打破日韩全球第一,国产屏幕如何成功国产替代?一文述说国产屏幕强势崛起之路

OLED大杂烩 2023-11-03
3642 字丨阅读本文需 9 分钟

在过去的很多年里,“缺屏少芯”一直被视为中国消费电子产业的两大难题。液晶显示屏幕和芯片产业有许多相似之处,它们都是高科技、重资产、长周期的产业,其生产工艺也十分类似,都需要大规模的无尘车间精细化生产。虽然今日中国的芯片产业与世界先进水平仍存在一定差距,但中国的液晶面板厂商已经实实在在地进入了世界第一梯队。作为液晶屏幕市场的后起之秀,中国现在已经成功超越了日本和韩国这两个巨头,取得了令人瞩目的成就,全球将近90%的液晶屏幕市场份额被中国占据。

01 面板行业的过去与未来

在2000年之前,我国的屏幕市场尚未起步,工业基础相对薄弱,技术落后,导致我们在该领域缺乏话语权,难以分一杯羹。当时,日本和韩国在这方面的实力强大,占据了市场的主导地位,他们出口的液晶屏幕质量上乘,但我们购买时却经常需要求爷爷告奶奶地讨好他们。他们的屏幕质量得不到保障,这让我们意识到,想要摆脱他人的控制,只能依靠自己的努力。

于是,我们开始自力更生,国家对屏幕产业的发展也给予了高度重视和支持。政府投入了大量的资金,为相关企业提供了许多扶持政策,营造了一个良好的社会环境。在这样的背景下,我国的屏幕产业迎来了巨大的发展机遇。

2022年9月29日, TCL华星t9项目宣布投产。这是全球唯一一条兼容LCD/ Micro LED / IJP OLED高世代面板产线(8.6代线),你几乎可以从这条产线的投产,窥见整个中国面板产业的过去与未来:

在技术上,中国半导体显示工业从过去的CRT进入现在的LCD、OLED,未来还要从LCD继续向Micro LED演进;

在产线世代上,华星作为中国半导体显示工业的代表企业之一,产线布局也从最初的高世代产线6代线、8.5代线,一路发展到10代线、11代线,再随着产业链下游应用场景和产品形态的迭代演进,将中尺寸作为竞争重点,发展8.6代线。

在2009年,TCL创始人、董事长李东生刚刚决定投资245亿元进军液晶面板领域的时候,中国的彩电工业还因液晶显示器需要全部进口而被卡着脖子。在那之前,伴随着世界电视产业从传统CRT显像管显示器,向液晶、等离子等新型平板显示器的转换,中国的彩电工业曾经遭遇过一次极为惨烈的淘汰。

中国曾经花了20年发展起来的彩色显像管工业,在这一轮短短几年的技术变革中,几乎被一扫而空。庞大的中国彩电工业一夜回到解放前,从基本完成CRT技术的国产替代,到LCD时代重新回归到了严重的进口依赖。

TCL华星的t1项目,就是在这个节点时期开始建设的,作为一条8.5代液晶面板项目,是当时国内最高世代的液晶面板项目。

TFT-LCD生产线的代际,并不是根据技术代际而划分的,而是根据所加工玻璃基板的面积划分的(显示屏是从玻璃基板切割出来的)。比如二代线的玻璃基板面积是370mmx3470mm(可切出4块10.4英寸的显示屏),5代线的玻璃基板面积是1100mmx11250mm,可切出8块32英寸或3块42英寸的显示屏。

总的来说,生产线的代际变化反映了这个工业的演进,而且越高世代的生产线需要的投资量越大。因此,世代线一度被用来衡量技术的先进性,但实际上这种衡量是不完全准确的。

单以TV和PC屏幕的尺寸来说,似乎的确是越来越大,工艺也随着尺寸的增加越来越复杂,技术更先进。但纵观所有需要显示屏的智能终端,当手机、平板电脑,甚至是车载大屏成为消费端的主要产品时,中小尺寸的显示器也开始需要非常复杂的技术。

这中间,中国的高世代产线也从最初的6代线、8.5代线,一路发展到10代线、11代线,再随着产业链下游应用的变换,重新回归到相对中等尺寸的高世代产线,其中就包括t9项目所采用的8.6代线。

而不管产线尺寸怎么变,从2009年直到今天,LCD面板都是市场上最为主流的面板之一。其构成主要是背光层+液晶层+彩色滤光片+中间的两层偏光片。

背光层发白光,穿过彩色滤光片后就可以变为对应颜色的光线。我们可以通过给液晶层通电使液晶分子发生偏转,配合两层偏光片,就像彩色滤光片和背光层之间加了三个百叶窗。液晶分子偏转的多,就像百叶窗合上得多,遮住的光就越多,向上通过该种彩色滤光片的光就少。

红、绿、蓝三个颜色的滤光片下面,都有各自的百叶窗。这样就可以通过控制电压来控制红、绿、蓝三种光的不同配比,进而混合出任意颜色,这就是彩色液晶显示的原理。

但就像百叶窗很难完全闭合,彻底遮光一样;受制于材料特性等客观条件,LCD的液晶层也无法完全遮光,总会有一些白光漏出去,所以LCD面板显示的纯黑色,并不是纯黑色,而是很深的灰色。这会影响屏幕的对比度,虽然随着技术的进步,这种影响人眼往往无法分辨,但终归存在一些弱点,于是就有了OLED技术。

但OLED技术也有天然的缺陷,比如作为一种依赖有机材料的显示技术,这种面板天然就寿命更短,容易老化,且老化速度不同步容易烧屏花屏;比如由于调光方式的限制,OLED相对更容易伤眼;再比如受限于蒸镀工艺的生产材料FMM(精密金属掩膜版),大尺寸面板的生产成本居高不下,良率却又始终无法保证。

所以,现在半导体显示工业的技术发展趋势,是能够综合LCD和OLED优点,同时摒弃二者缺点的Micro LED;以及直接绕过蒸镀工艺,采用喷墨印刷工艺的IJP OLED技术。

而TCL华星的t9产线应用了氧化物背板技术,兼顾了可以直接投产的LCD,也给未来的Micro LED与IJP OLED做了技术储备。

一方面在中国的工业发展史上,追求大数字的盲目产能扩张,一直都是个天坑。另一方面,纵观科技发展史,新技术从理论突破到产业化运用,中间往往有一个堪称漫长的演进过程。如何平衡这二者,是所有消费电子产业都在不断研究的课题。

中国彩电工业当年全情投入CRT,结果因一场技术变革就把二十年成果一夜清零。表面上看,是技术的替代来的太过突然,真实原因是作为技术上纯粹的跟随者,当时的中国厂商没有通过自主研发介入到技术的演进过程中去,所以既不了解技术进展到了哪一步,也就无从判断新技术的到来可能给行业带来的颠覆性影响。

但吃过的亏,到底有其价值。

02 “风云涌动”的二十年

这个机会,最终被位于北京酒仙桥的京东方抓住了。

京东方,发轫于北京电子管厂。在杀入面板行业之前,这个曾与首钢齐名的北京工厂,和90年代很多传统企业一样,资不抵债、亏损严重。有的员工甚至靠折书页订书、女工打毛衣、到饭店去干保洁服务等杂活儿,维持生计。

困难之际,王东升接任厂长。他提出新的战略:要奋斗10至15年,把东方电子建成中国的“三星”(一个具有较强竞争力的国际化大公司),到2010年年营收要达到200亿人民币。这在当时还需要兼职养家的工人而言,堪称天方夜谭。

2001年1月,京东方的前身东方电子(由北京电子管厂改制而来)在深圳证券交易所增发 A 股;同年 8 月,公司正式更名为京东方科技集团。通过上市融资,京东方有了30亿的资金,当大家都希望公司拿钱去望京买地时,王东升依然选择拿这笔钱投资实体经济。

其实,这时候京东方也赶上了自己的“天时”——当时韩国面板企业苦苦挣扎于亚洲金融危机,正欲求有个卖家脱手。

2003年2月12日,京东方对外界正式宣布,京东方以3.8亿美元的价格,成功收购了韩国现代显示技术株式会社(Hynix)的TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示器件)业务,由此正式进入液晶产业。随后,京东方投资10.3亿港元成为全球第二大电脑显示器冠捷的最大股东,并在北京开始建设自己的5代线。

然而,京东方一系列趁热打铁的操作,却再次遇上了面板行业的寒冬。2004年,全球面板行业进入衰退期,京东方的5代线还没有建设完成。幸运的是,在北京市政府和多家金融机构的的大力支持下,京东方在连续两年亏损十多亿元后,终于在2007年面板市场复苏后扭亏转盈,进入全新时期。

这期间,京东方还遇到了中国电视机市场换代潮——背着“大包”的CRT电视被淘汰,液晶电视成为中国家庭的潮流,液晶电视的市场份额仅用了不到6年就反超了CRT电视。与京东方崛起相对照的,是另一家电视大佬——长虹,后者因为“押注”CRT技术路线,从“一哥”险些沦为边缘企业。

其实,不只是长虹,一批面板大佬也在潮流冲击下衰退,如安彩、永新、赛格日立等CRT彩色显示管厂。

可以说,在一定时间内,京东方成为了中国面板产业的扛旗者。和过往的“以技术换市场”路线不同,京东方对韩企收购,是技术、人才与产线全收;哪怕当时收购的产线不是最先进,但起码买了一张挤入市场的“门票”,可以像后来的芯片制程一样,慢慢升级。

事实证明,王东升购买落后产能,的确在关键时刻帮助了京东方。在京东方向更高代际产线迈进时,是一群韩国工程师帮助他们建设新产线、培育中国工程师。所以说,彼时的京东方,购买的不是一条产线,而是买了一把破解日韩液晶面板技术封锁的钥匙。

2007-2018年,全球面板市场又经历了几度波折。期间京东方还遭遇夏普的“截胡”,后者试图用自己建厂来搅局地方政府对京东方的支持,不过后来合肥还是选择了支持京东方建厂。

扛着巨大的“吃补贴、烧钱”的舆论与盈利压力,京东方这些年间在成都、合肥、鄂尔多斯等全国各地建设了13条产线。

其中,从2004年到2014年的11年间,京东方投资1400亿元,建设了7条半导体显示器生产线;这样的规模,在中国工业史上都是罕见的。当然,回报也是显而易见的。在大量建厂投资的同时,京东方不断精进显示屏制造的核心技术,2021年位列美国专利授权排名世界前20,公司研发费用为106.7亿元,同比增长40.0%。

03 面板成功国产替代

面板的国产替代,是整个过去 20 年当中,中国所有的产业当中最成功、最有代表性的案例之一。

最早,在中国消费电子产业的起步期,“缺屏少芯”被认为是两大痛点;

后来,中国一代面板企业和政府投资的推动,让以TCL、京东方为代表的中国面板厂商进入了世界第一梯队,且逐渐主导了全球TV面板行业。

现在,以t9为例,TCL此前已经在TV面板份额全球第二,8K和120HZ电视面板全球第一;借助新产线的兼容性,谋求进入高端IT、车载、商用专业显示等领域的同时,还通过自身的出色的研发实力和技术储备,可以进行更加灵活的布局。

国庆期间,我在电视上看到央视的品牌故事短片里,看到李东生说,走向光的路,从暗处起步。突然深感触动。这句话,是整个中国液晶面板行业的写照,也是整个中国制造国产替代浪潮的写照。

文章来源: 趣解商业,星海情报局,酋长解毒

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