中国造出0.03毫米极薄柔性玻璃,可让折叠手机使用超20年

卓哥谈科技 2024-09-19 14:53:15

9月15日晚间,央视财经在915晚会上介绍了薄如蝉翼的大国重器——厚度仅为30微米(0.03毫米)的超薄柔性玻璃,这是目前工业化最薄的可折叠玻璃。这一突破再次打破垄断,让中国傲然屹立于世界玻璃材料领域的前列。

国家卓越工程师团队成员张冲教授在915晚会表示,将这款超级玻璃应用于手机折叠屏上,如果每天弯折手机屏一百次,可以让折叠手机使用超过20多年。这一成果解决了关键原材料领域的‘卡脖子’技术难题,保障了信息显示供应链和产业链安全。

UTG应用:折叠手机、车载显示等

超薄柔性玻璃(UTG)具有耐磨、强度高、可弯折、回弹性好的特性,可应用于折叠屏电子产品,也可用于车载显示、大屏卷曲显示、智能穿戴等领域,是柔性显示的重要材料。其中手机为超薄柔性玻璃主要应用领域,需求占比高达70%。

屏幕盖板是柔性屏实现可折叠的关键零部件,当前屏幕盖板主流用材主要为透明聚酰亚胺(CPI)、超薄柔性玻璃(UTG)两种。其中,超薄柔性玻璃(UTG),其厚度通常在1.3毫米以下,是折叠、弯曲电子显示的理想材料。

早期折叠手机盖板材料主要为CPI。2020年6月,三星推出折叠手机GalaxyZFlip,实现了UTG盖板的业界首次量产商用。此后,UTG材料凭借多种性能优势,开始逐渐取代CPI材料,成为当前市场主流的折叠屏柔性盖板材料。2019年时,CPI应用在100%的折叠屏手机上。而2023年,90%的折叠屏手机都已经搭载UTG,只有10%的折叠手机还在使用CPI。

UTG应用前景:折叠屏手机出货持续大增

根据Counterpoint数据,全球折叠屏智能手机出货量在2024年第二季度同比增长了48%。中国长期以来都是全球最大的折叠屏手机市场,2023年第二季度出货量约257万台,占总出货量超过一半。Counterpoint预测,全球折叠屏手机出货量将从2022年的1310万台增至2027年的1亿台,年均复合增长率高达50.6%,而中国也将持续引领折叠屏手机市场的增长。

另据IDC发布的最新手机季度预测报告。2024年中国折叠屏手机市场预计将出货量约1068万台,与去年相比大幅增长52.4%。这一数据预示着折叠屏手机市场将迎来爆发式增长。本月华为发布的Mate XT非凡大师三折手机,也有望进一步推动折叠屏手机市场的发展。

这些数据充分说明,折叠屏手机正处于快速增长阶段,市场前景广阔。同时,也意味着作为折叠手机重要零部件的柔性玻璃也将有广阔的发展空间。但从市场格局来看,国内本土UTG减薄加工企业的产能虽足以满足折叠屏终端市场对UTG的需求,但目前UTG原片供应仍然以海外厂商为主。

国产与海外:工艺路线及技术水平

目前,全球范围超薄柔性玻璃主要生产企业集中分布于美国、德国和日本,包括美国康宁公司(Corning)、德国肖特集团(SCHOTT)、日本电气硝子株式会社(NEG)、日本旭硝子株式会社(AGC)等。中国超薄柔性玻璃主要生产商主要包括凯盛科技、东旭光电、彩虹显示等。

UTG盖板生产工艺路线分为一次成形法与二次成型(减薄)法。二次成型(减薄)法指的是将相对更厚的玻璃原片(70-300微米)通过减薄技术减薄至30微米左右的特定厚度,再进行UTG盖板后制程生产。相较于一次成型法,二次成型法(减薄)的技术壁垒相对较低,成型法简单,但产品存在良率低、制备大片难度大、原材料浪费、涉酸等问题。

由于一次成型法工艺壁垒较高,目前仅德国肖特、美国康宁具备量产能力,其UTG无需进行减薄,可直接使用在手机盖板上。一次成型法的工艺技术主要包括: 浮法工艺、流溢下拉法、狭缝下拉法,其中,狭缝下拉法为德国肖特(SCHOTT)独家的工艺方法,可直接稳定制备厚度为30um(0.03毫米)的柔性盖板用UTG材料。但德国肖特UTG产品使用权已被三星独家买断,美国康宁也与三星公司建立了UTG供应链。

因此,目前国内厂商也都是使用二次成型工艺进行玻璃减薄。国内UTG一次成型的技术还处于研发阶段,主要企业有凯盛科技,还暂无量产品。但在二次成型工艺方面,根据凯盛科技官网介绍,公司联合玻璃新材料研究总院自主研发的30微米超薄柔性玻璃(UTG),是国内覆盖“高强玻璃—极薄薄化—高精度后加工”的全国产化超薄柔性玻璃产业链。或就是本次突破的0.03毫米的超薄柔性玻璃。

最新消息称,凯盛科技与华为的合作也在进行中,有消息称华为三折叠屏新机已投入生产,凯盛技的UTG玻璃可能被用于华为的三折叠屏手机。

本次突破的超薄柔性玻璃,经历了多道先进工艺,使得玻璃被减薄7倍,最终蜕变为厚度仅0.03毫米的柔性玻璃,虽仍是二次成型法(减薄)技术。但仅为0.03毫米厚度的柔性玻璃,也让我国达到了与国际领先的德国肖特公司同样0.03毫米(量产)的水平,标志着国内在该领域实现了高端电子玻璃的从无到有,我国玻璃材料规模化制造正式进入微米时代。

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