天線材料介紹

受益于iPhone中LCP天線投入使用，LCP天線在LCP軟板中率先開始增長。除智能手機外， LCP天線將應用于各種智能設備，其將成為FPC新增長點，全球FPC市場進一步擴容，未來在攝像頭軟板、筆記本電腦高速傳輸線、智能手表天線等對其也有更多需求 。

01 5G天線材料概況 ? ?

2013年是4G元年，而如今隨著2019年6月6日工信部正式發(fā)放5G商用牌照，5G迎來了他的時代。

在自動化，信息化，電子化的年代，5G不會停止發(fā)展的腳步。據統(tǒng)計測算，以5G基建為首的七大核心產業(yè)新基建，2020年的投資規(guī)模在21800億左右。IHS 預計到2035年，5G在全球創(chuàng)造的潛在銷售活動將達12.3萬億美元，并將跨越多個產業(yè)部門。

那什么是5G呢？5G為第五代移動通信技術的簡稱，5G通訊就是指通訊頻率提高到5GHz范圍。我國的5G初始中頻頻段為3.3-3.6GHz和4.8-5GHz兩個頻段，24.75-27.5GHz、37-42.5GHz高頻頻段正在研發(fā)之中；

而國際上主要使用28GHz進行試驗。這意味著5G通訊接近毫米波波段，毫米波最大優(yōu)點為傳播速度快，隨之帶來的最大缺點就是穿透力差、衰減大。（注：通常將30-300GHz的頻域(波長為1～10毫米)的電磁波稱毫米波，它位于微波與遠紅外波相交疊的波長范圍，因而兼有兩種波譜的特點。

02 5G通訊有什么優(yōu)點？ 極高的速率

5G的傳輸速率遠遠大于4G傳輸速度100倍左右。手機用戶在不到一秒時間內即可完成一部高清電影的下載。

極低的時延

4G的信號時延為140毫秒，而5G的時延降低到1毫秒，比4G整整降低140倍。

極大的衰減

因為5G的傳播頻率太高，導致信號很容易被屏蔽、很容易受到外界干擾、也很容易在傳播介質中衰減。

03 5G對材料有什么特殊要求？ ? ? 5G

5G的傳輸速度更快，要求傳播介質材料的介電常數(shù)和介電損耗要??；

5G的電磁波覆蓋能力較差，要求材料的電磁屏蔽能力要強；

5G的傳輸信號強度較差，要傳播材料的介電常數(shù)要小，材料的電磁屏蔽能力要強；

5G元器件的厚度薄、密封性要好，要求及時散熱，材料導熱性能要好。

綜合起來，5G需要：低介電、高導熱和高電磁屏蔽的高分子材料。

5G天線材料種類

5G通訊用材料品種異常豐富，從金屬材料、陶瓷材料、工程塑料、玻璃材料、復合材料到功能材料，都有著巨大的市場空間。5G的布局帶動了整個產業(yè)鏈的發(fā)展，必然會推動供給側改革，企業(yè)都面臨著機遇和挑戰(zhàn)。

5G天線材料的技術演進

目前，常見的以柔性電路板（FPC）為基材的移動終端天線是由聚酰亞胺（PI）包裹銅箔制成的，在高頻高速環(huán)境下，熱量積累引起的溫度變化會導致天線形變，產生嚴重的傳輸損耗，導致波形失真，影響傳輸速度。

為了克服這一技術瓶頸，蘋果正在探索液晶聚合體（LCP）和改良聚酰亞胺（MPI）等不同技術路徑。

04 5G手機天線材料-LCP與MPI ? ? LCP和MPI

5G的驅動無疑為智能手機天線的發(fā)展和革新帶來機會。隨著網絡的發(fā)展，手機通信使用的無線電波頻率逐漸提高。由于電磁波具有頻率越高，波長越短，越容易在傳播介質中衰減的特點，頻率越高，要求天線材料的損耗越小。

最早的天線由銅和合金等金屬制成，后來隨著FPC工藝的出現(xiàn)，4G時代的天線制造材料開始采用PI膜（聚酰亞胺）。但PI在10Ghz以上損耗明顯，無法滿足5G終端的需求，憑借介子損耗與導體損耗更小，具備靈活性、密封性等特性，LCP（Liquid Crystal Polymer，液晶聚合物）逐漸得到應用。

但LCP造價昂貴、工藝復雜，目前MPI（Modified Polyimide，改良的聚酰亞胺）有望成為5G時代早期天線材料的主流選擇之一。

LCP材料和MPI材料的特點

iPhone X首次使用LCP天線（2個），用于提高天線的高頻高速性能并減小空間占用。

由于蘋果的示范效應，可以合理推測其它安卓廠商將陸續(xù)跟進，手機LCP天線市場有望迎來爆發(fā)。

05 LCP材料 ? ? LCP

LCP即液晶高分子聚合物（Liquid Crystal Polymer），是一種由剛性分子鏈構成的，在一定物理條件下能出現(xiàn)既有液體的流動性又有晶體的物理性能各向異性狀態(tài)（此狀態(tài)稱為液晶態(tài)）的高分子物質。

與其他有機高分子材料相比，LCP具有獨特的分子結構和熱行為，在熔融狀態(tài)下，LCP分子排列像棒狀一樣直，在成型時，剪切應力的作用下，進一步提高了這種排列取向，表現(xiàn)出極好的各向異性，這種取向有序的特殊結構使其具有自增強效果，機械性能優(yōu)異，強度極高，尺寸穩(wěn)定性、光學性能、電性能、耐化學藥品性、自阻燃性、加工性等性能良好，且耐熱性好，熱膨脹系數(shù)低。

由于分子骨架對稱性高，再加上液晶本身結構使主鏈的運動受限，LCP在高頻段表現(xiàn)出極低的介電常數(shù)和介電損耗。

因此，在5G時代設備對于材料的各項性能要求（特別是介電性能要求）越來越高的背景下，LCP材料憑借優(yōu)異的性能被廣泛應用于高速連接器、5G基站天線振子、5G手機天線、高頻電路板等方面。

06 MPI材料 MPI

MPI就是改進配方的聚酰亞胺天線，由于是本身的化學結構，具備優(yōu)異的抗化學性、機械強度與高電阻抗等特性，不僅被大量地應用在微電子工業(yè)與航天科技上，更因在平坦化制程及易加工等特性上較傳統(tǒng)的無機材料有優(yōu)勢，而被大量使用在電子元件的構裝上，成了新構裝材料的最佳選擇。

由于是非結晶性的材料，其操作溫度寬，在低溫壓合銅箔下易操作，表面能夠與銅較易接著，且價格較親民。

氟化物配方改善后，MPI在10-15GHz高頻信號上的表現(xiàn)已經大致與LCP天線差不多了。故部分同行認為，在5G時代其實MPI已足夠用，不一定要用到LCP材料，MPI足以與LCP競爭。以蘋果為代表的北美廠商傾向于部分采用MPI，本質是因為LCP制造產能上存在一些局限性。

總之：LCP或許仍會是5G上的最大贏家，但就目前4G跨5G的過渡期來說，MPI確實有機會崛起。

07 LCP天線材料產業(yè)鏈分析 ? ? 產業(yè)鏈結構

競爭格局

天線終端市場

全球天線市場已經形成了較為穩(wěn)定的寡頭格局，行業(yè)前八占據了全球85%以上的市場份額，前八中中國廠商占據五席，具有較強的競爭力，市場份額維持在六成以上。國外廠商主要包括美國康普（收購安德魯）、韓國ACE和德國凱瑟琳。

在移動終端設備天線領域中具有較強優(yōu)勢的廠商包括美國安費諾、美國Molex、立訊精密、信維通信、碩貝德等。

2018年全球手機天線品牌市場份額

LCP天線的產業(yè)鏈

上游的原材料供應商和FCCL（FlexibleCopperCladLaminates，柔性覆銅 板）制造商，中游的FPC軟板制造商，和下游的天線模組制造商組成。上游原材料有LCP樹脂/膜和壓延銅箔等材料。

FCCL制造商利用這些材料制造FCCL，軟板 制造商再利用FCCL和其他生產材料，加工制造FPC軟板，最后天線模組制造商根據不同的天 線設計將FPC軟板加工成天線模組。LCP天線多個環(huán)節(jié)均有技術壁壘，最難的是膜級LCP純樹脂合成及拉膜兩個環(huán)節(jié)。?

（1）LCP樹脂的合成本身就是高難度的，有兩到三種的單體參與合成，分熔融聚合和固相 聚合兩個步驟完成聚合，且對雜質、分子量分布有嚴格要求，對生產設備也有很高的要求。在LCP的諸多合成路線中，寶理和塞拉尼斯的路線最適合拉膜。?

（2）成膜工藝難度高。膜的制備需要大量實踐，且由于樹脂生產企業(yè)和薄膜企業(yè)的封閉供 應鏈導致新進入者很難買到膜級樹脂、更不用說制成合格的薄膜出來。目前寶理-可樂麗（吹 膜）-松下電工組合，寶理-村田（雙拉）組合是市場上最成功的組合。住友也在和包括日本 千代田等企業(yè)在合作開發(fā)。此外，膜的制備后還要進行熱處理和涂覆工藝，里面也有非常多 的knowhow。?

（3）其他環(huán)節(jié)，如FCCL的環(huán)節(jié)需要壓銅，而LCP的熱熔性導致該工藝對溫度控制的要求 非常高；再者，在LCP軟板上鉆孔有難度，因為LCP軟板有很多層，傳統(tǒng)材料的FPC軟板用的機械打 孔方式不適用于LCP軟板，目前日本村田制作所采用的是埋容埋感技術，臺灣嘉聯(lián)益則用的 是激光打孔。目前全球范圍內，能夠真正量產供應薄膜級別LCP樹脂的公司僅有日本寶理，塞拉尼斯有能 力生產薄膜級樹脂，但并未大量出貨。其他企業(yè)則不斷摸索和改進，以適配出更加適用于生 產薄膜的樹脂。

掌握LCP制膜核心技術的公司

LCP制膜核心技術由少數(shù)日本企業(yè)掌握，且能夠實現(xiàn)成熟應用的更少。薄膜技術按商業(yè)化成熟度可分為實驗品（樣品）——產品（符合要求）——商品（成熟應用）三個階段。目前市場上掌握天線用LCP制膜核心技術的企業(yè)主要是美國superex、日本村田、日本可樂麗以及日本千代田，而能夠真正達到商品階段的就屬日本村田和可樂麗。

全球 LCP 樹脂生產主要集中在美、日兩地，其中美國塞拉尼斯、日本寶理和日本住友是全球主要供應商，三者產能占比 63%。塞拉尼斯在收購杜邦原 LCP 業(yè)務后全球產能達到 2.2 萬噸，占比近 30%；而塞拉尼斯、寶理、住友三家企業(yè)產能占比達 63%，行業(yè)集中度較高。目前國內具備規(guī)模量產能力的代表性企業(yè)為金發(fā)科技、普利特、沃特股份、臺灣長春等。

全球LCP樹脂/薄膜生產企業(yè)產能

國內LCP樹脂/薄膜材料相關公司及產業(yè)化進展

從產業(yè)化進展看，目前國內仍然沒有能夠自主量產滿足天線用LCP薄膜或者膜級LCP樹脂材料的企業(yè)。

國內主要LCP樹脂/薄膜生產企業(yè)

（1）沃特股份：薄膜級LCP在測試階段，應用領域陸續(xù)通過下游客戶認證并進入批量化供應階段；國內改性塑料領先企業(yè)，業(yè)績實現(xiàn)快速增長。公司主要從事改性工程塑料、改性通用塑料以及高性能功能高分子材料的研、產、銷售及技術服務，主要產品包括特種及新型工程高分子、高性能復合材料、碳纖維及碳納米管復合材料、含氟高分子材料。其中，公司 LCP 材料、聚四氟乙烯材料（PTFE）、改性聚苯醚（PPE）系列產品以及碳纖維、碳納米管復合材料在業(yè)內具有領先的技術水平。根據業(yè)績快報，公司 2019 年實現(xiàn)營業(yè)收入 9.0億（ +11.4%），歸母凈利潤 0.46 億（ +30.7%）。

收購韓國三星精密化學 LCP 產線，薄膜級樹脂處于測試驗證階段。公司于 2014年完成收購韓國三星精密化學 LCP 生產線及相關無形資產，目前是全球唯一一家擁有連續(xù)法生產 I 型、II 型、III 型全系列 LCP 樹脂及其復合材料制備技術的企業(yè)，產品技術已達國際領先水平，目前年產能 3000 噸。除傳統(tǒng)注塑級 LCP 外，公司已有多項專利可用于制備纖維級和薄膜級 LCP。根據互動易平臺，截至2020.2.24，公司薄膜級 LCP 處于客戶測試及認證階段。

（2）金發(fā)科技：薄膜樹脂已小批量出口，與 5G 通信設備商開發(fā)天線產品；亞太地區(qū)改性塑料龍頭，收購寧波海越 51%股權打通產業(yè)鏈一體化。公司主要產品分為改性塑料（186.5 萬噸）、完全生物降解塑料（7.1 萬噸）、特種工程塑料（2.0 萬噸）、高性能碳纖維及復合材料（1.5 萬噸）、環(huán)保高性能再生塑料（15萬噸）和輕烴及氫能源六大類。其中，輕烴及氫能源業(yè)務來自寧波金發(fā)（收購前為寧波海越），該主體主要從事丙烯、異辛烷、甲乙酮等生產銷售業(yè)務，未來將打造 120 萬噸/年聚丙烯熱塑性彈性體（PTPE）及改性新材料一體化項目。公司通過寧波金發(fā)打通聚丙烯生產全鏈條（即從上游基礎化工原料丙烯到下游改性塑料），進一步加強公司的抗風險能力。根據業(yè)績預增公告，預計公司 2019 年實現(xiàn)歸母凈利潤 11.5-12.9 億，同比+85~107%。

薄膜級 LCP 已小批量出口至日本，與國內 5G 通信設備商共同開發(fā)天線產品。公司自 2009 年開始自主研發(fā) LCP 材料，目前已有產能 3000 噸，未來將擴至 6000噸。公司已開發(fā)出適用于 FPC 所需的低介電常數(shù)、低介電損耗和高尺寸穩(wěn)定性的膜級 LCP 樹脂，在薄膜成型廠家經過了多次驗證和評估，材料性能能夠滿足應用需求，并已小批量出口到日本。公司與國內著名 5G 通信設備廠商簽訂技術保密協(xié)議，共同發(fā)展 LCP 柔性天線，此外還成功開發(fā)了以 LCP 為基材的 LDS 材料，作為 5G 通信的另外一種天線材料，并得到知名 LDS 天線廠商認可。

（3）普利特：成功研發(fā)出薄膜級樹脂，正和下游客戶共同開發(fā) LCP 薄膜；汽車用改性塑料巨頭，業(yè)務布局全球。公司主要產品包括改性聚烯烴材料（改性 PP）、改性 ABS 材料、改性聚碳酸脂合金材料（改性 PC 合金）、改性尼龍材料（改PA）、液晶高分子材料（TLCP）、特種工程材料等新材料產品，形成以汽車材料板塊為主航道，并行發(fā)展特殊化學品板塊以及特種新材料板塊的戰(zhàn)略路線。公司是國內極具競爭力的汽車用改性塑料企業(yè)，在北美及歐洲市場也具有舉足輕重的地位，核心客戶包括奔馳、寶馬、福特、通用以及一汽、上汽、廣汽等國內外知名車企。根據公司年報，公司 2019 年實現(xiàn)營業(yè)收入 36.0 億（-1.8%），實現(xiàn)歸母凈利潤 1.6 億（+128%） 。

已成功研發(fā)出薄膜級 LCP 樹脂，正和下游客戶共同開發(fā)薄膜產品，具備一定的條件，期待公司能夠實現(xiàn)最終的產業(yè)化量產，實現(xiàn)材料的進口替代。公司于 2007年收購上海科谷化工（復旦大學退休教授卜先生創(chuàng)建）切入 TLCP 領域，對 TLCP技術擁有完全自主知識產權，以及美國 PCT 專利。公司建有 TLCP 材料從樹脂聚合到復合改性的完整技術與生產體系。目前，公司已成功研發(fā)出注塑級、薄膜級和紡絲級 LCP 樹脂材料。其中，注塑級 LCP 樹脂已批量供貨至下游客戶，同時和下游行業(yè)知名客戶聯(lián)合研發(fā) LCP 薄膜和 LCP 纖維等具體產品。

（4）寧波聚嘉新材料：具備膜級 LCP 樹脂生產能力，薄膜產品正在中試；寧波聚嘉新材料科技有限公司 2017 年 11 月成立于寧波高新區(qū)，注冊資本 900 萬元，主營產品為新材料領域高端工程塑料液晶聚合物 LCP 及相關產品，如 LCP 薄膜和 LCP 纖維等。

具備膜級 LCP 樹脂生產能力，薄膜產品處于中試階段。創(chuàng)始人王陽自 2014 年便開始組建 LCP 項目研究團隊，目前公司已具備膜級 LCP 樹脂生產能力，薄膜產品正在中試階段。公司下設兩個全資子公司，其中黑龍江聚嘉新材料科技開發(fā)有限公司，是高性能液晶聚合物的研發(fā)中心，擁有年產150噸LCP膜級純樹脂生產線；寧波甬侖聚嘉新材料科技有限公司擁有年產 2000 噸 LCP 膜級純樹脂生產線。

隨著國內企業(yè)研發(fā)投入和工藝改進的持續(xù)推進，天線用LCP薄膜材料量產瓶頸有望突破，可持續(xù)關注以上企業(yè)的產業(yè)化進展和客戶認證進度。

編輯：黃飛

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