玻璃原本平淡無(wú)奇，當(dāng)應(yīng)用于電子設(shè)備中時(shí)，便變得不再普通。

　　在電子玻璃細(xì)分領(lǐng)域中，有兩片玻璃非常重要：一片是托在屏幕下的玻璃基板，另一片是蓋在屏幕上的玻璃蓋板。就是這兩片薄薄的玻璃，卻在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，成為擋在我國(guó)顯示產(chǎn)業(yè)中兩堵透明的墻。如今，隨著國(guó)內(nèi)電子產(chǎn)業(yè)和玻璃企業(yè)的快速崛起，這兩堵墻已經(jīng)被擊破。

　　大尺寸玻璃基板成功突圍

　　由于對(duì)性能的要求十分嚴(yán)苛，電子玻璃的制造工藝一直是行業(yè)中的難題，高端技術(shù)專(zhuān)利長(zhǎng)期掌握在美國(guó)康寧、日本旭硝子(AGC)、日本電氣硝子、日本板硝子(NSG)等少數(shù)國(guó)外公司手中，這些上游制造企業(yè)擁有很強(qiáng)的議價(jià)能力。

　　以液晶面板為例，顯示玻璃基板在其上游原材料成本中占比超過(guò)15%，面板成品的分辨率、透光度、厚度、重量、可視角度等指標(biāo)都與所采用的玻璃基板質(zhì)量密切相關(guān)。顯示玻璃基板之于液晶面板產(chǎn)業(yè)的意義，相當(dāng)于硅晶圓之于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。

　　中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)鐘燦在接受《中國(guó)電子報(bào)》采訪(fǎng)時(shí)曾感慨：“美日企業(yè)經(jīng)過(guò)20多年技術(shù)研發(fā)和積累，壟斷了全球玻璃基板市場(chǎng)，獲取高額的利潤(rùn)。沒(méi)有自己的玻璃基板企業(yè)，平板顯示產(chǎn)業(yè)的發(fā)展很容易被別人‘卡脖子’。”

　　顯然，玻璃基板這條路中國(guó)必須要走通，雖然萬(wàn)分艱難。

　　國(guó)內(nèi)企業(yè)經(jīng)過(guò)多年摸索，終于在2008年等來(lái)彩虹集團(tuán)的第一塊液晶玻璃基板產(chǎn)品下線(xiàn)。此后，彩虹集團(tuán)、中國(guó)建材集團(tuán)、東旭集團(tuán)等中國(guó)企業(yè)開(kāi)始大力推進(jìn)玻璃基板的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程，部分企業(yè)成長(zhǎng)迅速，掌握了浮法和溢流法工藝，能夠批量生產(chǎn)G6代線(xiàn)及以下尺寸的玻璃基板。不過(guò)，這樣還不夠。

　　隨著人們對(duì)顯示產(chǎn)品的要求越來(lái)越高，面板也向著大尺寸和超高清進(jìn)化。而玻璃基板的尺寸越大，生產(chǎn)難度亦越高。

　　“從G6代跨度到G8.5代，對(duì)玻璃制造商來(lái)說(shuō)是大挑戰(zhàn)。”彩虹顯示器件股份有限公司總經(jīng)理李淼在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者采訪(fǎng)時(shí)表示，G8.5代玻璃尺寸2200mm×2500mm，面積是6代玻璃的兩倍，厚度降低至0.5毫米，其制造難度之大可想而知。

　　“大尺寸玻璃基板生產(chǎn)難度的確很大。”北京交通大學(xué)教授徐征告訴《中國(guó)電子報(bào)》記者，雖然G8.5相比G6面積增加一倍，但是對(duì)單張玻璃的微缺陷數(shù)量要求卻保持不變，缺陷密度要求大幅下降，工藝實(shí)現(xiàn)難度更大。此外，大尺寸玻璃基板的板厚均勻性和平整度要求維持不變，控制的精細(xì)程度要求更加苛刻。因此，之前G8.5代+液晶玻璃基板是我國(guó)顯示面板制造關(guān)鍵材料配套率最低的一環(huán)。

　　為了推進(jìn)我國(guó)高世代玻璃基板發(fā)展，中國(guó)企業(yè)與多家掌握核心技術(shù)的美日企業(yè)建立了高世代玻璃基板的合作關(guān)系，但實(shí)際上，這些合資與合作主要集中在玻璃基板冷端的后段工序，玻璃基板中最核心的前段熱端工序還得靠我們自己摸索。

圖為彩虹液晶玻璃基板生產(chǎn)產(chǎn)線(xiàn)

　　在十多年的產(chǎn)業(yè)積累和持續(xù)技術(shù)攻關(guān)下，國(guó)內(nèi)G8.5代玻璃基板終于實(shí)現(xiàn)了突破。

　　2019年6月份，我國(guó)首個(gè)G8.5代液晶玻璃基板在凱盛集團(tuán)旗下全資子公司蚌埠玻璃工業(yè)設(shè)計(jì)研究院生產(chǎn)線(xiàn)點(diǎn)火，這意味著我國(guó)首次實(shí)現(xiàn)G8.5代液晶超薄浮法玻璃基板國(guó)產(chǎn)化，打破國(guó)外壟斷。2020年，彩虹股份首條溢流法G8.5玻璃基板生產(chǎn)線(xiàn)在彩虹合肥基地成功量產(chǎn);2022年，其G8.5+大噸位液晶玻璃基板達(dá)產(chǎn)速度達(dá)到國(guó)際同行最好水平;今年2月，彩虹股份G8.5二期順利點(diǎn)火投產(chǎn)。

　　彩虹電子玻璃研究院副院長(zhǎng)王答成向《中國(guó)電子報(bào)》透露，彩虹的玻璃可以說(shuō)是完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，從源頭實(shí)現(xiàn)自給自足。溢流磚是玻璃基板生產(chǎn)中的一個(gè)關(guān)鍵材料，要在高溫環(huán)境下用三年以上。從2014年開(kāi)始，彩虹與國(guó)內(nèi)生態(tài)鏈企業(yè)聯(lián)合研發(fā)，圍繞結(jié)構(gòu)和工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)，最后獲得了成功。“關(guān)鍵材料你有可能花幾倍的代價(jià)也未必能夠買(mǎi)到，它的研發(fā)成功對(duì)產(chǎn)業(yè)風(fēng)險(xiǎn)的降低和G8.5的采用提供了信心”。王答成說(shuō)。

　　超薄玻璃蓋板刷新紀(jì)錄

　　我國(guó)玻璃基板在尺寸方面不斷蓄力突破的同時(shí)，玻璃蓋板也正在厚度上下著苦功。

　　一般把0.1～1.1毫米厚度的玻璃稱(chēng)為超薄玻璃(UTG)。在智能手機(jī)行業(yè)中，超薄玻璃主要被用于屏幕蓋板材料，除了可以提高屏下指紋識(shí)別的速度與準(zhǔn)確度外，UTG在耐刮擦、硬度、光學(xué)性能、平整度、外觀及觸感等方面具有優(yōu)勢(shì)。

　　然而，超薄玻璃與玻璃基板一樣，因?yàn)檠邪l(fā)過(guò)程需要多學(xué)科、多領(lǐng)域的高度復(fù)合集成，工藝技術(shù)復(fù)雜、生產(chǎn)難度極大，核心技術(shù)長(zhǎng)期被美國(guó)、日本少數(shù)幾家公司所壟斷。

　　早在2005年，日本玻璃制造商日本電氣硝子就開(kāi)發(fā)出了0.1毫米厚的超薄玻璃板，2008年更是開(kāi)發(fā)出可以在圓柱上卷起的0.05毫米超薄玻璃;美國(guó)材料制造商康寧在2012年也發(fā)布了厚度為0.1毫米的超薄柔軟性玻璃Willow Glass，并逐漸將其應(yīng)用于智能手機(jī)、平板電腦以及筆記本電腦等高性能便攜設(shè)備的OLED和LCD屏幕上。

　　相較之下，我國(guó)在2013年以前甚至還沒(méi)有生產(chǎn)1.1毫米以下厚度超薄玻璃的能力，所有的超薄玻璃都需要進(jìn)口，導(dǎo)致產(chǎn)品價(jià)格常年居高不下。

　　2018年，凱盛科技突破了百余項(xiàng)技術(shù)瓶頸后，終于將玻璃厚度一降再降，最終成功生產(chǎn)出僅0.12毫米、相當(dāng)于A4紙厚度的超薄玻璃，柔韌性很好，被彎曲成環(huán)狀也不會(huì)折斷。

　　“這是我們運(yùn)用浮法玻璃生產(chǎn)工藝，也就是熔融的玻璃液自由流淌到錫液上進(jìn)行展薄、拉伸的成形方法。”中國(guó)工程院院士、中國(guó)建材集團(tuán)總工程師彭壽介紹稱(chēng)，在突破原料提純、玻璃組分及配方、新型熔化、超薄成形等系列技術(shù)瓶頸后，我國(guó)擁有了這一技術(shù)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，創(chuàng)造了浮法技術(shù)工業(yè)化生產(chǎn)的世界最薄玻璃紀(jì)錄。

　　業(yè)內(nèi)人士指出，0.12毫米超薄電子玻璃的成功量產(chǎn)，不僅標(biāo)志著中國(guó)打破了發(fā)達(dá)國(guó)家長(zhǎng)期對(duì)超薄玻璃技術(shù)的封鎖，而且還打通了從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)業(yè)化的“最后一公里”，實(shí)現(xiàn)了從跟跑、并跑到領(lǐng)跑的跨越。

　　既然超薄玻璃能卷曲，那么能否像A4紙一樣近乎折疊呢?此后，凱盛科技開(kāi)始向可折疊玻璃進(jìn)軍。

　　就在上個(gè)月舉行的2023中關(guān)村論壇上，凱盛科技“30微米柔性可折疊玻璃”被作為重大成果發(fā)布。30微米，也就是0.03毫米，這是目前工業(yè)化最薄的可折疊玻璃。

圖為30微米柔性可折疊玻璃

　　中國(guó)建材集團(tuán)凱盛科技股份有限公司副總經(jīng)理張少波在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者采訪(fǎng)時(shí)表示：“就是這張厚度只有A4紙的四分之一的極薄玻璃，卻能在連續(xù)彎折40萬(wàn)次后還能保證玻璃性能無(wú)變化，主要性能指標(biāo)和產(chǎn)品良率達(dá)全球頂尖水平。另外，玻璃彎折半徑可達(dá)到0.5毫米，將其用在折疊屏手機(jī)上基本實(shí)現(xiàn)了嚴(yán)絲合縫。”張少波說(shuō)，而屏幕越薄，意味著手機(jī)整體也就越輕薄。

　　近年來(lái)，超薄玻璃UTG正逐漸被折疊屏手機(jī)廠商所推崇。三星已將Fold 2和Fold 3從初代開(kāi)始使用的CPI材料換成了UTG材料。OPPO Find N、vivo X Fold、小米Mix Fold 2等產(chǎn)品也都選擇了UTG玻璃蓋板。有消息稱(chēng)，華為也將更新Mate X/XS的外折疊設(shè)計(jì)，并首次采用由凱盛科技獨(dú)家供應(yīng)的UTG蓋板。

　　無(wú)疑，UTG作為折疊屏手機(jī)差異化的下一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)將逐漸成為手機(jī)廠商的新寵。

　　對(duì)于產(chǎn)品和技術(shù)為未來(lái)發(fā)展，張少波透露，隨著生產(chǎn)線(xiàn)的不斷優(yōu)化，預(yù)計(jì)今年年底凱盛科技還可實(shí)現(xiàn)30微米超薄玻璃的一次成型。此外，凱盛科技還將努力研發(fā)出10微米的超薄玻璃，作為半導(dǎo)體的襯底材料，助力國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展。

　　玻璃基板大小從最初的G5、G6到G7.5再到G8.5，玻璃蓋板厚度從最初的1.1毫米到0.12毫米再到30微米，中國(guó)企業(yè)用十余年的潛心修煉，證明了在技術(shù)能力和工程能力上已迎頭趕上，甚至有望超越。

　　作者：谷月　　來(lái)源：中國(guó)電子報(bào)、電子信息產(chǎn)業(yè)網(wǎng)