真空蒸鍍機:一台數億,曾被日本壟斷多年,中國企業已突破量產

科技     2021年10月14日

提到日本,你會想到什麼?

島嶼國家?櫻花?還是富士山?

但你可能不知道的是,日本僅僅依靠一項核心技術,狠狠地鎖住了中國廠商的咽喉數十年,這項技術就是與光刻機地位並列的真空蒸鍍機。

真空蒸鍍機:一台數億,曾被日本壟斷多年,中國企業已突破量產

提到光刻機,其重要性已經不言而喻了,如果說光刻機是晶片製造的「心臟」,那麼,在OLED面板製造工藝中,真空蒸鍍機的地位則絲毫不亞於光刻機,按照國際慣例,壟斷即意味著話語權。

由於日本在高端真空蒸鍍機生產上的壟斷地位,一台真空蒸鍍機即便是高達7億的價格,還是讓眾多企業「爭破了頭」,而且關鍵的是,你就算是有錢,也很難買得到。

那麼,作為一台價格不菲、重要性比肩光刻機,有錢也不一定買得到的設備,真空蒸鍍機憑什麼這麼「牛」?

對大部分人而言,真空蒸鍍機這是個相當陌生的名字,但其實,在我們的生活中,電視、手機、可穿戴設備及任何一類尖端螢幕面板的生產中,它都是極為重要的存在。

為什麼這麼說呢?

因為目前我們所使用的移動設備的OLED屏,幾乎都要經由蒸鍍機之手,而蒸鍍機及蒸鍍工藝,則是OLED屏生產過程中,難度最高的環節之一,在生產OLED面板的過程中,需要通過真空蒸鍍機,把原本的OLED有機發光材料,蒸鍍到玻璃基底上,而這過程,不僅要精準,更要均勻。

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其後,才能完成使螢幕面板感光接受信息,同其他的「技術種子」一樣,蒸鍍機也是設備越高端完善,其孵化出的螢幕性能就越具有市場競爭力,在競爭日益激烈化的螢幕供應市場中,只有擁有了高性能的真空蒸鍍機,才算是真正拿到了OLED屏生產的入場券。

可就是這樣一項,極為重要的高端技術,卻被一家日本企業壟斷了長達數十年,它就是Canon Tokki,Canon Tokki成立於1967年,位於日本本州島島中北岸港市見附市內,周圍被一片稻田環繞著,員工規模也僅有300多人。

真空蒸鍍機:一台數億,曾被日本壟斷多年,中國企業已突破量產

麻雀雖小、五臟俱全,就是這家看似普通的日本鄉村公司,卻近乎壟斷了所有的有機發光二極體(OLED)製造螢幕的機器。

據賽迪智庫統計,截止到2018年,日本佳能Tokki已成為OLED蒸餾設備的主要生產商,其市場占有率達到了90%,如果真要說,做一台蒸鍍機有多麼多麼難的話,其實也不盡然,同大部分製造工藝一樣,單論生產製造的話,一台真空蒸鍍機的製造難度,並沒有難到「上青天」的地步。

不少企業也都能自主研發,如韓國的SNU,而且全球生產蒸鍍設備廠商也不止一家,但是,為什麼獨獨Canon Tokki,卻能占到90%的市場份額呢?

因為真正難的並不是准入門檻,而是對準確度的精準把控,蒸鍍設備的準確度,直接與OLED屏的良品率掛鉤,想要造出有競爭力的好螢幕,就要將真空蒸鍍機的誤差,控制在極小範圍內,而這個時候,考驗的就是真正的技術了。

Canon Tokki 經過20餘年的研究,探索出了一套準確可行的方法,即,在生產環節中,將機器視覺應用在設備上,因為,作業時設備想要成功對準玻璃基板,和用作像素模板的細金屬網,難度很大,而利用攝像頭追蹤,就可很好地解決這一問題,並能將誤差範圍縮小至5微米內。

真空蒸鍍機:一台數億,曾被日本壟斷多年,中國企業已突破量產

5微米是什麼概念呢?

大概也就是一個人體組織細胞的直徑,再直觀一點就是相當於頭髮直徑的1%,而僅有300多人的Canon Tokki,就是憑藉著這驚人的誤差控制,壟斷了全球,成為高端蒸鍍機製造行業的龍頭翹楚。

高精準、高品控的真空蒸鍍機一經「出世」,自然就成了搶手的「香餑餑」,就連蘋果公司之前也明確地表示了,只要沒有經過日企高端蒸鍍機加工的螢幕面板,一律不准進入蘋果產業體系。

此舉一出,各大螢幕面板商更是趨之若鶩,為了搏得蘋果公司的青睞,一台Canon Tokki的蒸鍍機,更是讓面板商們費盡了心思 搶破了頭。

可遺憾的是,作為OLED面板製造的核心所在,蒸鍍機是個難搞的傢伙,體積大 、且結構複雜,單是真空生產線就足足有百米長,所以這就直接導致了蒸鍍機的產量極低。

Canon Tokki雖然能夠生產高端蒸鍍機,但由於本身的研發技術限制,無法實現成本控制與規模量產,因此一年的產量也就十幾台,如此一來,全球高端蒸鍍機供應就更加稀缺了,更令人無奈的是,產量少也就罷了,這僅有的幾台設備,還將優先提供給「關係戶」三星。

真空蒸鍍機:一台數億,曾被日本壟斷多年,中國企業已突破量產

其他企業想買,不好意思,您只能在後面排隊等等了。

那麼問題來了,同樣是國際大企業,為什麼三星就能躋身成為「關係戶」擁有VIP直通券呢?

那這就不得不說一說,這兩家公司之間的「兄弟情誼」了。其實在2000年OLED嶄露頭角時,並不被市場看好,即使當時有著40多家公司蜂擁進入OLED行業,也並沒有捧出屬於OLED繁榮的時代,相反的,卻因為技術不成熟等各種原因,出現了良品率極低、成本高等問題。

那時候跟LCD相比,OLED的市場認可度可謂是極低了,在這種情況下,OLED口碑急速下滑,一直到2006年,危機真正襲來,大量的客戶紛紛取消了訂單,Tokki 的廠商中也就只剩下三星一家在苦苦支撐。

事實證明,三星的堅持是有意義的,也是收益頗豐的。2007年,Tokki迎來了企業發展的轉折點,佳能成功收購了Tokki,成為Canon Tokki,並在三星的支持下,度過了破產危機,錦上添花易、雪中送炭難,迎來春天的Canon Tokki,並沒有忘記這位一直支持自己的老大哥。

成功喘息後 Canon Tokk,便與三星達成了「友好協議」,承諾生產的設備將優先供貨給三星。所以,在最開始的幾年,即便是在年產量3至4台時,Canon Tokk也會將所有的真空蒸鍍機供貨給三星,以報當年扶持之恩。

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正所謂,先下手為強,三星押寶押中了Canon Tokki,Canon Tokki的回報,也讓三星在顯示屏領域獨霸一方的地位更加牢固,在優先獲得高端蒸鍍機的「buff」加成後,三星迅速布局,搶占了OLED領域95%的市場。

2020年,其OLED面板的出貨量,在世界範圍內占比高達68%,而屆時,京東方卻只有5.7%,而且在良品率方面,京東方也低於三星,最高只能達到80%,而三星已經突破了90%。

看到這份成績單,當再回想起當年的那份堅持,想必就算在夢中,三星也會笑醒吧!

不止於此,這份企業間的「友好協議」,還成為了三星抑制其他OLED面板廠商發展的一種手段,什麼意思呢?

就是在三星的商業版圖橫跨全球時,還有成堆的企業徘徊在Canon Tokk的門外,連那張跨過門檻的「入場券」還沒有拿到,只要三星不鬆口,其他廠商就喪失了與之一搏的基礎,這對入場較晚的中國廠商而言,這種來自先進廠商的壓制就顯得更加明顯。

這種情況一直到2017年,當Canon Tokki年產量達7台時,LGD和京東方才各得一台。目前,全球對於OLED面板的需求量日益旺盛,我們國家對其需求尤甚,初步估計,在2022年需求量將達到4.5億片,且隨著物質生活水平的發展,手機、可穿戴設備、電視等產品在中國市場需求量,日益增長。

但是由於缺乏核心技術,國內廠商的往往是高成本、低收益,特別是在面板領域,中國生產的OLED面板,一直無法與三星、LG等國外廠商媲美,因此需求量再大,成本降不下來還是白搭。

真空蒸鍍機:一台數億,曾被日本壟斷多年,中國企業已突破量產

想像一下,在戰場上,面對這一群擁有精良武器裝備的對手時,我們卻赤膊上陣,能贏的機率有多少?

結果已經顯而易見了吧,但如果只把國內螢幕發展落後於三星的原因,歸結於缺乏蒸鍍機,則太過草率,中國目前已成為了OLED面板生產大國,占據全球近一半的市場份額。

但卻是,大而不強,除了是在螢幕領域起步晚外,還有一個原因就是,我國OLED企業主要聚集在,產業鏈中下游的面板和手機等,顯示終端產品應用領域,上游核心生產設備過於依賴進口,把決定權放在別人身上,最後的結果一定是受制於人。

好在功夫不負有心人,中國已成功突破國外技術壁壘,可以自己製造真空蒸鍍機了。

2019年10月份,中國首條OLED蒸鍍量產線成功點亮,這是國內首條自主設計的OLED照明G2.5代量產線,並成功點亮多種顏色的OLED照明面板,該量產線的成功,是國產OLED裝備關鍵技術的重大突破。

此外,經過多年的探索研發,合肥萊德設備技術有限公司,不僅成功研發出高品質的真空蒸鍍機,還已投入量產,真正打破了日本的壟斷,讓中國面板生產商挺起腰板,不再受制於人。

真空蒸鍍機:一台數億,曾被日本壟斷多年,中國企業已突破量產

更值得關注的是,國產OLED蒸鍍機的誤差在1.5um之內,但這時候,早先遠遠領先於我們的日本,卻依然保持3um左右的水準,國產蒸鍍機,在精準度方面,已經能夠比肩甚至超過國際先進水平了。

而這只是中國真空蒸鍍機發展的局部,除了合肥萊德,該領域好消息源源不斷,早在2015年,OLED蒸鍍機關鍵技術的研發按鍵,就被合肥欣張奕華按下開啟,並在近兩年譜寫了技術突破的新篇章。

那麼,在提振士氣之外,國產真空蒸鍍機的成功研發能為我國,帶來哪些實實在在的經濟意義呢?

其一,斬斷鏈條壟斷,近些年來,雖然在國家政策與資金的扶持下,OLED面板的研發與生產領域喜訊連連,中國與外國廠商的差距逐也漸縮小,但是缺乏核心技術是硬病,表象上再繁榮也難掩根源上的缺憾,只要一天買不到先進的真空蒸鍍機,我們在高端OLED面板領域中,還是處於下風,難以與LG、三星競爭。

甚至,就連我們自己國內的手機廠商,也在標謗三星、LG提供的OLED面板,而對於國內廠商提供的OLED面板卻避而不談,中國高端OLED市場,遲早喪失在外國廠商手中,利潤都落在了別人的腰包里。

此番,國產真空蒸鍍機的成功研發和量產,將打破這種被動局面,改善中國廠商的境況,將旺盛的需求轉化成實實在在的利潤,把這「肥水」留在自家「田地」里。

其二,開拓新市場,近年來,柔性屏的概念越來越火,像紙一樣能彎曲、可摺疊,不僅顯色度高還沒有藍光傷害,以上種種賣點助推著柔性屏,走上了滿是鎂光燈的舞台。

全球各大廠商也緊追風口,紛紛布局柔性屏的投研,而在眼前,實現柔性屏最好的辦法就是,依託OLED面板,將有機層蒸鍍或塗在塑料基襯上。因此,真空蒸鍍機的生產自主化,便越發的重要。

其實,在目前的市場中,已有多款柔性屏手機面世,並受到了不少科技發燒友的推崇,由於柔性屏可摺疊、省空間的特點,未來還將應用在平板電腦、智能手錶等各種領域。

由此看來,中國突破真空蒸鍍機技術的意義就更大了,正如印度所說:中國在科技領域已經取得了巨大的進步,離光刻機的發展,還遠嗎?

目前,光刻機世界一流水平的判斷標準為,7納米以及5納米,中國技術在28納米,雖然還有很大的進步空間,可技術的突破,不都是從無到有,從有到優的過程嗎?

但當國產蒸鍍機已經鋒芒初露,中國的高端製造業也正奮力攻克一道道難關,我們是不是也可以期待,真正攻克光刻機的那天,從製造大國到製造強國,未來中國製造業還要繼續往高端領域發展,我們也希望無論是在晶片還是在螢幕上,國內能夠實現更多的突破,讓外企壟斷中國技術的時代徹底翻篇。