5G 天线材料产业及天线用薄膜核心技术分析
一、LCP 天线产业链
随着 5G 手机市场出货速度进入飞速增长期, LCP 天线需求也将进入爆发式增长阶段. 业内人士表示, 从当前 5G 通信和技术需求来看, 苹果用回 LCP 天线是必然, 也将引发安卓系手机厂商的踊跃跟进, 华为已在旗舰机 Mate30 中已使用了一根 LCP 天线, 三星等厂也均有意向在 5G 时代采用 LCP 天线, LCP 天线将成为 5G 手机天线的主流工艺.
手机天线行业产业链上游为天线设计行业, 及天线原材料, 中游为天线制造业, 下游为产品组装及应用市场. 其中, 天线原材料因天线种类不同而变化, 包括 FCCL 板、LDS 颗粒材料、LCP 基板及其他辅助材料等.
1、上游：LCP 材料在 5G 时代具有良好应用前景
全随着天线技术的升级, 手机天线材料变得越来越多样. 最早的天线由铜和合金等金属制成, 后来随着 FPC 工艺的出现, 4G 时
代的天线制造材料开始采用 PI膜(聚酰亚胺). 但PI在10Ghz以上损耗明显, 无法满足 5G 终端的需求, 凭借介子损耗与导体损耗更小, 具备灵活性、密封性等特性, LCP(Liquid Crystal Polymer, 液晶聚合物)逐渐得到应用.
基于 LCP 材料的低损耗(频率为 60GHz 时, 损耗角正切值0.002-0.004)、灵活性、密封性(吸水率小于 0.004%)等优点, 非常适用于制造微波, 毫米波设备, 因而采用 LCP 工艺技术的天线在 5G时代具有非常好的应用前景.
不过, 同时 LCP 造价昂贵、工艺复杂, 使得价格适中的MPI(Modified Polyimide, 改良的聚酰亚胺)在 5G 发展前期, 有望替代部分 PI, 成为天线的重要过渡材料.
手机天线主要材料对比
－ 传输损耗 操作温度 热膨胀性 吸湿性 成本 PI 损耗多 很宽 很小 较高 低 MPI 损耗一般 较宽 很小 一般 较低
LCP 损耗少 较宽 很小 很低 高
2、中游：LDS 天线可能成为未来手机天线的主流
根据生产工艺的不同, 手机天线可分为螺旋式外置天线、不锈钢天线、陶瓷天线、FPC 天线、LDS 天线和 LTC 天线等. 其中, FPC、LDS 工艺为当前主流移动天线工艺, 技术含量较高, 应用较广.
随着手机全面屏的设计逐渐普及, 手机顶部空间逐渐缩小, 手机天线空间将受到影响. 而 LDS 天线可以大幅度减小天线尺寸, 这使得 LDS 工艺再一次受到行业的关注, LDS 手机天线可能成为未来手机天线的主流趋势.
3、下游：手机出货量下降, 价格持续走低, 5G 时代成为行业希望
移动电话用户数总体已经超过中国人口数量, 增量市场变为存量市场
截止到 2019 年 6 月 30 日, 中国移动电话用户数已经达到15.86 亿, 按照中国人口数 14 亿计算, 中国的移动电话用户数已经大于 1. 2013-2018 年中国电话用户数和移动电话用户数总体呈增加趋势变动, 其中移动电话用户数增加量只有 2000 万. 2018 年, 全国电话用户净增1.37亿户, 总数达到17.48亿户, 比上年末增长8.5%. 全年净增移动电话用户达到 1.49 亿户, 总数达到 15.86 亿户. 截至2019 年 6 月底, 全国电话用户达到 17.78 亿户, 其中移动电话用户数达 15.86 亿户, 占比 89.2%.
2013-2019 年中国电话用户数及移动电话用户数(单位：亿户)
手机出货量下降, 款式以及数量均同比减少
2018 年, 中国手机出货量为 4.14 亿部, 较上年同比下降15.68%. 其中 4G 手机 3.91 亿部, 同比下降 15.3%. 在出货量下降的同时, 新上市机型也在减少.
2018年, 上市新机型764款, 同比下降27.5%, 上市新机型中含 2G 手机 171 款、3G 手机 3 款, 4G 手机 590 款.
2019 年 1-6 月, 国内手机市场总体出货量 1.86 亿部, 同比下降 5.1%, 其中 4G 手机 1.78 亿部, 同比下降 4.2%.
2012-2019 年中国手机市场总体出货量情况
手机价格持续走低, 5G 时代成为行业希望
国内市场由于竞争激烈, 手机价格也在往下走. 虽然近年来一些手机品牌的高端产品售价不断拉升, 但那些真正走量的产品价格一直在降. 有的号称全面屏、后置双摄像头、支持人脸识别的手机, 价格已经降到一千元以下. 好在 5G 时代即将到来, 用户需要更换手机才能使用 5G, 这会给广大手机厂商注入一支强心剂. 业界用飞速率、低时延、大容量来描述 5G 通信的特征, 其带来的不仅仅的上网速率的提升, 新的应用场景会涌现. 4G 更多专注于人与人之间的连接, 而在 5G 时代, 人与物、物与物的大范围连接迎来爆发. 从 5G 产业链来看, 行业上游包含基站、天线、光缆、芯片、射频器件等通信设备, 中游为各大电信运营商, 面对用户的是手机等各类终端设备. 5G 产业链的成熟需要多方的协同, 其中一环出现短板都影响最终手机等终端的普及.
二、5G 天线材料产业分析
LCP天线价值主要在软板环节, 据相关数据估算, 模组环节约占 LCP 天线价值的 30%, 软板环节价值占比约为 70%. 其中 LCP 材料价值占比达到 LCP 软板成本 15%
LCP 天线成本结构
LCP 软板本结构
2017-2019 年 iPhone LCP 天线价值链分布（亿美元）
二、天线用薄膜制备技术壁垒极高, 核心技术由少数日本企业掌握
LCP 从树脂材料到最后的手机天线模组应用需经过如下步骤：LCP树脂—薄膜—挠性覆铜板FCCL—柔性电路板FPC—天线模组. LCP树脂经过加工后得到 LCP 薄膜, LCP 薄膜经过 FCCL 制造商覆铜后得到 FCCL, 软板企业再将 FCCL 加工成 FPC, 最后通过模组企业进行整合后出售给终端手机制造商.
因对原材料树脂性能的高要求, 以及薄膜本身较高的工艺壁垒, LCP 天线产业链各环节供应商中薄膜生产企业较为稀缺. 从技术层面看, 目前主要制约 LCP 产能和成本的瓶颈在于薄膜的生产环节. 原因主要有：1）LCP 薄膜的加工技术壁垒较高；2）薄膜制备对制膜树脂也有较高要求, 目前市面上能够量产用于天线模组的 LCP 薄膜的树脂供货商并不多, 高端膜级树脂主要集中在日本宝理、塞拉尼斯和住友等美日企业.
LPC 天线产业链各环节供应商 序号 LCP 树脂 薄膜 FCCL FPC 天线模组 1 美国塞拉尼斯（泰科纳）
日本可乐丽 罗杰斯 嘉联益 安费诺 2 日本宝理 日本千代田 松下电工 旗胜 立讯精密
3 日本新日石
－ 宇部兴产 景旺电子 硕贝德 4 比利时索尔维
－ 新日铁 鹏鼎 电连技术 5 金发科技
－ 佳胜科技 瑞声科技
－ 6 沃特股份
－ 台虹科技
－
－ 7 日本东丽
－ 新扬科技
－
－ 8 普利特
－ 生益科技
－
－ 9 宁波聚嘉新材料
－
－
－
－ 10 上野制药
－
－
－
－ 11 台湾长春
－
－
－
－ 12 江门德众泰
－
－
－
－ 13
－ 村田
14 住友化学/住友金属/住友电工
15
－ 信维通信 16
－
－ 东山精密
17
－
－
－ 藤仓电子 18
－
－
－ 台郡 19
－
－
－ 合力泰
LCP制膜核心技术由少数日本企业掌握, 且能够实现成熟应用的更少.
薄膜技术按商业化成熟度可分为实验品（样品）——产品（符合要求）——商品（成熟应用）三个阶段. 目前市场上掌握天线用LCP 制膜核心技术的企业主要是日本村田、日本可乐丽以及日本千代田, 而能够真正达到商品阶段的就属日本村田和可乐丽.
主流厂家以吹膜法以及流延、双向拉伸制膜技术解决制膜过程中 LCP 分子取向问题. 由于 LCP 分子刚性强、排列规整, 分子链易取向, 所以往往成膜后在宽幅（TD）方向受力易破膜, 因此现有的制膜技术都是以打乱分子取向为出发点. 美国 Superex 公司最早投入 LCP薄膜制作, 通过旋转摸头来破坏分子排列的顺向性, 其产品主要应用于食品包装；同时, 比较有代表性的就是日本村田 Murata 通过双轴延伸二次加工方式来增加 TD 方向分子排列；此外日本住友拥有涂布加工制.
掌握 LCP 制膜核心技术的公司 公司 制备技术 国家/地区 Superex 旋转摸头，破坏分子排列的顺向性 美国 可乐丽 Kuraray 通过对吹膜过程中吹胀比的调控来进行薄膜涂布（MD）/薄膜宽幅（TD）方向的调整 日本 村田 Murata 通过双轴延伸二次加工方式来增加TD方向分子排列 日本
住友 Sumitomo 涂布加工制膜（可溶性膜级LCP专利技术）
日本
三、国内 LCP 树脂/薄膜材料相关公司及产业化进展
从产业化进展看, 目前国内仍然没有能够自主量产满足天线用LCP薄膜或者膜级LCP树脂材料的企业. 其中, 沃特股份的薄膜级LCP 仍处在测试阶段；普利特已研发出薄膜级 LCP, 正和下游行业知名客户联合研发 LCP 薄膜产品；金发科技的薄膜级树脂产品已小批量出口到日本, 同时与国内知名 5G 通信设备商共同开发天线产品；宁波聚嘉新材料已开发出膜级 LCP, 薄膜产品目前仍处在中试阶段.
随着国内企业研发投入和工艺改进的持续推进, 天线用 LCP薄膜材料量产瓶颈有望突破, 建议持续关注以上企业的产业化进展和客户认证进度.
国内主要 LCP 树脂/薄膜生产企业产能
国内主要 LCP 树脂/薄膜生产企业 序号 生产企业 公司产能（吨）
技术来源 备注 1 沃特股份 3000 2014 年收购三星精密全部 LCP 生产线 已有多项专利用于薄膜级 LCP，产品处于测试验证阶段
2 普利特 2500 2007 年收购上海科谷化工 已研发出薄膜级 LCP，正和下游行业知名客户联合研发 LCP薄膜产品 3 金发科技 3000 2009 年开始自主研发 薄膜级 LCP已小批量出口到日本；与国内知名5G 通信设备商共同开发天线产品 4 聚嘉新材料 2150 创始人 2014年组建 LCP项目研究团队 已开发出膜级 LCP，薄膜产品中试阶段
1、沃特股份：薄膜级树脂处于测试验证阶段
国内改性塑料领先企业, 业绩实现快速增长. 公司主要从事改性工程塑料、改性通用塑料以及高性能功能高分子材料的研、产、销售及技术服务, 主要产品包括特种及新型工程高分子、高性能复合材料、碳纤维及碳纳米管复合材料、含氟高分子材料. 其中, 公司LCP 材料、聚四氟乙烯材料（PTFE）、改性聚苯醚（PPE）系列产品以及碳纤维、碳纳米管复合材料在业内具有领先的技术水平. 根据业绩快报, 公司 2019 年实现营业收入 9.0 亿（+11.4%）, 归母净利润0.46 亿（+30.7%）.
公司营业收入变化
公司归母净利润变化
2、金发科技：薄膜树脂已小批量出口, 与 5G 通信设备商开发天线产品
亚太地区改性塑料龙头, 收购宁波海越51%股权打通产业链一体化. 公司主要产品分为改性塑料（186.5 万吨）、完全生物降解塑料（7.1 万吨）、特种工程塑料（2.0 万吨）、高性能碳纤维及复合材料（1.5 万吨）、环保高性能再生塑料（15 万吨）和轻烃及氢能源六大类. 其中, 轻烃及氢能源业务来自宁波金发（收购前为宁波海越）, 该主体主要从事丙烯、异辛烷、甲乙酮等生产销售业务, 未来
将打造 120 万吨/年聚丙烯热塑性弹性体（PTPE）及改性新材料一体化项目. 公司通过宁波金发打通聚丙烯生产全链条（即从上游基础化工原料丙烯到下游改性塑料）, 进一步加强公司的抗风险能力.
根据业绩预增公告, 预计公司2019年实现归母净利润11.5-12.9亿.
公司营业收入变化
公司归母净利润变化
3、普利特：成功研发出薄膜级树脂, 正和下游客户共同开发LCP 薄膜
汽车用改性塑料巨头, 业务布局全球. 公司主要产品包括改性聚烯烃材料（改性 PP）、改性 ABS 材料、改性聚碳酸脂合金材料（改性 PC 合金）、改性尼龙材料（改 PA）、液晶高分子材料（TLCP）、特种工程材料等新材料产品, 形成以汽车材料板块为主航道, 并行发展特殊化学品板块以及特种新材料板块的战略路线. 公司是国内极具竞争力的汽车用改性塑料企业, 在北美及欧洲市场也具有举足
轻重的地位, 核心客户包括奔驰、宝马、福特、通用以及一汽、上汽、广汽等国内外知名车企. 根据公司年报, 公司 2019 年实现营业收入36.0 亿（-1.8%）, 实现归母净利润 1.6 亿（+128%）.
公司营业收入变化
公司归母净利润变化
4、宁波聚嘉新材料：具备膜级 LCP 树脂生产能力, 薄膜产品正在中试
宁波聚嘉新材料科技有限公司2017年11月成立于宁波高新区, 注册资本 900 万元, 主营产品为新材料领域高端工程塑料液晶聚合物 LCP 及相关产品, 如 LCP 薄膜和 LCP 纤维等.
具备膜级 LCP 树脂生产能力, 薄膜产品处于中试阶段. 创始人王阳自 2014 年便开始组建 LCP 项目研究团队, 目前公司已具备膜
级 LCP 树脂生产能力, 薄膜产品正在中试阶段. 公司下设两个全资子公司, 其中黑龙江聚嘉新材料科技开发有限公司, 是高性能液晶聚合物的研发中心, 拥有年产 150 吨 LCP 膜级纯树脂生产线；宁波甬仑聚嘉新材料科技有限公司拥有年产 2000 吨 LCP 膜级纯树脂生产线.