本文是关于聚酰亚胺薄膜(PI膜)的文章第三部分,看此文章之前,建议您先看第一部分“关于聚酰亚胺薄膜(PI膜),看这篇文章就够了(一)”和第二部分“关于聚酰亚胺薄膜(PI膜),看这篇文章就够了(二)”的内容。
一、目前行业存在问题
1)技术缺口较大
缺乏高层次技术人才的完整培训系统。行业内生产优良率低于国际水平,在缺乏新兴产品驱动下造成PI薄膜制造厂商同质化竞争态势愈来愈明显。美日韩PI膜厂商较高的生产技术水平抢占国内庞大的消费市场。中低阶产品一直存在着价格下降的压力,受国际经济环境波动巨大。
注释:**代表母公司拥有该产品生产技术;*代表目前能够小批量生产
国内生产的PI薄膜与国外同类产品在质量方面仍存在一定差距,如力学性能稍低,外观质量稍差,热收缩率稍高等问题。
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。
2)产能较小
行业各个企业面临的问题是产能太小,所以下游的大客户不敢把大批量的订单转给单个企业(单个大客户至少要占用大几百吨产能),所以现在行业内企业的客户十分分散。PI材料的价格太高了,难以大规模应用,除非是一些很高端的电池。
3)进口替代空间广阔,但抢占难度较大
由于国内PI薄膜行业的整体水平与国外存在差距,大部分停留于低端产品领域,而高性能PI薄膜领域主要被杜邦、钟渊化学、SKPI等国外巨头占据,产品严重依赖进口。我国PI膜的供给主要以电工级为主,从整体产能来看,2019年我国PI膜的产能约在9000吨,但其中电子级的产能不到1000吨。在我国产业结构升级、关键材料国产化的背景下,高性能PI薄膜进口替代的市场空间巨大。以瑞华泰为代表的具有独立完善的核心技术体系的企业,有望获得更多市场份额,推动高性能PI薄膜的国产化进程。
二、驱动因素
1)聚酰亚胺材料具有优异的耐高温、耐低温、高强高模、高抗蠕变、高尺寸稳定、低热膨胀系数、高电绝缘、低介电常数与损耗、耐辐射、耐腐蚀等优点,同时具有真空挥发分低、挥发可凝物少等空间材料的特点,可加工成聚酰亚胺薄膜、耐高温工程塑料、复合材料用基体树脂、耐高温粘结剂、纤维和泡沫等多种材料形式,因此在航空航天、空间、微电子、精密机械、医疗器械等许多高新技术领域具有广阔的应用前景和巨大的商业价值。
2)柔性屏虽然可以实现弯曲,但如果频繁弯曲,就会出现如同金属纸张一样的疲劳问题。柔性屏幕如果多次弯曲加上长时间的使用,受到多次的压缩和拉伸应力后,屏幕中间可能会出现折痕损坏。此外,电路板、元器件在经受大量弯曲和非弯曲后,也可能导致折叠时受损或发生其他事故。现有的玻璃面板无法满足其高频率要求,手机厂商主要是用CPI薄膜去替代现有玻璃盖板,CPI本身具有不错的可折叠性,同时在PI膜表面增加涂层来增强硬度。
3)国产替代潮和政策扶持导向带来的国家层面的驱动力量。
三、发展趋势
短期高端PI膜依赖进口现状维持不变:电工级PI膜因要求较低,国内已能大规模生产且性能与国外产品没有明显差别。
电子级PI膜是随着FCCL的发展而产生的,是PI膜最大的应用领域,其除了要保持电工类PI膜优良的物理力学性能外,对薄膜的热膨胀系数,面内各向同性(厚度均匀性)提出了更严格的要求,由于国产PI膜在性能上与进口PI膜存在一定的差距,不能满足FCCL中高端产品的要求,未来仍需进口大量的电子级PI膜。
1)国产化趋势
通过配方设计、生产工艺的不断研发和装备水平的提升,PI薄膜可衍生出更多满足国内新兴市场所需求的有竞争性、与客户共利共赢的产品。高性能PI薄膜产品严重依赖进口,影响我国高技术产业链安全,同时需要支付高昂成本。加快推进关键材料国产化,高性能PI薄膜进口替代的市场空间可观,在加快推进关键材料国产化政策和市场环境支持下,国产化替代有着非常广阔的市场机遇。
2)差异化趋势
由于消费电子产品的多样化、生命周期愈来愈短,造成产品量少、高定制化,使得国内相关企业能够积极投身该行业,进行利基型竞争,同时进行一站式服务,进行中小批量PI薄膜产品差异性制造,减少客户投入FCCL设计的人力成本等。
未来PI薄膜的研究主要会朝高性能化、多功能化、易成型加工和低成本等方向发展,同时需要关注具有差别化和特殊应用的高性能PI薄膜。通过分子结构设计、新合成技术以及纳米复合等技术实现产品的系列化和功能化来不断扩新品种和用途,以提高市场占有率。
四、针对聚酰亚胺薄膜(PI膜)文章第1、2、3部分内容总结
目前,PI超薄膜的研发方向主要体现在两个方面:
一方面是标准型薄膜的超薄化。薄膜本身优良的热学与力学性能保证了其在超薄化过程中性能的稳定,其主要技术瓶颈更多地在于制备设备与制膜工艺参数的优化与调整。超薄型PI薄膜在现代工业领域中具有广泛的应用前景。国外十分重视这类材料的研制与开发,已经有批量化产品问世;
另一方面是功能性PI超薄膜的研制与开发。其性能不仅与设备和工艺有着密切的关系,而且树脂结构的分子设计以及新合成方法的研究也起着至关重要的作用。如何在保证特种功能的前提下,尽可能地保持PI薄膜固有的力学性能、热性能等是一项极具挑战性的研究课题,也是未来一项主要研究课题。
高性能PI薄膜是影响我国高新技术产业快速发展的“卡脖子”材料,但我国在发展PI薄膜的道路上仍存在相对优势:
1)研发和技术人才积累。经过几十年的积累,不少PI膜厂商已经有了丰富的研发经验,也培养了不少技术人才,期待由量变到质变的发生。
2)大陆厂商成为下游主要客户,带来更多尝试机遇。OLED、柔性电路板、石墨膜等下游重点市场的主要客户均在中国大陆,这意味着上游PI膜厂商会有更多机会和本土客户沟通、了解产品技术要求、尝试走向高端市场。
3)东亚人才流动加快产业升级。随着中国高端制造领域的崛起,大陆、台湾、日本和韩国的技术人才流动已经成为常态,这进一步加快了国内厂商的技术突破和产品升级。