历经二十几年的发展,我国LCD产业从无到有、从无源跨入到有源,已成为全球最大的TN/STN生产大国和产值排名世界第四的LCD产业区域。目前,在我国大陆有与LCD产业相关的生产厂、科研院所大约有180余家,约110条的TN/STN-LCD生产线、7条TFT-LCD生产线和众多的TN/STN/TFT液晶模块生产线。面对方兴未艾的TFT-LCD面板产业发展趋势,就我国LCD装备制造业来讲,是机遇,更是挑战。
首先,我国的LCD装备制造业正处于TFT-LCD产业链的重构和整合时期。在信息产业“十一五”发展规划中,平板显示产业成为要重点发展的核心基础产业,是具有强烈的产业链带动效应的基础产业,并成立了产业专项,以期形成中国大陆在平板显示产业领域的群体突破和整体跨越。从另一方面讲,TFT-LCD产业是资本密集、技术密集、产品生命周期短、生产线技术更替快、关联产业密集、专利壁垒高和国际化分工的特殊产业,其价值体现在整个产业链上,而不是单纯生产线的竞争。平板显示领域的先行者京东方、上广电等敢为人先,却不能回避负债、流动资金等问题。值得欣慰的是,我国平板显示产业的整合已拉开序幕。2006年底,上广电、京东方和龙腾光电宣布整合计划,为中国平板显示产业的大发展发起了新一轮的冲锋号角。这次整合涉及到长三角和环渤海地区,如果深圳聚龙项目进展顺利,则能进一步打通我国平板显示的南北通道,并借助珠三角地区终端产业的优势,更好地贯穿平板显示的上下游产业链,实现我国平板显示产业的全面升级。另外,投资13亿元的彩虹液晶玻璃基板项目年底即将投产,可填补我国TFT-LCD上游产业链的缺失。因此,我国LCD装备制造业正面临非常好的机遇,利用TFT-LCD生产厂家的整合及产业链的重构,可不失时机地切入TFT-LCD产业需求中,这是千载难逢的好机遇。
第二,就我国LCD装备制造业的基础而言,在LCD制造装备配套方面,经过多年来的努力,我国大陆已能生产部分LCD制造设备及测试仪器。在专业生产液晶制造装备的厂家中,中国电子科技集团二所、太原风华、深圳润正、北京京城清达、深圳航通等一批具有相对优势的企业正在不断涌现。其中一些企业已成为LCD后制程系统解决方案的典型代表。
但从另一方面分析,我国大陆LCD装备制造业的整体发展能力不足,与日本、韩国及我国台湾地区相比还有一定差距,尤其是在核心技术方面。我国大陆目前LCD制造装备仍处于单机种分散企业提供与局部配套的开步阶段,关键工艺技术与生产设备仍未有大量涉足,满足全部生产工艺过程的整条生产线制造配套与提供能力还需要经过一个艰苦的努力过程。
第三,企业创新、产品升级、弃旧获新,这是自然法则,也是市场规则,更是推动平板产业发展的驱动力。我国LCD产业发展正处于关键时期,从基础生产工艺和制造装备的产品创新入手,选择关键生产工艺节点为重要突破口,进而带动整条生产线的全部系统解决方案的实现,以制造装备的基础支撑和条件保障来推动LCD全行业的整体发展进程,这将是支撑我国LCD产业取得全面突破和规模化快速发展的关键所在。在这一点上,也正符合我国“以企业为创新主体”的创新体系建设规划,国家应有选择、有计划、有组织地开展好LCD制造装备专项、创新引导基金工程的落实与实施,选择重点攻关项目,实现有效突破,努力提升我国LCD生产线制造装备的系统工艺解决能力。
可以预测,随着TFT-LCD技术的快速发展与日趋成熟,对生产线制造设备在制造精度、工艺品质、良品率保证、柔性制造及生产成本控制等诸多方面提出的要求会更高。而灵活组线、一机多能、自适应诊断和快速工艺参数的可适应性调整等功能的具备,则代表着未来电子工艺生产设备的一种发展方向。
第四,政府积极参与支持,协调发展。加强政策引导,发挥国家行业高度集中指挥系统功能,运用市场经济杠杆的调节作用,充分进行地区、部门和企业间的专业化细致分工,执行有序协作,最大限度地发挥好每一个环节的精、尖、特专业功能。现阶段,尤其应注意加强工艺装备生产制造过程中精密机械基础加工业的系统完善工作。加工技术的落后,是我国同世界发达国家相比差距最大的地方,也是我国电子生产设备中的薄弱环节,也是整机性能不能快速提高的阻力之一,这需要科技主管部门的高度重视,协调发展。其次,政府应在LCD装备制造业的优势企业中建立共性技术研发中心,加强对专业化人才队伍的培养,支持国内骨干企业突破关键产品与技术研发,形成配套能力。
我国TFT-LCD产业正处在挑战和机遇并存的关键历史发展时期。尽管我们在突破世界先进国家的生产工艺与制造技术封锁方面已经迈出了可喜的一步,但如何吸收和转化为国内企业的比较优势和竞争优势,进而打造以自主知识产权为基础的核心竞争能力,以民族品牌支撑我国LCD产业的全面发展,仍是任重而道远。作为LCD产业链上游的基础支撑装备制造业,更应该紧紧抓住这个十分难得的发展时机,沉下心来,潜心研究,借助市场需求的拉力、企业竞争的压力、科研与教育的动力和政府支持的推动力,走出一条具有中国特色的装备创新之路,积极开创我国LCD制造装备业的崭新局面。
作为FPD主流技术的LCD已成为本世纪最具发展潜力的电子产品。当前LCD正处于发展的鼎盛时代,技术发展非常迅速,已由最初的TN-LCD(扭曲向列相),发展到STN-LCD(超扭曲向列相),再到当前的TFT-LCD(薄膜晶体管)。作为国际上发展的主导产品,TFT在向高显示容量、大画面和彩色方向发展,已发展成为技术密集、资金密集型的高新技术产业。
大陆设备开始进入大生产线
目前,我国大陆有已量产的京东方和上广电两条五代线,以及已经试产的龙腾光电五代线和正在规划的胜达光电六代线,其余为吉林彩晶、南京华日、句容骏升三条一代线。生产线的数量看似不少,但由于在核心技术方面,特别是在核心工艺技术和设备技术方面并没有掌握,生产线的运行并不是很好,有的由于不掌握核心技术,已基本处于停产整顿的状态。整体上和日韩及我国台湾相比,差距还非常大。与日本、韩国等国相比,我国在TFT-LCD制程设备的研发与生产方面还存在较大的差距,特别是TFT-LCD的前制程的关键设备国内尚属空白。国内的5代TFT-LCD生产线国产设备自给率不到1%,而且只是配套设备。
我国大陆LCD行业的投资规模仍较小,远远低于日本、韩国和我国台湾地区,对生产设备的研发及产业化投资更是少得可怜,造成LCD生产设备的研发严重滞后于LCD生产的局面。全部生产线都是从国外引进的,设备价格十分昂贵,为国产化设备的2~5倍,目前国内还没有一个单位能够生产出LCD生产线的全套设备,只能生产其中的某些设备。我国专业生产液晶设备的主要单位有:中国电子科技集团公司第二研究所、北京京城清达设备公司、深圳润正电子设备公司、东莞中堂万亿达等。
在生产设备方面,大陆设备厂商采用了韩国和我国台湾的发展经验,在TN和STN生产设备的研制和生产上积累了大量的经验,并逐步开发适应于TFT生产的专用设备,取得了较大的进展,特别是后工序设备和模块设备上,有些已用于大陆的TFT生产线,个别设备还出口日本、马来西亚等国家。随着东莞中堂万亿达生产显影及清洗设备、中电科技集团二所等国内厂家逐渐进入TAB、COG等LCD生产设备,国内已脱离LCD设备100%依赖进口的阶段,产品在国内市场的应用取得了较好的效果。
应立足于引进-消化-吸收-创新
未来5年-10年内将是TFT-LCD产业全面高速发展的黄金时代。面对全球大市场,LCD技术装备行业国内外厂商之间存在着技术、成本、应用等多种竞争力量,而这种竞争既是厂商之间的竞争,也是产业链之间的竞争。国内设备研发与世界先进水平的差距是存在的,但国产设备研发的思路在变,产业化的条件在变,市场需求也在变,以性能价格比取胜的国产设备正在逐步由中低端向中高端发展。因此,国内LCD设备行业仍是一个充满生机与活力的行业,是一个朝阳行业。同时对于我国LCD技术装备厂商而言,在积极参与国际竞争的同时,应紧密跟踪LCD产业的技术潮流,打破技术封锁,积累经验,储备技术,完善核心能力,推进LCD制造设备本土化,降低成本,才能突出重围并带动整个LCD产业实现跨越发展。
我国大陆在LCD设备领域的发展速度是惊人的,但目前也存在着一些核心技术发展的瓶颈,即研发资金缺乏。这是由于液晶设备的核心技术的显著特点为高度资本密集、技术密集,而在我国作为液晶产业的后发国家,单凭企业实力显然不足以承担高科技研发所需的资金与人力。
我们应借鉴日本、韩国的经验,形成国家企业联合科技攻关的机制,不仅国家可以为企业提供科研成果,企业又可以反过来为国家提供技术支持。真正形成以国家主导进行科研攻关,企业为主体实施技术创新的良性局面。另一方面,由于缺乏高端技术的掌控,长期以来,“市场换技术”的思路使得多数中国企业陷入“引进—落后—再引进—再落后”的怪圈,在目前开发的大环境下,中国要想获得液晶产业的核心技术,已不能依赖于这一思路进行,应立足于“引进—消化—吸收—创新”的新思路,实现技术的赶超,方能在未来构建液晶产业核心的竞争力。
二所在与国际设备厂商的竞争当中,通过这些年来的实践,已逐步摸索出了一套行之有效的策略。主要体现在四个方面:
第一,致力于强化自己在液晶设备领域的核心竞争能力。二所的核心竞争能力主要表现在四个方面:一是先进的设计制造技术;二是强大的市场营销和服务能力;三是自主创新和快速研制生产的能力;四是成本竞争能力。
第二,制定科学的液晶设备发展战略规划。瞄准进军TFT-LCD领域的目标,二所的计划是“三步走”:第一步是开发STN-LCD后制程关键生产设备,第二步是形成模块生产设备的研发、生产能力,第三步是通过广泛合作,进入TFT-LCD生产设备领域。科学的发展战略规划引导着二所在液晶显示产业领域迅速发展,产品在国内异军突起。
第三,强化自主创新,走产品高端化路线。目前,作为国内液晶设备的研制商,为提高本土产业的核心竞争能力,二所一直致力于核心技术的掌握及自主知识产权的研究,不断跟踪国内外先进液晶技术的发展及研究,二所开发的全自动COG邦定机通过了国内一流液晶显示器生产商的严格验收,技术指标和可靠性均达到了国外国类产品水平,并已形成年产COG设备20台的能力。现对激光图样技术、激光切割技术、ODF技术、悬浮式技术及工艺正在全面研究过程中。
第四,发挥工艺系统集成优势,全面提高液晶设备国产化进程。二所在市场营销过程中,注重以单台设备为突破口获得用户信赖,进而提供系统集成服务。产品相继打入夏普公司为代表的国际一流公司和以信利公司为代表的国内一流企业。
目前,TFT-LCD是液晶平板显示家族中最主要的成员。虽然国产品牌TFT-LCD电视机及显示器随处可见,但事实上,我们正在使用的TFT-LCD电视机及显示器其面板几乎全部是用国外设备制造出来的。
设备投资每年百亿美元
TFT-LCD面板制造工艺的技术很大比例都被固化到了TFT-LCD制造设备中,从这个意义上说,设备的技术水平决定着面板的制造水平,可见设备在整个面板制造业中的地位。
TFT-LCD设备投资巨大,以月产6万片、5-mask,工艺包括Array、Cell、CF和Module的生产线来说,设备投资比重约占65%-70%。以6代线为例,生产线总投资约20亿美元,设备投资约13亿美元,占总投资的65%。
根据市场调研机构提供的数据,2009年前,全球每年都有约百亿美元的TFT-LCD设备投资。2004年,全球TFT-LCD设备总投资额达133.2亿美元;2006年约117.9亿美元;2007年-2009年将分别达108亿-121.7亿美元、89.4亿-136.1亿美元、81.4亿-114.9亿美元。
作为世界最大的面板需求市场,我国TFT-LCD生产线投资增长很快。根据北京、上海、昆山、深圳等有关公司的计划和国家发展规划,2010年前我国总的TFT-LCD设备投资额近1000亿元。
从TFT-LCD设备的市场占有率来看,日本、韩国及欧美国家占据着绝对领导地位,近年我国台湾地区也有不错的表现。
日本占领了全球绝大部分的TFT-LCD设备市场,仅就占TFT-LCD设备总投资额50%以上的Array段设备而言,日本占了约70%的市场份额。
韩国正成为TFT-LCD设备生产的新生力量,已经可以提供Array段的部分关键设备;我国台湾地区也已经在部分中低档设备领域实现了本地化制造,其中Cell段的部分设备和大部分Module段设备实现了本地化制造。
我国大陆虽然能够提供TN/STN-LCD制造设备,但却无法提供TFT-LCD制造设备,因为无论从技术水平还是资金投入来说,两者差距太大。因此,我国近期筹建的TFT-LCD生产线只能依赖进口设备。
事实上,我国TFT-LCD制造设备的研制才刚刚起步,目前只有部分有一定设备研制基础的企业涉足该领域。2006年,北京七星华创电子股份有限公司向京东方提供TFT-LCD清洗机和移载传送设备各1台,目前运行状况良好;2007年还将为天马生产线提供相关设备。另外,北京京城清达公司也已经涉足TFT-LCD设备的研制,其在摩擦机方面已具备一定的技术基础。
企业面临机遇
虽然我国在TFT-LCD制造设备方面的基础薄弱,但也有多年来研发各种专用设备积累起来的技术和经验,加上中国经济发展的大好环境,这为国内企业进入TFT-LCD设备领域提供了发展机遇。
TFT-LCD设备本地化制造的发展趋势也为我国设备企业提供了参与市场的机会。随着面板生产线技术的升级,TFT-LCD设备变得越来越大。为了解决运输问题,节省成本,国际设备厂商趋向于将设备委托给本地设备厂商代工制造。国内设备制造企业拥有低成本优势和本地化服务的便利,同时又积累了一定的设备制造技术和经验,具备承接代工制造业务的条件。
目前,我国对TFT-LCD面板的需求剧增,这无疑是我国面板产业发展的好时机,而这也为我国TFT-LCD设备产业的发展提供了机遇。设备制造商可通过与面板生产商就生产过程中出现的新问题、新技术进行紧密合作,逐步发展具有自主知识产权的设备。同时,也必然会促进与本地化和国产化设备相配套的零部件制造业和材料供应商的发展。
要抓住机会,我们必须先做好准备,着力解决一些影响我国TFT-LCD设备产业发展的瓶颈问题。
一是我国基础相对薄弱,应加强各项技术的研发,形成产学研相结合的自主研发体系;二是加大资金投入,保证设备企业有畅通的融资渠道、更低的融资成本;三是加强我国整个TFT-LCD产业配套能力,大力发展我们在原材料、设备和基础加工方面自给能力;四是加强人才培养和引进,缓解人才短缺问题。
我国TFT-LCD产业近年来发展迅猛,投资规模逐年加大,而投资的主要部分用于TFT-LCD工艺设备的采购。来自DisplaySearch的统计数据表明,2006年全球对液晶设备的投资高达118亿美元。因此,很多设备生产厂商对这个市场趋之若鹜。包括应用材料、东京电子这样的顶级半导体设备公司,已经将触角伸向TFT-LCD市场,他们成立下属公司专门负责TFT-LCD设备的生产销售及技术支持。可喜的是国内设备厂商的设备也已进入液晶大生产线,虽然所占比例很小,但毕竟迈出重要一步。
国产TFT-LCD设备崭露头角
TFT-LCD设备由于其工艺性要求高、制造难度大,一直被国外少数公司垄断。近年来由于我国设备厂商技术水平的不断提升,相继研制生产出部分LCD制造设备及测试仪器。测试仪器以高校和研究所为主,如清华大学、长春物理所都开发生产了如液晶盒厚测量仪、液晶光电参数测试仪等测试设备;制造设备从最初的玻璃切割机、偏光片切割机、灌晶机等单台设备,发展到可以生产成套的TN用清洗等前段设备和对摩擦线、板线等要求更高的设备。
应遵循从后到中到前步骤
尽管国产设备已进入国内大生产线,但我国内地液晶设备就其规模和水平来看,与LCD器件和相关材料比,仍显得滞后一些。国内设备目前仍停留在比较低端、分离单台产品阶段,面板生产线上的系统成套设备、高端前工序核心设备及测试装备只能依赖进口。同时,在进口的核心设备上,不少关键零部件还必须再依赖进口,这将导致工厂的后续服务成本偏高,而且还必须受制于人。因此发展液晶产业,作为为其配套的设备业要得到发展,还需要各方面给予更多的支持和关注。
业内专家给出建议,国内企业应从TFT-LCD后工序设备入手,重点在TFT-LCD移载设备、清洗设备、摩擦线设备、COG设备和TFT薄膜沉积设备等方面形成配套能力;积极开展6代面板生产线阵列等前道工艺设备的研究开发,重点提高湿/干法刻蚀机、液晶灌注机等研制水平。
TFT-LCD生产设备对于TFT-LCD产业至关重要,TFT-LCD生产设备固化了很多生产工艺,只有好的设备,才能生产出好产品。TFT-LCD生产设备技术含量和自动化程度都很高,由于国内现有技术水平的限制,国产设备进入大生产线还需要有一个过程。
目前,韩国设备的本土化率已经达到50%,到2010年将达到80%左右。而我国台湾液晶生产设备的本土化率也已达到30%,未来几年将达到50%以上。和他们相比,我国液晶生产设备不足2%的市场占有率显得微不足道。他表示,虽然我国液晶生产设备起步较晚,但是我国在TN、STN、CSTN设备上是有一定基础的,国产设备覆盖率已达80%,且均有自主知识产权,其典型产品有盒厚测量、摩擦、切割、灌晶除泡等设备。而TFT设备尚存在一定差距,但也不必从头开始,而是可以通过合资、合作或引进的方式,迅速进入角色,从而缩短与国际厂商之间的距离。TFT-LCD设备也同半导体设备相似,国内企业也应从后道工序着手进入,因其技术含量相对前道来讲低,进入门槛相对较低,因此,国内企业应从此进行突破,循序渐进,逐步覆盖TFT-LCD生产线从后到前整个设备。