面板顯示技術大躍升, 生產設備需求逐年上漲
文:組編 / 編輯部2020年第二期
導語:今年初,由于新冠病毒肺炎疫情的發生,全球面板顯示器產量下降,據有關機構預計,2020年第一季度整體降幅約3.6%,其中2月份降幅最高,預計達13.8%,主要原因是由于面板后端的成品組裝環節,以及PCB及偏光片等上游一些材料的生產都是以勞動密集型為主,工廠復工復產的進度影響到成品出貨,預計今年下半年情況將會有所好轉。
日韓轉產,中國跟進
2020年一月,LGDisplay首席執行長鄭浩英在美國拉斯維加斯2020年消費電子展(CES)上表示,該公司將在今年底前結束國內LCD液晶電視面板生產,并聚焦中國市場。在終止韓國國內LCD產能的同時,LGDisplay決定將重點轉移到OLED有機發光二極管顯示技術的開發上。
而早在去年10月,LGDisplay的主要競爭對手——三星顯示器(Samsung Display)就表示已關閉了該公司在韓國的其中一條LCD產線,并宣布將投資13.1兆韓元(約112.5億美元)用于設備研究,幫助升級產線。三星原有三條LCD產線,兩條在韓國本土,一條在中國。
同期宣布停產LCD的還有日本松下,2019年11月,《日本經濟新聞》報道稱,松下將在2021年前退出LCD液晶面板制造業務。2016年,松下停止生產用于電視的LCD面板,轉而專注于汽車和工業用LCD面板,并曾力爭在2019財年(2019年4月至2020年3月)合并財報中實現液晶面板業務盈利,但中期財報仍然陷入虧損,最終公司不得不下決心撤出液晶面板制造領域。
導致這些面板生產大廠紛紛關停轉產的一個共同原因是:市場供應過剩和盈利能力不斷下降。實際上,從2018年下半年開始,全球LCD液晶面板市場就進入到一個較長的陣痛期,隨著中國大陸廠商在近幾年的崛起,LCD產能呈現出爆發式增長,影響到整個產業生態。這一影響,同樣作用在位居全球LCD液晶面板產量第一的BOE(京東方)身上,據了解,目前京東方共有14條產線,每條生產線的數據量約為15T,從2019年前三季度的數據來看,盡管京東方的業務營收增長達到23.4%,但凈利潤則同比下降了45.8%,市場供需平衡嚴重失調可見一斑。
根據群智咨詢最新的統計數據顯示,2019年全球液晶面板出貨量為2.83億片,其中BOE(京東方)獲得了出貨量和出貨面積的雙第一;而就在2019年上半年,液晶面板出貨面積排名第一的是LGDisplay,此次京東方再次趕超,再次說明中國液晶面板產能進一步釋放、傳統韓系面板廠商產能則加速轉型的行業態勢。
圖1 2019年全球液晶電視面板出貨數量和出貨面積統計(資料來源:群智咨詢)
LCDvs.OLED
面板顯示技術一直都是電子信息領域中一個較為活躍的分支,近年來技術更新迭代的速度加劇。目前,LCD和OLED是兩大主要的技術類別,LCD即Liquid Crystal Display液晶顯示器;OLED即Organic Light-Emitting Diode有機發光二極管顯示技術。
據中國信通院的最新統計數據顯示,TFT-LCD(薄膜晶體管液晶顯示器)仍是我國手機產業首選的屏幕,占比高達64.3%。從手機,到電腦顯示器、電視機、大屏幕等等,在幾乎所有帶顯示功能的電子產品中,都可以使用LCD液晶顯示面板;而OLED顯示面板最大的特點是材質輕薄、低功耗,易于做成異形屏,符合最新的智能硬件設計理念。因此,總體來說,OLED和LCD,并不是誰取代誰的問題,而是各自有自己適合的應用場景,OLED顯示面板目前在智能手機、車載顯示、可穿戴電子、VR/AR設備等領域有較明顯的應用優勢。
LG Display是當前全球最大的OLED面板供應商,其計劃原定今年一季度啟動廣州8.5代工廠,但因為今年疫情的影響,量產計劃將延期至第二季。市場分析師預估,其廣州OLED廠最快4月啟用,在進入量產后,預計每月能夠生產9萬組OLED電視面板,而LGD在韓國坡州廠每月能生產7萬組。LGDisplay預計,2021年OLED技術將占公司總收入的50%,較2018年高出約30%。
此外,在中國方面,京東方也已布局4條OLED小尺寸線,2020年出貨量有望翻三倍至6000萬片,市占率超30%。同時,為了適應近年VR/AR高端應用市場的快速發展,京東方已與奧雷德、滇中發展、高平科技合作,成立了昆明京東方顯示技術有限公司,主要從事OLED微顯示器件的生產、銷售和研發,未來公司擬投資34億元,用于12英寸OLED微顯示器件生產線的建設。
值得關注的另一個趨勢是,針對近期折疊屏智能手機、筆記本電腦、卷曲屏電子產品的興起,AMOLED柔性顯示技術是開發的重點。現階段能發布并順利量產發售的折疊屏智能手機只有三星Galaxy Fold和華為MateX,折疊屏已經成為這兩大智能手機廠商的競爭戰場,其他廠商也在積極跟進,但由于柔性可折疊的OLED要比一般的剛性OLED制作起來難得多,產品良率有待提升,因此AMOLED柔性顯示技術的大范圍商用化依然還有一段路程要走。
在AMOLED柔性顯示技術領域,三星是折疊屏技術的領先企業,其在折疊屏技術、研發、量產方面都已走在其他廠商前面,在2019年推出折疊屏Galaxy Fold后,三星已出貨40-50萬臺,在眾多折疊屏手機中排名第一。根據韓媒ET News報道,三星顯示目前可折疊顯示屏的產能約為每月26萬片,今年5月將擴大到60萬片,到年底,其產能預計會達到100萬片/月,比現在提升約4倍。另據報道,今年2月底,三星顯示成為蓋板玻璃廠商Dowwinsys公司最大的股東,進一步穩定了折疊屏手機面板超薄玻璃的供應鏈。
另外還有Mini-LED和Micro LED顯示技術,Mini-LED又稱為毫米發光二極管,和Micro LED一樣,兩者都是基于微小型LED晶體顆粒作為像數發光點的顯示技術;不同的是,Mini-LED采用的是數十微米級LED晶體,而Micro LED采用的是50微米以下的LED晶體。有關機構統計,2019年MiniLED設備的出貨量約為329萬件,主要用于顯示屏、車用顯示器、手機和大尺寸顯示器等領域,預計到2023年,該市場規模將成長至10億美元。
面板顯示自動化生產設備供應鏈
面板顯示器的上下游產業鏈較長,在生產設備環節,目前來看,面板的生產自動化程度相對較高,全球液晶面板產能的一半都在中國。
以TFT-LCD顯示面板的生產過程為例,主要分為三個工序:TFT列陣(Array)、Cell成盒、模組組裝(Module)。從結構上來說,OLED顯示面板相比LCD,減少了一張基板和背光燈組,因此,在三大工藝流程(TFT列陣、Cell成盒、后端組裝)的基礎上,簡化了加工設備,如圖3所示。
圖2 全球折疊屏手機出貨量預測(數據來源:拓撲研究院)
圖3 LCD與OLED生產設備對比
在前段TFT列陣工序用到的主要設備有蝕刻設備、顯影設備、曝光設備、去膜設備等等。Cell成盒工藝流程采用到的蒸鍍設備是目前OLED生產設備中需求量最大的、最核心的設備由多個腔室組成,完成從基板清洗、發光層注入、玻璃封裝等一整套流程,高度定制化;另外還包括封裝設備,又分為玻璃封裝機、金屬封裝機和薄膜封裝機。近年來,中國大陸投入巨資開工建設了多條高世代面板線,但60%左右的固定投資資金花在了前中段的設備購買上,且關鍵設備多從美日韓等國家進口。
國產面板生產設備最近幾年主要是在中前段非制程類設備(如:切割設備等),以及后段的FOG和COG邦定設備、貼合設備、AOI檢測設備等部分發力,推動國產替代速度加快,并涌現出一批優秀的面板產線供應廠商,例如:大族顯視與半導體、深科達、聯得裝備等等。機械功能部件方面,如激光切割、點膠與檢測用到的直線電機模組與平臺;真空貼合機、邦定機采用的PLC控制系統、平臺伺服傳動定位;LCD平臺用到的精密滑軌傳動;用于面板拾取與存放的直線電機等等,都隨著近年國內各廠家技術力量的增強,使得面板產線的性能得到了大幅度的提高。
在投資規模上,由于受到產能過剩、價格下跌的影響,導致近幾年中國面板廠家推遲了大尺寸電視面板產線的設備投資,用于智能手機的OLED面板也出現了推遲投資的動向。但隨著日韓企業的轉產,以及今年年初爆發的疫情(面板出貨延遲),將有助于LCD液晶面板的去產能,同時從1-3月的市場行情來看,也出現了液晶面板價格止跌回暖的跡象,TCL董事長李東生表示,面板價格1、2月份呈小幅上漲,預計將持續到6月份。另據韓國媒體報導,近期中國廠商推遲了工廠建設進度,使得部分中小型韓國設備廠商出現了資金緊張的狀況。
從二、三月份國內各地政府推出的“新基建”項目來看,超大尺寸、柔性AMOLED等顯示面板生產線的建設是其中的一個重點,有望推動今后幾年新一輪顯示面板產線的設備投資潮。
圖4 2020年2-3月份部分國內城市顯示面板重點建設項目
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