电子级 PI 膜

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2023-09-27          环球过滤分离技术网         guolvfenlitech6

聚酰亚胺（Polyimide，PI）是分子主链中含有酰亚胺基团（-CO-NH-CO-）的芳杂环高分子化合物，主要分为 热塑性聚酰亚胺、热固性聚酰亚胺、改性聚酰亚胺等三大类。

• 热塑性 PI 包括均苯型、 联苯型、醚酐型、氟酐型等；
• 热固性 PI 包括双马来酰亚胺、乙炔基封端聚酰亚胺、降冰片 烯二酸酐封端聚酰亚胺等；
• 改性 PI 包括聚醚酰亚胺、聚酯酰亚胺等。
  

PI 膜为黄色透明状，相对密度在 1.39-1.45 之间。

性能

PI 是目前能够实际应用的最耐高温的高分子材料，同时在低温下也能保持较好性能，长期在-269℃到 280℃范围内不变形。此外 PI 材料在加工性能、机械性能、绝缘性能、阻燃性能，耐化学腐蚀性、耐辐射性能等诸多方面均有良好的表现。

形态

聚酰亚胺的应用形态广泛，主要有薄膜、涂料、复合材料、纤维、泡沫塑料、工程塑料等。 在聚酰亚胺材料的不同形态中，薄膜是最早实现商业化、最成熟、市场容量最大的产品形式，有着“黄金薄膜”的美称，与碳纤维、芳纶纤维并称为制约我国发展高技术产业的三大瓶颈性关键高分子材料之一，主要产品有杜邦的 Kapton、宇部兴产的 Upilex 系列和钟渊的 Apical。

PI薄膜类别

按照性能标准及使用场景，PI 薄膜可进一步细分为电工 PI 膜、电子 PI 膜、热控 PI 膜、航空航天 PI 膜、柔性显示 PI 膜等，广泛应用于消费电子、轨道交通、风力发电、电工绝缘、航空航天等多个领域。

瑞华泰各产品毛利率

根据应用在不同的终端电子产品，PI 膜厚度可分为 0.3mil（超薄）、0.5mil、1mil、 2mil、3mil、5mil 及以上（厚膜）。一般而言厚度越薄制造工艺难度越高，市场售价越贵。

• 先进或是高阶的软板需要厚度更薄(0.3mil)的 PI 膜
• 一般电子产品用的覆盖膜主要使用厚度 0.5mil-1mil 的 PI 膜
• 较厚的 PI 膜主要用于补强板及其它用途上
  

生产工艺

PI 薄膜制造工艺复杂，尤其是电子级 PI 膜技术难度更高。首先，为了满足柔性盖板的高透光性，研发无色 PI 薄膜作为也是现阶段需要攻克的难题之一。其次， 亚胺化为PI制程中技术壁垒极高的一道工序，又可分为热亚胺化和化学亚胺化；前者工艺简单无法生产电子级及以上的PI薄膜，而我国大部分厂商采用此方法。

PI 薄膜的生产流程包括树脂聚合物的合成、拉膜等。例如，瑞华泰的 PI 薄膜产品以 PMDA（均苯四甲酸二酐）和 ODA（二氨基二苯醚）为主要单体，在极性溶剂 DMAc（二甲基乙酰胺） 或 DMF（二甲基甲酰胺）中聚合形成 PAA（聚酰胺酸）树脂溶液，然后流涎成凝胶膜，经定向拉伸和亚胺化、后处理工序最终对得 PI 薄膜产品。

PAA 树脂合成是制备 PI 薄膜的初始溶液树脂，树脂的配方设计和合成工艺直接影响 PI 薄膜的性能和制膜工艺设定。公司主要采用 PMDA 单体、ODA 单体，在 DMAc 极性溶 剂中合成高粘度PAA树脂，并根据不同产品的性能要求及工艺特点，添加其他填料或单体。 公司采用自主研发的分散技术和自动化投料系统，可实现纳米级均匀分散及精确自控计量， 实现树脂合成批次的质量稳定性，保障一致性供料给制膜工序。

流涎铸片是实现树脂形成 PAA 凝胶膜的工序。高粘度的 PAA 树脂料通过厚度设定的 自动挤出模头均匀挤压到匀速运行的环形钢带上，通过精确热风干燥，制成具有自支撑性的 PAA 凝胶膜导入定向拉伸工序。

定向拉伸和亚胺化是将 PAA 凝胶膜进一步干燥并进行定向拉伸和实现亚胺化制成 PI 薄膜的过程。定向拉伸可根据工艺需要双向拉伸和单向拉伸。拉伸时通过多级精确温度设 定、拉伸比设定和速度控制，使 PAA 凝胶膜高分子链沿定向方向获得取向，在拉伸和运行过程中使得 PAA 凝胶膜充分脱水环化并完成亚胺化，制成 PI 薄膜。

后处理即将亚胺化后的 PI 薄膜经过高温处理、表面处理和分切收卷等后处理工序制备出 PI 薄膜产品。

应用场景

聚酰亚胺薄膜市场可分为挠性电路板(FPC)、特种制品、压敏胶带、电机/发电机、电线电缆等。

目前在国内各类下游需求中，电子级 PI 薄膜占比最高，约占 38%，第二是特种级 PI 薄膜，约占 36%，导热级和电工级分别占总需求的 14%和 12%。

电子级

挠性覆铜板（FCCL）市场规模逐步扩大，带动电子级 PI 薄膜需求量持续增长。FPC 是指在绝缘基膜上覆以铜箔所制成的可以弯曲的薄片状复合材料，也是各类电子产品的重要元器件。挠性覆铜板（FCCL）是 FPC 的重要基材之一，电子级 PI 薄膜常作为 FCCL 的 绝缘基膜和覆盖膜使用。

特种级

随着 OLED 取代 LCD 成为显示行业趋势，显示面板正沿着曲面→可折叠→可卷曲的方向前进。为了实现柔性可折叠，现有显示屏中的刚性材料要逐步替代为柔性材料。与普通高分子薄膜相比，PI材料以其优良的耐高温特性、力学性能及耐化学稳定性，是目前柔性 OLED 手机中最佳的应用方案，在柔性 OLED 中得到了大量的应用，其中黄色 PI 在柔性 OLED 里主要应用于基板材料和辅材，CPI（透明 PI）主要应用盖板材料和触控材料。

导热级

导热级 PI 薄膜是人工导热石墨膜的主要原材料。随着消费级电子产品向智能化和多功能化发展，电子产品内部高频率、高功耗的零部件在具有高性能的同时也释放了大量的热量，由于导热石墨具有易加工且、高稳定性的特点，导热石墨膜逐渐成为智能手机、超薄笔记本电脑、平板电脑和 LED 电视等消费电子产品的主流散热材料。5G 手机与 5G 基站建设进入快速发展阶段，5G 基站的功率相比于 4G 基站功率大幅提升，此外 5G 手机芯片处理能力较 4G 芯片大幅增长，功耗的提升造成核心处理器等芯片发热量大幅提升，带动了对导热材料需求的增加。

电工级

电工 PI 薄膜由于耐电晕、高绝缘等特性，常用于变频电机、发电机等高级绝缘系统，主要用于 H 级或 C 级绝缘，目前主要应用于高速轨道交通、风力发电、新能源汽车等领域。

市场规模

近几年 PI 薄膜市场正处于高速发展阶段。2017 年 PI 薄膜市场规模为 15.1 亿美元，2020 年为 20.5 亿美元。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。 Grand View 预计到 2025 年全球 PI 薄膜市场将增长至 31 亿美元，2020-2025 年复合增长率高达 8.6%。

其中，FPC 所用 PI 消费金额为 7.3 亿美元，占比 48.3%，居所有应用第一位。在其他应用的组成中，比较重要的应用包括柔性 OLED 显示、5G 天线材料、电子器件散热等高新技术应用领域。预计随着下游电子行业的进步，到 2022 年，全球 PI 薄膜材料的市场规模将达到 24.5 亿 美元。

随着三星、华为等手机厂商旗舰折叠手 机的推出，折叠手机逐渐成为手机新形态，而 CPI 薄膜作为大部分折叠手机的屏幕盖板材料，将受益于折叠手机市场的爆发。柔性 OLED 产能转移带动我国显示用特种级 PI 薄膜市场增长。

我国显示用PI膜市场规模

5G 时代下，导热级 PI 薄膜行业迎来发展风口。

高铁、风电、新能源汽车市场稳定增长带动电工级 PI 薄膜市场规模持续扩大。高速轨道交通领域，中国的高铁运营 里程全球排名第一，截至 2020 年底，中国高铁运营里程约为 3.8 万公里，国家铁路局预计 2035 年实现全国高铁运营里程 7 万公里，有效带动电工 PI 薄膜的市场需求。风力发电领 域，中国是全球最大的风电发展市场，2020 年我国风力发电累计装机容量达到 281GW， 同比增长超过 19.6%。随着我国风电产业链的国产化，电工 PI 薄膜市场将持续扩容。新能 源汽车领域，我国是全球新能源汽车发展最快的国家，在全球新能源汽车市场占比超 40%。 2021 年上半年我国新能源汽车销量 120.55 万辆，同比去年上涨 223.27%，在新能源汽车 市场的高增速下，我国电工 PI 薄膜市场前景可期。预计 2024 年我国电工级 PI 薄膜市场规 模将达 16.4 亿元，2021-2024 年复合增速约 6.4%。

根据国内下游行业增速测算，预计 2022 年国内 PI 薄膜市场总规模约为 124.8 亿元。 2024 年国内 PI 薄膜市场总规模有望进一步达到 146.6 亿元。

竞争格局

生产高性能 PI 膜对设备定制、制作工艺、技术人才等方面要求苛刻，且产品具备定制化、差异化的特征。生产商需要丰富的经验积累和充足的研发投入才能产出高性能 PI 膜。因此，高性能、高价值量 PI 膜的进入壁垒很高。

PI 的核心技术被全球少数企业所掌握，杜邦（Dupont）、日本宇部兴产（Ube）、钟渊化学（Kaneka）、日本三菱瓦斯MGC、韩国PI尖端素材（原 SKPI）以及中国台湾地区达迈科技（Taimide）为高端PI薄膜主要供应商。美日韩的产能占全球产能的 80%以上。国内主要是瑞华泰、鼎龙股份。随着国内生产技术的不断 改进，国内 PI 薄膜生产企业逐步跨入全球竞争行列，其中瑞华泰 2020 年 PI 薄膜产能全球占比约 4%，产品销量占全球的 6%。

目前，我国已实现电工级 PI 薄膜的大规模生产，技术处于全球领先水平；具备电子级 PI 薄膜生产能力的企业逐渐涌现，包括时代新材、鼎龙股份、 丹邦科技、新纶科技等，但生产技术和产能规模与国际巨头差距仍旧较大，尤其是高端电子级 PI 膜严重依赖进口，因此未来实现 PI 薄膜国产化道阻且长，增长空间巨大。

参考资料：

20211230-申万宏源-瑞华泰-688323-高性能PI薄膜国产化龙头，柔显、5G等推动需求快速增长

20220606-国信证券-鼎龙股份-300054-CMP产品线捷报频传，光电材料初露峥嵘.

20220325-太平洋证券-奥来德-688378-OLED有机材料与应用部件龙头，国产化替代大势所趋

20211230-申万宏源-瑞华泰-688323-高性能PI薄膜国产化龙头，柔显、5G等推动需求快速增长

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