盖板玻璃生产设备的现状及发展趋势

孙燕飚

(第一手机界研究院，广东深圳518000)

盖板玻璃生产设备的现状及发展趋势

孙燕飚

(第一手机界研究院，广东深圳518000)

阐述了盖板玻璃印刷设备的现状和发展趋势，并根据行业发展情况，结合资讯机构的盖板玻璃数据对行业目前和未来的市场规模进行了估算和预测。

盖板玻璃；生产设备；自动化

盖板玻璃主要用于手机视窗防护，最早出现于第一代手机的MSTN-LCD屏（即黑白液晶屏）上。显示技术的更新和新型显示材料的开发，推动了盖板玻璃升级换代，使其不再局限于最基本的对显示屏的保护功能。通过镀膜、贴膜和印刷等现代工艺手段，盖板玻璃能达到高清显示、放大显示、装饰等丰富的效果，为终端电子产品增添了功能和时尚元素。

随着信息及触摸屏电子设备产品市场的迅速壮大，以及人们对电子产品智能化、便捷化、人性化要求的不断提高，盖板玻璃的应用迅速扩展，领域不断扩大，由手机、平板电脑、笔记本电脑扩展到车载电子设备和可穿戴设备等。

1 盖板玻璃的加工工艺流程

盖板玻璃的加工工艺比较复杂，需要经过切割、磨边、钻孔、抛光、减薄、强化、印刷、镭射雕刻及镀膜等各种光学玻璃加工制程，最近关注热点3D盖板玻璃的加工工艺，在最前端还需要加入热弯流程，由于3D盖板玻璃形状的影响，后端的丝网印刷和贴合等工艺的技术也需要升级适应。其流程见图1所示。

图1 盖板玻璃生产主要流程（不含3D玻璃工艺）

2 盖板玻璃印刷设备

盖板玻璃直接暴露于电子设备产品的表面，除了高强度、抗划伤性能要求以外，还有整体美观和个性化的需求，主要通过在盖板玻璃内层印刷上各种颜色及个性化LOGO来实现，这与盖板玻璃印刷设备紧密相关。在竞争日益激烈的电子消费领域，外观效果是电子产品的一大关注点，是消费群体选择电子产品的一大主因。iphone 4最初上市时，白色机型售价高出黑色机型数百元，其主要原因就是印刷设备在实现手机盖板玻璃白色印刷时，白色涂料过薄容易透光，过厚又难以满足盖板玻璃及涂料厚度的精确要求，产率过低，而很多消费客户又对白色偏爱。

盖板玻璃印刷设备的发展经历了手动玻璃印刷设备和半自动玻璃印刷设备阶段，目前正处于全自动盖板玻璃印刷设备发展时期。早期的手动玻璃印刷机完全需要人工来操作，印刷精度低、质量差、效率低，随着自动化技术的发展，印刷过程中的切割、平磨、清洗、印刷、激光切割、烘烤、热弯、贴合、检测、下料等工序实现了自动化，大大提高了印刷质量和效率。

3 下游终端行业的发展

随着全球电子的快速发展，盖板玻璃的主要应用领域，如智能手机、笔记本电脑、平板电脑、车载显示屏、可穿戴设备等市场规模都在持续增长，整体产业始终保持着活跃的态势。根据美国消费电子协会CEA与权威消费电子市场咨询公司GFK统计，2014年全球消费电子产业销售总额达1.02万亿美元，并估计2016年达到1.4万亿美元，为玻璃盖板智能装备行业创造了良好的市场需求，盖板玻璃印刷设备进入迅速发展时期。

3.1 手机行业的发展

作为人类通讯史上的重大发明，手机已经历十几年的发展。智能手机的出现，是手机发展历程中的重要的里程碑。2007年，苹果推出了第一代iPhone，从此改变了智能手机的市场格局，iPhone引领了智能手机进入市场的爆发期。与传统的功能手机相比，智能手机不仅可以实现短信、通话的功能，更重要的是智能手机可以实现用户随时随地上网的需求，实现更多智能化的应用。

随着消费者需求和审美的不断提升，手机生产商为了占据市场，抓住客户，借助技术研发的飞速进步，推出新手机的速度越来越快，苹果公司基本每过1年就推出他们新的型号（见表1）。

表1 iPhone每代产品推出时间

根据IDC（Internet Data Center）资料，2015年全年智能手机的出货量14.329亿部与2014年的13.017亿部相比增长了10.1%，2016年全球智能手机总出货量为14.706亿部，同比增长2.63%。IDC预计2017年全球手机出货量将出现回升，增长4.2个百分点达到15.3亿部，2018年增长4.4个百分点，2021年实现17.7亿的出货量。2014年中国的智能手机出货量为4.2亿部，较2013年的3.2亿部增长31.3%。2016年中国的智能手机出货量为 4.67亿部，较 2015年的 4.3亿部增长8.7%（见表2）。

表2 2016年中国手机出货量及五大厂商占比

由数据显现，近几年手机出货量的增速放缓，趋于稳定，但目前手机出货量的绝对值较大，不同手机品牌商为了抢占市场，新品推出的频率越来越高，居民消费能力不断提升，消费理念的改变和对感受的追求，手机的出货量会一直维持在高水平上，盖板玻璃印刷设备也会持续需求。全球及国内智能手机出货量与增速见图2、图3所示。

数据来源：Gartner资讯图2全球智能手机出货量及增速

图3 国内品牌智能手机出货量及同比增速

为了打破近十年来智能手机的外观审美疲劳，智能手机外观设计的突破已经成为全行业都在努力突破的难题。智能手机屏幕由平面2D，延伸到单曲面2.5D，再往更轻量化发展进化到3D，被证实为手机触控显示器外观设计变迁过程中一种较可行的方案。这条技术变化路线，也被行业认为是继续往下一代的触控显示器件柔性化做准备，不断进行产业化经验积累的最好途径。

最初，全球主要有三款手机配备3D盖板玻璃，包括三星GALAXY S6、三星GALAXY S7和vivo Xplay5。目前，华为、vivo、小米、酷派、金立等品牌也纷纷推出了3D盖板玻璃手机。盖板玻璃厂商都在积极布局3D盖板玻璃项目，进入3D盖板玻璃市场的厂商也越来越多，包括伯恩光学、蓝思科技、欧菲光、星星科技、凯茂科技等。但是真正具备量产能力的厂商并不多，月出货量比较低。预计未来还会有更多的手机厂商选择柔性显示屏，3D盖板玻璃需求一触即发。2016年3D盖板玻璃手机统计见表3所示。

表3 2016年3D盖板玻璃手机统计

3.2 平板电脑的发展

平板电脑的发展状况与智能手机非常类似，一般来讲，平板电脑的体积要大于智能手机，在技术上更容易实现，所以平板电脑的发展早于智能手机，较早的进入了出货稳定期。近几年由于技术的突飞猛进，平板电脑的很多功能已可由智能手机代替，但智能手机受显示屏尺寸限制，对平板电脑的替代有限，所以近两年平板电脑出货量略有放缓但基本稳定。2012～2016全球平板电脑出货量见图4所示。

来源：IDC Gartner图4全球平板电脑出货量

3.3 3D盖板玻璃的兴起

3D曲面玻璃作为手机外壳，其外观材质更加优越，在散热性，光泽度和耐磨方面更有优势。同时，弯曲的设计和手掌的弧度配合，更加符合人体工程学的要求。随着OLED曲面显示及无线充电技术的普及，将对手机前后盖板的材料提出新的要求，可弯曲的3D玻璃配合OLED屏幕（见图5），图像清晰度更高，3D盖板玻璃+OLED屏幕+3D玻璃背板的组合，有望成为未来手机的标配。另外金属对电场有屏蔽和吸收的作用，若手机使用金属后壳，无线充电效率极低，用户体验极差，而电磁波可以毫无阻碍的穿透玻璃，所以3D玻璃成为最合适的选择。3D玻璃的大热也必将为盖板玻璃印刷设备行业创造良好的市场需求。目前使用AMOLED的厂商见表4所示。

4 盖板玻璃印刷设备的行业规模

盖板玻璃印刷设备市场在快速壮大，但目前还未有相关的统计数据。据全球工业数据与分析机构IHS统计，2015年2D、2.5D、3D玻璃的全球市场空间分别达到20.86亿美元、12.11亿美元、2.61亿美元。IHS预计到2018年2D、2.5D、3D玻璃的市场空间将分别达到11.36亿美元、18.23亿美元、12.31亿美元，分别增长-45.54%、50.54%、371.65%。据此，2D、2.5D、3D玻璃的占比将由2015年的58.6%、34.0%、7.3%分别变为2018年的29.4%、43.5%、27.1%，2D、2.5D玻璃在近几年持续保持需求，并逐渐向3D玻璃过渡，3D玻璃呈持续上涨趋势。最近中国境内投资的玻璃盖板生产线见表5，出货量见图7。

图5 3D玻璃与OLED屏完美组合

图6 GalaxyS6edge配备无线充电功能

表4 目前使用AMOLED的厂商

表5 最近中国境内投资的玻璃盖板生产线

图7 2D、2.5D、3D玻璃出货量

4.1 2D盖板玻璃对应的盖板玻璃印刷设备市场规模

根据IHS统计数据结果，2015年2D盖板玻璃的出货量约为10.5亿片，估计2016年2D盖板玻璃出货量近9.2亿片，2.5D盖板玻璃2015年的出货量近3.9亿片，2016年约为6.2亿片，3D盖板玻璃2015的出货量近0.2亿片，2016年约为0.45亿片，2017年年出货量预估约为 1亿片，2018年约为1.6亿片。详见表6。

表6 2015～2018年出货量

2D盖板玻璃和2.5D盖板玻璃的印刷工艺相差不大，盖板玻璃印刷工艺需要多道印刷工序进行，每道工序都需要一台印刷机，一般为5～11道，按中间值取8道，则一条盖板玻璃印刷生产线，需要8台印刷机，而据当前的市场印刷设备，主要分为两种，即：半自动与全自动。

4.2 半自动印刷设备及后期容量预测

据市场走访、行业调研和当前测算，当前的人工半自动机数量达25 000～30 000台，而此设备，主要集中在行业前十大公司如伯恩、蓝思、合力泰、欧菲光等专业玻璃盖板生产的核心企业处。据当前智能手机的品牌化与高端化行业发展对印刷提出的高要求，及人力成本的逐年上升，管理的高效提升，以及国家对智能制造的大力推进及良好环境打造，自动化已成为行业的趋势，半自动印刷设备或淘汰或技术升级改造将成为最终的发展走向。淘汰即为投入全新的自动化丝印设备，而技术升级改造则为用现有的半自动印刷主机，搭配全新的全自动上下料机，继而成为功能与全新机无异的全自动丝印改造生产线。仅在改造部分，按40%～50%的改造率预算，预计将有10 000台进行升级改造，按8道为一条，数量将达1 250条生产线，按17万元/台进行技术升级改造测算，预计市场容量约为170 000万元。

4.3 全自动印刷设备更新的市场容量预测

此设备由全自动上下料机和半自动印刷设备组成，据市场走访、行业调研及当前测算，根据目前印刷生产线的平均产能200万片/年，按产能利用率85%，则大概有910条生产线，共7 500台设备，按年20%的设备更新率，以每台售价21.5万的价格计算，未来2D、2.5D盖板玻璃对应的盖板玻璃印刷设备市场总量约35 000万元逐年递增。

当前市场，以湖南三兴精密工业股份有限公司为首的盖板玻璃全自动生产解决方案提供商为主导，在全自动生产行业占主导地位，其提供的盖板玻璃全自动上下料机与菲林印刷全自动上下料机，逐步将行业从半自动生产更迭至全自动生产，开创了行业自动化的先河，至此，行业进入全自动智能制造时代。

以上为传统盖板玻璃的现状，但据当前生活水平的提高，消费者对电子类产品的使用便携、美观、高科技、功能齐全等需求的日渐提高，现市场产品已高端化，高精度2.5D玻璃的深入应用与3D玻璃的发展趋势，玻璃盖板全套生产链需求日趋迫切，此需求已改变了对设备的基本需求，工艺已发生了极大的技术变化与要求提升，现已应用的产品见表7所示。

4.4 新产品投市的需求递增

在当前，各手机品牌厂商产品在稳步走向高端化，每年的新产品投市力度加大。推陈出新的加速，工艺的提升与变更，也导致了丝印市场的新设备需求容量逐步加大。据不完全估计，各大手机品牌商以每年1～5款不同新产品投市，各款产品的推出，直接扩大了丝印设备的上新需求量。承上第一点除用半自动丝印设备进行技术改造外，预计上新率达20%，市场容量达5 000台，组成生产线625条，按21.5万元/台预计，市场容量将达107 500万元，并据设备的折旧与工艺的变化逐年递增。

表7 目前已应用的产品

4.5 3D玻璃的兴起与工艺的全面更迭

在3D玻璃的生产过程，一系列的工序如切割、平磨、清洗、印刷、激光切割、烘烤、热弯、贴合、检测、下料等全线生产为广大设备制造者带来了巨大的商业契机与发展空间。按所有工序中使用率较普遍的一道印刷工序为例，3D盖板玻璃由于形状等原因限制，印刷生产线的产能比2.5D盖板玻璃印刷生产线产能要低，而且由于工艺尚未完全成熟和质量要求更严格的原因，良率按75%算，按未来两年2.6亿片计算，约为2.6×1.25＝3.25亿片，预计共需印刷设备400台，按80万元/台的价格计算，共计市场容量达3亿元。且此工艺与2D、2.5D玻璃的印刷工艺完全不同，此为印在薄膜上再进行贴合，故设备不可通用，按当前的由2D、2.5D玻璃向3D玻璃迅猛发展趋势来看，3D玻璃的生产设备各个工序需全部更新，由此市场需求容量将不可估量。而一块成型的3D玻璃，需要共计10来道工序，每一工序的需求则不尽同，由此，其他各工序也将同比增长。3D玻璃整体加工工艺见图8所示。

图8 3D盖板玻璃加工工艺

综上所测，近2年新增2D、2.5D盖板玻璃需求预计共为16 000条，预计达305 000万元，3D盖板玻璃全套生产线约为300条，则盖板玻璃印刷生产线规模为150 000万元。而此仅为印刷工序，其他各段如切割、平磨、清洗、烘烤、热弯、贴合、检测等需求整合，市场容量将达上百亿。

由于电子设备技术的迅速提升，盖板玻璃应用领域不断拓展。下游手机、平板、车载电子和可穿戴设备等行业发展迅速，盖板玻璃印刷设备需求强烈，且国家政策支持、行业集成化智能化发展趋势、3D盖板玻璃的应用、手机双玻璃盖板潮流的兴起，推动了玻璃盖板设备行业的持续发展。

The Present Situation and Prospect of Cover Glass Printing Equipment

SUN Yanbiao
(No 1 mobile，Shenzhen，518000，China)

The paper expounds the present and prospect of cover glass printing equipment.Based on the cover glass data from famous consult，and combing the development，the market is estimated and predicted for the cover glass printing equipment.

Cover glass；Prouduction equipment；Automatic

TN605

A

1004-4507(2017)02-0055-07

2017-03-22