
第一章蓋板玻璃行業相關概述
一、蓋板玻璃的特性\應用領域
蓋板玻璃,主要應用于觸摸屏最外層,英文名為Cover Lens,又稱強化光學玻璃、玻璃視窗、強化手機鏡片等。產品的主要原材料為超薄平板玻璃,經過切割、CNC精雕、減薄、強化、鍍膜、印刷等工藝處理后,具有防沖擊、耐刮花、耐油污、防指紋、增強透光率等功能。蓋板玻璃貼合在觸摸屏外表層后,一方面起到保護觸摸屏的作用,另一方面可印刷不同顏色、圖案、標志物,起到裝飾及美化產品的作用。在進入以蘋果產品為標志的觸控時代以來,電容式觸摸屏解決方案憑借其性能穩定、觸感良好等優勢,已然成為手機、平板、觸控筆記本等移動終端人機交互的主流。無論何種觸控技術,蓋板都是必不可少的保護部件,而玻璃蓋板由于其高透光性、強防刮性等特性,逐漸成為蓋板的主流。
蓋板玻璃可廣泛應用于帶觸控功能和顯示功能的多種電子消費產品,包括電容式觸摸屏手機、平板電腦、數碼相機、GPS、各類查詢終端、各類自助終端、ATM機、點播機、大屏幕觸摸式電子白板等。
二、蓋板玻璃行業現狀分析
由于直接暴露于手機、平板電腦等產品的表面,因此蓋板玻璃要求高硬度、抗劃傷性能;為了手機、平板電腦等產品的整體美化和個性化,則需要通過絲印的加工方式在蓋板玻璃內層印上各種顏色及個性化Logo;手機的輕薄化又對蓋板玻璃及其印刷層的厚度提出了苛刻要求;為了達到良好的視覺效果,蓋板玻璃還需鍍上各種功能膜,以達到抗指紋汗漬,增亮增透的顯示效果。
由于蓋板玻璃需要同時實現上述諸多功能、特性,因此生產工藝流程復雜,需要通過開料、超聲波清洗、CNC精雕、拋光、鋼化、鍍膜、絲印、貼膜等,每一道流程都有良率上限。以每道工序的最高良率計算,開料98%,CNC精雕96%,拋光98%,鋼化98%,超聲波清洗98%,絲印95%,理論上全套生產過程良率上限約為80%,但實際上行業內良率集中在50—65%之間,主要是拋光和絲印環節的良率不高,制約了整體良率的提升。眾所周知白色的Iphone售價要高出黑色的Iphone數百元,市場一度缺貨,其主要原因就是蓋板玻璃廠商白色絲印環節良品率僅為50%左右,白色涂料過薄容易透光,過厚又難以滿足蘋果公司對于蓋板玻璃及涂料厚度的精確要求。
第二章蓋板玻璃保護原理生產技術步驟及工藝
一、玻璃蓋板是各觸控技術的主流保護方案
蓋板是電容式觸摸屏最外層起保護作用的一層材質,由于直接與外界接觸,除了表面光潔度、厚度等參數要求外,高硬度、抗壓、耐刮等屬性更決定了蓋板品質的高低。而玻璃蓋板(Cover Glass或Cover Lens)相對于其它材質的蓋板在這些重要參數上優勢明顯,故逐漸成為各觸控技術的主流保護方案。一般的,觸控模組是由蓋板、傳感器模塊、液晶面板三部分進行貼合而成。目前電容觸摸屏解決方案仍是多種技術并存,薄膜和玻璃兩大陣營分食觸控市場,但是無論薄膜(GF、GF2)還是玻璃(GG、OGS),亦或是三星和蘋果主導的On-cell和In-cell,玻璃蓋板都是重要的組成部件。
二、蓋板玻璃的主要生產技術步驟及原理
整個工藝由原材料切割開始,到成品鍍膜包裝結束。具體描述如下:
1)切割:切割為蓋板玻璃加工的第一個步驟,采用切割機將來料原板尺寸白片玻璃切割成比最終成品尺寸略大的毛坯。
2)CNC精雕:CNC精雕玻璃是采用精雕機砂輪槽對毛坯玻璃進行磨邊,去掉余量,并通過鉆頭進行打孔、雕槽并磨邊以滿足最終成品要求。
3)研磨:研磨的主要目的為使玻璃基片在厚度上達到最終成品要求的關鍵工藝,主要工作原理為將玻璃置于磨機雙面平整的磨盤之中,加入磨料進行研磨,去除多余厚度而成。研磨可以使基片玻璃達到成品要求厚度并增加平整度。
4)強化:強化主要目的是增加玻璃的表面應力,從而使玻璃可以達到抗刮花、耐沖擊的效果。主要工作原理為將玻璃置于400攝氏度的硝酸鉀溶液中,使玻璃表面的鈉離子與硝酸鉀溶液中的鉀離子進行充分的離子交換,因為鉀離子體積大于鈉離子,鉀離子的相互擠壓在玻璃表面形成應力層,從而達到玻璃強化的效果。
5)絲?。航z印的主要目的是使油墨在玻璃表面呈現不同顏色、不同形狀、圖案的工藝效果,主要工作原理為通過網版印刷、烘干,使油墨附著在玻璃表面從而實現成品要求的外觀效果。
6)鍍膜:鍍膜的主要目的是在玻璃表面的特定位置形成一層具有特定功能的膜層。主要工作原理為在真空狀態下通過蒸發、電子槍轟擊或磁控濺射等方式使膜材沉積在玻璃表面而成,目前的主要應用膜層有防指紋膜(AF),防反射膜(AR)等。
7)清洗::清洗的主要目的是通過超聲波去除附著在玻璃表面的臟污及塵點等物,以使蓋板玻璃在強化、絲印、鍍膜等生產工序達到更好效果。
三、工藝分析
玻璃蓋板基板按生產配方的不同可分為鈉鈣玻璃和高鋁玻璃,按生產工藝的不同則又可分為浮法和溢流法。而目前鈉鈣玻璃都采用浮法工藝生產,故此目前市面上有三類玻璃蓋板基板,即浮法鈉鈣玻璃蓋板基板,浮法高鋁玻璃蓋板基板和溢流高鋁玻璃蓋板基板。
從配方上來看,鈉鈣玻璃的強化深度、壓應力等參數遠不及高鋁玻璃;而從工藝上來看,由于浮法工藝制造高鋁玻璃有著先天的缺陷(由于密度不均勻導致強化后容易出現翹曲),產品質量不如溢流法,中游玻璃蓋板加工廠加工良率低。故此從性能上來看,溢流高鋁玻璃最好,高端市場目前主要被溢流高鋁玻璃蓋板所霸占。
溢流高鋁玻璃蓋板VS浮法高鋁玻璃蓋板:溢流工藝的產品最佳,目前高鋁玻璃蓋板基板的制造工藝主要有浮法和溢流法兩種。浮法是歷史最悠久的玻璃制造工藝,在制造鈉鈣平板玻璃上十分成熟,由平板玻璃向蓋板玻璃轉換的難度主要體現在如何把玻璃做薄;但是由于工藝上先天的不足,浮法不易制高鋁玻璃蓋板,產品質量上不及溢流法。
高鋁玻璃由于配方中含有較多氧化鋁和氧化鈣,同樣的溫度條件下玻璃表面張力大(比普通的鈉鈣玻璃大20%左右),致使高鋁玻璃體現出粘度大的特性。而浮法是利用重力將熔融玻璃液在水平面上攤平冷卻,但高鋁玻璃液粘度高,受表面張力影響,橫向流動性差,利用垂直方向的引力要達到水平面上拉薄成型的難度也大,故此產品密度均勻性不佳。而溢流法則是靠重力在垂直方向上拉引,受表面張力影響小,制造高鋁玻璃的優勢與生俱來。浮法制成的高鋁玻璃蓋板基板在密度均勻性上存在劣勢,一方面影響了玻璃蓋板的性能,品牌廠商在高端產品上更愿意選用溢流法高鋁玻璃蓋板基板,也就是康寧的“大猩猩”玻璃蓋板;另一方面,由于密度不均勻,下游加工廠在進行強化處理時玻璃容易出現翹曲,使得浮法玻璃的加工良率低于溢流高鋁玻璃,而玻璃蓋板加工廠的良率直接影響了其盈利情況,故此,只要溢流高鋁玻璃蓋板基板價格合理,玻璃蓋板加工廠商也更傾向于采購溢流法制造的高鋁玻璃蓋板基板??偠灾?,溢流高鋁玻璃蓋板基板是工藝、配方組合上制造玻璃蓋板基板最優的方案,從目前幾大高鋁玻璃蓋板基板廠商的產品參數來看,溢流高鋁玻璃蓋板基板(如康寧“大猩猩”玻璃蓋板)性能優勢明顯,這也是高端玻璃蓋板基板市場被康寧“大猩猩”玻璃蓋板獨占的原因。
第三章觸摸屏玻璃蓋板基板行業市場分析
一、玻璃蓋板基板是產業鏈上最賺錢的環節
傳統玻璃蓋板產業鏈是由上游──玻璃蓋板基板、中游——玻璃蓋板加工、下游——Sensor及觸控模組廠構成的,玻璃蓋板加工廠購買玻璃蓋板基板進行切割、強化等一系列加工,再交給觸控廠進行Sensor制作和模組貼合(OGS由于將Sensor直接制作在蓋板上,所以一般是觸控廠向中游發展完成玻璃蓋板加工和Sensor制作或玻璃蓋板加工廠向下游發展完成玻璃蓋板加工和Sensor制作)。下游Sensor制作和觸控模組制造由于行業成熟且供給充足、加之新技術In-cell、On-cell的出現導致產業競爭加劇,盈利能力逐年減弱;中游玻璃蓋板加工由于技術壁壘不高,更多的是比拼企業人工熟練度、規模和反應速度等實力,加之下游觸控廠開始發展玻璃蓋板加工業務,目前規模不大的玻璃蓋板加工廠商境況不佳、盈利能力不高;而玻璃蓋板基板行業處于產業鏈的頂端,進入壁壘高,目前仍是寡頭壟斷市場,市場主要被康寧和旭硝子所把持,是產業鏈上最賺錢的環節,目前康寧的“大猩猩”玻璃蓋板毛利率將近80-90%左右。
二、玻璃蓋板基板市場需求增長依然處于快車道
近兩年智能手機、平板電腦市場的火爆導致玻璃蓋板基板需求快速上升,未來兩者出貨數量增加仍然是蓋板需求成長的動力之一;此外,觸控在超級本和AIO中滲透率的逐漸提升、手機平均尺寸擴大化也是玻璃蓋板基板需求增長的新動力。根據DisplaySearch的預測,13-15年玻璃蓋板基板需求增長分別為28%、16%和14%。下游玻璃蓋板基板市場需求增長依然處于快車道,近兩年智能手機、平板電腦市場的火爆導致玻璃蓋板基板需求快速上升,未來兩者出貨數量增加仍然是蓋板需求成長的動力之一;此外,觸控在超級本和AIO中滲透率的逐漸提升、手機平均尺寸擴大化也是玻璃蓋板基板需求增長的新動力。
三、溢流高鋁玻璃蓋板性能最好,霸占高端市場
近年來,伴隨著顯示技術的不斷革新,顯示產品逐步向大屏幕、平面化、薄型化、高清晰度、節能環保方向發展。平板顯示玻璃基板作為顯示觸控產業中的核心產品,由于其投資門檻高、技術要求高,加之海外玻璃基板企業長期以來對核心技術的嚴密封鎖,導致國內面板企業主要依靠進口解決平板顯示玻璃基板的來源問題。
目前,全球只有美國康寧,日本旭硝子、電氣硝子、AvanStrate(原NHT)和大陸的東旭集團等在內的少數幾家企業擁有平板顯示玻璃基板的全套生產技術。在高鋁蓋板玻璃基板領域,目前全球僅有美國康寧、日本旭硝子、德國肖特和日本NEG等少數幾家企業能夠生產,整個產業處于高度壟斷狀態。而壟斷的結果自然造成議價空間的缺失,也使大陸觸摸屏企業背上了承重的成本負擔。
高鋁蓋板玻璃基板占觸摸屏廠商總成本比重的13%-18%,而國產基板價格至少便宜20%以上,故此20%價差將提升面板廠商凈利率1.5%-1.8%,去年觸摸屏廠商的凈利率一般約3%-5%,10%的差價相當于可以提升面板廠商凈利潤的50%以上,國產高鋁蓋板玻璃基板的吸引力無疑是巨大的。值得注意的是,進口平板顯示玻璃基板由于關稅、包裝、運輸和倉儲費用較高,導致觸摸屏的生產成本也相應提高。因此,高鋁蓋板玻璃基板的本地化供應問題已經成為大陸觸摸屏產業健康發展的瓶頸之一,大陸高鋁玻璃基板市場的進口替代潛力巨大。而蓋板玻璃是觸控屏的重要元件,在產業鏈中,該領域的毛利率水平位于高端。Display Search的報告顯示,2013年全球蓋板玻璃需求量達2,491萬平方米,2014年全球蓋板玻璃需求量將達到3,122萬平方米,2015年將進一步達到3,590萬平方米。
四、全球供給市場
超薄玻璃處于LCD產業鏈和觸摸屏產業鏈微笑曲線的最上端,其毛利率遠高于其他環節。而且,超薄玻璃的價格和利潤率都要遠高于傳統玻璃。長期以來,全球超薄玻璃基板行業主要被美國的康寧(Corning)、日本旭硝子(Asahi)、電氣硝子(NEG)、Avanstrate這四大廠商控制。
超薄玻璃的基本工藝流程與系統裝備是可以復制的,但工藝精細化設計、操控水平以及副效應抑制效果必須依靠長期的經驗積累,而這些正是決定超薄玻璃良品率的關鍵性因素;這也是超薄玻璃基板長期被康寧、旭硝子等擁有百年歷史玻璃生產經驗的“骨灰級”企業所壟斷的原因所在。預計僅計算手機、Pad、筆記本三大消費電子產品,2015年蓋板玻璃需求在600億元;康寧大猩猩玻璃(份額80%)和旭硝子(份額20%)壟斷了全球市場,康寧蓋板毛利率不低于60%。
五、國內現狀:國內企業尋求突破
目前液晶顯示仍是超薄的需求主力,觸摸屏需求增長很快,不過蓋板玻璃對力學強度和耐磨性要求很高;大尺寸化、輕薄化是未來發展方向。由于超薄玻璃需求好、利潤率高,盡管進入門檻很高,還是有很多國內企業不斷加大研發力度和擴大投資規模試圖進入,不過這些企業未來的發展前景和獲利能力不是主要取決于其投資規模和熔爐的數量,更重要的是要能夠維持一定的良品率穩定生產,玻璃基板生產獲利的關鍵不在于原材料成本,而在于生產制造成本和配方,在于以較高的良品率穩定地量產。