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国产高世代玻璃基板如何加速突围?

作者:李佳师来源:中国电子报、电子信息产业网发布时间:2017-08-18 10:32我要评论

图为彩虹G7.5液晶玻璃基板生产线

合肥飞往北京的飞机即将起飞,北京交通大学光电技术研究所教授徐征一手举着正在关机中的手机,一手指着已经点亮的机上个人娱乐系统,感慨地对《中国电子报》记者说:“很多人可能没有意识到,信息技术的每一次大变革都离不开显示产业的进步,如果我们今天还在用CRT显示,抱着‘巨大个’的计算机就不可能进入移动时代,如果没有触摸屏,也不可能迎来智能手机时代,而平板显示产业的发展离不开玻璃基板这个关键材料的支撑。”刚刚在合肥对彩虹股份承担的“G7.5 TFT-LCD基板玻璃关键工艺技术研发及产业化”、“G7.5 TFT-LCD基板玻璃智能成型装备研发及应用”等项目进行了成果鉴定,对于中国玻璃基板产业的发展,徐征十分感慨。

高世代(8.5代以上)玻璃基板的核心技术一直掌握在美日企业手中,尽管这些企业分别与中国企业建立了高世代玻璃基板的合作关系,但这些合资与合作主要集中在玻璃基板冷端的后段工序。中国应该如何发展高世代玻璃基板产业?中国高世代玻璃基板的国产化如何加速突围?如何协调中国玻璃基板企业与国外企业之间的竞合关系?

高世代玻璃基板

核心技术待突破

根据赛迪智库电子信息产业研究所的统计,2017年中国大陆共有4条11代面板线在建,同时多条8.5代线进入量产阶段,预计全年销售收入将超过2200亿元,显示面板出货面积突破6000万平方米,全球占比超过40%%。持续增长的需求为全球新型显示设备和原材料提供了主要市场。

“一年后,国内面板产业对G8.5高世代玻璃基板需求量至少在每月100万片以上。”IHS高级分析师吴荣兵说。

液晶玻璃基板生产位于面板行业的最上游,同其他高科技含量的新材料一样,谁掌握了核心技术,谁就能在市场上享有定价权。

中国科学院院士欧阳钟灿在接受《中国电子报》记者独家采访时表示,玻璃基板是平板显示产业的关键材料,占据整个面板产品成本的20%%。美日企业经过20多年技术研发和积累,垄断了全球玻璃基板市场,获取高额的利润空间。韩国和中国台湾地区都是全球平板显示的重要产地,但都没有自己的玻璃基板企业。在欧阳钟灿院士看来,没有自己的玻璃基板企业,平板显示产业的发展很容易被别人“卡脖子”。

中国电子材料行业协会常务副秘书长袁桐表示,从全球TFT-LCD用玻璃基板市场看,90%%以上的份额集中在美国康宁、日本旭硝子、电气硝子、板硝子等几大厂商,欧洲也有几家公司可以生产,却多是与日本厂家合作,份额尚不足1%%。其中,康宁占据了全球42%%的市场份额,位居首位,其次是日本旭硝子、板硝子、电气硝子。

中国一直希望能够加速玻璃基板的国产化,彩虹集团、东旭集团、中国建材国际工程集团等本土企业大力推进玻璃基板国产化,目前已经取得突破性进展,中小尺寸面板市场份额已达80%%,但是在为高世代液晶面板生产线及AMOLED生产线配套的TFT无碱玻璃技术工艺及生产技术上还有待突破,短时间内实现国产化配套还有较大难度。

赛迪智库电子信息产业研究所研究员耿怡表示,推进高世代玻璃基板国产化,目前面临两大难题:一是核心技术的研发,二是大量知识产权不具备。解决这两大难题,合资合作是一条路径。

2016年9月14日,日本电气硝子(NEG)与中国东旭光电的全资子公司福州东旭光电合资,于福建省福清市兴建8.5代线平板显示器用玻璃基板加工据点,将NEG所生产母玻璃基板依客户需求进行切割等加工。除福建外,NEG已于上海、广州、南京等地设有玻璃基板加工据点。2017年5月26日,康宁与彩虹宣布共同成立合资公司,其中,彩虹占股51%%,康宁占股49%%,双方合资建设8代及以上LCD玻璃基板后段生产线项目,这是康宁首次在中国境内与中国企业就玻璃基板事项进行合资。

看起来,全球最强的美、日高世代玻璃基板的制造企业都已经与中国建立了合资企业,这是中国高世代玻璃基板发展的一大步,但实际上,迄今为止,合资的内容都是后段工序,玻璃基板中最核心的前段热端工序,合资合不来,拿钱买不到。

国产玻璃基板

突破G7.5意义重大

欧阳钟灿院士表示:“人若不自助,天亦无法助你。”这句话用在中国的玻璃基板产业非常贴切,如果中国的企业不能够自己做出高世代玻璃基板,国外企业不可能拱手把技术送给中国。

当年京东方第6代线投产典礼上,欧阳钟灿曾问同被邀参加投产典礼的康宁公司代表:“康宁是否会到中国建厂?”康宁代表回应:“康宁在中国建厂有两个问题,一是when(何时),二是where(何地)。”说完这句话之后就没再与欧阳院士交流。似乎在中国建厂还遥遥无期。

为解决运输和损耗等问题,通常高世代玻璃基板在选址地点上优先靠近面板生产线比较集中的地理区域,甚至就建在面板生产线旁边。现在基于中国庞大的市场需求,包括康宁以及日本的几家玻璃基板全球领先企业已经在中国建立了相关的合资企业,但前段热道工序他们并没有拿来,即便进入中国生产,也是他们的独资企业。

最近彩虹集团的G7.5国产玻璃基板量产备受业界关注。2017年7月22日,彩虹承担的“G7.5 TFT-LCD基板玻璃关键工艺技术研发及产业化”、“G7.5 TFT-LCD基板玻璃智能成型装备研发及应用”项目在合肥通过电子学会组织的专家组成果鉴定。

这些突破之所以备受关注,有两个关键原因,其一是实现了国内首条G7.5 TFT-LCD基板玻璃的规模量产。这些技术可应用于改造现有G6生产线,使基板玻璃引出量从10吨/日提升至16.8吨/日,生产效率比现有产线生产能力提高68%%以上,可大大降低生产成本,提高企业经济效益。其二,它让业界看到了G8.5玻璃基板量产的希望,从G7.5到G8.5,虽然在技术能力和工程能力上还要过很多坎,但G7.5能够为中国G8.5及G10.5基板玻璃的国产化突破做好积累和铺垫。

“这个升级的过程不可能一蹴而就,需要不断积累、试错、摸索,要在G6基础上做G7.5,在G7.5之后做G8.5”。彩虹电子玻璃研究院院长苅谷浩幸向《中国电子报》记者表示。玻璃基板制造窑炉一旦点火,就将燃烧3~5年,开弓没有回头箭,不可能停火,所以所有设备问题要在点火前全部解决:需要在设备的设计阶段通过不断模拟仿真进行改进,把所有风险减少。

G7.5玻璃基板的突破对G8.5基板的积累作用主要体现在四个方面。一是在G7.5上形成的模拟仿真技术对G8.5是重要支撑。G7.5的模拟仿真算法在G6的经验基础上形成,基于现实情况不断优化,向更高层级升级。而在这优化过程中,基础数据可靠性很关键。比如炉子温度有几百个温度点,重点在哪里,数据采集不对、不准都会影响改进结果。二是通过联合研发获得关键材料的支撑。彩虹电子玻璃研究院副院长王答成向《中国电子报》透露,溢流砖是玻璃基板生产中的一个关键材料,要在高温环境下用三年以上,从2014年开始彩虹与国内生态链企业联合研发,围绕结构和工艺进行设计,最后获得了成功。“关键材料你有可能花几倍的代价也未必能够买到,它的研发成功对产业风险的降低和G8.5的采用提供了信心”。三是G7.5发展过程中形成的工艺技术、经验对G8.5有重要意义。四是产品实现从料方性能到工艺性能的优化改进,也给G8.5做了铺垫。

关于彩虹G7.5的突破,王答成表示:“6月份攻关之前其实很揪心的,看起来很简单的问题,所需的代价和时间非常大,问题一旦突破,良品率上升很快。”最后,专家组给出了“达到国内领先水平,填补国内空白”的鉴定结果。中国电子彩虹集团总经理司云聪表示,尽管现在和国际一流还有一定的距离,但是我们每天、每次都有进步,做制造业尤其是做玻璃基板制造,某种意义上就像做艺术,希望在2到3年内可以实现G8.5的国产化突破。

当然,彩虹G7.5距离G8.5仍有一段距离。

从G7.5向G8.5

加速跑的正确姿势

国产玻璃基板如何从G7.5向G8.5加速跑?

一是要解决生产和人才的问题。欧阳钟灿表示,目前彩虹正在布局,希望通过在所有G6生产线采用G7.5的技术,来加速形成高世代玻璃基板的国产化能力。而要加速形成这种能力,离不开玻璃基板人才的培养。欧阳院士建议,在人才培养方面,玻璃基板企业可借鉴京东方之路,某种意义上看,京东方的成功其实是人才引进、吸收到自己培养道路的成功,京东方科研的宗旨是解决生产问题,让年轻人走在第一线,所以每一个工程师都必须带一个大学生,通过这样的传帮带来加速人才的培养。

关于玻璃基板的人才培养,徐征表示:“东旭、彩虹都有国家工程实验室,可以依托这些实验室引入高端研发人才,解决研发后劲的问题。”

耿怡表示,韩国三星公司人才培养机制值得借鉴。三星在发展新型显示过程中,除了加强与国外先进企业人员的交流,同时十分注重与大学、研究院所的课题合作,积极提供实习岗位给在校学生和研究生,刚毕业的博士在企业任职,较短时间内即可承担相应的研究和生产工作。

二是要有全局思路来解决“萝卜和坑”的问题。徐征说,当我们在玻璃基板的冷端即后段与国外企业进行了合作,有了一条冷端合资玻璃生产线,就意味着我们的一条热端机会被占用了。“一条面板线配一条玻璃基板线,一个萝卜一个坑。当这样的格局行成、建设期完成,国产高世代线能力赖以成长的‘坑’也被占满了。”他说。所以,眼下是快速补充“萝卜”,还是从提升国产玻璃基板能力的全局思路出发腾出“坑”,是一个需要统筹规划的课题。

三是要通过政策加速促进上游玻璃基板产业发展。欧阳钟灿表示,要从政策上鼓励国产面板企业采用国产玻璃基板、国产材料,鼓励面板企业与玻璃基板企业“捆绑”在一起。他建议在《新型显示产业超越发展三年行动计划(2018-2020年)》中,鼓励中国面板企业采用国产玻璃基板,同时提高玻璃进口关税,为国产玻璃基板提供良好的发展空间。

在鼓励政策和关税上,袁桐表达了与欧阳钟灿相同的观点。“要形成良好健康的产业生态链,需要政府在研发专项上增加更大的比例扶持上游企业,同时通过联合开发项目(面板企业+材料/装备企业绑定)的扶持方式,促进面板企业的国产化积极性。此外,在一些关键材料和装备国产化进程中,适时调整进口关税比例,支持国内成长期的上游企业。同时,通过税收返还的方式,鼓励上游企业加大自主创新,和面板企业共同努力承担国际竞争成本压力。”她说。

最后,还是要集中投资主体和投资区域。徐征表示,目前面板产业已经形成了长三角、珠三角、成都、重庆、武汉、北京等相对集中的几个区域产业集群,应该集中物力财力把这些区域、把几个大企业做好,进而做强几个类似三星、LG的企业。“不要让平板显示产业任意发展,最后变成‘光伏产业’。”他说。


责任编辑:赵强

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