玻璃基板需求增速迅猛,国产替代正在加速

玻璃玩家 2023-02-03
3567 字丨阅读本文需 9 分钟

预计到2027年玻璃基板市场规模将达到26亿美元,2022-2027年的复合年增长率为5.7%。

在预测期(2022-2027年)内,亚太地区的复合年增长率预计为6.5%。中国、印度、日本和韩国等亚洲国家对电子产品和汽车的需求不断增长,这推动了玻璃基板的市场。

电视、智能手机和笔记本电脑等电子产品对玻璃基板的需求不断增长,预计将在预测期间提振对玻璃基板的需求。

显示面板、温室、隔热材料、加固结构等对硼硅酸盐玻璃的强劲需求,将激增对玻璃基板的需求。

对实验室设备需求的不断增长和太阳能行业的发展也将推动玻璃基板市场。

01

什么是玻璃基板

玻璃基板是类硅硼硅酸盐和铝硅酸盐等的混合物。它是一种薄面板,广泛应用于玻璃产品的生产制造,如显示屏和覆盖玻璃、相机镜头等。

玻璃基板电气损耗低、无腐蚀性和光传输性能优良,因此主要用于汽车、医疗保健和电子行业。根据欧洲玻璃公司的数据,交通运输占平板玻璃消费的15%,而欧洲的太阳能领域、家用电器(冰箱或烤箱)、电子产品、家具等方面占5%的份额。因此,交通运输行业的不断发展,以及对电子产品和其他产品需求的不断增长,将在预测期间促进对玻璃基板的需求。

玻璃基板生产工艺可以分成浮法(Float Technology)、溢流熔融法(Overflow Fusion Technology)和流孔下引法(Slot Down Draw)。目前只有旭硝子 AGC 成功使用浮 法制造 TFT-LCD 玻璃基板,主流的生产工艺是溢流熔融法。

浮法生产是将熔融的玻璃液传输到液态锡槽中,利用锡和玻璃的密度差,在玻 璃液表面张力和重力作用下自然摊平,再进入冷却室冷却成型,之后再进行研 磨、抛光等。浮法的优势在于产能高、易于玻璃基板面积尺寸的扩大。

溢流熔融法是将熔融的玻璃液导入导管中,玻璃液从导管两侧向下溢流而出形 成玻璃基。该方法全程不需要接触任何介质,后续不用进行抛光等处理,是生 产 TFT-LCD 玻璃基板的主流方法。但溢流熔融法产能相对较小。

流孔下引法是将熔融玻璃液导入到铂合金制成的流孔漏板槽中,在重力作用下 玻璃液流出,再通过滚轮碾压、冷却室固化成型。下引速度及开孔大小来控制 玻璃的厚度,温度分布决定玻璃平整度。流孔下引法必须在垂直方向上进行退 火,这就对熔炉的高度要求较高,投资成本较大。

从玻璃基板的发展趋势来看,大尺寸和轻薄化是未来的主要发展趋势。根据玻璃基板尺寸大小可将液晶显示面板产线划分为不同的时代,液晶显示面板世代越高,玻 璃基板的尺寸越大,对应的产能面积越大,技术水平要求越高。终端产品大尺寸化 趋势延续,面板生产线也向高世代线发展,玻璃基板面积持续提高,大尺寸化趋势 显著。另外终端产品对于面板的轻薄化要求日益提高,在影响面板厚度的因素中, 玻璃基板的厚度至关重要,一般厚度在 0.1mm 到 0.7mm 之间,而 8.5 代线玻璃基 板产品厚度已经进入 0.5mm 及以下的水平,轻薄化成为玻璃基板的确定趋势。

由于面板制作过程中的特殊环境,例如高温高压、酸性中性碱性等环境的变化,要求玻璃基板需要具备一定的特性,例如对于玻璃表面平整度和杂质含量要求极高。因此玻璃基板行业存在着较高的进入壁垒,在工艺上需要准确调整温度、流速等参 数,难度大;在装备上,玻璃基板厂商的设备基本上都是自主研发,新进入者难以买到现成的设备;成品良率的关键技术属于保密核心技术,新进入者难以获取技术。

02

玻璃基板需求增速迅猛,国产化率较低

面板下游需求火热,TV、IT、车载等应用领域拉动需求不断上涨。根据新材料在线, 2019 年全球显示玻璃基板需求量为 5.92 亿平方米,到 2020 年需求将达到 6 亿平 方米,2016 年到 2020 年的 CAGR 超过 4.5%。根据 MarketWatch 最新数据,2020 年全球 LCD 玻璃基板市场价值为 75.38 亿美元,预计到 2026 年达到 100.9 亿美元, 2021 年到 2026 年的 CAGR 为 4.2%。

随着面板行业向大陆的转移,大陆面板行业迎来了黄金发展期,玻璃基板市场也随 之快速发展。根据智研咨询,2019 年我国玻璃基板市场规模为 203.09 亿元,同比增长 17.3%,其中电视面板玻璃基板市场规模为 141.54 亿元,占比 69.69%;笔电及其他大尺寸面板玻璃基板市场规模为 38.1 亿元,占比 18.76%;手机及小尺寸面 板玻璃基板市场规模为 23.45 亿元,占比 11.55%。我国玻璃基板需求主要是以 TFT-LCD 玻璃基板为主,2019 年 TFT-LCD 玻璃基板需求量约为 3.23 亿平方米, 同比增长 24.26%,增速迅猛。

市场集中度高,国内厂商市占率较低。玻璃基板的制作工艺复杂,拥有较高的技术 门槛,核心技术只被少数国家掌握,全球主要的供应商包括美国康宁、日本 AGC、 NEG、德国 SCHOTT、东旭光电等。市场集中度高,CR3 的市场占有率超过了 85%。2019 年康宁的市场份额为 47.5%;AGC 的市场份额为 22.7%,NEG 的市场份额为

17.3%。而国内厂商东旭光电仅拥有 8.1%的市场份额,市场占有率低。 在高世代线玻璃基板领域,国际厂商占据了主导地位,国产厂商差距较大。在 2019 年 8.5 代线玻璃基板市场上,康宁以 29%的市场份额位列全球第一,其次是 AGC拥有 24%的市场份额,NEG 市占率 21%。CR4 的市场占有率超过 95%。随着世代 线的提高,全球玻璃基板主要厂商都将重点转移到高世代线上,国内厂商正在加速 填补在高世代线领域的差距。

在供给端,目前我国从事玻璃基板生产的厂商主要包括东旭光电、彩虹股份、凯盛 科技等,且集中在低世代线,能够生产高世代玻璃基板的厂商较少,大多依赖与国 际巨头的合作。在需求端,根据中国光学光电子行业协会液晶分会的数据,中国 2018年玻璃基板的市场需求量达到 2.6 亿平方米,其中 8.5 代线玻璃基板需求量达到 2.33 亿平方米,而国产 TFT-LCD 玻璃基板年供给量不足 4000 万平方米,到 2020 年我 国 TFT-LCD 玻璃基板需求量占全球的 49.6%。随着面板产业向大陆的转移,玻璃 基板需求旺盛,国产供给严重不足。

打破国外高世代玻璃基板垄断,国产化进程加速。2019 年 6 月份,我国首个 8.5代 TFT-LCD 玻璃基板生产线成功点火,这意味着我国首次实现 8.5 代 TFT-LCD 超 薄浮法玻璃基板国产化。目前彩虹股份 8.5 代溢流法的玻璃基板产品开始向客户进行供货,2021 年 2 月第二条 8.5 代线基板玻璃产线在合肥点火投产。随着大陆在面 板产业的话语权越来越大以及国产厂商不断的技术突破,玻璃基板国产化提速,市 场空间巨大。

国内厂商成本优势显著,国产替代是必然。相比于国外厂商,国内玻璃基板厂商具 有显著的成本优势:第一是生产成本低,国内的人工成本、燃动力成本相比国外便 宜;第二是运输成本低,国内厂商具有先天的地理优势,就近配套降低了运输风险, 也降低了运输成本;第三是国内对于面板产业链的支持力度大,厂商可以获得一定的政府补助。因此国产玻璃基板价格会显著低于进口的玻璃基板。对下游面板厂商 来说,使用国产材料使其成本更加可控,在竞争中获得更大的价格优势。因此在面 板产能向大陆集中趋势明确的背景下,材料国产替代是大势所趋。

03

玻璃基憧憬未来

与LED企业不同的是,对于玻璃基板技术更为熟悉的京东方、TCL华星等面板则选择主推玻璃基Mini LED产品。

2019年8月30日,TCL华星首发了玻璃基板大尺寸AMMini-LED新品MLED-星曜屏。据高工新型显示了解到,TCL华星从2018年开始布局Mini-LEDONTFT背板,相比较目前整机厂推的Mini-LEDonPCB背板上,显示效果一样,TFT驱动成本降低。

“玻璃基板在平坦度、稳定性方面肯定是优于PCB基板的,而且在成本上也有优势。”有业内的资深人士告诉高工LED,Mini背光未来无论是要在TV市场大规模应用亦或是平板、笔电等,面板厂肯定是要求要玻璃基板。

从技术角度来看,受Mini背光对基板的厚度均匀性、平整性、对准度等加工精度提出更高要求,玻璃基板无疑未来从综合性能和成本角度来看更胜一筹。玻璃基板超薄、散热、高密度驱动等优势也十分明显。

同时,玻璃基板也是上游高度成熟的产品,尤其是在超精细、超大板卡上更为成熟和具有规模成本与工艺成本优势。

目前居高不下的Mini LED电视从成本分析,在Mini LED背光灯板中,基板的成本就占了近50%。

基板降本成为了Mini LED背光和直显规模化应用的关键,玻璃基板就成为面板、电视等厂商的“理想”。

京东方方面认为,相较于其它解决方案,玻璃基直显的优势有四点:

1.AM主动式驱动可实现全灰阶Gamma曲线完美拟合,表现为产品显示画面过度均匀,且在极黑画面下肉眼仍可察觉到细微亮度的变化并无闪烁。

2.在画质方面,玻璃基对比度可达到百万比一,可实现115%NTSC超高色域,产品呈现清晰画质和高饱和度效果。

3.相对于COB产品,玻璃基功耗更低,在同等亮度和透过率的前提下可整体降低20%功耗。

4.具备更高的稳定性、平整度、无拼缝且无掉灯风险,使用寿命更长,在尺寸、耐热、耐湿等特性相较于传统PCB基都有亮眼表现。

同时,Mini LED背光玻璃基板的应用能够满足当前对整机厚度薄型化、降低功耗的普遍需求,因此在家庭娱乐及日常工作中覆盖面广泛。

百柔新材料新能源材料事业部总监郭冉告诉高工LED, “在Mini/Micro LED领域,稳定性较好、成本较低的玻璃基板将会是易弯曲、易伸缩和易翘曲的PCB板的良好替代品。”

在LED领域,百柔新材料主要以基板材料为切入点,主攻TPC陶瓷基板和LED显示玻璃基板。目前,百柔新材料的TPC陶瓷基板和4层玻璃显示基板技术已基本成熟,并且已向客户送样,示范线产能大概1~2千平米/月。

2022年上半年沃格光电等玻璃基板厂商也开始加码扩产。

2月21日,沃格光电发布公告称,拟设立江西德虹显示技术有限公司,投资16.5亿建设玻璃基材的Mini/Micro LED 基板生产项目。项目建成达产将实现玻璃基材的Mini/Micro LED 基板总产能524万平方米。

据高工LED了解,包括国星、晶台、兆驰、东山精密等在内的国内封装龙头企业在目前开始批量供应PCB基Mini产品的同时,也并未放弃在玻璃基板技术方面的努力。

2020年国星光电的Mini COG就已经成功点亮。

据了解,国星光电的方案直接在玻璃基板上贴装芯片,具有散热性好、成本优、亮度高等优点,至为关键的是工艺对玻璃无伤害,效率高,一致性好,完美解决了Mini COG在制程上频发的品质受损问题。

有业内人士表示,到Micro LED阶段,玻璃基板凭借工艺精度高、翘曲度小等优点可以拥有更大的发展空间。

文章来源: 中玻网,MiniLED产业网, 高工LED

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