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5G時(shí)代已經(jīng)到來，材料因其高頻、高速的特性將發(fā)生顯著變化。其中，LCP有幸獲得了這樣從零到一的發(fā)展機(jī)遇，并因其低阻抗和高耐受特性而有望成為最佳材料。隨著5G頻率的提高，LCP材料及其制品的滲透率將逐漸提高，整體LCP市場預(yù)計(jì)將快速擴(kuò)大到100億以上。

1、LCP，一種性能優(yōu)異的工程塑料

1.LCP材質(zhì)：優(yōu)越的新型高性能特種工程塑料

液晶聚合物（LCP）是指在一定條件下能以液晶相存在、具有高分子量、規(guī)則取向等特點(diǎn)的聚合物。當(dāng)LCP以液晶相存在時(shí)，其粘度低，取向度高，即使冷卻固化后也能保持穩(wěn)定的形狀，因此具有優(yōu)異的機(jī)械性能。此外，LCP材料還具有低吸濕性、耐化學(xué)性、耐候性、耐熱性、阻燃性、低介電常數(shù)、低介電損耗率等性能。

根據(jù)形成液晶相的條件，LCP可分為以下三種類型： (1)溶致液晶LLCP 可在有機(jī)溶液中形成液晶相，但此類聚合物只能在溶液中加工. 無法處理。通過熔化，可用于紡織品和涂料等多種用途。 (2)熱致液晶TLCP在熔點(diǎn)或玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上形成液晶相，可以在熔融狀態(tài)下聚合，不僅可以溶液紡絲，而且可以形成高強(qiáng)度纖維。各種產(chǎn)品采用注塑成型、擠出成型等熱加工方法成型。本文討論的LCP主要是熱致液晶TLCP。

熱致液晶聚合物根據(jù)熱變形溫度分為高耐熱型（I型）、中耐熱型（II型）、低耐熱型（III型）。 I型TLCP的基本結(jié)構(gòu)主要是由對(duì)羥基苯甲酸（HBA）、聯(lián)苯二酚（BP）以及不同比例的對(duì)苯二甲酸（TA）和間苯二甲酸（IA）衍生的單元，提高了拉伸強(qiáng)度和彈性模量是TLCP中最高的，熱變形溫度超過300。索爾維的Xydar和住友的SimikaSuper是代表。 II型TLCP主要由HBA和6-羥基-2-萘甲酸(HNA)衍生的單元組成，熱變形溫度為240280，具有優(yōu)異的加工性能，可以使用擠出機(jī)加工成型�？梢允褂玫牡湫彤a(chǎn)品是Ticona 的Vectra。 III型LCP是主要由HBA和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)合成的共聚物，熱變形溫度低于210，例如Unitika的Rodolne等非全芳香族類型。

圖1：一些典型的LCP結(jié)構(gòu)單元

LCP材料具有優(yōu)異的耐熱性和成型性。聚合方法以熔融縮聚為主，全芳香LCP以固相縮聚為主，生產(chǎn)高分子量產(chǎn)品。非全芳香族LCP 塑料原料通常通過一步或兩步熔融聚合生產(chǎn)。近年來，連續(xù)熔融縮聚技術(shù)已被開發(fā)用于生產(chǎn)高分子量LCP。液晶芳香族聚酯由于液晶狀態(tài)下聚合物鏈的取向而具有非常規(guī)則的纖維結(jié)構(gòu)，并且具有可與金屬和陶瓷相媲美的極高強(qiáng)度等特殊性能。具有優(yōu)良的機(jī)械性能、尺寸穩(wěn)定性、光學(xué)性能、電性能、耐化學(xué)性、阻燃性、加工性能、耐熱性好、熱膨脹系數(shù)低。

圖2：LCP材料具有優(yōu)異的性能

2、產(chǎn)業(yè)鏈：中上游技術(shù)難度大，下游應(yīng)用廣泛。

在LCP產(chǎn)業(yè)鏈中，LCP樹脂的合成和成膜技術(shù)難度較大。目前，合成LCP樹脂的主要方法有以下四種。

(1)氧化酯化法：氧化酯化法是芳香族羧酸與苯酚直接聚合的方法。這是在催化劑作用下，在吡啶或酰胺溶劑中，與磷化合物或亞硫酰氯等活化劑反應(yīng)，得到高分子量LCP的方法。反應(yīng)條件比較溫和，分子可以控制通過添加單體。結(jié)構(gòu)順序即可。

(2)硅酯法：將芳香酸單體與三甲基硅進(jìn)行酯化反應(yīng)，然后與乙酰化苯酚單體通過溶液或熔融聚合過程結(jié)合，除去小分子的三甲基硅乙酸酯，得到高分子量的LCP。

(3)苯酯法：將芳香族羧酸苯酯與酚類單體進(jìn)行熔融縮聚的方法。但該方法所用的芳香族羧酸苯酯價(jià)格較高，且反應(yīng)過程中生成低分子量苯酚且難以去除。住友化學(xué)最近通過使用碳酸二苯酯和苯酚單體的“一步”合成工藝，成功合成了一種具有優(yōu)異流動(dòng)性和很少乙酸殘留物的LCP。

(4)酸分解反應(yīng)法：將芳香二元酸與乙�；�酚單體熔融縮聚，除去副產(chǎn)的乙酸，得到LCP。該法是目前LCP工業(yè)化生產(chǎn)的主流方法。

3、LCP加工方式主要有四種：

(1)注塑成型：注塑成型是LCP的主要成型方法。 LCP不僅具有優(yōu)異的加工流動(dòng)性，而且固化速度快，適合注塑加工。與聚苯硫醚（PPS）和耐高溫尼龍（HT-PA）相比，具有無毛刺的優(yōu)點(diǎn)。然而，由于LCP的分子鏈?zhǔn)莿傂缘�、棒狀的，它們往往�?huì)在流動(dòng)方向上取向，導(dǎo)致平行和垂直于流動(dòng)方向的成型產(chǎn)品性能存在差異，并且會(huì)殘留強(qiáng)烈的熔接痕跡。

弱點(diǎn)和其他缺點(diǎn)。近年來，通過模具設(shè)計(jì)等措施，強(qiáng)度不足、熔接線各向異性等弊端得到一定程度的改善。

(2)擠出成型：擠出成型常用于制造塑料薄膜和管材。由于LCP往往具有各向異性，傳統(tǒng)擠出工藝形成的LCP薄膜在熔體流動(dòng)方向上的橫向性能較弱。因此，目前LCP通常與其他各向同性材料如PET和乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)共擠出形成多層薄膜或管材。

(3)溶液澆鑄成型：LCP具有較低的熱膨脹系數(shù)、優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性、低吸濕性以及優(yōu)異的高頻性能和電絕緣性能，因此廣泛應(yīng)用于高頻電路板。特別是柔性印刷電路板和嵌入式電路板需要靈活的布局和高密度布線，這對(duì)成型工藝提出了極高的要求。傳統(tǒng)的注塑、擠出等方法難以滿足工藝要求。住友化學(xué)采用特殊的分子設(shè)計(jì)制造LCP樹脂，將其溶解在特殊的溶劑中，并通過溶劑澆鑄成型，從而獲得具有優(yōu)異強(qiáng)度和柔韌性的薄膜。它使用與常用的含氟苯酚溶劑不同的溶劑，并且具有優(yōu)異的操作性。此外，通過溶液鑄造形成的部件避免了注射成型和擠出引起的各向異性缺陷。同時(shí)，可以形成更復(fù)雜的基材或者可以混合更多的填料。目前，采用這種方法加工的LCP薄膜元件正在用于電路板。

(4)吹塑成型：LCP具有優(yōu)異的透氣性和耐溶劑性，可吹塑成阻隔性優(yōu)異的中空成型品和薄膜零件，如汽車零件的油箱和各種管道等。然而，由于LCP的熔體張力較低，因此容易下垂，因此難以使用吹塑成型生產(chǎn)具有所需形狀的成型產(chǎn)品。

2、全球LCP樹脂材料產(chǎn)能集中在日本、美國、中國

目前全球LCP樹脂材料產(chǎn)能約為7.6萬噸/年，集中在日本、美國、中國，產(chǎn)能分別為3.4萬噸、2.6萬噸、1.6萬噸，占比45%、34%。占總數(shù)的21%。在這種情況下，美國和日本企業(yè)在20世紀(jì)80年代開始大規(guī)模生產(chǎn)LCP材料，但日本進(jìn)入LCP領(lǐng)域較晚，長期依賴從美國和日本進(jìn)口。普萊特、瓦特股份、積嘉新材等企業(yè)陸續(xù)投產(chǎn)，LCP材料產(chǎn)能快速增長。隨著5G時(shí)代的到來，未來LCP材料的需求預(yù)計(jì)將快速擴(kuò)大。

1、市場格局：美日主導(dǎo)，國產(chǎn)材料崛起在即

專門用于國產(chǎn)薄膜的樹脂和薄膜的開發(fā)被推遲，用于LCP薄膜的樹脂和薄膜的生產(chǎn)幾乎被日本和美國壟斷。 LCP產(chǎn)業(yè)鏈上不少日本、美國廠商都具備垂直整合能力。目前，日本住友集團(tuán)（住友化學(xué)/住友電工）是唯一一家能夠從LCP樹脂到模塊一體化生產(chǎn)的制造商。 2016年，村田制作所通過收購日本LCP薄膜制造商Primatec整合上游業(yè)務(wù)，建立了從LCP薄膜到柔性基板的一體化生產(chǎn)體系（2017年LCP天線模塊業(yè)務(wù)新增薄膜）（退出）。日本藤倉電子擁有從LCP軟板到模塊的生產(chǎn)能力，并在高頻微波軟板和高速接口傳輸線方面具有優(yōu)勢。

雖然LCP樹脂材料的供應(yīng)商很多，但可商用的LCP多層板供應(yīng)商卻很少。 LCP 樹脂材料的領(lǐng)導(dǎo)者，包括寶理塑料、住友化學(xué)和塞拉尼斯，于1985 年開始開發(fā)和商業(yè)化生產(chǎn)LCP。國內(nèi)廠商瓦特股份、普萊特、金發(fā)科技、積嘉新材料等已成功進(jìn)入LCP樹脂市場。

表1：全球主要液晶聚合物生產(chǎn)商

2、LCP材料下游應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展

LCP 具有廣泛的下游應(yīng)用。 LCP具有優(yōu)異的綜合性能，結(jié)合了高分子材料和液晶材料的特性，廣泛應(yīng)用于航空航天、電子、汽車工業(yè)等領(lǐng)域。同時(shí)，隨著LCP新產(chǎn)品的開發(fā)，新的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展。

圖3：LCP下游應(yīng)用廣泛

2019年全球LCP需求量約為7.4萬噸，主要應(yīng)用于早期電子領(lǐng)域，而隨著5G等領(lǐng)域需求的快速擴(kuò)大，家電及電器領(lǐng)域的需求預(yù)計(jì)將快速擴(kuò)大。這是預(yù)料之中的。

3、隨著5G時(shí)代的到來，LCP的需求爆發(fā)式增長。

隨著5G時(shí)代的臨近，5G的高頻、高速特性將進(jìn)一步提高對(duì)材料的要求，降低信號(hào)傳輸過程中的損耗尤為重要。 LCP是目前工程塑料領(lǐng)域介電損耗最低、綜合優(yōu)勢最強(qiáng)的材料，預(yù)計(jì)未來LCP材料在基站、手機(jī)等方面的使用量將大幅增加。

圖6：LCP材料簡介

1、手機(jī)端，LCP模組有望成為手機(jī)天線終端解決方案

在5G手機(jī)領(lǐng)域，LCP因其傳輸損耗、可彎曲性、尺寸穩(wěn)定性、低吸水率等特性，是技術(shù)上最能滿足天線要求的材料。

目前，PI板FPC天線模塊仍然是手機(jī)主流設(shè)計(jì)方案。但隨著5G時(shí)代的到來，F(xiàn)PC對(duì)MPI板和LCP板的替代有望加速。以A公司為例，iPhone 8率先引入LCP軟板天線方案，2018年XR/XS/XS max 3款機(jī)型繼續(xù)采用LCP天線方案，3/3/2均采用LCP天線方案天線。每個(gè)。我們認(rèn)為，這是A公司針對(duì)5G時(shí)代的超前布局。

目前，通過調(diào)整計(jì)算公式，MPI的性能已得到顯著提升，現(xiàn)已在sub-6GHz頻段與LCP性能相當(dāng)（盡管在毫米波頻段仍有差異），成本為20~30% %。低于LCP 天線。另外，從供應(yīng)鏈角度來看，LCP薄膜目前基本被日本企業(yè)壟斷，而MPI的供應(yīng)商遠(yuǎn)多于LCP，因此從供應(yīng)鏈穩(wěn)定性和議價(jià)能力的角度來看，A公司正在減少LCP天線的數(shù)量。但我們相信，隨著國內(nèi)產(chǎn)能的長期釋放和技術(shù)的逐步進(jìn)步，LCP膜材料的國產(chǎn)化將逐步進(jìn)步，LCP基材的柔性基材成本將大幅下降。市場將加速擴(kuò)張。

根據(jù)Yole發(fā)布的5G發(fā)展路線圖，未來通信頻率將分兩個(gè)階段進(jìn)行升級(jí)。第一階段的目標(biāo)是到2020年將通信頻率提高到6GHz，第二階段的目標(biāo)是2020年后進(jìn)一步提高到30至60GHz。從市場應(yīng)用來看，智能手機(jī)等終端天線的信號(hào)頻率越來越高，高頻應(yīng)用數(shù)量不斷增加，對(duì)高速率、大容量的需求也越來越大。為了應(yīng)對(duì)當(dāng)前無線網(wǎng)絡(luò)向終端應(yīng)用的更高頻率和更高速度，軟板被用作終端設(shè)備的天線和傳輸線，但MPI天線被認(rèn)為是過渡中的天線。未來主要市場將是LCP天線。

2、LCP振蕩器有望成為基站側(cè)主流

5G基站對(duì)振子的要求更加嚴(yán)格：（1）集成度高：有源天線單元（AAU）將RRU和AAU集成在一起，支持更多的天線頻段，提高生產(chǎn)效率，需要改進(jìn)。 AAU的制造工藝為SMT，天線諧振器材料的耐溫超過260。 (2)大規(guī)模MIMO和波束成形天線技術(shù)需要更多的天線，并且材料需要輕量化，導(dǎo)致塑料天線振蕩器的趨勢。 (3)由于毫米波頻段的電磁波衰減較大，因此要求天線元件的材料具有較低的介電損耗。

目前，市場上的天線諧振器主要有金屬壓鑄、PCB貼片、塑料諧振器三種類型，有兩種工藝方案。 4G時(shí)代的天線振子主要采用金屬材質(zhì)，制造工藝主要以鑄造和鈑金工藝為主，笨重、體積大，信號(hào)傳輸精度不能完全滿足5G時(shí)代的要求。成本可控，但地表損耗較高，施工安裝要求較高。

通過改進(jìn)塑料材料，通過注塑一次性制造出天線振子的形狀，然后采用特殊技術(shù)對(duì)振子的塑料表面進(jìn)行金屬化處理，因此與鈑金或壓鑄工藝相比，3D塑料振蕩器并不復(fù)雜。它只是重量更輕，優(yōu)點(diǎn)是可以滿足鈑金或壓鑄工藝無法達(dá)到的精度要求，可以更好地適應(yīng)3.5GHz以上的高頻場景，將成為5G時(shí)代天線振蕩器的主流解決方案。

目前用于振動(dòng)器的改性塑料方案主要是PPS（聚苯硫醚），但LCP材料相比PPS材料具有介電損耗更低、耐候性更好、綜合成本更低等優(yōu)勢，預(yù)計(jì)其進(jìn)入將在2020年加速。未來。連接未來供應(yīng)的鏈條系統(tǒng)。

4、市場規(guī)模超百億，薄膜價(jià)值優(yōu)于樹脂。

對(duì)手機(jī)側(cè)和基站側(cè)分別進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出LCP未來的市場需求空間。

我們做出以下假設(shè)。

1）對(duì)于手機(jī)而言，蘋果系統(tǒng)2019年、2020年、2021年、2022年、2025年滲透率分別為50%、75%、100%、100%、100%，安卓系統(tǒng)滲透率為0%。分別為7%、14%、%、21%、40%。

2）基站側(cè)，2019年、2020年、2021年、2022年、2025年LCP振蕩器市場份額分別為0、20%、30%、40%、80%。

我們認(rèn)為未來LCP市場將突破100億，僅LCP薄膜的市場規(guī)模就將突破100億。目前，LCP薄膜的主要生產(chǎn)企業(yè)仍是國外企業(yè)，但國內(nèi)一些樹脂和薄膜企業(yè)已經(jīng)進(jìn)行了試驗(yàn)，并取得了良好的效果，目前正處于產(chǎn)業(yè)化的準(zhǔn)備階段，預(yù)計(jì)國內(nèi)樹脂和薄膜企業(yè)將進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段。未來的市場。 2020年下半年。產(chǎn)生可觀的銷售額。

預(yù)計(jì)未來LCP樹脂的需求將迅速擴(kuò)大，未來五年行業(yè)總需求預(yù)計(jì)將翻一番，適用于薄膜書寫的高檔牌號(hào)的需求也預(yù)計(jì)將快速增長。

附件：危險(xiǎn)因素

1）5G產(chǎn)業(yè)化低于預(yù)期。

2）材料應(yīng)用計(jì)劃存在不確定性。

3）技術(shù)開發(fā)進(jìn)展未達(dá)到預(yù)期。

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