導讀:近幾年來隨著金發科技、普利特、沃特股份、聚嘉新材料等企業陸續投產,LCP材料國產化產能快速增長。隨著5G技術的普及,LCP在5G相關產品應用領域也將大展身手。
【塑料機械網 熱點關注】 近日,上海普利特復合材料股份有限公司(以下簡稱“普利特”)宣布其全資子公司上海普利特化工新材料有限公司(以下簡稱“普利特化工”)將與另外兩名投資人共同出資2500萬元人民幣,注冊成立東莞普利特材料科技有限公司。
新公司的主營業務包括LCP樹脂及纖維的研發、生產與銷售,開發應用于通信線纜、5G 高頻PCB板和 集成電路類載板、聲學線材、軍工、航空航天等領域的高性能LCP纖維。
LCP 纖維是LCP 材料的高l端形態,它具有高強度、高模量、耐高溫三大特征,可廣泛應用于通信線纜、聲學線材、軍工、航空航天安防等領域,在很多領域可以替代芳綸纖維。
此外,LCP 纖維憑借良好的性能在5G 高頻PCB 板和集成電路類載板中亦有望獲得突破,普利特此舉進行高l端材料布局,有望在合作研發突破后,進行5G 高頻材料供應。
除了普利特,國內不少改性塑料企業都在加速對LCP材料或LCP薄膜研發生產的投資、投產。比如金發科技股份有限公司(以下簡稱“金發科技”)的新LCP生產裝置3000噸/年預計將于2020年8月投產,屆時金發科技的LCP年產能有望達到6000噸/年。
深圳沃特新材料股份有限公司(以下簡稱“沃特新材”)于2014年收購三星精l密LCP全部業務,是為數不多可以連續法生產個型號LCP樹脂及復材的企業,現有產能3000t/a。
目前LCP樹脂材料產能約7.6萬噸/年,全部集中在日本、美國和中國,產能分別為3.4萬噸、2.6萬噸和1.6萬噸,占比分別為45%、34%和21%。其中,美國的塞拉尼斯公司,日本的寶理塑料以及住友化學是主要的供應商,約占產能的70%。
近幾年來隨著金發科技、普利特、沃特股份、聚嘉新材料等企業陸續投產,LCP材料國產化產能快速增長。隨著5G技術的普及,LCP在5G相關產品應用領域也將大展身手。
LCP天線將替代PI天線,實現高頻高速傳輸
LCP在微波/毫米波頻段內介電常數低、損耗小,并且其熱穩定性高、機械強度大、稀釋率低,是一種適合于微米/毫米波電路使用、綜合性能優異的聚合物材料。
目前應用較多是聚酰亞胺(PI)天線,但是隨著5G高頻高速時代來臨,由于PI基材的介電常數和損耗因子較大、吸潮性較大、可靠性較差,因此PI天線的高頻傳輸損耗嚴重、結構特性較差,已經無法適應當前的高頻高速趨勢,尤其是不能用于10Ghz以上頻率。
而LCP在110GHz的全部射頻范圍幾乎能保持恒定的介電常數,并且正切損耗非常小,很適合高頻下使用。
在2017 年蘋果 iPhone X ,采用了多層 LCP 天線。iPhone X 中使用了 2 個 LCP 天線, iPhone 8/8Plus 亦使用1個局部基于LCP軟板的天線模塊。
中國天風證券分析師郭明錤曾表示,2020年下半年蘋果 Apple Watch 軟板將采用更多 LCP 軟板,取代傳輸速度較慢的 PI 軟板。
5G版本的華為手機Mate 30 采用了一根LCP天線,由鵬鼎控股(深圳)股份有限公司生產提供。
根據公開數據,2018 款 iPhone XS/XS Max/XR 各使用3/3/2 個 LCP,單機LCP天線價值6-10美元,2018 年 iPhone 銷量2.25億臺,其中X系列出貨約5千萬臺,綜合考慮 2019 年部分LCP天線可能替換為 MPI天線,以及未來5G手機中國生產廠商天線材料的轉變,中信建投預計僅手機LCP/MPI天線滲透率有望從6%提高到2022的30%,資金量從4億美金提高到26億美金。
LCP軟板節約空間,助力智能手機小型化
軟板的柔性是其小型化的關鍵,而LCP軟板兼有良好的柔性能力和高頻高速性能,LCP軟板相比傳統的PI軟板可以耐受更多的彎折次數和更小的彎折半徑。
同時LCP軟板擁有與天線傳輸線同等理想的傳輸損耗,可在僅0.2毫米的3層結構中攜帶若干根傳輸線,并將多個射頻線一并引出,從而取代肥厚的天線傳輸線和同軸連接器,并減小65%的厚度,具有更高的空間效率。
旗艦機iPhone X用了4倍于中端機iPhone 8/8Plus的LCP軟板,分別用于天線、中繼線和攝像頭模組。其中:
兩個LCP天線位于頂部和底部,用于將信號從主板末端傳遞到上部和下部天線;
中繼線卡在主板上,用于中繼電路板兩側的電話信號;
此外,3Dsensing攝像頭由于高速大容量數據傳輸要求,也采用了村田制作所的MetroCirc(一種LCP軟板)。傳統方案使用同軸電纜進行數據傳輸,而MetroCirc可在單片軟板內容納三個同軸電纜等效功能,大大減小了空間占用。
LCP有望應用于5G高頻封裝材料
LCP材料還可以用作射頻前端的塑封材料,相比如LTCC工藝,使用LCP封裝的模組具有燒結溫度低、尺寸穩定性強、吸水率低、產品強度高等優勢,目前已被行業認作5G射頻前端模組選用的封裝材料之一,應用前景廣闊。
5G時代天線和射頻前端中的元器件數量都將急劇增加,將毫米波電路埋置封裝到多層電路板內的需求日益迫切。
僅考慮基站天線市場,預計到2022年高頻印刷電路板基材市場規模將達到 76 億美元,年復合平均增長率超過115%。
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