膜材料行业PI薄膜专题报告：产能扩张+技术突破助力发展

（报告出品：山西证券）

1. 聚酰亚胺：“金字塔尖”的高分子材料

聚酰亚胺是一种耐热性工程塑料，也是“金字塔尖”的高分子材料。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，高性能PI 的主链大多以芳环和杂环为主要结构单元。PI 被誉为“二十一世纪最有希望的工程塑料之一”、“解决问题的能手”，其性能居于高分子材料金字塔的顶端。

PI 具有非常优异的性能，因而广泛应用于航空航天、机械化工、国防军工等复杂的应用场景中。PI具有最高的阻燃等级（UL-94），良好的电气绝缘性能、机械性能、化学稳定性、耐老化性能、耐辐照性能、低介电损耗，且这些性能在很宽的温度范围（-269℃~400℃）内不会发生显著变化，因而广泛应用于柔性屏幕、轨道交通、航空航天、防火阻燃、光刻胶、电子封装、风机叶片、汽车、武器装备等诸多领域。

PI 产品类型多样，其中 PI 薄膜是商业化最早且最为成熟的产品形式。得益于优异的综合性能及出色的加工性能，PI 可以制成除了橡胶以外的各种形式的产品：①按照主链组成可分为芳香族、半芳香族、脂肪族三大类；②按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按照加工特性可分为热塑型和热固型两类；④按照应用类型又可以分为PI 薄膜、PI 纤维、PI 泡沫、PI 树脂、PI 基复合材料、光敏 PI（PSPI）等。其中，PI 薄膜是最早商业化、最成熟、市场容量最大的产品形式，并且具有生命周期长、功能多样化、应用领域不断拓宽等特点。

2. 聚酰亚胺薄膜：制约我国高技术产业发展的关键高分子材料

2.1 制备工艺突破是加快 PI 薄膜国产化进程的基石

PI 薄膜是 PI 最早实现商业化的产品形式，也是制约我国高技术产业发展的关键高分子材料。聚酰亚胺薄膜（Polyimide Film，PIF），也称 PI 膜，是一种新型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，具有优良的力学性能、介电性能、化学稳定性以及很高的耐辐照、耐腐蚀、耐高低温性能，是目前世界上性能最好的超级工程高分子材料之一，被誉为“黄金薄膜”，与碳纤维、芳纶纤维并称为制约我国发展高技术产业的三大瓶颈性关键高分子材料之一。目前，市场上主流的 PI 薄膜主要包括均苯型 PI 薄膜和联苯型 PI 薄膜两大类，其中：均苯型 PI 薄膜最早由美国杜邦生产，商品名为 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生产，商品名为 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 薄膜生产在配方、工艺及设备等多个环节均具有较高的技术壁垒，其中生产工艺环节涉及多道工序。①PI 薄膜在配方上的难点主要体现在：配方设计在追求特定高性能要求的同时需要兼顾各项性能的平衡；配方设计需要与产业化相匹配，需有较高的可行性；配方设计需要对单体类型及配比、添加材料等进行大量的试验与筛选，新配方的研发周期通常在 2 年以上。②PI 薄膜在设备上的难点主要体现在：生产设备多为非标设备且精密度要求极高，由于国际巨头对设备工艺严格保密，国内厂商若自行设计难度很大，若进口整条产线则面临使用和运行过程中自主可控性较差的问题。③PI 薄膜在工艺上的难点主要体现在：PI 薄膜的生产方法有一步法、二步法、三步法、气相沉积法四大类，其中主流的、相对成熟的工艺是二步法（分为合成聚酰胺酸和成膜亚胺化两步），通过二步法生产 PI 薄膜又涉及聚酰胺酸合成、成型（流延、拉伸）、亚胺化（热法、化学法）、后处理等多个环节，任意一个环节出现偏差都有可能影响PI 薄膜成品的质量一致性和稳定性。

二步法是制备 PI 薄膜最为成熟的工艺，但由于细分环节较多且 PAA 储存过程中容易分解，因而仍有较大的优化空间。除宇部兴产采用“一步法合成―流涎法成膜―热法亚胺化”以外，目前主要的PI 薄膜生产厂商多采用“二步法合成―流涎拉伸法成膜―热法/化学法亚胺化”。众多研究及试验表明采用不同方法生产出的 PI 薄膜在性能上存在显著差异，以亚胺化环节为例：①化学亚胺化的PI 薄膜的玻璃化温度、热稳定性高于热亚胺化 PI 薄膜；热亚胺化的 PI 薄膜具有较高的断裂伸长率，化学亚胺化的PI 薄膜具有更大的拉伸强度、弹性模量（资料来源：《热和化学亚胺化对 ODPA/ODA 聚酰亚胺薄膜性能的影响》）。②化学亚胺化的 PI 薄具有更优异的力学性能、更好的可溶性以及在可见光范围内拥有更高的透光率，相比热亚胺化的PI 薄膜，其亚胺化程度和起始分解温度较低，介电常数较大（资料来源：《亚胺化途径对聚酰亚胺薄膜性能的影响》）。与此同时，虽然二步法工艺已经较为成熟但其固有的问题尚未解决，即聚酰胺酸溶液不稳定并且对水汽很敏感，储存过程中容易发生分解，所以聚酰胺酸烷基酯法、聚酰胺酸硅烷基酯法等改进方法也相继出现。

国内部分厂商已具备完整的二步法制备技术，PI 薄膜国产化进程有望加快。国内PI 薄膜行业的整体技术水平与杜邦、钟渊化学等国外先进企业存在差距，但随着中国 PI 薄膜产业化进程的发展，以瑞华泰为代表的国内企业逐步建立起较完善的核心技术体系，掌握了完整的 PI 薄膜制备技术，推动PI 薄膜的国产化进程。瑞华泰的高性能 PI 薄膜制备方法与杜邦 Kapton 薄膜基本相同，采用两步法合成方法，以流涎拉伸法制膜成型，以热法为主，兼具化学法的工艺技术能力。依托从专用树脂合成技术到连续双向拉伸薄膜生产技术的完整制备技术，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，并成为产品种类最丰富的高性能 PI 薄膜供应商之一。随着越来越多国内上市公司进入 PI 薄膜行业，国内高性能PI 薄膜产业有望迎来快速发展，国产化趋势增强。

2.2 产能扩张是 PI 薄膜国产化率提升的关键

PI 薄膜商业化以后应用领域不断拓展，已逐步成为影响我国高新技术产业快速发展的“卡脖子”材料。PI 薄膜的商业化进程始于 20 世纪五六十年代，美国杜邦生产的 Kapton 产品首次实现了PI 薄膜的商业化生产，并应用于耐高温电工绝缘领域。20 世纪七八十年代起，日本宇部兴产和钟渊化学相继开发出Upilex和Apical 产品并投入工业化生产，PI 薄膜的商业化应用拓展至电子领域。进入21 世纪后，达迈科技、SKC、SKPI、瑞华泰等相继建立了批量生产线，PI 薄膜的更多应用被开发出来，如用作高导热石墨的前驱体材料、柔性显示盖板材料等；与此同时，随着 FPC 等电子制造业由韩国、中国台湾向中国大陆转移，大陆地区在PI 薄膜下游市场中所占的比重不断增加，5G 通信、柔性显示、高速轨道交通等领域快速发展。高性能PI薄膜已逐步成为影响我国高新技术产业快速发展的“卡脖子”材料，市场需求不断增加，国产化需求较迫切。

基于不同的产品特性，PI 薄膜可应用于热控、电子、电工、柔性显示等诸多领域，市场空间广阔。PI薄膜是高性能聚合物，具有一系列优异的性能，根据产品性能的差异可分别用于热控、电子、电工、柔性显示等不同的行业。按照直接应用领域划分，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，其中柔性印刷电路（FPC）是主要的应用场景，2022 年占比在66%以上；按照终端应用场景划分，PI 薄膜可用于电子、汽车、航空航天、标签等领域，其中电子和汽车是主要应用场景，2022 年合计占比超过 50%。Global Market Insights 数据显示，2022 年全球PI 薄膜市场规模达到24亿美元，预计 2032 年达到 45 亿美元，2023-2032 年复合增长率为 6.6%；2022 年亚太地区PI 薄膜市场规模达到 8.87 亿美元，占全球市场的比重超过 33%，考虑到亚太地区的汽车、电子、航空航天等行业不断扩张，预计亚太地区的 PI 薄膜市场将迎来快速增长。

产能充足是抢占现有市场份额和拓展新市场的保障，也是国产化率提升的关键。全球高性能PI 薄膜的研发和制造技术主要由美国、日本和韩国企业掌握，美国杜邦、日本宇部兴产、日本钟渊化学、韩国SKPI（现更名为 PIAM）等厂商合计占据全球 80%以上的市场份额，其中韩国 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 吨增长至 4500 吨，2022 年PIAM的产能由4500吨增长至 5250 吨，预计到 2024 年一季度 PIAM 的产能将超过 6000 吨。得益于产能快速扩张，PIAM已跻身PI薄膜行业领先企业，2022 财年其销量全球市占率达到 31.4%。考虑到新产品研发会对现有产线形成占用，国内厂商现有产能相对较小尚不足以兼顾研发和生产，但国内主要厂商也开始积极推进扩产规划：①瑞华泰深圳总部设计产能 1100 吨，已实现量产的 9 条产线合计产能 1050 吨，另外还有1 条50 吨的CPI 专用产线处于调试阶段；同时嘉兴厂区总规划产能 7000 吨/年，其中一期的 1600 吨项目共规划6 条产线，目前厂房建设工程已基本完成，4 条主生产线和各工厂系统主体安装工作基本完成，各单项工程进入检查阶段，110KV变电站已通电，各公辅设施和生产线开始进入单机调试阶段，另外 2 条全化法产线正在安装，预计2023年下半年可陆续试生产，2023 年预计可实现新增产能 400 吨—800 吨。②时代新材最初从国外进口一条生产线（采用化学法和流涎拉伸工艺），2019 年将 PI 薄膜产业化项目转入子公司株洲时代华鑫。根据株洲新闻网报道，伴随高性能 PI 膜需求提升以及第二条高性能 PI 膜生产线出炉，株洲时代华鑫的年生产能力达到1000 吨，未来公司还将继续扩大产能，将 PI 薄膜的年产能提升到 3000 吨，以满足国内外高尖端技术产业PI 薄膜需求。③国风新材曾向瑞华泰采购 2 条产线，目前合肥高新区的 4 条热法生产线已建成投产，合计产能 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，目前合肥新站高新区在建的 8 条产线正按计划推进建设并且有 2 条已于 2023 年 6 月 26 日顺利投产。通过产能扩张，国内厂商的产品结构将进一步丰富，生产效率提升、生产成本降低将进一步提升公司的市场竞争力。

3. 美日韩企业主导 PI 薄膜市场，国产替代进程全面加速

3.1 头部 PI 薄膜厂商先发优势明显，但国内厂商竞争力持续增强

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议）

1. 确保就业大局稳定！人社部发布最新数据

2. 韩国249名婴儿确认死亡，超2100人“消失”，是我今年看过最恐怖的新闻

3. 长沙网红夜市暴打摊主事件：红眼病，是人性里的“癌症”

4. 税务局是怎么查企业的？终于有人说实话了！