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不會停止發展的腳步。據統計測算，以5G基建為首的七大核心產業新基建，2020年的投資規模在21800億左右。IHS 預計到2035年，5G在全球創造的潛在銷售活動將達12.3萬億美元，并將跨越多個產業部門。

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和介電損耗要小；

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鏈的發展，必然會推動供給側改革，企業都面臨著機遇和挑戰。

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展和革新帶來機會。隨著網絡的發展，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，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跟進，手機LCP天線市場有望迎來爆發。

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既有液體的流動性又有晶體的物理性能各向異性狀態（此狀態稱為液晶態）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，機械性能優異，強度極高，尺寸穩定性、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在高頻段表現出極低的介電常數和介電損耗。

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的無機材料有優勢，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天線材料產業鏈分析 ? ? 產業鏈結構

競爭格局

天線終端市場

全球天線市場已經形成了較為穩定的寡頭格局，行業前八占據了全球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天線多個環節均有技術壁壘，最難的是膜級LCP純樹脂合成及拉膜兩個環節。?

（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和薄膜企業的封閉供 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 千代田等企業在合作開發。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）其他環節，如FCCL的環節需要壓銅，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日本企業掌握，且能夠實現成熟應用的更少。薄膜技術按商業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、住友三家企業產能占比達 63%，行業集中度較高。目前國內具備規模量產能力的代表性企業為金發科技、普利特、沃特股份、臺灣長春等。

全球LCP樹脂/薄膜生產企業產能

國內LCP樹脂/薄膜材料相關公司及產業化進展

從產業化進展看，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。

國內主要LCP樹脂/薄膜生產企業

（1）沃特股份：薄膜級LCP在測試階段，應用領域陸續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，業績實現快速增長。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內具有領先的技術水平。根據業績快報，公司 2019 年實現營業收入 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，產品技術已達國際領先水平，目前年產能 3000 噸。除傳統注塑級 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）金發科技：薄膜樹脂已小批量出口，與 5G 通信設備商開發天線產品；亞太地區改性塑料龍頭，收購寧波海越 51%股權打通產業鏈一體化。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，輕烴及氫能源業務來自寧波金發（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。根據業績預增公告，預計公司 2019 年實現歸母凈利潤 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天線產品。公司自 2009 年開始自主研發 LCP 材料，目前已有產能 3000 噸，未來將擴至 6000噸。公司已開發出適用于 FPC 所需的低介電常數、低介電損耗和高尺寸穩定性的膜級 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議，共同發展 LCP 柔性天線，此外還成功開發了以 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：成功研發出薄膜級樹脂，正和下游客戶共同開發 LCP 薄膜；汽車用改性塑料巨頭，業務布局全球。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，并行發展特殊化學品板塊以及特種新材料板塊的戰略路線。公司是國內極具競爭力的汽車用改性塑料企業，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 年實現營業收入 36.0 億（-1.8%），實現歸母凈利潤 1.6 億（+128%） 。

已成功研發出薄膜級 LCP 樹脂，正和下游客戶共同開發薄膜產品，具備一定的條件，期待公司能夠實現最終的產業化量產，實現材料的進口替代。公司于 2007年收購上?？乒然ぃ◤偷┐髮W退休教授卜先生創建）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，同時和下游行業知名客戶聯合研發 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，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有限公司，是高性能液晶聚合物的研發中心，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。

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

編輯：黃飛

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