又一卡中国脖子技术 几亿一台全球垄断还供不应求

你想过未来手机屏幕如纸一样轻薄,还可以卷曲起来吗?这个想法已经在生活中现实了。

可卷曲如纸一样轻薄的各类终端屏幕主要选材是OLED(有机发光二极管),OLED生产过程最重要的一环就是“蒸”,工艺难度极高。

真空蒸镀机就是制作OLED的核心设备,它被日本 Canon Tokki 公司垄断,真空蒸镀机的年产量预测在几台到十几台之间。(目前中国还没有生产蒸镀机的企业)  

OLED的生产难度非常之大,其核心技术在于上游的精密制造,而精密制造需要精密制造的设备,但是这些设备的产能却是有限的。OLED最核心的蒸镀设备控制在佳能旗下的蒸镀机厂商Tokki手里,因此三星提前用订单锁定了Tokki的产能实行垄断生产。

日本 Canon Tokki 公司仅有300多名员工,却基本垄断了全球真空蒸镀机的供应,每台报价过亿美元,仍然一机难求,排队等货成为常态。 

全球生产蒸镀设备厂商不止一家,但是 Canon Tokki 真空蒸镀机量产稳定,技术成熟的优势无人可比。单从技术上讲,Canon Tokki的确处于OLED面板产业链的顶层。 

蒸镀OLED
蒸镀OLED(网络图片)

蒸镀是OLED制造工艺的关键,直接影响着OLED屏幕显示,蒸镀机的工作就是把OLED有机发光材料精准、均匀、可控地蒸镀到基板上。 

OLED显示面板中大量应用的有机材料极易受到氧气和水的影响,有机材料间也很容易造成污染,因此,面板的蒸镀一般都是在真空环境下且相互独立进行。

通过电流加热,电子束轰击加热和激光加热等方法,使被蒸材料蒸发成原子或分子,它们即以较大的自由程作直线运动,碰撞基片表面而凝结,形成薄膜,这个过程就是真空蒸镀。

通俗地说,OLED屏幕每个像素都是蒸上去的,除了发光材料,金属电极等也是这样蒸上去的,实际操作非常复杂。

网络图片
网络图片

上图是PMOLED的典型工艺流程,PMOLED也属于OLED,但结构比AMOLED简单,没有TFT。

Canon Tokki 蒸镀机能把有机发光材料蒸镀到基板上的误差控制在5微米内,这是什么概念?1微米相当于头发直径的1%,这精度再没有公司能做到了。

潜心于一个领域20余年,让Canon Tokki 拥有不少专利,比如,它很早就将机器视觉应用在设备上。生产环节中,对准玻璃基板和用作像素模板的细金属网难度很大,利用摄像头追踪,Canon Tokki 可将误差范围缩小到人体红细胞大小。

想要生产OLED面板,Canon Tokki 的真空蒸镀机无异于一张入场券。为了从三星口中抢夺苹果iPhone的OLED屏幕订单,LG近期斥资逾两亿美金终于从订单大量堆积的Canon TOKKI“抢”到两台蒸镀机,预计于今年底和明年初各交付一台,将能够给LG带来每月3万片第六代OLED面板的产能。

除Canon TLKKI之外,还有大量日本企业在OLED生产链条中扮演着举足轻重的角色,比如OLED生产必须的蒸发掩膜大多由Dai日本印刷公司生产,日本电气玻璃公司制造的玻璃基板,日本出光兴产的OLED发光材料等。

据说京东方6代柔性OLED生产线能够提前量产的重要前提就是,拿到了Canon Tokki的真空蒸镀机。

中国平板显示全球第一,但大而不强。我国OLED企业主要聚集在产业链中下游的面板和手机等显示终端产品应用领域,上游核心生产设备完全依靠进口。

真空蒸镀机等核心设备的缺失,反映出我国基础研究、精密加工、自动化控制等多领域的短板。国内OLED大型生产线装备虽仍一片空白,但OLED科研型蒸镀设备已达国际水平,中试型生产装备已成功研发。虽然距离摆脱‘真空’有点远,但好歹上路了。

不过,中国这块确实得加油了,不然再出现什么技术限制等,依旧会让很多企业,甚至整个行业陷入难堪的地步。

(全文转自微信公众号机械自动化前沿

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