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半导体显示:一个产业新定义

信息来源:bandaoti.biz   时间: 2012-11-15  浏览次数:413

    15年来,显示领域出现了两次方向性的争议:上次在2000年前后,当时,彩色显像管(CR T )产业呈现衰态,面临技术替代危机。下一个主流技术方向是等离子显示(PD P),还是薄膜晶体管液晶显示(T F T -L C D )?业内有截然不同的声音。通过十余年的发展,T FT -L C D已成为显示领域绝对主流,结论已定。随着液晶显示(T FT -LC D )和电致发光(EL)技 术 的 进 步 , 有 源 有 机 发 光 显 示(A M O L E D )也开始产业化。另外,柔性显示(FlexibleD isplay)、激光显示(LaserD isplay)等更新的显示技术不断涌现。目前,新一轮有关显示产业发展方向的争论又已开始。
    针对显示产业这轮新的争论,日前在2012年北京国际平板显示高峰论坛上发表演讲时,中国光学光电子协会液晶分会理事长、京东方科技集团董事长王东升借这次会议机会,提出了“半导体显示”这一产业新定义,期望对下一步显示产业的发展有所帮助。
    半导体技术革命引发的三次伟大替代
    1879年爱迪生发明灯泡,1904年电子管问世,电子器件的进步成为全球电子信息产业发展的关键推动力。
    从1947年晶体管问世至今,65年来,电子器件领域技术演进史的主脉就是半导体技术替代真空电子技术。半导体技术革命对电子信息产业和人类社会发展影响最深远的是三次伟大替代:第一次发生在1947年以后,主要是信号领域,包括信号的搜集、放大、运算、传输、转换等,以晶体管、集成电路为代表的半导体器件逐步替代了以电子管为代表的真空电子器件,促进了通信、计算机、软件产业的发展和互联网社会的到来。第二次替代发生在1991年,薄膜晶体管液晶显示(T FT -LC D )产品面市以后,以T FT -L C D为代表的半导体显示器件替代了以C R T为代表的真空电子显示器件,成为显示领域主流。第三次替代酝酿发生于照明领域,其标志为1994年白光L E D灯和2012年O L E D灯问世。
    在显示领域过去的十多年里,T FT -L C D技术脱颖而出成为市场主流,关键在于顺应了半导体技术替代真空电子技术的大趋势。15年前的1997年,虽然彩色显像管(CR T )产业在中国市场还如日中天,但京东方已预感到其气数将尽,决定进入新型显示领域。当时,有人建议进入等离子显示(PD P),也有人推荐场致电发射技术(即F E D,真空微电子显示)。由于我们早在1994年就成立了新型显示技术的预研小组,花了3年功夫得出的结论是,无论PD P还是FED技术依然以真空电子技术为基础,而T FT -LC D的技术基础是半导体。从技术替代大趋势看,基于半导体技术基础的T FT -LC D必将有更长远的发展潜力,由此奠定了京东方正确的战略方向。
    半导体显示产业新定义
    现在,T FT -L C D已成为显示市场的主流,新一代显示技术A M O LED开始产业化,柔性显示等新型显示技术也在朝着产业化方向迈进。由此,业内决策者对显示产业的未来方向与路径又产生了新疑问。
    面对这个共同关注的战略问题,我思考得出的产业预见是:从C R T到T FT-L C D是技术的中断和开始;从T F T -L C D到A MO L E D是技术的延伸和发展。T FT -LCD、A M O LED以及包括柔性显示等新型显示技术,它们的基础技术都是半导体技术,都可统称为半导体显示(Sem i-D isplay)。
    对于“半导体显示”这一新名词,我将其定义为:通过半导体器件独立控制每个最小显示单元的显示技术统称。它有三个基本特征:一是以T FT阵列等半导体器件独立控制每个显示单元的状态;二是采用非晶硅(a-Si)、低温多晶硅(L T PS)、氧化物(O xide)、有机(O rgan-ic)、碳(C arbon)等具有半导体特性的材料;三是采用半导体制造工艺。
    与半导体显示技术和产品相关的材料、装备、器件和应用终端产业链统称为半导体显示产业。
    我 们 还 可 以 通 过T F T - L C D和A M O LED结构比较说明上述定义。T FT-L C D由六个部分组成,分别为:偏光片、彩膜、液晶、半导体背板、偏光片、背光源。顶发光A M O LED有三个部分组成,分别为:密封层、有机发光层、半导体背板。尽管A M O LED器件结构简单多了,但其最重要部分半导体背板是从T F T -L C D技术基础上发展来的,两者半导体显示的基本特征和技术基础并没有改变。经过多年技术进步和应用驱动,T FT -L C D半导体背板技术已从第一代a-Si发展到第二代L T PS和第三代O xide,从而为LT PS-A M O LED和Ox id e - AM OL E D这 两 类 主 流A M O LED技术发展提供了基础支撑。从目前两者材料、工艺和装备等方面分析,它们之间技术相关性和资源共享性高达70%,所以我们说从T FT -L C D到A M O LED是技术的延伸和发展。
    半导体显示两大驱动力
    无论从T FT -LCD还是A M O LED发展角度,都可清晰看到半导体显示产业发展的两大关键驱动力:一是技术进步;二是市场应用。
    随着市场应用拓展和细分,客户对显示器件性能提出更高要求:图像更真美、更省电、更轻薄、更便利、更时尚、更好性价比。作为目前显示市场主流,非晶硅(a-Si)T FT -LC D器件技术仍在进步,但在某些方面已开始不能满足高端市场显示产品性能不断提升的要求。由此,采用低温多晶硅材料(LT PS)、氧化物材料(O xide)的T FT -LC D器件和A M O L E D器件(人们将其称为高性能显示器件,H ighPerform ance D isplay)应运而生。这些新型显示技术的出现,带动了材料、工艺和装备技术的进步。材料、工艺和装备技术的进步,又加速了上述新型显示技术产业化,进而推动了市场应用。
    不论何种新技术的出现,市场应用均取决于产品性能特点和成本竞争力。从目前显示应用领域特征看,主流依然是非晶硅T FT -L C D器件。低温多晶硅T F T -L C D器件主要应用于高端移动产品;氧化物T FT -L C D器件主要应用在高档平板电脑、笔记本电脑、显示器和电视领域;低温多晶硅A M O LED器件主要 应 用 在 手 机 等 移 动 产 品 ; 氧 化 物A M O LED器件可能会应用于中大尺寸高端显示产品。
    根据D isplaysearch数据表明,全球显示产品年市场总额2011年为1110亿美元,预计2018年为1600亿美元,平均年复合增长率为5.7%。其中,非晶硅T FT -LC D器件仍为市场主流,但增速减缓;低温多晶硅T FT -L C D器件,年复合成长率为13%;氧化物T FT -L C D器件,年复合成长率为36%;低温多晶硅A M O LED器件,年复合成长率为31%;氧化物A M O LED器件,年复合成长率为135%。这份报告较大程度地反映了显示领域各类技术和产品此消彼长的大趋势。
    我们不能因为A M O LED产业化而忽视T FT -L C D产业发展,要在半导体显示这一大范畴内,在推进技术进步和市场应用两个方面,统筹产业发展。
    产业内涵式整合
    半导体显示产业发展,将为材料厂商和装备厂商创造更多的需求和更新的机遇,材料与装备技术的进步也将促进半导体显示产业发展。基板材料将朝着更轻薄、更耐高温、更环保、柔性化等方向发展;半导体器件将朝着SO C、C OG 、GOA , 甚 至 “ 芯 屏 气 和(C P SI)”方向发展;半导体材料将向L T PS、O xide、O rganic、C arbon发展;靶材将向C u、甚至碳材料发展;液晶材料会要求响应速度更快;背光源LE D灯逐步减少,O LE D材料寿命和光效会不断提升;材料和工艺技术的进步要求装备厂商与时俱进,通过对老产线的改造,可促进技术升级;在EL方面,工艺技术进步也将带给设备厂商机会;画质要求光刻机等装备精度进一步提升……;这些都需要器件、材料和装备厂商携手共进。
    这几年来,面板价格不断下降,全球面板企业处境艰难。有一副对联反映了目前行业现状:上联是“技术进步,产品进步,产业链提升,行业辛苦”,下联是“上游赚钱,下游赚钱,消费者省钱,面板亏钱”,横批是“成长的磨难”。其实这个行业上下游的企业都不容易,而面板行业确实做得更累,但我确信这是值得的,天道酬勤!
    面对成长的压力与发展的挑战,历经磨难的显示面板企业今后共同努力的方向是:携手合作创建长期稳定盈利模式和可持续发展机制。而这一努力方向需要围绕两个重心进行:一是技术创新推动价值创造;二是资源整合实现价值增值。
    关于技术创新推动价值创造。我在几 年 前 曾 提 出 显 示 产 业 的 “ 生 存 定律”:每三年显示产品性能提升一倍以上,企业才能生存下去。这一周期还将被缩短,我们的目标要努力高于上述要求。
    关于资源整合实现价值增值。传统资源整合形式一般通过外延式垂直或水平整合,产生协同效应。而今,我们更需要强调的是,通过内涵式整合,实现价值增值。特别是通过将T FT -L C D、A M O LED、柔性显示等技术相关性和资源共享性的最大限度发挥,实现投资价值最大化。要将其有机联系起来,不要孤立分割。
    由于市场定位不同,我们尊重发展模式的差异化。同时,我们更应重视内涵式整合,鼓励垂直和水平方向合作共赢。这也是我们提出半导体显示这一产业新定义的意义所在。
    最后,我提出三点建议,供业内同仁研讨:
    一是将“半导体显示”作为行业标准术语,推进行业标准化。
    二是在半导体显示领域推进国际合作,尊重知识产权,携手共赢。
    三是高效利用资源,把控投资节奏,避免无序竞争。
    我坚信,只要大家真诚合作,创新进取,我们必将迎来行业发展新气象!

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