近日,AI芯片龙头英伟达CEO黄仁勋,在美国拉斯维加斯国际消费类电子产品展览会(简称CES)上发布了全新的RTX 50系列显卡,此消息一出,立刻霸榜微博热搜。
RTX 50系列显卡中GeForce RTX 5090 GPU拥有920亿个晶体管,提供每秒超过3.352千万亿次AI操作的计算能力,是迄今为止最快的GeForce RTX GPU。RTX 5090的核心是Blackwell GB202 GPU,旨在通过新的GDDR7内存技术和潜在的512位内存总线提供强大的功能,性能比上一代RTX 4090高出了2倍。
据业内人士称,NVIDIA GeForce RTX 5090有望成为消费级显卡历史上最重要的产品之一,代表着性能、AI功能和游戏逼真度的新时代。那么,性能如此强大的RTX 50 显卡这和塑料行业有什么关系呢?其实塑料在显卡等半导体产品上的应用很广泛。这些塑料材料包括但不限于PP、ABS、PVC、PBT、PC、PPS、PEEK、PAI、COP等。
随着显卡性能需求的日益提升,对高性能塑料材料的需求也随之攀升。特别是在追求更高散热效率、更强耐久性和更精细制造工艺的背景下,液晶聚合物(LCP)材料逐渐成为了科技业界的关注焦点。英伟达GeForce RTX 3090系列、微星Gaming X Trio系列、技嘉的AORUS XTREME系列显卡都不同程度上使用了LCP材料。相比传统塑料,LCP能在更高温度下保持稳定的物理性能,减少热膨胀对显卡结构的影响,同时降低噪音,提升用户体验。
LCP成新材料中“明星选手”
LCP,即液晶聚合物,是一种高性能特种工程塑料,由刚性棒状分子链构成,能在特定条件下展现液晶态特性。它具有一系列优异的性能,例如具有高强度、高模量、优异的成型加工性能、突出的耐热性、低吸水率、优异的阻燃性、极小的线胀系数、优良的耐燃性、电绝缘性、耐化学腐蚀性、耐气候老化、能透微波以及低介电常数和介电损耗因数等特点。
LCP 材料根据耐热等级可分成三种类型。可分为 I 型、Ⅱ型、III 型。I型 LCP 材料是高耐热级,成型温度高,热变形温度在 320℃左右或更高,可用于连接器等电子电器领域。Ⅱ型 LCP 材料是中等耐热级,具有与通用级工程塑料相近的耐热等级和成型加工温度,热变形温度在 220℃以上,且由于其加工性好,通常用于生产 LCP 薄膜。III 型 LCP 材料是一般耐热级,耐热温度较低,价格低,可用于散热风扇、连接管等。
根据Prismane 咨询的数据,LCP 下游应用领域中,电子电器和消费电子占比最高,二者合计占比达 80%,工业、汽车、医疗领域分别占比约 7%、6%和 4%。从地区分布来看,根据华经产业研究院的数据,2021 年我国 LCP 消费占全球总额约 50%。受“新基建”拉动,我国 LCP 需求还将持续增加。
根据形态划分,LCP 产品可分为注塑产品、薄膜产品和纤维产品,其中注塑产品主要应用于高频连接器、散热风扇等,薄膜产品主要应用于天线柔性电路板基材等,纤维产品主要应用于高速传输线等,受5G通讯和消费电子的快速增长推动,LCP的需求增长空间很大。
我国LCP产业起步较晚,
海外巨头占大部分份额
鉴于我国LCP产业起步较晚,其生产规模及技术水平与国际先进企业存在一定差距,因此国内对该类材料的需求主要依赖进口。早在 1937 年,BAWDEN 等人在烟草花叶病毒的悬浮液中观察到液晶态,意味着首次发现液晶高分子。1970年左右,美国杜邦公司、塞拉尼斯公司、日本住友公司等先后生产出液晶高分子产品。而我国 LCP 的研究起步较晚,2003 年,复旦大学卜海山教授取得液晶高分子材料制备方法专利。2013 年其建成了年产 2000 吨的 LCP 树脂产能,实现量产销售。
LCP 无论在树脂合成还是在成膜工艺方面均有较高的技术壁垒,海外巨头占据全球大部分市场份额。截至2023年,全球LCP的年产能估计约为30,000吨左右。主要生产商包括住友化学(Sumitomo Chemical)、宝理塑料(Polyplastics)和东丽(Toray),这些公司在全球尤其是亚洲地区占据较大市场份额。
国产化加速!
金发、普利特、沃特股份等都在布局
LCP材料在2021年我国的自给率仅为19%,随着技术和工艺的进步,我国逐步涌现出一批能规模化提供优质 LCP 材料的国产企业,国产替代前景广阔。代表性企业有金发科技、沃特股份、普利特等。
金发科技是国内特种塑料行业的重要参与者,LCP是其产品系列之一。公司不断改进材料性能,致力于在高性能工程塑料领域保持竞争力。金发科技的LCP产品特点是具备优异的尺寸稳定性、耐高温性和机械强度,适合电子、电气、汽车等高端行业应用。公司以国内市场为主,同时积极拓展国际市场,特别是在电子电气和汽车领域中建立了长期合作。
沃特股份是国内LCP的佼佼者,其自 2014 年收购韩国三星精密化学 LCP 项目后,历经“外来引进、消化吸收、自主创新”等多个阶段的技术创新发展,已经具备较强的竞争能力,并于 2021 年成为国内 LCP 产销量最大的厂商,为英伟达和华为供货。目前,沃特股份拥有LCP合成树脂产能5000吨,包括在建产能建成后将具备年产25,000吨LCP树脂能力。近期沃特股份向投资者透露,公司LCP重庆工厂试生产即将结束,即将成为全球新增可使用产能最大的LCP供应商之一。
普利特于2007年开始研发LCP材料,是国内首家LCP树脂聚合产业化企业,于2018年开始研发LCP薄膜产品,2019年布局LCP纤维产品,目前普利特在LCP领域实现全产业链布局,是全球唯一一家同时具备LCP树脂合成、改性、薄膜和纤维技术及量产能力的企业。
展望未来,随着科技进步和电子电器行业的蓬勃发展,对高性能材料的需求将持续增长。而液晶聚合物(LCP)材料凭借其高强度、高耐热性等独特优势,将成为满足这些需求的关键材料之一。金发科技、普利特、沃特股份等国内企业在LCP材料领域的积极布局和不断创新,将为我国在这一领域的国产替代和产业升级注入强劲动力。
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