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普利特投资LCP合资公司,5G时代LCP为何如此受宠?
近日,上海普利特复合材料股份有限公司(以下简称“普利特”)宣布其全资子公司上海普利特化工新材料有限公司(以下简称“普利特化工”)将与另外两名投资人共同出资2500万元人民币,注册成立东莞普利特材料科技有限公司。


新公司的主营业务包括LCP树脂及纤维的研发、生产与销售,开发应用于通信线缆、5G 高频PCB板和 集成电路类载板、声学线材、军工、航空航天等领域的高性能LCP纤维。

LCP 纤维是LCP 材料的高端形态,它具有高强度、高模量、耐高温三大特征,可广泛应用于通信线缆、声学线材、军工、航空航天安防等领域,在很多领域可以替代芳纶纤维。

此外,LCP 纤维凭借良好的性能在5G 高频PCB 板和集成电路类载板中亦有望获得突破,普利特此举进行高端材料布局,有望在合作研发突破后,进行5G 高频材料供应。

除了普利特,国内不少改性塑料企业都在加速对LCP材料或LCP薄膜研发生产的投资、投产。比如金发科技股份有限公司(以下简称“金发科技”)的新LCP生产装置3000吨/年预计将于2020年8月投产,届时金发科技的LCP年产能有望达到6000吨/年。

深圳沃特新材料股份有限公司(以下简称“沃特新材”)于2014年收购三星精密LCP全部业务,是全球唯一一家可以连续法生产个型号LCP树脂及复材的企业,现有产能3000t/a。

目前全球LCP树脂材料产能约7.6万吨/年,全部集中在日本、美国和中国,产能分别为3.4万吨、2.6万吨和1.6万吨,占比分别为45%、34%和21%。其中,美国的塞拉尼斯公司,日本的宝理塑料以及住友化学是主要的供应商,约占全球产能的70%。

近几年来随着金发科技、普利特、沃特股份、聚嘉新材料等企业陆续投产,LCP材料国产化产能快速增长。随着5G技术的普及,LCP在5G相关产品应用领域也将大展身手。

LCP天线将替代PI天线,实现高频高速传输

LCP在微波/毫米波频段内介电常数低、损耗小,并且其热稳定性高、机械强度大、稀释率低,是一种适合于微米/毫米波电路使用、综合性能优异的聚合物材料。

目前应用较多是聚酰亚胺(PI)天线,但是随着5G高频高速时代来临,由于PI基材的介电常数和损耗因子较大、吸潮性较大、可靠性较差,因此PI天线的高频传输损耗严重、结构特性较差,已经无法适应当前的高频高速趋势,尤其是不能用于10Ghz以上频率。

而LCP在110GHz的全部射频范围几乎能保持恒定的介电常数,并且正切损耗非常小,很适合高频下使用。

在2017 年苹果 iPhone X ,首次采用了多层 LCP 天线。iPhone X 中使用了 2 个 LCP 天线, iPhone 8/8Plus 亦使用1个局部基于LCP软板的天线模块。


中国天风证券分析师郭明錤曾表示,2020年下半年苹果 Apple Watch 软板将采用更多 LCP 软板,取代传输速度较慢的 PI 软板。

5G版本的华为手机Mate 30 采用了一根LCP天线,由鹏鼎控股(深圳)股份有限公司生产提供。

根据公开数据,2018 款 iPhone XS/XS Max/XR 各使用3/3/2 个 LCP,单机LCP天线价值6-10美元,2018 年 iPhone 销量2.25亿台,其中X系列出货约5千万台,综合考虑 2019 年部分LCP天线可能替换为 MPI天线,以及未来5G手机中国生产厂商天线材料的转变,中信建投预计仅手机LCP/MPI天线渗透率有望从6%提高到2022的30%,资金量从4亿美金提高到26亿美金。

LCP软板节约空间,助力智能手机小型化

软板的柔性是其小型化的关键,而LCP软板兼有良好的柔性能力和高频高速性能,LCP软板相比传统的PI软板可以耐受更多的弯折次数和更小的弯折半径。
同时LCP软板拥有与天线传输线同等优秀的传输损耗,可在仅0.2毫米的3层结构中携带若干根传输线,并将多个射频线一并引出,从而取代肥厚的天线传输线和同轴连接器,并减小65%的厚度,具有更高的空间效率。

旗舰机iPhone X用了4倍于中端机iPhone 8/8Plus的LCP软板,分别用于天线、中继线和摄像头模组。其中:

  • 两个LCP天线位于顶部和底部,用于将信号从主板末端传递到上部和下部天线;


  • 中继线卡在主板上,用于中继电路板两侧的电话信号;


  • 此外,3Dsensing摄像头由于高速大容量数据传输要求,也采用了村田制作所的MetroCirc(一种LCP软板)。

    传统方案使用同轴电缆进行数据传输,而MetroCirc可在单片软板内容纳三个同轴电缆等效功能,大大减小了空间占用。


LCP有望应用于5G高频封装材料

LCP材料还可以用作射频前端的塑封材料,相比如LTCC工艺,使用LCP封装的模组具有烧结温度低、尺寸稳定性强、吸水率低、产品强度高等优势,目前已被行业认作5G射频前端模组首选封装材料之一,应用前景广阔。

5G时代天线和射频前端中的元器件数量都将急剧增加,将毫米波电路埋置封装到多层电路板内的需求日益迫切。

仅考虑基站天线市场,预计到2022年高频印刷电路板基材市场规模将达到 76 亿美元,年复合平均增长率超过115%。

文章来源:CPRJ中国塑料橡胶 

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