聚四氟乙烯(PTFE)項目可行性研究報告-高頻通訊時代的材料新星

1、產(chǎn)業(yè)鏈：PTFE是使用最廣泛的含氟聚合物

聚四氟乙烯(PTFE)是一類重要的氟聚合物，由四氟乙烯聚合而來。1938年P(guān)lunkett和他的助手首次從裝有TFE的鋼瓶中得到了粉末狀的PTFE，引起杜邦公司的重視，并探索其聚合條件及材料的性能和應(yīng)用前景。PTFE產(chǎn)業(yè)鏈前半部分與制冷劑產(chǎn)業(yè)鏈一致，上游涉及基礎(chǔ)化工原料螢石、甲烷和液氯，中游涉及重要氟化工中間產(chǎn)品氫氟酸，成品PTFE下游需求主要來自機械、電子、化工和防粘涂層等領(lǐng)域。

PTFE按合成方法分為懸浮PTFE、分散樹脂粉末和濃縮分散液TFE單體聚合的方法主要有懸浮聚合和分散聚合�？梢园凑站酆戏椒▽TFE分成懸浮PTFE和分散PTFE，后者可以再細(xì)分為分散樹脂粉末和濃縮分散液。三類PTFE產(chǎn)品加工性能各異，適合采用不同的方法加工成型，在不同的領(lǐng)域發(fā)揮作用。目前懸浮法PTFE約占50-60%,分散樹脂粉末約占20-35%,濃縮分散液約占10-20%。

（1）懸浮聚合法：在聚合釜中以水為介質(zhì),以過硫酸銨作引發(fā)劑,稀鹽酸為活化劑,使TFE于0.5-2MPa和40-45℃下引發(fā)聚合制得白色粒料,經(jīng)搗碎、研磨、干燥得到不同粒度粉狀。懸浮樹脂是顆粒比較大的白色粉末，顆粒粒徑為毫米級。

（2）分散聚合法：分散聚合時需加入少量分散劑（全氟辛酸銨）和穩(wěn)定劑（氟碳化合物），以氧化還原催化劑進行引發(fā)聚合，聚合反應(yīng)制得的含PTFE20%左右的分散液。聚合所得分散液若要制成粉末，需用水稀釋至一定濃度后,于15-20℃進行機械攪拌,再經(jīng)凝聚、洗滌、干燥,即得白色松散粉狀產(chǎn)品分散PTFE。若往20%左右的分散液加入乳化劑,則可制得固體含量約為60%的PTFE濃縮分散液。分散樹脂粉末呈白色松軟顆粒狀，粒徑為亞微米級(250~350nm)；濃縮分散液為白色乳狀液體。

2、需求：5G帶來年均14億市場，鋰電需求有望爆發(fā)

國內(nèi)PTFE市場約為47億元，需求集中在化工和電子領(lǐng)域

PTFE的下游應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在化工和電子行業(yè)。PTFE具備耐腐蝕性、潤滑性、良好介電性等多種優(yōu)異性質(zhì)，在眾多領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用，根據(jù)MordorIntelligence統(tǒng)計，2018年全球PTFE81%的需求來自化工、電子、汽車及運輸和廚具四大領(lǐng)域，其中化工行業(yè)以44%、電子行業(yè)以17%的份額成為PTFE最主要的應(yīng)用領(lǐng)域，其余一些應(yīng)用分布在汽車運輸、廚具、醫(yī)療和建筑等領(lǐng)域。

2018年P(guān)TFE下游需求結(jié)構(gòu)

PTFE在化工、電子、汽車及運輸和廚具四大領(lǐng)域發(fā)揮的主要作用如下：

化工：PTFE憑借其耐腐蝕性，作為腐蝕性化學(xué)品輸送管道內(nèi)的襯里或直接被制成管道網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵部件（如閥門）；PTFE耐腐蝕，可用作各類設(shè)備中的密封部件，不會被其他化學(xué)溶劑溶解而導(dǎo)致設(shè)備密封不良。

電子：良好的絕緣性能，PTFE絕緣薄膜在各類電容器絕緣介質(zhì)中應(yīng)用較多；突出的介電性能，可制成低損耗的PCB，適合高頻通信；在特定條件下出現(xiàn)極向電荷偏離現(xiàn)象的特點，能夠用于制備揚聲器、設(shè)備零件等。

汽車及運輸：汽車油封材料中，能夠?qū)鲃硬考行枰獫櫥牟考c出力部件隔離，防治潤滑油滲漏；PTFE透氣膜用于汽車車燈，平衡燈內(nèi)外壓力并防止水、灰塵、汽車液體等帶來的污染。

廚具：聚四氟乙烯具有不粘性，是不粘鍋常用的涂層材料。

近年來全球PTFE市場規(guī)模穩(wěn)步提升。根據(jù)Plastic Insight數(shù)據(jù)，2018年全球PTFE市場規(guī)模達45億美元，國內(nèi)PTFE市場從2016年到2018年呈上升趨勢，2019國內(nèi)PTFE需求減少，市場規(guī)模有所下降為6.76億美元，需求下降一方面是環(huán)保督察國內(nèi)相關(guān)企業(yè)開工率處于低位，另一方面中美貿(mào)易戰(zhàn)影響了國內(nèi)產(chǎn)品出口量。2020年受到疫情等影響，PTFE消費量顯著下降，2020年1-10月份國內(nèi)PTFE表觀消費量4.52萬噸，同比下降23.7%。

2014-2018年全球PTFE市場規(guī)模

2015-2019年國內(nèi)PTFE市場規(guī)模

5G高頻和低延遲需求下，PTFE成為不二之選

為滿足低時延、高速率、大流量、多連接的需求，5G技術(shù)正在往更高的頻段發(fā)展。5G技術(shù)需要在連接設(shè)備數(shù)量提升數(shù)十倍、數(shù)據(jù)流量密度提升近千倍的情況下，實現(xiàn)將端到端延時縮短五倍、傳輸速率提升數(shù)十倍的目標(biāo)。為此，5G通信需要更大的帶寬資源，即需要采用頻率更高的電磁波進行通信。

5G的高頻化對介質(zhì)材料的介電常數(shù)（Dk）、介質(zhì)損耗系數(shù)（Df）提出了更高的要求，PTFE是5G通信的必然選擇。根據(jù)中國覆銅板行業(yè)協(xié)會，5G通信高頻化下，基材的介質(zhì)損耗系數(shù)在2.4以下，介電常數(shù)在0.0006以下，若基材的介電性能弱于上述標(biāo)準(zhǔn)，整個5G網(wǎng)絡(luò)就會出現(xiàn)更高的傳輸損耗，同時信號傳輸速度也會出現(xiàn)大幅下降，削弱5G相較于4G的優(yōu)勢。

在傳輸損耗提高的同時，5G的信號覆蓋面積也會縮小，不利于構(gòu)建穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。PTFE是低介電樹脂PPO、PI、LCP、CE中唯一符合介電性能要求的樹脂，雖然PPO的兩個參數(shù)均在標(biāo)準(zhǔn)附近，但其熔融溫度高，熔融粘度大，流動性差，熱塑加工較為困難，應(yīng)用較少。綜上，PTFE是5G基站以及智能手機介電材料的不二之選。

在5G產(chǎn)業(yè)鏈中，PTFE作為高頻覆銅板、半柔同軸電纜和細(xì)微射頻同軸電纜三類中間產(chǎn)品的原材料，最終在下游被應(yīng)用到5G基站的AAU（有源天線單元）、5G智能手機的主板和5G智能手機的射頻連接組件中。

PTFE在5G產(chǎn)業(yè)鏈中的應(yīng)用

PTFE在5G基站上的應(yīng)用

PTFE高頻覆銅板高頻PCB5G基站的AAU

PCB（印刷電路板）是電子元器件電氣連接的載體。PCB是電子元器件的支撐體，主要作用是為布設(shè)在PCB板上的電子元器件提供電路連接。覆銅板是PCB的主要原料，在其上進行電路印刷制得PCB。覆銅板是將木漿紙或玻纖布等增強材料浸以樹脂，使用粘合劑在一面或兩面上覆蓋銅箔并經(jīng)熱壓而制成的一種板狀材料。它是PCB板極其重要的基礎(chǔ)材料，各種不同形式、不同功能的印制電路板，都是在覆銅板上有選擇地進行加工、蝕刻、鉆孔及鍍銅等工序制成的，它對PCB板主要起互連導(dǎo)通、絕緣和支撐的作用，對電路中信號的傳輸速度、能量損失和特性阻抗等有很大的影響。

PTFE等高頻材料作為基板制成的覆銅板為高頻覆銅板。覆銅板基板中的合成樹脂主要有常用的有酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、PTFE等。通信行業(yè)常用的FR4覆銅板使用環(huán)氧樹脂作為基板材料，但其損耗大，不適合高頻通信。PTFE具有優(yōu)異的介電性能，適用于5G、航空航天、軍工等高頻通信，其制成的覆銅板被稱為高頻覆銅板。

高頻覆銅板在5G基站的AAU中的天線模塊和射頻模塊上有重要應(yīng)用。4G基站包括BBU（基帶處理單元）、RRU和天線三部分。天線是電路信號與空間輻射電磁波的轉(zhuǎn)換器，向空間輻射或者接收電磁波；RRU是天線系統(tǒng)和BBU溝通的中間橋梁，負(fù)責(zé)將天線傳來的射頻信號經(jīng)濾波、低噪聲放大、轉(zhuǎn)化成光信號，傳輸給BBU，或?qū)腂BU傳來的光信號轉(zhuǎn)成射頻信號通過天線發(fā)送出去。

到了5G時代，基于小型化和集成化的需求，RRU、天線以及連接兩者的饋線合并成AAU。因而AAU的天線模塊、射頻模塊和4G基站的天線系統(tǒng)、RRU在功能上一一對應(yīng)。

天線系統(tǒng)由功分板和集成在其上面的天線振子構(gòu)成，射頻模塊由TRX板和集成于其上的PA板、濾波器等組成。其中天線系統(tǒng)的功分板和射頻模塊的PA板均需采用高頻覆銅板制成的PCB。

PTFE半柔射頻同軸電纜5G基站的射頻連接

射頻同軸電纜是通信設(shè)施與電子設(shè)備內(nèi)部的信號傳輸線。它與射頻同軸連接器組成射頻同軸電纜組件，主要應(yīng)用于通信天線、饋線及電子設(shè)備內(nèi)部信號傳輸線，起到發(fā)射、接收、傳輸射頻信號的作用，廣泛應(yīng)用于航空航天、軍工、通信、消費電子等領(lǐng)域。它由外向內(nèi)由護套、外導(dǎo)體(屏蔽層)、絕緣介質(zhì)和內(nèi)導(dǎo)體構(gòu)成。其中絕緣介質(zhì)，射頻同軸電纜的內(nèi)外導(dǎo)體間的支撐介質(zhì)，主要起耐壓絕緣作用，絕緣介質(zhì)的質(zhì)量與信號傳輸中的衰減、阻抗和回波損耗有很大關(guān)系。

PTFE在5G智能手機中的應(yīng)用

5G手機和5G基站一樣是5G網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點，具備發(fā)送和接受信號的功能，因而也和基站一樣具有射頻和天線模塊。5G手機的射頻模塊使用基于PTFE覆銅板的PCB，射頻模塊和天線之間的連接則需要PTFE細(xì)微射頻同軸電纜。

2022年5G用PTFE迎來高峰，需求規(guī)模翻倍達到17億元

伴隨5G建設(shè)持續(xù)，2022年P(guān)TFE有望迎來需求高峰。得益于5G遠多于4G的基站數(shù)量、大規(guī)模天線陣列（大規(guī)模MIMO）技術(shù)的應(yīng)用以及高頻化下PTFE等高頻材料對低頻材料的全面替代，5G領(lǐng)域PTFE的市場空間將遠超4G。我們分別測算了2020-2025年5G基站和5G手機用PTFE的市場規(guī)模，2020年5G用PTFE市場規(guī)模將達8.2億元，2022年將迎來市場需求高峰，規(guī)模為17億元。

國內(nèi)5G基站和5G手機用PTFE市場規(guī)模測算（億元）

5G基站用PTFE市場放量進度測算：2022年需求頂峰達15.3億元

根據(jù)三大運營商規(guī)劃和實施進展，我們預(yù)計5G建設(shè)期從2019年到2026年，2020/2021年5G基站建設(shè)規(guī)模將迎來大爆發(fā)，2025年完成80%建設(shè)，2026年最終完成5G基站的建設(shè)。經(jīng)測算，預(yù)計2020和2021年5G基站帶來的PTFE需求釋放量分別是7.65億元和13.77億元，該需求將在2022年達到頂峰，年需求市場規(guī)模將達到15.3億元，到2025年5G基站用PTFE需求市場將下降至8.5億元。

5G基站建設(shè)進度與對應(yīng)釋放的PTFE市場空間（%，億元）

5G手機用PTFE市場規(guī)模測算

根據(jù)Canalys和高通數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)預(yù)測，預(yù)計2020-2022年全球5G手機出貨量分別為2.78億、5.44億和7.50億元，國內(nèi)5G手機出貨量達到1.72億、3.29億和5.88億元，進而測算出國內(nèi)2020-2025年5G手機領(lǐng)域為PTFE帶來的市場增量，預(yù)計2020年國內(nèi)5G手機PTFE需求規(guī)模將達到0.5億元，到2022年上升至1.7億元。

2020-2022年全球5G手機出貨量預(yù)測

國內(nèi)5G手機用PTFE市場規(guī)模（億元）

3、供給：國內(nèi)PTFE供給過剩，高端替代成果初現(xiàn)

國內(nèi)PTFE集中于中低端，高性能改性產(chǎn)品依賴進口

我國生產(chǎn)的PTFE大部分為通用型品種，質(zhì)量不高，屬于中低端品。中低端PTFE與高端PTFE的差距主要體現(xiàn)在品種和質(zhì)量上：

品種：中低端產(chǎn)品主要為通用型牌號，差異化程度低；而高端產(chǎn)品對應(yīng)不同的應(yīng)用場景有不同的專用品級,如涂料級、線纜級、防腐襯里級、微電子用高純級。

質(zhì)量：中低端PTFE與高端PTFE在分子量和粒徑分布、產(chǎn)品清潔度以及批次穩(wěn)定性上存在較大的差距，高端品的粒徑分布獨特，產(chǎn)品清潔度高，不同批次產(chǎn)品的顆粒大小和粒徑分布情況沒有顯著差異。

高端PTFE主要由國外企業(yè)生產(chǎn)。目前常見的高端PTFE品種主要有超細(xì)粉末PTFE、可熔性PTFE、常溫固化型氟樹脂涂料、納米PTFE、膨體PTFE、超高分子量PTFE和高壓縮比PTFE分散樹脂等。目前高端PTFE的主要生產(chǎn)商為美國杜邦、法國阿科瑪、日本大金、旭硝子、吳羽化學(xué)等。

國內(nèi)PTFE形成了低端產(chǎn)能過剩出口，高端產(chǎn)品依賴進口的局面。每年我國出口2萬噸以上低端PTFE，同時進口量穩(wěn)定在5000~6000噸，其中70%~80%的進口PTFE為高性能的改性產(chǎn)品。近三年進出口PTFE的產(chǎn)品價差在2500美元左右，反映出口產(chǎn)品和進口產(chǎn)品在品級上的差異。

2015-2020年我國PTFE進出口量和進出口產(chǎn)品單價（噸、美元/噸）

國內(nèi)產(chǎn)能高產(chǎn)能過剩嚴(yán)重，行業(yè)仍處于擴張階段

我國PTFE產(chǎn)能13.8萬噸，占全球比重超60%。我國在PTFE的開發(fā)生產(chǎn)上起步較晚，在1995年P(guān)TFE產(chǎn)能僅在千噸左右，占全球產(chǎn)能的8%，后來我國在中低端PTFE生產(chǎn)技術(shù)上取得突破，同時伴隨著發(fā)達國家PTFE產(chǎn)能向高端化、特種化轉(zhuǎn)型，其部分中低端PTFE產(chǎn)能向我國遷移，我國的PTFE產(chǎn)能逐年提升。2019年我國PTFE產(chǎn)能達13.8萬噸，根據(jù)Mordor Intelligence的數(shù)據(jù)，當(dāng)前國內(nèi)產(chǎn)能占全球超60%的PTFE產(chǎn)能。

1992-2017國內(nèi)與國外PTFE產(chǎn)能（萬噸）

我國PTFE產(chǎn)能主要集中在注塑級中低端產(chǎn)品，低端產(chǎn)能過剩。國內(nèi)生產(chǎn)的PTFE大部分是通用型、中低品質(zhì)的產(chǎn)品，行業(yè)壁壘低，行業(yè)曾經(jīng)歷盲目擴張階段，產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，行業(yè)整體開工率已連續(xù)三年維持在50%附近。2019年受到環(huán)保整治和國內(nèi)經(jīng)濟形勢下行的影響，國內(nèi)PTFE開工率持續(xù)下降，2020全年國內(nèi)PTFE開工率維持在60%左右，預(yù)計四季度和2021年伴隨著行業(yè)需求回暖，國內(nèi)PTFE開工率有望保持上行。

國內(nèi)PTFE產(chǎn)能與產(chǎn)量（萬噸）

國內(nèi)PTFE行業(yè)開工率（%）

當(dāng)前行業(yè)仍處于擴張階段，截止2020年10月底，國內(nèi)PTFE總產(chǎn)能達到14.96萬噸，較2019年增長1.19萬噸，但產(chǎn)能仍在擴產(chǎn)中，根據(jù)百川資訊統(tǒng)計，預(yù)計2020-2023年國內(nèi)PTFE新增產(chǎn)能將達到接近7萬噸，其中東岳集團擴產(chǎn)最大，達到了2萬噸，總體將加劇國內(nèi)PTFE供給過剩的局面。

國內(nèi)2020-2023年P(guān)TFE預(yù)計新增產(chǎn)能

供給端政策加速行業(yè)轉(zhuǎn)型，高端產(chǎn)品替代成果初現(xiàn)

早在"十二五"規(guī)劃期間，我國氟化工行業(yè)就明確了高端轉(zhuǎn)型、重點發(fā)展高性能含氟聚合物、氟樹脂的發(fā)展方向。近五年，高端氟化工集中的東部沿海的山東省和福建省出臺相關(guān)規(guī)劃，明確氟化工高端轉(zhuǎn)型、強化氟聚合物開發(fā)的發(fā)展思路。2019年國內(nèi)在新材料應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄中明確指出，高端PTFE為新材料的重點發(fā)展方向。

國內(nèi)PTFE市場集中度較高，前三企業(yè)市占率達到了50%。產(chǎn)能前三名為：山東東岳化工有限公司、浙江巨化股份有限公司、中昊晨光化工研究院有限公司。

行業(yè)龍頭初涉高端產(chǎn)品，期待國產(chǎn)替代的進一步突破。作為國內(nèi)頭部PTFE生產(chǎn)企業(yè)，山東東岳、浙江巨化、中昊晨光均具備一定的高端PTFE生產(chǎn)能力。

中昊晨光：自主研制出國內(nèi)獨家高壓縮比聚四氟乙烯分散樹脂產(chǎn)品，成功配套5G線纜生產(chǎn)，實現(xiàn)了進口替代；開發(fā)出第二代低蠕變聚四氟乙烯懸浮樹脂等高端含氟高分子材料，填補了國內(nèi)的空白；其生產(chǎn)的PTFE乳液

在國內(nèi)頭部高頻覆銅板企業(yè)中英科技的采購占比達99%。

浙江巨化：擁有600噸的超高分子量PTFE產(chǎn)能；

山東東岳：具有7300噸高性能PTFE生產(chǎn)能力，與同類產(chǎn)品相比，東岳PTFE具有雜質(zhì)少、清潔度高、相對分子質(zhì)量分布集中、加工出的制品外觀細(xì)膩且白度好等特點。

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