在前段阵列工艺中,刻蚀机价值量最高,单机价值量约1500万美元。在中段成盒工序中,蒸镀机是成盒段的重要组成部分,也是最昂贵的设备,技术壁垒极高。蒸镀机制造龙头厂商日本Cannon Tokki年产能约十台,单机价格约1．14亿美元。
面对OLED面板生产设备上的差距,我国头部企业选择正面突破生产技术难点的同时,也寻求以新的显示技术实现弯道超车。
例如,TCL华星母公司TCL科技2020年研发投入65．4亿元,占营收8．85%,在OLED领域的公开专利数量位列全球第四。
同时,TCL通过与旗下的JOLED合作,推进印刷OLED的量产技术研发,生产出全球首款基于印刷技术的可卷绕柔性OLED样机,突破了传统蒸镀技术的壁垒。
此外,TCL在量子点领域的公开专利数量居位全球第二,寻求通过量子点技术下QLED实现对OLED的超越,
《智能相对论》认为,虽然我国面板生产商在LCD面板上站稳了脚跟,在OLED遇到的生产工艺难题也有多种方式解决,但这仍然只是停留在生产端的难题,上游显示材料才是最难突破的领域。
最后一段路,也是最漫长的路
无论是哪种显示技术和生产工艺,缺少了显示材料都将是无米之炊。
显示材料生产商的毛利普遍高于面板生产商,而我国显示材料国产化率低,海外巨头垄断着核心技术和产能。
LCD和OLED共同需要的显示材料主要有玻璃基板、驱动IC、偏光片、光刻胶、彩色滤光片等8种。
玻璃基板作为核心面板材料之一,直接影响着显示面板的分辨率、透光度、厚度、重量和可视角度等指标。
由于面板制作过程中伴随高温高压、酸碱性变化的特殊环境,因此对玻璃基板的平整度和杂质含量都有极高要求,具有很高的技术壁垒。
海外玻璃基板厂商的设备基本上都是自主研发,并对成品良率等关键技术严格保密,热端关键材料严密封锁,新进入者很难实现自主突破。
根据新材料在线和智研咨询的统计,2018-2020年,美国康宁、日本AGC、NEG三家公司的玻璃基板市占率保持85%以上,我国约占10%的市场份额。
我国玻璃基板厂商依靠人工、运输和燃动力成本低的优势,在低世代线的产能上实现了较快增长,但能够生产高世代和OLED玻璃基板的厂商较少,产能增长缓慢。
偏光片直接影响着面板的成像效果,由于是PVA膜、TAC膜、保护膜、离型膜和压敏胶等多种材料复合制成,涉及的材料多、工艺环节多,上游基膜材料也被海外企业垄断,技术壁垒同样很高。
此外,下游面板生产商对于偏光片的认证周期长,要求高,一旦认证通过不会轻易更换供应商,这也加剧了偏光片行业的垄断。
目前,偏光片市场主要由LG化学、住友化学、日东电工、三星SDI等日韩厂商主导,据AVC统计,2020年,4家公司市占率约79%,我国企业约占5%的份额。
近年来,我国企业主要通过合资建厂和收购海外偏光片企业现有产线的方式来扩大产能,但核心技术的突破进展缓慢。
显示驱动芯片是联结处理器和显示屏的桥梁,负责驱动显示器、控制驱动电流等重要功能。
芯片作为半导体产业上的“明珠”,本身就涉及庞大的产业链,硅片生产、芯片设计、晶圆加工、封测等环节都需要世界各地企业分工协作完成,其中硅片生产和晶圆加工环节对设备和工艺都有很高要求。
目前显示驱动芯片制程范围较广,涵盖28nm到150nm工艺段,芯片越小,制程越先进,技术壁垒也就越高。
根据Omdia和CINNO Research的数据,2020年,不同尺寸面板的显示驱动芯片市场主要被三星、Magnachip、Silicon Works和中国台湾的联咏、奇景光电、奕力科技等厂商主导,占据了超80%的市场份额,我国大陆企业总体份额不到5%。2021年,随着合肥晶合、中芯国际的产线落地,驱动显示芯片的晶圆产能份额将提升至世界的20%。
面对面板材料领域存在的问题,我国面板生产企业加速布局产业链上游。TCL于今年3月组建半导体部门,5月成立TCL微芯科技作为半导体业务平台,主攻半导体芯片设计、半导体功率器件等领域。此外,通过旗下TCL资本,投资了116个项目,涉及新型显示、半导体核心材料及生产设备。
《智能相对论》认为,我国玻璃基板、偏光片和显示驱动芯片等核心显示材料面临的困境,是整个半导体产业在上游原材料共同面临的难题,企业以点带面寻求突破至关重要,但同样也离不开资本的助力。
近年来,半导体国产替代热潮带动下,各路资本纷纷涌入。2014年我国成立国家集成电路产业投资基金,一期1400亿已完成投资,2019年成立二期,募资超2000亿,2021年进入投资阶段。在产业资本的带动下,民间投资积极涌入,据云岫资本统计,2020年民间半导体投资超1400亿,比2019年增长近4倍。
政府、企业、资本以及全体国民对半导体国产化都给予了足够的重视,资本市场进入了快车道,但核心技术的突破不能浮躁,需要沉下心来在基础材料科学研究、高端生产工艺以及技术专利积累等方面长期的投入。
半导体显示最后一段国产化之路,也是最艰难漫长的路,靠的是对科研长期的坚持。
结语
我国企业的发展历史当中,从来不缺从1到N的模式创新,也不惧怕低毛利市场里的惨烈竞争。当战火烧到产业链的上游,核心技术面对着一扇扇关闭着的大门的时候,从0到1的科学创新仍然难以绕开。
未来随着半导体国产化热潮的推进,半导体显示上游将汇集更多的资金投入到研发当中,资金充裕的中国半导体将以何种路径突围,我们拭目以待。
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