(天下網商記者 張超)昨天,安徽蚌埠下線了一塊2.2米×2.5米的玻璃,吸引了全世界的目光,因為這不是一塊普通的平板玻璃,而是8.5代TFT-LCD玻璃基板。
這背後是中建材旗下凱盛科技投資建設的中國首條自主研發8.5代TFT-LCD玻璃基板生產線,標誌著我國高世代液晶玻璃基板「零」的突破,對於我國液晶面板的產業配套、行業發展都有著重要意義。
玻璃基板被美日企業壟斷
TFT-LCD(薄膜電晶體液晶顯示屏)是LCD大家族中的一種。
TFT(薄膜電晶體)技術誕生於上世紀九十年代,主要是在玻璃或塑料基板等非單晶片上(也可以在晶片上)通過濺射、化學沉積工藝形成製造電路必需的各種膜,之後對膜進行加工,最後再由基板和膜貼合,內充液晶製成TFT-LCD。
因為TFT-LCD與半導體製程一樣需要真空蒸鍍與蝕刻,所以玻璃基板與矽晶圓相似,必須要能忍受強酸強鹼的腐蝕以及高溫的製程環境,因此玻璃基板在TFT-LCD的生產中,扮演了一種高精密透明電子零件的角色,約佔液晶顯示器件生產成本的4%。
隨著普通消費者對LCD顯示屏的顯示質量要求變高,相應增加了面板廠商製備的工藝難度。比如,市場上主流厚度小於1毫米的超薄基板玻璃,相關的生產、運輸和加工,不光對玻璃基板的表面精度要求高,更拉高了對其性質的標準。
目前,基板玻璃的主要製造工藝有流孔下引法、溢流法和浮法3種。
流孔下引法生產的基板玻璃加工難度大,並不太適合液晶面板用途。剩下兩種主流的製作工藝中,各有優缺點。
溢流法主要是美國康寧公司在用,缺點是難以做高世代大尺寸基板玻璃,且產能較小;浮法是日本旭硝子(AGC)等公司採用的技術,雖然可以擴大基板玻璃面積,降低單位成本,但還需要進行拋光等再加工(我國的首條8.5代TFT-LCD玻璃基板生產線使用的就是浮法)。
玻璃基板製造工藝複雜,是典型的技術、資本雙密集型行業,核心技術此前只被少數國家所掌握。
根據統計,全球玻璃基板的主要供應商為美國康寧(Corning)、日本旭硝子(AGC)、日本電氣硝子(NEG)及日本板硝子等企業,這些美日廠商佔據了市場94%的份額,其中康寧佔據了50%的份額。
玻璃基板行業的中國力量
TFT-LCD行業中,一般按照產品尺寸進行世代劃分。
比如5代線是1100毫米×1300 毫米,6代線是1500毫米×1850毫米,8.5代線是2200毫米×2500毫米。
5代線主要用於手機、平板電腦等移動終端設備;6代線主要用來生產筆記本或顯示器的液晶屏;8.5代線主要用來切割大尺寸液晶電視的顯示屏,可以切割6塊55英寸屏,是最經濟的切割方式。
業內通常認為,6代線及以下為低世代,8.5代線及以上為高世代,因為高世代的玻璃基板能有效提升大屏幕液晶面板的良率以及產出率,同時降低生產成本,市場對於8.5代及以上高世代玻璃基板的需求日益提升。
此前,其實中國已經有企業在玻璃基板行業進行了探索,比如彩虹集團,東旭光電、中國建材等,但基本上都集中在4.5代-6代等低世代,其中彩虹集團和東旭光電掌握了溢流法生產技術,能夠實現批量生產6代及以下尺寸玻璃基板。
另外,彩虹集團和東旭光電也在探索高世代玻璃基板的生產,在2017年,彩虹集團和美國康寧合作,分別在鹹陽和成都建設一條8.6+代玻璃基板後段加工生產線;東旭光電也與日本電氣硝子在福清建立8.5代線玻璃基板加工廠,進行的都是類似來料加工式的後段加工。
中國打破壟斷完善行業配套
根據不完全統計,目前全球主要的LCD面板企業約有12家,中國佔了9家,而LCD領域最先進的技術是10.5代線,全球共有4條線,全在中國,其中2條是京東方的。另外規劃中的8條高世代線,有7條在中國。
中國光學光電子行業協會液晶分會資料顯示,2018年,中國大陸地區對玻璃基板的需求量約為2.6億m2,其中8.5代玻璃基板的需求量為2.33億m2,而國產TFT-LCD玻璃基板年供給量不足4000萬m2,且均為6代線及以下。到2020年我國8.5代及以上TFT-LCD玻璃基板市場需求將超3億m2,佔全球總需求量49.6%。
數據表明,中國的液晶面板行業發展迅猛,但是作為配套的玻璃基板行業卻明顯被「卡脖子」。甚至有資料顯示,因為相關技術掌握在美日企業手中,這些企業的利潤空間達到了40%以上。
除了利潤被國外企業吞噬,更可怕的事實就擺在眼前,因為日本對韓國限制出口「氟聚醯亞胺」「光刻膠」「高純度氟化氫」等半導體和顯示面板核心材料,導致韓國國內半導體和面板行業生產大受影響。
如果類似的情況在玻璃基板行業中發生,那麼中國液晶面板行業同樣會陷入危局。
而我國的首條8.5代TFT-LCD玻璃基板生產線,經過了3年多持續攻關,先後攻克了能夠同時滿足理化和工藝性能的玻璃基板化學組成與配方,創新開發出具有中國特色的液晶玻璃基板超薄浮法新工藝,實現了窯爐、錫槽、退火窯等關鍵裝備的國產化開發。
8.5代TFT-LCD玻璃基板生產線實現工業化生產後,有利於完善我國液晶面板產業配套、打破國外壟斷甚至降低成本,另外也標誌著我國成為繼美國、日本之後,全球第三個掌握高世代TFT-LCD玻璃基板生產技術的國家。