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材料设备

它们,卡住了我国显示产业的脖子

2020年中国新型显示材料整体市场规模1288亿元,但数据的背后,却隐藏着我国从显示大国向显示强国转变过程中必须跨越的“鸿沟”。

记者近日在采访中了解到,我国新型显示产业上游的湿化学品、电子气体、靶材、液晶材料等已经具备一定规模,玻璃、偏光片有望快速提升,OLED材料、掩膜版、光刻胶则需要进一步补强。

OLED材料受制于核心专利短缺

据中国电子材料行业协会数据,2021年,全球OLED材料市场规模预计为33.6亿美元。市场主要被美、日、韩、德等海外企业垄断,主要厂商包括日本出光兴产、德国默克、美国UDC、陶氏化学、住友化学等,市场集中度较高。国内OLED材料尚处起步发展阶段,以鼎材科技、奥莱德、三月科技、阿格瑞等企业为主。

据记者了解,OLED材料的开发具有研发周期长、投入大的特点,国外材料厂很多都是化工行业龙头,OLED业务模块只占其中很小一部分,资金及可利用的资源很多。而国内材料厂大部分都是规模较小的企业,前期资金的投入如无成果产出,会让企业举步维艰,很难保证材料更替的持续性。以直接决定OLED 面板的显示效果和使用寿命的发光层材料为例,经历了能量利用效率较低的荧光材料,第二代成本较高的重金属配合物为代表的磷光材料,发展到现在,第三代材料是热活化延迟荧光材料(TADF)刚刚起步,目前处于研发阶段。

四川阿格瑞公司负责人在接受《中国电子报》记者采访时表示,由于前期国外材料厂核心专利形成专利垄断,国内厂商很难找到突破点进行有效专利布局,研发速度和成功率相对落后。

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四川阿格瑞公司拥有生产OLED材料的能力,一直深耕磷光发光材料,拥有OLED磷光材料的系列核心专利,另外在空穴传输材料、蓝光材料、金属TADF上也具备一定竞争优势。公司除了持续研发蒸镀用OLED材料,也提前布局溶液型OLED材料。

此外,国内面板厂目前还属于技术爬坡阶段,在OLED材料选用上存在某种程度的国外材料依赖性,因此暂时也很难做到像韩国一样对本土材料厂有那么强的技术支持和市场扶持力度。

中国电子材料行业协会常务副秘书长鲁瑾告诉《中国电子报》记者,随着有机发光材料终端产品的国外部分核心专利陆续到期,降低专利门槛,将吸引更多国内企业的进入,下游面板厂商也开始向上游进行业务布局,OLED材料市场的竞争恐将加剧。

高精度掩膜版全部依赖进口

类似于传统照相机的底片,高精度掩膜版是生产AMOLED及高分辨率TFT-LCD显示屏的关键材料。随着手机、平板电脑等移动终端向着更高清、色彩度更饱和、更轻薄化发展,平板显示光掩膜版的半导体层、光刻分辨率、最小过孔、CD均匀性、套合精度、缺陷大小、洁净度面临更高的技术要求。同时,电视大屏化发展和世代线的逐步增长决定了掩膜版的尺寸趋于大型化。当下,市场对高精度、大尺寸的掩膜版需求大幅增加。

Omdia数据预计,2025年我国显示面板用光掩膜版市场规模将增长至113亿元。据鲁瑾介绍,全球前八大平板显示用掩膜版厂商,有七家为国外厂商,分别为日本SKE、HOYA,韩国LG-IT,美国PKL,日本DNP,韩国三星以及日本TOPPAN,中国大陆的清溢光电位列第六位。

鲁瑾强调,国内产品在中高端掩膜版的市占率较低,明显低于国外厂商,G8.5代以上及AMOLED用FMM(精密金属掩膜版)及原料基板目前仍是国内行业短板。

清溢光电公司负责人在接受《中国电子报》记者采访时表示,半导体芯片和平板显示用掩膜版行业目前的国产化率还比较低。

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据记者了解,清溢光电合肥工厂聚焦中高精度AMOLED/LTPS用掩膜版,以满足中高端面板制造需求,随着合肥工厂逐步实现量产,未来市场占有率有望提升至整个国内份额的20%-30%。合肥工厂目前已经进行了涂胶线的布局,已经在一些高精度的掩膜版产品量产供应,打造竞争优势。

不过掩膜版是一个资金和技术双密集的行业,主要设备和原材料都需要从国外进口。虽然清溢光电是掩膜版行业中为数不多的具备修补、测量及贴膜等后段设备制作能力的企业,但高端的光刻及检查等设备国内还与国外有较大差距。

根据清溢光电方面介绍,在技术方面,国内的掩膜版产业起步较晚,通过十多年的追赶和沉淀,与国际前沿基本站在了同一起跑线,要超越还要更加努力。目前最大的难点是原材料供应方面特别是高端材料全部依赖进口,国内产业现状短期内难以突破。

光刻胶依旧是日韩企业的天下

面板行业的光刻胶分为正胶跟负胶,正胶作为抗刻蚀层起到保护衬底表面的作用,负胶也叫彩胶主要用于制作彩色滤光片,从而形成彩色显示画面。

中国电子材料行业协会数据显示,2020年国内TFT-LCD用光刻胶总体市场需求2.27万吨。CINNO Research预测,2021年中国大陆整体面板用光刻胶需求量在4.8万吨,同比增长将达约16%。目前中国大陆市场九成以上的光刻胶用量仍为液晶面板生产所需,随着OLED产能规模的扩增,预计至2025年OLED光刻胶用量比重将增至约20%。

光刻胶依旧是日韩企业的天下。据了解,光刻胶的主要生产厂商包括住友化学、JSR、LG化学等。不过近几年随着国内相关产业的发展,通过技术转移或者自行研发的方式,国内企业例如欣奕华、鼎材科技等正在加速发展。

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其中,阜阳欣奕华显示负性光刻胶已累计出货超过3000吨,成为中国大陆地区出货量最高的显示光刻胶头部企业。阜阳欣奕华方面在接受《中国电子报》记者采访时表示,光刻胶的壁垒主要在于验证周期长,成本高,面板厂产能紧张且测试成本高,验证往往需要一两年时间,技术壁垒高,被国外巨头垄断,国内缺乏高端研发人才。

据了解,欣奕华新开发的低温光刻胶产品可应用于OLED、AR/VR显示等领域,能满足目前所有PPI使用,可适应折叠、卷轴、AR/VR等多种形态变化的应用场景,实现了光刻胶材料应用领域的创新突破,属于国内首创。

鲁瑾表示,光刻胶整体仍高度依赖进口,亟需解决原材料问题、生产工艺与工程化、产品质量控制技术。低温光刻胶可替代OLED用圆偏光片,助力OLED技术发展,有望成为新的光刻胶增长点。

快评:从材料到产品,要做到“好材好用”

近年来,我国新型显示产业取得了关键材料不断突破、产业集聚不断加速、产业规模不断提升的革命性转变,但关键显示材料主要依赖进口、材料对技术与产业支撑引领性明显不足。

高端产品技术、核心专利、精细化加工能力、关键原材料卡住了显示产业上游的脖子。TCL华星表示,显示行业上游原材料的核心问题主要是高端产品技术累积不足;核心专利短缺,例如OLED发光材料等;精细化加工能力欠缺,如OLED升华提纯技术等;关键原材料短缺,例如光刻胶的色浆/树脂,高精度金属掩模板的超薄Invar合金等。

这些问题的解决都需要我国在关键显示材料加快发展,尽快打通堵点,解决“卡脖子”问题。包括专利技术上要研发高效、储备充足,工艺匹配上要磨合工艺、缩短试生产周期,量产稳定上要规模匹配和质量稳定等。

中国工程院院士彭寿表示,我国关键显示材料应突出“三用”发展。

一是强化原创性技术攻关,实现“有好材用”,高标准高要求布局建设光电材料国家新型研发机构,围绕大尺寸液晶显示、OLED、硅基微显示等加大力度部署一批战略性材料攻关项目,围绕量子点显示、元宇宙等积极布局一批储备性材料攻关项目,通过应用基础研究倒逼基础研究,通过基础研究引领应用基础研究,打造显示材料原创技术策源地,实现系列关键显示材料的自主供应。

二是强化生态性机制创新,实现“好材敢用”,由“材料”向“产品”的转变是一个系统性工程,重大材料与装备创新应探索新型合作模式,构建上下游企业创新联合体,通过优先导入、合理利益分享机制等加速实现首批次材料、首台套装备的导入应用与国产化替代,推动创新链、产业链的全产业链深度融合,打通从科技强到企业强、产业强、经济强的通道。

三是强化开放性市场竞争,实现“好材好用”,加速推动双循环是产业实现高质量发展的重要标志,我国显示材料发展要立足中国看世界、立足世界看中国,加快实施知识产权战略,围绕“卡脖子”显示材料与产品进行全球专利布局,鼓励国内开通专利、发明、标准的绿色通道,营造公平、公正、公开的国际化创新竞争环境,让中国“硬核科技力量”真正转化为核心竞争力与生态主导力。

责任编辑:卢梦琪


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