OLED蒸镀机:难不倒、卡脖子与白菜化的三叠态
随着全球OLED 8.6代IT线建设和规划进入“高潮”期,蒸镀机卡脖子这一话题再次成为业内焦点:
例如,消息传闻,在三星选择了日本佳能、京东方选择了韩国Sunic System之后,LGD的8.6代IT线规划只能推后——因为业内只有佳能和Sunic System拥有适配8.5代左右产线的蒸镀机产品供应。同理,无论是国内的维信诺、天马还是华星,如果要建设IT用8.6代OLED线,也需要再蒸镀机上排队。
再例如,此前我国6代线OLED面板追赶韩国的步伐,始终被“蒸镀机”左右。当三星、LGD新线投资多的时候,佳能等企业的蒸镀机产能被充分占据,我国企业“买不到机器”;只有当韩国的投资热情降下来的时候,我国OLED面板企业才获得了扩张的机会——而这时候,主要面向手机应用的6代OLED面板产品价格已经大幅下降。
所以,整体看OLED面板的蒸镀机,有点类似于半导体芯片的光刻机——是一个一台设备就能卡脖子的产品,也是一个一台设备能以一亿美元为单位计价的设备。但是,蒸镀机真的会卡住“OLED”的脖子吗?
国内真空镀膜产业的发展:难不倒与白菜化
6月5日,汇成真空成功登陆创业板。这是一家真空镀膜设备制造商。据悉,其用于半导体芯片产品的真空镀膜设备正在开发之中。不过由于商业竞争等原因,应客户要求,其产品开发进度高度保密。汇成真空产品涵盖了蒸发镀膜、磁控溅射镀膜、离子镀膜等主要真空镀膜技术及其组合应用,设备形态包括了单体机和连续线——而OLED真空膜形成,就属于真空蒸发连续镀膜技术工艺。
实际上,与光刻机基本只与半导体加工有关不同,真空镀膜是一个应用非常广泛的传统技艺。从五金卫浴到显示、半导体芯片都会用到真空镀膜技术。因此,从基础技术原型角度看,蒸镀技术更为原始、成熟、技术扩散更为充分。
再此基础上,合肥欣奕华智能机器股份有限公司(以下简称“合肥欣奕华”)等三家企业已经能够提供8或者12英寸晶圆OLED蒸镀和1-2代玻璃基板OLED蒸镀设备。且成膜精度超过进口同类产品。实际上,我国从事真空蒸镀设备研发的企业至少十余家。基本蒸镀工艺和技术“已经白菜化”。特别是,随着近10年我国硅基OLED产品投资力度加大,设备采购需求占据全球四分之三,加之国外设备商对我们的“卡脖子”,小型高精度蒸镀产品,我国企业已经实现突破、量产、领先和规模效益。
大幅OLED蒸镀设备的“卡脖子”
与小型蒸镀设备的白菜化不同,大幅蒸镀设备才是OLED产业链真正的“金馍馍”。这里面的大型设备主要是只适配6代和8代玻璃基板的设备。也是今天OLED产线的主力设备和未来需求量最大的设备。
OLED蒸镀产品主要有三个维度的性能参数:第一个是“精度”或者说是分辨率,这方面我国企业已经实现突破;第二是大幅蒸镀,即一次蒸镀的面积能有多大——硅基OLED的蒸镀最大不过12英寸,6/8代线则以米为单位(对于连续蒸镀工艺,其即是设备蒸镀宽度);第三个则是均匀度,即蒸镀面整体的厚度误差要尽可能小。
在实践中,以上三个参量会互相影响。其中,主要的是蒸镀面积变大,均匀度就更容易出问题。即在10英寸内容许10%的厚度误差,放大到一米上,那就是废品。这也是大幅蒸镀的主要难点,是我国蒸镀装备产业界,从技术角度看的主要难点——但是,这还不是真正的大幅蒸镀机本土替代的最大“难点”:
因为,和光刻机产业不同——哪怕是最高性能的光刻机,也是面对大量微处理芯片、高性能芯片的海量市场,产业前景、需求规模非常明确。而高性能大幅蒸镀机,目前的主要市场就是占据一半手机屏幕份额的OLED和未来可能总份额不会高于3成的IT显示器。即OLED显示在显示产业目前不是多数、因为成本原因未来亦未必是多数,且市场面临印刷技术、QLED、Micro LED等新显示技术的竞争可能。
这导致,整体显示行业看,对大幅OLED蒸镀机的需求有限。且单台设备价格过高,甚至售价超过10亿元,采购商不太可能为新供应商提供“试错”空间。——实际上,硅基OLED蒸镀机突破之后,本土供应商为了获得订单已经不得不采用“先用后付款”的模式,承担所有开发性风险。
即对于国产大幅真空蒸镀OLED成膜设备产业发展而言,技术难度固然是有的,但潜在市场规模很难容纳新玩家、用户端很难给与尝试机会,是更为重要的问题和真正的难点:打不通用的瓶颈,上游设备商就没有开发这类设备的“动因”。
所以,在新一代OLED面板的设备采购上,被蒸镀机卡脖子,不能说竞争对手没有卡国内产业一下的想法,但更主要的还是这个行业下游需求和潜能过于集中和有限导致的,设备供给端必然没有充分竞争的规律使然。这不是真正的“生死线”的卡脖子。
大幅蒸镀折中方案与新技术
没有大幅蒸镀机,就不能建设高世代OLED面板线吗?答案也并非完全如此。
例如,LGD的8.5代OLED电视面板线,最初建设的时候,全球都没有8.5代蒸镀机。怎么办呢?其采用将8.5代切割成两半,用6代线蒸镀机蒸镀的方式,亦实现了量产。只不过这种折中等于“半8.5代线”,生产效率和成本受到不小的影响。我国产业界,在最早的5.5/6代OLED线产能上,由于缺乏适配的蒸镀机,甚至采用过玻璃基板切割成四块,用更低世代蒸镀机蒸镀的方案。
即,大幅先进蒸镀设备,不像先进光刻机,面对先进产品需求时缺乏折中方案。通过二分之一蒸镀或者四分之一蒸镀,高世代OLED线的架子是能够搭建出来的,且产品质量、品质不受任何影响。从这一点看,高端大幅蒸镀机自身的卡脖子效应非常低。更何况,显示产业的主体依然是LCD产品.。LCD的制造设备没有卡脖子问题。即没有OLED用LCD不是也很好吗?
当然,对于大幅先进蒸镀机而言,最大的挑战来自竞品技术。其中最重要的是印刷OLED显示。2024年TCL华星第一条5.5代印刷OLED量产线要投入生产。这将继续检验印刷OLED技术的可行性。理论上,印刷OLED要比蒸镀OLED“1.设备价格低廉、2.材料更为节约、3.大幅化更容易,效率更高”——总之一句话就是成本更低。业内预计,目前尚未成熟和规模化的印刷OLED成本,应与已经大规模制造和高度成熟的6代线蒸镀OLED相当。
因此,在大幅先进蒸镀机面临的全球需求本就有限的格局下,还有一个潜在的强大替代者一直在“研发中潜行”。目前我国在印刷OLED设备、材料和量产布局上处于领先地位。
与此相似,Micro LED显示作为未来可能的高端显示应用接班人,很可能是OLED显示未来的最大挑战者。我国产业界在Micro LED的投资规模、设备和材料研发、量产工艺上的积累与全球同步,甚至大幅占优。
所以,从现实和未来的可能竞争性角度看,LCD、QLED、MICRO LED、印刷显示等,都对大幅蒸镀机+OLED的这一组合构成威胁、替代。这是另一视角下大幅蒸镀机的“难不倒”。
综上所述,大幅蒸镀机有点像先进光刻机,是一个产业瓶颈点。只不过,要提卡脖子就必须是在蒸镀OLED这条赛道上才有效,但是现代显示产业的赛道太多了。而且,如果不提“大幅”二字,一般性蒸镀设备更是一个白菜化的产品,不存在被卡的可能。——在这样的背景下,大幅蒸镀机作为经济武器使用的价值就极低,甚至是“大幅蒸镀机武器化”只会加速蒸镀的替代工艺、或者本土大型蒸镀设备的发展,对于武器使用者绝对得不偿失。
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