PI薄膜發(fā)展資訊

電子 PI：柔性、耐高溫、絕緣性能突出的高分子材料

1.1. PI 概述：綜合性能最佳的有機(jī)高分子材料之一

聚酰亞胺-高性能的工程和微電子材料。聚酰亞胺（Polyimide, PI）是指主鏈上含有酰亞胺環(huán)（-CO-N-CO-）的一類聚合物，其中以含有酞酰亞胺結(jié)構(gòu)的聚合物最為重要，是綜合性能最佳的有機(jī)高分子材料之一。PI 耐高溫達(dá) 400℃以上，長期使用溫度范圍為-269～ 260℃，部分無明顯熔點，且具有高絕緣性能。

聚酰亞胺列為“21 世紀(jì)最有希望的工程塑料”之一，其研究、開發(fā)及利用已列入各先進(jìn)工業(yè)國家中長期發(fā)展規(guī)劃。

芳香族聚酰亞胺是微電子工業(yè)的重要材料。根據(jù)化學(xué)組成，聚酰亞胺可以分為脂肪族和芳香族聚酰亞胺兩類；根據(jù)加工特性，聚酰亞胺可分為熱塑性和熱固性。芳香族結(jié)構(gòu)聚酰亞胺的熱學(xué)性能最穩(wěn)定，是微電子工業(yè)通常所用的聚酰亞胺材料，其一般是由芳香族的四酸二酐和芳香族二胺在有機(jī)溶液中發(fā)生縮聚反應(yīng)生成聚酰胺酸或聚酰胺酯，再經(jīng)過一定的方法使其亞胺化（環(huán)化）而制得。

聚酰亞胺產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。聚酰亞胺產(chǎn)品以薄膜、復(fù)合材料、泡沫塑料、工程塑料、纖維等為主，可應(yīng)用到航空航天、電氣絕緣、液晶顯示、汽車醫(yī)療、原子能、衛(wèi)星、核潛艇、微電子、精密機(jī)械包裝等眾多領(lǐng)域。

美日韓企業(yè)壟斷全球 PI 市場。目前全球市場由國外少數(shù)美日韓企業(yè)所壟斷，包括美國杜邦，韓國 SKC Kolon PI，日本住友化學(xué)、宇部興產(chǎn)株式會社(UBE)、鐘淵化學(xué)(Kaneka)和東麗等。國內(nèi)企業(yè)主要包括中國臺灣的達(dá)邁科技和達(dá)勝科技，以及中國大陸的時代新材、丹邦科技、鼎龍股份和瑞華泰。

1.2. PI 核心性能優(yōu)勢：柔性，耐高溫，絕緣

PI 材料綜合性能優(yōu)異。PI 材料具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，在-269~260℃溫度范圍內(nèi)可長期使用，短期使用溫度達(dá) 400～450℃，開始分解溫度一般在 500℃左右；良好的機(jī)械性能，均苯型 PI 薄膜拉伸強(qiáng)度達(dá) 250MPa，聯(lián)苯型 PI 薄膜拉伸強(qiáng)度達(dá) 530MPa；具有低熱膨脹系數(shù)，熱膨脹系數(shù)一般在(2～3)×10-5/℃；聯(lián)苯型的可達(dá) 10-6/℃；具有良好的介電性，其介電常數(shù)一般在 3.4 左右，介電強(qiáng)度為 100～300kV/mm，體積電阻為 1017Ω·cm，介電損耗為 10-3。

1.3. PI 薄膜材料性能優(yōu)勢顯著，電子應(yīng)用領(lǐng)域廣泛

PI 薄膜是目前世界上性能最好的薄膜類絕緣材料之一。PI 材料中，PI 薄膜具備高強(qiáng)度高韌性、耐磨耗、耐高溫、防腐蝕等特殊性能，已經(jīng)成為電子和電機(jī)兩大領(lǐng)域上游重要原料之一。PI 薄膜按照用途分為以絕緣和耐熱為主要性能指標(biāo)的電工級和賦有高撓性、低膨脹系數(shù)等性能的電子級。用于電子信息產(chǎn)品中的電子級 PI 薄膜作為特種工程材料，被稱為“黃金薄膜”。

電子級 PI 薄膜具有廣泛的應(yīng)用場景。由于聚酰亞胺 PI 在性能和合成方面的突出優(yōu)點，電子級 PI 薄膜的主要應(yīng)用包括：柔性基板和蓋板材料、COF 柔性基板、FPC 基板和覆蓋層材料、石墨散熱片的原膜材料和 5G 應(yīng)用的 MPI 等。

1.4. PI 合成工藝和路線：兩步法是常用方式

聚酰亞胺的合成方法主要分為一步法、兩步法和三步法。其中，兩步法是常用的合成方法，三步法較為新穎，逐漸受到關(guān)注。

? 一步法：最早的合成方法，反應(yīng)溶劑選擇是關(guān)鍵。一步法是二酐和二胺在高沸點溶劑中直接聚合生成聚酰亞胺，即單體不經(jīng)由聚酰胺酸而直接合成聚酰亞胺該發(fā)的反應(yīng)條件比熱處理要溫和，關(guān)鍵要選擇合適的溶劑。

? 兩步法：現(xiàn)在常用的合成方法，化學(xué)亞胺化法是核心技術(shù)。兩步法是先由二酐和二胺獲得前驅(qū)體聚酰胺酸，再通過加熱或化學(xué)方法，分子內(nèi)脫水閉環(huán)生成聚酰亞胺。

1）熱法是將聚酰胺酸高溫，使之脫水閉環(huán)亞胺化，制成薄膜。

2）化學(xué)亞胺化法，是在將溫度保持在-5℃以下的聚酰胺酸溶液中加入一定量脫水劑和觸媒，快速混合均勻，加熱到一定溫度使之脫水閉環(huán)亞胺化，制成薄膜。

在制造聚酰亞胺薄膜時，相比于化學(xué)亞胺化法，熱亞胺化法的工藝過程與設(shè)備較簡單。通?；瘜W(xué)亞胺化法的產(chǎn)能高，且所得薄膜的物化性能好，但在我國幾乎所有廠家均采用熱亞胺化法。

二步法工藝成熟，但聚酰胺酸溶液不穩(wěn)定，對水汽很敏感，儲存過程中常發(fā)生分解。

? 三步法：逐漸受關(guān)注的新穎合成方法。三步法是經(jīng)由聚異酰亞胺結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，作為聚酰亞胺的先母體，由于熱處理時不會放出水等低分子物質(zhì)，容易異構(gòu)化成酰亞胺，能制得性能優(yōu)良的聚酰亞胺。該法較新穎，正受到廣泛關(guān)注。

PI 薄膜的涂膜方法按其工藝的不同可分為浸漬法、流延法和雙向拉伸法。其中雙向拉伸法制備的薄膜性能最佳，且工藝難度大，具有很高的技術(shù)壁壘。

? 浸漬法：最早的薄膜制備方法，制備簡單，但經(jīng)濟(jì)性差。浸漬法即鋁箔上膠法，是最早生產(chǎn) PI 薄膜的方法之一，生產(chǎn)工藝簡單，操作方便。但也有一些不足之處：（1）采用鋁箔為載體，生產(chǎn)需消耗大量鋁箔；（2）使用的 PAA 溶液固含量?。?.0%-12.0%），需消耗大量溶劑；（3）薄膜剝離困難，表面常粘有鋁粉，產(chǎn)品平整度差；（4）生產(chǎn)效率低，成本高等。

? 流延法：國內(nèi)PI薄膜的主流制造方式。流延法制得的PI薄膜（PAA固含量15.0%-50.0%）均勻性好，表面平整干凈，薄膜長度不受限制，可以連續(xù)化生產(chǎn)，薄膜的電氣性能和機(jī)械性能較浸漬法有所提高。

? 雙向拉伸法：高性能薄膜的制備工藝。雙向拉伸法與流延法類似，但需要雙軸定向，即縱向定位和橫向定位，縱向定位是在 30-260℃溫度條件下對 PAA 薄膜（固含量 15.0%-50.0%)進(jìn)行機(jī)械方向的單點定位，橫向定位是將 PAA 薄膜預(yù)熱后進(jìn)行橫向擴(kuò)幅定位、亞胺化、熱定型等處理。采用該法制備的 PI 薄膜與流延法相比，物理性能、電氣性能和熱穩(wěn)定性都有顯著提高。

1.5. PI 材料行業(yè)核心壁壘高：設(shè)備、工藝、資金、人才

制備工藝復(fù)雜，核心技術(shù)被寡頭公司壟斷。制造工藝復(fù)雜、生產(chǎn)成本高（單體合成、聚合方法）、技術(shù)工藝復(fù)雜、技術(shù)難度較高，且核心技術(shù)掌握在全球少數(shù)企業(yè)中，呈現(xiàn)寡頭壟斷的局面，行業(yè)寡頭對技術(shù)進(jìn)行嚴(yán)密封鎖。

投資風(fēng)險高、壓力大。PI 膜的投資規(guī)模相對較大，一條產(chǎn)線需要 2-3 億元人民幣的投資，對于國內(nèi)以民營為主的企業(yè)來說，其高風(fēng)險和長投資周期的壓力較大。

生產(chǎn)設(shè)備定制化程度高。以 PI 薄膜為例，PI 膜的生產(chǎn)參數(shù)與下游材料具體需求關(guān)系緊密，對下游的穩(wěn)定供應(yīng)需要公司定制專門的設(shè)備，但設(shè)備定制周期較長，工藝難度大、定制化程度高。

技術(shù)人才稀缺。具備 PI 膜生產(chǎn)能力的研發(fā)和車間操作人員需要較高的理論水平和長期的研發(fā)實踐，難以速成。

盡管 PI 膜技術(shù)壁壘較高，但隨著中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，以及柔性 OLED 手機(jī)和 5G 應(yīng)用的需求拉動，現(xiàn)階段成了國產(chǎn)替代發(fā)展的重要機(jī)遇。

1.6. PI 產(chǎn)業(yè)新方向：輕薄、低溫、低介電常數(shù)、透明、可溶、低膨脹等

1.6.1. 方向 1：低溫合成聚酰亞胺 PI

一般情況下，PI 通常由二胺和二酐反應(yīng)生成其預(yù)聚體—聚酰胺酸(PAA)后，必須在高溫（＞ 300℃）下才能酰亞胺化得到，這限制了它在某些領(lǐng)域的應(yīng)用。同時，PAA 溶液高溫酰亞胺化合成 PI 過程中易產(chǎn)生揮發(fā)性副產(chǎn)物且不易儲存與運輸。因此研究低溫下合成 PI 是十分必要。目前改進(jìn)的方法有：1）一步法；2）分子設(shè)計；3）添加低溫固化劑。

1.6.2. 方向 2：薄膜輕薄均勻化

為滿足下游應(yīng)用產(chǎn)品輕、薄及高可靠性的設(shè)計要求，聚酰亞胺 PI 薄膜向薄型化發(fā)展，對其厚度均勻性、表面粗糙度等性能提出了更高的要求。PI 薄膜關(guān)鍵性能的提高不僅依賴于樹脂的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計，薄膜成型技術(shù)的進(jìn)步也至關(guān)重要。目前 PI 薄膜的制備工藝主要分為： 1）浸漬法；2）流延法；3）雙軸定向法。

伴隨著宇航、電子等工業(yè)對于器件減重、減薄以及功能化的應(yīng)用需求，超薄化是 PI 薄膜發(fā)展的一個重要趨勢。按照厚度（d）劃分，PI 薄膜一般可分為超薄膜（d≤8 μm）、常規(guī)薄膜（8 μm＜d≤50 μm，常見膜厚有 12.5、25、50 μm）、厚膜（50 μm＜d≤125 μm，常見厚度為 75、125 μm）以及超厚膜（d＞125 μm）。目前，制備超薄 PI 薄膜的方法主要為可溶性 PI 樹脂法和吹塑成型法。

? 可溶性聚酰亞胺樹脂法：傳統(tǒng)的 PI 通常是不溶且不熔的，因此只能采用其可溶性前軀體 PAA 溶液進(jìn)行薄膜制備。而可溶性 PI 樹脂是采用分子結(jié)構(gòu)中含有大取代基、柔性基團(tuán)或者具有不對稱和異構(gòu)化結(jié)構(gòu)的二酐或二胺單體聚合而得的，其取代基或者不對稱結(jié)構(gòu)可以有效地降低 PI 分子鏈內(nèi)或分子鏈間的強(qiáng)烈相互作用，增大分子間的自由體積，從而有利于溶劑的滲透和溶解。

與采用 PAA 樹脂溶液制備 PI 薄膜不同，該工藝首先直接制得高分子量有機(jī)可溶性 PI 樹脂，然后將其溶解于 DMAc 中配制得到具有適宜工藝黏度的 PI 溶液，最后將溶液在鋼帶上流延、固化、雙向拉伸后制得 PI 薄膜。

? 吹塑成型法：吹塑成型制備通用型聚合物薄膜的技術(shù)已經(jīng)很成熟，可通過改變熱空氣流速度等參數(shù)方便地調(diào)整薄膜厚度。該裝置與傳統(tǒng)的吹塑法制備聚合物薄膜在工藝上有所不同，其薄膜是由上向下吹塑成型的。該工藝過程的難點在于聚合物從溶液向氣泡的轉(zhuǎn)變，以及氣泡通過壓輥形成薄膜的工藝。但該工藝可直接采用商業(yè)化聚酰胺酸溶液或 PI 溶液進(jìn)行薄膜制備，且最大程度上避免了薄膜與其他基材間的物理接觸；軋輥較鋼帶更易于進(jìn)行表面拋光處理，更易實現(xiàn)均勻加熱，可制得具有高強(qiáng)度、高耐熱穩(wěn)定性的 PI 超薄膜。

1.6.3. 方向 3：低介電常數(shù)材料

隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，集成電路行業(yè)向著低維度、大規(guī)模甚至超大規(guī)模集成發(fā)展的趨勢日益明顯。而當(dāng)電子元器件的尺寸縮小至一定尺度時，布線之間的電感-電容效應(yīng)逐漸增強(qiáng)，導(dǎo)線電流的相互影響使信號遲滯現(xiàn)象變得十分突出，信號遲滯時間增加。而延遲時間與層間絕緣材料的介電常數(shù)成正比。較高的信號傳輸速度需要層間絕緣材料的介電常數(shù)降低至 2.0～2.5（通常 PI 的介電常數(shù)為 3.0～3.5）。因此，在超大規(guī)模集成電路向縱深發(fā)展的大背景下，降低層間材料的介電常數(shù)成為減小信號遲滯時間的重要手段。

目前，降低 PI 薄膜介電常數(shù)的方法分為四類：1）氟原子摻雜；2）無氟/含氟共聚物；3）含硅氧烷支鏈結(jié)構(gòu)化；4）多孔結(jié)構(gòu)膜

1. 氟原子摻雜：氟原子具有較強(qiáng)的電負(fù)性, 可以降低聚酰亞胺分子的電子和離子的極化率, 達(dá)到降低介電常數(shù)的目的。同時, 氟原子的引入降低了分子鏈的規(guī)整性, 使得高分子鏈的堆砌更加不規(guī)則, 分子間空隙增大而降低介電常數(shù)。

2. 無氟/含氟共聚物：引入脂肪族共聚單元能有效降低介電常數(shù)。脂環(huán)單元同樣具有較低的摩爾極化率，又可以破壞分子鏈的平面性，能同時抑制傳荷作用和分子鏈的緊密堆砌，降低介電常數(shù)；同時，由于 C-F 鍵的偶極極化能力較小，且能夠增加分子間的空間位阻，因而引入 C-F 鍵可以有效降低介電常數(shù)。如引入體積龐大的三氟甲基，既能夠阻止高分子鏈的緊密堆積，有效地減少高度極化的二酐單元的分子間電荷傳遞作用，還能進(jìn)一步增加高分子的自由體積分?jǐn)?shù)，達(dá)到降低介電常數(shù)的目的。

3. 含硅氧烷支鏈結(jié)構(gòu)化：，籠型分子——聚倍半硅氧烷（POSS）具有孔徑均一、熱穩(wěn)定性高、分散性良好等優(yōu)點。POSS 籠型孔洞結(jié)構(gòu)頂點處附著的官能團(tuán)，在進(jìn)行聚合、接枝和表面鍵合等表面化學(xué)修飾后，可以一定程度地分散到聚酰亞胺基體中，形成具有孔隙結(jié)構(gòu)的低介電常數(shù)復(fù)合薄膜。

4. 多孔結(jié)構(gòu)膜：由于空氣的介電常數(shù)是 1，通過在聚酰亞胺中引入大量均勻分散的孔洞結(jié)構(gòu), 提高其中空氣體積率, 形成多孔泡沫材料是獲得低介電聚酰亞胺材料的一種有效途徑。目前, 制備多孔聚酰亞胺材料的方法主要有熱降解法、化學(xué)溶劑法、導(dǎo)入具有納米孔洞結(jié)構(gòu)的雜化材料等。

1.6.4. 方向 4：透明 PI

有機(jī)化合物的有色，是由于它吸收可見光(400~700 nm)的特定波長并反射其余的波長，人眼感受到反射的光而產(chǎn)生的。這種可見光范圍內(nèi)的吸收是芳香族聚酰亞胺有色的原因。對于芳香族聚酰亞胺，引起光吸收的發(fā)色基團(tuán)可以有以下幾點：a)亞胺環(huán)上的兩個羧基； b)與亞胺環(huán)相鄰接的苯基；c) 二胺殘余基團(tuán)與二酐殘余基團(tuán)所含的官能團(tuán)。

由千聚酰亞胺分子結(jié)構(gòu)中存在較強(qiáng)的分子間及分子內(nèi)相互作用，因而在電子給體（二胺）與電子受體（二胺）間易形成電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物(CTC)，而 CTC 的形成是造成材料對光產(chǎn)生吸收的內(nèi)在原因。

要制備無色透明聚酰亞胺，就要從分子水平上減少 CTC 的形成。目前廣泛采用的手段主要包括：1）采用帶有側(cè)基或具有不對稱結(jié)構(gòu)的單體，側(cè)基的存在以及不對稱結(jié)構(gòu)同樣也會阻礙電子的流動，減少共輒；2）在聚酰亞胺分子結(jié)構(gòu)中引入含氟取代基，利用氟原子電負(fù)性的特性，可以切斷電子云的共扼，從而抑制 CTC 的形成；3）采用脂環(huán)結(jié)構(gòu)二酐或二胺單體，減小聚酰亞胺分子結(jié)構(gòu)中芳香結(jié)構(gòu)的含量。

1.6.5. 方向 5：可溶性 PI 薄膜

聚酰亞胺分子中的芳雜環(huán)結(jié)構(gòu)所形成的共扼體系、階梯及半階梯鏈結(jié)構(gòu)，使其分子鏈具有很強(qiáng)的剛性分子鏈段自由旋轉(zhuǎn)的能壘較高，導(dǎo)致聚酰亞胺材料具有很高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、較高的熔點或軟化點，從而難溶解千有機(jī)溶劑且在普通加工溫度下呈現(xiàn)不熔化或不軟化的性能。因此, 在保持聚酰亞胺原有的耐熱性能等優(yōu)良特性的同時, 降低聚酰亞胺材料的剛性并增加其在有機(jī)溶劑中的溶解能力, 已成為高性能聚酰亞胺功能材料研制開發(fā)的熱點之一。

改善聚酰業(yè)胺溶解性的基本途徑有 2 個：1）引入對溶劑具有親和性的結(jié)構(gòu)，例如引入含氟、硅或磷的基團(tuán)；2）使聚合物的結(jié)構(gòu)變得“松散”，如引入橋聯(lián)基團(tuán)或側(cè)基，也可以采用結(jié)構(gòu)上非對稱的單體，或用共聚打亂大分子的有序性和對稱性等。

1.6.6. 方向 6：黑色 PI 薄膜

傳統(tǒng) PI 薄膜因表面光澤度較大和透明性較高，在應(yīng)用過程中會存在因光反射造成眩光或散光和線路設(shè)計分布易于解讀而被同業(yè)抄襲的問題，故而要求 PI 薄膜具備低光澤度、低透光性及絕緣性等特性，低光澤度可使元件外觀更具質(zhì)感與美觀，絕緣性及低透光性則可保護(hù) 內(nèi)部電路設(shè)計。

黑色 PI 薄膜的制作分兩種：1）將各種遮光物質(zhì)如炭黑、石墨、金屬氧化物、苯胺黑、茈黑等無機(jī)或有機(jī)染料涂覆在普通 PI 薄膜上；2）將遮光物質(zhì)添加于 PI 樹脂，經(jīng)流涎干燥、高溫亞胺化處理制膜。

1.6.7. 方向 7：低膨脹 PI 薄膜

PI 薄膜雖具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、機(jī)械性能和電性能，但與無機(jī)材料相比 PI 薄膜的熱膨脹系數(shù)要大的多。當(dāng) PI 材料與金屬、陶瓷等無機(jī)材料形成復(fù)合材料時，其熱應(yīng)力的存在會使聚合物層與無機(jī)基材發(fā)生翹曲、開裂或脫層。因此如何使 PI 的熱膨脹系數(shù)減小就成為 PI 薄膜研究較多的方向之一。大量的結(jié)構(gòu)研究分析認(rèn)為，具有剛性棒狀結(jié)構(gòu)的芳香族 PI，分子鏈較平直，因此分子間的堆砌緊密，有利于降低聚合物的自由體積，使熱膨脹系數(shù)減小。

有效制備低熱膨脹系數(shù) PI 薄膜的途徑：

? 合成層面：采用兩種或兩種以上的二酐或二胺單體共聚。多種二酐或二胺聚合而成的聚酰胺酸形成互穿網(wǎng)路或半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

? 制備層面：利用溶劑、涂膜方式、干燥程序、酰亞胺化程序，牽伸條件及退火條件等，調(diào)控 PI 薄膜的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)。

2. 重要應(yīng)用 1-半導(dǎo)體封裝：IGBT 等功率模塊&先進(jìn)封裝核心材料

2.1. 廣泛應(yīng)用于 IGBT 等功率模塊封裝

IGBT 是實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換的功率器件，在電動車領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。功率器件主要用途包括逆變、變頻等。功率半導(dǎo)體可以根據(jù)載流子類型分為雙極型功率半導(dǎo)體和單極型功率半導(dǎo) 體。雙極型功率半導(dǎo)體包括功率二極管、雙極結(jié)型晶體管（BJT）、電力晶體管（GTR）、晶閘管、絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）等。單極型功率半導(dǎo)體包括功率 MOSFET、肖特基勢壘功率二極管等。它們的工作電壓和工作頻率也有所不同。功率半導(dǎo)體器件廣泛應(yīng)用于消費電子、新能源交通、軌道交通、發(fā)電與配電等電力電子領(lǐng)域。

全球政策同時推進(jìn)新能源汽車發(fā)展。在國內(nèi)，雙積分政策等一系列的新能源車補(bǔ)貼政策頻頻出臺，對汽車制造企業(yè)，電動車基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和消費者都有優(yōu)惠，旨在促進(jìn)新能源汽車在我國的普及和發(fā)展。放眼全球，歐美等發(fā)達(dá)國家也積極布局新能源車的市場，通過各種補(bǔ)貼優(yōu)惠政策和法案，推動新能源車市場的發(fā)展，促進(jìn)傳統(tǒng)燃油車到電動汽車的轉(zhuǎn)變。

國內(nèi)新能源車市場有望自 2020 年進(jìn)入第二個快速增長期。國內(nèi)新能源乘用車市場在 2019 年之前經(jīng)歷了補(bǔ)貼引導(dǎo)下的快速發(fā)展期，2019 年 7 月之后，由于補(bǔ)貼大幅退坡，增速有所下滑。根據(jù)中汽協(xié)的數(shù)據(jù)，2019 年我國新能源乘用車總銷量為 106 萬輛，同比增長僅 0.7%。但隨著 2020 年各大車企的新能源車型不斷推出，特別是特斯拉 Model3、大眾 ID.3、比亞迪漢、榮威 Ei6、豐田奕澤等諸多新車型的上市，行業(yè)有望由補(bǔ)貼驅(qū)動轉(zhuǎn)向需求驅(qū)動，進(jìn) 入第二個快速增長期。

電動車市場的增長將帶來聚酰亞胺薄膜市場的相應(yīng)增長：

高壓功率器件的表面鈍化工藝是功率器件制造過程中的重要工藝環(huán)節(jié)。對器件的電學(xué)性能和可靠性有重要影響。表面鈍化工藝是通過高壓鈍化材料將功率器件與周圍環(huán)境氣氛隔離開來，防止芯片表面沾污影響器件的電學(xué)性能（如表面電導(dǎo)和表面態(tài)），控制和穩(wěn)定半導(dǎo) 體表面的特性，保護(hù)器件內(nèi)部的互連以及防止器件受到機(jī)械和化學(xué)損傷，提高功率器件的可靠性水平

聚酰亞胺是高壓 IGBT 芯片表面鈍化工藝的重要材料。聚酰亞胺耐高溫，絕緣性能良好，工藝簡單，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，臺階覆蓋好，與鋁的熱匹配性好，廣泛應(yīng)用于高壓芯片最外層表面鈍化，但其抗潮、抗離子玷污能力不夠強(qiáng)，需與無機(jī)鈍化結(jié)構(gòu)搭配使用。根據(jù)不同結(jié) 構(gòu)對光的敏感程度不同，聚酰亞胺又可以分為非光敏聚酰亞胺和光敏聚酰亞胺。兩種不同結(jié)構(gòu)聚酰亞胺的鈍化工藝流程不同，使用非光敏聚酰亞胺鈍化的工藝流程一般為：預(yù) 處理→涂覆→涂光刻膠→光刻→刻蝕→去膠→固化。非光敏聚酰亞胺的光刻工藝非常復(fù)雜，也增加了整個鈍化工藝的難度和可靠性，同時制作成本較高。

2.2. 先進(jìn)封裝工藝中多環(huán)節(jié)應(yīng)用的核心材料

封測行業(yè)先進(jìn)封裝占比不斷提升。智能手機(jī)追求輕薄化需求，帶動對晶圓級封裝（WLP）和芯片級封裝（CSP）等先進(jìn)封裝的需求，目前先進(jìn)封裝晶圓產(chǎn)量已接近全球晶圓總產(chǎn)量的 40%。

國產(chǎn)替代下封測訂單拉升。受中美貿(mào)易戰(zhàn)影響，國內(nèi)大客戶將供應(yīng)鏈逐步轉(zhuǎn)移至國內(nèi)，將拉動國內(nèi)封測訂單需求。先進(jìn)封裝對材料提出更高要求，目前微電子工業(yè)正在發(fā)生的重大變化使業(yè)已成熟的微電子封裝工藝和封裝材料面臨嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。0.13~0.10mm 時代的到來將不但影響封裝工藝技術(shù)，同時對封裝材料性能的要求也將發(fā)生重大的變化。

聚酰亞胺已成為先進(jìn)封裝核心材料?，F(xiàn)代的電子封裝技術(shù)需要將互連、動力、冷卻和器件鈍化保護(hù)等技術(shù)組合成一個整體以確保器件表現(xiàn)出最佳的性能和可靠性。聚酰亞胺在很大程度上滿足高純度、高耐熱、高力學(xué)性能、高絕緣性能、高頻穩(wěn)定性；低介電常數(shù)與介電損耗、低吸潮性、低內(nèi)應(yīng)力、低熱膨脹系數(shù)和低成型工藝溫度的要求，成為先進(jìn)封裝的核心材料。

3. 重要應(yīng)用 2-5G 手機(jī)：MPI 天線和石墨散熱原膜需求旺盛

3.1. 石墨散熱片：原膜材料

3.1.1. 手機(jī)散熱驅(qū)動方案

隨著智能手機(jī)對輕薄化、小型化設(shè)計的追求，手機(jī)內(nèi)部的空間變小。但由于手機(jī)硬件配置的提高、CPU 多核高性能的升級，以及通信速率的提升，帶來的散熱需求也不斷上升，進(jìn) 而驅(qū)動對高散熱性能材料的需求。目前智能手機(jī)上采用的散熱技術(shù)主要包括石墨烯熱輻射貼片散熱、金屬背板散熱、導(dǎo)熱凝膠散熱以及導(dǎo)熱銅管散熱。

3.1.2. 石墨散熱是重要路線之一，對 PI 需求拉動顯著

石墨二維層狀結(jié)構(gòu)是散熱性能的核心。石墨晶體具有六角平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有耐高溫、熱膨脹系數(shù)小、良好的導(dǎo)熱導(dǎo)電性、化學(xué)性能穩(wěn)定、可塑性大的特點。石墨獨特的晶體結(jié)構(gòu)，使其熱量傳輸主要集中在兩個方向：X-Y 軸和 Z 軸。其 X-Y 軸的導(dǎo)熱系數(shù)為 300~1,900W/(m·K)，而銅和鋁在 X-Y 方向的導(dǎo)熱系數(shù)僅為 200~400W/(m·K)之間，因此石墨具有更好的熱傳導(dǎo)效率，可以更快將熱量傳遞出去。與此同時，石墨在 Z 軸的熱傳導(dǎo)系數(shù)僅為 5~20W/(m·K)，幾乎起到了隔熱的效果。因此石墨具有良好的均熱效果，可以有效防止電子產(chǎn)品局部過熱。

石墨是優(yōu)秀的散熱材料。從比熱容的角度看，石墨的比熱容與鋁相當(dāng)，約為銅的 2 倍，這意味著吸收同樣的熱量后，石墨溫度升高僅為銅的一半。因石墨在導(dǎo)熱方面的突出特性，可以替代傳統(tǒng)的鋁質(zhì)或者銅質(zhì)散熱器，成為散熱解決方案的優(yōu)秀材料。

消費電子的發(fā)展帶動石墨散熱片的需求增長。石墨散熱片因具有超高導(dǎo)熱性、重量輕、薄型化與耐彎折等多項特點，能很好地滿足智能手機(jī)輕量化與輕薄的設(shè)計，以及 5G 手機(jī)的散熱方案將向著超薄、高效的方向發(fā)展要求。石墨散熱片將廣泛應(yīng)用于手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦及智能電視等電子產(chǎn)品的散熱中，是電子產(chǎn)品的上游。因此石墨散熱片的發(fā)展與下游智能手機(jī)及其他電子設(shè)備的發(fā)展密切相關(guān)。

PI 膜是制備石墨散熱片的核心原料。目前，石墨散熱片的主要材料是人工石墨片(Graphite sheet)。人工石墨片的主要原料就是聚酰亞胺薄膜(PI film)經(jīng)過碳化和石墨化兩道高溫制程產(chǎn)生：碳化是石墨化的前置程序，目的在于使得 PI 膜中的非碳成分全部或大部分揮發(fā)，需在特定高溫下進(jìn)行；石墨化工序中，發(fā)行人通過在特制的石墨化爐內(nèi)加入氬氣或者氮氣作為介質(zhì)對碳化后的 PI 膜進(jìn)一步升溫，高溫下多環(huán)化合物分子重整，伴隨多次周期性升溫的振蕩操作，經(jīng)化學(xué)變化，最后形成高結(jié)晶度的大面積石墨原膜。隨著散熱應(yīng)用市場成長，聚酰亞胺薄膜在人工石墨片的應(yīng)用也將會逐漸增加比重。

3.1.3. 主要供應(yīng)商：時代新材

時代新材致力于形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高性能聚酰亞胺薄膜研制的關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，實現(xiàn)高性能聚酰亞胺薄膜產(chǎn)品的國產(chǎn)化和規(guī)模化生產(chǎn)，為實現(xiàn)國內(nèi)高端絕緣材料長期以來的國際壟斷局面邁出了實質(zhì)性步伐。并完成了實現(xiàn)聚酰亞胺薄膜材料應(yīng)用于智能手機(jī)和平板電腦的石墨散熱墊片材料的規(guī)?；a(chǎn)，產(chǎn)品在國內(nèi)供不應(yīng)求。

目前，公司新型材料項目產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展基本順利，公司年產(chǎn) 500 噸聚酰亞胺薄膜生產(chǎn)線量產(chǎn)日趨穩(wěn)定，導(dǎo)熱膜具備向華為、蘋果、三星、VIVO 等品牌批量供貨的能力，全年形成銷售收入 1.2 億元，目前正在籌建二期擴(kuò)能項目。未來，公司在聚酰亞胺薄膜材料產(chǎn)業(yè)方向，計劃形成年產(chǎn)量超過 2000 噸的產(chǎn)能發(fā)展。

3.2. 5G 材料：MPI

3.2.1. 5G 手機(jī)終端未來高速增長

5G 手機(jī)助力智能手機(jī)市場高速發(fā)展。根據(jù) IDC 預(yù)測數(shù)據(jù)，雖然 2019 年是 5G 元年，5G 手機(jī)開始上市，但預(yù)計第一年的出貨量將會很低，預(yù)計只會出貨 670 萬部左右，遠(yuǎn)低于 4G 手機(jī) 13.3 億部的預(yù)計出貨量，大概會占據(jù) 0.5% 的市場份額。隨著智能手機(jī)市場的發(fā)展， 5G 手機(jī)的市場滲透率將快速提升。到 2023 年時，全球手機(jī)的出貨量會在 5G 的帶動下來到 15.4 億部左右，其中 5G 手機(jī)將會大幅增長至 4 億部左右，占全球智能手機(jī)市場份額的 26%。

3.2.2. 天線等射頻拉動 MPI 需求

5G 手機(jī)的高頻率需要低損耗天線材料。智能手機(jī)作為 5G 的關(guān)鍵場景之一，5G 的驅(qū)動無疑為智能手機(jī)天線的發(fā)展和革新帶來機(jī)會。手機(jī)通信所使用的無線電波頻率隨著從 1G 到 5G 的發(fā)展而逐漸提高。目前，5G 的頻率最高，分為 6GHz 以下和 24GHz 以上兩種。由于電磁波具有頻率越高，波長越短，越容易在傳播介質(zhì)中衰減的特點，所以 5G 的高頻率要求天線材料的損耗越小越好。

MPI 是 5G 手機(jī)前期發(fā)展的主流材料選擇。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; LCP （Liquid Crystal Polymer，液晶聚合物）憑借介子損耗與導(dǎo)體損耗更小，具備靈活性、密封性等特性逐漸得到應(yīng)用。但是由于 LCP 造價昂貴、工藝復(fù)雜，目前 MPI（Modified Polyimide，改良的聚酰亞胺）因具有操作溫度寬，在低溫壓合銅箔下易操作，表面能夠與銅較易接著，且價格較親民等優(yōu) 點，有望成為 5G 時代天線材料的主流選擇之一。

4. 重要應(yīng)用 3-柔性顯示：理想的 OLED 基板、蓋板和 COF 材料

4.1. OLED-柔性基板和蓋板材料

聚酰亞胺是柔性顯示工藝?yán)硐氲牟牧稀?/span>柔性基板是整個柔性顯示器件的重要組成部分，其性能對于柔性顯示器件的品質(zhì)與壽命均具有重要的影響。柔性顯示器件對于基板材料的性能要求主要體現(xiàn)在如下幾個方面：1）耐熱性與高穩(wěn)尺寸穩(wěn)定性要求；2）柔韌性要求；3）阻水阻氧特性要求；4）表面平坦化要求。PI 基板材料以其優(yōu)良的耐高溫特性、良好的力學(xué)性能以及優(yōu)良的耐化學(xué)穩(wěn)定性而備受關(guān)注。剛性的酰亞胺環(huán)賦予了這類材料優(yōu)異的綜合性能，從而使得 PI 成為柔性顯示器件基板的首選材料。

4.1.1. 柔性 OLED 手機(jī)滲透率持續(xù)提升

OLED 面板快速增長。柔性 OLED 面板市場需求旺盛，行業(yè)發(fā)展速度加快，而且未來的成長空間很大，展示出很大的市場需求潛力。

柔性 OLED 手機(jī)滲透率持續(xù)提升。柔性 OLED 手機(jī)是未來手機(jī)發(fā)展的趨勢，OLED 出貨量的增加促進(jìn)了柔性 OLED 手機(jī)滲透率的提升。

柔性 OLED 手機(jī)滲透率提升的原因：（1）OLED 顯示屏的色彩更逼真、更輕薄和更省電等優(yōu)點；（2）可屏下指紋解鎖方案，能夠最大限度提升手機(jī)的屏占比；（3）可以實現(xiàn)曲面化、可彎曲，提升手機(jī)的應(yīng)用場景。

4.1.2. 2020 年折疊手機(jī)出貨量有望突破百萬級，2021 年有望達(dá)千萬級出貨量

2019 年可折疊手機(jī)元年開啟，折疊屏手機(jī)發(fā)展趨勢清晰。可折疊手機(jī)通過折疊能縮小屏幕面積，方便用戶攜帶；手機(jī)展開后，成為可比擬平板電腦的大屏幕通信設(shè)備，提升用戶的視覺體驗。未來折疊手機(jī)將在極大提升人機(jī)信息交互的效率，實現(xiàn)多任務(wù)并行和信息平行輸入輸出，智能手機(jī)終端將從媒體社交平臺升級至生產(chǎn)力平臺（辦公等）。

可折疊手機(jī)的發(fā)展與柔性 OLED 屏幕技術(shù)成熟度緊密相關(guān)。柔性 OLED 面板的彎曲特性保證手機(jī)折疊時的彎曲半徑，是實現(xiàn)手機(jī)可折疊的關(guān)鍵所在。

4.1.3. PI 基板和 CPI 蓋板材料需求旺盛

PI 基板：柔性 OLED 基板材料的最佳選擇。伴隨著 OLED 取代 LCD 正沿著曲面→可折疊→ 可卷曲的方向前進(jìn)，有機(jī)發(fā)光材料和薄膜是 OLED 實現(xiàn)柔性的關(guān)鍵點，具有優(yōu)良的耐高溫特性、力學(xué)性能及耐化學(xué)穩(wěn)定性的聚酰亞胺 PI 基板，是當(dāng)前柔性基板材料的最佳選擇。

PI 基板市場需求旺盛。受益于 OLED 產(chǎn)能的持續(xù)增長，PI 基板材料具有旺盛的市場需求，且未來還有很大的成長空間。國內(nèi)目前如在撓性印制線路基材方面的應(yīng)用的高端 PI 薄膜約 85％需要依賴進(jìn)口產(chǎn)品，替代進(jìn)口的市場空間很大。

CPI（Colorless Polyimide）蓋板是折疊屏的理想材料。為全面實現(xiàn)柔性顯示，顯示器蓋板部分應(yīng)當(dāng)具備可反復(fù)彎折、透明、超薄、足夠硬度的特點。折疊屏對于蓋板材料要求較高，需要同時滿足柔韌性、透光率且表面防劃傷性能好等特點。目前的折疊屏蓋板材料有 CPI、 PI、PC、壓克力、PET 幾種，其中 CPI 蓋板的可行性最高，相比于普通淡黃色的 PI 蓋板材料，無色透明的 CPI 蓋板具有更高的透光率。受益于折疊屏手機(jī)的發(fā)展，CPI 蓋板材料將迎來快速發(fā)展時期。

無色透明的聚酰亞胺薄膜實現(xiàn)的難度較大。由于 PI 薄膜的透明度與其耐高溫性能存在著矛盾關(guān)系，即增加薄膜的透明度時將降低其耐高溫性能。部分廠商嘗試混合 PI，PMMA，PET 和 PU 等來制作柔性蓋板，但是效果不及預(yù)期，也很難量產(chǎn)化。

硬質(zhì)涂布是增強(qiáng) CPI 薄膜強(qiáng)度的重要手段。為提升折疊式面板用 CPI 膜強(qiáng)度，需于表面進(jìn) 行數(shù)十微米厚的硬質(zhì)涂布制程，如使用有／無機(jī)物混合材料硅氧烷(siloxane)，將有助 CPI 觸感接近玻璃，改善塑膠類保護(hù)層質(zhì)感不及玻璃等問題。

4.1.4. 主要公司：住友化學(xué)、Kolon Industries、SKC 等

OLED 用的 CPI 蓋板和 PI 基板被日韓企業(yè)所壟斷。

住友化學(xué)率先拿下三星Galaxy Fold的CPI膜訂單。目前，能夠提供CPI膜的廠商僅為Kolon Industries，SKC 和住友化學(xué)。在三星 Galaxy Fold 手機(jī) CPI 訂單的爭奪戰(zhàn)中，住友化學(xué)搶占先機(jī)。住友化學(xué)能搶占先機(jī)拿下三星 Galaxy Fold 的 CPI 膜訂單，主要得益于住友化學(xué)多年來的技術(shù)積累，在 CPI 膜材料上的穩(wěn)定性和良品率更加具有競爭力。

Kolon Industries 將為華為 Mate X 供應(yīng) CPI 膜。Kolon Industries 公司早在 2016 年就率先研發(fā)出 CPI 膜，隨后在 2016 年 8 月開始投資 900 億韓元在龜尾工廠建造 CPI 膜生產(chǎn)線， 2018 年上半年完成量產(chǎn)設(shè)備鋪設(shè)工作。今年，Kolon Industries 將供應(yīng)華為 Mate X 所需的 CPI 膜，證明了 Kolon Industries 在 CPI 膜生產(chǎn)方面的能力和產(chǎn)品品質(zhì)。

SKC 積極布局 CPI 薄膜研發(fā)。在 2016 年的業(yè)績發(fā)布會上，SKC 表示已經(jīng)成功完成 CPI 薄膜的研發(fā)工作，且 SKC 能靈活使用現(xiàn)有的 PI 薄膜生產(chǎn)線，資金壓力比較小。公司 2018 年在忠北鎮(zhèn)川舉行了 CPI 膜產(chǎn)業(yè)園奠基儀式，為 SKC 打造 CPI 膜全套生產(chǎn)體系提供穩(wěn)定的產(chǎn) 業(yè)鏈，也為 SKC 在全球市場的擴(kuò)張做好準(zhǔn)備。

4.2. COF-柔性基板

COF（Chip on flexible printed circuit）柔性封裝基板作為印制電路板產(chǎn)品中的重要高端分支產(chǎn)品，指還未裝聯(lián)上芯片、元器件的封裝型柔性基板。在芯片封裝過程中，起到承載芯片、電路連通、絕緣支撐的作用，特別是對芯片起到物理保護(hù)、提交信號傳輸速率、信號保真、阻抗匹配、應(yīng)力緩和、散熱防潮的作用。

COF 柔性封裝基板性能優(yōu)異。COF 柔性封裝基板具有配線密度高、重量輕、厚度薄、可折疊、彎曲、扭轉(zhuǎn)等優(yōu)點，是一種新興產(chǎn)品，有利于先進(jìn)封裝技術(shù)的使用和發(fā)展。目前，COF 產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于液晶電視，智能 3G 手機(jī)及筆記本電腦等產(chǎn)品液晶屏的顯示與驅(qū)動。

4.2.1. TV 高清化、手機(jī)全面屏驅(qū)動 COF 方案需求持續(xù)增長

TV 高清化發(fā)展?jié)M足視覺體驗需求。隨著人們對視覺體驗的要求的提高，TV 高清化的發(fā)展速度加快。大尺寸和高清化的 TV 產(chǎn)品的存在著很大的市場空間，超薄和窄邊框也是發(fā)展的趨勢。TV 從常見的 1080P 逐漸向 4K 和 8K 發(fā)展，分辨率的提升，帶來更高清的視覺體驗。

大尺寸高清電視滲透率將大幅提升。根據(jù) IHS 數(shù)據(jù)，2018 年 60 吋以上面板以 4K 為主，滲透率高達(dá) 99%，隨著 8K 開始進(jìn)入市場，未來三年的滲透率將大幅提升，預(yù)計由 2019 年的 5%拉升到 2020 年的 9%。在 TV 市場上， 2018 年 8K TV 出貨量為 2 萬部，預(yù)計 2019-2020 年出貨量將分別達(dá)到 43 萬部和 200 萬部，且主要集中制 60 英寸以上的大尺寸 TV；2019 年，OLED TV 出貨量預(yù)計增長超過 40%，達(dá)到 360 萬部，而 QD-LCD TV 的出貨量預(yù)計將達(dá)到 400 萬部。

全面屏是智能手機(jī)的發(fā)展趨勢。2016 年，小米 MIX 推出后，“全面屏手機(jī)”開始走進(jìn)了大眾視野，隨后，整個智能手機(jī)行業(yè)隨后便掀起了一股“全面屏”的設(shè)計風(fēng)潮。受制于屏下攝像頭等的技術(shù)限制，2018 年之后，整個行業(yè)卻一股腦轉(zhuǎn)向了蘋果的劉海屏設(shè)計。進(jìn)入 2019 年之后，整個安卓行業(yè)在全面屏上五花八門，市面上水滴屏、挖孔屏、升降結(jié)構(gòu)成為三大主流。整體來說，未來全面屏將是智能手機(jī)發(fā)展的必然趨勢，全面屏帶來了更好的觀影和游戲等視覺體驗，以及體積更小、單手操作和更好的便攜性。

全面屏手機(jī)滲透率持續(xù)上升，將成為智能手機(jī)屏幕的標(biāo)配。全球智能手機(jī)出貨量經(jīng)歷了十幾年的高速增長后，雖然出貨量有所放緩，但全面屏手機(jī)滲透率的快速提升是確定的發(fā)展趨勢。根據(jù) Witsview 數(shù)據(jù)預(yù)測，2018 年全面屏滲透率躍升至 44.6%，并且在 2019 年將繼續(xù)快速攀升至 71.6%；預(yù)計到 2021 年全面屏手機(jī)的滲透率將到 92.1%，成為智能手機(jī)屏幕的標(biāo)準(zhǔn)配置。

TV 高清化和手機(jī)全面屏發(fā)展帶動顯示驅(qū)動封裝方案超高密度方向發(fā)展。隨著面板朝著高像素和高分辨率發(fā)展的演進(jìn)，以及芯片輕薄、短小化的需求，驅(qū)動 IC 線路中心到中心距 (pitch)、間距(spacing)等越來越微細(xì)化，封裝基板設(shè)計也必須配合晶片電路間距微細(xì)化提供對應(yīng)的封裝基板，引導(dǎo)封裝基板朝向高密度的構(gòu)裝技術(shù)方向發(fā)展。

COF 方案減少顯示屏幕邊框技術(shù)優(yōu)勢明顯。目前，主流的 COG（Chip On Glass）封裝方式，是將 Source IC 芯片直接邦定到玻璃上，因為玻璃背板上的那塊芯片體積較大，所以邊框比較寬，面板端子部的邊框一般在 4-5mm 左右。為了縮小邊框?qū)挾?，面板廠商開始采用 COF 封裝技術(shù)。相比于傳統(tǒng)的 COG 封裝技術(shù)，COF 技術(shù)中玻璃背板上的 Source IC 芯片被放在了屏幕排線上，可以直接翻轉(zhuǎn)到屏幕底部，COF 技術(shù)可以縮小邊框 1.5mm 左右的寬度。在手機(jī)全面屏和高清化 TV 具有廣闊的應(yīng)用前景。

TV 高清化和手機(jī)全面屏發(fā)展促進(jìn) COF 產(chǎn)品創(chuàng)新。隨著產(chǎn)品輕量化與薄型設(shè)計及顯示密度與屏占比的提升，未來高清電視與智能型手機(jī)用的 COF 型式驅(qū)動 IC 將會是以 1-Metal(單面) 18/16um Pitch 的 COF 及 2-Metal(雙面)的 COF 為未來的設(shè)計應(yīng)用主流。2-Metal(雙面) 的 COF 是把在單面形成電路的 COF，在兩面形成電路，比單面 COF 的電路集成度更高，還能縮小尺寸，適合用于手機(jī)。

4.2.2. 4K 高清電視和智能手機(jī) COF 需求持續(xù)增長

根據(jù) IHS 數(shù)據(jù)，4K 的比重保持上升將驅(qū)動 COF 薄膜需求上升，預(yù)計 2019 年 4K 高清電視的 COF 薄膜需求量將達(dá)到 1.46 億片，同比增長 29.2%；伴隨著 4K 高清電視對 COF 薄膜需求的穩(wěn)定增長，預(yù)計 2022 年 4K 高清電視對 COF 薄膜需求將達(dá)到 1.63 億片。以智能手機(jī) 市場來看，因為全面屏窄邊框的要求，COF 方案已經(jīng)廣泛采用于 AMOLED 和 LTPS LCD 產(chǎn) 品中，IHS Markit 預(yù)估 2019 年智能手機(jī)用 COF 薄膜需求量將擴(kuò)大至 5.9 億片，同步增長達(dá) 70%。

4.2.3. PI 材料是 COF 封裝核心難點

COF 方案主要采用聚酰亞胺（PI 膜）混合物材料，厚度僅為 50-100um，線寬線距在 20um 以下。COF 封裝則是采用自動化的卷對卷設(shè)備生產(chǎn)，生產(chǎn)過程中會被持續(xù)加熱至 400 攝氏度。由于 COF 卷對卷生產(chǎn)過程中需要加熱，而 PI 膜的熱膨脹系數(shù)為 16um/m/C，相比芯片的 2.49 um/m/C 而言，熱穩(wěn)定性較差，所以對設(shè)備精度和工藝要求很高。

4.2.4. 重要公司：住友和東麗

目前，COF 用 FCCL 材料主要掌握住友化學(xué)、東麗先進(jìn)材料和 KCFT3 大日韓公司手中。

5. 重要應(yīng)用 4-FPC：基板和覆蓋層材料，目前 PI 下游重要需求

5.1. FPC 需求持續(xù)增長

FPC 是現(xiàn)代電子產(chǎn)品的關(guān)鍵互聯(lián)器件。FPC（Flexible Printed Circuit Board，柔性印制電路板）是 PCB（Printed Circuit Board，印制線路板）的一種，是電子產(chǎn)品的關(guān)鍵電子互連器件。FPC 是用柔性的絕緣基材制成的印制線路板，相比于硬性印制電路板，它具有配線密度高、輕薄、可彎折、可立體組裝等特點，以及良好的散熱性和可焊性以及易于裝連、綜合成本較低等優(yōu)點。

FPC 助力電子產(chǎn)品的高密度、小型化和高可靠性方向發(fā)展。利用 FPC 可大大縮小電子產(chǎn)品的體積，符合電子產(chǎn)品向高密度、小型化、高可靠性發(fā)展的方向。因此，F(xiàn)PC 在消費電子、汽車電子、5G 通訊設(shè)施和國防軍工等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

全球 FPC 產(chǎn)值整體持續(xù)上升。隨著智能手機(jī)、電腦、可穿戴設(shè)備、汽車電子等現(xiàn)代電子產(chǎn)品的發(fā)展，F(xiàn)PC 產(chǎn)值整體呈上升趨勢。根據(jù) Prismark 的統(tǒng)計， 2017 年全球 FPC 產(chǎn)值為125.2 億美元，同比增長14.9%，占印制線路板總產(chǎn)值份額由2016 年的20.1%上升至2017 年的 21.3%，全球 FPC 產(chǎn)值整體呈上升趨勢。

全球 FPC 產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，中國大陸發(fā)展迅速。21 世紀(jì)以來，隨著歐美國家的生產(chǎn)成本提高，以及亞洲地區(qū) FPC 下游市場不斷興起，F(xiàn)PC 生產(chǎn)重心逐漸轉(zhuǎn)向亞洲。具備良好制造業(yè)基礎(chǔ)及生產(chǎn)經(jīng)驗的日本、韓國、中國臺灣等國家和地區(qū) FPC 產(chǎn)業(yè)迅速成長，并成為全球 FPC 的主要產(chǎn)地。隨著日本、韓國和中國臺灣生產(chǎn)成本持續(xù)攀升，發(fā)達(dá)國家的 FPC 廠商紛紛在中國投資設(shè)廠，制造中心由國外移至中國大陸，國際知名的 FPC 廠商如日本 NOK、日東電工和住友電工等均在中國投資設(shè)廠，與此同時中國本土的 FPC 廠商也不斷發(fā)展壯大，在全球 FPC 市場中占據(jù)越來越重要的角色。

中國 FPC 產(chǎn)值規(guī)模持續(xù)攀升。近年來，中國逐漸成為 FPC 主要產(chǎn)地，中國地區(qū) FPC 產(chǎn)值占全球的比重不斷提升，據(jù) Prismark 的數(shù)據(jù)，2016 年中國 FPC 行業(yè)產(chǎn)值達(dá)到 46.3 億美元，中國地區(qū) FPC（含外資企業(yè)）產(chǎn)值占全球的比重從 2009 年 23.7%已增至 2016 年 42.5%，2017 年全球 FPC 行業(yè)產(chǎn)值達(dá)到 125.2 億美元。

5.2. FPC 應(yīng)用領(lǐng)域：基板和覆蓋膜

PI 膜是 FPC 的核心材料。FPC 的使用一般以銅箔與 PI 薄膜材料貼合制成軟性銅箔基板（FCCL），覆蓋膜（Cover layer）、補(bǔ)強(qiáng)板及防靜電層等材料制作成軟板。PI 膜的厚度主要可以區(qū)分為 0.5mil、1mil、2mil、3mil 及厚膜(甚至 10mil 以上等產(chǎn)品)，先進(jìn)或是高階的軟板需要厚度更薄(0.3mil)，尺寸安定性更穩(wěn)定的 PI 膜。一般的覆蓋膜主要使用厚度 0.5mil 的 PI 膜，而較厚的 PI 膜主要用于補(bǔ)強(qiáng)板及其它用途上。

FCCL 是電子級 PI 膜的重要應(yīng)用市場。撓性覆銅板（Flexible Copper Clad Laminate， FCCL）是 FPC 的加工基材，一般以銅箔與 PI 薄膜材料貼合制成，是 FPC 的核心原材料。FPC 的應(yīng)用包括軍事、汽車、電腦、相機(jī)、手機(jī)等。近年來，智能手機(jī)、平板電腦、 LCD 顯示與 LED 背光模組等應(yīng)用需求的增加，驅(qū)動了 PI 膜需求增長。隨著中高階手機(jī)市場出貨比例的逐年增加，加上東南亞等新興國家地區(qū)的智慧型手機(jī)上需求大增，我們預(yù)期 FPC 需求未來 3-5 年內(nèi)可維持可觀增長。

5.3. SKC Kolon PI

SKC 與 Kolon 均擁有 40 年以上的塑料薄膜的制造技術(shù)和經(jīng)驗，雙方都從 2006 年起開始向市場量產(chǎn)供應(yīng)聚酰亞胺薄膜。為了應(yīng)對劇烈變化的市場情況，SKC 與 Kolon 于 2008 年 6 月合并了 PI 薄膜部門，新設(shè)立合資企業(yè) SKC Kolon PI。兩個公司合并后持續(xù)投資，更進(jìn)一步提升研發(fā)技術(shù)，使 SKC Kolon PI 成為一家全球領(lǐng)先的 PI 薄膜供應(yīng)商，該公司的聚酰亞胺薄膜主要用于柔性印刷電路板（FPCB）。

6. 美日韓壟斷格局，加速國產(chǎn)替代，全球產(chǎn)能有望吃緊

6.1. PI 技術(shù)發(fā)展歷史

美國：聚酰亞胺的產(chǎn)業(yè)的先驅(qū)。聚酰亞胺是最早進(jìn)行實用化開發(fā)的特種工程塑料。1908 年首先合成芳族聚酰亞胺，50 年代末期值得高分子量的芳族聚酰亞胺。1953 年美國杜邦公司申請了世界上第一件有實用價值的聚酰亞胺產(chǎn)品專利 US2710853A。19 世紀(jì) 60 年代初，杜邦的聚酰亞胺薄膜（Kapton）、模塑料（Vespel）和清漆（Pyre ML）陸續(xù)商品化，逐步確立了其在聚酰亞胺產(chǎn)業(yè)中的領(lǐng)先地位。

美國Amoco公司分別在1964年和1972年開發(fā)了聚酰胺-亞胺電器絕緣清漆(AI)和聚酰亞胺模制材料(Torlon)，并在 1976 年使聚酰亞胺模制材料(Torlon)實現(xiàn)了商業(yè)化；1969 年法國羅納-普朗克公司首先開發(fā)成功雙馬來酰亞胺復(fù)合材料預(yù)聚體(Kerimid 601)，是先進(jìn)復(fù)合材料的理想基體樹脂。隨后該公司在此基礎(chǔ)上研發(fā)了壓縮和傳遞模塑成型用材料 (Kinel)。

1972 年美國 GE 公司開始研究開發(fā)聚醚酰亞胺（PEI），并于 1982 年形成年產(chǎn)萬噸級生產(chǎn)裝置。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的第一次轉(zhuǎn)移：從美國轉(zhuǎn)移到日本。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的創(chuàng)新，半導(dǎo)體逐漸從軍工應(yīng)用轉(zhuǎn)向民用家電領(lǐng)域。從 20 世紀(jì) 70 年代起，因有美國對日本的產(chǎn)業(yè)扶植，一些美國的裝配產(chǎn)業(yè)開始向日本轉(zhuǎn)移。日本抓住了這次發(fā)展機(jī)會，其半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)趁勢崛起，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)開始出現(xiàn)了第一次轉(zhuǎn)移：從美國轉(zhuǎn)移到日本。

宇部興產(chǎn)首次打破杜邦聚酰亞胺薄膜壟斷。作為微電子應(yīng)用的明星材料，日本的聚酰亞胺產(chǎn)業(yè)隨著日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的崛起而快速發(fā)展。1978 年日本宇部興產(chǎn)公司先后發(fā)展了聚聯(lián) 苯四甲酰亞胺 Upilex R 和 Upilexs，打破了“Kapton”薄膜獨占市場 20 年的局面，其薄膜制品優(yōu)異的線膨脹系數(shù)(12～20ppm)達(dá)到接近單晶硅和金屬銅(17ppm)的線膨脹系數(shù)，成為覆銅箔薄膜的最佳選材，可廣泛應(yīng)用于柔性印刷線路版，是聚酰亞胺電子薄膜劃時代的很大進(jìn)步。

日本鐘淵化學(xué)(Kaneka)于 1980 年開始實驗室內(nèi)研究聚酰亞胺薄膜，并成功開發(fā)出一種新型“均苯”型 PI 薄膜，商品名為“Apical”，公司于 1984 年建立了量產(chǎn) PI 薄膜的生產(chǎn)線，商品牌號為 Apical，產(chǎn)品主要應(yīng)用于柔性印刷電路板(FPCs)。1995 年，公司 APICAL AH 型號生產(chǎn)厚度規(guī)格有 175μm、200μm 和 225μm。

1983 年杜邦與日本東麗對半合資建立東洋產(chǎn)品公司，由杜邦提供技術(shù)和原料,專門生產(chǎn) Kapton PI 薄膜；1985 年 9 月，公司投產(chǎn)生產(chǎn)，薄膜寬度為 1500mm。

1994 年日本三井東壓化學(xué)公司報道了全新的熱塑性聚酰亞胺(Aurum)注射和擠出成型用粒料，該樹脂的薄膜商品名為 Regulus。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的第二次轉(zhuǎn)移：從日本轉(zhuǎn)移到韓國和中國臺灣。在 20 世紀(jì) 90 年代前后，日本的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展突飛猛進(jìn)，一躍成為全球第一大半導(dǎo)體國家。之后，由于美國擔(dān)心日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)對其本土半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的沖擊，開始對日本的半導(dǎo)體進(jìn)行打壓，同時對韓國進(jìn) 行扶植，隨后半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)行了第二次轉(zhuǎn)移。

PC 時代的興起帶動韓國和中國臺灣聚酰亞胺產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。隨著 PC 時代的興起，韓國和中國臺灣抓住了從大型機(jī)到消費電子的轉(zhuǎn)變期對新興存儲器與代工生產(chǎn)的需求，承接了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的市場，高端制造業(yè)迅速發(fā)展。作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)支撐的關(guān)鍵材料之一，韓國和中國臺灣的聚酰亞胺產(chǎn)業(yè)也獲得了發(fā)展機(jī)遇。

韓國 SKC 于 2001 年啟動 PI 薄膜的研發(fā) 2005 年完成 LN、IF 型號的開發(fā)(12.5～25.0 μm)，并建立了批量生產(chǎn)線。2006 年完成 LS 型號的開發(fā)，并于 2007 年 6 月應(yīng)用于三星/LG 手機(jī)，2009 年 10 月開始供應(yīng)給世界一號 FPCB 公司使用。中國臺灣達(dá)邁公司從 2001 年開始試運行 T1 產(chǎn)線，后于 2012 年 T4 產(chǎn)線投入運營，至今，達(dá)邁工藝已經(jīng)運營 5 條產(chǎn)線。2008 年 SKC 和 Kolon Industries 合資成立了 SKC KOLON PI 公司。

中國：未來聚酰亞胺的重要供應(yīng)市場。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)和 5G 時代的發(fā)展，中國龐大的市場和能容納各種商業(yè)模式與應(yīng)用場景的特點將進(jìn)一步加強(qiáng)，中國大陸對于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的需求將大幅提升。中國廣闊的市場需求未來將極大地帶動中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，以及吸引眾多海內(nèi)外廠商和人才，這必然會促進(jìn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向中國大陸轉(zhuǎn)移。因此，未來中國的聚酰亞胺產(chǎn)業(yè)將迎來發(fā)展的黃金時期，促進(jìn)中國聚酰亞胺產(chǎn)業(yè)走向從低端走向中高端材料供應(yīng)的發(fā)展道路。

6.2. 中美貿(mào)易戰(zhàn)和日韓貿(mào)易摩擦

貿(mào)易戰(zhàn)中美國針對部分中國企業(yè)實施制裁，并對中國商品加征高額關(guān)稅，提高了下游終端客戶經(jīng)營的成本和難度?；趯ιa(chǎn)經(jīng)營安全性和穩(wěn)定性的考慮，下游部分大客戶將配套供應(yīng)鏈向國內(nèi)轉(zhuǎn)移，國內(nèi)企業(yè)訂單有望增加。

根據(jù)日本 METI 政府網(wǎng)站消息，從 2019 年 7 月 1 日開始，日本將韓國從出口貿(mào)易“白名單” 中刪除；從 7 月 4 日開始，日本向韓國出口氟化聚酰亞胺、光刻膠和高純氟化氫這三種材料需要單獨申請出口許可證并進(jìn)行出口審查。

韓國是全球 OLED 和半導(dǎo)體制造和出口大國，對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展有較高依賴度，根據(jù)韓國貿(mào)易協(xié)會數(shù)據(jù)，2018 年韓國半導(dǎo)體出口額約 1267 億美元，約占總出口 21%。日本把控全球電子材料重要產(chǎn)能，特別是高端電子材料，例如光刻膠、硅片、特種氣體等，對包括韓國、臺灣、大陸的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有著至關(guān)重要的作用。

PI 是此次日韓貿(mào)易摩擦中日本限制出口的三種電子材料（PI、光刻膠和高純氟化氫）之一，主要用于柔性 OLED 基板制程，日本基本壟斷了全球主要產(chǎn)能：OLED 用 PI 在全球范圍內(nèi) 目前主要是日本的 UBE 和 Kaneka 兩家公司生產(chǎn)，分別供應(yīng)韓國三星和 LGD。

此次日本三大材料出口韓國政策調(diào)整的影響，我們判斷其影響類似 18 年底韓國 OLED 行業(yè)的 TopTec 對大陸設(shè)備出口限制事件，主要影響有：（1）下游各 OLED 和半導(dǎo)體制造商會長期逐步降低對單一供應(yīng)商或者單一地區(qū)供應(yīng)商的依賴；（ 2）加快扶持本土產(chǎn)業(yè)集群是降低供應(yīng)鏈安全的重要趨勢。因此我們判斷韓國會逐步加快培養(yǎng)本土 PI/光刻膠/高純氟化氫等產(chǎn)品供應(yīng)商，同時大陸 OLED 和半導(dǎo)體用戰(zhàn)略物資（不僅僅是此次三大材料）將加速進(jìn)口替代。

6.3. PI 材料進(jìn)口受日韓疫情影響，將加速國產(chǎn)替代進(jìn)程

我國目前的 PI 薄膜市場在制造水平上比較落后，高端 PI 膜高度依賴進(jìn)口。2017 年，PI 膜市場主要參與者，分別是美國杜邦、日本宇部興產(chǎn)、鐘淵化學(xué)、邁達(dá)、韓國 SKC 等。

日韓疫情有望加速進(jìn)口替代、行業(yè)盈利能力提升。目前，此次疫情若在日韓擴(kuò)散，電子原材料產(chǎn)商受到影響，可能會出現(xiàn)供貨不足的問題。而我國目前 PI 材料依賴日韓進(jìn)口，勢必受到影響，在這種環(huán)境下，國產(chǎn)替代必將加速進(jìn)行，同時毛利率有望提升。達(dá)邁是專注聚酰亞胺（PI）薄膜研發(fā)的中國臺灣公司，近年毛利率在 25-35%，16Q1-16Q3 毛利率提升顯著，我們判斷主要是因為上一輪行業(yè)提價，19Q1 以來行業(yè)盈利水平回有所回落，我們判斷日韓產(chǎn)能緊張情況下，行業(yè)盈利水平有望提升。

7.? PI 行業(yè)加速國產(chǎn)化紅利（略）

7.1. 萬潤股份：精細(xì)化工領(lǐng)先公司，布局發(fā)力 PI 新產(chǎn)品

7.2. 時代新材：立足軌交應(yīng)用，突破散熱、折疊、功率材料等新產(chǎn)品

7.3. 鼎龍股份：打印耗材領(lǐng)先公司，布局發(fā)力 CMP、PI 漿料

7.4. 國內(nèi)非上市公司

7.4.1. 深圳瑞華泰

7.4.2. 武漢依麥德

……

8. 附錄：PI 行業(yè)全球重要公司介紹（略）

8.1. 美國杜邦

8.2. 日本住友化學(xué)

8.3. 韓國 SKC Kolon PI