1600吨!这一“黄金级”材料又有新进展。
中国化工信息周刊文
近日,国风新材投资建设的电子级聚酰亚胺膜材料项目中的化学法电子级聚酰亚胺薄膜生产线成功投料试车。据悉,该项目计划建设5条电子级聚酰亚胺薄膜生产线,其中1条为化学法电子级聚酰亚胺薄膜生产线。随着化学法生产线的正式投料试车,国风新材聚酰亚胺薄膜年产能将达到1600吨。
聚酰亚胺薄膜(PolyimideFilm,PIF),简称PI膜,具有优异的耐辐照、耐腐蚀、耐高低温性能、化学稳定性以及力学性能、介电性能。电子级聚酰亚胺薄膜的研发和产业化随着市场要求逐步向高性能、功能化、低成本等方向发展,受到众多生产商和科研工作者的广泛关注。近几年,电子器件的发展向微型化、薄型化、集成化转变,在运行过程中单位体积产生的热量急剧增加,尤其5G高频通信对PI绝缘导热膜提出了更高的要求。随着个人电脑性能的不断提高,功耗和发热量会大幅增加,单台所需的散热膜面积扩大,未来个人电脑所需要的PI导热膜也有望增加。
市场规模稳步扩大 应用广泛
随着电子产业的快速发展,电子级聚酰亚胺薄膜市场呈现出稳步增长的态势。从全球范围来看,过去几年市场规模持续扩大。我国作为全球重要的电子产品制造基地和消费市场,对电子级聚酰亚胺薄膜的需求也在迅速增加。国内市场规模在全球市场中所占比重逐渐上升,且增长速度高于全球平均水平。据统计,2019年我国电子级PI膜的产能不到1000吨,随着需求的不断攀升,以及企业对该领域投资的增加,产能正在逐步扩大,未来市场规模有望进一步增长。《2024—2029年中国聚酰亚胺薄膜行业市场供需及重点企业投资评估研究分析报告》数据显示,2023年我国聚酰亚胺薄膜市场容量达到了219亿元,预测到2029年,我国聚酰亚胺薄膜市场规模将达到300亿元。随着5G通信、物联网等技术的发展驱动消费电子产品升级,对材料的散热性能、介电性能等要求越来越高,而曲面屏、折叠屏等柔性显示技术的快速发展等均将在未来加速PI市场的发展。GrandView预计到2025年全球PI薄膜市场将增长至31亿美元。
电子级聚酰亚胺薄膜凭借其优良的性能,在众多电子领域得到了广泛应用。在柔性印刷电路(FPC)领域,其作为绝缘基底材料,为FPC的轻薄化、高可靠性提供了保障,随着电子产品向小型化、便携化发展,FPC对聚酰亚胺薄膜的需求持续增长。在柔性电子显示方面,聚酰亚胺薄膜可用于制造柔性显示屏的基板,满足可折叠、可弯曲显示屏对材料柔韧性和稳定性的要求,推动了柔性显示技术的发展。5G通信的兴起,对信号传输的高速率、低损耗提出了更高要求,电子级聚酰亚胺薄膜制成的导热膜、绝缘膜等,能够有效解决通信设备在运行过程中的散热和信号干扰问题,成为5G通信基础设施建设不可或缺的材料。此外,在航空航天、汽车电子等领域,聚酰亚胺薄膜也因其优异的综合性能得到应用,如航空航天领域的耐高温线缆绝缘、汽车电子中的传感器封装等。
国内产能逐步提升
目前全球范围内,化学法电子级聚酰亚胺薄膜主要生产企业包括东丽-杜邦、钟源化学、SKPI、宇部兴产等,年产能均在千吨级以上。这些国际企业凭借先进的技术和成熟的生产工艺,占据了全球电子级聚酰亚胺薄膜市场的较大份额。例如杜邦公司,在聚酰亚胺薄膜领域拥有深厚的技术积累和广泛的产品线,其Kapton®薄膜在全球市场具有较高的知名度和市场占有率,产能规模庞大,能够满足全球多个行业对高品质聚酰亚胺薄膜的需求。
近年来,国风新材、时代华鑫、中天电子等中国本土企业积极布局电子级聚酰亚胺薄膜领域,通过引进或自主集成化学法聚酰亚胺薄膜设备,不断提升产能并丰富产品结构。以国风新材为例,其建成及在建的聚酰亚胺项目生产线共计12条、中试试验线1条,设备配置达到国内领先水平。时代华鑫采用自主研发的化学亚胺化法工艺,引进全套进口化学亚胺化法产线及中试线,2022年实现电子级H膜的市场规模化应用,且为当前国内在FCCL应用领域实现批量化销售的头部化学法PI厂家。这些企业的发展,使得国内电子级聚酰亚胺薄膜产能逐步提升,在满足国内市场需求的同时,也开始参与国际市场竞争。
整体来看,国内参与到高端PI薄膜赛道的企业较多,产能体量多尚小,大陆头部企业现有产能全球市占率差距更远,仍有待规划产能投产及产品知名度的提升;在细分领域如覆晶薄膜用PI、热塑性PI等仍有待技术突破。
市场发展仍面临一定困境
1.技术壁垒高
电子级聚酰亚胺薄膜的研发和生产涉及到高分子材料合成、薄膜制备工艺、设备制造等多个领域的复杂技术。从原材料的选择与合成,到亚胺化过程的精确控制,再到薄膜后处理工艺,每一个环节都对产品性能有着关键影响。目前高端PI薄膜市场主要被美国、日本、韩国等国家垄断,这些国家的企业掌握了核心技术和大量专利。杜邦、宇部兴产等企业掌握60%以上核心专利,国产技术多通过逆向研发突破,在技术创新和专利布局上处于劣势。国内企业在突破技术壁垒方面面临巨大挑战,需要投入大量的研发资金和人力,且研发周期较长。
2.成本居高不下
一方面,聚酰亚胺薄膜的原材料成本较高,其主要原料聚酰亚胺树脂以及生产过程中所需的一些特殊溶剂、添加剂等价格昂贵。另一方面,由于生产工艺复杂,对设备要求高,设备投资和运行成本也增加了产品的总成本。此外,为了满足高端应用领域对产品性能的严格要求,企业需要进行大量的研发和质量控制工作,进一步推高了成本。以电子级PI膜为例,其单价高达2000元/千克,高昂的成本限制了其在一些对价格敏感的市场领域的应用和推广。
3.市场竞争激烈且格局垄断
全球电子级PI膜市场竞争激烈,且被少数国际巨头主导。杜邦、钟渊化学、东丽杜邦等企业凭借技术和产能优势,占据了全球市场的主要份额,市场集中度较高。中国企业在国际市场上面临着来自这些国际巨头的激烈竞争,由于在技术和品牌影响力上相对较弱,市场份额较小,在国际市场竞争中处于劣势地位。在国内市场,虽然近年来本土企业发展迅速,但高端市场仍被国外企业占据,国内企业主要集中在中低端产品市场竞争,市场竞争格局有待优化。
市场前景展望
目标市场
总的来说根据上述应用场景,可以将PI膜的目标市场归纳为如下四类。
电子级:FCCL、FPC、下游电子产品;
特种级:折叠手机的屏幕盖板材料、高端防护材料;
导热级:5G相关设备:LED基板、电子元件散热;
电工级:高铁、风力发电、新能源汽车。
1.新兴产业驱动需求增长
随着5G通信技术的全面推广和应用,基站建设、通信设备制造等对电子级聚酰亚胺薄膜的需求将持续增长。5G通信的高速率、大容量、低时延特点,要求通信设备具备更好的散热和绝缘性能,聚酰亚胺薄膜的优异性能能够满足这一需求。在柔性电子设备领域,如可折叠手机、柔性平板电脑等产品的市场需求逐渐增加,聚酰亚胺薄膜作为柔性显示屏和电路基板的关键材料,市场前景广阔。此外,新能源汽车产业的发展,对汽车电子中的传感器、电池管理系统等部件的性能要求不断提高,电子级聚酰亚胺薄膜在这些领域的应用也将迎来新的增长机遇。随着人形机器人加速迈向商业化,高精度传感器与柔性基底材料(如聚酰亚胺薄膜)的需求也将大幅增加。
2.国产替代空间广阔
中国在低端电工膜已实现自给,但高端电子级PI膜国产化率不足20%。国家将高性能PI膜列为“关键战略材料”,出台了研发费用加计扣除、首台套设备补贴等政策,推动企业加大研发投入,提高技术水平,加速国产替代进程。2024年国内PI膜领域融资超30亿元,高瓴资本、红杉中国等布局产业链,为国产品牌发展提供资金支持。
电子级聚酰亚胺薄膜市场在当前呈现出增长的态势,应用领域不断拓展,虽然面临技术壁垒高、成本居高不下以及市场竞争格局垄断等困境,但随着新兴产业的快速发展,如5G通信、柔性电子设备、新能源汽车、人形机器人等,为其带来了广阔的市场前景。国内外生产企业在产能和技术方面存在差异,国内企业正努力提升产能和技术水平,通过国产替代逐步在市场中占据更有利的地位。未来,随着技术的不断创新和突破,成本的有效控制,以及市场竞争格局的优化,电子级聚酰亚胺薄膜市场有望实现更健康、快速的发展,在推动电子产业及相关新兴产业发展中发挥更为重要的作用。
内容来源:中国化工信息周刊、中国报告大厅、化工新材料、材料圈、聚酰亚胺在线、薄膜界等网络公开渠道,由中国化工信息周刊编辑整理