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5G 时代已经到来，由于其高频高速的特性，将使得材料端有很大的变化。其 中 LCP 就遇到了这样 0→1 的发展契机，凭借其低阻抗、高耐受的特性，预计将成为最为适合的材料。随着 5G 频率提升，LCP 材料及其制品的渗透率将逐步提升，预计将使 LCP 整个市场快速增加至百亿以上。
一、LCP，性能优异的工程塑料
1、LCP 材料：优异的新型高性能特种工程塑料
液晶高分子（LCP）是指在一定条件下能以液晶相存在的高分子，其特点为分子具有 较高的分子量又具有取向有序。LCP 在以液晶相存在时粘度较低，且高度取向，而将其冷 却，固化后，它的形态又可以稳定地保持，因此 LCP 材料具有优异的机械性能。此外， LCP 材料还由于具有低吸湿性、耐化学腐蚀性、耐候性、耐热性、阻燃性以及低介电常数 和介电损耗因数等特点。
LCP 根据形成液晶相的条件，可分为：（1）溶致性液晶 LLCP，可在有机溶液中形成 液晶相，由于这种类型的聚合物只能在溶液中加工，不能熔融，多能用作纤维和涂料。（2） 热致性液晶 TLCP，在熔点或玻璃化转变温度以上形成液晶相，由于这种类型的聚合可在 熔融状态加工，所以不但可以通过溶液纺丝形成高强度纤维，而且可以通过注射、挤出等 热加工方式形成各种制品。我们本文讨论的 LCP 主要为热致性液晶 TLCP。
热致性 LCP 根据热变形温度高低分为高耐热型（I 型）、中耐热型（II 型）和低耐热 型（III 型） 。I 型 TLCP 的基本结构主要为对羟基苯甲酸（HBA）、联苯二酚（BP）及不同 比例的对苯二甲酸（TA）/间苯二甲酸（IA）引出的单元，抗张强度及模量在 TLCP 中最 高，热变形温度高于 300℃。以苏威的 Xydar 和住友的 SimikaSuper 为代表。II 型 TLCP 的主要成分是 HBA 和 6-羟基-2-萘甲酸（HNA）引出的单元，热变形温度在 240~280℃之 间，加工性能优异，可用挤出机和注塑机加工成型，典型的产品为泰科纳的 Vectra。III 型 LCP 主要为 HBA 和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）合成的共聚物，热变形温度低于 210℃， 如尤尼奇卡的 Rodrun 为代表的非全芳香族系列。
图 1：几种典型的 LCP 结构单元
LCP 材料具有优异的耐热性能和成型加工性能。聚合方法以熔融缩聚为主，全芳香族 LCP 多辅以固相缩聚以制得高分子量产品。非全芳香族 LCP 塑胶原料常采用一步或二步 熔融聚合制取产品。近年连续熔融缩聚制取高分子量 LCP 的技术得到发展。液晶芳香族聚 酯在液晶态下由于其大分子链是取向的，它有异常规整的纤维状结构，性能特殊，制品强度很高，并不亚于金属和陶瓷。机械性能、尺寸稳定性、光学性能、电性能、耐化学药品 性、阻燃性、加工性良好，耐热性好，热膨胀系数较低。
图 2：LCP 材料性能优异
2、产业链：中上游为技术难点，下游应用广泛
LCP 产业链中，LCP 树脂的合成及成膜为技术难点。目前，LCP 树脂主流的合成方 法包括以下 4 种。
（1）氧化酯化法：氧化酯化法是一种芳香族羧酸与酚的直接聚合方法。该方法在吡 啶或者酰胺溶剂中，在含磷化合物或者亚硫酰氯等活化剂以及催化剂作用下进行反应，可 以得到高分子量的 LCP，该方法反应条件较温和，且可以通过单体加入顺序控制分子结构 序列。
（2）硅酯法：芳香族酸类单体通过三甲基硅酯化后，再与乙酰化的酚类单体，通过 溶液或者熔融聚合工艺，去除三甲基硅乙酸酯小分子，可得到高分子量的 LCP。
（3）苯酯法：芳香族羧酸苯酯与酚类单体进行熔融缩聚的方法。但该方法采用的芳 香族羧酸苯酯价格比较昂贵，且在反应过程中会生成小分子苯酚难以除干净。最近住友化 学采用碳酸二苯酯与酚类单体通过“一步法”合成工艺合成出低醋酸残留的 LCP，且树脂 具有良好的流动性，是一种具有潜在优势的合成工艺。
（4）酸解反应法：芳香族二元酸与乙酰化的酚类单体进行熔融缩聚，脱去副产物醋 酸得到 LCP。该方法是目前 LCP 工业化生产的主要方法。
3、LCP 的加工方法主要包括以下 4 种。
（1）注塑成型：注塑成型是 LCP 最主要的成型方法。LCP 不仅具有优异的加工流动 性，且固化速度快，适用于采用注塑成型方法加工。相对于聚苯硫醚（PPS）和耐高温尼 龙（HT-PA），制件具有无飞边等优势。但由于 LCP 分子链是刚性棒状的，易于沿流动方 向取向，从而导致成型制件在平行于流动方向与垂直于流动方向的性能差异以及熔接痕强
度较差等缺点。近年来通过模具设计等方法在一定程度上改善了熔接痕强度差以及各向异 性等缺陷。
（2）挤出成型：挤出成型方法常用于生产塑料薄膜和管材等。由于 LCP 容易呈各向 异性，采用传统挤出工艺加工成型 LCP 薄膜在熔体流动的横向方向性能较弱。因此，目前 LCP 一般与其它各向同性的材料，如 PET、乙烯-乙烯醇共聚物( EVOH) 等通过共挤出加 工成型成多层薄膜或者管材。
（3）溶液浇注成型：LCP 具有较低的热膨胀系数、优良的尺寸稳定性、低吸湿性、 优异的高频特性和电绝缘性能，使其在高频电路基板得以广泛的应用。其中挠性印制板和嵌入式电路板需要布局灵活及高密度的布线，因而对成型工艺要求非常高。传统的注塑、 挤出等方法难以满足其工艺要求。住友化学通过特殊的分子设计生产 LCP 树脂，然后溶解 在特殊的溶剂中通过溶液浇注（solvent-cast）成型后可以得到强度和挠性非常好的薄膜。所采用的溶剂不同于目前所常用的含氟苯酚溶剂，可操作性强。而且通过溶液浇注成型后的制件避免了注塑、挤出成型所造成的各向异性的缺陷。同时可以成型更加复杂的基材， 且可以混入更多的填料。目前该方法加工成型的 LCP 薄膜制件正在电路板中推广使用。
（4）吹塑成型：LCP 具有优异的耐气体透过性和耐溶剂性能，可通过吹塑成型成阻 隔性能优良的中空成型制品或者薄膜制件，例如汽车部件中的油箱和各种配管。但 LCP 熔 体张力低而导致其垂伸严重，因此通过吹塑成型法制备所需形状的成型制品有一定的困难。
二、全球 LCP 树脂材料产能集中在日本、美国和中国
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%，其中美国和日本企 业在 20 世纪 80 年代就开始量产 LCP 材料，我国进入 LCP 领域较晚，长期依赖美日进口， 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 材料产能 快速增长。随着 5G 时代到来，未来 LCP 材料需求将有望迎来快速增长。
1、市场格局：美日主导，国产材料崛起在即
国内薄膜专用树脂及薄膜开发起步晚，LCP 薄膜用树脂及薄膜生产几乎由日本、美国 垄断。LCP 产业链多家日美厂商拥有垂直整合能力。日本住友集团（住友化学/住友电工） 是目前仅有的一家具有自 LCP 树脂至模组一体化生产能力的厂商。村田制作所 2016 年通 过并购 LCP 膜厂商日本 Primatec 向上游整合，拥有 LCP 膜到软板一体化生产能力（2017年膜退出 LCP 天线模组业务）。日本藤仓电子具有聪 LCP 软板到模组的生产能力，在高频 微波软板和高速接口传输线方面具有优势。
LCP 树脂材料供应商众多，但可商用于 LCP 多层板的非常有限。LCP 树脂材料龙头 宝理塑料、住友化学、塞拉尼斯等在 1985 年已开始研发并商业化生产 LCP。国内厂商沃 特股份、普利特、金发科技和聚嘉新材料已成功进入 LCP 树脂市场。
表 1：全球液晶高分子的主要生产商
