能力,尤其是會加大改性有機硅聚合物和異質(zhì)結光伏的產(chǎn)能投資,預期其在薄膜太陽能領域的競爭力將進一步增強;③宇部興產(chǎn)逐步將公司定位聚焦在化學品業(yè)務,計劃到2030 年投資約1500億日元以擴大特種化學品業(yè)務,預計投產(chǎn)后 PI 薄膜的產(chǎn)能可增長 20%;④住友化學計劃2022-2024 財年投入7500億日元用于戰(zhàn)略投資和鞏固現(xiàn)有業(yè)務基礎,其中 900 億日元將用于 5G、半導體及下一代顯示材料;⑤韓國可隆目前專注于 CPI 薄膜,公司預期消費電子市場需求將會逐步復蘇,公司營業(yè)利潤有望改善;⑥韓國SKC決定將 SKC 薄膜業(yè)務部門、薄膜加工子公司 SKC hi-tech&marketing 以及美國和中國工廠進行出售,并加速向 ESG 材料解決方案企業(yè)轉型;⑦韓國 PIAM 計劃將 PI 產(chǎn)品的戰(zhàn)略重心轉移至“移動、顯示、5G及半導體”,并將持續(xù)擴張產(chǎn)能,預計到 2026 年實現(xiàn) 7000 億韓元以上的銷售收入;⑧達邁科技近五年的發(fā)展重點是 FPC 用 PI 薄膜、光電用 PI 薄膜、功能用 PI 薄膜三大業(yè)務,覆蓋可攜式及穿戴式裝置、AI 智慧整合、Mini & Micro LED、5G/6G 高頻高速、汽車等諸多領域;⑨瑞華泰在擴張產(chǎn)能的同時,也在持續(xù)開發(fā)CPI、COF 用 PI 薄膜等高附加值產(chǎn)品;⑩時代新材完成 PI 薄膜業(yè)務剝離后,株洲時代華鑫及其全資子公司株洲時代華昇仍在大力推進 PI 薄膜的國產(chǎn)化進程,并將產(chǎn)能目標設置為 3000 噸;?國風新材持續(xù)加大PI 薄膜材料投入,目前建成和在建的共有 12 條產(chǎn)線,并與高校共同開發(fā)芯屏領域PI 材料;○12 丹邦科技因經(jīng)營能力惡化導致退市,預期其在 PI 薄膜市場的競爭力將會有所減弱。3.2 中低端市場國產(chǎn)化率不斷提升,高端市場破局指日可待受技術差異及應用場景等因素影響,不同類別的 PI 薄膜價格差異較大。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù),低端 PI 薄膜產(chǎn)品價格呈現(xiàn)降價趨勢,而高端 PI 薄膜產(chǎn)品價格維持高位:低端電工PI 薄膜價格約為20萬元/噸,低端電子 PI 薄膜價格約為 25 萬元/噸;電子 PI 薄膜與熱控 PI 薄膜價格約為35-100 萬元/噸;高端電子PI 薄膜價格約為 100-200 萬元/噸,例如 COF;CPI 價格可達到每噸 2000-3000 萬元。為方便闡述,本文綜合考慮產(chǎn)品價格水平及制備難度等因素,將價格相對較低的熱控 PI 薄膜、電子PI 薄膜、電工PI 薄膜定義為中低端產(chǎn)品,將價格相對較高的 COF 用 PI 薄膜、TPI 薄膜、CPI 薄膜定義為高端產(chǎn)品。3.2.1 中低端市場:國內(nèi)廠商已立足市場,產(chǎn)能擴張助力向上突破3.2.1.1 熱控 PI 薄膜:5G 推廣有望創(chuàng)造新需求,國內(nèi)廠商競爭力提升熱控 PI 薄膜是制備人工石墨散熱膜的關鍵材料,廣泛應用于手機、電腦等智能終端產(chǎn)品。手機在運行過程中會產(chǎn)生大量的熱量,CPU、電池、攝像頭、LE 等都是重要熱源,伴隨手機性能持續(xù)升級,其對散熱的要求也越來越高。目前電子領域的導熱材料主要有導熱硅膠片、導熱硅脂、導熱雙面膠、相變導熱材料和導熱石墨膜,相比其他材料,導熱石墨膜最大的優(yōu)勢在于可以沿兩個方向均勻?qū)?,消除“熱點”區(qū)域,在屏蔽熱源與組件的同時改進電子產(chǎn)品性能,除此以外導熱石墨膜還具有重量輕、熱阻低、導熱系數(shù)高等特點。自 2009 年起石墨膜開始批量應用于消費電子產(chǎn)品,2011 年開始大規(guī)模應用于智能手機,目前已經(jīng)取代傳統(tǒng)金屬,成為消費電子領域主流的散熱材料。根據(jù)產(chǎn)品制成材料,石墨散熱膜又可以劃分為天然石墨散熱膜、納米碳散熱膜和人工石墨散熱膜,其中:①天然石墨膜完全由天然石墨制成,價格最低并且性能最差(膜厚最低只能做到 0.1mm 左右,導熱系數(shù) 350~700 左右);②人工石墨散熱膜由PI 薄膜經(jīng)過碳化和石墨化制成,價格偏高但性能優(yōu)異(膜厚最低能做到 0.01mm,導熱系數(shù)在1500~1800 左右);③納米碳散熱膜由納米碳(石墨同素異構體)制成,價格極高且性能極佳(膜厚最低能做到0.03mm,導熱系數(shù)在1000~6000 左右)。基于高性價比,人工石墨散熱膜已廣泛應用于手機、電腦等智能終端產(chǎn)品,并且我國早在 2016 年就實現(xiàn)了人造石墨的大規(guī)模應用,到 2020 年占比達到了 83.6%。目前制備高導熱人工石墨膜的方法主要有膨脹石墨壓延法、氧化石墨烯還原法、氣相沉積法和 PI 類薄膜碳化-石墨化法四種,其中PI 類薄膜碳化-石墨化法在制備具有高熱導率的高結晶性和高取向性石墨膜方面更有優(yōu)勢,性價比最高,因而熱控PI 薄膜也成為制備人工石墨散熱膜的關鍵材料。
熱控 PI 薄膜的需求量與下游人工石墨散熱膜市場情況直接相關,受消費電子市場低迷影響,2022年熱控 PI 薄膜的需求量有所回落。熱控 PI 薄膜是采用 PI 薄膜碳化-石墨化法制備人工石墨散熱膜的前驅(qū)體材料,其市場需求量與下游人工石墨散熱膜市場情況直接相關,其中智能手機是其主要應用領域。根據(jù)勢銀(TrendBank)統(tǒng)計,2017~2021 年期間,中國人工石墨散熱膜用熱控型 PI 薄膜市場需求量呈波動上升態(tài)勢,復合增長率為 14.3%;2022 年受消費電子市場低迷影響,中國人工石墨散熱膜用PI 市場需求量為2238噸,同比下降 9.8%,這是自 2017 年以來該產(chǎn)業(yè)在中國市場首次需求量下滑。瑞華泰及時代華鑫等國內(nèi)廠商已實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn),中國市場熱控 PI 薄膜國產(chǎn)化率有望快速提升。目前熱控 PI 薄膜領域主要供應企業(yè)包括:PIAM、達邁科技以及中國大陸廠商。其中,中國大陸廠商在該領域起步較晚,主要的生產(chǎn)和研發(fā)企業(yè)包括:瑞華泰、時代華鑫、國風新材、中天科技、順鉉新材等,熱控型PI薄膜屬于高性能 PI 材料,具有較高的技術壁壘,但目前瑞華泰和時代華鑫等國內(nèi)廠商已實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn),并且國產(chǎn)熱控 PI 薄膜的性能優(yōu)勢正逐步顯現(xiàn)。以瑞華泰為例,公司的高導熱石墨膜前驅(qū)體PI 薄膜(50微米)的關鍵性能達到行業(yè)先進水平;公司批量供應的高導熱石墨膜前驅(qū)體 PI 薄膜的最大幅寬可達1200mm,可制得 1200mm 寬幅以下客戶定制寬度的連續(xù)成卷石墨膜產(chǎn)品,同時易于石墨化,非常適合整卷燒制;公司產(chǎn)品制成的 25 微米高導熱石墨膜的耐彎折次數(shù)達到 20 萬次(測試標準:耐彎折測試儀),熱擴散系數(shù)均大于 900mm2/s(測試標準:ASTME1461),內(nèi)聚力 90,達到 100gf/in(測試標準:客戶標準),公司產(chǎn)品的導熱性能優(yōu)異。根據(jù)勢銀(TrendBank)統(tǒng)計,瑞華泰中國市場占有率約為 20%,中國市場人工石墨散熱膜用 PI 薄膜本地化率超 38%。考慮到我國人工石墨散熱膜產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速并已占據(jù)全球約70%的市場需求量,現(xiàn)有的國產(chǎn)人工石墨散熱膜用 PI 薄膜尚不足以滿足下游市場需求,國產(chǎn)替代的空間依舊非常廣闊。5G 技術的發(fā)展形成了更加多元化的高導熱石墨膜需求,也為熱控 PI 薄膜的發(fā)展創(chuàng)造了新的機遇,預期消費電子市場恢復后熱控 PI 薄膜市場也將逐步恢復。進入 5G 時代以后,智能手機的天線數(shù)量翻倍、射頻前端增加、處理器性能提升,同時向大屏折疊屏、多攝高清攝、大功率快充、高刷新率升級,功耗相比4G 手機大大提升,散熱需求也愈發(fā)強烈。在此背景下,散熱材料的重要性凸顯,高導熱石墨膜的市場需求預期增加,或?qū)⑼苿訜峥?PI 薄膜市場快速發(fā)展。但考慮到通貨膨脹和全球經(jīng)濟的不確定性使消費需求復蘇減弱,2023 年智能手機市場仍舊難言樂觀,目前全行業(yè)寄希望于今年下半年全球及中國智能手機市場會有一定反彈,并且反彈趨勢可能延伸到 2024 年,繼而逐步實現(xiàn)智能手機市場復蘇。根據(jù)IDC預測數(shù)據(jù),2023年全球和中國智能手機出貨量分別為 11.93 億臺和 2.83 億臺,同比分別下降1.1%和1.1%;2024 年全球和中國智能手機出貨量分別為 12.63 億臺和 3.00 億臺,同比分別增長 5.9%和 6.2%。3.2.1.2 電子 PI 薄膜:FPC 需求擴張為重要驅(qū)動,產(chǎn)能擴張助力國產(chǎn)化率提升電子 PI 薄膜是制造 FCCL 的關鍵基膜材料,F(xiàn)CCL 可加工成 FPC 并最終應用于手機、汽車等領域。FPC 板又稱為柔性電路板,是基于柔性絕緣基材(如 PI 膜)制成的印刷電路板,可以滿足更小型和更高密度安裝設計需要,也可以自由彎曲、卷繞、折疊,從而大大縮小電子產(chǎn)品的體積和重量,適應電子產(chǎn)品高密度、小型化、高可靠的發(fā)展方向。按照產(chǎn)品結構劃分,F(xiàn)PC 又可以分為單面FPC、雙面FPC、多層FPC以及軟硬結合 FPC。電子 PI 薄膜是 FPC 中非常常見的材料,可以作為絕緣基膜與銅箔貼合構成FCCL的基板部分,也可作為覆蓋膜貼覆于 FPC 表面用于保護線路免受破壞與氧化,同時還可以貼覆于FPC背面區(qū)域用于增強厚度和硬度從而方便插拔。根據(jù)基膜材料特性和基板制造方法不同,柔性覆銅板(FCCL)又可以劃分為傳統(tǒng)有接著劑型三層軟板基材(3L-FCCL)與新型無接著劑型二層軟板基材(2L-FCCL)兩大類,其中:①中低端電子 PI 薄膜主要應用于三層型撓性覆銅板(3L-FCCL),該產(chǎn)品價格較低,產(chǎn)量相對充足,廣泛應用于大宗軟板產(chǎn)品;②TPI 等高端 PI 薄膜主要應用于二層型撓性覆銅板(2L-FCCL),該產(chǎn)品價格較高,產(chǎn)量相對有限,因而主要應用于高階的軟硬結合板、COF 等產(chǎn)品。電子 PI 薄膜主要用于 FCCL 制造,下游應用領域景氣度不高疊加 FCCL 整體產(chǎn)能過剩預期會影響電子 PI 薄膜的需求量。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù),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,合計占比 96.8%;其中中國大陸占比 25.5%,位列第二。就中國大陸 FCCL 的供給情況而言,2016-2021年產(chǎn)能利用率呈現(xiàn)逐年上升態(tài)勢,但仍低于 50%,產(chǎn)能過剩的情況依舊存在??紤]到2021 下半年以來消費電子市場持續(xù)低迷以及疫情以來全球芯片短缺致使汽車明顯減產(chǎn),預期 2022 年FCCL 用電子PI 薄膜的需求量將會下降,但從歷年數(shù)據(jù)來看電子 PI 薄膜仍是需求量最大的 PI 薄膜產(chǎn)品:頭豹研究院數(shù)據(jù)顯示,2019年全球和中國 FCCL 用電子 PI 薄膜需求量分別為 14877.5 噸和 4869 噸。

國內(nèi)廠商已具備三層型撓性覆銅板(3L-FCCL)用 PI 薄膜供應能力,并且與國際巨頭的產(chǎn)品性能差異正逐步縮小,預期產(chǎn)能擴張后國內(nèi)廠商可搶占更多市場。相較于二層型撓性覆銅板(2L-FCCL),三層型撓性覆銅板(3L-FCCL)的生產(chǎn)工藝更加成熟,對于 PI 薄膜基材的要求也更低,國內(nèi)廠商在這一領域取得了突破性進展。以瑞華泰為例,公司的電子 PI 薄膜產(chǎn)品性能已達到行業(yè)先進水平,具體表現(xiàn)在:①公司的超薄電子基材用 PI 薄膜(7.5 微米)與杜邦、SKPI 和達邁科技的厚度公差均可穩(wěn)定控制在1μm之內(nèi);楊氏模量 4.8GPa 優(yōu)于 SKPI、略低于杜邦和達邁科技;熱膨脹系數(shù) 9ppm/℃優(yōu)于杜邦、SKPI 和達邁科技;200℃高溫下烘烤 2 小時的熱收縮率 0.1%低于杜邦、SKPI 和達邁科技。②公司的黑色電子PI 薄膜透光率達0.001%,與 SKPI 相當,優(yōu)于達邁科技;楊氏模量、絕緣強度等與杜邦、SKPI、達邁科技等國際先進企業(yè)相當;200℃高溫下烘烤 2 小時的熱收縮率為 0.15%,低于杜邦、SKPI 和達邁科技。盡管國內(nèi)廠商已具備FCCL用電子PI 薄膜的供應能力,但年產(chǎn)能均未超過 2000 噸,因而全球 80%以上的 FPC 用PI 薄膜的市場份額仍被杜邦、鐘淵化學、SKPI、達邁科技等公司占據(jù)。但瑞華泰、時代華鑫、國風新材等國內(nèi)廠商均在積極推進產(chǎn)能擴張,電子 PI 薄膜領域的國產(chǎn)化率有望進一步提升。手機需求逐步回暖、5G 時代帶來技術變革、汽車三化趨勢愈演愈烈、可穿戴市場快速發(fā)展等因素都將助推 FPC 需求快速增長,預期電子 PI 薄膜也將迎來新的發(fā)展機遇。FPC 下游應用領域景氣度回升可以帶動 FPC 行業(yè)快速復蘇,進而為電子 PI 薄膜創(chuàng)造更多的市場需求。①在手機領域:一方面,受全球通脹、消費電子景氣度下行等因素影響,2022 年手機出貨量下滑明顯,伴隨消費信心逐步回暖,預期FPC和電子PI薄膜的需求都將逐步回升;另一方面,進入 5G 時代后,消費電子迎來了新一輪的技術變革,高性能電子產(chǎn)品需求增長帶動高速高頻覆銅板市場需求快速增長,性能更優(yōu)異、附加值更高的電子PI 薄膜產(chǎn)品仍有較大的發(fā)展空間。②在汽車領域,“電動化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化”融合逐步成為主要發(fā)展潮流,F(xiàn)PC替代銅線線束的趨勢也愈發(fā)明確,伴隨汽車出貨量持續(xù)增加,F(xiàn)PC 的需求量也將持續(xù)擴張。群智咨詢數(shù)據(jù)顯示,2022年全球和中國汽車出貨量分別為 7970 萬臺和 2690 萬臺,預計到 2027 年將分別達到9430 萬臺和3250萬臺。戰(zhàn)新 PCB 產(chǎn)業(yè)研究院預測數(shù)據(jù)顯示 FPC 單車用量在 40-100 片不等,假定單車FPC 用量為70 片,據(jù)此可計算得到 2027 年全球和中國汽車用 FPC 需求量分別為 66.01 億片和 22.75 億片。③在可穿戴領域,伴隨產(chǎn)品不斷迭代升級,傳感器數(shù)量增加,性能和重量控制更為嚴格,電路更為復雜,F(xiàn)PC 用量也將持續(xù)增加。IDC預測數(shù)據(jù)顯示 2022 年全球可穿戴設備出貨量為 5.156 億部,較 2021 年下降3.3%;考慮到經(jīng)濟狀況逐步改善以及新興市場需求持續(xù)增加,IDC 預測 2023 年全球可穿戴設備出貨量將達到5.39 億部,到2026年底出貨量有望達到 6.283 億部。假定單機 FPC 用量為 10 片,據(jù)此可計算得到 2023 年和2026 年可穿戴設備用FPC需求量分別為 53.9 億片和 62.8 億片。根據(jù) Prismark 數(shù)據(jù),2024 年全球 FPC 產(chǎn)值有望達到144 億美元。3.2.1.3 電工 PI 薄膜:絕緣要求提升帶來新機遇,國內(nèi)廠商已順利破局電工 PI 薄膜常用于變頻電機、發(fā)電機等高級絕緣系統(tǒng),并最終用于高速軌道交通、風力發(fā)電、新能源汽車等領域。相對低端的 C 級電工 PI 薄膜主要用作耐溫電機、變壓器等產(chǎn)品的絕緣材料,其主要功能為耐高溫與絕緣,耐溫等級達到 200℃以上。隨著電力電子技術快速發(fā)展,將電力電子技術與高頻變壓器相結合的電力電子變壓器成為智能電網(wǎng)、高鐵動車、航空航天等多個領域的關鍵電氣設備。高頻變壓器在高效實現(xiàn)電壓等級變換、電氣隔離、功率調(diào)控等功能的同時,也面臨著絕緣材料加速老化、誘發(fā)電暈放電等嚴重危害電氣設備使用安全的情況。在此背景下,具有優(yōu)異耐電暈特性的電工 PI 薄膜重要性凸顯。目前,耐電暈 PI 薄膜主要用于變頻電機、發(fā)電機等的高等級絕緣系統(tǒng),并最終應用于高速軌道交通、風力發(fā)電等領域,保護絕緣系統(tǒng)免遭變頻電機運行時局部放電導致的損壞,提高電機長期運行的可靠性,保障高速列車的運行安全性,實現(xiàn)風電設備長壽命免維護。眾多研究表明借助納米改性技術可以有效改善PI 的耐電暈性能,已投入大規(guī)模生產(chǎn)的杜邦 Kapton 100CRC 是最具有代表性的產(chǎn)品。目前我國電工級 PI 薄膜整體消費量基本與電子級 PI 薄膜相當,并且國內(nèi)廠商已成功打破杜邦長期在耐電暈 PI 薄膜領域的全球壟斷。根據(jù)《中國化工信息周刊》消息,目前我國電子級PI 膜與電工級PI 薄膜整體消費量基本相當。并且電工級 PI 薄膜主要應用在傳統(tǒng)電工絕緣領域以及高鐵、風電、新能源汽車等新興領域,瑞華泰招股書數(shù)據(jù)顯示目前我國對于絕緣材料類的 PI 薄膜年需求量約為2000-3000 噸。傳統(tǒng)電工絕緣領域?qū)τ?PI 薄膜的性能要求相對較低因而國內(nèi)已能實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn),而多應用于新興領域且性能要求更高的耐電暈 PI 薄膜則長期被杜邦等國際巨頭所壟斷,但以瑞華泰為代表的國內(nèi)廠商已在耐電暈薄膜的突破上取得關鍵進展。以瑞華泰為例,公司自主研發(fā)的耐電暈 PI 薄膜具備優(yōu)異的耐電暈性能,依照國際電工委員會 IEC60343 的測試方法,在工頻 50Hz、電壓強度 20KV/mm(500V/mil)的條件下,耐電暈壽命超過100,000 小時(11 年)。根據(jù)上海電器設備檢測所對 38 微米厚度耐電暈 PI 薄膜制成的繞包導線進行的檢測,公司的耐電暈 PI 薄膜的耐電暈長壽命性能優(yōu)于杜邦;根據(jù)同行業(yè)公司公開的產(chǎn)品資料,公司產(chǎn)品的拉伸強度、斷裂伸長率和絕緣強度優(yōu)于杜邦。按照《GB/T21707-2018 變頻調(diào)速專用三相異步電動機絕緣規(guī)范》試驗要求,在峰值電壓 3.0KV、脈沖頻率 20KHz、脈沖上升時間 50ns 的測試條件下,公司耐電暈PI 薄膜的測試壽命平均可達 247.24 小時,達到行業(yè)領先水平。自 2014 年起,公司陸續(xù)通過西門子、龐巴迪、ABB、中國中車的產(chǎn)品認證,打破了杜邦長期在該領域的全球壟斷。技術水平提高及絕緣要求升級使電工 PI 薄膜的應用場景得以延伸,新興領域的快速發(fā)展也為其創(chuàng)造了巨大的市場空間。電工 PI 薄膜主要用于電工絕緣領域,隨著行業(yè)技術水平的提高,具備高絕緣強度、耐電暈特性的產(chǎn)品不斷出現(xiàn),從傳統(tǒng)電工絕緣延伸到高速軌道交通、風力發(fā)電、新能源汽車等領域。目前,這些新興領域正處于快速發(fā)展階段:①我國的高速鐵路發(fā)展非常迅速。截至 2022 年底,我國鐵路運營總里程達到 15.5 萬公里,其中高鐵運營里程達到 4.2 萬公里,預計 2035 年全國高鐵運營里程將實現(xiàn)7 萬公里。②我國的新能源汽車產(chǎn)業(yè)欣欣向榮。2018 年,我國新能源汽車銷售首度突破 100 萬輛,達到125.6 萬輛;2019年,由于補貼退坡銷量略有下降;2020 年,銷量達到 136.7 萬輛,同比增長超過10%;2021 年和2022年我國新能源汽車銷量分別達到 352.1 萬輛和 688.7 萬輛,同比分別增長 157.54%和95.62%。國務院發(fā)展研究中心市場經(jīng)濟研究所副所長在 2023 中國電動汽車百人會上進一步表示,到 2025 年我國新能源汽車的銷量有望達到 1700 萬輛左右,到 2030 年市場占有率預期會突破 90%從而達到約 3200 萬輛左右,市場潛力較大。③我國的風力發(fā)電迅速發(fā)展?!蛾P于促進新時代新能源高質(zhì)量發(fā)展的實施方案》指出到2030 年我國要實現(xiàn)風電、太陽能發(fā)電總裝機容量達 12 億千瓦以上的目標。截至 2022 年底,我國風電裝機容量約3.7億千瓦,同比增長 11.2%;太陽能發(fā)電裝機容量約 3.9 億千瓦,同比增長 28.1%。假定這一比例保持不變,預計2030年我國風電裝機容量將達到 5.8 億千瓦。作為上述新興領域的關鍵材料,耐電暈PI 薄膜的市場需求或?qū)⒉粩鄶U大。

3.2.2 高端市場:日韓企業(yè)長期壟斷,國內(nèi)廠商技術突破按下加速鍵3.2.2.1 COF 用 PI 薄膜:日本企業(yè)壟斷市場,國內(nèi)廠商加速破局正當時消費電子全面屏時代到來,更適應窄邊框、高屏占比需求的 COF、COP 需求快速擴張,工藝更加成熟、成本更低的 COF 封裝逐步成為主流。伴隨技術進步,消費電子顯示器經(jīng)歷了從CRT(陰極射線顯像管)到LCD(液晶顯示器)再到 OLED(有機發(fā)光二極管)的變革,消費者對于清晰度、厚度、形態(tài)(是否可折疊)、可視區(qū)域(屏占比)的追求也越來越高。在此背景下,更適應窄邊框、高屏占比需求的COF、COP需求快速擴張并逐步取代了 COG 封裝方式。與 COG 封裝方式相比,COF 封裝方式可以充分利用FPC可翻折的特性將顯示驅(qū)動 IC 芯片翻折至屏幕下方,從而縮小邊框、提升屏占比;與 COP 封裝方式相比,雖然COF封裝方式在減小邊框方面存在一定欠缺,但其工藝更加成熟、成本更低,因而逐步成為主流的屏幕封裝方式。伴隨 AMOLED、MiniLED、MicroLED 等新型顯示技術滲透率持續(xù)提升,作為COF 封裝關鍵材料的PI 薄膜有望迎來快速發(fā)展。顯示驅(qū)動芯片行業(yè)的發(fā)展與面板行業(yè)及其終端消費市場發(fā)展情況密切相關,主要的終端消費市場集中在顯示器、電視、筆記本電腦、智能手機、智能穿戴和車載顯示等。頎中科技招股書援引的賽迪顧問數(shù)據(jù)顯示,平板電腦、顯示器及個人電腦等顯示設備未來幾年的年出貨量基本保持穩(wěn)定或緩慢增長的態(tài)勢,驅(qū)動顯示面板市場發(fā)展的因素主要是結構調(diào)整,如相關終端設備對顯示分辨率、顯示屏幕便攜性等方面要求的逐漸提高;大尺寸 AMOLED、MiniLED、MicroLED 等新型顯示技術滲透率的提升;相關驅(qū)動芯片性能的提高等。以顯示分辨率為例,頎中科技招股書援引的沙利文預測數(shù)據(jù)表明4K、8K電視的滲透率分別將由 2021 年的 54.80%、0.71%提升至 2025 年的 79.72%、17.79%,單臺設備所需的顯示驅(qū)動芯片數(shù)量也將由 2K 時代的 4~6 顆增加到 4K 時代的 10~12 顆以及 8K 時代的20 顆左右。顯示驅(qū)動芯片需求大幅增加以及顯示驅(qū)動芯片封測行業(yè)技術提升將驅(qū)動 COF 封裝市場快速發(fā)展,進而為COF用PI 薄膜創(chuàng)造更大的發(fā)展空間。Research and Markets 數(shù)據(jù)顯示,2022 年全球 COF 市場規(guī)模預計為16 億美元,2030年有望達到 21 億美元,2022-2030 年 CAGR 為 3.3%。COF 用 PI 薄膜市場此前長期被日本企業(yè)壟斷,目前全球已有多家突破這項技術,其中包括中國大陸廠商丹邦科技。早在 2003 年,日本宇部興產(chǎn)公司就發(fā)布公告稱要開始布局COF 基板業(yè)務,并將其作為中期經(jīng)營計劃中的一項重點項目。依托相對完整的 COF 用 PI 薄膜和 COF 制程產(chǎn)業(yè)鏈,以宇部興產(chǎn)為代表的日本企業(yè)基本壟斷了 COF 用 PI 薄膜市場。但其他廠商也在積極布局這一業(yè)務,并將其列入公司中長期發(fā)展規(guī)劃:PIAM 的 CEO 在 2021 年接受 Korea JoongAng Daily 采訪時表示,PIAM 在COF 用PI 薄膜市場份額僅有不到 5%,其中長期的目標是將這一比例提升到 30%以上。除 PIAM 以外,杜邦、達邁科技、丹邦科技等公司也已突破這項技術,其中丹邦科技在“微電子級高性能聚酰亞胺研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化項目”2017年實現(xiàn)量產(chǎn)后已形成“PI 膜→FCCL→COF 柔性封裝基板→COF 產(chǎn)品”的全產(chǎn)業(yè)鏈結構,丹邦科技退市后中國大陸廠商在這一領域的競爭力可能會有所減弱。但以瑞華泰為代表的國內(nèi)廠商仍在積極推進COF 用PI 薄膜的研發(fā)與生產(chǎn),其與下游應用單位共同進行技術攻關的 COF 用 PI 薄膜目前已完成多次評價,加速破局指日可待。3.2.2.2 TPI 薄膜:鐘淵化學占據(jù)專利高地,國內(nèi)廠商逆勢開發(fā)新工藝手機等便攜式電子設備持續(xù)向高性能化、小型化、輕量化、薄型化發(fā)展,二層型撓性覆銅板(2L-FCCL)的市場需求持續(xù)擴張。FCCL 可以分為有膠型三層軟板(3L-FCCL)和無膠型二層軟板(2L-FCCL)兩大類,由于產(chǎn)品結構存在較大差異,2L-FCCL 會比 3L-FCCL 更?。焊鶕?jù)方邦股份招股書,普通型單層3L-FCCL的厚度大概在 36~111μm,極薄型單層 3L-FCCL 的厚度大概在 6~40μm;普通型單層2L-FCCL的厚度大概在 21~68μm,極薄型單層 2L-FCCL 的厚度大概在 5.5~34μm。除此以外,相比3L-FCCL,2L-FCCL的可操作使用溫度更高、介電常數(shù)更低、耐屈撓性更高并且重量更輕,因而 2L-FCCL 也逐步發(fā)展成為消費電子高性能化、小型化、輕量化、薄型化發(fā)展趨勢下的關鍵材料,根據(jù)中科玖源數(shù)據(jù),無膠型撓性覆銅板(2L-FCCL)占有超過 65%的 FCCL 市場量并且有 75%的產(chǎn)值占有率。目前,制備 2L-FCCL 的方法主要包括涂布法、層壓法和濺射法三大類:①涂布法是由 PI 預聚體聚酰胺酸(PAA)單面涂布在銅箔表面,經(jīng)過干燥及亞胺化后制得 2L-FCCL,涂布法是率先實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn) 2L-FCCL 的工藝,技術成熟但多用于生產(chǎn)單面撓性覆銅板,且黏附性較差;②層壓法是指將 PI 復合膜和銅箔在高溫高壓下經(jīng)過壓合制得2L-FCCL,多用于生產(chǎn)雙面二層撓性覆銅板,黏附力較強,但符合要求的熱塑性樹脂比較少且設備造價高昂;③濺射法是指在真空環(huán)境下先在基膜上噴射一層很薄的晶種層,然后通過鍍銅加厚至所需要的厚度從而制得2L-FCCL,優(yōu)勢在于能制作超薄銅層,適用于 FPC 精細線路或半加成法工藝,但是最大問題是工藝技術要求高,且板材剝離強度較低使用不穩(wěn)定,容易出現(xiàn)鍍層針孔等問題。目前,涂布法和層壓法是更為常用的2L-FCCL制備方法,二者合計占比在 70%以上。2L-FCCL 已成為主要的 FCCL 產(chǎn)品,伴隨 FCCL 市場空間持續(xù)擴大,TPI 的重要性也日益顯現(xiàn)。市場需求變化疊加技術水平提升促使 FCCL 的產(chǎn)品結構發(fā)生較大變化,附加值更高、更適用于精細電路的2L-FCCL 市場需求迅速增長。根據(jù)《2L-FCCL 用熱固性聚酰亞胺基體樹脂研究》一文,2L-FCCL和3L-FCCL的市場需求比例已從 2004年的 40%和60%變?yōu)?006年的 52%和48%,并且 2L-FCCL的價格通常為3L-FCCL價格的 1.5-2 倍。從勢銀(TrendBank)《2019 年撓性覆銅板及覆蓋膜材料市場分析報告》披露的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn),2013 年以來 2L-FCCL 的優(yōu)勢地位愈發(fā)明顯。Prof Research 預測數(shù)據(jù)顯示,2017 年全球FCCL市場空間為 22.10 億美元,預計 2022 年將達到 28.13 億美元(2017-2022 年 CAGR 為4.9%),到2027 年全球FCCL市場空間有望擴大至 28.83 億美元。在此情況下,預期 2L-FCCL 仍將穩(wěn)步增長,作為制備2L-FCCL關鍵材料的 TPI 重要性也日益顯現(xiàn)。TPI(熱塑型 PI)是一類可熔融的線性聚合物,一般在分子主鏈上含有酰亞胺環(huán)和柔性基團,由于其成型期間沒有發(fā)生化學交聯(lián),因而可以反復模塑和再加工,廣泛應用于工業(yè)領域的模壓、擠出成型等,如日本鐘淵化學公司開發(fā)的牌號為“PIXEO”的 PI 復合膠粘膜就可應用于FPCB的制備。

鐘淵化學擁有“三層共擠”專利技術并占據(jù)專利高地,以瑞華泰為代表的國內(nèi)廠商通過自有工藝路徑打破壟斷。相比于涂布法,層壓法的成本較高,需要使用幾乎被杜邦、鐘淵化學和宇部興產(chǎn)3 家企業(yè)壟斷的 PI 基膜原材料。并且早在 2011 年鐘淵化學就獲得了“三層共擠”專利技術,該專利是對澆鑄在支撐體表面的流動聚酰胺酸溶液、中間的非熱塑型聚酰亞胺層、設置在非熱塑型聚酰亞胺層表面的熱塑型聚酰胺層進行三層共擠壓,成形后再從支撐體上剝離下來,可以減少雙面涂布聚酰胺酸溶液并進行酰亞胺化所產(chǎn)生的額外成本,并且鐘淵化學采用“三層共擠”專利技術生產(chǎn)的 TPI 薄膜還具有高耐熱性、高密合性、高尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)點。由于技術難度較高且“三層共擠”專利受到保護,國內(nèi)廠商在層壓法制備2L-FCCL上打破壟斷仍需較長時間,但以瑞華泰為代表的國內(nèi)廠商正積極布局涂布法等其他制備工藝,力求實現(xiàn)無膠法FCCL 商業(yè)化生產(chǎn):瑞華泰的熱塑性薄膜開發(fā)過程包括配方設計、工藝流程設計、工藝參數(shù)計算,以及相應的設備改進等步驟,公司自 2014 年啟動熱塑性 PI 薄膜的研究并進行了大量的配方試驗及工藝驗證,基于該技術研發(fā)并量產(chǎn)了 MAM 產(chǎn)品,并且公司自主研發(fā)的、采用涂布法制備的 TPI 薄膜產(chǎn)品已處于中試階段,將視下游需求情況推向市場。3.2.2.3 CPI 薄膜:折疊屏手機迅速發(fā)展,國內(nèi)廠商已順利打破壟斷CPI 薄膜是生產(chǎn)光電顯示器件的重要材料,其中半芳香型 CPI 薄膜商業(yè)潛力較大。CPI 薄膜廣泛應用于柔性光電顯示器件的制造,如柔性顯示屏蓋板、柔性顯示器件基板、薄膜太陽能電池等。根據(jù)主鏈的組成不同,CPI 薄膜可以分為全芳香型 CPI 薄膜、全脂肪族/脂環(huán)族型 CPI 薄膜、半芳香型CPI 薄膜三種,其中:①全芳香型 CPI 薄膜具有優(yōu)異的電、熱和機械性能,但其加工性差、介電常數(shù)高且呈棕黃色等缺陷限制了產(chǎn)業(yè)化推廣;②全脂肪族/脂環(huán)族型 CPI 薄膜在極性有機溶劑中具有良好的溶解性,并且其介電系數(shù)較低、光學透明度較高,但是由于該薄膜較脆且熱機械穩(wěn)定性較差,綜合性能不及全芳香型CPI 薄膜且實用性較差;③半芳香型 CPI 薄膜具有相對低的分子密度、低的極性、低的分子間或分子內(nèi)電荷轉移相互作用發(fā)生概率,因而其光學透明度較全芳香型 CPI 薄膜更高、介電系數(shù)較全芳香型CPI 薄膜更低、力學性能和熱機械穩(wěn)定性較全脂肪族/脂環(huán)族型 CPI 薄膜更高。由于半芳香型 CPI 薄膜充分結合了全芳香型CPI 薄膜、全脂肪族/脂環(huán)族型 CPI 薄膜的性能優(yōu)勢,具有高透明性、低介電、溶解性好、易加工等特點,因而商業(yè)潛力較大。折疊屏手機是 CPI 薄膜的主要應用場景,OLED 向可卷曲方向發(fā)展疊加價格逐步下探推動折疊屏手機進入快速放量階段,CPI 薄膜有望受益。一方面,就電子產(chǎn)品的顯示方案而言,OLED 取代LCD已成主流趨勢,并朝著曲面→可折疊→可卷曲的方向發(fā)展,柔性 OLED 在電子產(chǎn)品顯示屏中的滲透率不斷提升,折疊屏手機進入了快速放量階段。Counterpoint 數(shù)據(jù)顯示,2022Q1-Q3 全球折疊屏手機的累計出貨量達到950萬部(同比增長 90%),考慮到全球通貨膨脹和經(jīng)濟衰退,預期 2022 財年全球折疊屏手機出貨量將達到1490萬臺,但與此同時折疊屏手機已在智能手機市場站穩(wěn)腳跟,預計 2023 財年全球折疊屏手機出貨量將會達到2270 萬部。艾瑞咨詢數(shù)據(jù)顯示,2022 年中國折疊屏手機出貨量約為 360 萬部(同比增長154.40%),預計2025 年將達到 1600 萬部,2022~2025 年 CAGR 為 64.41%。另一方面,小米、OPPO 等廠商紛紛入局,折疊屏手機價格趨于下行,折疊屏手機放量有望加速。三星和華為是折疊屏手機市場中的領跑者:三星在全球折疊機市場中占據(jù)主導地位,2022H1 市場份額為 62%,F(xiàn)old 系列(如 Galaxy Z Fold3)、Flip系列(如Galaxy Z Flip3)以及 W 系列(如 W22)是其三大產(chǎn)品線,現(xiàn)有產(chǎn)品所使用的蓋板多為UTG;華為在中國折疊機市場中占據(jù)主導地位,2022 年市場份額為 47.4%,X 系列(如 Mate X2)和Pocket 系列(如P50Pocket)是其主要產(chǎn)品線,現(xiàn)有產(chǎn)品所使用的蓋板多為 CPI;除此以外,小米、OPPO、VIVO 等手機廠商也紛紛入局。新參與者的進入及出貨量不斷提升推動產(chǎn)品價格下探,艾瑞咨詢數(shù)據(jù)顯示,在售折疊屏手機中三星最低價已接近 5000 元,略低于 VIVO、小米、OPPO 的中高端直板手機的價格。在此情況下,可用作柔性顯示屏蓋板、柔性顯示器件基板等的 CPI 薄膜有望受益。中長期來看,折疊形態(tài)的多樣化、折疊設備的大型化以及大規(guī)模推廣催生的降本需求均將助力CPI在博弈中占據(jù)上風。與 UTG 相比 CPI 薄膜在某些方面具有獨特優(yōu)勢,或?qū)⑼苿訃a(chǎn)折疊屏手機快速發(fā)展,原因是:①雖然 UTG 具有良好的硬度但抗沖擊性仍然不足,因此需要粘貼保護膜;而CPI 薄膜雖然較軟但抗沖擊能力較強、不容易破碎,安全性較高。②CPI 薄膜的折疊性能優(yōu)于 UTG,通常來說粘貼保護膜后的UTG在使用過程中非常容易出現(xiàn)折痕,并且受彎折點相對固定影響很難制作大屏以及特殊形式的折疊屏;而CPI薄膜折疊性能更好,可以適配大屏折疊和屏幕卷曲的需要。③CPI 薄膜國產(chǎn)化的速度預期會比UTG更快,國產(chǎn)化成功后,基于卷對卷生產(chǎn)的 CPI 薄膜還有很大的降本空間。目前,國內(nèi)廠商瑞華泰已具備小規(guī)模生產(chǎn)光學級 CPI 薄膜的能力,并且在持續(xù)優(yōu)化工藝、產(chǎn)品質(zhì)量及一致性表現(xiàn),預期采購時機到來后將形成批量銷售。而國內(nèi)廠商目前尚不具備 UTG 原片生產(chǎn)能力,多通過“外購原片+自行減薄”來實現(xiàn)供應,因而面臨采購價格較高、供應鏈安全難以保障等問題。④CPI 薄膜是高分子聚合物,可以通過分子結構以及工藝的調(diào)控來拓展產(chǎn)品性能,相比 UTG 在性能拓展上還存在很大的空間和可行性。目前,具備 CPI 薄膜供應能力的廠商主要有住友化學、韓國可隆以及韓國SKC,國內(nèi)廠商瑞華泰生產(chǎn)的 CPI 薄膜也即將實現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn)。CPI 薄膜可用于屏幕蓋板等柔性顯示結構部件,最終應用于折疊屏手機等柔性顯示電子產(chǎn)品,其中透光率和耐彎折次數(shù)為關鍵特性。CPI 薄膜的技術難度很高,目前僅有韓國KOLON、日本住友化學等極少數(shù)幾家日韓企業(yè)具備供應能力,國內(nèi)尚無企業(yè)具備柔性顯示用CPI 薄膜的量產(chǎn)能力。但國內(nèi)廠商瑞華泰已自主掌握 CPI 薄膜制備的核心技術,并于 2018 年成功生產(chǎn)出CPI 薄膜,該等產(chǎn)品的光學性能和力學性能優(yōu)異,可折疊次數(shù)超過 20 萬次,關鍵性能通過國內(nèi)終端品牌廠商的評測,已實現(xiàn)樣品銷售,用于終端品牌廠商及其配套供應商的產(chǎn)品測試。目前公司的柔性顯示用CPI 薄膜項目進展順利,已具備小批量生產(chǎn)光學等級 CPI 薄膜的能力,并且在持續(xù)加大對光電應用的系列產(chǎn)品開發(fā),但CPI 薄膜形成批量銷售還需等待采購時機,公司將繼續(xù)優(yōu)化 CPI 薄膜的工藝、產(chǎn)品質(zhì)量及一致性表現(xiàn)。