LCP行业深度研究报告：扼住_5G_咽喉的关键材料-20191109-华创证券-24页.pdf

证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 未经许可，禁止转载未经许可，禁止转载 证 券 研 究证 券 研 究 报 告报 告 LCP 行业深度研究报告 推荐推荐（首次首次）扼住扼住 5G 咽喉的关键材料咽喉的关键材料 LCP 性能优越，性能优越，广泛应用于电子领域广泛应用于电子领域。液晶高分子（Liquid Crystal Polymer,LCP）是一种新型高分子材料，具有优异的性能如耐高温、高强度机械性能、优越的电性能和加工性能等，发明之初用于微波炉等耐高温材料，但利润不高。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，目前主要应用领域包括电子电器及消费电子、工业、汽车等，其中电子占比 80%。LCP 按照产品要求可分为注塑级、薄膜级和纤维级材料，而根据合成单体的不同可划分型、型和型，I 型主要用于电子元件如连接器等，型最适宜作为天线材料，型用于生产连接管和传感器。受益受益 5G 加速建设，加速建设，LCP 市场快速增长市场快速增长。2016 年全球 LCP 总需求量达 5.4 万吨，规模达 9.5 亿美元。我们认为 LCP 未来看点主要来自 5G 推广带来的两方面应用增长：连接器用 LCP 粒子、以及手机天线用 LCP 膜。5G 使用更加高频的信号，对材料的介电常数和介电损耗等有更高要求，LCP 作为最优的替代PI 的 FPC 基材，已在连接器及 iphone 手机天线上实现应用。随着 5G 范围的扩大，连接器用 LCP 粒子空间可达 40 亿，而手机天线用 LCP 树脂/薄膜市场规模极为可观、可分别达到 8/140 亿，发展潜力巨大。LCP 供应主要被日美企业垄断供应主要被日美企业垄断，我国企业加速实现生产，我国企业加速实现生产突破及验证突破及验证。目前,全球 LCP 产能约 6 万吨，材料的高技术壁垒使得生产主要集中在美国与日本地区，美国的塞拉尼斯公司,日本的宝理塑料以及住友化学是主要的供应商，约占全球产能的 70%。而在中国地区，主要的 LCP 生产商为沃特股份，金发科技、普利特等。沃特股份：沃特股份：公司公司 LCP 材料产品具备参与全球技术竞争能力。材料产品具备参与全球技术竞争能力。公司 2014 年收购三星精密 LCP 全部业务，是全球唯一一家可以连续法生产 3个型号 LCP 树脂及复材的企业，现有产能 3000t/a。今年上半年，公司连接器用 LCP 粒子销售表现亮眼，销量+108%。另外，LCP 膜是 5G 手机天线材料的最佳选择，公司膜级 LCP 正在突破中，有望实现进口替代。金发科技：金发科技：公司公司LCP 在连接器领域应用推广顺利，膜级树脂小批量供货中在连接器领域应用推广顺利，膜级树脂小批量供货中。公司 2009 年开始自主开发 LCP 材料，2017 年产能达到 3000 吨/年，2020 年扩产后将达到 6000吨/年。公司已开发终端天线用 LCP 薄膜专用树脂、基站天线振子用 LCP 材料以及高频通讯连接器用的高、低介电常数 LCP 材料。其中 LCP 薄膜级树脂产品已小批量出口到日本；LCP 基低介电损耗 LDS 材料和极低介电损耗 LCP 材料在天线振子中的应用评估进展良好；LCP 材料在高频通信连接器上评估和应用顺利推进。普利特：公司普利特：公司 LCP 技术来源于技术来源于 2007 年收购的科谷公司。年收购的科谷公司。科谷公司原由从复旦大学退休后独立从事液晶高分子材料方面的研究的卜海山和上海机场资产经营有限公司合资成立，卜海山于 2003 年取得液晶高分子材料制备方法专利，拥有 TLCP 材料从树脂聚合到复合改性的完整技术与生产体系，产品已可以批量生产。宁波聚嘉：宁波聚嘉：公司攻克膜级公司攻克膜级 LCP 纯树脂制备技术。纯树脂制备技术。公司 LCP 项目团队 2014 年组建，目前已具有年产 150 吨 LCP 的生产能力。公司采用一种全新的跨界高效催化剂，攻克了 LCP 纯树脂核心技术高纯度单体制备，可缩短反应时间，大大降低生产成本，且产品性能好，转化率高。风险提示风险提示：产品应用推广不及预期；产品验证进展不及预期；研发及生产风险。重点公司盈利预测、估值及投资评级重点公司盈利预测、估值及投资评级 EPS（元）（元）PE（倍）（倍）简称简称 股价（元）股价（元）2019E 2020E 2021E 2019E 2020E 2021E PB 评级评级 沃特股份 23.09 0.35 0.45 0.55 65.97 51.31 41.98 4.2 推荐 普利特 13.34 0.29 0.36 0.45 46.0 37.06 29.64 3.03 推荐 金发科技 6.69 0.37 0.38 0.44 18.08 17.61 15.2 1.78 推荐 资料来源：Wind，华创证券预测 注：股价为2019年11月08日收盘价 证券分析师：蒋明远证券分析师：蒋明远 电话：021-20572549 邮箱： 执业编号：S0360519100001 联系人：孟瞳媚联系人：孟瞳媚 电话：021-20572549 邮箱： 占比%股票家数(只)31 0.83 总市值(亿元)1,278.43 0.2 流通市值(亿元)941.8 0.21%1M 6M 12M 绝对表现-1.08-2.6-18.56 相对表现-5.23-9.38-41.88 -30%-9%11%31%18/11 19/01 19/03 19/05 19/07 19/092018-11-092019-11-08沪深300塑料相对指数表现相对指数表现 行业基本数据行业基本数据 华创证券研究所华创证券研究所 行业研究行业研究 改性塑料改性塑料 2019 年年 11 月月 9 日日 2 3 2 3 1 7 8 8/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 1 0 1 6:2 0 LCP 行业深度研究报告行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 2 目 录 前言前言.4 一、一、LCP 性能优越，广泛应用于电子领域性能优越，广泛应用于电子领域.4（一）LCP 材料简介.4（二）LCP 材料的发展历程.4（三）LCP 全球规模 9.5 亿美元，电子领域应用占比近 3/4.6 二、受益二、受益 5G 加速建设，加速建设，LCP 市场快速增长市场快速增长.7（一）当前从需求量角度来看，LCP 粒子在连接器领域增长明显，需求空间有望达 40 亿元.7（二）从价值角度来看，LCP 膜级树脂潜力巨大，而薄膜远期市场空间近 140 亿元.9 1、手机通信的高频化影响天线材料的选择.9 2、5G 高频低损耗要求，LCP 将成为天线主流材料.11 3、天线用 LCP 膜级粒子需求空间近 8 亿元.13 4、天线用 LCP 薄膜远期市场空间远超材料、近 140 亿元.16 三、三、LCP 材料主要被日美企业垄断，国内材料主要被日美企业垄断，国内 LCP 企业处于突破及验证阶段企业处于突破及验证阶段.16（一）LCP 天线产业链核心为膜级树脂及薄膜成型，主要被宝理、塞拉尼斯等垄断.16（二）国内 LCP 企业很早即储备相关技术，目前处于突破及验证阶段.18 1、沃特股份.18 2、金发科技.19 3、普利特.20 4、宁波聚嘉新材料.21 四、风险提示四、风险提示.21 2 3 2 3 1 7 8 8/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 1 0 1 6:2 0 LCP 行业深度研究报告行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 3 图表目录 图表 1 液晶的特征.4 图表 2 LCP 分类（按分子结构）.5 图表 3 LCP 发展历程.6 图表 4 全球 LCP 整体需求情况及预测.6 图表 5 LCP 各领域应用占比情况.7 图表 6 LCP 下游应用领域.7 图表 7 手机中的连接器.8 图表 8 发射天线与接收天线.9 图表 9 天线发展历程.10 图表 10 iPhone 各机型天线对比.10 图表 11 手机通信利用的无线电波.11 图表 12 海外及国内 PI 薄膜生产企业情况.12 图表 13 低传输损耗柔性多层基板材料三层结构.13 图表 14 PI/LCP 软板传送损耗的比较.13 图表 15 PI/LCP/MPI 对比.13 图表 16 iPhone 现用 LCP 天线的部分机型及用量.14 图表 17 iPhone X 中 LCP 天线与 PI 天线结构.14 图表 18 iPhone X 天线中 LCP 材料与 PI 材料面积对比.15 图表 19 全球智能手机出货量及预测（亿台）.16 图表 20 天线用 LCP 薄膜市场容量测算.16 图表 21 天线产业链.17 图表 22 LCP 天线各环节供应格局.17 图表 23 LCP 全球产能分布（单位：吨）.18 图表 24 公司拥有的境外商标.19 图表 25 公司 LCP 业务发展历程.19 图表 26 金发科技 LCP 产品.20 2 3 2 3 1 7 8 8/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 1 0 1 6:2 0 LCP 行业深度研究报告行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 4 前言前言 和 4G 相比，5G 最重要的变化在于高频和高速，但频率越高，信号的衰减越大，对低损耗的天线材料的需求越迫切。传统材料已经无法适应新的挑战。LCP（液晶高分子材料）将成为 5G 天线的首选材料。但目前全球范围内成熟的产业化技术被日本和美国所掌握，因此包括华为在内的中国企业，必须掌握材料的主导权，否则将被国外企业扼住咽喉。LCP 的国产化势在必行，产业链的投资机会巨大。我们系统研究了 LCP 薄膜材料的竞争格局、市场空间，以及国产化进程，供投资者参考。一、一、LCP 性能优越性能优越，广泛应用于电子领域，广泛应用于电子领域（一）（一）LCP 材料简介材料简介 液晶高分子（Liquid Crystal Polymer,LCP）是一种新型的高分子材料。液晶聚合物是一种介于晶体和液体之间的中间相态聚合物，在受热熔融或者被溶剂溶解后会由刚性固定转变为具有流动性的液体物质，同时又保持着晶态物质的取向有序性，从而形成兼具液态流动性和晶态分子有序排列特征的液晶态。从分子结构看，LCP 具有刚性棒状分子链结构，分子链可高度取向排列，结构堆积紧密，大分子间作用力较大。因此，与其他有机高分子材料相比，LCP表现出优异的性能如耐高温、高强度机械性能、优越的电性能和加工性能等。图表图表 1 液晶的特征液晶的特征 资料来源：艾邦高分子，华创证券 根据生成液晶的条件不同，LCP 可以分为溶致性液晶（LLCP）、热致性液晶(TLCP)、压致性液晶。其中，压致性液晶比较少见；溶致性液晶需要在溶液中加工,一般用作纤维和涂料；热致性液晶可在熔融状态加工,可生产注塑级、纤维级和薄膜级材料，目前应用最为广泛。（二）（二）LCP 材料材料的发展历程的发展历程 LCP 的研发生产集中在美国和日本，美国率先发明，日本后来居上。LCP 产品根据合成单体的不同可划分型、型和型。I 型液晶聚合物单体由 PHB、BP 和 TPA 构成，结构中的苯环属于刚性链段，因此耐热性能极高，热变形温度可达到 300以上且拉伸性能好，其下游产品主要用于电子元件如连接器等。型单体由 PHB 和 HNA 构成，单体构成最简单，聚合物相对分子量最大，机械性能突出，是最适宜生产天线材料的 LCP 类型。型单体由 HBA2 3 2 3 1 7 8 8/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 1 0 1 6:2 0 LCP 行业深度研究报告行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 5 和 PET 构成，酯基结构使得使分子链中柔性链段增加，从而导致材料热变形温度降低，目前只用于生产连接管和传感器的塑料。图表图表 2 LCP 分类（按分子结构）分类（按分子结构）性能性能 类型类型 类型类型 类型类型 热变形温度（）热变形温度（）250350 180250 100200 拉伸强度拉伸强度 高 高 低 拉伸模量拉伸模量 高 高 低 拉冲强度拉冲强度 低 中 高 加工性能加工性能 可 优 优 厂商厂商 CBO、住友化学、索尔维 塞拉尼斯、泰科纳、宝理塑料 伊斯曼-柯达、东丽 合成单体合成单体 PHB、BP 和 TPA PHB 和 HNA HBA 和 PET 资料来源：华创证券整理 I 型液晶聚合物最早在 1972 年由美国 CBO 公司的 Economy J.和 Cottis S.率先研发并投入生产,申请牌号为 Ekonol，这是第一款商业化 LCP 产品。1979 年住友化学公司引进该技术，并自主研发 E2000 系列，标志着日本也拥有了生产LCP 的技术。1984 年 CBO 将技术转让给 Dart,索尔维通过整合 Dart 公司掌握 LCP 生产技术，并推出 Xydar 牌号产品。I 型 LCP 产品具有较高的耐热性，但是其加工性能较一般。II 型液晶聚合物于 1984 年由 Hoechst-Celanese 公司开发成功，1985 年开始生产 Vectra 牌号产品。后来，塞拉尼斯把技术转让给旗下的 Ticona（泰科纳）公司生产，泰科纳成为当时全球最大的 LCP 生产商。1995 年杜邦推出牌号为Zenite 的产品，这项业务后来也被泰科纳所收购。1964 年，为了保证在亚洲地区的化工生产，美国泰科纳与日本大赛珞化学公司合资成立 Poly plastics（宝理塑料）。1996 年，宝理塑料从塞拉尼斯引进 LCP 生产技术，生产牌号为LAPEROS 的 LCP 产品。II 型液晶聚合物综合性能表现十分突出，既有高耐热性能，也有很好的加工性能，因此是目前市占率最高的产品类型。型 LCP 是 1976 年由伊斯曼-柯达公司研发，于 1986 年开始生产以 X-7G 为牌号的产品。东丽公司在 1994 年开始生产 Siveras 牌号的 LCP。型产品的主链由单体 HBA 和 PET 构成，其特有的含有乙二醇形成的酯基结构使得使分子链中柔性链段增加，从而导致材料热变形温度降低，因此型产品耐热性能略差，是目前使用最少的产品类型。2 3 2 3 1 7 8 8/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 1 0 1 6:2 0 LCP 行业深度研究报告行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 6 图表图表 3 LCP 发展历程发展历程 资料来源：艾邦高分子，华创证券（三）（三）LCP 全球规模全球规模 9.5 亿美元，电子领域应用占比近亿美元，电子领域应用占比近 3/4 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。根据Zion MarketResearch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%。图表图表 4 全球全球 LCP 整体整体需求情况及预测需求情况及预测 资料来源：Grand View Research，ResearchGate，Zion Market Research，华创证券 LCP 下游应用十分广泛。最初，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 Prismane consulting 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。I型LCP1972：美国CBO公司首先研发实现LCP商业化，产品牌号为Ekonol1979：日本住友化学引进技术，自主开发E2000系列1984：索尔维掌握技术，生产Xydar牌号产品II型LCP1985：塞拉尼斯推出II型LCP产品，牌号为Vectra1995：杜邦推出LCP产品，牌号为Zenite（被收购）1996：宝理塑料引进塞拉尼斯技术，牌号为LaperosIII型LCP1986：伊斯曼-柯达开始生产III型产品，牌号为X-7G1994：东丽研发并生产LCP，牌号为Siveras0%5%10%15%20%25%30%35%01020304050607080902002200420062012201320162023E全球LCP需求量（千吨）CAGR2 3 2 3 1 7 8 8/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 1 0 1 6:2 0 LCP 行业深度研究报告行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 7 图表图表 5 LCP 各领域应用占比情况各领域应用占比情况 资料来源：Prismane consulting，华创证券 LCP 在电子电器中的应用主要为高密度连接器(SMT)、天线、线圈、开关、插座等；在工业领域用于泵零件和阀零件，如化学装置中使用的阀门、泵、蒸馏塔填料、耦合器等装置；在汽车领域应用于汽车燃烧系统元件、燃烧泵、隔热部件、精密元件、电子元件等。其他功能应用也很广泛，如消费材料类用于电磁炉灶容器、包装材料以及体育器材；医疗器材类用于外科设备、插管、腹腔镜和齿科材料等；体育器材用于网球拍、滑雪器材等；视听设备用于耳机开关、扬声器振动板等材料。图表图表 6 LCP 下游应用下游应用领域领域 应用领域应用领域 具体应用具体应用 电子电器电子电器 高密度连接器（SMT）、天线、线圈架、线轴、基片载体、电容器外壳、插座、表面贴装的电子元件、电子封装材料、印刷电路板、制动器材、照明器材、接插件、SIMM 插口、QFP 插口、发光二极管外壳、晶体管类封装件、注射成型线路部件(MID)、LED(MID)、PLCC(MID)、光感应器(MID)、水晶振荡器座(MID)等 化学装置化学装置 精馏塔填料、阀门、泵、油井设备、计量仪器零部件、密封件、轴承 光纤通信 光纤二次被覆、抗拉构件、藕合器、连接器、加强筋 汽车工业汽车工业 汽车燃烧系统元件、燃烧泵、隔热部件、精密元件、电子元件 航空航天航空航天 雷达天线屏蔽罩、耐高温耐辐射壳体 消费材料消费材料 微波炉灶容器、食品容器、包装材料 医疗器材医疗器材 外科设备、插管、刀具、消毒托盘、腹腔镜及齿科材料 体育器材体育器材 网球拍、滑雪器材、游艇器材 视听设备视听设备 扬声器震动板、耳机开关 资料来源：琪丰塑料，华创证券 二、二、受益受益 5G 加速建设，加速建设，LCP 市场快速增长市场快速增长（一一）当前从需求量角度来看，当前从需求量角度来看，LCP 粒子在粒子在连接器连接器领域增长明显领域增长明显，需求空间需求空间有望达有望达 40 亿元亿元 大陆已正式成为全球最大连接器市场，根据统计，19992011 年之间，中国连接器区域占有率自 4%增至 22.5%，成长率近 5 倍。在中国大陆 3C 品牌抬头的带动下，中国大陆本土连接器/线厂商崛起，产业链体系快速成形，也逐步培育出部分大型本土 Cable Assembly 厂商，包括立讯精密、长盈精密、中航光电、恩尼特克电子等。电子电气73%工业7%消费电子7%汽车6%医疗4%其他3%2 3 2 3 1 7 8 8/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 1 0 1 6:2 0 LCP 行业深度研究报告行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 8 电子连接器是一种连接两个导体、使电流或讯号在导体间传递的导体设备，其结构分为连接器本体，接触弹片和外壳等其他部分。现今连接器本体主要材料有现今连接器本体主要材料有 LCP、尼龙（、尼龙（PA）、）、PPS 等高温塑料。上世纪等高温塑料。上世纪 90 年代之前，连接器市年代之前，连接器市场占有率最大的热塑树脂材料为尼龙和热塑聚酯；场占有率最大的热塑树脂材料为尼龙和热塑聚酯；90 年代之后，随着应用要求的严格化，年代之后，随着应用要求的严格化，LCP、PPS 等其他材料需等其他材料需求求增长较快。增长较快。连接器是手机中至关重要的电子元件，其质量直接关系到手机的使用。手机连接器的产品种类有很多种，平均每个手机约使用 59 种不同种类的连接器，其种类可以分为 FPC 连接器、板对板连接器、I/O 连接器，电池连接器、卡连接器和天线连接器等。图表图表 7 手机中的连接器手机中的连接器 资料来源：科宇盛达 FPC 连接器用于 LCD 显示屏到驱动电路的连结，是使用柔性的线路板连结，可以弯曲，主要用于 DVD、手机、平板电脑等电子产品，具有密度高、体积小、重量轻、线槽间距小等特点。FPC 连接器绝缘薄膜最为常用的材料是 PI和聚酯材料，截止至 2015 年，美国柔性电路制造商中约有 80%使用 PI 薄膜材料，另外 20%使用聚酯薄膜材料。LCP材料也被应用于 FPC 连接器中，早在 2004 年，就有高端产品使用能耐受更高温度的 LCP 材料。板对板连接器用于连接两块驱动电路(PCB)。因其对塑胶体零件的耐热性、尺寸安定性、成型性和强度等几个方面的要求较高，难有材料能够满足。但通过塑胶结构和模具结构的设计，可以弥补 LCP 材料在强度方面的不足，因此板对板材料通常选用 LCP 材料。I/O 连接器，即 Input/Output 连接器，负责手机与外部设备的连接。高温尼龙和 LCP 材料都有在 I/O 连接器中应用。电池连接器可分为弹片式、闸刀式和 FTB(FPC To Board)电池连接器。塑胶部分主要用 LCP 材料。卡连接器主要用于连接 SIM 卡、SD 卡等卡，其结构分为绝缘体、触摸件、外壳和其他附件。绝缘体的作用是使触摸件按所需方位和距离摆放，并使触摸件之间、触摸件与外壳之间绝缘。绝缘体材料需要具备杰出的绝缘电阻、耐电压功能以及易加工性。连接器绝缘体常用尼龙和 LCP 材料。LCP 的应用的应用划分中，划分中，电子占比约为电子占比约为 80%。我们假设未来电子领域用。我们假设未来电子领域用 LCP 的比例仍保持的比例仍保持 80%，且连接器市场在电子，且连接器市场在电子中占比约为中占比约为 50%，由此可测算，到，由此可测算，到 2023 年，年，LCP 在连接器领域的市场规模将达在连接器领域的市场规模将达 5.8 亿美元，近亿美元，近 40 亿人民币。亿人民币。2 3 2 3 1 7 8 8/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 1 0 1 6:2 0 LCP 行业深度研究报告行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 9 （二二）从价值角度来看，从价值角度来看，LCP 膜级树脂潜力巨大，膜级树脂潜力巨大，而而薄膜薄膜远期远期市场空间近市场空间近 140 亿元亿元 1、手机通信的高频化影响天线材料的选择手机通信的高频化影响天线材料的选择 天线（antenna）是在空间传播的无线电波和在金属导体中移动的电流之间的变换器。在传输时，无线电发射器向天线的终端提供电流，天线从电流辐射能量产生电磁波；在接收时，天线截取无线电波的一些能力，在其终端产生电流，并将电流施加到接收器中放大。天线是所有无线电设备的重要组成部分，所有利用电磁波来传递信息的设备，如广播、电视、手机以及物联网和汽车通信都需要天线的存在。由于电磁波在空间传输的过程中会产生损耗，天线的增益、天线与收发信器传送射频能量的传输线的损耗、发射器的发射功率和接收器的灵敏度都是影响天线传输性能的重要因素。不仅如此，电磁波还会被金属反射、吸收和消除，从而引起信号屏蔽，电子元件很容易干扰到电磁波，因此，在设计时，天线需放在远离金属零部件和干扰元件的地方。图表图表 8 发射天线与接收天线发射天线与接收天线 资料来源：百度百科 根据不同的功能，手机天线可分为 Wi-Fi 天线、蓝牙天线、GPS 天线、网络天线、NFC 天线等，由于部分功能有相同的工作频段，有些天线可以共用，只要通过软件进行切换就不会互相干扰。比如手机蓝牙和 Wi-Fi 的工作频率都是 2.4GHZ，蓝牙天线和 Wi-Fi 天线很多时候会整合在一起。天线是定制化产品，无设计标准。不同的终端机可能使用不同的芯片、采用不同的电路、由不同的材质制成，手机外形、屏幕大小也在不断创新，这些都是设计天线时需要考虑的因素。最早的手机采用的天线是外置式的，从诺基亚开始转为内置式的天线。起初内置式天线由金属片制成，后来 FPC（Flexible Printed Circuits，柔性电路板）工艺代替了金属片。FPC 因自身材质较软，不仅可贴合曲面，还能转折，比起金属对天线的外形和结构设计的要求少了许多，从 1G 时代至今一直是主流的技术。随着天线产业进一步的研发和创新，LDS（Laser Direct Structuring，激光直接成型）天线技术被发展了出来。LDS 天线技术在特殊材料上将天线用激光雕刻出来，避免了因天线过多导致手机内部元器件互相干扰。这项技术最早在 2007 年开始运用于手机天线的制作，但由于在 2012 年前价格较贵，直到4G 时代才开始被广泛采用。目前 三星、HTC、华为等品牌的超薄型手机的主天线就采用了 LDS 天线技术。2 3 2 3 1 7 8 8/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 1 0 1 6:2 0 LCP 行业深度研究报告行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 10 图表图表 9 天线发展历程天线发展历程 资料来源：搜狗百科，百家号设计王，EE Times Japan 随着通讯技术的不断发展，手机通讯中无线电波应用的频率逐渐升高。为了满足性能需求，以 iPhone 为代表的手机天线经历了一系列设计结构、制造工艺和材料选择的改良。以 iPhone 手机为例：图表图表 10 iPhone 各机型天线对比各机型天线对比 资料来源：RF sister 2007 年2009 年，手机通信从 2G 迈向了 3G。这期间，从初代 iPhone 到 iPhone 3GS 的天线设计中，均使用了 FPC天线搭配支架的设计。初代 iPhone 支持 EDGE 网络，Wi-Fi 和蓝牙无线通信。其背部由两种材料制成，上半部分为金属，下半部分为塑料，内置 FPC 天线位于手机底部，由射频同轴连接线连至主板。iPhone 3G 和 iPhone 3GS 支持 3G 网络，增加了 GPS 天线。两者均采用塑料背板且机内天线被分为两个部分。iPhone 3G 的蜂窝网络天线位于2 3 2 3 1 7 8 8/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 1 0 1 6:2 0 LCP 行业深度研究报告行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 11 手机下部，WLAN、蓝牙和 GPS 天线则安装在手机上部。2010 年，iPhone 4 创新使用了金属边框天线，之后的中高端机型中金属后盖也因此被广泛使用。也由于 iPhone 4 手机的两段式金属边框天线设计，有些使用者的握机方式引起了天线短路，于是出现了轰动的“天线门”事件。2011 年发布的 iPhone 4 和 iPhone 4S 由四条狭缝将边框分成上、中、下三段式设计，中间为隔离，上、下两部分为手机天线，解决了天线可能短路的缺陷。同时，iPhone 4S 创新性地采用了 1T2R 的接收分集技术，上面的天线只做接收器使用，下面的主天线则用作发射和接收，这种架构延续到 iPhone 6。这种两路接收的方案能够选择电波状态好的天线接收信号，降低了信号到达接收器时已经衰弱的可能性，给手机用户带来了更好的通信体验。2012 年2016 年，手机通信迎来了 4G 时代。iPhone 5 和 iPhone 5c 的天线设计基本沿用 4S 的三段式边框天线的设计方案，内置天线位于手机的顶部和底部，后盖中部则为金属。2013 年推出的 iPhone 5s 支持双频 Wi-Fi（2.4GHz/5GHz）导致 Wi-Fi 天线数量增加。为了控制天线模组占用的空间，部分天线革新了制备工艺。FPC 一体型软板取代了射频同轴连接线。也是从 iPhone 5s 开始，为了使手机更加轻薄，苹果手机的部分天线使用了 Insert-molding 技术。以 iPhone 6、iPhone 7 为代表的机型则采用纳米注塑工艺（NMT，Nano Molding Technology），通过纳米注塑工艺在全金属背板上形成白色塑胶条纹，将金属后盖分割成与 iPhone 5 的边框类似的三段。2017 年开始，手机行业为 5G 展开布局。iPhone8/8s，iPhone X 延用了上边框（GPS+副天线）+下边框（主天线）+LDS 内置（Wi-Fi 天线）的三段式设计。手机通信的高频化也影响了天线材料的选择，iPhone X 抛弃传统的 PI 材料，采用多层 LCP 天线的设计。虽然 LCP 天线制作工艺复杂，难度非常高，但因其介质和导体的损耗小，与 5G 技术的发展适配，日后有望成为主流。2、5G 高频低损耗要求高频低损耗要求，LCP 将成为天线主流材料将成为天线主流材料 随着 1G、2G、3G、4G 的发展，手机通信使用的无线电波频率逐渐提高。目前主流的 4G LTE 技术属于特高频和超高频的范畴，即频率 0.3 GHz30GHz。5G 的频率最高，分为 6GHz 以下和 24GHz 以上两种。现在正在进行的 5G技术试验主要以 28GHz 进行。由于电磁波具有频率越高，波长越短，越容易在传播介质中衰减的特点，频率越高，由于电磁波具有频率越高，波长越短，越容易在传播介质中衰减的特点，频率越高，要求天线材料的损耗越小。要求天线材料的损耗越小。图表图表 11 手机通信利用的无线电波手机通信利用的无线电波 名称名称 频率频率 波段波段 波长波长 中频中频 0.3-3MHz 中波 1Km-100m 高频高频 3-30MHz 短波 100m-10m 甚高频甚高频 30-300MHz 米波 10m-1m 特高频特高频 0.3-3GHz 分米波 1m-0.1m 超高频超高频 3-30GHz 厘米波 10cm-1cm 极高频极高频 30-300GHz 毫米波 10mm-1mm 资料来源：电子发烧友，华创证券 随着天线技术的升级，天线材料变得越来越多样。最早的天线由铜和合金等金属制成，后来随着 FPC 工艺的出现，4G 时代的天线制造材料开始采用 PI 膜（聚酰亚胺）。PI 通常通过二酸酐和芳香族二的两种单体的加成缩合反应来合成聚酰胺酸（聚酰亚胺的前体），将该溶液酰亚胺化后，通过浇铸法将其加工成薄膜。PI 材料具有优异的耐高温、耐低温、高电绝缘、耐腐蚀等优点，主要在 FPC 中被用作绝缘材料。但 PI 在在 2.4Ghz 以上频率损耗偏大，不能用于以上频率损耗偏大，不能用于10Ghz 以上频率，且吸潮性较大、可靠性不足，将在高频的以上频率，且吸潮性较大、可靠性不足，将在高频的 5G 时代被逐渐替代。时代被逐渐替代。由于 PI 在 10Ghz 以上损耗明显，无法满足 5G 终端的需求，于是 MPI（Modified Polyimide，改性聚酰亚胺）登上了舞台。MPI 是改良的聚酰亚胺是非结晶性的材料，基本上在各种温度下都可进行操作，特别是在低温压合铜箔2 3 2 3 1 7 8 8/4 3 3 4 8/2 0 1 9 1 1 1 0 1 6:2 0 LCP 行业深度研究报告行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 12 时，能够容易地与铜的表面接着。MPI 氟化物的配方被改良，在氟化物的配方被改良，在 10-15GHz 的超高频甚至极高频的信号处理上的表的超高频甚至极高频的信号处理上的表现可以满足现可以满足 5G 时代的信号处理需求时代的信号处理需求。目前性能表现与。目前性能表现与 LCP 相当，价格较相当，价格较 LCP 更具优势、低约更具优势、低约 30%，且生产企业，且生产企业更多，均为更多，均为 PI 生产商生产商转产转产。图表图表 12 海外及国内海外及国内 PI 薄膜生产企业情况薄膜生产企业情况 国家国家/地区地区 制造商制造商 产能（吨产能（吨/年）年）应用领域应用领域 企业情况企业情况 美国美国 杜邦 2640 普通绝缘，电子级基膜，航空航天，军工，太阳能背板等 全球生产 PI 膜的龙头厂商，最早进行聚酰亚胺批量化生产的企业，同时也是目前全球占比最高的聚酰亚胺生产商，占据全球 40%以上的高性能聚酰亚胺薄膜市场 日本日本 东丽-杜邦 2520 柔性电路 生产了厚度仅为 5 m 的 Kapton20EN 薄膜，是目前世界上厚度最小的商业化 PI 薄膜 日本日本 钟渊化学 3200 主要应用于 FPC 电子级 PI 薄膜世界领先的供应厂家 日本日本 宇部兴产 2020 液晶、等离子电视及 TAB 等应用 与韩国 Samsung Mobile Display(SMD)签署契约计划，在韩国设立一家生产面板上游材料 PI 的合资企业，该合资企业所生产的PI将供应给SMD计划正式进行量产的次世代面板的基板使用 韩国韩国 SKCKOLONPI 2740 三星/LG 手机的柔性电路 2009 年 10 月开始供应给世界一号 FPCB 公司使用 中国台湾中国台湾 达迈科技 2800 挠性太阳能电池和柔性显示器等软板产业及绝缘产业 通过资本支出 17.4 亿元用于新增产线及铜锣 2 期扩建计划，包括新增 600 吨产线及先进聚酰亚胺薄膜（PI）研发大楼的扩建 中国中国大陆大陆 丹邦科技 300 小部分自用，部分对外销售，部分将采用高分子烧结法制备 PI 碳化膜 引入国外设备用化学亚胺化方法制作 PI 薄膜，全球极少数产业链涵盖从基材、基板到芯片封装的企业之一；自主开发了聚酰胺酸（PAA）的化学酰亚胺化工艺，降低了能耗，提高了产品的稳定性；自主开发了喷涂-双向拉伸工艺生产高性能大宽幅 PI 厚膜技术，提高了厚膜平面性能和力学性能，并实现大宽幅 PI 厚膜的大面积、卷到卷（R-R）式批量生产。中国中国大陆大陆 时代新材 500 民用电子领域的 PI膜产品。采用化学亚胺法生产的聚酰亚胺薄膜产品性能接近国外同类产品水平。中国中国大陆大陆 国风塑业 暂无 柔性电路板（FPC）的基板制造领域.在建的年产 180 吨高性能微电子级 PI 膜材料项目目前已进入设备安装调试阶段，预计 2019 年二季度试生产。中国中国大陆大陆 新纶科技 暂无 光电显示领域 与苏州聚萃材料科技有限公司签署了项目合作协议，双方拟共建聚酰亚胺（PI）树脂及薄膜产线，推进黄色 PI 和透明PI 的产品研发及产业化 资料来源：相关企业官网，薄膜新材网，华创证券 LCP（Liquid Crystal Polymer）是对是对 5G 信号表现最佳的材料信号表现最佳的材料，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。随着高频高速的 5G 时代的到来，LCP 应用前景光明，很有可能替代 PI 成为新的软板材料。目前商业应用为苹果公司率先在 iPhone X 中使用多层 LCP 天线，去年发布的 iPhone XS，iPhone XS Max 及 iPhone XR 中均使用了六根 LCP天线。此外，iPhoneX 采用全面屏后，留给天线的净空间减少，天线设计需要改变，LCP 天线可以节省空间、代替射频同轴连接器。但 LCP 的缺点也很明显，其制作工艺的复杂性导致目前的良品