文/工業(yè)和信息化部軟件與集成電路促進中心 姚琳 朱彬 邢雁寧
在電子信息領(lǐng)域,平板顯示產(chǎn)業(yè)和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是兩個重要的千億美元級別的產(chǎn)業(yè)。平板顯示產(chǎn)業(yè)是電子信息產(chǎn)業(yè)的“核心支柱產(chǎn)業(yè)”之一,融合了光電子技術(shù)、材料技術(shù)、微電子技術(shù)、制造裝備技術(shù)、半導(dǎo)體工程技術(shù)和化學(xué)技術(shù)等,具有產(chǎn)業(yè)鏈長、多學(xué)科、多領(lǐng)域交叉的特點,對完善電子信息產(chǎn)業(yè)配套體系具有顯著的促進作用,對國民經(jīng)濟具有顯著的拉動作用。據(jù)估算,房地產(chǎn)業(yè)對GDP的拉動系數(shù)為2.2,汽車產(chǎn)業(yè)的拉動系數(shù)為2.64,平板顯示產(chǎn)業(yè)的拉動系數(shù)高達4。各國政府均高度重視平板顯示產(chǎn)業(yè),采用多種模式資助平板顯示技術(shù)的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。
日本以政府為主,日本技術(shù)開發(fā)機構(gòu)NEDO(日本新能源和產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)組織)主導(dǎo),2006年財政支出2236億日元(約為19億美元),占日本2006年3.5萬億日元全部科研經(jīng)費的7%。日本在2008年啟動40英寸以上OLED聯(lián)合攻關(guān)計劃,投入經(jīng)費35億日元。
韓國以政府支持下的三星等大企業(yè)為主,在2009年啟動大面積OLED蒸鍍設(shè)備開發(fā),總投入160億韓元,2009年和2010年又先后啟動《韓國綠色IT國家戰(zhàn)略》和《顯示器產(chǎn)業(yè)動向及應(yīng)對方案》,分別投入13.7萬億韓元和75萬億韓元。
美國和歐洲重點支持軍用顯示,如夜視儀、透明柔性顯示等。美國在2007年的高功效OLED顯示屏計劃共投入275萬美元,2000-2010年的美國固體照明(SSL)計劃(包含LED和OLED)投入5億美元。
我國是全球最大的電子信息產(chǎn)品制造基地,彩電、手機、微型計算機等產(chǎn)品的產(chǎn)量居全球第一,全球75%的整機在中國制造。在種類繁多的電子信息產(chǎn)品中,平板顯示屏都是必不可少的部件,其中彩電所消耗的平板顯示器所占比例最大。但由于大尺寸面板受制于人,不掌握定價權(quán),平板顯示的短板制約著我國彩電產(chǎn)業(yè)乃至電子信息產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此,發(fā)展我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)、具有國際競爭力的平板顯示技術(shù)和產(chǎn)品,對完善產(chǎn)業(yè)鏈、增強我國整機企業(yè)競爭力具有十分重要的戰(zhàn)略意義。
經(jīng)過多年發(fā)展,我國的平板顯示產(chǎn)業(yè)已經(jīng)初步形成以京東方、長虹、TCL等幾家骨干企業(yè)為核心,多點布局、多種技術(shù)共同發(fā)展的格局。平板顯示產(chǎn)業(yè)受到國家的重點支持,TFT-LCD、OLED、PDP被列為“十二五”期間重點發(fā)展的平板顯示技術(shù)。
一、TFT-LCD產(chǎn)業(yè)
(1)TFTLCD產(chǎn)業(yè)簡介
TFT(Thin Film Transistor,薄膜晶體管)LCD(Liquid Crystal Display,液晶顯示器)是有源矩陣類型液晶顯示器(Active Matrix LCD,AM-LCD)中的一種。它具有低功耗、輕薄易用、高亮度、高對比度、高響應(yīng)速度、無輻射、無閃爍、適用范圍寬、生產(chǎn)成品率高、易于集成化和更新?lián)Q代等特點,目前已成為平板顯示產(chǎn)業(yè)的主流技術(shù)之一。小到智能手機、數(shù)碼相機、電子表,大到平板電視、各種尺寸的顯示器,都在大量采用TFT-LCD屏。
TFT-LCD的主要原材料包括液晶、玻璃基板、背光模組、彩色濾光片、偏光片、驅(qū)動電路、化學(xué)氣體與材料、外框、各類薄膜及其他材料。其中,液晶、玻璃基板、濾光片、偏光片等關(guān)鍵原材料主要掌握在日本、韓國、德國、美國企業(yè)手中。我國臺灣地區(qū)生產(chǎn)了全球50%以上的大尺寸TFT-LCD驅(qū)動IC,封裝了全球80%以上的大尺寸TFT-LCD驅(qū)動IC,并且是背光模組的重要產(chǎn)地。
主流的TFT面板有a-Si(amorphous silicon,非晶硅)TFT技術(shù)和LTPS(Low Temperature Poly-silicon,低溫多晶硅)TFT技術(shù)。其中大部分采用a-Si TFT制造技術(shù),一些小尺寸產(chǎn)品采用LTPS技術(shù)。LTPS TFT與a-Si TFT相比能夠提供更亮、更精細的畫面,并且更輕薄、更省電。
目前,液晶顯示已經(jīng)占據(jù)了平板顯示市場的主導(dǎo)地位,為實現(xiàn)響應(yīng)速度更快、分辨率更高、色彩更豐富、尺寸更大的顯示屏,企業(yè)和研究機構(gòu)仍在不斷開發(fā)新的技術(shù),有特殊光電性質(zhì)的無機、有機膜材料,用于液晶分子取向的高分子材料,以及背光LED等新材料。
(2)我國TFT-LCD產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
1998年從日本引進第一條1代生產(chǎn)線揭開了我國TFT-LCD產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷史,2003年隨著京東方收購韓國現(xiàn)代電子的液晶業(yè)務(wù),我國TFT-LCD產(chǎn)業(yè)發(fā)展也步入快車道,各地生產(chǎn)線項目紛紛上馬,到目前為止已經(jīng)初具規(guī)模,形成了以北京為核心的環(huán)渤海產(chǎn)業(yè)基地;以合肥、南京、蘇州和昆山為核心的長江三角洲產(chǎn)業(yè)基地;以深圳、廣州為代表的珠江三角洲顯示產(chǎn)業(yè)基地;以成都為核心的西部產(chǎn)業(yè)基地。我國大陸目前主要TFT-LCD生產(chǎn)企業(yè)有北京京東方、深圳天馬、TCL、南京中電熊貓、江蘇昆山龍騰光電等。
近幾年,京東方、創(chuàng)維、TCL等紛紛投資高世代生產(chǎn)線。6月29日,京東方8.5代線項目舉行了點亮儀式,項目建成后主要生產(chǎn)26英寸至55英寸顯示器和液晶電視用顯示屏,年產(chǎn)值近200億元,結(jié)束了我國大尺寸液晶顯示屏完全依賴進口的歷史。
據(jù)統(tǒng)計,目前中國大陸投產(chǎn)的生產(chǎn)線已達13條,正在建設(shè)以及計劃建設(shè)的生產(chǎn)線還有5條。新上的生產(chǎn)線大多是8.5代線和7.5代線,產(chǎn)品主要用于大屏幕彩電。
表1 國內(nèi)已建成及正在建設(shè)中的TFT-LCD生產(chǎn)線(斜體表示正在建設(shè)中)
企業(yè)名稱 |
生產(chǎn)線代數(shù) |
量產(chǎn)時間 |
產(chǎn)能(萬片/月) |
京東方(成都) |
4.5代 |
2009 |
3 |
京東方(北京) |
5代 |
2005 |
10 |
京東方(合肥) |
6代 |
2010 |
12 |
京東方(北京) |
8.5代 |
2011 |
9 |
中航光電(原上廣電) |
5代 |
2005 |
9 |
南京熊貓(熊貓電子、夏普) |
6代 |
2011 |
6 |
廣東龍騰 |
5代 |
2007 |
4 |
廣州LGD(創(chuàng)維、LGD投資) |
8.5代 |
2013 |
8 |
深超光電 |
5代 |
2008 |
6 |
華星光電(TCL、深超投資) |
8.5代 |
2011 |
8 |
廣新光電(廣新集團、奇美) |
8.5代 |
2013 |
9 |
龍飛光電(友達、昆山政府) |
8.5代 |
2012 |
9 |
蘇州三星(TCL、三星投資) |
7.5代 |
2012 |
10 |
上海天馬 |
4.5代 |
2008 |
3 |
成都天馬 |
4.5代 |
2010 |
3 |
武漢天馬 |
4.5代 |
2011 |
3 |
信利半導(dǎo)體 |
2.5代 |
2007 |
3 |
萊寶高科 |
2.5代 |
2008 |
4 |
通過這幾年的驗證,天馬4.5代線、京東方北京5代線、成都4.5代線、合肥6代線都很成功,國內(nèi)TFT-LCD與國際領(lǐng)先技術(shù)差距正在進一步縮小。但與此同時,國內(nèi)同仁也深刻認識到我國TFT-LCD產(chǎn)業(yè)的短板,因此對關(guān)鍵材料和設(shè)備的研發(fā)和資金投入不斷加大。例如,京東方在生產(chǎn)線建設(shè)過程中,遵循上下游企業(yè)共同發(fā)展的思路,以8.5代線為核心集成上下游20多家配套企業(yè)。這樣做不僅能使整個產(chǎn)品的成本大幅降低,同時也促進了整個地區(qū)平板顯示產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。我國TFT-LCD產(chǎn)業(yè)鏈主要企業(yè)見表2。
表2 我國TFT-LCD產(chǎn)業(yè)鏈主要企業(yè)
產(chǎn)品 |
國內(nèi)企業(yè) |
TFT-LCD設(shè)備 |
七星電子 |
玻璃基板 |
彩虹股份、東旭集團、寶石電子液晶 |
液晶 |
永太科技、誠志股份 |
偏光片 |
深紡織、樂凱膠片、南洋科技、錦富新材 |
LED背光源 |
海信電器、TCL、東山精密、長城開發(fā) |
ITO到底玻璃 |
長信科技、萊寶高科、蚌埠華益、深圳南亞 |
驅(qū)動IC |
瑞芯微電子,晶門科技 |
彩色濾光片 |
萊寶高科、上廣電、比亞迪、上海間騰、康達應(yīng)彩 |
面板 |
京東方、深圳天馬、TCL、熊貓集團 |
模組 |
閩閩東、宇順電子、超聲電子 |
(3)TFT-LCD產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢全球TFT-LCD正由成長期向成熟期邁進,發(fā)展趨勢是穩(wěn)步擴大產(chǎn)能,繼續(xù)擴大市場,注重開拓差異化、個性化和專用化的顯示市場。在TFT-LCD工藝技術(shù)方面,5代線與8代線、10代線在技術(shù)上沒有本質(zhì)的差別,基本的工藝技術(shù)和設(shè)計技術(shù)十分成熟,產(chǎn)品良率已達99%,主要的改進是利用現(xiàn)有的工藝降低成本,以獲得更大的產(chǎn)能。未來發(fā)展主要集中在以下四個方面。一是進一步提高顯示性能,從顯色特性、亮度、對比度、響應(yīng)速度等方面提供更好的用戶體驗,更多地采用LED背光、120Hz驅(qū)動等,研發(fā)大尺寸超高分辨率技術(shù)、240Hz驅(qū)動、場序顯示等技術(shù)。二是通過簡化工藝和提高良品率來不斷降低成本,包括光罩減少技術(shù)、GOA(陣列基板行驅(qū)動,直接將柵極驅(qū)動電路制作在陣列基板上)技術(shù)等,光取向技術(shù)也進入量產(chǎn)研究階段。三是通過功能集成增加產(chǎn)品附加值,如在玻璃基板上集成驅(qū)動IC甚至系統(tǒng)IC,采用超薄設(shè)計和觸摸屏,3D顯示、超高解析度、超寬顯示規(guī)格等。四是不斷向高世代生產(chǎn)線發(fā)展。中小尺寸TFT-LCD市場增長將放緩甚至萎縮,今后的競爭焦點是能帶來利潤的大尺寸面板,各廠商必須花更多的投資建設(shè)高世代生產(chǎn)線,才能保證在技術(shù)和成本競爭力上不落后。
二、PDP產(chǎn)業(yè)
(1)PDP產(chǎn)業(yè)簡介
PDP(Plasma Display Panel,等離子顯示板)是利用氣體放電的顯示技術(shù),其原理很像日光燈管,屏幕上每一個密閉的單元(像素)就是一個“小燈管”。當(dāng)向單元施加電壓,其間的工作氣體便發(fā)生等離子體放電,產(chǎn)生的紫外線激發(fā)紅綠藍熒光粉再發(fā)射出紅、綠、藍三原色可見光組合成圖像。由于氣體放電是在微秒級,這決定了其獨特的快速響應(yīng)速度,PDP獨特的顯示技術(shù)及掃描方式?jīng)Q定了其在動態(tài)視頻顯示分辨率的優(yōu)勢明顯;PDP發(fā)光不需要背景光源,因此沒有視角變化導(dǎo)致色彩偏差和亮度減少,不存在由于背燈的布局造成亮度不均勻性問題。這些優(yōu)勢使得等離子電視色彩飽滿真實,色彩偏差小,寬視角范圍內(nèi)保持高對比度,運動圖像清晰度高,長期觀看不對人體視覺造成疲勞,這使PDP成為最早應(yīng)用于大尺寸平板電視的技術(shù)之一。而且,PDP顯示屏不會出現(xiàn)壞點的問題。
PDP產(chǎn)業(yè)上游的原材料包括熒光粉、玻璃基板、電極漿料、ITO(氧化銦錫)、濾光片、驅(qū)動IC等,主要掌握在日本和韓國企業(yè)手中。中游PDP面板制造商主要有松下、三星、LG、長虹等。下游應(yīng)用產(chǎn)品種類則以大型顯示器為主,如電視、大型顯示看板等,制造商包括松下、三星、LG、長虹等。
早期PDP技術(shù)主要掌握在日本家電企業(yè)中,對技術(shù)推廣和生產(chǎn)規(guī)模的擴展較為保守,使得韓國和臺灣電子企業(yè)在PDP技術(shù)上有明顯的滯后,無法大規(guī)模跟進和擴充,一定程度上影響了PDP產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。并且隨著第8、10代TFT-LCD面板的投產(chǎn),PDP在50英寸以下平板顯示市場的競爭壓力日趨增大,中國臺灣的臺塑光電、中華映管、達人科技相繼退出PDP產(chǎn)業(yè)。2007下半年,日本東芝、富士通和板硝子等退出PDP產(chǎn)業(yè),先鋒公司也在2008年3月放棄PDP面板制造業(yè)務(wù)。
(2)我國PDP產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀從世界范圍看,三家主要PDP屏制造商松下、三星和LG無一例外都是“垂直整合”的運營模式,既生產(chǎn)屏,又生產(chǎn)整機,他們所生產(chǎn)的屏大部分自用,有少量的屏提供給其他彩電企業(yè)。
我國PDP迅速發(fā)展,2006年長虹集團投資6.75億美元建設(shè)國內(nèi)首家等離子屏基地,在政府支持下建立“中國PDP區(qū)域產(chǎn)業(yè)集群”。2009年7月,合肥鑫昊投資約20億人民幣采購了產(chǎn)能為150萬片/年(以42英寸計)的日立4面取生產(chǎn)線,目前該項目已經(jīng)開始試生產(chǎn)。目前松下和長虹仍然在持續(xù)進行新的產(chǎn)能擴張,上海松下將引進日本松下生產(chǎn)線,年產(chǎn)將達到300萬片。長虹將擴展產(chǎn)能到300萬片/年,在這一輪投資建設(shè)完成之后,我國國內(nèi)PDP模組產(chǎn)能將達到年產(chǎn)600-700萬片。
在發(fā)展PDP屏生產(chǎn)的同時,長虹致力于中國PDP產(chǎn)業(yè)鏈的建設(shè),先后發(fā)起成立PDP關(guān)鍵材料、關(guān)鍵器件、關(guān)鍵裝備、技術(shù)創(chuàng)新四大本土化聯(lián)盟。材料和器件的配套方面,長虹將重點推進在屏材料成本構(gòu)成中占比較大的玻璃基板、電極漿料、濕化學(xué)產(chǎn)品、玻璃粉、氧化鎂、熒光粉清洗帶、熒光粉、排氣管、乙基纖維素等材料的本土化工作。在加強與國內(nèi)廠家合作研發(fā)及本土化配套戰(zhàn)略合作的基礎(chǔ)上,長虹將重點推進在PDP模組成本構(gòu)成中占比較大的功率器件及專用集成電路、電源、背板組件、包裝件、接插件、濾光玻璃、通用元器件等七類關(guān)鍵零部件的本土配套工作。預(yù)計到2012年關(guān)鍵器件的本土化配套率達90%以上;屏材料的本土化配套率達80%,將實現(xiàn)生產(chǎn)成本進一步降低。
中國目前有三大等離子產(chǎn)業(yè)群正在建設(shè)之中,包括LG、松下、熊貓在華東地區(qū)的等離子產(chǎn)業(yè)群;日立與安徽鑫昊在華中合作的年產(chǎn)150萬片42英寸等離子面板的生產(chǎn)線;西部地區(qū)則有長虹的虹歐等離子產(chǎn)業(yè)群。長虹和華顯高科的基本情況如表3。
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