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液晶显示上游材料基板玻璃国内发展现状
发布时间:2014-09-04    来源:平板显示文摘   阅读次数:1633 分享到:
  在整个平板显示产业中,与玻璃相关的产品和工艺众多,包括TFT-LCD面板的基板玻璃,PDP的基板玻璃,ITO镀膜玻璃,触摸屏用盖板玻璃,还有相关的玻璃减薄、强化等一系列的加工业。
    上述产业中,ITO镀膜玻璃从上世纪90年代起国内企业已有涉及;玻璃减薄加工方面,目前我国占据了全球主要的份额。相比较而言,TFT-LCD基板玻璃拥有更高的技术难度,且又是更加上游的一个环节,所以本文的重点是TFT-LCD基板玻璃。
    基板玻璃是构成液晶面板的重要原材料之一,其在TFT-LCD原材料成本中约占20%的比重,且对液晶面板性能和质量的影响十分巨大,面板成品的透光度、厚度、重量、可视角等指标皆与所采用的基板玻璃密切相关。

基板玻璃毛利率高 国外企业主导
    基板玻璃产业不同于其他产业,具有如下的特点:
    制造玻璃的原材料主要是较基础的原料(石英砂),且产线投资不高(相对于液晶面板厂),自动化程度高、人力成本较少,折旧相对较低,这使得玻璃厂的利润较高;
    其技术难度高,行业进入壁垒较大,全球范围内涉足的企业较少,且主要以寡头垄断为主,造成了玻璃厂商议价能力极强。
    从目前全球范围内的行业情况来看,基板玻璃行业还是个寡头垄断的行业。近年来其市场份额主要被4家厂商瓜分,康宁( Corning )约占该市场的半壁江山,日本旭硝子(Asahi)和电气硝子(NEG)分别占据25%和21%,安翰视特(Avanstrate,原日本板硝子NHT)占4%,全球基板玻璃产业一两百亿美元的利润主要被这几家美、日企业分食。
    寡头垄断的行业格局,造就了基板玻璃行业的高利润率。在2009年之后液晶产业链盈利结构的“微笑曲线”中,基板玻璃处在毛利率最高的位置,是整个TFT-LCD产业链中最赚钱的环节,如康宁公司基板玻璃业务2011年和2012年的毛利率分别高达63.1%和51.8%。
    从国内需求方面来看,2013年仅5代以上液晶面板线的玻璃需求量就在5200万平方米左右,且这一数字会随着未来两三年内开出的新面板产能不断刷新纪录(如表1)。

表1 未来几年国内TFT-LCD基板玻璃需求预测(单位:万平方米)

国内基板玻璃生产已渐现规模
    世界玻璃巨头一般在上世纪90年代或更早就涉足了基板玻璃的生产,而国内企业要晚很多。在2005年时,国内最大的CRT玻壳生产商安彩在河南郑州开工建设第5代基板玻璃生产线,但终因资金等问题而没了下文。
   目前国内基板玻璃方面的技术力量主要有彩虹、东旭和中建材。近年来,涉足基板玻璃生产的主要是彩虹集团和东旭集团。
    在推动基板玻璃国产化方面,东旭集团贡献巨大。目前东旭在成都、郑州、石家庄、营口、芜湖、武汉等多地均有建线,且已开出不小的产量 (表2),获利情况也很不错。今年初,东旭公司称,其6代线TFT-LCD液晶基板玻璃产品大批量认证已在京东方顺利完成并获得订单,1月即批量供货。
    除液晶面板用基板玻璃外,东旭还涉及PDP用基板玻璃和盖板玻璃的生产。生产PDP玻璃的产线是位于绵阳的旭虹光电,年产能达60万套;旭虹从2008年开始介入高铝盖板玻璃的开发,在PDP玻璃的基础上,利用原有的设备和先进的配方,在触摸屏高铝盖板玻璃上再次取得突破,自2014年2月下旬开始高铝盖板玻璃的生产,其设计日产能超过100吨,每年可提供约650万平方米的0.7mm高性价比高铝盖板玻璃。

表2 东旭集团相关产业情况

    另一家更早涉足基板玻璃产业的是彩虹集团。彩虹早期有CRT玻壳的技术基础,随着CRT向平板显示产业的升级,该集团也由此转型生产液晶面板用基板玻璃。2007年,彩虹在陕西咸阳的一期5代线窑炉点火,这也是国内首条5代基板玻璃生产线,该线2008年9月生产出第一片玻璃。随后几年,彩虹又在合肥和张家港等多地布局建设新的生产线(表3)。 [JF:Page]

表3 彩虹集团相关产业情况

    2012年,彩虹累计生产5代、6代液晶基板玻璃114.86万片,实现销售62.1万片;2013年,累计生产143.86万片,同比增长25.25%,实现销售收入9153万元,同比增长60.73%。
    在2013年,彩虹公司专注和突出液晶基板玻璃主业,剥离、出售了部分不良资产。2014年彩虹的经营目标是销售165万片基板玻璃。未来,公司还将积极推进对盖板玻璃及8.5代液晶基板玻璃的研究与开发,适时立项并实施。
若单独考虑国内5代和6代液晶面板生产线,目前已量产线的年需求量约为1400万片基板玻璃。彩虹和东旭已在产和规划产线的产能,总计约为1500万片。随着京东方鄂尔多斯的5.5代线和厦门天马的5.5代线真正大规模量产,国内需求还会有进一步提升。
    除了国内企业积极布局建线外,国外巨头也纷纷落地中国。这是因为玻璃一般较薄、易碎,长途运输会给液晶面板厂增加许多额外的费用,所以按国际惯例,一般基板玻璃厂都就近建在液晶面板厂旁。
    为了配套京东方,2008年康宁公司在北京亦庄的5代基板玻璃后道工序生产线投产,这给京东方节省了大约4%的生产成本。随后在2012年底,康宁在亦庄的8.5代产线投产,且这次投产的生产线包括前道的窑炉。
    基于和康宁同样的考虑,日本旭硝子2011年在昆山、2012年在深圳分别建成投产了其玻璃产线(仅后段);而另一家日本玻璃企业电气硝子也于今年1月份签约厦门高新区,计划投资约700亿日元(约合41.4亿元人民币),建设8.5代基板玻璃生产线。

技术坚冰已破 前行仍存诸多困难

    从技术角度来看,玻璃制造的技术壁垒主要体现在:
    第一是工艺。TFT-LCD所用的基板玻璃表面平整度和杂质含量要求都是电子级的,使用一般的工艺难于达到上述苛刻的要求。一般浮法工艺无法满足这么高的平整度要求,使用后段进行研磨抛光又可能因为介质接触而引入新的表面杂质,目前只有旭硝子成功使用浮法工艺制造基板玻璃。所以目前主流的制造工艺还是熔融溢流法,而此法的工艺壁垒高于浮法工艺,需要准确调整温度、流速等多个参数,掌握起来不易。
    第二是配方。这是核心的壁垒之一,是康宁等巨头得以垄断此行业的关键技术部分。熔融溢流法需要正确的玻璃配方才能稳定成型,玻璃液的配方也影响着玻璃的光学、化学特性;此外,氧化砷作为一种化学澄清剂,在传统基板玻璃配方中用来加速熔融玻璃中气泡的排出,但是砷的使用,又不符合一些国家和地区的环保要求,含砷玻璃在出口和下游客户开拓方面会受到限制,使用无砷配方则必须使用其他的办法消除气泡,技术难度也随之加大。
    第三是装备。以熔融溢流法为例,由于生产设备基本都是玻璃厂商自主研发生产,故此对于新进入者很难在市场上买到现成的设备,都需要重新设计和制作生产设备。另外,由于熔炉、引流槽、溢流砖等关键部件的生产要求高,一些精度和特性的不达标将直接影响最终产品的良率,故在其生产设备的制作上也存在很大的壁垒。
    国内基板玻璃企业经过这几年的发展,已取得了不错的成绩,4.5代、5代、6代玻璃的产线都已投产,且已对中国大陆及台湾地区的面板厂供货。但一路走来并不顺利,成绩不小,困难也不少。
    笔者认为,国内玻璃企业目前仍处于起步阶段,但是面对的竞争对手是实力强大的国际巨头。这些国际巨头已有相当财力与技术实力,掌握着大量的核心专利技术,国内企业还要时时面临这些巨头们的专利诉讼,如康宁公司和东旭集团的专利战争,历时多年,在去年终于和解并签署协议,康宁公司将向东旭集团提供某些技术授权,东旭集团支付部分相关费用,用于第6代及以下玻璃制造。
    这些专利方面的纠纷恰恰说明,我国的基板玻璃企业已给这些国际巨头们造成了越来越大的威胁,他们的重视,也表明我们自身实力和市场规模在不断提升。
    从目前市场开拓的现状来看,国内企业的玻璃在进入液晶面板企业的过程中存在一定的困难。一般来说基板玻璃在液晶面板企业的认证过程都很漫长,历时一两年都很正常。国内玻璃企业进入这一领域较晚,而前些年已投产的液晶面板企业无一例外采用的都是国外企业供应的基板玻璃,在国内基板玻璃企业刚开始供货的初期,也许会有产品性能的些许瑕疵,面对国外企业较完美的产品质量,必然不占优势。而且液晶面板企业与玻璃企业往往会有排他协议,还要考虑采用国内企业玻璃所面临专利诉讼风险的顾虑等等,如此种种客观与主观因素均给国内玻璃企业的市场推广造成了障碍。但是即便如此,我们国内的玻璃企业还是在重重封锁下,撕开了一个又一个口子,取得了一个又一个骄人的成绩。
    在国内玻璃企业创业不久、尚未站稳脚跟之际,产业界对玻璃各性能指标不断提出新要求,薄型化、环保、更轻、强度更高等等。比如说厚度,基板玻璃的主流厚度已从1995年的1.1mm降至目前的0.5mm左右(表4)。所以,在不断提升产品良率的同时,新起步的国内玻璃企业还要不断提高产品的各项性能指标。

表4 基板玻璃的超薄化趋势

    总的来看,在液晶面板原材料的各个方面,国内基板玻璃企业的成绩实属不凡,在相关企业的不懈努力下,国内基板玻璃产业最艰难的阶段已经度过,技术得到了突破,良率也不断提升,下游客户的开拓已见成效,正逐步打破国外巨头企业的垄断。相信在不远的将来,会有产量、良率、出货量等各方面的大发展。
致谢:感谢彩虹集团、东旭集团提供的数据支持!

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