聚酰亚胺是一种耐热性工程塑料,也是“金字塔尖”的高分子资料。聚酰亚胺(Polyimide,PI)是分子主链中含有酰亚胺环结构(―CO―NH―CO―)的一类高分子聚合物,高功用PI 的主链大多以芳环和杂环为首要结构单元。PI 被誉为“二十一世纪最有期望的工程塑料之一”、“解决问题的能手”,其功用居于高分子资料金字塔的顶端。
PI 具有十分优异的功用,因此广泛运用于航空航天、机械化工、国防军工等杂乱的运用场景中。PI具有最高的阻燃等级(UL-94),杰出的电气绝缘功用、机械功用、化学安稳性、耐老化功用、耐辐照功用、低介电损耗,且这些功用在很宽的温度规模(-269℃~400℃)内不会产生显着改变,因此广泛运用于柔性屏幕、轨道交通、航空航天、防火阻燃、光刻胶、电子封装、风机叶片、轿车、武器装备等许多范畴。
PI 产品类型多样,其间 PI 薄膜是商业化最早且最为老练的产品办法。得益于优异的归纳功用及超卓的加工功用,PI 能够制成除了橡胶以外的各种办法的产品:①依照主链组成可分为芳香族、半芳香族、脂肪族三大类;②依照分子链结构可大致分为均苯型 PI、可溶性 PI、聚酰胺-酰亚胺(PAI)、聚醚酰亚胺(PEI)四类;③依照加工特性可分为热塑型和热固型两类;④依照运用类型又能够分为PI 薄膜、PI 纤维、PI 泡沫、PI 树脂、PI 基复合资料、光敏 PI(PSPI)等。其间,PI 薄膜是最早商业化、最老练、商场容量最大的产品办法,而且具有生命周期长、功用多样化、运用范畴不断拓宽等特色。
PI 薄膜是 PI 最早完结商业化的产品办法,也是约束我国高技能工业开展的要害高分子资料。聚酰亚胺薄膜(Polyimide Film,PIF),也称 PI 膜,是一种新式的耐高温高分子聚合物薄膜,是由PAA溶液流涎成膜后,再经亚胺化制成。PI 薄膜呈琥珀色,具有优秀的力学功用、介电功用、化学安稳性以及很高的耐辐照、耐腐蚀、耐高低温功用,是现在世界上功用最好的超级工程高分子资料之一,被誉为“黄金薄膜”,与碳纤维、芳纶纤维并称为约束我国开展高技能工业的三大瓶颈性要害高分子资料之一。现在,商场上干流的 PI 薄膜首要包含均苯型 PI 薄膜和联苯型 PI 薄膜两大类,其间:均苯型 PI 薄膜最早由美国杜邦出产,产品名为 Kapton,由均苯四甲酸二酐与二苯醚二胺制得;联苯型 PI 薄膜最早由日本宇部兴产公司出产,产品名为 Upilex,由联苯四甲酸二酐与二苯醚二胺(R 型)或间苯二胺(S 型)制得。
PI 薄膜出产在配方、工艺及设备等多个环节均具有较高的技能壁垒,其间出产工艺环节触及多道工序。①PI 薄膜在配方上的难点首要体现在:配方规划在寻求特定高功用要求的一起需求统筹各项功用的平衡;配方规划需求与工业化相匹配,需有较高的可行性;配方规划需求对单体类型及配比、添加资料等进行很多的实验与挑选,新配方的研制周期一般在 2 年以上。②PI 薄膜在设备上的难点首要体现在:出产设备多为非标设备且精密度要求极高,因为世界巨子对设备工艺严厉保密,国内厂商若自行规划难度很大,若进口整条产线则面对运用和运转进程中自主可控性较差的问题。③PI 薄膜在工艺上的难点首要体现在:PI 薄膜的出产办法有一步法、二步法、三步法、气相堆积法四大类,其间干流的、相对老练的工艺是二步法(分为组成聚酰胺酸和成膜亚胺化两步),经过二步法出产 PI 薄膜又触及聚酰胺酸组成、成型(流延、拉伸)、亚胺化(热法、化学法)、后处理等多个环节,恣意一个环节呈现误差都有或许影响PI 薄膜制品的质量一致性和安稳性。
国内部分厂商已具有完好的二步法制备技能,PI 薄膜国产化进程有望加速。国内PI 薄膜职业的全体技能水平与杜邦、钟渊化学等国外先进企业存在距离,但跟着我国 PI 薄膜工业化进程的开展,以瑞华泰为代表的国内企业逐渐建立起较完善的核心技能体系,把握了完好的 PI 薄膜制备技能,推进PI 薄膜的国产化进程。瑞华泰的高功用 PI 薄膜制备办法与杜邦 Kapton 薄膜根本相同,选用两步法组成办法,以流涎拉伸法制膜成型,以热法为主,兼具化学法的工艺技能才能。依托从专用树脂组成技能到接连双向拉伸薄膜出产技能的完好制备技能,瑞华泰自主开发了热控 PI 薄膜、电子 PI 薄膜、电工 PI 薄膜等系列产品,并成为产品品种最丰厚的高功用 PI 薄膜供货商之一。跟着越来越多国内上市公司进入 PI 薄膜职业,国内高功用PI 薄膜工业有望迎来快速开展,国产化趋势增强。
PI 薄膜商业化今后运用范畴不断拓宽,已逐渐成为影响我国高新技能工业快速开展的“卡脖子”资料。PI 薄膜的商业化进程始于 20 世纪五六十年代,美国杜邦出产的 Kapton 产品初次完结了PI 薄膜的商业化出产,并运用于耐高温电工绝缘范畴。20 世纪七八十年代起,日本宇部兴产和钟渊化学相继开宣布Upilex和Apical 产品并投入工业化出产,PI 薄膜的商业化运用拓宽至电子范畴。进入21 世纪后,达迈科技、SKC、SKPI、瑞华泰等相继建立了批量出产线,PI 薄膜的更多运用被开宣布来,如用作高导热石墨的前驱体资料、柔性闪现盖板资料等;与此一起,跟着 FPC 等电子制造业由韩国、我国台湾向我国大陆搬运,大陆地区在PI 薄膜下流商场中所占的比重不断添加,5G 通讯、柔性闪现、高速轨道交通等范畴快速开展。高功用PI薄膜已逐渐成为影响我国高新技能工业快速开展的“卡脖子”资料,商场需求不断添加,国产化需求较火急。
依据不同的产品特性,PI 薄膜可运用于热控、电子、电工、柔性闪现等许多范畴,商场空间宽广。PI薄膜是高功用聚合物,具有一系列优异的功用,依据产品功用的差异可别离用于热控、电子、电工、柔性闪现等不同的职业。依照直接运用范畴区分,PI 薄膜可用于柔性印刷电路(FPC)、电线电缆、压敏胶带、特种加工产品、电动机和发动机,其间柔性印刷电路(FPC)是首要的运用场景,2022 年占比在66%以上;依照终端运用场景区分,PI 薄膜可用于电子、轿车、航空航天、标签等范畴,其间电子和轿车是首要运用场景,2022 年算计占比逾越 50%。Global Market Insights 数据闪现,2022 年全球PI 薄膜商场规模到达24亿美元,估计 2032 年到达 45 亿美元,2023-2032 年复合添加率为 6.6%;2022 年亚太地区PI 薄膜商场规模到达 8.87 亿美元,占全球商场的比重逾越 33%,考虑到亚太地区的轿车、电子、航空航天等职业不断扩张,估计亚太地区的 PI 薄膜商场将迎来快速添加。
产能满足是抢占现有商场份额和拓宽新商场的保证,也是国产化率进步的要害。全球高功用PI 薄膜的研制和制造技能首要由美国、日本和韩国企业把握,美国杜邦、日本宇部兴产、日本钟渊化学、韩国SKPI(现更名为 PIAM)等厂商算计占有全球 80%以上的商场份额,其间韩国 SKPI(现更名为PIAM)近年来产能扩张速度最快:2021 年 PIAM 的产能由 3900 吨添加至 4500 吨,2022 年PIAM的产能由4500吨添加至 5250 吨,估计到 2024 年一季度 PIAM 的产能将逾越 6000 吨。得益于产能快速扩张,PIAM已跻身PI薄膜职业抢先企业,2022 财年其销量全球市占率到达 31.4%。考虑到新产品研制会对现有产线构成占用,国内厂商现有产能相对较小尚缺乏以统筹研制和出产,但国内首要厂商也开端活跃推进扩产规划:①瑞华泰深圳总部规划产能 1100 吨,已完结量产的 9 条产线 吨的CPI 专用产线处于调试阶段;一起嘉兴厂区总规划产能 7000 吨/年,其间一期的 1600 吨项目共规划6 条产线,现在厂房建造工程已根本完结,4 条主出产线和各工厂体系主体设备作业根本完结,各单项工程进入查看阶段,110KV变电站已通电,各公辅设备和出产线开端进入单机调试阶段,别的 2 条全化法产线年下半年可接连试出产,2023 年估计可完结新增产能 400 吨—800 吨。②年代新材开端从国外进口一条出产线(选用化学法和流涎拉伸工艺),2019 年将 PI 薄膜工业化项目转入子公司株洲年代华鑫。依据株洲新闻网报导,随同高功用 PI 膜需求进步以及第二条高功用 PI 膜出产线出炉,株洲年代华鑫的年出产才能到达1000 吨,未来公司还将持续扩展产能,将 PI 薄膜的年产能进步到 3000 吨,以满意国内外高顶级技能工业PI 薄膜需求。③国风新材曾向瑞华泰收购 2 条产线 条热法出产线已建成投产,算计产能 350 吨;合肥新站高新区在建项目年产能 815 吨,拟扩建项目年产能 350 吨,现在合肥新站高新区在建的 8 条产线正按方案推进建造而且有 2 条已于 2023 年 6 月 26 日顺畅投产。经过产能扩张,国内厂商的产品结构将进一步丰厚,出产功率进步、出产本钱下降将进一步进步公司的商场竞争力。
从产品状况来看,头部 PI 薄膜厂商先发优势显着,但国内厂商也在产品丰厚度及高附加值产品打破上获得了重要开展。现在,PI 薄膜商场仍以美日韩企业为主,而且呈现出品类持续扩展或特定品类不断加强两大开展方向:①美国杜邦是品类持续扩展的典型代表,其产品掩盖热控、电子、电工等许多范畴,但没有补齐柔性闪现 CPI 薄膜,原因或许是遭到了前期公司合并与分拆的搅扰;②钟渊化学是日本企业中PI 薄膜品类最丰厚的一家,也掩盖热控、电子、电工等许多范畴,而且正在开发柔性闪现盖板用CPI 薄膜;③宇部兴产深耕电子 PI 薄膜范畴,其产品首要运用于 FPC、COF 及芯片封装等范畴;④住友化学仅从事柔性闪现盖板用 CPI 薄膜的研制和出产,在日韩贸易战迸发之前曾是三星折叠屏智能手机的柔性盖板供货商;⑤韩国可隆现在仅保留了柔性闪现盖板用 CPI 薄膜事务,而且活跃开发和供给中型、大型及可曲折等多种形状的资料;⑥韩国 SKC 也仅保留了柔性闪现盖板用 CPI 薄膜的基膜出产和硬化涂层事务,但据其2022年 6 月的公告称薄膜事务将会被出售;⑦韩国 PIAM 也是品类较为完全的 PI 薄膜厂商之一,其产品以热控和电子为主,柔性闪现等高附加值薄膜仍待补齐。但以瑞华泰为代表的我国大陆厂商在产品丰厚度及高附加值产品打破上获得了重要开展,现已追逐并逐渐逾越我国台湾厂商达迈科技:①达迈科技产品以热控和电子为主,没有推出高附加值薄膜产品;②瑞华泰产品掩盖热控、电子、电工等范畴,而且已打破柔性闪现盖板用 CPI 薄膜等高附加值产品的技能难题;③年代新材以热控 PI 薄膜为主,但其部属公司年代华鑫和年代华昇正活跃进行导热膜以外的 PI 薄膜开发;④国风新材产品以热控和电子为主,没有推出高附加值薄膜产品;⑤丹邦科技退市前专心于 FPC、COF 柔性封装基板及 COF 产品的研制、出产与出售。
从开展战略来看,除韩国 SKC 等单个厂商进行严重调整外,其他厂商仍将PI 薄膜作为要点布局的事务,国内厂商在产能扩张和技能打破上持续发力。①美国杜邦历经屡次调整现在定位特种产品板块,公司将依托先发优势及技能优势持续稳固 PI 薄膜范畴的优势位置;②钟渊化学未来将持续专心于布局前沿事务、增强制造才能,尤其是会加大改性有机硅聚合物和异质结光伏的产能出资,预期其在薄膜太阳能范畴的竞争力将进一步增强;③宇部兴产逐渐将公司定位聚集在化学品事务,方案到2030 年出资约1500亿日元以扩展特种化学品事务,估计投产后 PI 薄膜的产能可添加 20%;④住友化学方案2022-2024 财年投入7500亿日元用于战略出资和稳固现有事务根底,其间 900 亿日元将用于 5G、半导体及下一代闪现资料;⑤韩国可隆现在专心于 CPI 薄膜,公司预期消费电子商场需求将会逐渐复苏,公司运营赢利有望改善;⑥韩国SKC决定将 SKC 薄膜事务部门、薄膜加工子公司 SKC hi-tech&marketing 以及美国和我国工厂进行出售,并加速向 ESG 资料解决方案企业转型;⑦韩国 PIAM 方案将 PI 产品的战略重心搬运至“移动、闪现、5G及半导体”,并将持续扩张产能,估计到 2026 年完结 7000 亿韩元以上的出售收入;⑧达迈科技近五年的开展要点是 FPC 用 PI 薄膜、光电用 PI 薄膜、功用用 PI 薄膜三大事务,掩盖可携式及穿戴式设备、AI 才智整合、Mini & Micro LED、5G/6G 高频高速、轿车等许多范畴;⑨瑞华泰在扩张产能的一起,也在持续开发CPI、COF 用 PI 薄膜等高附加值产品;⑩年代新材完结 PI 薄膜事务剥离后,株洲年代华鑫及其全资子公司株洲年代华昇仍在大力推进 PI 薄膜的国产化进程,并将产能方针设置为 3000 吨;?国风新材持续加大PI 薄膜资料投入,现在建成和在建的共有 12 条产线,并与高校一起开发芯屏范畴PI 资料;○12 丹邦科技因运营才能恶化导致退市,预期其在 PI 薄膜商场的竞争力将会有所削弱。
受技能差异及运用场景等要素影响,不同类别的 PI 薄膜价格差异较大。依据华经工业研讨院数据,低端 PI 薄膜产品价格呈现降价趋势,而高端 PI 薄膜产品价格坚持高位:低端电工PI 薄膜价格约为20万元/吨,低端电子 PI 薄膜价格约为 25 万元/吨;电子 PI 薄膜与热控 PI 薄膜价格约为35-100 万元/吨;高端电子PI 薄膜价格约为 100-200 万元/吨,例如 COF;CPI 价格可到达每吨 2000-3000 万元。为便利论述,本文归纳考虑产品价格水平及制备难度等要素,将价格相对较低的热控 PI 薄膜、电子PI 薄膜、电工PI 薄膜界说为中低端产品,将价格相对较高的 COF 用 PI 薄膜、TPI 薄膜、CPI 薄膜界说为高端产品。
3.2.1.1 热控 PI 薄膜:5G 推行有望发明新需求,国内厂商竞争力进步
热控 PI 薄膜是制备人工石墨散热膜的要害资料,广泛运用于手机、电脑等智能终端产品。手机在运转进程中会产生很多的热量,CPU、电池、摄像头、LE 等都是重要热源,随同手机功用持续晋级,其对散热的要求也越来越高。现在电子范畴的导热资料首要有导热硅胶片、导热硅脂、导热双面胶、相变导热资料和导热石墨膜,比较其他资料,导热石墨膜最大的优势在于能够沿两个方向均匀导热,消除“热门”区域,在屏蔽热源与组件的一起改善电子产品功用,除此以外导热石墨膜还具有分量轻、热阻低、导热系数高档特色。自 2009 年起石墨膜开端批量运用于消费电子产品,2011 年开端大规模运用于智能手机,现在现已代替传统金属,成为消费电子范畴干流的散热资料。依据产品制成资料,石墨散热膜又能够区分为天然石墨散热膜、纳米碳散热膜和人工石墨散热膜,其间:①天然石墨膜完全由天然石墨制成,价格最低而且功用最差(膜厚最低只能做到 0.1mm 左右,导热系数 350~700 左右);②人工石墨散热膜由PI 薄膜经过碳化和石墨化制成,价格偏高但功用优异(膜厚最低能做到 0.01mm,导热系数在1500~1800 左右);③纳米碳散热膜由纳米碳(石墨同素异构体)制成,价格极高且功用极佳(膜厚最低能做到0.03mm,导热系数在1000~6000 左右)。依据高性价比,人工石墨散热膜已广泛运用于手机、电脑等智能终端产品,而且我国早在 2016 年就完结了人工石墨的大规模运用,到 2020 年占比到达了 83.6%。现在制备高导热人工石墨膜的办法首要有胀大石墨压延法、氧化石墨烯还原法、气相堆积法和 PI 类薄膜碳化-石墨化法四种,其间PI 类薄膜碳化-石墨化法在制备具有高热导率的高结晶性和高取向性石墨膜方面更有优势,性价比最高,因此热控PI 薄膜也成为制备人工石墨散热膜的要害资料。
热控 PI 薄膜的需求量与下流人工石墨散热膜商场状况直接相关,受消费电子商场低迷影响,2022年热控 PI 薄膜的需求量有所回落。热控 PI 薄膜是选用 PI 薄膜碳化-石墨化法制备人工石墨散热膜的前驱体资料,其商场需求量与下流人工石墨散热膜商场状况直接相关,其间智能手机是其首要运用范畴。依据势银(TrendBank)核算,2017~2021 年期间,我国人工石墨散热膜用热控型 PI 薄膜商场需求量呈动摇上升态势,复合添加率为 14.3%;2022 年受消费电子商场低迷影响,我国人工石墨散热膜用PI 商场需求量为2238吨,同比下降 9.8%,这是自 2017 年以来该工业在我国商场初次需求量下滑。
瑞华泰及年代华鑫等国内厂商已完结大规模量产,我国商场热控 PI 薄膜国产化率有望快速进步。现在热控 PI 薄膜范畴首要供给企业包含:PIAM、达迈科技以及我国大陆厂商。其间,我国大陆厂商在该范畴起步较晚,首要的出产和研制企业包含:瑞华泰、年代华鑫、国风新材、中天科技、顺铉新材等,热控型PI薄膜归于高功用 PI 资料,具有较高的技能壁垒,但现在瑞华泰和年代华鑫等国内厂商已完结大规模量产,而且国产热控 PI 薄膜的功用优势正逐渐闪现。以瑞华泰为例,公司的高导热石墨膜前驱体PI 薄膜(50微米)的要害功用到达职业先进水平;公司批量供给的高导热石墨膜前驱体 PI 薄膜的最大幅宽可达1200mm,可制得 1200mm 宽幅以下客户定制宽度的接连成卷石墨膜产品,一起易于石墨化,十分合适整卷烧制;公司产品制成的 25 微米高导热石墨膜的耐弯折次数到达 20 万次(测验标准:耐弯折测验仪),热扩散系数均大于 900mm2/s(测验标准:ASTME1461),内聚力 90,到达 100gf/in(测验标准:客户标准),公司产品的导热功用优异。依据势银(TrendBank)核算,瑞华泰我国商场占有率约为 20%,我国商场人工石墨散热膜用 PI 薄膜本地化率超 38%。考虑到我国人工石墨散热膜工业开展敏捷并已占有全球约70%的商场需求量,现有的国产人工石墨散热膜用 PI 薄膜尚缺乏以满意下流商场需求,国产代替的空间仍旧十分宽广。
5G 技能的开展构成了愈加多元化的高导热石墨膜需求,也为热控 PI 薄膜的开展发明了新的机会,预期消费电子商场康复后热控 PI 薄膜商场也将逐渐康复。进入 5G 年代今后,智能手机的天线数量翻倍、射频前端添加、处理器功用进步,一起向大屏折叠屏、多摄高清摄、大功率快充、高刷新率晋级,功耗比较4G 手机大大进步,散热需求也益发激烈。在此布景下,散热资料的重要性凸显,高导热石墨膜的商场需求预期添加,或将推进热控 PI 薄膜商场快速开展。但考虑到通货胀大和全球经济的不确定性使消费需求复苏削弱,2023 年智能手机商场仍旧难言达观,现在全职业寄期望于本年下半年全球及我国智能手机商场会有必定反弹,而且反弹趋势或许延伸到 2024 年,继而逐渐完结智能手机商场复苏。依据IDC猜测数据,2023年全球和我国智能手机出货量别离为 11.93 亿台和 2.83 亿台,同比别离下降1.1%和1.1%;2024 年全球和我国智能手机出货量别离为 12.63 亿台和 3.00 亿台,同比别离添加 5.9%和 6.2%。
3.2.1.2 电子 PI 薄膜:FPC 需求扩张为重要驱动,产能扩张助力国产化率进步
电子 PI 薄膜是制造 FCCL 的要害基膜资料,FCCL 可加工成 FPC 并终究运用于手机、轿车等范畴。FPC 板又称为柔性电路板,是依据柔性绝缘基材(如 PI 膜)制成的印刷电路板,能够满意更小型和更高密度设备规划需求,也能够自在曲折、卷绕、折叠,然后大大缩小电子产品的体积和分量,习惯电子产品高密度、小型化、高牢靠的开展方向。依照产品结构区分,FPC 又能够分为单面FPC、双面FPC、多层FPC以及软硬结合 FPC。电子 PI 薄膜是 FPC 中十分常见的资料,能够作为绝缘基膜与铜箔贴合构成FCCL的基板部分,也可作为掩盖膜贴覆于 FPC 外表用于维护线路免受损坏与氧化,一起还能够贴覆于FPC反面区域用于增强厚度和硬度然后便利插拔。依据基膜资料特性和基板制造办法不同,柔性覆铜板(FCCL)又能够区分为传统有接着剂型三层软板基材(3L-FCCL)与新式无接着剂型二层软板基材(2L-FCCL)两大类,其间:①中低端电子 PI 薄膜首要运用于三层型挠性覆铜板(3L-FCCL),该产品价格较低,产量相对满足,广泛运用于大宗软板产品;②TPI 等高端 PI 薄膜首要运用于二层型挠性覆铜板(2L-FCCL),该产品价格较高,产量相对有限,因此首要运用于高阶的软硬结合板、COF 等产品。
电子 PI 薄膜首要用于 FCCL 制造,下流运用范畴景气量不高叠加 FCCL 全体产能过剩预期会影响电子 PI 薄膜的需求量。依据华经工业研讨院数据,全球 FCCL 产能首要会集在日本、我国大陆、韩国以及我国台湾,算计占比 96.8%;其间我国大陆占比 25.5%,位列第二。就我国大陆 FCCL 的供给状况而言,2016-2021年产能运用率呈现逐年上升态势,但仍低于 50%,产能过剩的状况仍旧存在。考虑到2021 下半年以来消费电子商场持续低迷以及疫情以来全球芯片缺少致使轿车显着减产,预期 2022 年FCCL 用电子PI 薄膜的需求量将会下降,但从历年数据来看电子 PI 薄膜仍是需求量最大的 PI 薄膜产品:头豹研讨院数据闪现,2019年全球和我国 FCCL 用电子 PI 薄膜需求量别离为 14877.5 吨和 4869 吨。
国内厂商已具有三层型挠性覆铜板(3L-FCCL)用 PI 薄膜供给才能,而且与世界巨子的产品功用差异正逐渐缩小,预期产能扩张后国内厂商可抢占更多商场。相较于二层型挠性覆铜板(2L-FCCL),三层型挠性覆铜板(3L-FCCL)的出产工艺愈加老练,关于 PI 薄膜基材的要求也更低,国内厂商在这一范畴获得了打破性开展。以瑞华泰为例,公司的电子 PI 薄膜产品功用已到达职业先进水平,具体体现在:①公司的超薄电子基材用 PI 薄膜(7.5 微米)与杜邦、SKPI 和达迈科技的厚度公役均可安稳操控在1μm之内;杨氏模量 4.8GPa 优于 SKPI、略低于杜邦和达迈科技;热胀大系数 9ppm/℃优于杜邦、SKPI 和达迈科技;200℃高温下烘烤 2 小时的热收缩率 0.1%低于杜邦、SKPI 和达迈科技。②公司的黑色电子PI 薄膜透光率达0.001%,与 SKPI 适当,优于达迈科技;杨氏模量、绝缘强度等与杜邦、SKPI、达迈科技等世界先进企业适当;200℃高温下烘烤 2 小时的热收缩率为 0.15%,低于杜邦、SKPI 和达迈科技。尽管国内厂商已具有FCCL用电子PI 薄膜的供给才能,但年产能均未逾越 2000 吨,因此全球 80%以上的 FPC 用PI 薄膜的商场份额仍被杜邦、钟渊化学、SKPI、达迈科技等公司占有。但瑞华泰、年代华鑫、国风新材等国内厂商均在活跃推进产能扩张,电子 PI 薄膜范畴的国产化率有望进一步进步。
手机需求逐渐回暖、5G 年代带来技能革新、轿车三化趋势愈演愈烈、可穿戴商场快速开展等要素都将助推 FPC 需求快速添加,预期电子 PI 薄膜也将迎来新的开展机会。FPC 下流运用范畴景气量上升能够带动 FPC 职业快速复苏,进而为电子 PI 薄膜发明更多的商场需求。①在手机范畴:一方面,受全球通胀、消费电子景气量下行等要素影响,2022 年手机出货量下滑显着,随同消费决心逐渐回暖,预期FPC和电子PI薄膜的需求都将逐渐上升;另一方面,进入 5G 年代后,消费电子迎来了新一轮的技能革新,高功用电子产品需求添加带动高速高频覆铜板商场需求快速添加,功用更优异、附加值更高的电子PI 薄膜产品仍有较大的开展空间。②在轿车范畴,“电动化、网联化、智能化”交融逐渐成为首要开展潮流,FPC代替铜线线束的趋势也益发清晰,随同轿车出货量持续添加,FPC 的需求量也将持续扩张。群智咨询数据闪现,2022年全球和我国轿车出货量别离为 7970 万台和 2690 万台,估计到 2027 年将别离到达9430 万台和3250万台。战新 PCB 工业研讨院猜测数据闪现 FPC 单车用量在 40-100 片不等,假定单车FPC 用量为70 片,据此可核算得到 2027 年全球和我国轿车用 FPC 需求量别离为 66.01 亿片和 22.75 亿片。③在可穿戴范畴,随同产品不断迭代晋级,传感器数量添加,功用和分量操控更为严厉,电路更为杂乱,FPC 用量也将持续添加。IDC猜测数据闪现 2022 年全球可穿戴设备出货量为 5.156 亿部,较 2021 年下降3.3%;考虑到经济状况逐渐改善以及新式商场需求持续添加,IDC 猜测 2023 年全球可穿戴设备出货量将到达5.39 亿部,到2026年末出货量有望到达 6.283 亿部。假定单机 FPC 用量为 10 片,据此可核算得到 2023 年和2026 年可穿戴设备用FPC需求量别离为 53.9 亿片和 62.8 亿片。依据 Prismark 数据,2024 年全球 FPC 产量有望到达144 亿美元。
3.2.1.3 电工 PI 薄膜:绝缘要求进步带来新机会,国内厂商已顺畅破局
电工 PI 薄膜常用于变频电机、发电机等高档绝缘体系,并终究用于高速轨道交通、风力发电、新能源轿车等范畴。相对低端的 C 级电工 PI 薄膜首要用作耐温电机、变压器等产品的绝缘资料,其首要功用为耐高温与绝缘,耐温等级到达 200℃以上。跟着电力电子技能快速开展,将电力电子技能与高频变压器相结合的电力电子变压器成为智能电网、高铁动车、航空航天等多个范畴的要害电气设备。高频变压器在高效完结电压等级改换、电气阻隔、功率调控等功用的一起,也面对着绝缘资料加速老化、诱发电晕放电等严重危害电气设备运用安全的状况。在此布景下,具有优异耐电晕特性的电工 PI 薄膜重要性凸显。现在,耐电晕 PI 薄膜首要用于变频电机、发电机等的高档级绝缘体系,并终究运用于高速轨道交通、风力发电等范畴,维护绝缘体系免遭变频电机运转时部分放电导致的损坏,进步电机长时刻运转的牢靠性,保证高速列车的运转安全性,完结风电设备长寿数免维护。很多研讨标明凭借纳米改性技能能够有用改善PI 的耐电晕功用,已投入大规模出产的杜邦 Kapton 100CRC 是最具有代表性的产品。
现在我国电工级 PI 薄膜全体消费量根本与电子级 PI 薄膜适当,而且国内厂商已成功打破杜邦长时刻在耐电晕 PI 薄膜范畴的全球独占。依据《我国化工信息周刊》音讯,现在我国电子级PI 膜与电工级PI 薄膜全体消费量根本适当。而且电工级 PI 薄膜首要运用在传统电工绝缘范畴以及高铁、风电、新能源轿车等新式范畴,瑞华泰招股书数据闪现现在我国关于绝缘资料类的 PI 薄膜年需求量约为2000-3000 吨。传统电工绝缘范畴关于 PI 薄膜的功用要求相对较低因此国内已能完结大规模出产,而多运用于新式范畴且功用要求更高的耐电晕 PI 薄膜则长时刻被杜邦等世界巨子所独占,但以瑞华泰为代表的国内厂商已在耐电晕薄膜的打破上获得要害开展。以瑞华泰为例,公司自主研制的耐电晕 PI 薄膜具有优异的耐电晕功用,依照世界电工委员会 IEC60343 的测验办法,在工频 50Hz、电压强度 20KV/mm(500V/mil)的条件下,耐电晕寿数逾越100,000 小时(11 年)。依据上海电器设备检测所对 38 微米厚度耐电晕 PI 薄膜制成的绕包导线进行的检测,公司的耐电晕 PI 薄膜的耐电晕长寿数功用优于杜邦;依据同职业公司揭露的产品资料,公司产品的拉伸强度、开裂伸长率和绝缘强度优于杜邦。依照《GB/T21707-2018 变频调速专用三相异步电动机绝缘标准》实验要求,在峰值电压 3.0KV、脉冲频率 20KHz、脉冲上升时刻 50ns 的测验条件下,公司耐电晕PI 薄膜的测验寿数均匀可达 247.24 小时,到达职业抢先水平。自 2014 年起,公司接连经过西门子、庞巴迪、ABB、我国中车的产品认证,打破了杜邦长时刻在该范畴的全球独占。
技能水平进步及绝缘要求晋级使电工 PI 薄膜的运用场景得以延伸,新式范畴的快速开展也为其发明了巨大的商场空间。电工 PI 薄膜首要用于电工绝缘范畴,跟着职业技能水平的进步,具有高绝缘强度、耐电晕特性的产品不断呈现,从传统电工绝缘延伸到高速轨道交通、风力发电、新能源轿车等范畴。现在,这些新式范畴正处于快速开展阶段:①我国的高速铁路开展十分敏捷。到 2022 年末,我国铁路运营总路程到达 15.5 万公里,其间高铁运营路程到达 4.2 万公里,估计 2035 年全国高铁运营路程将完结7 万公里。②我国的新能源轿车工业蒸蒸日上。2018 年,我国新能源轿车出售首度打破 100 万辆,到达125.6 万辆;2019年,因为补助退坡销量略有下降;2020 年,销量到达 136.7 万辆,同比添加逾越10%;2021 年和2022年我国新能源轿车销量别离到达 352.1 万辆和 688.7 万辆,同比别离添加 157.54%和95.62%。国务院开展研讨中心商场经济研讨所副所长在 2023 我国电动轿车百人会上进一步标明,到 2025 年我国新能源轿车的销量有望到达 1700 万辆左右,到 2030 年商场占有率预期会打破 90%然后到达约 3200 万辆左右,商场潜力较大。③我国的风力发电敏捷开展。《关于促进新年代新能源高质量开展的实施方案》指出到2030 年我国要完结风电、太阳能发电总装机容量达 12 亿千瓦以上的方针。到 2022 年末,我国风电装机容量约3.7亿千瓦,同比添加 11.2%;太阳能发电装机容量约 3.9 亿千瓦,同比添加 28.1%。假定这一份额坚持不变,估计2030年我国风电装机容量将到达 5.8 亿千瓦。作为上述新式范畴的要害资料,耐电晕PI 薄膜的商场需求或将不断扩展。
3.2.2.1 COF 用 PI 薄膜:日本企业独占商场,国内厂商加速破局正当时
消费电子全面屏年代到来,更习惯窄边框、高屏占比需求的 COF、COP 需求快速扩张,工艺愈加老练、本钱更低的 COF 封装逐渐成为干流。随同技能进步,消费电子闪现器阅历了从CRT(阴极射线显像管)到LCD(液晶闪现器)再到 OLED(有机发光二极管)的革新,顾客关于清晰度、厚度、形状(是否可折叠)、可视区域(屏占比)的寻求也越来越高。在此布景下,更习惯窄边框、高屏占比需求的COF、COP需求快速扩张并逐渐代替了 COG 封装办法。与 COG 封装办法比较,COF 封装办法能够充沛运用FPC可翻折的特性将闪现驱动 IC 芯片翻折至屏幕下方,然后缩小边框、进步屏占比;与 COP 封装办法比较,尽管COF封装办法在减小边框方面存在必定短缺,但其工艺愈加老练、本钱更低,因此逐渐成为干流的屏幕封装办法。
随同 AMOLED、MiniLED、MicroLED 等新式闪现技能浸透率持续进步,作为COF 封装要害资料的PI 薄膜有望迎来快速开展。闪现驱动芯片职业的开展与面板职业及其终端消费商场开展状况密切相关,首要的终端消费商场会集在闪现器、电视、笔记本电脑、智能手机、智能穿戴和车载闪现等。颀中科技招股书征引的赛迪参谋数据闪现,平板电脑、闪现器及个人电脑等闪现设备未来几年的年出货量根本坚持安稳或缓慢添加的态势,驱动闪现面板商场开展的要素首要是结构调整,如相关终端设备对闪现分辨率、闪现屏幕便携性等方面要求的逐渐进步;大尺度 AMOLED、MiniLED、MicroLED 等新式闪现技能浸透率的进步;相关驱动芯片功用的进步档。以闪现分辨率为例,颀中科技招股书征引的沙利文猜测数据标明4K、8K电视的浸透率别离将由 2021 年的 54.80%、0.71%进步至 2025 年的 79.72%、17.79%,单台设备所需的闪现驱动芯片数量也将由 2K 年代的 4~6 颗添加到 4K 年代的 10~12 颗以及 8K 年代的20 颗左右。闪现驱动芯片需求大幅添加以及闪现驱动芯片封测职业技能进步将驱动 COF 封装商场快速开展,进而为COF用PI 薄膜发明更大的开展空间。Research and Markets 数据闪现,2022 年全球 COF 商场规模估计为16 亿美元,2030年有望到达 21 亿美元,2022-2030 年 CAGR 为 3.3%。
COF 用 PI 薄膜商场此前长时刻被日本企业独占,现在全球已有多家打破这项技能,其间包含我国大陆厂商丹邦科技。早在 2003 年,日本宇部兴产公司就发布公告称要开端布局COF 基板事务,并将其作为中期运营方案中的一项要点项目。依托相对完好的 COF 用 PI 薄膜和 COF 制程工业链,以宇部兴产为代表的日本企业根本独占了 COF 用 PI 薄膜商场。但其他厂商也在活跃布局这一事务,并将其列入公司中长时刻开展规划:PIAM 的 CEO 在 2021 年承受 Korea JoongAng Daily 采访时标明,PIAM 在COF 用PI 薄膜商场份额仅有不到 5%,其间长时刻的方针是将这一份额进步到 30%以上。除 PIAM 以外,杜邦、达迈科技、丹邦科技等公司也已打破这项技能,其间丹邦科技在“微电子级高功用聚酰亚胺研制与工业化项目”2017年完结量产后已构成“PI 膜→FCCL→COF 柔性封装基板→COF 产品”的全工业链结构,丹邦科技退市后我国大陆厂商在这一范畴的竞争力或许会有所削弱。但以瑞华泰为代表的国内厂商仍在活跃推进COF 用PI 薄膜的研制与出产,其与下流运用单位一起进行技能攻关的 COF 用 PI 薄膜现在已完结屡次点评,加速破局指日可下。
3.2.2.2 TPI 薄膜:钟渊化学占有专利高地,国内厂商逆势开发新工艺
手机等便携式电子设备持续向高功用化、小型化、轻量化、薄型化开展,二层型挠性覆铜板(2L-FCCL)的商场需求持续扩张。FCCL 能够分为有胶型三层软板(3L-FCCL)和无胶型二层软板(2L-FCCL)两大类,因为产品结构存在较大差异,2L-FCCL 会比 3L-FCCL 更薄:依据方邦股份招股书,普通型单层3L-FCCL的厚度大概在 36~111μm,极薄型单层 3L-FCCL 的厚度大概在 6~40μm;普通型单层2L-FCCL的厚度大概在 21~68μm,极薄型单层 2L-FCCL 的厚度大概在 5.5~34μm。除此以外,比较3L-FCCL,2L-FCCL的可操作运用温度更高、介电常数更低、耐屈挠性更高而且分量更轻,因此 2L-FCCL 也逐渐开展成为消费电子高功用化、小型化、轻量化、薄型化开展趋势下的要害资料,依据中科玖源数据,无胶型挠性覆铜板(2L-FCCL)占有逾越 65%的 FCCL 商场量而且有 75%的产量占有率。现在,制备 2L-FCCL 的办法首要包含涂布法、层压法和溅射法三大类:①涂布法是由 PI 预聚体聚酰胺酸(PAA)单面涂布在铜箔外表,经过枯燥及亚胺化后制得 2L-FCCL,涂布法是首先完结工业化出产 2L-FCCL 的工艺,技能老练但多用于出产单面挠性覆铜板,且黏附性较差;②层压法是指将 PI 复合膜和铜箔在高温高压下经过压合制得2L-FCCL,多用于出产双面二层挠性覆铜板,黏附力较强,但符合要求的热塑性树脂比较少且设备造价昂扬;③溅射法是指在真空环境下先在基膜上喷发一层很薄的晶种层,然后经过镀铜加厚至所需求的厚度然后制得2L-FCCL,优势在于能制造超薄铜层,适用于 FPC 精密线路或半加成法工艺,可是最大问题是工艺技能要求高,且板材剥离强度较低运用不安稳,简单呈现镀层针孔等问题。现在,涂布法和层压法是更为常用的2L-FCCL制备办法,二者算计占比在 70%以上。
2L-FCCL 已成为首要的 FCCL 产品,随同 FCCL 商场空间持续扩展,TPI 的重要性也日益闪现。商场需求改变叠加技能水平进步促进 FCCL 的产品结构产生较大改变,附加值更高、更适用于精密电路的2L-FCCL 商场需求敏捷添加。依据《2L-FCCL 用热固性聚酰亚胺基体树脂研讨》一文,2L-FCCL和3L-FCCL的商场需求份额已从 2004年的 40%和60%变为2006年的 52%和48%,而且 2L-FCCL的价格一般为3L-FCCL价格的 1.5-2 倍。从势银(TrendBank)《2019 年挠性覆铜板及掩盖膜资料商场分析陈述》发表的数据能够发现,2013 年以来 2L-FCCL 的优势位置益发显着。Prof Research 猜测数据闪现,2017 年全球FCCL商场空间为 22.10 亿美元,估计 2022 年将到达 28.13 亿美元(2017-2022 年 CAGR 为4.9%),到2027 年全球FCCL商场空间有望扩展至 28.83 亿美元。在此状况下,预期 2L-FCCL 仍将稳步添加,作为制备2L-FCCL要害资料的 TPI 重要性也日益闪现。TPI(热塑型 PI)是一类可熔融的线性聚合物,一般在分子主链上含有酰亚胺环和柔性基团,因为其成型期间没有产生化学交联,因此能够重复模塑和再加工,广泛运用于工业范畴的模压、挤出成型等,如日本钟渊化学公司开发的牌号为“PIXEO”的 PI 复合胶粘膜就可运用于FPCB的制备。
钟渊化学具有“三层共挤”专利技能并占有专利高地,以瑞华泰为代表的国内厂商经过自有工艺途径打破独占。比较于涂布法,层压法的本钱较高,需求运用简直被杜邦、钟渊化学和宇部兴产3 家企业独占的 PI 基膜原资料。而且早在 2011 年钟渊化学就获得了“三层共挤”专利技能,该专利是对浇铸在支撑体外表的活动聚酰胺酸溶液、中心的非热塑型聚酰亚胺层、设置在非热塑型聚酰亚胺层外表的热塑型聚酰胺层进行三层共揉捏,成形后再从支撑体上剥离下来,能够削减双面涂布聚酰胺酸溶液并进行酰亚胺化所产生的额定本钱,而且钟渊化学选用“三层共挤”专利技能出产的 TPI 薄膜还具有高耐热性、高密合性、高尺度安稳性等长处。因为技能难度较高且“三层共挤”专利遭到维护,国内厂商在层压法制备2L-FCCL上打破独占仍需较长时刻,但以瑞华泰为代表的国内厂商正活跃布局涂布法等其他制备工艺,力求完结无胶法FCCL 商业化出产:瑞华泰的热塑性薄膜开发进程包含配方规划、工艺流程规划、工艺参数核算,以及相应的设备改善等过程,公司自 2014 年发动热塑性 PI 薄膜的研讨并进行了很多的配方实验及工艺验证,依据该技能研制并量产了 MAM 产品,而且公司自主研制的、选用涂布法制备的 TPI 薄膜产品已处于中试阶段,将视下流需求状况推向商场。
3.2.2.3 CPI 薄膜:折叠屏手机敏捷开展,国内厂商已顺畅打破独占
CPI 薄膜是出产光电闪现器材的重要资料,其间半芳香型 CPI 薄膜商业潜力较大。CPI 薄膜广泛运用于柔性光电闪现器材的制造,如柔性闪现屏盖板、柔性闪现器材基板、薄膜太阳能电池等。依据主链的组成不同,CPI 薄膜能够分为全芳香型 CPI 薄膜、全脂肪族/脂环族型 CPI 薄膜、半芳香型CPI 薄膜三种,其间:①全芳香型 CPI 薄膜具有优异的电、热和机械功用,但其加工性差、介电常数高且呈棕黄色等缺点约束了工业化推行;②全脂肪族/脂环族型 CPI 薄膜在极性有机溶剂中具有杰出的溶解性,而且其介电系数较低、光学透明度较高,可是因为该薄膜较脆且热机械安稳性较差,归纳功用不及全芳香型CPI 薄膜且实用性较差;③半芳香型 CPI 薄膜具有相对低的分子密度、低的极性、低的分子间或分子内电荷搬运相互作用产生概率,因此其光学透明度较全芳香型 CPI 薄膜更高、介电系数较全芳香型CPI 薄膜更低、力学功用和热机械安稳性较全脂肪族/脂环族型 CPI 薄膜更高。因为半芳香型 CPI 薄膜充沛结合了全芳香型CPI 薄膜、全脂肪族/脂环族型 CPI 薄膜的功用优势,具有高透明性、低介电、溶解性好、易加工等特色,因此商业潜力较大。
折叠屏手机是 CPI 薄膜的首要运用场景,OLED 向可曲折方向开展叠加价格逐渐下探推进折叠屏手机进入快速放量阶段,CPI 薄膜有望获益。一方面,就电子产品的闪现方案而言,OLED 代替LCD已成干流趋势,并朝着曲面→可折叠→可曲折的方向开展,柔性 OLED 在电子产品闪现屏中的浸透率不断进步,折叠屏手机进入了快速放量阶段。Counterpoint 数据闪现,2022Q1-Q3 全球折叠屏手机的累计出货量到达950万部(同比添加 90%),考虑到全球通货胀大和经济衰退,预期 2022 财年全球折叠屏手机出货量将到达1490万台,但与此一起折叠屏手机已在智能手机商场站稳脚跟,估计 2023 财年全球折叠屏手机出货量将会到达2270 万部。艾瑞咨询数据闪现,2022 年我国折叠屏手机出货量约为 360 万部(同比添加154.40%),估计2025 年将到达 1600 万部,2022~2025 年 CAGR 为 64.41%。另一方面,小米、OPPO 等厂商纷繁入局,折叠屏手机价格趋于下行,折叠屏手机放量有望加速。三星和华为是折叠屏手机商场中的领跑者:三星在全球折叠机商场中占有主导位置,2022H1 商场份额为 62%,Fold 系列(如 Galaxy Z Fold3)、Flip系列(如Galaxy Z Flip3)以及 W 系列(如 W22)是其三大产品线,现有产品所运用的盖板多为UTG;华为在我国折叠机商场中占有主导位置,2022 年商场份额为 47.4%,X 系列(如 Mate X2)和Pocket 系列(如P50Pocket)是其首要产品线,现有产品所运用的盖板多为 CPI;除此以外,小米、OPPO、VIVO 等手机厂商也纷繁入局。新参与者的进入及出货量不断进步推进产品价格下探,艾瑞咨询数据闪现,在售折叠屏手机中三星最低价已挨近 5000 元,略低于 VIVO、小米、OPPO 的中高端直板手机的价格。在此状况下,可用作柔性闪现屏盖板、柔性闪现器材基板等的 CPI 薄膜有望获益。
中长时刻来看,折叠形状的多样化、折叠设备的大型化以及大规模推行催生的降本需求均将助力CPI在博弈中占有优势。与 UTG 比较 CPI 薄膜在某些方面具有共同优势,或将推进国产折叠屏手机快速开展,原因是:①尽管 UTG 具有杰出的硬度但抗冲击性依然缺乏,因此需求张贴维护膜;而CPI 薄膜尽管较软但抗冲击才能较强、不简单破碎,安全性较高。②CPI 薄膜的折叠功用优于 UTG,一般来说张贴维护膜后的UTG在运用进程中十分简单呈现折痕,而且受弯折点相对固定影响很难制造大屏以及特别办法的折叠屏;而CPI薄膜折叠功用更好,能够适配大屏折叠和屏幕曲折的需求。③CPI 薄膜国产化的速度预期会比UTG更快,国产化成功后,依据卷对卷出产的 CPI 薄膜还有很大的降本空间。现在,国内厂商瑞华泰已具有小规模出产光学级 CPI 薄膜的才能,而且在持续优化工艺、产品质量及一致性体现,预期收购机遇到来后将构成批量出售。而国内厂商现在尚不具有 UTG 原片出产才能,多经过“外购原片+自行减薄”来完结供给,因此面对收购价格较高、供给链安全难以保证等问题。④CPI 薄膜是高分子聚合物,能够经过分子结构以及工艺的调控来拓宽产品功用,比较 UTG 在功用拓宽上还存在很大的空间和可行性。
现在,具有 CPI 薄膜供给才能的厂商首要有住友化学、韩国可隆以及韩国SKC,国内厂商瑞华泰出产的 CPI 薄膜也行将完结小规模量产。CPI 薄膜可用于屏幕盖板等柔性闪现结构部件,终究运用于折叠屏手机等柔性闪现电子产品,其间透光率和耐弯折次数为要害特性。CPI 薄膜的技能难度很高,现在仅有韩国KOLON、日本住友化学等极少数几家日韩企业具有供给才能,国内尚无企业具有柔性闪现用CPI 薄膜的量产才能。但国内厂商瑞华泰已自主把握 CPI 薄膜制备的核心技能,并于 2018 年成功出产出CPI 薄膜,该等产品的光学功用和力学功用优异,可折叠次数逾越 20 万次,要害功用经过国内终端品牌厂商的评测,已完结样品出售,用于终端品牌厂商及其配套供货商的产品测验。现在公司的柔性闪现用CPI 薄膜项目开展顺畅,已具有小批量出产光学等级 CPI 薄膜的才能,而且在持续加大对光电运用的系列产品开发,但CPI 薄膜构成批量出售还需等候收购机遇,公司将持续优化 CPI 薄膜的工艺、产品质量及一致性体现。
聚酰亚胺是当时炙手可热的资料之一,国家方针高度支撑 PI 及 PI 薄膜的开展,国产代替脚步有望加速。PI 被誉为“高分子资料金字塔的顶端资料”,也被称为“解决问题的能手”,因其在功用和组成方面的杰出特色,不论是作为结构资料或是作为功用性资料都有着巨大的运用远景。近年来,各国都在将PI 的研讨、开发及运用列入 21 世纪化工新资料的开展要点之一。此前,我国《“十三五”国家战略性新式工业开展规划》、《“十三五”资料范畴科技立异专项规划》等方针清晰标明将 PI 列为先进结构与复合资料的开展要点,《要点新资料首批次运用演示辅导目录(2019 年版)》、《要点新资料首批次运用演示辅导目录(2021年版)》、《“十四五”国家要点研制方案“新式闪现与战略性电子资料”等要点专项2022 年度定向项目申报攻略》进一步将柔性闪现用 PI 列为新式闪现与战略性电子资料的要点专项和要害技能。国家方针导向对PI及 PI 薄膜的开发和出产予以满足的注重和支撑,为国产高功用 PI 工业的开展发明了有利条件。
(本文仅供参考,不代表咱们的任何出资主张。如需运用相关信息,请参阅陈述原文。)
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