在被韓國三星、LG壓制十年之後,中國在半導體顯示領域如今終於迎來了一次對韓國企業換道超車的機會,取得這一重大突破的,是中國柔性電子領域的開創者柔宇科技。
柔宇科技,該公司是全球第一家實現了全柔性屏量產和摺疊屏手機出貨的公司;在柔宇推出首款全柔性摺疊屏手機FlexPai之後,包括三星等在內的國際大牌廠商也隨之跟進,推出了Galaxy Fold等柔性摺疊屏手機,而隨著各大主流廠商的先後介入,柔性顯示技術實際上已經拉開了替代OLED硬屏的技術迭代大幕。
著名經濟學家劉姝威近日對外表示,「柔宇通過技術創新開創了一個全新的柔性電子產業,在全柔性顯示屏和全柔性傳感器等以柔性電子集成技術為核心的領域,柔宇實現了多個世界級的裡程碑式突破。」
而柔宇並非一家單純的半導體顯示廠商,該公司一直致力於開發各種柔性可自由摺疊、彎曲的各種全柔性半導體技術的開發。
柔性技術開啟全球半導體顯示技術新革命
在過去20多年裡,全球顯示面板技術已經完成了從傳統CRT到LCD再到OLED兩次迭代。種種跡象表明,在當前OLED應用與產線建設大行其道的同時,全球顯示面板行業已經悄然開啟了由OLED硬屏向可摺疊全柔性屏的第三次迭代。
何為真正意義上的柔性屏?
很多消費者和行業人士將傳統OLED固定曲面屏也稱之為「柔性屏」,這實際上是一個宣傳導致的認知誤區。事實上二者存在本質區別。固定曲面屏屬於OLED一次成型,早在2015年韓國三星就已經率先量產固定曲面屏OLED智慧型手機,而真正的柔性屏(為了與固定曲面屏以示區別,行業現稱之為「全柔性屏」)是像玻璃紙或者塑料薄膜一樣在用戶手裡可以反覆可靠彎折數十萬次——只有它才可以成為摺疊屏手機的屏幕,無論從技術難度還是應用場景來看,全柔性屏相對於目前主流的OLED固定曲面屏(即俗稱的「柔性屏」)都是完全不同的兩個品種。
在技術層面上,由於極為特殊的物理特性,全柔性可摺疊面板對材料、化學和電子工程技術的要求之嚴苛,絕非當前主流的OLED硬質面板可比。它要求有一定的韌性與強度來承受反覆彎折和拉伸,還要保證透光性、耐高溫、耐老化、抗衝擊、防水、平整度,同時還要耐磨耐刮擦等等。並且,在反覆彎折過程中還要保證膜層當中的精密傳感和顯示線路的穩定不被破壞。全柔性屏的極高技術難度,從三星的第一代摺疊手機出現的系列質量事故便可窺見一斑。因此可以毫不誇張的說,全柔性屏完全是全新一代技術下的產物。
在應用層面上,全柔性顯示由於具有向下兼容的特性,其應用場景遠遠比當前主流的固定曲面屏更廣闊。它既可以當正常的OLED剛性屏使用,更可以在必要時隨著物理空間任意摺疊,這是一次用戶體驗上的顛覆性突破。在5G、物聯網技術和應用普及到一定程度之後,全柔性顯示屏的應用場景將會無處不在:智慧型手機、智能家居家電、智慧辦公、飛機汽車甚至衣帽箱包服飾,這些常見領域都將給全柔性面板提供廣闊的應用空間。
柔性ULT-NSSP技術反超韓國,我國「一芯一屏」獲重大突破
作為半導體領域的核心產業,顯示面板被視為「一芯一屏」的國之重器,一直是各國政府傾力扶持的戰略產業高地。過去十餘年,中國企業的顯示面板技術雖然一直受韓國三星等巨頭的長期壓制,但雙方在規模和技術上的差距都在持續縮小。
從劉姝威透露的信息來看,柔宇的柔性電子技術領域尤其是在柔性半導體顯示領域的突破上已經取得不俗的成就:目前,柔宇已經擁有了3000多項核心技術自主智慧財產權,尤其在柔性顯示方面,柔宇自主創新開發的超低溫非矽製程集成技術,即ULT-NSSP技術,已經在全球範圍內成為與三星的傳統多晶矽技術LTPS並駕齊驅的全新技術路線。
公開資料顯示,柔宇在柔性半導體顯示領域的ULT-NSSP路線是一條完全自主的原創技術路線,與三星相比,柔宇這條全新的技術路線有效精簡了柔性顯示面板的核心工藝製程,使得量產良品率和產品彎折可靠性大幅提升,同時投資成本和生產周期也顯著降低。
簡單來講,三星採用的技術路線主要採用傳統液晶屏和曲面OLED屏使用的多晶矽做背板集成電路,而矽的物理特性決定了它在柔性彎折可靠性和製造成本上具有先天的短板。柔宇採用非矽(到底是什麼材料屬於核心商業機密)繞開了矽固有的缺陷,傳統ltps需要的工藝溫度在450攝氏度以上,而柔宇的製程溫度比傳統ltps低200到300度。這意味著,柔宇的技術可以根據需求支持更多的材料選擇與定製。
據坊間一些股權投資機構盡職調研洩露出來的信息,柔宇的全柔性面板良品率在2019年就已經達到「競爭對手」傳統OLED硬屏的水平,比其他廠商全柔性屏良率高出近十倍;同時,由於製程工藝縮減尤其是所需曝光層數的減少,柔宇的全柔性屏較對手更輕、更薄、彎折可靠性更強、成本更低,在核心技術和關鍵性能參數方面,柔宇的柔性電子技術實際上已經遠遠走在了傳統顯示巨頭三星的前面。
技術優勢到市場優勢還有多遠?
「柔宇開啟了一條全新的柔性電子和柔性半導體產業新賽道。」在評價柔宇在柔性半導體顯示領域的突破時,劉姝威作出了如上評價,因為在此之前,柔性顯示在半導體領域一直都是技術界的無人區」。據市場預測,中長期來看,這個「無人區」未來的市場規模將是萬億級。
很顯然,在柔性半導體顯示這條全新賽道上,作為開創者的柔宇將不可避免地要與國際巨頭三星一爭高下,擁有技術優勢的柔宇能否撼動三星在顯示領域的霸主地位呢?
在分析人士看來,儘管全柔性顯示行業的前景一片光明,但無論是對於三星還是柔宇,或是其他正在進行相應全柔性技術跟進的中外面板廠商,大家需要共同面對的一個行業性問題就是:柔性顯示是一個全新的產業,一條全新的賽道,如何更快地拓展市場應用並讓消費者更好地理解其價值?
正是基於這樣的考慮,柔宇一方面不斷推動其柔性屏技術越來越成熟,另一方面也積極拓展行業應用,且已籤約了包括空客、LV、中興、格力、豐田、中國移動、順豐等500餘家這樣的國際級大客戶,除了摺疊屏手機、柔記智能手寫本、柔樹、柔性智能銘牌等消費級產品以外,還開發了一系列面向企業級的創新解決方案。
劉姝威指出,「從半導體集體電路、顯示屏、傳感器等核心器件上遊產業來看,其毛利潤率比下遊應用段通常高很多,而柔宇在技術難度極高的全柔性電子產業又有足夠高的上遊技術壁壘和眾多原創技術智慧財產權,其產品溢價水平理應高於傳統顯示屏,因此柔宇未來利潤率可能會非常有競爭力,一旦其產品和技術未來量產實現進一步提升,其盈利能力和市場前景將十分可觀。」
分析人士認為,目前的情況下,在全柔性面板技術領域,三星具有品牌和產品落地方面的優勢,而柔宇在技術突破上保持著相當的優勢。憑藉全柔性面板領域的非對稱性技術優勢實現國際市場競爭的逐步突破,這種可能性還是很大的。