彩虹電子玻璃基板發(fā)展歷程

楊國洪 徐莉華

（1. 彩虹（合肥）液晶玻璃有限公司 合肥 230000；2. 彩虹顯示器件股份有限公司 咸陽 712000）

0 引言

玻璃基板是顯示產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵性基礎(chǔ)材料，主要用于液晶顯示、有機發(fā)光二極管顯示等顯示面板的上、下兩層基板材料，最終應(yīng)用于電視、顯示器、手機、筆記本電腦、導(dǎo)航儀等顯示消費產(chǎn)品。

玻璃基板在成本、品質(zhì)、性能等方面都對顯示器件核心部件——顯示面板有至關(guān)重要的影響。玻璃基板在面板原材料成本中占比約20%。玻璃基板的品質(zhì)與面板的制造質(zhì)量、分辨率、透光度、厚度、重量、可視角度等指標密切相關(guān)。同時，玻璃基板屬于技術(shù)密集型和資本密集型行業(yè)，工藝復(fù)雜，裝備昂貴，技術(shù)門檻高，資本投入大，長期受到國外技術(shù)封鎖，屬于平板顯示產(chǎn)業(yè)鏈的“卡脖子”環(huán)節(jié)。

圖1 液晶顯示結(jié)構(gòu)

1 玻璃基板現(xiàn)狀

玻璃基板的組成是一種無堿鋁硼硅玻璃，質(zhì)量要求具有完美的理化性能和外觀。玻璃基板研發(fā)和生產(chǎn)集中在美國、日本、中國，國外廠商主要有美國康寧（Corning）、日本旭硝子（AGC）、電氣硝子（NEG）和安瀚視特（AvanStrate）等，國內(nèi)廠商主要有彩虹、東旭、中建材等。國外起步早，技術(shù)相對成熟；國內(nèi)起步晚，技術(shù)目前處于跟跑狀態(tài)。

美國康寧公司溢流成形工藝、日本旭硝子浮法成形工藝具備絕對的技術(shù)優(yōu)勢，康寧公司以TFT-LCD基板玻璃、平板顯示觸摸屏保護玻璃等產(chǎn)品及技術(shù)研究成果始終領(lǐng)跑著行業(yè)的發(fā)展，其基板玻璃無論是產(chǎn)品品位、產(chǎn)線綜合合格率還是市場占有率都處于世界領(lǐng)先地位。1992年，美國康寧公司采用溢流法生產(chǎn)了第一代（G1）玻璃基板，牌號為7059，開創(chuàng)了玻璃基板生產(chǎn)歷史；1997年推出1737無鋇低密度玻璃基板，2000年推出EAGLE2000含銻無砷玻璃基板；2006年推出EAGLE XGTM玻璃基板，完全環(huán)?；?，性能最優(yōu)，成為具有里程碑意義的產(chǎn)品。日本旭硝子公司采用浮法工藝生產(chǎn)AN100玻璃基板，電氣硝子推出OA10玻璃基板，安瀚視特推出NA35玻璃基板。上述產(chǎn)品各具特色，成為市場主流產(chǎn)品，并壟斷了全球市場份額。

20世紀90年代，我國曾跟進玻璃基板研發(fā)，但因技術(shù)路線選擇失誤，未能獲得成功；2004年之后，彩虹、蚌埠玻璃院、成都中光電、東旭集團、北工大、武漢理工大學(xué)、浙江大學(xué)等單位開始關(guān)注并投入研發(fā)。直至2007年9月，彩虹率先實現(xiàn)了G5（1100 mm×1300 mm）玻璃基板的突破。此時，康寧公司已經(jīng)開始量產(chǎn)G8.5（2200 mm×2500 mm）玻璃基板（其面積基本是G5玻璃基板的4倍），產(chǎn)品厚度規(guī)格為0.5～0.7 mm；2011年，彩虹、東旭分別生產(chǎn)出G6（1500 mm×1850 mm）玻璃基板；繼彩虹之后，東旭集團也先后在河南鄭州、河北石家莊、安徽蕪湖等地建設(shè)了基板玻璃生產(chǎn)線。2017年2月，彩虹股份成功生產(chǎn)出G7.5玻璃基板（1950 mm×2200 mm）。2020年1月12日，G8.5玻璃基板（2200 mm×2500 mm）產(chǎn)品在彩虹股份合肥基地成功下線，初步解決了高世代玻璃基板自主制造從無到有的問題。

2 彩虹電子玻璃基板的發(fā)展

2.1 立項背景

彩虹上馬玻璃基板，既有對企業(yè)因素的把握，也有對行業(yè)因素的考量。就企業(yè)因素看，主要有二個方面：一方面，企業(yè)當時正值轉(zhuǎn)型初期，在CRT市場迅速萎縮的背景下，急需要找到一個有較好市場前景的大宗工業(yè)中間品作為彩虹較長期時間內(nèi)的主導(dǎo)產(chǎn)品；另一方面，彩虹自身在電子玻璃方面有20多年的經(jīng)驗積累，尤其是國際上TFT-LCD玻璃基板生產(chǎn)企業(yè)都有過CRT玻殼的生產(chǎn)經(jīng)歷，說明這兩種電子玻璃在生產(chǎn)技術(shù)上有著較高的關(guān)聯(lián)性和繼承性。就行業(yè)因素的考量而言，也主要有兩個方面：一方面，國內(nèi)TFTLCD面板產(chǎn)業(yè)剛剛興起，國內(nèi)對基板的需求增長很快，但國內(nèi)基板供應(yīng)為零，基板的供需關(guān)系和成長潛力都非常理想；另一方面，玻璃基板長期呈賣方市場格局，產(chǎn)品利潤率很高，降價幅度又顯著低于液晶產(chǎn)業(yè)鏈平均水平。彩虹提出了進入新型顯示器件產(chǎn)業(yè)、建設(shè)液晶基板玻璃生產(chǎn)線的規(guī)劃。經(jīng)國務(wù)院國資委審核后，認為液晶面板配套的液晶基板玻璃還是空白，建議彩虹利用自身近三十年的電子玻璃制造經(jīng)驗，為國內(nèi)的液晶面板企業(yè)配套生產(chǎn)液晶基板玻璃。

2.2 研發(fā)歷程

2006年在北京成立研究所，聘請專家開發(fā)玻璃料方。

（1）2007年1月，彩虹首條、也是國內(nèi)首條完整意義上的玻璃基板生產(chǎn)線正式奠基，該階段的主要突破在于完成了項目前期的基礎(chǔ)性技術(shù)研發(fā)，如料方研發(fā)、基本工藝路線的確立、產(chǎn)品規(guī)格的確定等。

（2）2008年9月，生產(chǎn)線全線貫通，并生產(chǎn)出合格的G5產(chǎn)品。該階段的主要突破在于通過設(shè)備開發(fā)和工藝參數(shù)設(shè)置正式形成了產(chǎn)品生產(chǎn)機制，玻璃基板從實驗室來到了生產(chǎn)線，接著來到了客戶處。

（3）2010年，彩虹開建國內(nèi)首條G6玻璃基板生產(chǎn)線，2011年生產(chǎn)出合格的G6產(chǎn)品。2011年下半年，在海外，日本NEG降價搶單嚴重蠶食康寧在核心客戶中的份額（LGD），在國內(nèi)東旭集團宣布籌劃股票增發(fā)以在蕪湖建設(shè)10條玻璃基板生產(chǎn)線，玻璃基板市場格局發(fā)生巨變，產(chǎn)品價格超預(yù)期下降，海外玻璃基板供需開始從賣方市場向買方市場迅速轉(zhuǎn)化，推動海外巨頭紛至沓來直接進入大陸地區(qū)投資設(shè)廠，國內(nèi)外玻璃基板產(chǎn)業(yè)格局幾乎同時進入史上最為劇烈的變化期，彩虹玻璃基板產(chǎn)業(yè)所賴以生存的行業(yè)環(huán)境與彩虹剛進入時相比發(fā)生了始料未及的重大變化，彩虹玻璃基板開始進入一段較為艱難的時期。

（4）2014年11月16日，以獲得國家發(fā)改委批準建設(shè)平板顯示玻璃工藝技術(shù)國家工程實驗室為標志，彩虹股份基于已有條件，全面構(gòu)建提升從配方、物理模擬和數(shù)值仿真、裝備材料等共性技術(shù)開發(fā)，到裝備設(shè)計、工藝驗證，再到線體集成設(shè)計、產(chǎn)業(yè)化實現(xiàn)的完整創(chuàng)新鏈。2017年12月12日，項目圓滿完成建設(shè)任務(wù)、達到建設(shè)目標并通過驗收。

（5）2015年12月，國內(nèi)首條G6溢流法高鋁蓋板玻璃生產(chǎn)線開建，產(chǎn)品性能在同類產(chǎn)品中處于國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進水平。這項重大成果標志著彩虹玻璃基板產(chǎn)業(yè)化技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域得到進一步拓展。

（6）2016年7月，彩虹股份打通國內(nèi)首條G8.5玻璃基板后加工高效生產(chǎn)線、成功實現(xiàn)量產(chǎn)，不僅實現(xiàn)高世代基板和高分辨率用基板的冷端技術(shù)突破，同時填補了我國G8.5基板玻璃的市場端空白，目前產(chǎn)品已在中電熊貓等多家面板廠商批量使用，有效解決了G8.5基板玻璃完全被國外壟斷的局面。

（7）2016年12月，國內(nèi)首條G7.5玻璃基板熱端生產(chǎn)線在彩虹股份合肥基地投產(chǎn)，標志著彩虹股份進一步打破國外技術(shù)封鎖、攻克大流量、寬幅溢流等高世代熱端關(guān)鍵裝備和工藝技術(shù)，產(chǎn)能平均增加60%以上，產(chǎn)品性能和技術(shù)達到國內(nèi)領(lǐng)先、國際同行先進水平。

（8）2018年9月，彩虹股份G8.5/8.6玻璃基板熱端生產(chǎn)線開工建設(shè)；2020年1月，我國擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的首片溢流法G8.5基板玻璃產(chǎn)品成功下線，6月順利完成用戶認證，并連續(xù)實現(xiàn)批量使用，標志著我國G8.5基板玻璃實現(xiàn)了真正完全自主的國產(chǎn)化突破。

（9）2020年6月3日，該項目通過了中國電子學(xué)會組織的科技成果鑒定，認為：成果屬國內(nèi)首創(chuàng)，技術(shù)水平國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進。解決了我國新型平板顯示產(chǎn)業(yè)的高端關(guān)鍵材料亟需自主可控的重大問題，對推動高世代電子玻璃國產(chǎn)化、打破國外壟斷、保障平板顯示產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)安全、高質(zhì)量發(fā)展具有重要戰(zhàn)略意義！

（10）2021年2月，彩虹股份G8.5-2熱端投產(chǎn)、引板后一個月成形良率達60%，目前綜合良率超過80%，產(chǎn)品在國內(nèi)各大用戶實現(xiàn)了大批量連續(xù)供貨。

2.3 立足自主研發(fā)

彩虹股份在玻璃基板人才、設(shè)備、材料等方面基本上依靠于自我積累為主，這也是建設(shè)創(chuàng)新型企業(yè)的管理理念在玻璃基板項目上的具體體現(xiàn)。在技術(shù)團隊上，按照人員梯度完整、學(xué)科搭配科學(xué)、年齡結(jié)構(gòu)合理、團隊溝通高效的原則，進行核心技術(shù)人員的遴選、培訓(xùn)、鍛煉、提高，打造高素質(zhì)的技術(shù)團隊。同時建立了針對外引高級人才的特殊人才綠色通道，以更具吸引力的績效薪酬體系來以各種不同方式加盟彩虹。在設(shè)備和材料方面，尤其是關(guān)鍵設(shè)備和核心材料方面，彩虹股份同樣高度重視自主創(chuàng)新與自主積累。采用主體彩虹股份自產(chǎn)和部分與戰(zhàn)略伙伴共同開發(fā)相結(jié)合的方式，不僅有利于做好技術(shù)保密，而且能夠切實保證玻璃基板關(guān)鍵設(shè)備的加工質(zhì)量，并為生產(chǎn)狀態(tài)的穩(wěn)定打下基礎(chǔ)。彩虹股份在玻璃基板人才、設(shè)備、材料等方面的最大特色就是自力更生、自我積累。

3 G8.5玻璃基板產(chǎn)業(yè)化與規(guī)模化

我國新型顯示產(chǎn)業(yè)投資約1.5萬億元，已經(jīng)成為全球顯示產(chǎn)業(yè)重要一極。但是產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展極不平衡，上游材料、裝備本土化率較低，特別是8.5代及以上世代的玻璃基板是目前我國顯示面板制造關(guān)鍵材料配套率最低的。為充分保障我國顯示產(chǎn)業(yè)鏈健康和可持續(xù)性發(fā)展，提高8.5代玻璃基板國產(chǎn)化率是極其必要的。

G8.5玻璃基板核心技術(shù)的成功突破，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展打開了突破口，彩虹股份公司緊緊抓住發(fā)展機遇期，通過提升良率、降低成本和提高產(chǎn)品品質(zhì)三個方面持續(xù)做精、做細、做深，不斷增強綜合競爭優(yōu)勢；通過不斷完善知識產(chǎn)權(quán)體系，不斷強化技術(shù)實力，不斷加強產(chǎn)線鏈下游協(xié)同創(chuàng)新，不斷提升自主可控能力與水平，竭盡全力推動產(chǎn)業(yè)規(guī)?；M程，為客戶提供滿意服務(wù)，加速提高G8.5玻璃基板國產(chǎn)化率。

4 發(fā)展方向

“十四五”期間，針對電子玻璃基板的應(yīng)用需求，國內(nèi)科研機構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)將進一步研究玻璃組成配方、熔化工藝、成形方法、冷端以及生產(chǎn)線智能化、數(shù)字化等方向，對未來玻璃基板要求將會在柔性、大尺寸、環(huán)保、多功能和高良品率方向發(fā)展，保障國家電子信息產(chǎn)業(yè)安全。