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折叠手机问世对我国显示产业的影响及对策分析

2019-09-04耿怡马蓓蓓

中国计算机报 2019年28期
关键词:良率产线显示屏

耿怡 马蓓蓓

折叠手机是当前智能手机市场的最新热点,柔性AMOLED显示屏是实现折叠性能的重要技术基础,折叠手机的问世将进一步推动显示产业升级。我国作为新型显示产业的后发国家,与技术先进国家相比,在折叠显示屏幕的生产成本、良率、配套体系、应用协同开发等方面,存在着不小的差距。为此,赛迪智库集成电路研究所认为,我国应积极抓住产业升级换代的机遇期,推动我国新型显示产业高质量健康发展,建议从四个方面着手:强化顶层设计,形成多要素集聚;突破技术瓶颈,提升显示屏生产良率;强化协同发展,推进生态体系建设;拓展应用需求,培育产业新的增长点。

折叠手机进入市场为显示产业转型带来新契机

为发展逐渐趋缓的显示市场带来新增长点。近年来,智能手机市场发展速度放缓,显示屏需求增长低于产能增长,产品价格不断下滑,对产业持续发展影响较大。IDC数据显示,2018年全球智能手机出货量约为 14.6 亿部,同比下降3%,其中中国市场智能手机出货量同比下降 15%。整机市场的低迷状态,对显示产业构成了极大冲击,2018 年全球显示屏出货金额同比下降超过 7%。折叠手机利用了AMOLED显示屏可以反复自由弯折的特性,将智能手机与平板电脑的功能相结合,显著增加了应用场景,用户体验随之增强,通过匹配合适的软件平台及创新应用内容,有望激发消费者升级换新热情,带动智能手机市场重新回暖。另一方面,折叠手机有效扩大了显示屏需求面积。以三星手机为例,其折叠手机 Galaxy Fold 是传统机型 GalaxyS10+显示面积的 2 倍,随着折叠手机渗透率的不断提高,折叠屏幕对全球AMOLED产线产能消化具有积极的推动作用,同时也将进一步提升AMOLED技术在整个显示市场的占有率。

带动智能终端产品持续创新

开源软件应用数量大幅增长,潜藏的代码安全缺陷对ICT供应链的影响不容忽视。除折叠手机外,近年来还涌现出很多其它的新型柔性显示产品的原型机。2019年美国消费电子产品展览会(CES)上,韩国LG公司发布了65英寸可卷曲电视机,电视不使用时可以自动卷起收入音箱。此外,多家面板和整机制造企业在各大国际电子产品展上也都展示过带有柔性显示屏的智能背包、水杯、音箱、电子书等。受到技术工艺发展水平和量产成本的限制,目前这些产品普遍还未进入真正的量产阶段。折叠手机的成功量产出货引起了市场关注,也为相关企业后续研发提供了动力,势必将推动相关技术的创新升级,并积累材料基础和工艺经验,进一步加快各种“真柔性”显示产品进入市场的速度。这些柔性产品与智能网联汽车、物联网、人工智能等其他新技术相结合,还将大幅增加人机交互应用场景,为显示产业乃至整个电子信息产业带来新变革。

促进面板制造及材料和设备加速升级。折叠手机对于面板制造、模组组装和手机其他零部件提出了更高要求。一方面,顯示屏幕需要承受几十万甚至上百万次的折叠而不产生磨损痕迹,这就要求面板及模组的组成部分具有较好的延展性和耐磨性。传统TFT-LCD所使用的基板玻璃、电极引线、驱动背板等无法直接应用于折叠区域。另一方面,为配合折叠屏幕,手机整机产品还需要新增转轴部件,重新设计内部电路板布局和走线,大幅提升电池容量,并配适全新的操作系统。这些需求广泛涉及柔性电子材料、精密元器件、软件开发等多个领域,对于上游技术创新与发展具有极强的带动作用。AMOLED面板制造领先的三星和LG 近年来在韩国、日本等地,与多家企业签署了战略合作协议,涉及领域包括透明聚酰亚胺基板材料、折叠屏测试设备等。随着折叠手机进入商业化阶段,各关键环节的技术攻关及应用反馈,将进一步促使上游企业、面板企业和手机企业间加强合作关系,加速AMOLED面板制造及柔性电子配套技术的创新升级。

改变全球新型显示产业竞争格局。经过近30年的发展,以TFT-LCD为代表的新型显示产业已进入成熟阶段,形成了韩国、日本、中国大陆和中国台湾的产业格局。随着折叠显示技术的发展,各国及地区的态度出现分化。韩国将柔性显示技术AMOLED列为保持竞争力的重要手段,在面板制造、产业链培育、应用市场开拓等方面,积极进行前瞻性战略布局。日本则是由政府出面对 AMOLED产业进行了资源整合,尤其值得一提的是其对上游材料和设备的把控能力,此次日韩贸易争端的焦点之一就是折叠屏幕必不可少的氟聚酰亚胺,日本对该材料的市场占有率超过90%。我国台湾地区对AMOLED产线投资较为谨慎,但在研发方面并不落后,友达利用新加坡 4.5 代线试验线,与摩托罗拉合作推出折叠手机。我国大陆企业近年来在 AMOLED领域积极投入和研发,仅产线投资就超过3000亿元,京东方、维信诺、天马等企业在柔性及折叠显示研发方面不断进步,实力显著增强,除韩国之外,我国企业也已批量提供柔性AMOLED显示屏。2018 年我国大陆手机AMOLED显示屏出货量达到 2500万片,同比增长 180%。随着折叠屏的不断普及,现有显示产业格局有望出现新变化。

我国在折叠显示领域仍处于追赶阶段

折叠屏生产能力亟待提升。近年来,我国面板制造企业在AMOLED领域投资踊跃,但由于起步较晚,在市场占有率方面还处于劣势。2018 年我国企业AMOLED出货总量仅为全球市场的 6%,韩国三星则生产了全球 92%的手机用AMOLED显示屏。与三星相比,我国企业的产能和良率仍然较低。在产能方面,三星AMOLED共有4条产线,产能835万平方米,其中2条为柔性产线,产能620万平方米。我国企业量产产线有6条,产能合计为350万平方米,仅为三星的 40%;柔性产线产能仅是三星的 1/4,可量产的柔性产线仅有京东方成都6代线,设计产能为160万平方米,目前一期建设完成,二期、三期仍在建设中。在良率方面,三星 2015 年首次在三星Galaxy edge上应用柔性OLED屏幕,综合良率已达到 70%;京东方2018年宣布综合良率超过 70%。我国企业在良率方面与三星仍有3~4年的差距。

配套环节“卡脖子”问题突出。产业链配套薄弱是我国新型显示产业的痼疾,在折叠屏幕制造方面尤为突出。相比普通显示屏,折叠屏需要承受多次弯曲,传统工艺中的玻璃基板、玻璃盖板必须被聚酰亚胺(PI)和氟聚酰亚胺(透明 PI)取代。目前,能够批量供应PI浆料和透明PI的企业均为日韩企业,我国企业尚处于研发阶段。同时柔性基板的设备属于专用设备,需要较长时间的研发和验证。2018年12月,韩国工业与能源部决定将OLED生产设备指定为“国家核心技术”,对相关产品的出口进行管制,不仅加大了我国企业设备采购的难度,同时也将对产线建设进度有所影响。

应用协同开发能力有待加强。折叠屏的出现对于电子产品未来发展方向具有深远意义,意味着电子产品形态开始从二维的“可见为可用”平面设计向更大自由度、更多交互方式、更便捷的携带方式演进。我国面板企业虽然在制造方面进步明显,但在与下游品牌企业合作方面仍力有不逮。

应对方式

强化顶层设计,形成多要素集聚。一是进一步加强顶层设计,针对折叠产品乃至柔性产品的发展,适时推出产业指导方案和计划,明确产业发展路径与重点,保障产业健康持续高质量发展。二是加大对骨干面板企业的资金投入力度,建立前瞻性显示技术发展基金,缓解企业研发、折旧及经营压力,推动关键产品产业化。三是以面板企业为抓手,推动面板企业与产业链上下游匹配企业开展战略合作,推动主体、技术、资金、人才的多要素集聚。

突破技術瓶颈,提升显示屏生产良率。一是鼓励和推动国内面板企业加快折叠产品研发和技术提升,改善蒸镀、封装、背板、模组等关键工艺,尽快提升产线良率。二是结合柔性显示、折叠显示需求,支持骨干面板企业与材料企业合作,开展柔性基板、折叠盖板、驱动芯片、掩膜版、湿化学品、光学膜等关键材料的开发。三是进一步在国家有关科技计划和科技专项中,安排新型显示产业急需的材料和设备攻关,按照上下游协同进行配套,以提高产业的竞争力和可持续发展能力。

强化协同发展,推进生态体系建设。一是发挥骨干面板企业对产业链建设的带动作用,鼓励面板企业以创新中心方式建立互信互认平台,加快折叠显示上游产品验证进程。二是重视横向和纵向的多角度协同创新,形成上下游共同参与的协同创新体系,实现关键共性技术攻关、先进生产工艺探索和创新成果共享。三是加强国际交流和合作,通过论坛、展会等渠道,加强沟通对话,使折叠显示技术交流和人才引进更为畅通便捷,营造吸引和留住人才的良好氛围,保障产业高质量发展。

拓展应用需求,培育产业新的增长点。一是加强面板企业与终端企业深度合作,鼓励终端企业与面板企业交叉持股,降低合作费用,缩短研发和量产周期。二是关注大尺寸AMOLED产业发展,依托超高清视频产业的蓬勃发展,支持折叠显示技术在健康医疗、文教娱乐、智能家居等领域的示范应用。三是重视信息消费产品的发展趋势,了解智能网联汽车、虚拟现实、智能家居、人工智能等新产品的应用需求,将折叠显示、柔性显示向新兴领域拓展,大力培育新的增长点。

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