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柔性屏里的未来什么样?

发布时间:2019/4/15 10:37:17   编辑:dxl
提要: 三星Galaxy Fold发布4天之后,华为也发布了全球首款5G商用折叠屏手机。据悉,华为这款折叠屏手机的屏幕供货商,既非韩国厂商,也不是前不久与小米打口水仗引发热议的柔宇,而是京东方。
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三星Galaxy Fold发布4天之后,华为也发布了全球首款5G商用折叠屏手机。据悉,华为这款折叠屏手机的屏幕供货商,既非韩国厂商,也不是前不久与小米打口水仗引发热议的柔宇,而是京东方。

此前华为和京东方已经是深度合作伙伴,华为Mate 20 Pro的AMOLED双曲面屏也是来自京东方。

京东方集团高级副总裁张宇在接受《中国新闻周刊》采访时证实了这一消息。“在显示器件的各项前沿技术领域,京东方都做了必要的技术储备。折叠屏就是其中之一。”

折叠屏手机对于消费者而言,是有限空间内更高的屏幕效率和区别化的用户体验。而对屏幕供应商而言,折叠屏手机是柔性显示技术的应用进阶。

截至2019年3月,国内屏幕供应商京东方、深天马、维信诺、TCL集团旗下华星光电等布局的柔性OLED生产线已有14条,投产时间基本在2018年到2021年之间,产能将逐步释放。

布局柔性显示

2019年世界移动通信大会点燃的折叠屏手机战火蔓延至今,多家手机厂商密集发布折叠手机计划。而将折叠屏手机由理想带入现实核心元器件——柔性屏,话题也热度不减。

所谓柔性屏,即柔性OLED屏幕。相较于LCD(液晶)技术,OLED(有机发光二极管)技术具有自发光、广视角、高对比度等优点。OLED按外形分类,可分为刚性屏和柔性屏。

柔性屏有哪些特质?先来做一道选择题,以下哪种情形会让柔性屏停止显示:第一种,置于煮沸的热水中30秒;第二种,用直径两毫米的金属细棍将柔性屏完全卷起来;第三种,用液压机对柔性屏施加四吨的压力。

7k彩票这是一块柔性屏在某节目科学实验的现场经受的三重考验。实验的测试结果是,以上几种方式都不能。这三项测试基本对应柔性屏抗高温、耐压、耐卷曲的物理特性。

7k彩票中国科学院院士、理论物理学家欧阳钟灿在接受《中国新闻周刊》采访时解释说,柔性屏的特性取决于支撑它的基板(PI),也就是一块厚度为10微米的塑料板,它是在玻璃基板上做一层玻璃胶,形成固体后再加一层PI溶液形成的。“在基板上再做有机发光、做各种半导体管制成柔性屏,总厚度仅为0。03mm。”相较之下,一张普通A4纸的厚度约为0。08mm。

这块比纸更薄、比乒乓球更轻的柔性屏来自京东方集团成都第6代柔性OLED面板生产线。2017年10月,这条生产线的量产打破了韩国企业在柔性显示领域的垄断。

京东方的前身是始建于1953年北京电子管厂,为中国第一个五年计划时期由苏联援建的156个重点项目之一。1992年京东方创始人、现任董事长王东升出任当时的厂长,对北京电子管厂进行股份制改革,1993年成立京东方并于1997年在深圳证券交易所上市。

在柔性显示领域,除了京东方以外,近年来国内深天马、维信诺、华星光电等屏幕供应商也在投资布局OLED产能,在武汉、上海、北京、固安等地分别投建第6代柔性OLED生产线。值得注意的是,半导体显示行业的世代线是根据玻璃基板的面积大小来划分,主要是为了适应不同尺寸的产品切割需求和提高切割效率,新旧世代线之间不是替代关系。

目前,作为新型显示技术的柔性显示已经发展成为未来显示技术主流趋势之一。但在技术方向还不明确的2013年,是否要布局柔性显示生产线,京东方在内部经历过争论。

这场争论聚焦于技术方向和产线风险,张宇对《中国新闻周刊》说道,“一方面从市场和技术前景看,柔性显示是未来的发展方向之一;另一方面,投建一条柔性生产线耗资四五百亿元,若投入后没有产出,对企业来说是难以承受的损失。”

这在中国显示发展史上曾有“血泪教训”。上世纪70年代开始,中国加紧布局CRT(电子显像管)技术,产能迅速扩张并培育了长虹、TCL、海信等世界彩电巨头,等到2004年液晶技术如潮水般替代CRT时,中国彩电工业遭受重度损失,再一次惨遭淘汰。有些耗资几十亿元建设的生产线,还未投产就打了水漂。

“半导体显示行业是高技术门槛的重资产行业,技术方向关乎企业生存,一旦跑错就可能回到原点。”张宇回忆,在2010年前后,业内对OLED技术是否要替代LCD技术——如同LCD替代CRT——有过大规模的讨论。

回答这个问题,王东升提出了“半导体显示”概念。他认为,液晶技术和OLED技术都是基于半导体显示技术上发展而来,存在延续性和共通性,两者是共存的关系而非替代关系。以当时布局较早的韩国三星电子、LG集团来看,OLED生产线基本都有由液晶生产线改造而来的情况。

从国际上来看,三星电子大约从2000年开始做OLED,2005年开始做柔性OLED,有十几年的生产工艺经验积累。

京东方在2001年建立AMOLED实验室,开始OLED技术的跟踪研究,到2013年已经能在实验室做出柔性显示产品,第一条全柔性生产线投建到量产用了两年时间。“在柔性显示的发展上,中国和日韩等国家已经是站在同一起跑线上了。”张宇说。

资本运作

在2000年之前,半导体显示行业经历了两次衰退期。不久,韩国企业和台湾企业异军突围。

目前,OLED面板市场基本由韩国三星垄断,占到市场份额的95%。2018年,京东方、深天马、华星光电、和辉光电等为主的国内厂商开始发力OLED产能,有机构预计,到2023年国内厂商的产能有望达到全球的40%。

据张宇介绍,半导体显示行业属于重资产、重装备、高技术、高风险行业,投资数额大、回报周期长。一般而言,建设一条生产线耗资上百亿元,从建设到盈利,需要五年以上,这段时期内企业的盈利能力非常弱,单纯依靠企业初期生产经营难以进行周转。

因而,在A股市场,半导体显示行业企业往往充满争议,地方政府青睐有加,而连年亏损又会受到公众的质疑。

维信诺公司副总裁黄秀颀在接受《中国新闻周刊》采访时表示,在新技术发展阶段和新产线建设和运营初期,由于前期投入较大,良率爬升周期等因素,都会造成企业在投入期阶段出现亏损,具体到各家企业的原因又各不相同。

维信诺脱胎于1996年成立的清华大学OLED项目组,最初以学校为创新主体,产学研结合,为促进实验室成果产业化于2001年成立维信诺公司,在2016年转向以企业创新为主体,进行重大资产重组后上市。

半导体行业有明显的逆周期投资特性,这在国际上也有经验可循。1993年到1994年间,行业进入下行周期时,几乎垄断世界市场的日本液晶生产企业因削减产量,给了韩国企业突围的机会,韩国企业以“逆周期投资”策略继续扩大产能直至将竞争者挤出,成功翻盘并保持绝对优势地位至今。

在2008年金融危机时,全球电子消费品市场严重下滑,国内半导体显示企业开始“逆周期”扩张产能。仍在亏损中的京东方连续布局了成都4。5代线、合肥6代线和北京8。5代线,进而使得全球主要TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示器)企业放弃对中国大陆的技术封锁,转而要求在中国大陆启动投建液晶高世代线目。华星光电也在2010年深圳光明新区投资建设8。5代液晶面板项目。

无论是风险较高的新世代线投建支出,还是企业经历下行周期时的逆周期投资,全球半导体显示行业发展都需要政府的资本参与和政策引导。

张宇向《中国新闻周刊》回忆了在早期京东方寻求银行贷款的经历:京东方的第一条五代线建设完大约在2005年前后投产,当年上半年一台17英寸显示器的价格在两三千元左右,而到年底就降到了1500元,几乎拦腰斩了一半,当时供应商停止供货,现金流紧张,银行贷款最多只能贷三年,没有长期贷款。

7k彩票最终,在借鉴国际产业发展规律、产业政策和金融资本的支持经验后,中国建设银行牵头联合七家银行组成银团,给京东方提供了十年的长期贷款。

京东方的经历反映了中国显示领域企业经历的发展困境和破局之路,长久以来形成了地方政府入股、银行贷款和公司出资的资本运作模式。

竞争与合作

OLED屏幕在iPhone X等智能手机的应用,加速了OLED技术产业化落地。随着制造设备和材料工程技术的发展,曲面屏、全面屏乃至可折叠屏幕在以智能手机为代表的移动终端的应用,加速柔性屏产业化应用进程。

从三星、华为等手机厂商公布的量产计划来看,2019年折叠屏手机的放量在百万级。有不少观点认为,柔性OLED的屏幕良率和产能问题导致折叠屏手机推广不及预期。

在张宇看来,柔性OLED面板产业尚处在起步阶段。当前,柔性OLED面板生产商共同面临的问题是材料和装备。“比如以上游材料来看,目前能提供一些材料的企业比较少。”

从制备设备来看,目前OLED面板制程的主要设备蒸镀机,大多来自日本和韩国企业,这也是国外企业在柔性显示领域更占据主动的主要原因。

华南理工大学材料科学与工程学院院长彭俊彪教授指出,制备柔性屏的上游材料稀缺,材料供应产业链比较弱,导致柔性屏的成本比较高。“高端材料基本还是靠进口,但是国内的上游材料已经在扩张布局,估计在一两年内就能有较好的发展。”

彭俊彪所在的华南理工大学团队,研究的是制备柔性屏的另一项关键技术——TFT背板技术。2009年承担国家科技部“863”平板显示重大专项后,团队逐步研发掌握了氧化物TFT背板关键技术(Ln-IZO TFT技术),规避了日本的技术专利。创维集团和华南理工大学联合成立了广州新视界光电科技有限公司,加速实验室成果转化。

除了材料、设备的桎梏,制备工艺上的差别是影响良率的重要因素。“即使是采购同一家厂商的材料,从同一家设备商订购设备,做出来的产品也是有差别的。比如在生产线的投建过程中,包括玻璃基板搬运、蒸镀、曝光等各项工艺环节中使用的材料及设备,都需要提前与供应商共同测试开发,有的甚至需要经过上几千次的调试。”张宇说。

目前,处于行业产能爬坡、良率提升时期,各家半导体显示企业的经验、管理模式以及使用的材料不尽相同。“从长远来看,随着工艺的精进和成熟,未来都是取长补短,虽然有很多是商业机密,但是最终会慢慢趋同。”彭俊彪说。

换句话说,这条赛道上的半导体显示企业,横向上是竞争与合作,而纵向上完善产业链需要产业协同。

迎接5G时代

7k彩票进入2019年,5G商用渐行渐近,各行业产业形态多维度升级,企业的商业模式及人们的生活模式都在酝酿变化,万物互联也是大势所趋。终端产品的交互体验往往能给用户最直观的刺激,比如华为的5G折叠手机Mate X可以3秒钟下一部高清电影,可以直播8K超清摄像头拍摄的巴塞罗那的海滩。

华为消费者业务CEO余承东在微博上说:“5G孕育高速畅想时代,折叠开启智慧未来。”

折叠屏的未来是否已来?在黄秀颀看来,目前折叠屏还没有很好的可放量的产品形态出现,硬屏和固曲在未来一段时期内还是主流,对于企业来讲,最重要的还是把现在的曲面屏、全面屏做好,具备大批量交付能力,同时去做未来新产品的应用开发,突破迭代技术。

7k彩票他把柔性显示划分成四个阶段,从固曲全面屏显示、固定单轴折叠到平行多轴折叠到全柔性显示,即可以任意折叠甚至拉伸。

7k彩票在张宇看来,柔性显示的想象空间是无限的,未来显示将成为物联时代信息交互的端口,屏幕将“随形而变”。“一个革命性的变化是各项综合技术达到同一点时引起的质变,比如智能手机的普及就是在通讯技术和液晶技术同时发展到一定时点,苹果三的发布刚好踩在这个时点。”张宇说道。

“万物互联自然推导出来就需要有万物显示,柔性显示又能够加速万物互联。”黄秀颀认为,柔性屏不再仅限于一块屏幕,它是交互的终端,重点是实现物与物的联结。柔性显示在智能家居、车载显示、虚拟现实、人工智能等终端产品的应用,屏幕无处不在,更贴近于“泛在屏”的概念。

彭俊彪更倾向于从技术角度展望柔性显示的未来,“从物理屏幕的角度来看,柔性显示基本上发展到一个顶点,从工艺上讲,未来印刷显示制造屏幕就像印报纸一样,Roll-To-Roll (卷对卷),成本降低、产能效率提升都是可预见的。”

中国科学院院士、华南理工大学分子光电材料与器件所长曹镛认为,印刷显示和柔性显示是未来的发展方向。“相当一段时期内,OLED和LCD仍将共生共存,相互补充,而不是完全取代。”他解释说,LCD和OLED谁占主导,取决于产品的性能价格比,由市场来决定。


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