銅箔產業概述和發展趨勢

2020-12-11 電子發燒友

銅箔工業概述 

廣義上的銅箔指厚度不大於0.15毫米的純銅及銅合金加工產品。印製電路板用的導體一般都是製成薄箔狀的精煉銅,即狹義上的銅箔。根據銅箔生產方法的不同一般可分為電解銅箔與壓延銅箔兩類。壓延銅箔更多得用作建築裝飾材料;電解銅箔95%以上用於印製電路板基材的製造。

銅箔工業發展史 

在銅箔方面,世界上的主要權威標準有: 

1. 美國ANSI/IPC標準(簡稱IPC標準) 

2. 國際電工協會IEC標準 

3. 日本工業標準(JIS) 

銅箔根據生產工藝的不同分為壓延銅箔(rolled-wrought copper foil)與電解銅箔(electrodeposited copper foil)。 

壓延銅箔是將銅板經多次重複輥軋而製成的。生產壓延銅箔的一般工藝流程為:銅錠→熱壓→回火韌化→刨削去垢→冷軋→連續韌化→酸洗→壓延→脫脂乾燥,這樣即得至壓延銅箔的毛箔。毛箔再根據要求進行粗化處理、耐熱層處理、防氧化的鈍化處理。由於壓延銅箔加工藝的限制,壓延銅箔的幅寬很難滿足剛性覆銅箔板(用於製造剛性印製電路)的生產需要,所以壓延銅箔在剛性印製電路板上應用極少;但是由於壓延銅箔屬片狀結晶組織結構,因此在柔韌性方面優於電解銅箔,所以壓延銅箔更多得用於撓性印製電路板;加之壓延銅箔的純度較高,表面更為平滑,利於製成印製電路板後的電信號快速傳送,因此近幾年高頻高速傳送、細線路的印製電路板也採用一些壓延銅箔生產出的覆銅箔板。 

電解銅箔是通過專用電解機,在圓形陰極滾簡(一般為一光亮不鏽鋼鼓形電極)上,通過電解作用,使硫酸銅(CuSO4)電解槽中的銅離子在圓形陰極滾筒上析出成型,其初產品亦稱為毛箔。緊貼陰極滾筒面的毛箔為箔的光面(通常稱為S面);毛箔的另一面呈凹凸形狀的結晶組織結構,為箔的毛面(通常稱為M面)。毛面需要繼續進行粗化處理等加工工續。由於電解銅箔屬柱狀結晶組織結構,所以多用於剛性印製電路板的生產製造。 

2016年中國銅箔行業運行情況

2016年,中國電解銅箔的產能達到32.8982萬噸,比2015年的28.4萬噸增加了15.8%,產能利用率提高到88.6%;2016年產量達到29.1599萬噸,年增長22.3%;銷售量達到29.0289萬噸;銷售收入達到197.178億元,年增長33.5%。

2016年中國FPC用壓延銅箔排名前4的生產企業產能達到7070噸,產量為3579噸(不含其他應用領域用銅箔),銷售量達到3490噸(不含其他應用領域用銅箔),首次突破了上千噸的市場規模。山東天和壓延銅箔有限公司的壓延銅箔銷售收入仍居國內壓延銅箔行業首位,2017年上半年產能比2016年增加了一倍。

2016年下半年及2017年上半年,全球範圍內的壓延銅箔需求量有較大增長,特別表現在全球壓延銅箔主要供應廠商出貨率的大幅提高。儘管如此,中國產銷壓延銅箔在全球同類產品市場的佔有率仍有較大提升。據估測,中國排名前4的壓延銅箔生產企業的電子級壓延銅箔(主要指FPC用壓延銅箔)2016年銷售量已約佔全球此類壓延銅箔銷售量的25.7%。

2016年中國電子銅箔出口量為1.5874萬噸,比2015年同期減少2.5%,出口額為1.1809億美元,同期增長率為-9.7%,電子銅箔出口額連續3年下降,出口價格為7439美元/噸,同比下跌了7.3%。2016年,銅箔進口量為11.4萬噸,比2015年增長了8.0%,和2014年情況基本持平。銅箔進口額為11.4733億美元,比2015年增長了5.3%。銅箔進口額的增長,也使得2016年的進出口貿易逆差同比增長了7.3%。

中國銅箔行業發展新特點新趨勢

從2016年起,電子銅箔行業出現了以往從未有過的局面,一方面,供應方可獲得更多盈利的鋰電池銅箔市場在快速擴大,出現了鋰電池銅箔市場供不應求的情況;另一方面,行業內外許多企業開始大規模投、擴建鋰電銅箔產品項目。這就造成了在2016年覆銅板及PCB業本身對銅箔需求穩定增加的情況下,電子電路銅箔供應的一度緊張。

國內電子電路銅箔的供應一度緊張的原因,除了全球銅箔生產企業一部分轉產鋰電銅箔外,還存在下遊CCL和PCB部分企業面對銅箔自2016年8月起的明顯漲價後,採購量和庫存量超過了過去常規數量的情況,還有少數供應商、經銷商囤貨。

從去年年底至今年4~5月,銅箔協會對銅箔行業的現有產能和2017年新擴建產能進行統計。結果顯示,2016年至2017年上半年,多家銅箔投、擴建的投資方,已認識到國內盲目投資的巨大風險,為此做了投資規模、品種計劃調整。部分企業轉向投、擴建電子電路銅箔項目。因此,在未來一年中,預計電子電路銅箔供應平衡局面將得以恢復,鋰電池銅箔的投、擴建計劃也將隨新能源汽車和儲能產業的發展變化而調整。

數據顯示,到2017年底,中國電解銅箔總產能將增加到45.43萬噸。其中,電子電路銅箔的年產量預計能達到29.24萬噸。2017年底,預計將新增電子電路銅箔5000噸/年以上的國內企業(包括外資在國內投建的企業)共4家,分別是江蘇產春化工、贛州逸豪、江西撫州、湖北中一科技。

國內約有2萬~3萬噸電子電路銅箔產能,可隨時轉為鋰電池銅箔生產。2017年二季度,電子電路銅箔由於市場需求、庫存釋放及同價等原因的變更,出現較大幅度的價格下跌,促使有的廠家又將一部分原電子電路銅箔產量轉為生產鋰電池銅箔。5月份,由於新能源汽車政策的落實,鋰電池銅箔市場形勢轉好,價格有所提升。7月,由於庫存釋放結束以及原材料價格的上漲,電子電路銅箔市場形勢轉好,價格也隨著提升,部分鋰電池銅箔生產廠家又轉回生產電子電路銅箔。

近一兩年海外電子銅箔企業(包括在中國國內投建的部分外資企業),在高頻高速銅箔、極薄銅箔、HDI板用銅箔、汽車板用銅箔、撓性板用高性能電解銅箔等品種上發展很快。他們的新品種更新換代步伐在加快,出現市場優勢更為明顯的態勢。我國銅箔企業如若在新的銅箔市場形勢下,不加快對電子電路銅箔技術推進的步伐,將會出現更大的技術差距。

隨著中國新能源汽車政策的實施以及新能源汽車生產量的迅速擴大,作為鋰離子電池負極載體用的銅箔,在近一年多來表現出了需求巨增的態勢。2016年,中國鋰電池銅箔年產能提高到7.0226萬噸,產量達到5.8837萬噸,佔國內整個電解銅箔產量的比例增加到20.2%。

目前,中國鋰電池銅箔產銷量增大及銷售利潤的提升,給銅箔企業帶來了經濟、產能利用率、國產銅箔配套設備佔有率及製造水平上很大的提高。

預計到2017年底,中國鋰電池銅箔的產能將達到16.19萬噸,比2016年增加130.4%。預計2017年中國鋰電池銅箔產量將達到14.6萬噸,佔全球2017年鋰電池銅箔總量的53.5%。未來幾年,中國鋰電池銅箔產能仍將快速發展,達到與電子電路銅箔同等規模。

當前,中國銅箔企業生產的鋰電池銅箔總體技術水平,仍與日本、韓國的先進水平存在較大差距。另一方面,如果不提高產品品質,會面臨被市場淘汰的危險。

新能源汽車的發展,要求動力電池組體積更小、功率更大。因此,為了提高鋰電池的能量密度,發展高品質更薄的鋰電池銅箔成為一種新的尋求潮流。6μm厚,甚至5μm厚規模的鋰電池銅箔需求量在不斷提升。而中國目前只有幾家銅箔企業能夠少量穩定生產和供應,其總量不足10000噸/年。可以說,開發和穩定生產高強度、高品質的5μm~6μm厚鋰電池銅箔,已成為擺在我們銅箔行業面前的重要課題。

銅箔的全球供應狀況

工業用銅箔可常見分為壓延銅箔(RA銅箔)與點解銅箔(ED銅箔)兩大類,其中壓延銅箔具有較好的延展性等特性,是早期軟板製程所用的銅箔,而電解銅箔則是具有**成本較壓延銅箔低的優勢。由於壓延銅箔是軟板的重要原物料,所以壓延銅箔的特性改良和價格變化對軟板產業有一定的影響。

由於壓延銅箔的生產廠商較少,且技術上也掌握在部份廠商手中,因此客戶對價格和供應量的掌握度較低,故在不影響產品表現的前提下,用電解銅箔替代壓延銅箔是可行的解決方式。但若未來數年因為銅箔本身結構的物理特性將影響蝕刻的因素,在細線化或薄型化的產品中,另外高頻產品因電訊考量,壓延銅箔的重要性將再次提升。

生產壓延銅箔有兩大障礙,資源的障礙和技術的障礙。資源的障礙指的是生產壓延銅箔需有銅原料支持,佔有資源十分重要。另一方面,技術上的障礙使更多新加入者卻步,除了壓延技術外,表面處理或是氧化處理上的技術亦是。全球性大廠多半擁有許多技術專利和關鍵技術Know How,加大進入障礙。若新加入者採後處理生產,又受到大廠的成本拑制,不易成功加入市場,故全球的壓延銅箔仍屬於強獨佔性的市場。

銅箔的發展情況

銅箔英文為electrodepositedcopperfoil,是覆銅板(CCL)及印製線路板(PCB)**的重要的材料。在當今電子信息產業高速發展中,電解銅箔被稱為:電子產品信號與電力傳輸、溝通的「神經網絡」。2002年起,中國印製線路板的生產值已經越入世界第3位,作為PCB的基板材料——覆銅板也成為世界上第3大生產國。由此也使中國的電解銅箔產業在近幾年有了突飛猛進的發展。為了了解、認識世界及中國電解銅箔業發展的過去、現在,及展望未來,據中國環氧樹脂行業協會專家特對它的發展作回顧。

從電解銅箔業的生產部局及市場發展變化的角度來看,可以將它的發展歷程劃分為3大發展時期:美國創建最初的世界銅箔企業及電解銅箔業起步的時期;日本銅箔企業全面壟斷世界市場的時期;世界多極化爭奪市場的時期。

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