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PEN薄膜即聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜，是以聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）为原料，采用挤出法制成厚片，再经拉伸制成的薄膜材料。其应用是PEN研究最多的领域，也是PEN最早投入到正常的使用中的产品。PEN薄膜除具有优良的高强、高模及热阻性能外，还具备优良的气体阻隔性、耐水性、耐放射性等特点，可用于磁带的基带、柔性电路板、电容器膜、F级绝缘膜等领域，此外，随着5G以及新能源发展的推动，对功能性薄膜的需求迫切，PEN薄膜在电子电气、新能源、光电显示、航空航天等新兴领域的应用也在不断拓展。
相较于PET，PEN薄膜具有较高的阻隔性、防水性、气密性、抗紫外线性、较好的耐热性、耐化学性、耐辐射性等，可大范围的应用于柔性电路板、绝缘材料等领域，其产品附加值高，极具开发前景。但目前由于PEN薄膜市场认知度较低，需求有限，因此其市场规模相对较小。
PEN薄膜属于技术、资金密集型行业，加之东洋纺垄断上游原材料PEN树脂的生产技术及市场，导致当前全球能够规模化量产并供应的PEN薄膜的企业仅有东洋纺。在国内市场，虽然中国较早进行过PEN树脂及薄膜有关技术的研究，但始终未能实现规模化生产，实验性质的小规模生产难以满足市场需求，因而国内PEN薄膜产品均为进口日本的东洋纺产品。另外，PEN薄膜的主要原材料是PEN，PEN行业技术壁垒较高，目前市场主要由日本企业垄断。且中国PEN行业起步较晚，由于技术积累不足、生产所带来的成本高等因素，中国PEN一直没有生产装置，国内PEN的供应处于空白。
在PEN薄膜销售方面，东洋纺为提升销售效率，扩大销售覆盖范围，在中国多地设立经销商，东洋纺在产品源头方面做控制和管理，因而，中国PEN薄膜行业竞争较为缓和。据新思界发布的《2023-2027年PEN薄膜行业深度市场调查与研究及投资策略建议报告》，2021年，中国PEN薄膜产能不到15吨。
新思界分析的人表示，PEN薄膜在柔性电路板、绝缘材料等领域有着比较广泛的应用，其终端涉及半导体材料、消费电子、电气在允许电压下不导电的材料等领域，其下业均为国家支持的行业。近年来，在相关产业政策的支持下，PEN薄膜下游产业发展较快，推动了PEN薄膜市场需求的增长。同时，随着5G、新能源等行业的发展，对功能性薄膜有了新的迫切需求企业加大其开发应用力度，PEN薄膜在电子电气、新能源、光电显示航空航天等新兴领域的应用不断拓展，进而带动其市场需求的增长。