從“卡脖子”到“好材好用”，顯示產(chǎn)業(yè)材料進階有多難

2020年中國新型顯示材料整體市場規(guī)模1288億元，但數(shù)據(jù)的背后，卻隱藏著我國從顯示大國向顯示強國轉(zhuǎn)變過程中必須跨越的“鴻溝”。我國新型顯示產(chǎn)業(yè)上游的濕化學品、電子氣體、靶材、液晶材料等已經(jīng)具備一定規(guī)模，玻璃、偏光片有望快速提升，OLED材料、掩膜版、光刻膠則需要進一步補強。

圖為阜陽欣奕華材料科技有限公司的顯示光刻膠產(chǎn)品

OLED材料受制于核心專利短缺

據(jù)中國電子材料行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，2021年，全球OLED材料市場規(guī)模預計為33.6億美元。市場主要被美、日、韓、德等海外企業(yè)壟斷，主要廠商包括日本出光興產(chǎn)、德國默克、美國UDC、陶氏化學、住友化學等，市場集中度較高。國內(nèi)OLED材料尚處起步發(fā)展階段，以鼎材科技、奧萊德、三月科技、阿格瑞等企業(yè)為主。

據(jù)記者了解，OLED材料的開發(fā)具有研發(fā)周期長、投入大的特點，國外材料廠很多都是化工行業(yè)龍頭，OLED業(yè)務模塊只占其中很小一部分，資金及可利用的資源很多。而國內(nèi)材料廠大部分都是規(guī)模較小的企業(yè)，前期資金的投入如無成果產(chǎn)出，會讓企業(yè)舉步維艱，很難保證材料更替的持續(xù)性。以直接決定OLED 面板的顯示效果和使用壽命的發(fā)光層材料為例，經(jīng)歷了能量利用效率較低的熒光材料，第二代成本較高的重金屬配合物為代表的磷光材料，發(fā)展到現(xiàn)在，第三代材料是熱活化延遲熒光材料（TADF）剛剛起步，目前處于研發(fā)階段。

四川阿格瑞公司負責人在接受《中國電子報》記者采訪時表示，由于前期國外材料廠核心專利形成專利壟斷，國內(nèi)廠商很難找到突破點進行有效專利布局，研發(fā)速度和成功率相對落后。

四川阿格瑞公司擁有生產(chǎn)OLED材料的能力，一直深耕磷光發(fā)光材料，擁有OLED磷光材料的系列核心專利，另外在空穴傳輸材料、藍光材料、金屬TADF上也具備一定競爭優(yōu)勢。公司除了持續(xù)研發(fā)蒸鍍用OLED材料，也提前布局溶液型OLED材料。

此外，國內(nèi)面板廠目前還屬于技術(shù)爬坡階段，在OLED材料選用上存在某種程度的國外材料依賴性，因此暫時也很難做到像韓國一樣對本土材料廠有那么強的技術(shù)支持和市場扶持力度。

中國電子材料行業(yè)協(xié)會常務副秘書長魯瑾告訴《中國電子報》記者，隨著有機發(fā)光材料終端產(chǎn)品的國外部分核心專利陸續(xù)到期，降低專利門檻，將吸引更多國內(nèi)企業(yè)的進入，下游面板廠商也開始向上游進行業(yè)務布局，OLED材料市場的競爭恐將加劇。

高精度掩膜版全部依賴進口

類似于傳統(tǒng)照相機的底片，高精度掩膜版是生產(chǎn)AMOLED及高分辨率TFT-LCD顯示屏的關鍵材料。隨著手機、平板電腦等移動終端向著更高清、色彩度更飽和、更輕薄化發(fā)展，平板顯示光掩膜版的半導體層、光刻分辨率、最小過孔、CD均勻性、套合精度、缺陷大小、潔凈度面臨更高的技術(shù)要求。同時，電視大屏化發(fā)展和世代線的逐步增長決定了掩膜版的尺寸趨于大型化。當下，市場對高精度、大尺寸的掩膜版需求大幅增加。

Omdia數(shù)據(jù)預計，2025年我國顯示面板用光掩膜版市場規(guī)模將增長至113億元。據(jù)魯瑾介紹，全球前八大平板顯示用掩膜版廠商，有七家為國外廠商，分別為日本SKE、HOYA，韓國LG-IT，美國PKL，日本DNP，韓國三星以及日本TOPPAN，中國大陸的清溢光電位列第六位。

魯瑾強調(diào)，國內(nèi)產(chǎn)品在中高端掩膜版的市占率較低，明顯低于國外廠商，G8.5代以上及AMOLED用FMM（精密金屬掩膜版）及原料基板目前仍是國內(nèi)行業(yè)短板。

清溢光電公司負責人在接受《中國電子報》記者采訪時表示，半導體芯片和平板顯示用掩膜版行業(yè)目前的國產(chǎn)化率還比較低。

據(jù)記者了解，清溢光電合肥工廠聚焦中高精度AMOLED/LTPS用掩膜版，以滿足中高端面板制造需求，隨著合肥工廠逐步實現(xiàn)量產(chǎn)，未來市場占有率有望提升至整個國內(nèi)份額的20%-30%。合肥工廠目前已經(jīng)進行了涂膠線的布局，已經(jīng)在一些高精度的掩膜版產(chǎn)品量產(chǎn)供應，打造競爭優(yōu)勢。

不過掩膜版是一個資金和技術(shù)雙密集的行業(yè)，主要設備和原材料都需要從國外進口。雖然清溢光電是掩膜版行業(yè)中為數(shù)不多的具備修補、測量及貼膜等后段設備制作能力的企業(yè)，但高端的光刻及檢查等設備國內(nèi)還與國外有較大差距。

根據(jù)清溢光電方面介紹，在技術(shù)方面，國內(nèi)的掩膜版產(chǎn)業(yè)起步較晚，通過十多年的追趕和沉淀，與國際前沿基本站在了同一起跑線，要超越還要更加努力。目前最大的難點是原材料供應方面特別是高端材料全部依賴進口，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀短期內(nèi)難以突破。

光刻膠依舊是日韓企業(yè)的天下

面板行業(yè)的光刻膠分為正膠跟負膠，正膠作為抗刻蝕層起到保護襯底表面的作用，負膠也叫彩膠主要用于制作彩色濾光片，從而形成彩色顯示畫面。

中國電子材料行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，2020年國內(nèi)TFT-LCD用光刻膠總體市場需求2.27萬噸。CINNO Research預測，2021年中國大陸整體面板用光刻膠需求量在4.8萬噸，同比增長將達約16%。目前中國大陸市場九成以上的光刻膠用量仍為液晶面板生產(chǎn)所需，隨著OLED產(chǎn)能規(guī)模的擴增，預計至2025年OLED光刻膠用量比重將增至約20%。

光刻膠依舊是日韓企業(yè)的天下。據(jù)了解，光刻膠的主要生產(chǎn)廠商包括住友化學、JSR、LG化學等。不過近幾年隨著國內(nèi)相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，通過技術(shù)轉(zhuǎn)移或者自行研發(fā)的方式，國內(nèi)企業(yè)例如欣奕華、鼎材科技等正在加速發(fā)展。

其中，阜陽欣奕華顯示負性光刻膠已累計出貨超過3000噸，成為中國大陸地區(qū)出貨量最高的顯示光刻膠頭部企業(yè)。阜陽欣奕華方面在接受《中國電子報》記者采訪時表示，光刻膠的壁壘主要在于驗證周期長，成本高，面板廠產(chǎn)能緊張且測試成本高，驗證往往需要一兩年時間，技術(shù)壁壘高，被國外巨頭壟斷，國內(nèi)缺乏高端研發(fā)人才。

據(jù)了解，欣奕華新開發(fā)的低溫光刻膠產(chǎn)品可應用于OLED、AR/VR顯示等領域，能滿足目前所有PPI使用，可適應折疊、卷軸、AR/VR等多種形態(tài)變化的應用場景，實現(xiàn)了光刻膠材料應用領域的創(chuàng)新突破，屬于國內(nèi)首創(chuàng)。

魯瑾表示，光刻膠整體仍高度依賴進口，亟需解決原材料問題、生產(chǎn)工藝與工程化、產(chǎn)品質(zhì)量控制技術(shù)。低溫光刻膠可替代OLED用圓偏光片，助力OLED技術(shù)發(fā)展，有望成為新的光刻膠增長點。

做到“好材好用”有多難

近年來，我國新型顯示產(chǎn)業(yè)取得了關鍵材料不斷突破、產(chǎn)業(yè)集聚不斷加速、產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷提升的革命性轉(zhuǎn)變，但關鍵顯示材料主要依賴進口、材料對技術(shù)與產(chǎn)業(yè)支撐引領性明顯不足。

高端產(chǎn)品技術(shù)、核心專利、精細化加工能力、關鍵原材料卡住了顯示產(chǎn)業(yè)上游的脖子。TCL華星表示，顯示行業(yè)上游原材料的核心問題主要是高端產(chǎn)品技術(shù)累積不足；核心專利短缺，例如OLED發(fā)光材料等；精細化加工能力欠缺，如OLED升華提純技術(shù)等；關鍵原材料短缺，例如光刻膠的色漿/樹脂，高精度金屬掩模板的超薄Invar合金等。

這些問題的解決都需要我國在關鍵顯示材料加快發(fā)展，盡快打通堵點，解決“卡脖子”問題。包括專利技術(shù)上要研發(fā)高效、儲備充足，工藝匹配上要磨合工藝、縮短試生產(chǎn)周期，量產(chǎn)穩(wěn)定上要規(guī)模匹配和質(zhì)量穩(wěn)定等。

中國工程院院士彭壽表示，我國關鍵顯示材料應突出“三用”發(fā)展。

一是強化原創(chuàng)性技術(shù)攻關，實現(xiàn)“有好材用”，高標準高要求布局建設光電材料國家新型研發(fā)機構(gòu)，圍繞大尺寸液晶顯示、OLED、硅基微顯示等加大力度部署一批戰(zhàn)略性材料攻關項目，圍繞量子點顯示、元宇宙等積極布局一批儲備性材料攻關項目，通過應用基礎研究倒逼基礎研究，通過基礎研究引領應用基礎研究，打造顯示材料原創(chuàng)技術(shù)策源地，實現(xiàn)系列關鍵顯示材料的自主供應。

二是強化生態(tài)性機制創(chuàng)新，實現(xiàn)“好材敢用”，由“材料”向“產(chǎn)品”的轉(zhuǎn)變是一個系統(tǒng)性工程，重大材料與裝備創(chuàng)新應探索新型合作模式，構(gòu)建上下游企業(yè)創(chuàng)新聯(lián)合體，通過優(yōu)先導入、合理利益分享機制等加速實現(xiàn)首批次材料、首臺套裝備的導入應用與國產(chǎn)化替代，推動創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈的全產(chǎn)業(yè)鏈深度融合，打通從科技強到企業(yè)強、產(chǎn)業(yè)強、經(jīng)濟強的通道。

三是強化開放性市場競爭，實現(xiàn)“好材好用”，加速推動雙循環(huán)是產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的重要標志，我國顯示材料發(fā)展要立足中國看世界、立足世界看中國，加快實施知識產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略，圍繞“卡脖子”顯示材料與產(chǎn)品進行全球?qū)＠季?，鼓勵國?nèi)開通專利、發(fā)明、標準的綠色通道，營造公平、公正、公開的國際化創(chuàng)新競爭環(huán)境，讓中國“硬核科技力量”真正轉(zhuǎn)化為核心競爭力與生態(tài)主導力。

作者丨盧夢琪

編輯丨連曉東

美編丨馬利亞