聚酰亚胺薄膜因其优异的物理性能、化学性能等,广泛应用于柔性线路板、消费电子、高速轨道交通、风力发电、5G通信、柔性显示、航天航空等多个领域。
随着共聚改性等新技术的运用,通过对其配方设计、生产工艺的不断探索和改进,聚酰亚胺薄膜衍生出更多功能性应用,下游应用领域不断拓宽。
聚酰亚胺(Polyimide,PI)是指分子结构主链中含有酰亚胺结构的高分子聚合物,聚酰亚胺是一个非常庞大的家族,高性能PI的主链大多以芳环和杂环为主要结构单元。
PI具有最高的阻燃等级(UL-94),良好的电气绝缘性能、机械性能、化学稳定性、耐老化性能、耐辐照性能、103赫兹下介电常数4.0,介电损耗仅0.004~0.007,属F至H级绝缘,且这些性能在很宽的温度范围(-269℃至400℃)内不会发生显著变化,被誉为“二十一世纪最有希望的工程塑料之一”,有“解决问题的能手”之称,可以说“没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术”,其性能居于高分子材料金字塔的顶端。
PI薄膜具有优良的力学性能、介电性能、化学稳定性以及很高的耐辐照、耐腐蚀、耐高低温性能,是目前世界上性能最好的超级工程高分子材料之一,被誉为“黄金薄膜”,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。
2.1柔性电路板FPC产值增长,促进电子级PI薄膜市场持续扩容
挠性覆铜板FCCL是制造挠性电路板FPC的重要基材。全球FCCL市场规模由2014年的26.4亿美元增长至2019年的44.8亿美元。
电子级PI薄膜作为FCCL的主要原材料,需求随FCCL同步增长,2019年全球FCCL产业PI薄膜需求量达14877.5吨,国内需求量4869.0吨。从FPC产值看,2014-2020年国内FPC产值从290.7亿元增长至526.0亿元,复合增长率10.4%。
下游新型电子产品的发展为FPC行业注入新增长动力,2021年FPC产值可增长至544.4亿元,促进电子级PI薄膜市场持续扩容。
2.2商业航天与柔性屏幕高速发展,推动特种级PI薄膜市场不断增长
在航空航天领域,PI薄膜因其优异的耐候性和耐辐射性而被用作火箭防护材料。2019年商业航天全产业链市场规模突破8000亿元,复合增长率达22.1%。
由于单发运载火箭原材料成本可占总成本的35%,原材料国产化势必大幅降低制造成本,从而推进特种级PI薄膜增长。
在柔性屏幕领域,柔性CPI薄膜是大多数折叠手机生产商所采用的屏幕盖板材料。随着柔性显示的不断商用化,折叠手机逐渐成为手机新形态,根据相关预测,2024年全球折叠手机出货量将达4530万部,国内出货量达1320万部,而柔性盖板作为折叠手机的核心部件,将推动特种级PI薄膜持续增长。
2.3消费电子势头迅猛,导热级PI薄膜迎来更大需求空间
导热石墨膜是导热级PI薄膜的下游产品,主要用于LED基板、电子元件散热等领域,是目前消费电子行业采用的主流散热材料。
近年来,国内导热界面材料市场规模逐步扩大,从2014年的6.6亿元增长至2020年的12.7亿元,复合增长率达9.9%。5G技术的驱动将为导热级PI薄膜带来更大需求空间。
2.4风电和高铁行业市场稳步上升,电工级PI薄膜产业规模持续扩大
电工PI薄膜主要用于变频电机、发电机等高等级绝缘系统,最终应用于风力发电、高速轨道交通等领域。在风力发电行业,中国是全球最大的风电发展市场,截至2020年底,国内风力发电累计装机容量达到282GW,同比增长34.3%,累计装机容量全球占比36%。
在倡导新能源的背景下,随着风电产业链的国产化,电工PI薄膜将具备更广阔的市场前景。在高速轨道交通行业,中国高铁运营里程全球第一,占比超60%。
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、火箭防护材料;
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。
