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加强基础研究 促进新型显示工业快速发展

万维家电网 【转载】 作者:万维家电网 编辑: 11年09月04日03时03分38秒

  中科院院士、中科院理论物理所研究员、中国物理学会液晶分会主任 欧阳钟灿

  我国平板显示产业布局较晚,自主创新能力薄弱,电视生产所需的面板供给能力严重不足,特别是大尺寸电视用面板目前几乎全部依赖进口,致使整个彩电和平板显示产业面临十分严峻的挑战和巨大的转型压力。由于液晶面板占液晶电视整机成本的2/3,中国大陆彩电厂商被迫花费巨资,从韩国、日本以及我国台湾厂商手里采购液晶面板等关键零部件。2010年,中国大陆液晶面板进口额超过400亿美元,仅次于集成电路、石油和铁矿石。因此,加速发展我国平板显示产业是保持我国全球最大的彩电生产国和消费国产业安全的需要。

  新型显示产业作为国家“十二五”发展规划战略性新兴产业的重要组成部分,工业和信息化部、国家发改委联合印发的《2010~2012年平板显示产业发展规划》明确提出:“到2012年,我国平板显示生产技术达到国际先进水平,在工艺、材料、装备等方面构建具有自主知识产权的技术创新体系,产业规模占全球比重由当前的5%提升到20%以上,支撑我国彩电产业的转型和升级。”为实现这个宏伟目标,本文从世界新型显示产业发展形势和我国产业链发展特点进行分析,提出加强基础研究促进我国新型显示产业发展的建议。

  外企争相在华设厂

  ·国外的大企业,如三星、LG、夏普等面板制造企业,从去年起,都把大尺寸的TFT-LCD生产线向我国大陆输出。

  ·今年以来,出现的新问题还包括已批准到中国大陆建线的外商纷纷推迟开工时间。

  在新型显示产业中,液晶显示技术已经占据主导地位。可预见的10年内,仍没有一种显示技术在应用领域的广泛性(尺寸从1英寸到超过100英寸)、产业化投资力度上(全球对电视用薄膜晶体管液晶显示面板的投资已超过1000亿美元)、参与市场竞争和推广的普及面上(全球超过800家制造企业)等3方面可与电视用薄膜晶体管液晶显示(TFT-LCD)产业相抗衡。2003~2004年,若干中国企业进入了TFT-LCD工业,并建设起5代线(主要有京东方、上广电和昆山龙腾光电)。此后,由于5代及以下世代生产线的产品不能满足电视屏的需要,所以国内各方一直希望能够引进6代以上的所谓“高世代”生产线。但直到2009年夏天,国外企业一直封锁技术,拒绝向中国转让高世代生产线。

  2009年夏末国外企业一夜之间转变态度,争相要在华设厂。原因就是我国京东方2009年宣布在北京建设8.5G高世代线,而且京东方在合肥自主建设的我国首条大尺寸第6代TFT-LCD生产线,2009年进展顺利,2010年10月18日实现量产,并用不到两个月的时间使产品良品率达90%以上,充分说明我国本土企业已完全掌握了液晶显示的核心技术。2010年全球主要平板显示(FPD)企业陆续宣布到中国大陆投资,中国大陆正在成为平板显示的投资热点。在这种条件下,国内出现了一股“液晶热”——各地争相上马液晶面板生产线。据媒体报道,各地计划准备上马的7.5代以上生产线一度达到8条(总投资超过2000亿元),而目前全球运行的7.5代以上生产线总共也不过12条。国内业界先是对国外企业愿意在华设厂欢呼雀跃,此后又纷纷对未来的产能过剩表示担忧。这种状况使有关发展TFT-LCD工业的战略和政策问题变得尤为紧迫。面对外资面板企业咄咄逼人的竞争态势,国内企业应如何应对?现在,业内从领导到专家、从企业到研发机构都担心的问题是:为什么海外的大企业,如三星、LG、夏普等面板制造企业,从去年起,都要把大尺寸的TFT-LCD生产线向我国大陆输出,会不会是它们都将进入大尺寸的有机发光显示(OLED)面板生产制造行列,新兴的OLED等显示技术能否大规模的产业化,从而成为未来平板显示的主导技术?今年以来,出现的新问题还包括已批准到中国大陆建线的外商纷纷推迟开工时间,有的外企采取不惜亏本大幅度压低针对我国正在上马的6~8.5代线生产的显示屏的价格,使国内企业背上大幅亏损包袱,企图再次吓倒我国刚刚兴起的进军大尺寸显示屏生产的步伐。我国政府、企业及研发机构如何采取必要的措施以迎接这新一轮的竞争,取得市场竞争的优势?

  OLED中大尺寸显示尚未普及

  ·日本在OLED大尺寸显示研发投入过大,但迟迟无法克服大尺寸屏量产的难关。

  ·即使在中小尺寸的移动显示器领域,OLED也不可能很快代替TFT-LCD。

  目前全球已经量产的OLED生产线已有多条,中试线也有几十条之多。国际上从事OLED研究开发及产业化的公司有100家以上,其中一部分公司已开始进行批量生产。日本厂商在OLED技术研发上起步较早。以先锋为首,TDK、三洋电机、索尼、精工-爱普生、NEC等大厂在OLED技术的开发上都投下不少心力。欧美地区也有众多公司投入研发,如:CDT、Kodak、DuPont、UDC、eMagin、Philips等。韩国已有三星、LG、现代等10余家企业宣布涉足OLED产业。我国台湾地区也有莱宝、东源激光、友达、胜园等14家厂商投入到OLED产业,但这些企业只限于生产手机、iPad的中小尺寸屏,OLED至今还未进入笔记本电脑,更遑论电视。2007年,索尼曾向日本国内推出价钱为20万日元的11英寸OLED彩电。在索尼的大力推动下,OLED成为平板显示行业最超前的技术。三星也曾经宣告在2011年要推出32英寸OLED彩电。

  然而,就在众厂商争相入围参与追逐之时,索尼却先退了下来。2009年3月,索尼宣布退出OLED彩电领域。日本是TFT-LCD产业化的领先国,上世纪90年代在世界显示市场占有100%的份额。但随着韩国和我国台湾地区的介入,其市场占有率直线下降,到2006年降到10%(见日本《科学技术白皮书(2009年版)》),其原因在于日本国内市场的饱和、萎缩,人员资本的增加,环境、材料成本的局限。尤其是日本大企业这10年战略的错误:他们过早相信OLED将要取代LCD,因此,在OLED大尺寸显示研发投入过大,但迟迟无法攻克大尺寸屏量产的难关,也造成了只有夏普一家在LCD国际竞争中孤军奋战,夏普超大尺寸10代线进展缓慢也终结了世界超大尺寸LCD的发展。

  今年5月31日,三星移动显示公司(SMD)宣布其在韩国投资21亿美元建设的5.5代OLED面板生产线已提前两个月进入量产。6月2日,SMD宣布其第8代主动式OLED(AM-OLED)面板试验线将于明年5月投入使用,可以切割46英寸、55英寸等大尺寸OLED面板。三星计划将OLED面板的使用领域从智能手机、平板电脑延伸到电视等领域,由此媒体揣测:液晶面板很快就要像过去笨重的映像管显示屏一样走入历史。这一说法引起液晶面板界的恐慌。对此,我们还是要听听业界的不同观点:2011年8月OLED-Info newsletter报道,韩国乐金显示公司(LGD)宣布停止对中小尺寸OLED屏的投资,因为他们刚推出的“超分辨率平面驱动”的液晶显示技术(AH-IPS LCD)明显好于OLED。他们还批评三星最近在OLED显示上对市场的误导,指出在画质、反应时间、能耗及对比度上OLED都不是合适的显示技术。LGD虽然用开工的4.5G AM-OLED为诺基亚生产手机屏,但已决定不扩产到原定的12K/月,而是缩减到4K/月。LGD宣传他们仍然在开发OLED电视,但不开发OLED手机与笔记本电脑,他们可能在2012年下半年推出少量的55英寸OLED-TV到市场试水,然后据市场反应再决定是否扩产。有传言,苹果公司正在与LGD商谈为新一代苹果TV提供OLED屏。LGD决定跨过5.5G直接到8G生产OLED-TV屏,但这不是真正的彩色OLED显示屏,而是由柯达开发的白光OLED加彩膜的显示技术。但是,最近友达副总彭双浪对LG这个计划表示质疑,认为至少到2014年,由于OLED低良品率带来的高成本,使得OLED-TV不可能与LCD-TV竞争。

  其实,今年1月OLED-Info newsletter报道,三星OLED移动显示的负责人也对外宣称,在同等亮背景下,OLED的耗能比TFT-LCD要高30%。因此,即使在中小尺寸的移动显示器领域,OLED也不可能很快代替TFT-LCD。2010年12月25日,日本东芝与美国苹果宣布合作建了一条中小尺寸TFT-LCD的新线,专供iPhone与iPad显示。此事再次证明,一度被誉为下一代平板显示技术之星的OLED,由于大尺寸良品率这一瓶颈尚未突破,OLED彩电在10年内达不到市场普及与LCD彩电一决雌雄的要求。因此,三星5.5代线OLED开工等进展不应影响我国壮大发展大尺寸LCD产业的决心。

  重视研发AM-OLED技术

  ·在新型OLED显示未产业化之前,我们要有前瞻眼光,构建梯次布局,融入世界研发AM-OLED最前线。

  ·在具体研发策略上,要认识发展AM-OLED关键在AM(即TFT),有基础的TFT-LCD企业是发展AM-OLED的研发主体。

  当然,我们必须吸取CRT时代所带来的教训:由于我国当时在TFT-LCD技术研发和产业化方面的投入严重不足,在“十五”、“十一五”基本没有安排TFT-LCD研究项目,导致在彩电向平板显示转型时,面板技术领域再次面临国外垄断,不得不重走引进的老路,被局限在产业链的末端。在新型OLED显示未产业化之前,我们要有前瞻眼光,构建梯次布局,融入世界研发AM-OLED最前线。在工业和信息化部的支持与指导下,今年6月2日国内19家OLED企事业单位共同发起的中国OLED产业联盟在广东惠州正式宣布成立,中国大陆的彩虹集团、长虹集团、上海天马等已经开始在4代以下OLED领域布局,而京东方也计划在内蒙古投资建设5代AM-OLED面板生产线。当前我国多条引进AM-OLED生产线已进入项目建设的关键时期,但OLED产业也面临基础研究不足、产业配套不完善、缺乏较强竞争力的龙头企业、在全球行业标准及知识产权领域缺乏话语权等问题,在一定程度上阻碍了我国OLED产业的持续健康发展。为此,刚刚公布的《国家“十二五”科学和技术发展规划》在“四、大力培育和发展战略性新兴产业,2.新一代信息技术”中把“新型显示”排在首位,“研发有机发光显示的发光材料、薄膜晶体管阵列等关键核心技术”被列在非常重要的位置,因此,我国政府在OLED发展上采取的基础研究先行的战略是非常正确的。千万不能以“一哄而起”引进海外低级“废弃线”代替踏踏实实的研发。

  在具体研发策略上,要认识发展AM-OLED关键在AM(即TFT),有基础的TFT-LCD企业是发展AM-OLED的研发主体。最近日本政府将在《企业创新联盟》框架下投资25亿美元(占股70%到80%)组织日立、索尼与东芝成立世界最大的中小尺寸LCD触摸屏及OLED显示屏新公司。东芝移动显示公司去年10月原本宣布报废OLED研发计划而回到LCD。日本政府的新举措将是取LCD之长补OLED之短。AM-OLED的核心技术是增大TFT场效应迁移率与均匀性,到底是用低温多晶硅(LTPS)TFT还是金属氧化物TFT,在大规模生产上至今还未定论,因此,有TFT-LCD基础的企业是最容易转身研发AM-OLED的。

  加强新型显示产业基础研究

  我国液晶面板产业在未来两三年将迎来新一轮发展高潮,产业的规模扩张也使企业面临产能过剩的强大风险。要想在竞争激烈的全球市场立足、生存并取得长远发展,必须解决目前发展中面临的突出问题:产业发展很快,但研发投入、人才数量还远远落后。必须依靠人才开拓未来,而不是靠低廉的土地和用电价格以及密集的劳动力。要加强“政产学研用”结合的基础研究:政府负责研究计划部署、资金支持,“产”是以企业为主体,“学”是培养对路的人才,“研”是建立国家工程实验室,“用”是市场需求。

  需要政府研发资金支持

  海外地区培育平面显示有全球竞争力企业所需的巨额发展资金大多采用政府支持、市场化运作的方式解决。一是在资本市场上政府鼓励投资机构购买企业发行的股票,二是政府鼓励银团给企业提供长期低息贷款支持。如日本:1979年通产省经光电产业技术振兴协会联合16家企业资助8.2亿美元为期10年的液晶显示产业化基础研究计划,受助企业要匹配70%研究经费。韩国:1990年起组成大专院校、100多家企业参加的“平面显示器研究联盟”,每年政府投入30亿韩元支持经费。

  我国彩电产业战略转型产业化专项是国家为推进我国彩电产业战略转型、促进平板显示产业发展、提高自主发展能力,从2009年开始实施的一个专项支持政策。专项重点支持彩电整机、平板显示面板模组、平板显示关键配套件及材料和平板显示专用制造和测试设备等的研发及产业化。专项连续实施三年,今年是最后一年。在实施这个计划同时,对有关企业成立国家工程实验室,一次性投入千万元予以支持。但上述产业发展初期政府研发资金资助力度与持续性较差。要看到,我国从2005年才进入平板显示产业,仍然处在产业发展初期,政府还需要继续实施专项研发基金的支持。特别要辩证看待近年我国平板显示产业亏本现象。我国目前还处在产业链的中端(显示屏制造),为打压我国平板显示产业的发展,具有完整产业链的外商会利用转移利润到上、下游,残酷压低中端产品价格,使我国刚建立起来的6~8.5代线不堪重负。为此,我们要加快产业链上下游的配套建设,对进口屏要实行关税调整政策,对国内品牌电视购屏要实行政府采购对策。其实,屏占电视70%的成本,占平板电脑的20%,造屏决不是赔本的生意。2007年,只有一条5.5代线的京东方就曾赢利10几亿元。因此,只要在政府与国内整机同行的统筹支持下,我国的平板显示产业链一定会冲破国外厂商的恶性竞争,迎来赢利的一天。

  建设高校新型显示专业

  全球最大的显示器学会“SID2011”5月在美国洛杉矶举行,来自中国大陆与我国香港特别行政区的口头报告占2.8%,张贴报告占7.7%,远小于中国大陆近年来产业发展形势。这说明,在这个行业,我们的基础研究还非常薄弱,还没有引起世界重视的核心技术,还没有占领制高点。“SID2011”的执行委员会及程序委员会主席和副主席基本由日、美、韩的企业、科技人员组成。我国新型显示基础研究在世界上还缺少发言权。这个困境的基本原因就是我们缺失大量的新型显示研发技术人才。我国台湾在1997年提出了“两兆双星”计划(一兆是半导体芯片年产值超一兆新台币,一兆就是液晶显示屏年产值超一兆新台币)。为配合这个计划,提出了名为“八五四专案”人才计划,即每年许可各大学电子专业招聘85名教授计划,从2003年起,要保证20名是在全球招聘的LCD专业的,而且每人至少负责培训5名研究生。原因是他们“科技顾问组”2002年进行的高科技人力缺口调查揭示,2003~2005年显示产业缺口8000多人。“8000”这个数字对中国大陆发展平板显示产业有警醒作用。我们大学的毕业生很少是显示专业毕业的。为响应“大力培育和发展战略性新兴产业”的号召,我国教育部公布从2011年起高校招生将新增140个新专业,全部为国家确定的战略性新兴产业相关本科专业。但是,此次新增专业中,基本没有提到新型显示专业。借鉴我国台湾地区平板显示产业人才引进的经验,人才计划一定要产学研结合,我国大陆高校一定要加快引进海外高层次人才,设置新型显示相关的专业,加速国内这个领域的人才培养。


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