前言
今天咱聊個(gè)比光刻機(jī)還貴的大國重器——OLED蒸鍍機(jī)!單臺(tái)16億,交貨還得等兩年。
過去20年,這設(shè)備被日本一家壟斷,中國企業(yè)只能高價(jià)買,甚至連新機(jī)都搶不到,高端顯示產(chǎn)業(yè)被卡脖子太憋屈。
現(xiàn)在局面反轉(zhuǎn)!合肥一家企業(yè)啃下硬骨頭,造出精度超日本原版的蒸鍍機(jī),撬動(dòng)全球產(chǎn)業(yè)格局。
美媒:中國突破禁令的方式真是簡單粗暴,日本20年壟斷反而助力中國科技騰飛了!
這波中國高端制造的逆襲,是不是超提氣?
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顯示產(chǎn)業(yè)的“卡脖子”利器
提到高端制造的卡脖子設(shè)備,大家首先想到的肯定是光刻機(jī),但很少有人知道,在顯示產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,還有一臺(tái)設(shè)備比光刻機(jī)更霸道,它就是OLED蒸鍍機(jī)。
別看這臺(tái)機(jī)器名字冷門,卻是咱們每天用的手機(jī)、電視、電腦屏幕的“幕后功臣”,沒有它,就造不出高清、柔性的OLED屏。
可以說,光刻機(jī)是芯片行業(yè)的心臟,那OLED蒸鍍機(jī)就是顯示產(chǎn)業(yè)的肺,缺一不可。
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它的工作原理說起來簡單,做起來卻難到逆天。
簡單來說,就是要在真空環(huán)境下,把有機(jī)材料加熱蒸發(fā)成分子流,然后像噴泉一樣精準(zhǔn)地沉積到屏幕基板上。
這個(gè)過程的精度要求達(dá)到微米級(jí),稍微有一絲偏差,整個(gè)屏幕就會(huì)成為次品。
就是這么一個(gè)看似簡單的“噴涂”過程,過去20年里,全球只有日本佳能Tokki一家企業(yè)能玩得轉(zhuǎn)。
這家日本企業(yè)不僅死死守住核心工藝,還在全球市場設(shè)置了層層壁壘,把壟斷玩到了極致。
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對于中國企業(yè)來說,過去的日子簡直是“屈辱又無奈”。
日本佳能Tokki的OLED蒸鍍機(jī)售價(jià)高達(dá)16億人民幣一臺(tái),比很多型號(hào)的光刻機(jī)還貴,就算你愿意花這個(gè)天價(jià),交貨期還得排兩年。
更過分的是,他們還搞區(qū)別對待,優(yōu)先把全新設(shè)備賣給三星、LG等韓國企業(yè),留給中國京東方、華星光電這些大廠的,往往都是二手設(shè)備。
就這,中國企業(yè)還得捏著鼻子接受,畢竟沒有設(shè)備,連生產(chǎn)線都開不起來。
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多年前,有日本媒體甚至公然放話,稱中國廠商在面板領(lǐng)域“再怎么努力也難以追趕”,因?yàn)?strong>“沒有我們的設(shè)備,他們造不出OLED屏”。
這句話雖然刺耳,卻道出了當(dāng)時(shí)的殘酷現(xiàn)實(shí)。那幾年,京東方、華星光電等中國企業(yè)砸下數(shù)百億資金投入研發(fā),在面板設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝等環(huán)節(jié)取得了不少突破,但唯獨(dú)卡在了OLED蒸鍍機(jī)這個(gè)關(guān)鍵設(shè)備上。
因?yàn)樵O(shè)備精度不夠,生產(chǎn)出來的面板良品率上不去,生產(chǎn)成本居高不下,高端訂單自然源源不斷地流向三星、LG等韓國企業(yè)。
日本企業(yè)則靠著這臺(tái)小小的蒸鍍機(jī),穩(wěn)穩(wěn)坐在了高端顯示設(shè)備供應(yīng)鏈的金字塔頂端,躺著賺走了巨額利潤。
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這種壟斷帶來的影響是全方位的。中國面板企業(yè)不僅要承受高價(jià)設(shè)備的成本壓力,還要面對核心技術(shù)受制于人的風(fēng)險(xiǎn)。
一旦日本方面斷供,整個(gè)中國高端顯示產(chǎn)業(yè)都可能陷入停滯。
在這樣的背景下,突破OLED蒸鍍機(jī)的技術(shù)封鎖,實(shí)現(xiàn)設(shè)備國產(chǎn)化,已經(jīng)不是一個(gè)企業(yè)的事,而是關(guān)乎整個(gè)中國顯示產(chǎn)業(yè)生存和發(fā)展的必答題。
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1.5微米的逆襲
面對日本企業(yè)的技術(shù)壟斷和市場封鎖,中國企業(yè)沒有選擇屈服,而是毅然踏上了自主研發(fā)的道路。這場逆襲之戰(zhàn)的主角,就是來自合肥的欣奕華公司。
可能很多人對這家企業(yè)不太熟悉,但正是這家看似低調(diào)的公司,用七年時(shí)間啃下了這塊硬骨頭,創(chuàng)造了屬于中國的技術(shù)奇跡。
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故事的起點(diǎn)要追溯到2014年。那一年,欣奕華組建了專項(xiàng)研發(fā)團(tuán)隊(duì),正式向OLED蒸鍍機(jī)發(fā)起沖擊。
當(dāng)時(shí),團(tuán)隊(duì)面臨的局面可以用“一窮二白”來形容:沒有成熟的技術(shù)參考,沒有現(xiàn)成的零部件供應(yīng),甚至連核心工藝的原理都只能靠自己摸索。
擺在他們面前的,有三大核心難題,被稱為“三座大山”:真空腔體的密封與穩(wěn)定、蒸發(fā)源的控溫精度、以及最難的對位系統(tǒng)。
這三個(gè)環(huán)節(jié),每一個(gè)都得精到極致,稍有差池,整個(gè)項(xiàng)目就會(huì)功虧一簣。
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先說說真空腔體的密封與穩(wěn)定。OLED蒸鍍機(jī)的整個(gè)工作過程都需要在超高真空環(huán)境下進(jìn)行,哪怕有一點(diǎn)點(diǎn)空氣泄漏,都會(huì)影響有機(jī)分子的沉積效果,導(dǎo)致屏幕出現(xiàn)壞點(diǎn)。
為了攻克這個(gè)難題,研發(fā)團(tuán)隊(duì)反復(fù)試驗(yàn)各種密封材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),光是密封件的選型就做了上百次測試。
最終,他們研發(fā)出了一種全新的密封結(jié)構(gòu),能夠長時(shí)間保持腔體內(nèi)部的超高真空狀態(tài),穩(wěn)定性遠(yuǎn)超行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
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再看蒸發(fā)源的控溫精度。有機(jī)材料的蒸發(fā)溫度要求極其苛刻,溫度高一點(diǎn),材料會(huì)分解;溫度低一點(diǎn),又無法完全蒸發(fā)。
日本佳能Tokki的設(shè)備能把溫度誤差控制在±1℃以內(nèi),這已經(jīng)是行業(yè)頂尖水平。
但欣奕華的研發(fā)團(tuán)隊(duì)不滿足于此,他們投入大量精力研發(fā)新型溫控系統(tǒng),最終實(shí)現(xiàn)了±0.5℃的控溫精度,為后續(xù)的高精度沉積打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
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最難的還是對位系統(tǒng)。所謂對位系統(tǒng),就是要讓蒸發(fā)的有機(jī)分子流精準(zhǔn)地落在屏幕基板的指定位置,精度要求達(dá)到微米級(jí)。
日本的設(shè)備能做到5微米的精度,而欣奕華的目標(biāo)是突破這個(gè)極限。
為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo),研發(fā)團(tuán)隊(duì)幾乎是廢寢忘食,他們參考了航天、精密儀器等多個(gè)領(lǐng)域的技術(shù),最終研發(fā)出了一套全新的視覺對位系統(tǒng)。
這套系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)捕捉基板的位置信息,并進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整,確保分子流的沉積精度。
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經(jīng)過無數(shù)個(gè)日夜的奮戰(zhàn),團(tuán)隊(duì)終于攻克了最關(guān)鍵的“分子噴泉”工藝。
這個(gè)工藝的核心,就是讓蒸發(fā)的有機(jī)分子像水花一樣均勻地噴出來,并且控制得剛剛好,不多不少。
最終,欣奕華的OLED蒸鍍機(jī)實(shí)現(xiàn)了1.5微米的精度,這是什么概念?
大概只有頭發(fā)絲直徑的五十分之一,比日本原版的5微米精度提升了不止一個(gè)檔次。
更讓人驚喜的是,設(shè)備的膜厚誤差不到1%,穩(wěn)定性遠(yuǎn)超預(yù)期。
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為了確保設(shè)備能夠批量投產(chǎn),欣奕華還砸下重本建設(shè)了萬級(jí)潔凈車間。
這個(gè)車間的標(biāo)準(zhǔn)比醫(yī)院的手術(shù)室還高,空氣中的塵埃顆粒數(shù)量被控制在極低的水平。
工程師們幾乎住在了車間里,一遍遍調(diào)試參數(shù),反復(fù)進(jìn)行整機(jī)測試,只為讓這臺(tái)機(jī)器不僅能運(yùn)行,還能穩(wěn)定、可控、量產(chǎn)。
功夫不負(fù)有心人,2019年,合肥欣奕華正式宣布,他們造出了中國第一臺(tái)高端OLED蒸鍍機(jī),精度打破了日本長達(dá)20年的技術(shù)記錄。
這一刻,所有研發(fā)人員的努力都有了回報(bào),中國顯示產(chǎn)業(yè)終于迎來了屬于自己的核心設(shè)備。
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中國產(chǎn)業(yè)迎來黃金時(shí)代
技術(shù)突破不是為了“炫技”,而是要真正落地應(yīng)用,為產(chǎn)業(yè)發(fā)展賦能。
2023年,臺(tái)州觀宇科技成為了第一個(gè)“吃螃蟹”的企業(yè),率先接收了第一臺(tái)國產(chǎn)OLED蒸鍍機(jī)。
這臺(tái)設(shè)備的到來,給觀宇科技帶來的變化是立竿見影的。
采購成本直接降低了30%,這對于利潤微薄的面板行業(yè)來說,無疑是一筆巨大的收益。
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還有售后服務(wù),過去用日本設(shè)備,售后服務(wù)都是“海外遙控”,遇到問題只能等日本工程師遠(yuǎn)程指導(dǎo),解決一個(gè)小問題可能要花好幾天。
而國產(chǎn)設(shè)備的售后服務(wù)直接升級(jí)為“24小時(shí)駐廠響應(yīng)”,工程師隨叫隨到,問題能夠第一時(shí)間解決。
在對精準(zhǔn)度要求極高的顯示產(chǎn)業(yè),這種服務(wù)上的升級(jí),帶來的是生產(chǎn)效率的大幅提升和良品率的穩(wěn)定增長。
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國產(chǎn)OLED蒸鍍機(jī)的落地,不僅讓單個(gè)企業(yè)受益,更像一顆投入湖面的石子,在整個(gè)中國顯示產(chǎn)業(yè)激起了層層漣漪。
最明顯的變化,就是京東方和華星光電這兩大巨頭的崛起。
在此之前,京東方雖然在中低端面板市場占據(jù)了一定份額,但在高端OLED面板領(lǐng)域,始終難以打入蘋果的供應(yīng)鏈。
而在使用了國產(chǎn)蒸鍍機(jī)之后,京東方的面板良品率大幅提升,產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到了蘋果的嚴(yán)苛要求,成功打入蘋果供應(yīng)鏈,成為了蘋果手機(jī)屏幕的重要供應(yīng)商。
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華星光電的表現(xiàn)同樣亮眼。在折疊屏這個(gè)高端賽道上,華星光電一直面臨著良品率低的難題。
而國產(chǎn)蒸鍍機(jī)的高精度和穩(wěn)定性,讓華星光電的折疊屏生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。
數(shù)據(jù)顯示,華星光電的折疊屏良品率一度超過了行業(yè)龍頭三星,這在過去是想都不敢想的事情。
憑借著出色的產(chǎn)品質(zhì)量,華星光電不僅在國內(nèi)市場站穩(wěn)了腳跟,還成功打開了國際市場,獲得了大量海外訂單。
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中國面板企業(yè)的崛起,直接推動(dòng)了中國OLED面板全球份額的飆升。
根據(jù)行業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),到2025年,中國OLED面板的全球份額已經(jīng)接近50%,首次超過了長期占據(jù)霸主地位的韓國,成為了全球第一。
這個(gè)數(shù)據(jù)的背后,是國產(chǎn)OLED蒸鍍機(jī)的關(guān)鍵支撐。
如果沒有這臺(tái)核心設(shè)備的國產(chǎn)化,中國面板企業(yè)很難在成本和質(zhì)量上同時(shí)具備競爭力,更不可能實(shí)現(xiàn)全球份額的反超。
國產(chǎn)OLED蒸鍍機(jī)的突破,還帶動(dòng)了整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的升級(jí)。
在設(shè)備國產(chǎn)化之前,中國顯示產(chǎn)業(yè)鏈的上游材料、核心零部件大多依賴進(jìn)口,價(jià)格高不說,還面臨著斷供的風(fēng)險(xiǎn)。
而隨著國產(chǎn)蒸鍍機(jī)的量產(chǎn),上游的有機(jī)材料、真空零部件等企業(yè)也迎來了發(fā)展機(jī)遇。
這些企業(yè)紛紛加大研發(fā)投入,不斷提升產(chǎn)品質(zhì)量,逐步實(shí)現(xiàn)了進(jìn)口替代。
中端制造環(huán)節(jié)的工藝水平也隨著設(shè)備的升級(jí)而不斷提高,下游的手機(jī)、電視、車載顯示等應(yīng)用領(lǐng)域,也因?yàn)橛辛烁哔|(zhì)量的國產(chǎn)面板而獲得了更多的創(chuàng)新空間。
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從上游材料到中端制造,再到下游應(yīng)用,一條完整且自主可控的顯示產(chǎn)業(yè)鏈正在中國形成。
這不僅解決了中國顯示產(chǎn)業(yè)“缺設(shè)備”的單點(diǎn)問題,更實(shí)現(xiàn)了整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的升級(jí)換代。
過去,日韓企業(yè)憑借著設(shè)備和技術(shù)優(yōu)勢,掌控著全球高端顯示產(chǎn)業(yè)的話語權(quán)。
而現(xiàn)在,中國企業(yè)的崛起,讓全球供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)開始重新評估。
越來越多的國際品牌開始選擇中國的面板產(chǎn)品,中國顯示產(chǎn)業(yè)正在從跟跑者向領(lǐng)跑者轉(zhuǎn)變。
中國高端制造的突圍之路
雖然中國在OLED蒸鍍機(jī)領(lǐng)域取得了重大突破,帶動(dòng)了顯示產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,但我們也必須清醒地認(rèn)識(shí)到,中國高端顯示產(chǎn)業(yè)的全面突圍之路,還有很長的路要走。
目前,在整個(gè)顯示產(chǎn)業(yè)鏈中,依然存在不少短板。
比如前端設(shè)備里的曝光機(jī)、刻蝕機(jī),這些設(shè)備的技術(shù)難度同樣極高,目前仍然依賴進(jìn)口。
一些關(guān)鍵的原材料,比如高端有機(jī)發(fā)光材料、特殊基板材料,以及核心的控制系統(tǒng),也還需要從國外采購。
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但挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存,中國企業(yè)并沒有因?yàn)檠矍暗某煽兌O履_步,而是把目光投向了更遠(yuǎn)的未來。在OLED蒸鍍機(jī)領(lǐng)域,中國企業(yè)的研發(fā)步伐從未停止。
目前,適用于車載顯示的大尺寸G8.6蒸鍍機(jī)正在緊鑼密鼓地研發(fā)中。
隨著新能源汽車的快速發(fā)展,車載顯示屏幕的尺寸越來越大,分辨率越來越高,對蒸鍍機(jī)的要求也更加嚴(yán)苛。
研發(fā)大尺寸G8.6蒸鍍機(jī),將幫助中國企業(yè)在車載顯示這個(gè)新興賽道上占據(jù)先機(jī)。
同時(shí),支持2000PPI的AR/VR蒸鍍設(shè)備也在攻關(guān)之中。
AR/VR技術(shù)是下一代信息技術(shù)的核心之一,而高分辨率的顯示屏幕是AR/VR設(shè)備的關(guān)鍵。
2000PPI的分辨率,意味著屏幕的顯示效果將更加清晰、細(xì)膩,能夠?yàn)橛脩魩砀映两降捏w驗(yàn)。
攻克這項(xiàng)技術(shù),將為中國AR/VR產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供有力支撐。
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除了在傳統(tǒng)OLED領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力,不少中國企業(yè)還把目光投向了下一代顯示技術(shù)——鈣鈦礦技術(shù)。
鈣鈦礦技術(shù)不僅在新型顯示領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景,在光伏領(lǐng)域也有著巨大的潛力。
目前,中國企業(yè)已經(jīng)開始布局鈣鈦礦技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用,未來一旦取得突破,將有望在顯示和光伏兩大領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)雙重領(lǐng)跑。
合肥欣奕華造出國產(chǎn)OLED蒸鍍機(jī),其意義絕不僅僅是讓中國有了自己的蒸鍍機(jī)這么簡單。
它向世界證明了,中國制造已經(jīng)不再只是“世界代工廠”,中國企業(yè)有能力在高端制造領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)從跟跑到領(lǐng)跑的跨越。
這臺(tái)設(shè)備的成功研發(fā),是中國高端制造邁上了新臺(tái)階的一個(gè)縮影。
它讓我們看到,只要中國企業(yè)能夠沉下心來,加大研發(fā)投入,啃下核心技術(shù)的硬骨頭,就一定能夠在更多高端制造領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破。
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結(jié)語
從被日本壟斷20年,到造出精度更高的國產(chǎn)設(shè)備,中國OLED蒸鍍機(jī)的逆襲之路,充滿了艱辛與汗水,也充滿了堅(jiān)持與榮耀。
這臺(tái)售價(jià)16億的設(shè)備,不僅解決了中國顯示產(chǎn)業(yè)的卡脖子難題,更撬動(dòng)了全球高端顯示產(chǎn)業(yè)的格局,讓中國面板產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了全球份額的反超。
這場技術(shù)突圍,不僅是一個(gè)設(shè)備的勝利,更是中國高端制造精神的體現(xiàn)。它告訴我們,在核心技術(shù)領(lǐng)域,只有自主創(chuàng)新,才能掌握發(fā)展的主動(dòng)權(quán)。
未來,隨著中國企業(yè)在更多高端制造領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)力,中國制造必將以更加昂揚(yáng)的姿態(tài),屹立于世界制造強(qiáng)國之林。
參考資料:
《“合肥造”硅基OLED蒸鍍機(jī),提升新型顯示產(chǎn)業(yè)競爭力》 合肥日報(bào) 2024年4月11日
《淺析OLED設(shè)備國產(chǎn)化》 深圳市平板顯示行業(yè)協(xié)會(huì) 2020年3月7日
《OLED之痛——蒸鍍工藝》 電子工程專輯網(wǎng) 2021年10月20日
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