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刚刚,国资委深化部署!利好这些新材料

发布时间:2025-02-24 14:25:24

2月19日,国务院国资委召开中央企业“AI ”专项行动深化部署会,总结国资央企发展人工智能进展成效,研究部署下一步重点工作。相比去年召开的“AI赋能 产业焕新”中央企业人工智能专题推进会,今年的主题更加突出了国家推动AI发展的决心。

与此同时,就在近日中石化、中国中化、中石油、中海油等央企也相继官宣布局国产AI大模型DeepSeek

事实上,AI技术的快速发展正在重塑多个产业格局,其核心在于通过智能化和数据化手段提升效率、优化流程,并催生新的应用场景。而因此被赋能的产业又将进一步对材料性能提出更高要求,尤其是特种工程塑料因其耐高温、耐候性、高强度、高模量、低能量损耗等特性,成为关键支撑材料。

AI赋能的重点产业及

其对特种工程塑料的需求


电子与半导体封装、5G/6G通信、自动驾驶与智能汽车、机器人及智能制造、医疗与AI辅助设备等成为当下AI赋能的重点产业,这些行业所主要聚焦的代表性特种工程塑料有:

电子与半导体封装

AI芯片、高算力服务器推动半导体封装材料升级,这使得关键新材料如聚酰亚胺(PI)备受关注,这种材料具有极宽的温度适用范围,在-269°的液态氦中仍不脆裂,热分解温度一般超过500°,部分体系可达600°以上,是迄今聚合物中热稳定性最高的品种之一。 目前,国内外已经能够实现上千种结构的聚酰亚胺合成,如果单纯从其使用性能考虑,许多聚酰亚胺都有着匹配的应用领域与丰富的使用场景。比如最早商业化的产品PI膜就是封装基板(COF)等核心原料。 截至2023年底,全球范围内,PI膜的生产主要集中在杜邦2.1万吨/年,产品类型包含薄膜、树脂、塑料SABIC2万吨/年,产品类型包含薄膜、树脂韩国PIAM0.6万吨/年,产品类型主要为薄膜宇部兴产0.5万吨/年,产品类型包含薄膜、浆料日本钟渊化学0.35万吨/年,产品类型主要为薄膜)等少数几家公司。 目前,国内在电工级PI膜领域已实现工业化量产,代表企业有中科玖源、深圳瑞华泰、时代新材等等,而我们在高端电子级PI膜领域依然处于被“卡脖子”的领域。

5G/6G通信领域

随着电子产品持续向轻薄化、多功能化、便捷移动等方向发展,挠性电路板(FPC)的使用率越来越高。2023年,全球挠性电路板产值约占不同线路板总产值的17.5%,未来随着5G/6G智能手机演进、可穿戴设备和智能消费电子等产品的发展,低损耗的柔性材料和多层FPC的需求将不断增长。

目前5G领域高速高频FPC基材主要采用改性聚酰亚胺(MPI) 和液晶聚合物(LCP)。与MPI相比,LCP的介电损耗更低,吸湿率也极低,因此其介电稳定性高、基板具有良好的高可靠性,可广泛应用于5G手机天线、5G基站柔性发射单元、可穿戴设备等终端产品的高频 FPC 制造。

LCP天线产业链核心为膜级树脂及薄膜成型。一方面,LCP树脂的合成难度高,且对杂质、分子量分布有严格要求,对生产设备也有很高的要求。另一方面,成膜工艺难度高。树脂生产企业和薄膜企业的供应链封闭导致新进入者很难买到膜级树脂。 此外,膜的制备参数及热处理和涂覆工艺,也是核心要素。在高端LCP树脂领域,国外主要供应商包括日本宝理住友化学塞拉尼斯等;在5G高频用LCP薄膜领域,国外主要供应商包括日本村田制作所可乐丽、Chiyoda Integre、日本电化等。目前,日本宝理-可乐丽(吹膜)-松下电工组合,宝理-村田(双拉)组合是市场上最成功的组合。 国内企业方面,宁波聚嘉5G用LCP薄膜已实现批量化生产,其LCP薄膜产能约140万平方米/年普利特具有300万平方米/年LCP薄膜生产能力,处于小批量试产阶段。金发科技在稳步推进LCP薄膜在柔性覆铜板领域的应用验证。此外,LCP模组/毫米波天线生产企业信维通信构建了从 LCP薄膜到模组的一站式解决方案,自主研发的LCP薄膜、LCP、高频FCCL 已通过美国 UL认证。 不过,在5G初始阶段的信号传输要求来看,MPI和LCP的性能相差不大,均具备较好的传输效果,且LCP目前面临成本高、良率低、供应不足的问题,从成本考虑,现阶段,MPI相对LCP更具优势。

汽车领域

具有优良的耐润滑油和汽油性能的聚酰胺(PA)在汽车行业中的渗透率不断提高,目前,PA6/PA66是汽车用PA材料的主要品种,约占各类PA材料总用量的90%以上,此外,在一些高温应用的场景,如燃油系统,PA6T、PA9T 等耐高温 PA材料也有一定的应用;PA11和PA12具有良好的柔韧性、耐腐蚀性、耐油性和尺寸稳定性,在燃油管、燃料盖、制动管等部件中也得以广泛应用。

近年来,随着产能逐步释放,PA66/PA6的的特种化属性已逐步弱化,特种PA方面:目前,长碳链PA的全球产能大约为27万吨/年,主要生产厂家为阿科玛PA11-耐化学腐蚀、耐各种汽车燃料油、抗裂强度高、低温性能好,主要在供油/制动系统中取代金属管);万华、EMS、赢创PA12-耐磨、耐电、柔韧性好,特别适合制作刹车软管、油管)。可在150℃下长期服役的耐高温PA年产能大约在33.5万吨/年左右,主要生产厂家有青岛三力、杜邦、三井化学PA6T-相较于PA66,这一材料在大分子主链上引入了大量苯环,耐热温度大大提高,需与其他脂肪族二酸或者二胺共聚以提升加工性能);日本可乐丽PA9T-耐热性、耐药性、韧性好,不需要改性即可热塑成型,在汽车、建筑、管道运输等行业得以广泛应用,不过成本较高);金发科技、EMSPA10T-主要原料为蓖麻,综合性能与PA9T相当,与玻纤共混改性后,耐热性进一步提高,适合电子行业的表面贴装技术工艺)。

医疗领域

医用化学品及材料按用途的不同可分医用耗材(非器械类)、植入材料、包装材料、输液及储存材料等;按照材料的性质不同,可分为金属医用材料、高分子医用材料、陶瓷医用材料、复合材料等:

目前我国在医用高分子材料生产方面具有实力的企业仍然不多,重点的产品包括用于植入材料、新型瓶塞、血袋等的高性能树脂(如PEEK、卤化丁基橡胶);用于透析膜等高值医疗设备的功能性膜材料(如PSF等)以及其他用于制造输液导管、手术缝合材料的高性能橡胶和纤维。 供需方面,以PEEK和PSF两大特种工程塑料为例: 全球聚醚醚酮的生产主要集中在英国、印度、中国,消费则集中在欧洲、北美地区。目前,全球PEEK产能约1.3万吨/年。市场高度断,威格斯索尔维两家公司占有九成以上的市场份额。同时,植入级PEEK准入门槛非常高,与普通工业级的同类产品在生物安全性要求以及检验标准/验证周期方面存在显著差异。另外,这一特种工程塑料的真实市场表现却不尽人意。据业内人士信息,2023年,全球PEEK树脂合成企业销售量仅6650吨,年复合增长率仅为2.3% 而两极分化的主要原因在于PEEK材料的优异性能及其在医疗和轻量化/智能领域的难以替代性,但同时,这种材料还面临着高成本、漫长的验证周期以及从材料开发到终端应用之间的产业链不完善等挑战。

聚砜系列,聚砜产品包括双酚A聚砜(PSU)、聚芳砜(PAS)和聚醚砜(PES)等,目前以PSU为主。聚砜材料在国际市场上供不应求,国外生产企业主要有美国联合碳化合物、Amoco聚合物、索尔维、ICI、俄罗斯谢符钦克工厂、巴斯夫以及住友等公司。2022年全球聚砜实际产能约8万吨/年索尔维巴斯夫两家企业产能合计5.6万吨/年,占全球总产能的70%。

2023年,我国聚砜树脂产能约2.84万吨/年,主要生产企业包括广东优巨新材山东浩然特塑上海帕斯砜长春吉大特塑等;消费量达到1.5万吨,其中,PSU约占50%,医疗器械、日用/食品、交通、电子电气、工业水处理等下游领域的消费占比分别约为33%、23%、16%、15%和8%。

未来可期

AI技术通过赋能电子、汽车、数据中心等产业,显著拉升了高性能特种工程塑料的需求,尤其是PI、LCP、PEEK等材料的市场渗透率。未来,随着AI技术向制造业全链条渗透,特种工程塑料将不仅是“支撑材料”,更可能成为AI硬件性能跃升的关键变量,形成“AI需求驱动材料升级→材料升级反哺AI应用”的双向循环。

参考资料来源:化工新材料往期内容、陕煤技术研究院、石化院等

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