厦门市新型显示产业发展路径和对策研究

2022-12-15 18:58苏钟人
厦门科技 2022年4期
关键词:微电子天马厦门市

苏钟人

据报道[1],总投资330 亿元的天马第8.6 代新型显示面板生产线项目已在厦门进入落地实施阶段。 2022 年5 月18 日,负责实施该项目的厦门天马光电子有限公司成立,标志着厦门新型显示产业发展又迈上一个新台阶。本文研究了厦门市新型显示产业的发展路径,强调了产业基金投入的必要性并解析了其退出机制。沿着新型显示产业发展的技术路线,分析和预测了下一步关键投入的方向和时机。对目前产业如何发展,提出相关对策建议,以期能对厦门市新型显示产业的投融资、 招商引资、产业扶持、人才政策等提供参考。

中国特色新型显示产业的发展模式和技术路线

新型显示是信息产业的支柱, 属于资本密集、人才密集、技术密集、演进快速的产业。新型显示不仅包括目前主流的平板显示, 还包括激光显示、电子纸显示、三维立体(3D)显示、全息显示等技术。2009 年,在中国大陆面板企业规模太小、资本不足以支撑面板产线的建设投入的状况下, 为了改变“缺芯缺屏”的困境,国家发展和改革委员会制定了发展中国平板显示产业的战略。 根据中国的国情,将“由地方政府牵头融资设立产业基金”和“由若干掌握关键制造技术的面板厂商集中经营”两者相结合,走出了中国特色平板显示产业发展的道路。 中国大陆厂商在显示面板全球市场的出货量占比从2009 年不足2%提升到2021 年超过50%。

随着技术进步和市场需求的变化,显示面板的主流技术发展路线,大的转变是由TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示器)向AMOLED(有源矩阵有机发光二极体显示器) 发展。 在中小尺寸面板,由a-Si (非晶硅) TFT-LCD、 LTPS (低温多晶硅)TFT-LCD 转向AMOLED, 包括AMOLED 的刚性屏和柔性屏, 未来随着巨量转移技术的成熟,还会向Micro/Mini-LED 显示器方向发展;在大尺寸面板,则是由a-Si TFT-LCD、IGZO(铟镓锌氧化物)TFT-LCD 逐渐转向AMOLED;超大尺寸面板市场则正在被Mini-LED 显示、 激光投影显示抢占;超小尺寸市场,高像素密度的Micro-LED 将占据优势。 技术创新发展的跃变,伴随着显示质量的提高和能耗的降低,包含了许多细节技术的进步和改善。原有产品和新技术产品在市场竞争中此消彼长,会有一个较长的交叉过渡期。

厦门市新型显示产业发展的路径分析

厦门的平板显示产业在国内有先发优势,较早引入一批台资企业,如宸鸿科技(厦门)有限公司、友达光电(厦门)有限公司、冠捷显示科技(厦门)有限公司等,形成了千亿产值平板显示产业集群。 但这些企业在产业链环节中属于中下游的模组和整机厂。产业链中更为关键更有带动效应的环节是面板制造。

对于资金密集、技术密集、人才密集型的面板制造,其发展离不开资金、技术、人才要素的聚集和齐备。 下面主要分析厦门市新型显示产业发展路径中是如何集聚资金和技术要素的,以面板制造代表性企业厦门天马微电子有限公司及其参与投资的相关企业(包括厦门天马显示科技有限公司和厦门天马光电子有限公司)为例,以下统称为厦门天马1。

1.厦门天马的投融资模式

厦门天马的发展,基本遵循了“地方政府产业基金投入”与“专业技术厂商集中经营”相结合的模式。

2011 年3 月,厦门市金财投资有限公司(后变更为厦门金财产业发展有限公司,简称厦门金财)和中国航空工业集团公司旗下3 个子公司(简称中航系公司)共同出资88 亿元成立厦门天马微电子有限公司,其中厦门金财出资56.32 亿元,股权占比64%。公司分两期投资建设了5.5 /6 代低温多晶硅(LTPS)TFT-LCD 及彩色滤光片(CF)生产线,一期项目投资70 亿元,于2014 年6 月建成投产。二期项目投资120 亿元,于2017 年6 月建成投产。 减去88 亿元注册资本,差额部分向银行贷款。两期面板生产线融资投入后的建设运营, 都委托天马微电子股份有限公司的子公司上海天马微电子有限公司托管。

厦门金财的实际控股股东是厦门金圆投资集团有限公司(简称厦门金圆),厦门金圆作为地方国有资本金融控股公司, 肩负“助推产业转型升级、深化两岸融合发展、做强区域金融产业”三重使命。

政府牵头的产业基金投入,有多种退出机制。2018 年2 月2 日, 天马微电子股份有限公司通过发行股份上市融资, 以104.5251 亿元作价并购了厦门天马微电子有限公司。 厦门金财通过认购,获得天马微电子股份有限公司3.8961 亿股, 所持股份在2019 年2 月13 日解除限售上市流通。 至此,厦门金财可以选择股权质押短期融资, 或在股票行情高涨时减持退出。

根据天马微电子股份有限公司2010 年上市公司年报,2010 年其营业收入34.5 亿元, 净利润1.77 亿元,年末总资产79.7 亿元,负债率68.76%。按照如此经济规模, 如果没有国有资本牵头的产业基金的投入, 厦门天马的面板生产线根本不可能建设成功。

厦门天马显示科技有限公司于2020 年1 月8日成立。 2020 年1 月6 日天马微电子股份有限公司股东大会通过议案, 同意其全资子公司厦门天马微电子有限公司与厦门国贸产业有限公司、厦门金圆产业发展有限公司、厦门兴马股权投资合伙企业(有限合伙)、厦门象屿集团有限公司在厦门投资成立一家合资项目公司,注册资本270 亿元,厦门天马微电子有限公司出资40.5 亿元, 股权占比15%,其余4 家厦门公司,控股股东都是厦门地方国有资本,共出资229.5 亿元,占比85%。 建设一条月加工柔性显示基板4.8 万张的第6 代柔性AMOLED 生产线项目,总投资480 亿元,项目总投资与合资项目公司注册资本之间的差额即210 亿元,由合资项目公司向银行申请贷款。 第6 代柔性AMOLED 生产线于2020 年5 月全面开工,2022年2 月正式进入生产运营。

2022 年4 月13 日天马微电子股份有限公司发布公告[2],公司拟通过子公司厦门天马微电子有限公司与合作方厦门国贸控股集团有限公司、厦门轨道建设发展集团、厦门金圆产业发展有限公司在厦门投资成立一家合资项目公司,建设一条月加工2250 毫米×2600 毫米玻璃基板12 万张的第8.6 代新型显示面板生产线项目,总投资330 亿元。 合资项目公司注册资本198 亿元,其中厦门天马微电子有限公司出资29.7 亿元,持有15%股权;合作方合计出资168.3 亿元,合计持有85%股权。

至此,厦门天马微电子有限公司在厦建设新型平板显示生产线总共投入1000 亿元,实际上,其中至少45%是厦门市地方国企的投入, 或换个说法,厦门新型显示产业是向地方国有资本融资来成就产业发展。 2021 年天马微电子股份有限公司实现营业收入318.29 亿元,同比增长8.88%;实现净利润15.42 亿元,同比增长4.61%。 其中,厦门天马微电子有限公司营业收入159.57 亿元,净利润14.37亿元[3],说明了资本与技术、人才和高端装备相结合,是新兴产业发展的驱动力。

2.厦门市新型显示产业下一步发展的布局筹划

厦门天马微电子有限公司将投资建设的8.6代a-Si 和IGZO TFT-LCD 生产线对自身是一个突破。 在此之前,天马微电子股份有限公司建设的面板生产线都在6 代线及以下。 随着车载显示、IT终端显示、工业品显示等市场大屏化的发展,且a-Si 和IGZO TFT 目前已是成熟技术, 厦门天马微电子有限公司跨出了8.6 代线建设关键的一步。8.6代线与6 代线相比,会有更好的经济切割,可以降低成本。 IGZO TFT 技术也会在大尺寸AMOLED面板上得到应用。 下一步发展布局的方向,很可能是8.6 代AMOLED, 布局时间段在2024—2026年,投资额在300 亿元以上,也需要产业基金的介入。

大尺寸AMOLED 的技术路线目前还不太成熟和清晰[4]。 韩国LG 集团采用的是“WOLED+CF” ,即白光OLED+彩色滤光片,目前已大批量出货;三星集团采用的是“QD-OLED”,即OLED+量子点薄膜,蓝色是OLED 自发光,红色和绿色是蓝光激发量子点后产生的。 三星集团在其红色QD 材料和绿色QD 材料的制程上采用喷墨印刷工艺,蓝光OLED 材料成膜则采用蒸镀技术。 QD-OLED的显示效果超过了WOLED+CF, 但目前的良品率也只有75%,三星集团表示将持续投入研究,改进结构和工艺,将QD-OLED 的良品率提升到90%。深圳市华星光电技术有限公司(简称华星光电)在大尺寸OLED 面板的制程, 采用了大面积喷墨印刷技术,已经有样屏点亮。 天马微电子股份有限公司和华星光电合资成立广东聚华印刷显示技术有限公司, 天马微电子股份有限公司持股比例27.96%。

据报道,京东方科技集团股份有限公司(简称京东方) 计划在成都建设8.6 代OLED 面板生产线,2024 年底启动生产,目标在于承接苹果平板电脑和笔记本电脑OLED 显示屏的订单。 京东方也在和日本佳能株式会社的东京电子(Tokki)谈判,以开发适用于8.6 代半切割的沉积设备(蒸镀机)。再过3 年,大尺寸AMOLED 的技术路线将更加清晰, 市场需求也将扩大许多。 在那时决定大尺寸OLED 的工艺技术路线将更有把握避开风险。

预计2026 年之后,Mini/Micro-LED 技术将较为成熟,具有较强的竞争力,市场渗透率也将逐步提高, 如果到时仍未确定布局8.6 代AMOLED产线,那么改为布局Mini/Micro-LED 产线将可能是下一步更好的选择。

厦门市新型显示产业发展的对策建议

厦门市政府已经对新型显示产业的发展制定了一整套的产业政策和扶持措施。本文的对策建议重在选择重大扶持项目, 解释其对产业发展的意义,以便促进政策组合给予到位支持。

1.将提高AMOLED 面板良品率作为当前的主攻方向

AMOLED 的4 大核心关键技术包括TFT 技术、有机成膜技术、器件封装技术、驱动技术。 其中蒸镀封装是所有制程中最关键、技术难度最大的工序。特征性关键设备是真空蒸镀设备。利用真空蒸镀设备,把有机功能材料(包括空穴注入、空穴传输、红绿蓝有机发光、电子传输和电子注入等)以及金属组合物阴极材料等, 分别采用精密金属掩膜版,一层层蒸镀到基板上。 全球性能最好的真空蒸镀设备制造商是日本佳能的东京电子(Tokki),全球最精密的金属掩膜版制造商是大日本印刷株式会社(DNP),而韩国三星集团通过资金支持和“友好协议”垄断了这些优质资源。 日本真空技术株式会社(ULVAC)、韩国显示设备厂商SNU Precision的真空蒸镀设备,虽然在精度上也满足要求,但目前在良品率上,还未能控制达到90%。 只有三星集团做到了AMOLED 手机面板90%以上的良品率,中国大陆AMOLED 面板厂商还有一些差距。

此外,虽然AMOLED 也用到LTPS TFT 背板技术, 但LCD 属于电压驱动型器件,LCD 的TFT工作在数字状态。AMOLED 属于电流驱动型器件,TFT 工作在模拟状态。如果出现TFT 性能不均匀、阈值电压漂移等问题,AMOLED 将出现图像亮度不均的条纹或斑点(MURA),导致良品率降低。

根据国际著名市调机构显示屏供应链顾问公司(DSCC)的测算,AMOLED 面板只有在良品率达到和超过90%以后, 其成本竞争力才可以超过LTPS TFT-LCD。 因此良品率达到90%是一个需要追逐的目标,厦门天马显示科技有限公司可能需要不止一两年的努力。 建议厦门市政府针对AMOLED 良品率的提高设立重大专项给予扶持。

2.加强补链强链,带动全产业链投入产出比的提升

在理想的情况下,投资100 亿元,可以带动全产业链年产值达到300 亿元。 中游对上游、下游对中游都会有一个增值。本地化配套率越高,本地的产值越大。一般本地配套链较为完整,也会形成产业链的成本竞争力。即使物流成本不高,本地配套也能加快周转。可以通过鼓励培育本地配套厂家、加强本地产业链环节的沟通和招商引资等方式来补链强链,政府给予适当的激励政策。

经过近几年的努力, 厦门天马微电子有限公司LTPS-TFT LCD 制造已经实现上游多种材料的本地化,包括电子特种气体、柔性电路板、导电胶带、散热绝缘材料、OCA 胶、发泡制品包装材料等, 厦门天马微电子有限公司还设立背光厂和模组厂, 并自主开发了玻璃基板减薄、In-Cell 触控屏、屏下指纹识别等技术。 但目前超薄玻璃基板、液晶材料、光学膜、偏光片、驱动IC 等材料主要外购。 据了解,厦门天马LCD 面板生产线目前所有配套供应商中,本地企业只占百分十几。为填补本地缺失的配套链, 建议厦门市政府对厦门天马提出明确要求, 并对其本地配套率的提升给予适当的资金奖励。

OLED 发光材料在AMOLED 面板物料成本中占比12%以上,驱动IC 占成本比例达7%,精细金属掩膜版(FMM)是AMOLED 制程中的核心耗材,在制程中需要定期更换。这些材料可以作为厦门招商引资补链强链的优先选项。

3.对新型平板显示龙头企业给予“一企一策”

厦门目前在新型平板显示产业上的龙头企业主要有宸鸿科技(厦门) 有限公司(简称宸鸿科技)、友达光电(厦门)有限公司(简称友达光电)、冠捷显示科技(厦门)有限公司(简称冠捷)、弘信系列、厦门天马、电气硝子玻璃(厦门)有限公司(简称电气硝子)等。

宸鸿科技现已建置从2.5~279.4 厘米 (1~110英寸)完整触控显示产品线。宸鸿科技正积极向上游材料渗透,已投资上亿元建成纳米银(SNW)柔性导电薄膜和导电触控薄膜生产线, 正向中大尺寸和超大尺寸柔性触控屏方向发展。 宸鸿科技是外挂式触控屏全球领先解决方案提供商。 未来,AMOLED 触控屏仍然不能集成到屏内,还是外挂式。 到柔性AMOLED 时代,宸鸿科技还有暴起的机会。对于宸鸿科技向上游材料的转型升级,建议厦门市政府给予针对性的扶持政策, 例如对于纳米银材料研究、应用、推广、产线技术改造等设立专门的项目扶持资助。

友达光电是个模组厂, 但有较强的模具配套能力。近年来业务向车载显示屏、工业用显示屏和超大尺寸显示屏发展,也做OEM 整机组装。 台湾友达光电股份有限公司在中国大陆有多家制造厂,苏州厂的实力最强。据了解有些项目台湾友达光电股份有限公司也让在大陆的多家制造厂“竞争”,给予友达光电的扶持实际上可以是支持其去争取更多更大的项目,从而达到更大的产值。但这种支持必须有即时的信息沟通和灵活及时的决策机制,例如预先设立模具开发扶持基金额度,在争取项目时,经过申报评估可以随时动用。

冠捷主要生产平板电视, 其显示器主要在福清生产。 当厦门天马建设的8.6 代a-Si 和IGZO TFT-LCD 面板产线投产后, 出于就地面板供应的便利, 可以争取引进冠捷在厦门建立显示器生产基地,建议厦门市政府提供用地便利。

电气硝子原来一、 二期项目是8.5 代a-Si TFT-LCD 玻璃基板, 并不支持和厦门天马6 代线的配套。 电气硝子声称在三期项目中引进的设备和工艺,可以支持LTPS 和AMOLED 玻璃基板的要求。四期项目建设了玻璃加工厂。建议厦门市政府鼓励厦门天马和电气硝子沟通接洽, 设立对接项目,形成玻璃基板的本地配套,厦门市政府可以按照本地配套金额大小, 给予一定比例的资金支持。

Mini-LED 背光是不能忽视的一个产业扩展点。 湖北三安光电有限公司已经在向华星光电提供Mini-LED 背光配套。 背光模组在LCD 面板模组中成本占比在20%以上, 这个产业链环节的产值不可小觑, 尤其是在厦门天马8.6 代线投产之后。 建议厦门市政府对Mini-LED 背光的本地化配套生产设立项目扶持资金,加以鼓励。

4.继续加大对引进核心人才的政策支持

厦门市政府对关键人才的引进有一套扶持政策。厦门天马微电子有限公司在成立初期, 曾引进台湾一批LTPS TFT-LCD 技术人才, 在设备选型、制程设计、工艺改进、质量管理和大客户项目管理等方面发挥了巨大作用。

由于台湾在AMOLED 产业发展上竞争力不足,AMOLED 的核心技术人才需要从韩国或日本引进。据《电子工程世界》2022 年3 月报道,有中国企业以5 倍,甚至10 倍薪酬和免费住房的待遇招揽韩国OLED 方面的人才[5]。厦门天马也许有招聘韩国专家人才的需求, 建议厦门市政府给予更宽松的人才政策, 例如可以厂校联合聘任外籍专家到学校任教,工厂派学员参加学习,设立关键技术课题项目攻关等。

5.加大对技术改造的政策扶持力度

成立以来, 厦门天马微电子有限公司进行过多项缩短工艺流程、降低成本、提升良品率、提高质量的重大技术改造。 目前后道工序中大量使用人工进行模组检测, 存在着采用机器视觉代替人眼进行自动化检测的可能性, 国内也已经有这种仪器设备,但是技术改造的投资巨大。 “机器换人”不仅提高生产效率和质量水平, 还可以缓解招工困难的矛盾。 建议厦门市政府采取专项资金扶持,帮助解决融资困难等措施, 加强技改的政策扶持力度。

6.继续加大对未来新型显示技术研发的支持

Micro/Mini-LED 由于其更好的显示性能和更低的能耗,未来将成为显示市场的主流。 但目前生产大面积显示屏所需的巨量转移技术尚未成熟。 由于Micro-LED 像素密度可以做到高达1500 PPI, 而LCD 和OLED 目前最高只达约800 PPI, 因此在高端AR/VR 眼镜中, 采用Micro-LED 可以达到更好的视觉效果。Mini-LED 目前应用到中尺寸LCD 显示模组的背光,以及超大尺寸屏幕的直接显示, 如厦门强力巨彩光电科技有限公司制作的微小间距LED 显示屏。

台湾企业在AMOLED 产业上没有做大,但把研发精力投放到Micro/Mini-LED 上,尤其是巨量转移的工艺技术,取得令人瞩目的进展。 这是两岸可以进行技术合作的一个领域。

AMOLED 技术还存在很大的发展空间。 根据DSCC 的报道, 有人用AI 人工智能技术在寻找效率更高的发光材料;有人在探索改进AMOLED 器件结构;有人在试验新的喷墨印刷工艺,免除高成本的蒸镀工艺,等等。 但前面分析过,对当前影响最大的研究项目,应该集中在提高AMOLED 面板的良品率。 建议厦门市政府设立更有针对性的研发项目补贴,加大对新型显示研发的持续支持。

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