近期,内蒙古中科玖源新材料科技有限公司的聚酰亚胺(PI)薄膜生产制造项目通过备案,该项目总投资7亿元,计划配置24条生产线,产能规划为3000吨,建设周期一年。

内蒙古中科玖源是浙江中科玖源新材料有限公司的全资子公司,注册日期为2025年5月13日,注册资金为1亿元。在内蒙古中科玖源注册前一日,浙江中科玖源与呼和浩特经济技术开发区签署了总投资21亿元的聚酰亚胺薄膜生产项目,涉及2个项目。一期项目即上文所提的24条产线,待一期达产后,二期拟计划再增48条生产线。目前,中科玖源已在浙江、安徽、内蒙、山西太原构建了近5万吨的相关产能。

中科玖源其公司生产的PI膜主要分为两类:一类是厚度在25微米以下的超薄型,另一类是50-100微米的厚型薄膜,其基础型号的薄膜售价就高达每卷1万元。
电子领域的 "黄金薄膜"
当聚酰亚胺制成膜后,除一般工程塑料所拥有的高机械性能、耐化学性外,最独特的就是其优异的柔韧性(100-200MPa)、热稳定性(500-600℃)、电绝缘性(高介电强度+低介电常数)、气体阻隔性、耐油性。因此非常适用于柔性电路板、柔性显示、折叠屏、电气绝缘器件等,从而满足其高散热、弯曲、折叠、轻薄、缠绕、伸缩等特殊要求,因此它曾一度被评价为 没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术。
在热门的5.5G/6G领域,PI的介电性能可以通过氟化物配方降低介电损耗,在10-15GHz频段甚至能与LCP性能媲美,如日本钟渊化学曾推出的高耐热PI薄膜产品Pixeo™ IB,高频段的介电损耗低至0.0025。在电磁屏蔽领域,PI膜作为复合膜也备受关注,通过与其它导电材料复合,在获得超高电磁屏蔽效能的同时,还具有高稳定性和耐用性,非常适合极端户外电子设备。
PI膜虽然是最早商业化的产品形态之一,但我国长期需要进口,它与碳纤维、芳纶纤维一起,一度被认为是制约我国发展高技术产业的三大瓶颈性关键高分子材料,其难点主要在于合成和加工成型。合成难点在于原料PAA(聚酰胺酸)树脂为溶液,而非熔融材料,成膜过程必须同步完成亚胺化化学反应与物理加工,这会挥发腐蚀性气体。加工成型难点在于薄膜拉伸倍数受限,拉伸温度高,生产效率低,工艺窗口更窄,技术门槛高。
曾经我国企业在PI膜生产的三个关键阶段全部受限(单体合成、聚合、拉伸),但近年来,国内涌现了一批PI膜生产企业,逐渐打破国外垄断。
比如最近启动IPO的株洲时代华鑫,其瞄准的也是高端电子级PI膜。该企业在2017年建成了国内首条化学亚胺法PI薄膜生产线,也是全球首家开发出90微米以上超厚型导热石墨原膜的企业。其产品包括透明聚酰亚胺薄膜、耐电晕聚酰亚胺薄膜、超尺寸稳定型聚酰亚胺薄膜(IC封装)、普通稳定型聚酰亚胺薄膜(FPC)、导热石墨用聚酰亚胺薄膜。
上个月,国风新材投资建设的电子级聚酰亚胺膜材料项目中的化法电子级聚酰亚胺薄膜生产线成功投料试车。该项目共涉及5条电子级PI膜产线,1条为化法电子级PI膜。投产后,国风新材聚酰亚胺薄膜年产能将达到1600吨。国风新材建成及在建的聚酰亚胺项目生产线共计 12 条、中试试验线 1 条。
3月中旬,博雅聚力(舟山)特种材料有限公司 投资5亿元建设的高性能聚酰亚胺树脂及薄膜项目主体结构已全部完工,预计于10月正式投产,建成后将年产12600吨高性能聚酰亚胺树脂及600吨电子级聚酰亚胺薄膜,预计年产值达6亿元。4月,合作伙伴北京大学裴坚团队利用博雅聚力的透明聚酰亚胺(CPI)为基底,成功开发出柔性导电薄膜,实现柔性基底上的高精度可控掺杂,文章以Light-triggered Regionally Controlled n-Doping of Organic Semiconductors为题发表在国际顶级期刊Nature上。
年初,广西菲玛特科技有限公司高端电子级聚酰亚胺薄膜扩产项目也首次公开,该项目计划建设8条热法宽幅双拉线、4条催化法高端PI薄膜生产线等配套设备。项目预计年产4400吨高端电子级聚酰亚胺薄膜。
由于国外公司对中国只销售PI膜产品,不出售生产线,因此PI膜设备也需要国产化突破。桂林电科院近期也透露,目前正在研发的国内首套光学显示偏光片用薄膜生产线,能够有效弥补国内高端光学薄膜的供应缺口,打破国外垄断,推进高端薄膜装备国产化。该公司曾开发出的PI薄膜生产线是国内首台(套)重大技术装备产品,解决了我国航空、航天等应用领域对宽幅PI薄膜的需求。
除PI膜外,高端PI在半导体领域也颇受关注,比如在上月,日本旭化成向部分客户发出供应调整通知,拟收紧其液态感光性聚酰亚胺(PSPI)材料供应。该产品在半导体封装领域主要应用于元件表面保护层、凸块钝化层及RDL绝缘层。此外还用作可用作飞机隔热材料及绝缘材料,以及OLED显示用光刻胶。这一高端PI材料也逐渐被国内的波米科技、艾森股份、八亿空间、鼎龙股份、万润股份逐渐打破垄断。
国内聚酰亚胺企业和科研团队的技术突破不止于此,在导热系数瓶颈、生产工艺、高端应用场景、绿色材料多领域都有突破。
导热系数瓶颈方面,北京科技大学查俊伟教授团队,通过构建多层3D多孔复合网络和诱导界面处类晶相自组装效应的新思路,发展了一种三明治结构的低介电-高导热多孔聚酰亚胺复合薄膜,将其导热系数突破了10 W/m?K。
生产工艺方面,国风新材还在其生产中引入了AI算法,对传统的流延成型工艺进行深度优化,成功将薄膜厚度均匀性提升至 2m,生产效率提高了 30%。瑞华泰通过 1000mm 幅宽连续双向拉伸 工艺,成功实现了电工级 PI 膜的大规模量产,良率高达95%。长阳科技在透明 PI 膜量产方面取得了重大突破,建成了年产 100 万平方米 CPI 薄膜产线,透光率达92%。
高端应用场景方面,东营欣邦电子的耐电晕PI膜在新能源汽车驱动电机中应用,电机寿命延长20%。瑞华泰与华为开发的光学级CPI膜,则用于折叠屏手机,解决了传统玻璃盖板易碎的问题。奥克控股的氟化无色透明PI膜,则用于卫星太阳能电池基板。
绿色材料方面,长春黄金研究院的生物基PI材料已取得重大进步,生物基含量高达30%,计划2026年量产。
据第三方数据显示,2024年,中国的PI薄膜产能已达到约8186吨/年,预计到2026年将进一步增加至 9650吨/年。
虽然国内企业取得了巨大的成就,但在全球有近百家PI供厂商中,大部分市场份额仍被国外龙头所占据,国外供应商主要有杜邦、宇部兴产、钟渊化学、PIAM(阿科玛收购其54%股份)等,这几家就已占据了全球80%的高端PI膜市场。国内除中科玖源外则有瑞华泰、时代新材、国风新材、桂林电科院、长阳科技、青岛达亿星、无锡顺铉新材料、万达微电子、宁波博雅聚力、菲玛特科技、欧亚新材、辽宁奥克华辉、中天电子材料、常熟中讯航天绝缘材料、溧阳华晶电子材料、宜兴创聚、达迈科技(中国台湾)等。国内企业中,除少数龙头外,所提及的大多中小企业,产品多以电工级PI薄膜为主。国内目前电子级PI膜仍旧产能体量较小,离真正的自主可控仍旧有一段距离,同时,技术创新方面如覆晶薄膜用PI、热塑性PI等也有待进一步突破。