5G 時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，由于其高頻高速的特性，將使得材料端有很大的變化。其 中 LCP 就遇到了這樣 0→1 的發(fā)展契機(jī)，憑借其低阻抗、高耐受的特性，預(yù)計(jì)將成為最為適合的材料。隨著 5G 頻率提升，LCP 材料及其制品的滲透率將逐步提升，預(yù)計(jì)將使 LCP 整個(gè)市場(chǎng)快速增加至百億以上。

一、LCP，性能優(yōu)異的工程塑料

1、LCP 材料：優(yōu)異的新型高性能特種工程塑料

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 在以液晶相存在時(shí)粘度較低，且高度取向，而將其冷 卻，固化后，它的形態(tài)又可以穩(wěn)定地保持，因此 LCP 材料具有優(yōu)異的機(jī)械性能。此外， LCP 材料還由于具有低吸濕性、耐化學(xué)腐蝕性、耐候性、耐熱性、阻燃性以及低介電常數(shù) 和介電損耗因數(shù)等特點(diǎn)。

LCP 根據(jù)形成液晶相的條件，可分為：（1）溶致性液晶 LLCP，可在有機(jī)溶液中形成 液晶相，由于這種類型的聚合物只能在溶液中加工，不能熔融，多能用作纖維和涂料。（2） 熱致性液晶 TLCP，在熔點(diǎn)或玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上形成液晶相，由于這種類型的聚合可在 熔融狀態(tài)加工，所以不但可以通過(guò)溶液紡絲形成高強(qiáng)度纖維，而且可以通過(guò)注射、擠出等 熱加工方式形成各種制品。我們本文討論的 LCP 主要為熱致性液晶 TLCP。

熱致性 LCP 根據(jù)熱變形溫度高低分為高耐熱型（I 型）、中耐熱型（II 型）和低耐熱 型（III 型） 。I 型 TLCP 的基本結(jié)構(gòu)主要為對(duì)羥基苯甲酸（HBA）、聯(lián)苯二酚（BP）及不同 比例的對(duì)苯二甲酸（TA）/間苯二甲酸（IA）引出的單元，抗張強(qiáng)度及模量在 TLCP 中最 高，熱變形溫度高于 300℃。以蘇威的 Xydar 和住友的 SimikaSuper 為代表。II 型 TLCP 的主要成分是 HBA 和 6-羥基-2-萘甲酸（HNA）引出的單元，熱變形溫度在 240~280℃之 間，加工性能優(yōu)異，可用擠出機(jī)和注塑機(jī)加工成型，典型的產(chǎn)品為泰科納的 Vectra。III 型 LCP 主要為 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℃， 如尤尼奇卡的 Rodrun 為代表的非全芳香族系列。

圖 1：幾種典型的 LCP 結(jié)構(gòu)單元

LCP 材料具有優(yōu)異的耐熱性能和成型加工性能。聚合方法以熔融縮聚為主，全芳香族 LCP 多輔以固相縮聚以制得高分子量產(chǎn)品。非全芳香族 LCP 塑膠原料常采用一步或二步 熔融聚合制取產(chǎn)品。近年連續(xù)熔融縮聚制取高分子量 LCP 的技術(shù)得到發(fā)展。液晶芳香族聚 酯在液晶態(tài)下由于其大分子鏈?zhǔn)侨∠虻?，它有異常?guī)整的纖維狀結(jié)構(gòu)，性能特殊，制品強(qiáng)度很高，并不亞于金屬和陶瓷。機(jī)械性能、尺寸穩(wěn)定性、光學(xué)性能、電性能、耐化學(xué)藥品 性、阻燃性、加工性良好，耐熱性好，熱膨脹系數(shù)較低。

圖 2：LCP 材料性能優(yōu)異

2、產(chǎn)業(yè)鏈：中上游為技術(shù)難點(diǎn)，下游應(yīng)用廣泛

LCP 產(chǎn)業(yè)鏈中，LCP 樹(shù)脂的合成及成膜為技術(shù)難點(diǎn)。目前，LCP 樹(shù)脂主流的合成方 法包括以下 4 種。

（1）氧化酯化法：氧化酯化法是一種芳香族羧酸與酚的直接聚合方法。該方法在吡 啶或者酰胺溶劑中，在含磷化合物或者亞硫酰氯等活化劑以及催化劑作用下進(jìn)行反應(yīng)，可 以得到高分子量的 LCP，該方法反應(yīng)條件較溫和，且可以通過(guò)單體加入順序控制分子結(jié)構(gòu) 序列。

（2）硅酯法：芳香族酸類單體通過(guò)三甲基硅酯化后，再與乙?；姆宇悊误w，通過(guò) 溶液或者熔融聚合工藝，去除三甲基硅乙酸酯小分子，可得到高分子量的 LCP。

（3）苯酯法：芳香族羧酸苯酯與酚類單體進(jìn)行熔融縮聚的方法。但該方法采用的芳 香族羧酸苯酯價(jià)格比較昂貴，且在反應(yīng)過(guò)程中會(huì)生成小分子苯酚難以除干凈。最近住友化 學(xué)采用碳酸二苯酯與酚類單體通過(guò)“一步法”合成工藝合成出低醋酸殘留的 LCP，且樹(shù)脂 具有良好的流動(dòng)性，是一種具有潛在優(yōu)勢(shì)的合成工藝。

（4）酸解反應(yīng)法：芳香族二元酸與乙?；姆宇悊误w進(jìn)行熔融縮聚，脫去副產(chǎn)物醋 酸得到 LCP。該方法是目前 LCP 工業(yè)化生產(chǎn)的主要方法。

3、LCP 的加工方法主要包括以下 4 種。

（1）注塑成型：注塑成型是 LCP 最主要的成型方法。LCP 不僅具有優(yōu)異的加工流動(dòng) 性，且固化速度快，適用于采用注塑成型方法加工。相對(duì)于聚苯硫醚（PPS）和耐高溫尼 龍（HT-PA），制件具有無(wú)飛邊等優(yōu)勢(shì)。但由于 LCP 分子鏈?zhǔn)莿傂园魻畹?，易于沿流?dòng)方 向取向，從而導(dǎo)致成型制件在平行于流動(dòng)方向與垂直于流動(dòng)方向的性能差異以及熔接痕強(qiáng)

度較差等缺點(diǎn)。近年來(lái)通過(guò)模具設(shè)計(jì)等方法在一定程度上改善了熔接痕強(qiáng)度差以及各向異 性等缺陷。

（2）擠出成型：擠出成型方法常用于生產(chǎn)塑料薄膜和管材等。由于 LCP 容易呈各向 異性，采用傳統(tǒng)擠出工藝加工成型 LCP 薄膜在熔體流動(dòng)的橫向方向性能較弱。因此，目前 LCP 一般與其它各向同性的材料，如 PET、乙烯-乙烯醇共聚物( EVOH) 等通過(guò)共擠出加 工成型成多層薄膜或者管材。

（3）溶液澆注成型：LCP 具有較低的熱膨脹系數(shù)、優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性、低吸濕性、 優(yōu)異的高頻特性和電絕緣性能，使其在高頻電路基板得以廣泛的應(yīng)用。其中撓性印制板和嵌入式電路板需要布局靈活及高密度的布線，因而對(duì)成型工藝要求非常高。傳統(tǒng)的注塑、 擠出等方法難以滿足其工藝要求。住友化學(xué)通過(guò)特殊的分子設(shè)計(jì)生產(chǎn) LCP 樹(shù)脂，然后溶解 在特殊的溶劑中通過(guò)溶液澆注（solvent-cast）成型后可以得到強(qiáng)度和撓性非常好的薄膜。所采用的溶劑不同于目前所常用的含氟苯酚溶劑，可操作性強(qiáng)。而且通過(guò)溶液澆注成型后的制件避免了注塑、擠出成型所造成的各向異性的缺陷。同時(shí)可以成型更加復(fù)雜的基材， 且可以混入更多的填料。目前該方法加工成型的 LCP 薄膜制件正在電路板中推廣使用。

（4）吹塑成型：LCP 具有優(yōu)異的耐氣體透過(guò)性和耐溶劑性能，可通過(guò)吹塑成型成阻 隔性能優(yōu)良的中空成型制品或者薄膜制件，例如汽車部件中的油箱和各種配管。但 LCP 熔 體張力低而導(dǎo)致其垂伸嚴(yán)重，因此通過(guò)吹塑成型法制備所需形狀的成型制品有一定的困難。

二、全球 LCP 樹(shù)脂材料產(chǎn)能集中在日本、美國(guó)和中國(guó)

目前全球 LCP 樹(shù)脂材料產(chǎn)能約 7.6 萬(wàn)噸/年，全部集中在日本、美國(guó)和中國(guó)，產(chǎn)能分 別為 3.4 萬(wàn)噸、2.6 萬(wàn)噸和 1.6 萬(wàn)噸，占比分別為 45%、34%和 21%，其中美國(guó)和日本企 業(yè)在 20 世紀(jì) 80 年代就開(kāi)始量產(chǎn) LCP 材料，我國(guó)進(jìn)入 LCP 領(lǐng)域較晚，長(zhǎng)期依賴美日進(jìn)口， 近幾年來(lái)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(lái)，未來(lái) LCP 材料需求將有望迎來(lái)快速增長(zhǎng)。

1、市場(chǎng)格局：美日主導(dǎo)，國(guó)產(chǎn)材料崛起在即

國(guó)內(nèi)薄膜專用樹(shù)脂及薄膜開(kāi)發(fā)起步晚，LCP 薄膜用樹(shù)脂及薄膜生產(chǎn)幾乎由日本、美國(guó) 壟斷。LCP 產(chǎn)業(yè)鏈多家日美廠商擁有垂直整合能力。日本住友集團(tuán)（住友化學(xué)/住友電工） 是目前僅有的一家具有自 LCP 樹(shù)脂至模組一體化生產(chǎn)能力的廠商。村田制作所 2016 年通 過(guò)并購(gòu) LCP 膜廠商日本 Primatec 向上游整合，擁有 LCP 膜到軟板一體化生產(chǎn)能力（2017年膜退出 LCP 天線模組業(yè)務(wù)）。日本藤倉(cāng)電子具有聰 LCP 軟板到模組的生產(chǎn)能力，在高頻 微波軟板和高速接口傳輸線方面具有優(yōu)勢(shì)。

LCP 樹(shù)脂材料供應(yīng)商眾多，但可商用于 LCP 多層板的非常有限。LCP 樹(shù)脂材料龍頭 寶理塑料、住友化學(xué)、塞拉尼斯等在 1985 年已開(kāi)始研發(fā)并商業(yè)化生產(chǎn) LCP。國(guó)內(nèi)廠商沃 特股份、普利特、金發(fā)科技和聚嘉新材料已成功進(jìn)入 LCP 樹(shù)脂市場(chǎng)。

表 1：全球液晶高分子的主要生產(chǎn)商

2、LCP 材料下游應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展

LCP 的下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。LCP 兼具高分子材料和液晶材料的特點(diǎn)，具有杰出的綜 合性能，其在航空航天、電子、汽車工業(yè)等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。同時(shí)隨著 LCP 新產(chǎn) 品的開(kāi)發(fā)，新興應(yīng)用領(lǐng)域仍在不斷拓展。

圖 3：LCP 下游應(yīng)用廣泛

2019 年 LCP 全球需求量在 7.4 萬(wàn)噸左右，主要應(yīng)用在電子前期領(lǐng)域，隨著未來(lái)在 5G 等領(lǐng)域的需求的快速增長(zhǎng)，消費(fèi)電子和電子電器領(lǐng)域的需求量將有望快速增長(zhǎng)。

三、5G 時(shí)代來(lái)臨，LCP 需求迎來(lái)爆發(fā)

5G 時(shí)代逐步來(lái)臨，由于 5G 高頻高速的特點(diǎn)，對(duì)材料的要求也進(jìn)一步提高，尤其是 在信號(hào)傳輸過(guò)程中降低損耗顯得非常重要。LCP 是目前工程塑料領(lǐng)域介電損耗最低的材料， 綜合優(yōu)勢(shì)最強(qiáng)，我們認(rèn)為未來(lái)在基站端和手機(jī)端都將大幅增加 LCP 材料的使用。

圖 6：LCP 材料介紹

1、手機(jī)端，LCP 模組將有望成為手機(jī)天線端的終端解決方案

在 5G 領(lǐng)域手機(jī)端，LCP 憑借良好的傳輸損耗、可彎折性、尺寸穩(wěn)定性及低吸水率， 是技術(shù)角度上最符合天線要求的材料。

目前 PI 基板 FPC 天線模組仍是目前手機(jī)主流設(shè)計(jì)方案。但是隨著 5G 時(shí)代的來(lái)臨， 預(yù)計(jì) MPI 和 LCP 基板的 FPC 將加速替代。以 A 公司為例，在 iPhone8 首次引入 LCP 軟 板的天線方案，2018 年三款機(jī)型 XR/XS/XS max 仍繼續(xù)采用 LCP 天線方案，分別使用 3/3/2 個(gè) LCP 天線。我們認(rèn)為這是 A 公司在為 5G 時(shí)代進(jìn)行提前布局。

目前，MPI 通過(guò)調(diào)整配方性能已大幅提升，在 Sub-6GHz 頻譜下與 LCP 性能相當(dāng)（但 在毫米波頻譜下仍有差距），且成本低于 LCP 天線 20-30%。此外，從供應(yīng)鏈的角度而言 目前 LCP 薄膜基本上被日本企業(yè)壟斷，MPI 的供應(yīng)商遠(yuǎn)多于 LCP，從供應(yīng)鏈穩(wěn)定性和議 價(jià)能力角度，A 公司短期降低了 LCP 天線的數(shù)量；但是考慮到長(zhǎng)期國(guó)內(nèi)產(chǎn)能的釋放和技術(shù) 的逐步突破，我們認(rèn)為隨著 LCP 膜材的逐步國(guó)產(chǎn)化，LCP 基材的軟板的成本將大幅下降， 市場(chǎng)將加速拓展。

根據(jù) Yole 發(fā)布的 5G 發(fā)展路線圖，未來(lái)通信頻率將分兩個(gè)階段進(jìn)行提升。第一階段的 目標(biāo)是在 2020 年前將通信頻率提升到 6GHz，第二階段的目標(biāo)是在 2020 年后進(jìn)一步提升到 30-60GHz。在市場(chǎng)應(yīng)用方面，智能手機(jī)等終端天線的信號(hào)頻率不斷提升，高頻應(yīng)用越來(lái)越 多，高速大容量的需求也越來(lái)越多。為適應(yīng)當(dāng)前從無(wú)線網(wǎng)絡(luò)到終端應(yīng)用的高頻高速趨勢(shì)， 軟板作為終端設(shè)備中的天線和傳輸線，我們認(rèn)為其中的 MPI 天線可能只是過(guò)渡，未來(lái)主力 市場(chǎng)將是 LCP 天線。

2、基站端，LCP 的振子將有望成為主流路線

5G 基站對(duì)于振子有更嚴(yán)格的要求：（1）高度集成，主動(dòng)天線單元（AAU）集成 RRU 和 AAU，支持更多天線頻段需提升生產(chǎn)效率，SMT 成為 AAU 的制造工藝，天線振子材料 耐溫超過(guò) 260℃。（2）大規(guī)模多入多出（Massive MIMO）及波束賦形天線技術(shù)，需要更 多的天線，材料需輕量化，塑料天線振子成為趨勢(shì)。（3）毫米波段的電磁波衰減性大，要 求天線振子材料具有低介電損耗。

目前市場(chǎng)上天線振子類型可大致分為三種：金屬壓鑄、PCB 貼片和塑料振子，其中塑 料振子又有 LDS（激光直接成型技術(shù)）和選擇性電鍍兩種工藝方案。4G 時(shí)代的天線振子 以金屬材質(zhì)為主，制造工藝以鑄造工藝和鈑金工藝為主，重量和體積較大，信號(hào)傳輸精度 也不能很好地滿足 5G 時(shí)代的要求；而 PCB 貼片雖然重量輕、成本可控，但是面損耗高， 對(duì)施工安裝的要求也較高。

而通過(guò)改性塑料材料，用注塑成型的方式將天線振子形狀一次性制造出來(lái)，再采用特 殊技術(shù)將振子的塑料表面金屬化，與鈑金、壓鑄式工藝相比，3D 塑料振子除了在重量上 具有優(yōu)勢(shì)，還能滿足鈑金和壓鑄工藝所不能實(shí)現(xiàn)的精度要求，能較好地適應(yīng) 3.5GHz 以上 的高頻場(chǎng)景，將成為 5G 時(shí)代天線振子的主流方案。

目前主流的振子使用的改性塑料方案以 PPS（聚苯硫醚）為主，相較于 PPS 材料， LCP 材料具有低介電損耗、耐候性好、綜合成本低等優(yōu)勢(shì)，未來(lái)有望加速進(jìn)入供應(yīng)鏈體系。

四、市場(chǎng)空間超過(guò)百億，價(jià)值量上薄膜優(yōu)于樹(shù)脂

我們按照手機(jī)端和基站端分別進(jìn)行測(cè)算，來(lái)測(cè)算 LCP 未來(lái)市場(chǎng)的需求空間。

我們做了如下假設(shè)：

1）手機(jī)端， 2019、2020、2021、2022 和 2025 年，蘋果系統(tǒng)滲透率分別是 50%、 75%、100%、100%和 100%；安卓系統(tǒng)滲透率分別是 0%、7%、14%、21%和 40%；

2）基站端，LCP 振子的市場(chǎng)占有率 2019、2020、2021、2022 和 2025 年分別為 0、 20%、30%、40%和 80%。

我們認(rèn)為未來(lái) LCP 市場(chǎng)將超過(guò)百億，其中 LCP 薄膜的市場(chǎng)空間就超過(guò)百億。目前， LCP 薄膜主要的生產(chǎn)企業(yè)仍是國(guó)外企業(yè)，但是國(guó)內(nèi)一些樹(shù)脂企業(yè)和拉膜企業(yè)已經(jīng)在進(jìn)行試 樣并取得了良好的效果，目前正在工業(yè)化準(zhǔn)備階段，我們預(yù)計(jì) 2020 年下半年就會(huì)有企業(yè) 形成實(shí)質(zhì)性的銷售。

LCP 樹(shù)脂需求將快速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)未來(lái) 5 年行業(yè)的總需求量將翻番，其中適合拉膜的高 端牌號(hào)需求將快速增長(zhǎng)。

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