深度产业分析:柔性屏规模商用之路还有多远?

日期:2020-04-30 作者:润欣科技 返回列表

随着技术不断发展成熟以及相关下游应用产品需求量扩大,柔性屏在显示设备的产能份额占比不断提高,预计 2022 年占比达到 46%。三星、华为、柔宇已经相继推出了折叠屏手机,小米也在全力打造柔性屏产品,消费者也对新一代柔性屏手机充满期待,但是由于技术、成本、价格等多种原因,柔性屏离大面积商用还有一段距离。


“目前,市场上把固定曲面屏与全柔性屏都归为柔性屏幕,其实两者大不相同,两者最直观的区别在于屏幕在用户手中是否仍可弯折或者卷曲变形,能够弯折或者卷曲变形就是全柔性屏,其余则为固定曲面屏及刚性平面屏。”柔宇科技全球品牌营销中心总经理刘奚源接受采访时首先强调了固定曲面屏与全柔性屏的不同。


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在柔性屏市场,ULT-NSSP技术和LTPS技术的较量


近期,柔宇科技发布了第三代蝉翼全柔性屏,其采用了超低温非硅制程集成技术(ULT-NSSP),据官方介绍,该项新技术的整体生产流程大为简化,设备投资成本大幅降低,良率显著提高,产品弯折可靠性极强。再看整体柔性屏市场,三星、京东方等公司的柔性屏依然采用了多晶硅(LTPS)技术,业内开始有人对这两种技术进行比较,ULT-NSSP 技术和 LTPS 技术到底谁更具有优势?为什么三星和京东方还在坚持采用 LTPS 技术?


刘奚源对与非网表示,“ULT-NSSP 是柔宇科技自主研发的全新工艺技术,大多厂商仍然沿用传统生产固定曲面屏的 LTPS 技术来生产全柔性屏。但由于 LTPS 技术生产流程复杂、设备投资成本高、良率及弯折可靠性有待提升,产品价格也自然水涨船高,这给了 ULT-NSSP 这一新的技术更大的市场机会。”


既然 ULT-NSSP 技术有多项优势,是否意味着它会替代多晶硅技术成为主流技术?刘奚源的解释是,固定曲面屏和全柔性屏两者的材料体系、工艺流程、器件结构、电路设计和产品设计方案等都是完全不同的。目前,全柔性技术还处于冲刺阶段,不管是 ULT-NSSP 还是 LTPS 都各有优势。但从长远来看,ULT-NSSP 技术的竞争力和性价比上,能更好地满足用户对全柔性屏的需求。随着市场的壮大、技术普及程度的提升,ULT-NSSP 必定会成为主流技术之一。”


针对这一问题,集邦咨询分析师范博毓则表示,“能否取代有待观察,主流技术的形成与优势,不仅依赖技术本身,还有整体产业的支撑程度,设备的互通性,指标品牌或厂商的采用态度,延伸出来的规模经济等等,有时候才是最终决定特定技术胜出的关键。LTPS 技术发展多年已经成熟,作为中小尺寸 OLED 面板的背板,也是行之有年。三星作为业界的龙头,也已经有实际的产品问世出售,已经验证 LTPS 技术可以对应这类产品的需求,其他后进厂商多半就会以既存已发展的技术或设备来作产品的开发。”


笔者还采访了另一位业内资深专家,他对 ULT-NSSP 技术了解很少,没有发表看法。但是据他了解,目前可用于柔性 AMOLED 屏量产的两种技术是低温多晶硅 TFT(即 LTPS)和非晶氧化物 TFT。多晶硅 TFT 迁移率高、工艺成熟、可靠性好,是目前柔性 AMOLED 显示屏的主要技术,而非晶氧化物的迁移率、稳定性、量产的可控性还存在不少问题,目前在大尺寸柔性 AMOLED 屏(LG)和高分辨率的 LCD 显示得到应用。随着迁移率和稳定性的提升,非晶氧化物也许可以在中等尺寸(PAD)的柔性 AMOLED 屏有一些机会,但替代多晶硅成为主流,有很大挑战。


柔性屏大规模商用要冲破的障碍


虽然柔性屏在消费市场的呼声很高,但是如果想达到 LCD 的普及程度依然需要多种终端应用支撑,比如:手机、电视、汽车等,那么,当前影响柔性屏大规模商用的因素有哪些?


在范博毓看来,首要因素仍是“面板本身的技术与产品良率的提升”,柔性面板相较刚性面板或是 LCD 面板而言,需要更长的时间作技术与产品的改进。“产品设计的型态与使用界面”则涉及到能否吸引消费者的目光,刺激新的需求。柔性面板从平面走向曲面,再走向折叠,就是不断推陈出新的尝试。特别是折叠设计,是柔性面板目前独有的一种型态。而这就牵涉到产品该如何开发,刺激消费者需求。所以可以看到折叠手机从内折,外折等设计,小荧幕变大荧幕,或是正常荧幕折叠缩小方便携带等等不同方向,都是在试探消费者的反应,再进一步作改良。这部分就有赖于面板厂与品牌厂商密切的合作。品牌厂商接近终端市场,知道如何对应消费者口味,面板厂则着重在技术与面板的开发,以达到客户的要求。


柔宇科技的刘奚源从技术角度做了分析,他认为,全柔性显示屏技术难度极大,而且柔性薄膜本身不具有玻璃和硅片的平整度和耐高温特性,因此无法照搬传统 LCD 或者 AMOLED 产业的技术,需要重新规划和定义整套材料体系、工艺流程、器件结构、电路设计和产品设计方案,目前全柔性屏技术全球只有柔宇和三星掌握自主研发的核心技术路线。随着市场上折叠屏应用产品的陆续上市,折痕、显示稳定性等棘手问题也摆在了面板企业的面前,这是制约全柔性屏大规模应用的最大难题之一;其次是行业认知,如同很多新兴颠覆性技术产业一样,在高技术、高门槛的背景下,全柔性屏行业应用普及需要一个大众熟悉的认知过程,就如同电动汽车。


行业资深专家也认为,可靠性问题,包括屏本身在多次弯曲变形的失效,模组技术也非常关键,支撑多次弯曲的多层薄膜结构的可靠设计,机械结构设计、柔性屏表面的硬度等。而且产能和良品率还不够,需要进一步对技术进行提升。


柔性屏良率难题如何解?


以上专家也提到,柔性屏的良率是其大规模商用的一大难题,其实在 2019 年,京东方成都 6 代柔性 AMOLED 线的产品良率已达 70%以上,我们不妨分析一下影响柔性 AMOLED 产品的良率因素有哪些?


业内资深专家从技术层面做了分析,“对比玻璃衬底,PI 衬底的成膜质量、柔性衬底工艺带来的应力、柔性衬底的剥离、柔性薄膜封装的可靠性等都是影响柔性 AMOLED 产品的良率的关键因素。”


刘奚源指出,OLED 面板从形态上主要分为刚性平面、固定曲面和全柔性,三者的技术难度逐步递增,尤其是全柔性技术,它需要在微米量级的超薄柔性薄膜上,通过上千项工艺流程,将近百种微纳米材料制作成数千万个性能均匀且稳定可靠的晶体管集成电路和发光器件阵列,并且能够可靠承受数十万次以上的弯折,不管是工艺难度、良率及产量难度上,与固定曲面完全不在同一个维度,因此不能把这些技术都定义为柔性 AMOLED 进行良率比较。


关于柔宇科技的良率,官方一直没有披露,刘奚源从侧面做了解释,“采用 ULT-NSSP 技术的优势使得柔宇可以在良率控制上相较于 LTPS 工艺得到大幅度的提升,并且换一个角度来看,从目前市场上全柔性终端产品的换屏成本就能大致推测该厂商的全柔性屏良率如何,换屏成本越低,量产能力和良率则更高。目前公开数据看到的是,三星 Galaxy Fold 折叠屏的换屏价格为 599 美元,约合人民币 4300 元;华为 Mate X 原换屏价格 5680 元;而柔宇 FlexPai 换屏价格仅为 2499 元,柔宇的全柔性终端产品的换屏成本其实是最低的,这也能从侧面证明柔宇全柔性屏的良率已达到业界领先的水平。”


柔性屏市场还处于爆发准备期


对于柔性屏的应用,无论是设备厂商、消费者,还是面板厂商都在等待爆发期的到来。对于柔性屏爆发期的预测,范博毓认为,目前观察手机仍是首要的应用,毕竟每一年手机的淘汰量大,有一定的需求规模。加上手机已经是一般消费者长时间使用的装置,有许多空间去做新的规格、应用的尝试与开发。如果以柔性面板机种来看,渗透率已经不低,大部分品牌的旗舰机种都会采用柔性面板。但如果是折叠面板,目前则仍在发展初期,2020 年渗透率仍在 1%以下,预估最快到 2023 年,渗透率有机会突破 4%。


刘奚源表示,毋庸置疑,折叠屏手机是智能手机市场的突破口,同时柔宇已经与全球 500 余家企业客户共同合作,相信随着技术不断成熟、稳定性的提升以及应用场景的不断丰富,全柔性屏的全面爆发已经在路上。


总结


目前,柔性面板中,固定曲面面板的主力供应商仍是三星,而在全柔性面板上,三星、柔宇及京东方都开始释放产能,尚未出现垄断局面。中国的几家面板厂已有后来居上的态势,如柔宇科技、京东方、维信诺、深天马等。过去因为三星一家独大,所以柔性面板售价偏高,但随着中国面板厂产能的开出,面板售价开始有下降的空间。这可以从中国一线品牌客户采用柔性面板的规模持续增加来观察到。但柔性面板在终端手机的定位上,仍是以旗舰手机为主,整体规格在不断提升,包括镜头数量、电池容量,甚至是 5G 等。因此终端产品售价偏高不完全是因为柔性面板售价高的原因,还必须去考量其他规格与产品定位的因素。或者从另一角度来看,当手机品牌客户有机会可以采用较便宜的柔性面板,代表手机客户有机会把节省的成本空间用在其他规格的提升上,如 5G。可以预见,随着柔性屏厂商对技术改进,良率得到提升,成本问题随之解决,商用爆发期也会随之来临。


新闻来源:与非网

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