[隆眾聚焦]:低分子量PPO前途光明 但發(fā)展坎坷
【導(dǎo)語(yǔ)】:隨著5G通信、人工智能、智能駕駛等技術(shù)的快速發(fā)展,高頻高速覆銅板需求激增,作為其核心材料的低分子量PPO正迎來(lái)前所未有的市場(chǎng)機(jī)遇。低分子量PPO因其優(yōu)異的介電性能、耐熱性和低損耗特性,成為高頻高速覆銅板的關(guān)鍵改性劑。
一、 未來(lái)低分子量PPO應(yīng)用最有前景的是5G行業(yè)
低分子量聚苯醚分為雙端羥基聚苯醚和官能化聚苯醚兩種,是一種具有廣泛應(yīng)用前景的高性能聚合物材料。由于其特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的物理性質(zhì),低分子量聚苯醚在許多領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用。
介電性能的絕對(duì)領(lǐng)先性奠定了低分子量PPO在高頻材料領(lǐng)域的核心地位。在10GHz以上高頻段,PPO樹(shù)脂的介電損耗(Df)可低至0.0007-0.0015,遠(yuǎn)優(yōu)于改性環(huán)氧樹(shù)脂(0.02級(jí)別)和普通聚苯醚(0.003-0.005)。這種優(yōu)勢(shì)源自其分子結(jié)構(gòu)中極性的有效控制——苯環(huán)的對(duì)稱(chēng)排列和甲基的屏蔽作用大幅降低了偶極極化損耗。在77GHz汽車(chē)?yán)走_(dá)和5G毫米波(24-47GHz)應(yīng)用中,PPO是目前唯一能同時(shí)滿(mǎn)足加工性、成本性和性能要求的熱塑性樹(shù)脂。
表1 ?覆銅板基材分類(lèi)
覆銅板基材分類(lèi) | |
性能 | 主要樹(shù)脂 |
常規(guī)損耗 (Df>0.010) | 樹(shù)脂:改性環(huán)氧樹(shù)脂、多官能環(huán)氧樹(shù)脂等 固化劑:含磷酚醛樹(shù)脂、苯并噁嗪樹(shù)脂、雙氰胺、線型酚醛樹(shù)脂 |
中損耗 (Df:0.008~0.010) | 樹(shù)脂:聚苯醚樹(shù)脂、特種環(huán)氧樹(shù)脂、苯并噁嗪樹(shù)脂、雙馬來(lái)酸酐酰亞胺樹(shù)脂、苯乙烯馬來(lái)酸酐共聚物 |
低損耗 (Df:0.005~0.008) | 樹(shù)脂:聚苯醚樹(shù)脂、特種環(huán)氧樹(shù)脂、氰酸酯樹(shù)脂、雙馬來(lái)酸酐酰亞胺樹(shù)脂、苯并噁嗪樹(shù)脂、碳?xì)錁?shù)脂、活性酯(固化劑) |
極低損耗 (Df:0.002~0.005) | 主樹(shù)脂:聚苯醚樹(shù)脂 |
超低損耗 (Df≤0.002) | 主樹(shù)脂:碳?xì)錁?shù)脂、雙馬來(lái)酸酐酰亞胺樹(shù)脂、LCP液晶高聚物、低分子量PPO |
? ?未來(lái)低分子量聚苯醚應(yīng)用最有前景的是5G行業(yè)。在全球發(fā)展5G的浪潮下,中國(guó)已是“遙遙領(lǐng)先”。中國(guó)在5G研發(fā)和部署方面處于領(lǐng)先地位,中國(guó)企業(yè)在標(biāo)準(zhǔn)制定、專(zhuān)利申請(qǐng)等方面的投入更大、產(chǎn)出更多,尤其是華為這樣的代表性企業(yè)通過(guò)推動(dòng)Polar碼技術(shù)的發(fā)展并參與5G標(biāo)準(zhǔn)的制定,取得了重大的突破。? ??? ? ?
二、國(guó)內(nèi)低分子量PPO技術(shù)難關(guān)已經(jīng)攻克
5G通訊中最常用的低介電常數(shù)基材是聚苯醚,它具有較低的介電常數(shù)和介電損耗,是生產(chǎn)5G高頻高速覆銅板的理想基材。但是在微電子領(lǐng)域應(yīng)用的聚苯醚被國(guó)外企業(yè)壟斷,售價(jià)昂貴,比如沙伯基礎(chǔ)的SA9000價(jià)格高達(dá)1800元/公斤。
在5G發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期,我國(guó)一直致力于低分子量聚苯醚的研發(fā)和生產(chǎn),技術(shù)難關(guān)已經(jīng)攻克,生產(chǎn)的產(chǎn)品可完全取代國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品,價(jià)格也不到國(guó)外產(chǎn)品的一半。但是卻受制于專(zhuān)利權(quán)的制約,難以在市場(chǎng)上流通。目前國(guó)內(nèi)有突破性研究的企業(yè)有陜西碩博電子、河北健馨、上海載正、山東圣泉集團(tuán)、四川東材科技集團(tuán)、南通星辰等。其中山東圣泉新材料股份有限公司、陜西碩博電子材料有限公司擁有自主的技術(shù)和專(zhuān)利權(quán),聚苯醚供應(yīng)量較為穩(wěn)定, 填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)完全依賴(lài)進(jìn)口,被“卡脖子”的局面。
表2 ?常用基材樹(shù)脂的介電性能對(duì)比(低頻測(cè)試頻率,1MHz)
介電性能 | PTFE | EP | PI | LCP | PPO |
Dk | 2.1 | 4.0-4.5 | 3.3-3.5 | 2.9 | 2.4-2.7 |
Df | 0.0004 | 0.018-0.022 | 0.005-0.01 | 0.002 | 0.0007-0.001 |
但是產(chǎn)品替代威脅不容忽視。PTFE(聚四氟乙烯)在毫米波頻段(>30GHz)仍具優(yōu)勢(shì),新型多孔PTFE的Df可低至0.0003。更值得警惕的是,日本松下開(kāi)發(fā)的液晶聚合物(LCP)覆銅板,在110GHz下的Dk/Df(2.1/0.0005)性能碾壓PPO,雖然當(dāng)前成本是PPO的3倍,但規(guī)?;罂赡苄纬商娲?。國(guó)內(nèi)碳?xì)錁?shù)脂(CH)通過(guò)納米氣孔技術(shù)已將Df降至0.0015級(jí)別,且耐熱性?xún)?yōu)于PPO,在中低頻段(<10GHz)已開(kāi)始搶奪PPO市場(chǎng)份額。?
三、低分子量PPO未來(lái)發(fā)展的挑戰(zhàn)與機(jī)遇
挑戰(zhàn):
技術(shù)壁壘:低分子量PPO生產(chǎn)需高精度工藝,中小企業(yè)難以突破。
原料供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn):苯酚、丙酮等原料價(jià)格波動(dòng)大,影響生產(chǎn)成本。
機(jī)遇:
新興技術(shù)驅(qū)動(dòng):5G、AI、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的普及將持續(xù)拉動(dòng)高頻覆銅板需求。
國(guó)產(chǎn)替代加速:國(guó)內(nèi)企業(yè)如藍(lán)星、圣泉的技術(shù)突破有望降低對(duì)進(jìn)口產(chǎn)品的依賴(lài)。
預(yù)計(jì)2025-2030年,高頻覆銅板用低分子量PPO市場(chǎng)將以年均8%-10%的速度增長(zhǎng)。隨著5G基站建設(shè)、數(shù)據(jù)中心擴(kuò)容和新能源汽車(chē)普及,市場(chǎng)需求將持續(xù)釋放。國(guó)內(nèi)企業(yè)需加大研發(fā)投入,突破技術(shù)瓶頸,同時(shí)優(yōu)化供應(yīng)鏈管理以應(yīng)對(duì)成本壓力。
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