中国半导体显示技术获突破,三星十年来首失“技术霸权”

2020-08-05 14:09 网络

在被韩国三星、LG压制十年之后,中国在半导体显示领域如今终于迎来了一次对韩国企业换道超车的机会。

取得这一重大突破的,是中国柔性电子领域的开创者柔宇科技,著名经济学家刘姝威近日对外表示,“柔宇通过技术创新开创了一个全新的柔性电子产业,在全柔性显示屏和全柔性传感器等以柔性电子集成技术为核心的领域,柔宇实现了多个世界级的里程碑式突破。”

据悉,柔宇并非一家单纯的半导体显示厂商,该公司一直致力于开发各种柔性可自由折叠、弯曲的各种全柔性半导体技术的开发。创投圈的消息证实,刘姝威所指的“重大突破”,主要是在柔性显示半导体领域,柔宇自主创新开发了一条与现有技术完全不同的超低温非硅制程集成技术,这一新技术使得柔宇所生产的柔性面板产品在良品率、迁移率等诸多关键技术指标上,全面领先三星。

柔性技术开启全球半导体显示技术新革命

在过去20多年里,全球显示面板技术已经完成了从传统CRT到LCD再到OLED两次迭代。种种迹象表明,在当前OLED应用与产线建设大行其道的同时,全球显示面板行业已经悄然开启了由OLED硬屏向可折叠全柔性屏的第三次迭代。


而这次迭代的推动者是一家中国厂商——柔宇科技,该公司是全球第一家实现了全柔性屏量产和折叠屏手机出货的公司;在柔宇推出首款全柔性折叠屏手机FlexPai“柔派”之后,包括三星等在内的国际大牌厂商也随之跟进,推出了Galaxy Fold等柔性折叠屏手机,而随着各大主流厂商的先后介入,柔性显示技术实际上已经拉开了替代OLED硬屏的技术迭代大幕。

何为真正意义上的柔性屏?

很多消费者和行业人士将传统OLED固定曲面屏也称之为“柔性屏”,这实际上是一个宣传导致的认知误区。事实上二者存在本质区别。固定曲面屏属于OLED一次成型,早在2015年韩国三星就已经率先量产固定曲面屏OLED智能手机,而真正的柔性屏(为了与固定曲面屏以示区别,行业现称之为“全柔性屏”)是像玻璃纸或者塑料薄膜一样在用户手里可以反复可靠弯折数十万次——只有它才可以成为折叠屏手机的屏幕,无论从技术难度还是应用场景来看,全柔性屏相对于目前主流的OLED固定曲面屏(即俗称的“柔性屏”)都是完全不同的两个品种。


在技术层面上,由于极为特殊的物理特性,全柔性可折叠面板对材料、化学和电子工程技术的要求之严苛,绝非当前主流的OLED硬质面板可比。它要求有一定的韧性与强度来承受反复弯折和拉伸,还要保证透光性、耐高温、耐老化、抗冲击、防水、平整度,同时还要耐磨耐刮擦等等。并且,在反复弯折过程中还要保证膜层当中的精密传感和显示线路的稳定不被破坏。全柔性屏的极高技术难度,从三星的第一代折叠手机出现的系列质量事故便可窥见一斑。因此可以毫不夸张的说,全柔性屏完全是全新一代技术下的产物。
在应用层面上,全柔性显示由于具有向下兼容的特性,其应用场景远远比当前主流的固定曲面屏更广阔。它既可以当正常的OLED刚性屏使用,更可以在必要时随着物理空间任意折叠,这是一次用户体验上的颠覆性突破。在5G、物联网技术和应用普及到一定程度之后,全柔性显示屏的应用场景将会无处不在:智能手机、智能家居家电、智慧办公、飞机汽车甚至衣帽箱包服饰,这些常见领域都将给全柔性面板提供广阔的应用空间。

柔性显示技术反超韩国,我国“一芯一屏”获重大突破

作为半导体领域的核心产业,显示面板被视为“一芯一屏”的国之重器,一直是各国政府倾力扶持的战略产业高地。过去十余年,中国企业的显示面板技术虽然一直受韩国三星等巨头的长期压制,但双方在规模和技术上的差距都在持续缩小。

从刘姝威透露的信息来看,柔宇的柔性电子技术领域尤其是在柔性半导体显示领域的突破上已经取得不俗的成就:目前,柔宇已经拥有了3000多项核心技术自主知识产权,尤其在柔性显示方面,柔宇自主创新开发的超低温非硅制程集成技术,即ULT-NSSP技术,已经在全球范围内成为与三星的传统多晶硅技术LTPS并驾齐驱的全新技术路线。

公开资料显示,柔宇在柔性半导体显示领域的ULT-NSSP路线是一条完全自主的原创技术路线,与三星相比,柔宇这条全新的技术路线有效精简了柔性显示面板的核心工艺制程,使得量产良品率和产品弯折可靠性大幅提升,同时投资成本和生产周期也显著降低。

简单来讲,三星采用的技术路线主要采用传统液晶屏和曲面OLED屏使用的多晶硅做背板集成电路,而硅的物理特性决定了它在柔性弯折可靠性和制造成本上具有先天的短板。柔宇采用非硅(到底是什么材料属于核心商业机密)绕开了硅固有的缺陷,传统ltps需要的工艺温度在450摄氏度以上,而柔宇的制程温度比传统ltps低200到300度。这意味着,柔宇的技术可以根据需求支持更多的材料选择与定制。

据坊间一些股权投资机构尽职调研泄露出来的信息,柔宇的全柔性面板良品率在2019年就已经达到“竞争对手”传统OLED硬屏的水平,比其他厂商全柔性屏良率高出近十倍;同时,由于制程工艺缩减尤其是所需曝光层数的减少,柔宇的全柔性屏较对手更轻、更薄、弯折可靠性更强、成本更低,在核心技术和关键性能参数方面,柔宇的柔性电子技术实际上已经远远走在了传统显示巨头三星的前面。

技术优势到市场优势还有多远?

“柔宇开启了一条全新的柔性电子和柔性半导体产业新赛道。”在评价柔宇在柔性半导体显示领域的突破时,刘姝威作出了如上评价,因为在此之前,柔性显示在半导体领域一直都是技术界的无人区”。据市场预测,中长期来看,这个“无人区”未来的市场规模将是万亿级。

很显然,在柔性半导体显示这条全新赛道上,作为开创者的柔宇将不可避免地要与国际巨头三星一争高下,拥有技术优势的柔宇能否撼动三星在显示领域的霸主地位呢?

在分析人士看来,尽管全柔性显示行业的前景一片光明,但无论是对于三星还是柔宇,或是其他正在进行相应全柔性技术跟进的中外面板厂商,大家需要共同面对的一个行业性问题就是:柔性显示是一个全新的产业,一条全新的赛道,如何更快地拓展市场应用并让消费者更好地理解其价值?

柔性显示当前的生存和发展空间,只能一边依靠不断开拓增量市场,一边逐步替代传统硬屏的存量市场来慢慢打开。这就需要押注柔性技术的厂商拿出足够的创新与耐心,来逐步培育这个新市场,新技术和产品所蕴含的商业能量才能完全释放。当然,这个过程中资本的助力也不可忽视。

正是基于这样的考虑,柔宇一方面不断推动其柔性屏技术越来越成熟,另一方面也积极拓展行业应用,且已签约了包括空客、LV、中兴、格力、丰田、中国移动、顺丰等500余家这样的国际级大客户,除了折叠屏手机、柔记智能手写本、柔树、柔性智能铭牌等消费级产品以外,还开发了一系列面向企业级的创新解决方案。

刘姝威指出,“从半导体集体电路、显示屏、传感器等核心器件上游产业来看,其毛利润率比下游应用段通常高很多,而柔宇在技术难度极高的全柔性电子产业又有足够高的上游技术壁垒和众多原创技术知识产权,其产品溢价水平理应高于传统显示屏,因此柔宇未来利润率可能会非常有竞争力,一旦其产品和技术未来量产实现进一步提升,其盈利能力和市场前景将十分可观。”

分析人士认为,目前的情况下,在全柔性面板技术领域,三星具有品牌和产品落地方面的优势,而柔宇在技术突破上保持着相当的优势。凭借全柔性面板领域的非对称性技术优势实现国际市场竞争的逐步突破,这种可能性还是很大的。


“一方面,在当前的国际政治、经济新风向下,拥有核心原创知识产权优势的柔宇将在中国本土市场的供应链体系中存在巨大的国产替代空间,毕竟中国企业在全球消费科技、电子领域拥有十分巨大的市场份额优势,尤其是中国的智能手机厂商整体份额接近全球七成;另一方面,在智能手机、智能电视为代表的消费电子领域,三星既做面板又深度切入下游终端产品的竞争,是几乎所有全球主流消费电子厂商的最主要竞争对手,这必然会引起对手的防备,相比之下,柔宇是个不错的替代选项。”上述分析人士说。

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