5G新材料产业研究：LCP，全球5G天线革命性核心膜材（5g新材料龙头股）

 

获取报告请登录未来智库www.vzkoo.com1、 LCP：性能优异且应用广泛，供给集中于日、美两地1.1 LCP 的定义及分类LCP材料特殊的分子结构决定了其优异的宏观性能LCP（Liquid Crystal Polymer，即液晶聚合物/高分子）是一种由刚性高分子链结构组成的全芳族液晶聚酯类高分子材料。

由于分子结构的特殊性，其拥有良好的振动吸收特性、低介电特性、自我增强效果、良好的耐药品性和耐热性、熔融粘度低、线膨胀率小、成型收缩率小、自熄灭性以及不易产生飞边等优异性能

根据形成液晶的条件，LCP 可分为溶致型液晶（LLCP）和热致型液晶（TLCP）其中 LLCP 可溶解于溶液中并在一定浓度下按一定规律有序排列，呈现出部分晶体性质，根据此特性 LLCP 一般用作纤维和涂料；而 TLCP 则是在热熔融时进入液晶态，具备优异的加工性能，除用作高性能纤维外，还可通过注塑、挤出等加工方式形成各种制品，比起 LLCP 应用范围更加广阔，TLCP 也因此在短短几十年间在电子信息、航空航天、汽车、机械、化工和医疗等领域获得重要应用，被誉为“超级工程材料”。

基于此，我们本文主要讨论的是 TLCP

通常按耐热性不同，我们把 LCP 分为 I、II 和 III 型，分别对应耐热性高、中、低三档，其中 II 型是天线材料首选的薄膜基体树脂1）I 型 LCP 主要是由对羟基苯甲酸，联苯二酚/对苯二酚，对苯二甲酸/间苯二甲酸等单体聚合而成，由于其具有较多的刚性结构苯环，因此耐热性较好，被广泛应用于连接器等电子电气领域，代表性商品主要是住友化学的 SumikaSuper 和索尔维的 Xydar。

2）II 型LCP 主要是由对羟基苯甲酸和 6-羟基-2-萘甲酸作为单体聚合而成，其低于 I 型的耐热性带来更好的加工性能，是制备 LCP 薄膜（用于天线）的最佳基体树脂，该技术主要由宝理塑料和塞拉尼斯（泰科纳）掌握。

3）III 型 LCP 因为分子结构中含有 PET，其柔性酯基的加入进一步降低了材料的耐热性能，代表性商品主要是日本尤尼奇卡的 Rodrun 和日本东丽的 Novaccurate

1.2 LCP 材料的发展历史全球 LCP 材料行业经过整合后主要以美、日企业为主，近年来中国企业逐步切入树脂生产领域LCP 作为产品登上塑料舞台最早可追溯到美国 Carborundum 公司将其生产的聚对羟基苯甲酸酯以商品名称 Ekono1 在市场销售。

后来随着历史变迁及行业内公司的逐渐整合，目前全球范围内较为知名的 LCP 树脂材料制造商主要有塞拉尼斯（泰科纳）、日本宝理、日本住友、日本东丽等企业，其中塞拉尼斯于 2011 年收购杜邦的 LCP 业务，目前规模全球最大。

近年来中国企业也逐步切入 LCP 树脂生产，代表性企业有金发科技、沃特股份、普利特和宁波聚嘉新材料等

1.3 LCP 树脂供给主要集中在美、日两国，传统领域需求保持较快增长从具体数据看，全球 LCP 树脂生产主要集中在美、日两地，其中美国塞拉尼斯、日本宝理和日本住友是全球主要供应商，三者产能占比 63%。

塞拉尼斯在收购杜邦原 LCP 业务后全球产能达到 2.2 万吨，占比近 30%；而塞拉尼斯、宝理、住友三家企业产能占比达 63%，行业集中度较高目前国内具备规模量产能力的代表性企业为金发科技、普利特、沃特股份、台湾长春等。

近年来 LCP 需求呈较快增长态势，且应用主要集中在电子电气领域从总量上看，根据前瞻产业研究院，2018 年全球 LCP需求量7 万吨，同比+7.7%，其中 2014-2018需求量年均复合增速为 9.8%，呈较快增长态势。

从结构上看，LCP 应用广泛，但大部分集中于电子电气领域，其在该领域的应用主要是用作计算机及通讯设备上的连接器，这是因为 LCP 能够满足连接器在高温焊接、耐油耐热、耐辐射等极端环境下的稳定性及其他优异性能。

LCP 传统应用领域较为广泛其中，LCP 作为工程塑料可用于手机、电脑等电子设备中的连接器，汽车的大灯壳体，高温烤盘和蛋糕模具；作为纤维可以用于宇宙飞船的安全气囊、轮胎的增强材料、防割手套以及光纤；制成合金可以用于耐腐蚀的化工泵、汽车刹车片以及高端音响拾音器等。

2、 LCP 有望成为 5G 天线的核心膜材，远期市场空间可达 233 亿元2.1 5G 时代对天线模组中电路板基材提出更高要求3GPP 定义了 5G 的频率范围，分为 Sub-6G 和毫米波根据 3GPP 的定义，5G NR包括了两大频谱范围，分别是 FR1（对应 450MHz 到 6000MHz，通常被称作 Sub-6G）和 FR2（24250MHz 到 52600MHz）。

按频段分类，FR1 属于厘米波，而 FR2 则属于毫米波（波长=光速/频率，即频率越高，波长越短）

除美国外大部分国家和地区优先发展 Sub-6G 频段，再逐步过渡到毫米波根据各国情况，中、欧等地主要先发展 Sub-6G，再逐步过渡到毫米波；而美国则由于军用频谱是 Sub-6G 的原因，则直接选择了毫米波路线，但值得注意的是，近日美国联邦通信委员会（FCC）决定斥资 97 亿美元加速回购 3.7GHz-4.2GHz 频谱，并将其用于 5G 网络建设，这一消息可能意味着美国或将重新规划 5G 布局，前期重心有望转移至 Sub-6G。

由于 5G 高速、高频等特点，为保证可靠性、减少信号在传输过程中的损耗，5G通信对天线材料的介电常数、介质损耗因子等指标有更高要求目前 4G 时代手机天线所用的柔性电路板（FPC）基材主要是聚酰亚胺（PI），这是综合考虑了PI 其优良的机械强度、弯折性能、持续稳定性、耐热性、绝缘特性等优点。

但是，由于 PI 基材吸水率太大，介电常数（Dk）和介质损耗因子（Df）也较大，尤其对工作频率超过 10GHz 的产品影响显著，因此很难满足 5G 时代对天线材料的要求目前主流的解决方式有两种：改性 PI（MPI）或者 LCP，其中 MPI 在 Sub-6G 具备一定综合优势，但随着 5G 商用化进程的推进，毫米波阶段仍将以 LCP 为主。

传输可靠性方面，LCP>MPI>PI；防潮性方面，LCP>MPI>PI；但成本方面，目前 LCP薄膜受制于产品良率和薄膜供应垄断，成本最高，经济性最低，而 PI 膜作为成熟应用产品成本最低，但无法用于 5G 时代的天线传输。

经过改性后的 MPI 在Sub-6G 阶段能够和 LCP 分庭抗礼，但在毫米波频段损耗较 LCP 差距进一步拉大，因此在毫米波阶段 LCP 仍将是主要天线膜材下文将就此详细阐述

2.2 低介质损耗和极低吸水率赋予 LCP 材料优异的信号传输性能相较于 PI，LCP 可大幅减少高频传输损耗根据住友电气工业数据，LCP 和 PI材料相比，在 5GHz 频率时传输损耗更小，且随着频率的逐渐提升，损耗减少幅度进一步扩大。

LCP 材料的极低吸水率注定其成为 5G 天线传输的核心膜材相比 PI，除了 LCP拥有较低的介质损耗因子 Df 外，还有一个重要指标便是其吸水率极低，即几乎不会吸潮，因此其基材的损耗-频率曲线在吸湿前后迁移并不明显，相反 PI 基材的损耗-频率曲线在吸湿前后迁移较为明显，传输损耗较大。

2.3 改性 PI（即 MPI）在 Sub-6G 频段具备和 LCP 分庭抗礼的能力从性能上看，MPI 在 Sub-6G 阶段综合表现并不输 LCP，且供给可由原先 PI 厂商转产改性 PI（即 MPI）全称 Modified PI，是通过引入氟原子、硅氧烷等方法制备而成。

MPI 的介电常数、介质损耗因子指标要优于 PI、接近 LCP，吸水率也较 PI 大为改善、但仍不及 LCP根据台湾 Taimide 数据，在 Sub-6G 的频段内，MPI 材料和 LCP 材料的传输损耗差异并不明显，MPI 在 6-15GHz 的频段内的表现也只是略微低于 LCP，可满足 5G 时代天线传输的要求，但在 15GHz 以上的更高频段，MPI 材料同 LCP 材料的差距逐渐明显并拉大。

需要注意的是，Taimide 的MPI 产品 LKA-025 在 25-30GHz 频段内的损耗曲线几乎和 LCP 相同，不过 LCP 极低的吸水率还是注定了 MPI 无法在毫米波阶段替代 LCP 作为天线用电路板基材。

2.4 全球 5G 天线用 LCP 薄膜市场空间远期可达 233 亿元实际应用中，苹果 Apple 公司在 2017 年末新发行的 iPhone X 首次将 LCP 材料应用于天线，旨在提高天线高频高速性能的同时减小空间的占用。

根据电子发烧友等产业拆机报告，iPhone X 应用了两组 LCP 天线，分别是上天线和下天线，此外上下天线仍各应用 1 组 PI 天线，整个手机中 LCP 和 PI 天线各有两组而 2018年 iPhone XS/XS Max/XR 则分别拥有 3/3/2 组 LCP 天线，但 2019 年的新机系列中，由于该系列仍不支持 5G 且受制于成本及供应商等因素，减少了 LCP 天线数目，使用 MPI 天线替代。

苹果此举让市场认为 Sub-6G 频段下，MPI 由于供应商较多、性能够用且经济性更好，不失为过渡到 5G 毫米波频段前的 LCP 替代材料但长期看，随着 5G 商业化逐步成熟后步入毫米波频段，叠加 LCP 材料的产能和良率瓶颈打破后材料成本的进一步降低，LCP 终将是 5G 天线材料的最终归宿。

单机天线用 LCP 薄膜使用量测算：以 iPhone X 为例，根据 Iparts Expert 数据，其下部天线的尺寸为 9cm*7cm，上部天线的尺寸为 6cm*4cm，则单机使用的双层 FPC 所需的初始 LCP 薄膜耗材总面积为 174cm2。

以双层板结构单层 LCP 膜厚度 25 μm 和 LCP 材料密度 1.61g/cm3（取宝理公司某型号产品）计算可得到单机使用 的天线用 LCP 薄膜体积为 0.435cm3，质量为 0.70g天线用 LCP 薄膜价格：

天线用 LCP 薄膜目前市场上主要由村田独家供货但以自用为主，我们认为其价格对未来放量后的情况并不具备太大参考性（树脂厂商打破制膜壁垒进入、改进工艺提高良率等）根据我们产业调研，当前 LCP 薄膜按等级价格分布在 300-1600 元/平米，我们空间测算选取的价格是 300 元/平米，主要是基于对未来产能和良率瓶颈提高后带动渗透率和供货商数目的提升导致价格逐步下跌的假设。

天线用 LCP 薄膜市场空间有望达到 233 亿：根据 Counterpoint 数据,2019 年全球智能手机总出货量为 14.86 亿台我们以此为基数测算可得，当 LCP 天线渗透率达 100%时，若每部手机 6 根天线皆为 LCP 天线，远期天线用 LCP 薄膜市场空间可达 233 亿元；此外，测算得薄膜级树脂远期空间为 9.4 亿元。

3、 LCP 天线产业链关键瓶颈：树脂和薄膜环节制约终端放量3.1 LCP 天线产业链一览LCP 从树脂材料到最后的手机天线模组应用需经过如下步骤：LCP 树脂—薄膜—挠性覆铜板 FCCL—柔性电路板 FPC—天线模组。

LCP 树脂经过加工后得到 LCP 薄膜， LCP 薄膜经过 FCCL 制造商覆铜后得到 FCCL，软板企业再将 FCCL 加工成FPC，最后通过模组企业进行整合后出售给终端手机制造商

3.2 天线用薄膜制备技术壁垒极高，核心技术由少数日本企业掌握因对原材料树脂性能的高要求，以及薄膜本身较高的工艺壁垒，LCP 天线产业链各环节供应商中薄膜生产企业较为稀缺从技术层面看，目前主要制约 LCP 产能和成本的瓶颈在于薄膜的生产环节。

原因主要有：1）LCP 薄膜的加工技术壁垒较高；2）薄膜制备对制膜树脂也有较高要求，目前市面上能够量产用于天线模组的 LCP 薄膜的树脂供货商并不多，高端膜级树脂主要集中在日本宝理、塞拉尼斯和住友等美日企业。

LCP 制膜核心技术由少数日本企业掌握，且能够实现成熟应用的更少薄膜技术按商业化成熟度可分为实验品（样品）——产品（符合要求）——商品（成熟应用）三个阶段根据我们产业调研，目前市场上掌握天线用 LCP 制膜核心技术的企业主要是日本村田、日本可乐丽以及日本千代田，而能够真正达到商品阶段的就属日本村田和可乐丽。

主流厂家以吹膜法以及流延、双向拉伸制膜技术解决制膜过程中 LCP 分子取向问题由于 LCP 分子刚性强、排列规整，分子链易取向，所以往往成膜后在宽幅（TD）方向受力易破膜，因此现有的制膜技术都是以打乱分子取向为出发点。

美国Superex 公司最早投入 LCP 薄膜制作，通过旋转摸头来破坏分子排列的顺向性，其产品主要应用于食品包装；同时，比较有代表性的就是日本村田 Murata 通过双轴延伸二次加工方式来增加 TD 方向分子排列；此外日本住友拥有涂布加工制膜的专利技术。

4、 国内 LCP 树脂/薄膜材料相关公司及产业化进展从产业化进展看，目前国内仍然没有能够自主量产满足天线用 LCP 薄膜或者膜级LCP 树脂材料的企业其中，沃特股份的薄膜级 LCP 仍处在测试阶段；普利特已研发出薄膜级 LCP，正和下游行业知名客户联合研发 LCP 薄膜产品；金发科技的薄膜级树脂产品已小批量出口到日本，同时与国内知名 5G 通信设备商共同开发天线产品；宁波聚嘉新材料已开发出膜级 LCP，薄膜产品目前仍处在中试阶段。

我们认为，随着国内企业研发投入和工艺改进的持续推进，天线用 LCP 薄膜材料量产瓶颈有望突破，建议持续关注以上企业的产业化进展和客户认证进度

4.1 沃特股份：薄膜级树脂处于测试验证阶段国内改性塑料领先企业，业绩实现快速增长公司主要从事改性工程塑料、改性通用塑料以及高性能功能高分子材料的研、产、销售及技术服务，主要产品包括特种及新型工程高分子、高性能复合材料、碳纤维及碳纳米管复合材料、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）系列产品以及碳纤维、碳纳米管复合材料在业内具有领先的技术水平根据业绩快报，公司 2019 年实现营业收入 9.0亿（ +11.4%），归母净利润 0.46 亿（ +30.7%）。

收购韩国三星精密化学 LCP 产线，薄膜级树脂处于测试验证阶段公司于 2014年完成收购韩国三星精密化学 LCP 生产线及相关无形资产，目前是全球唯一一家拥有连续法生产 I 型、II 型、III 型全系列 LCP 树脂及其复合材料制备技术的企业，产品技术已达国际领先水平，目前年产能 3000 吨。

除传统注塑级 LCP 外，公司已有多项专利可用于制备纤维级和薄膜级 LCP根据互动易平台，截至2020.2.24，公司薄膜级 LCP 处于客户测试及认证阶段

4.2 金发科技：薄膜树脂已小批量出口，与 5G 通信设备商开发天线产品亚太地区改性塑料龙头，收购宁波海越 51%股权打通产业链一体化公司主要产品分为改性塑料（186.5 万吨）、完全生物降解塑料（7.1 万吨）、特种工程塑料（2.0 万吨）、高性能碳纤维及复合材料（1.5 万吨）、环保高性能再生塑料（15万吨）和轻烃及氢能源六大类。

其中，轻烃及氢能源业务来自宁波金发（收购前为宁波海越），该主体主要从事丙烯、异辛烷、甲乙酮等生产销售业务，未来将打造 120 万吨/年聚丙烯热塑性弹性体（PTPE）及改性新材料一体化项目公司通过宁波金发打通聚丙烯生产全链条（即从上游基础化工原料丙烯到下游改性塑料），进一步加强公司的抗风险能力。

根据业绩预增公告，预计公司 2019 年实现归母净利润 11.5-12.9 亿，同比+85~107%薄膜级 LCP 已小批量出口至日本，与国内 5G 通信设备商共同开发天线产品公司自 2009 年开始自主研发 LCP 材料，目前已有产能 3000 吨，未来将扩至 6000吨。

公司已开发出适用于 FPC 所需的低介电常数、低介电损耗和高尺寸稳定性的膜级 LCP 树脂，在薄膜成型厂家经过了多次验证和评估，材料性能能够满足应用需求，并已小批量出口到日本公司与国内著名 5G 通信设备厂商签订技术保密协议，共同发展 LCP 柔性天线，此外还成功开发了以 LCP 为基材的 LDS 材料，作为 5G 通信的另外一种天线材料，并得到知名 LDS 天线厂商认可。

4.3 普利特：成功研发出薄膜级树脂，正和下游客户共同开发 LCP 薄膜汽车用改性塑料巨头，业务布局全球公司主要产品包括改性聚烯烃材料（改性 PP）、改性 ABS 材料、改性聚碳酸脂合金材料（改性 PC 合金）、改性尼龙材料（改PA）、液晶高分子材料（TLCP）、特种工程材料等新材料产品，形成以汽车材料板块为主航道，并行发展特殊化学品板块以及特种新材料板块的战略路线。

公司是国内极具竞争力的汽车用改性塑料企业，在北美及欧洲市场也具有举足轻重的地位，核心客户包括奔驰、宝马、福特、通用以及一汽、上汽、广汽等国内外知名车企根据公司年报，公司 2019 年实现营业收入 36.0 亿（-1.8%），实现归母净利润 1.6 亿（+128%） 。

已成功研发出薄膜级 LCP 树脂，正和下游客户共同开发薄膜产品公司于 2007年收购上海科谷化工（复旦大学退休教授卜先生创建）切入 TLCP 领域，对 TLCP技术拥有完全自主知识产权，以及美国 PCT 专利。

公司建有 TLCP 材料从树脂聚合到复合改性的完整技术与生产体系目前，公司已成功研发出注塑级、薄膜级和纺丝级 LCP 树脂材料其中，注塑级 LCP 树脂已批量供货至下游客户，同时和下游行业知名客户联合研发 LCP 薄膜和 LCP 纤维等具体产品。

​4.4 宁波聚嘉新材料：具备膜级 LCP 树脂生产能力，薄膜产品正在中试宁波聚嘉新材料科技有限公司 2017 年 11 月成立于宁波高新区，注册资本 900 万元，主营产品为新材料领域高端工程塑料液晶聚合物 LCP 及相关产品，如 LCP 薄膜和 LCP 纤维等。

具备膜级 LCP 树脂生产能力，薄膜产品处于中试阶段创始人王阳自 2014 年便开始组建 LCP 项目研究团队，目前公司已具备膜级 LCP 树脂生产能力，薄膜产品正在中试阶段公司下设两个全资子公司，其中黑龙江聚嘉新材料科技开发有限公司，是高性能液晶聚合物的研发中心，拥有年产150吨LCP膜级纯树脂生产线；宁波甬仑聚嘉新材料科技有限公司拥有年产 2000 吨 LCP 膜级纯树脂生产线。

……（报告来源：财通证券）获取报告请登录未来智库www.vzkoo.com。立即登录请点击：「链接」