編者按:當玻璃這一“小透明”被應用于電子設備中時,便成為了無法忽視的存在。在電子玻璃的細分領域內,有兩類玻璃尤其關鍵:一類是位于屏幕下方的基板玻璃,另一類則是覆蓋在屏幕之上的玻璃蓋板。從高清到超高清,從平面到曲面,從直板屏到多折疊屏,每一次顯示技術的飛躍與革新背后,都有玻璃的身影??梢哉f,這兩類輕薄的玻璃,共同支撐了顯示面板產業(yè)快速發(fā)展?,F(xiàn)在,顯示玻璃也在挖掘新發(fā)展之路,通過玻璃基封裝向半導體延伸……
超薄可折疊玻璃
自從蘋果iPhone引領智能手機觸摸屏革命以來,手機防護玻璃(以下稱為“蓋板玻璃”)就成為了推進產品變革的重要因素之一。隨著消費者對設備外觀美感和耐久性的要求越來越高,蓋板玻璃的設計與制造技術也在不斷進化:防刮、防摔、高透......如今,折疊屏手機形態(tài)的變革更是將玻璃的“剛”與“柔”發(fā)揮到了極致。
近年來,在“剛柔并濟”的行業(yè)要求下,國產蓋板玻璃產品逐漸“打磨”出自己的競爭力,并贏得了市場認可。
玻璃蓋板的進階之路
2007年,康寧公司應蘋果創(chuàng)始人喬布斯之邀,開發(fā)了一種新型的手機防護玻璃,并將之作為外層屏幕保護材料首次成功應用于蘋果手機中。這一舉措不僅提升了智能手機屏幕的耐用性和美觀度,同時也揭開了防護玻璃全球化應用的新篇章。自此,蓋板玻璃開啟了近二十年的商業(yè)化歷程,并先后經(jīng)歷了四段變革期。
在簡單防護功能階段(2007年-2011年),此時的手機蓋板的主要職責僅限于提供基本的物理防護??祵幫瞥龅牡谝淮?大猩猩?玻璃(Gorilla Glass I, GG1)成為了該時期的標志性產品。
隨著觸控技術的進步,特別是全貼合In-cell/On-cell/OGS技術成為主流,手機蓋板玻璃的功能不再局限于防護,還需要滿足諸如圖形電路加工(OGS蓋板)等工藝需求,這要求玻璃具備更高的透光率、介電常數(shù)等特性。于是,手機蓋板玻璃進入到復雜防護功能階段(2012年-2016年)。
此后,蓋板玻璃不僅要追求性能上的提升,如更強的抗摔能力和防刮擦特性,還要適應冷彎、熱彎或激光切割等復雜的加工要求。因此,蓋板玻璃進化到全面防護功能階段(2017年-2021年)。在此期間,微晶玻璃(超瓷晶玻璃)順勢出現(xiàn),將蓋板玻璃硬度推向新高峰。
手機對于蓋板玻璃的防護性能一直看得很重,如今市場對這一硬指標的要求越來越高。尤其是在高端機型中,采用微晶玻璃已成趨勢。如Apple 16繼續(xù)沿用了微晶玻璃,這一趨勢自Apple 12后一直得到了延續(xù)。除蘋果外,華為、小米、OPPO、魅族等也開始與鑫晶、佳合等國內玻璃廠展開深度合作,在各品牌的部分旗艦機上采用微晶玻璃。
然而,隨著市場競爭的加劇,廠家對蓋板玻璃綜合性價比的提高越來越重視,成本相對較高的微晶玻璃現(xiàn)階段還不具備普適性。
康寧?大猩猩?玻璃產品
康寧?大猩猩?玻璃中國區(qū)總經(jīng)理周曉棟在接受《中國電子報》采訪時指出,在中低端手機市場,消費者對于屏幕耐用性的訴求也在提升,這也促使玻璃行業(yè)不僅要兼顧產品性能,也要不斷思考如何降本。目前來看,二強玻璃,尤其是深度二強玻璃將成為大部分手機產品的首選。為此,2024年,康寧創(chuàng)新推出深度二強技術產品——康寧?大猩猩?玻璃7i,在一定程度上可以看做是在產品性能與價格之間的平衡。
據(jù)業(yè)內人士介紹,深度二強玻璃的防護性雖弱于微晶玻璃,但比一般二強玻璃高很多,如其玻璃應力層深度可以提高到140~150微米,同時,它的價格又比微晶玻璃低出不少,適合應用于中高端手機產品。
隨著柔性顯示技術的發(fā)展,折疊手機開始興起,手機屏幕宣傳亮點也開始由“抗摔耐磨”變?yōu)椤鞍僬鄄粨稀?。蓋板玻璃產品的所有性能指標及其生產工藝也都在圍繞著“柔性”的設計需求展開,蓋板玻璃進入柔性新階段。超薄柔性玻璃(UTG)成為當今電子玻璃“新貴”。
一般而言,玻璃產品的硬度和柔性(韌性)是相互矛盾的:即玻璃硬度越高,柔韌性越差。反之亦然。對于玻璃廠家而言,就是要將“剛”與“柔”的平衡做到極致。
“經(jīng)過多年探索,我們已經(jīng)找到了一些行之有效的平衡之法?!眹鴥炔AТ髲S彩虹集團有限公司總經(jīng)理楊國洪對《中國電子報》記者介紹稱,為了保證超薄玻璃的防跌落、耐刮擦性能,可以對其表面進行離子交換(化學強化),以保證玻璃品質的剛性,或是在玻璃表面進行特殊處理,如疊加貼合一層薄的層壓材料,以實現(xiàn)更大的彎曲程度和彎曲時不易折斷。
據(jù)楊國洪透露,甚至,部分玻璃廠商已經(jīng)開發(fā)出UTG的升級版——UFG玻璃(不等厚超薄柔性玻璃)以保證產品可以兼顧柔性和抗劃傷性、耐久性,數(shù)折無痕。
“UFG與UTG最大的區(qū)別就是玻璃厚度并不均一,UFG彎折處更薄,更利于提升彎折韌性并減少折痕,而其余部分(兩翼)玻璃則稍厚,可以增加屏幕耐用性?!睏顕榻榻B說。
國產蓋板玻璃崛起
近年來,在“剛柔并濟”的行業(yè)要求中,國產蓋板玻璃產品逐漸“打磨”出自己的競爭力,并逐步贏得市場認可。
根據(jù)出貨面積,截止2024年8月,在全球蓋板玻璃市場(包括鋁硅/鋰鋁硅/微晶玻璃/UTG等),我國旭虹光電(東旭光電子公司)已經(jīng)超越全球第二大蓋板玻璃制造商日本旭硝子,正在向全球20%的市場份額發(fā)起挑戰(zhàn);彩虹市場份額與旭硝子難分伯仲,處于行業(yè)第三位;國內另一浮法玻璃企業(yè)深南玻位居第五。
隨著國內玻璃廠商的崛起,國產蓋板玻璃的優(yōu)勢確實在持續(xù)擴大,并且在多個方面展現(xiàn)出了顯著的進步和發(fā)展?jié)摿?。這些優(yōu)勢不僅體現(xiàn)在技術突破和產品質量提升上,還包括成本控制、供應鏈響應速度以及市場適應性等方面。
目前,我國蓋板玻璃產業(yè)整體創(chuàng)新實力明顯。
“從技術層面來看,我國在高鋁玻璃、微晶玻璃、UTG/UFG等一系列高端材料上取得了重要進展。”中國科學院院士歐陽鐘燦向《中國電子報》記者介紹說,例如,四川虹科推出的“王者熊貓”高鋁玻璃蓋板玻璃的抗彎曲、抗劃傷、抗沖擊等性能指標達到了國際先進水平而備受青睞;重慶鑫景特玻開發(fā)的昆侖玻璃、小米研制的龍晶玻璃等產品的維氏硬度一度超越了蘋果iPhone 15系列采用的超瓷晶玻璃;彩虹、凱盛科技等已經(jīng)具備100微米、50微米,甚至是30微米等不同厚度UTG的量產能力;在深度二強玻璃方面,目前國內部分廠商也具備出貨能力......
中建材12微米UTG產品
中建材旗下玻璃廠商凱盛科技相關負責人在接受《中國電子報》記者采訪時表示,我國30微米UTG技術全面趕上國外先進水平,疊代UFG技術甚至已經(jīng)超越國外先進。目前,凱盛科技正在持續(xù)進行技術升級,已經(jīng)成功開發(fā)15微米以下的UTG,并轉入工業(yè)化量產階段。
業(yè)內人士指出,15微米以下UTG若能成功量產,我國超薄玻璃產業(yè)有望實現(xiàn)從跟跑、并跑到領跑的跨越。
此外,無論是生產成本還是市場響應能力方面,我國蓋板玻璃均具有優(yōu)勢。
平板顯示玻璃技術和裝備國家工程實驗室副主任、北京工業(yè)大學材料與制造學部教授田英良向《中國電子報》記者介紹說:“從成本角度來看,由于我國采用浮法生產工藝,單線產能比國外溢流法工藝高出數(shù)倍,但投資成本卻低很多。因此,國產手機玻璃的成本較國外產品降低了大約50%,使得國產蓋板玻璃在市場上具有較強的性價比優(yōu)勢。”
快速響應市場需求變化的能力是國產蓋板玻璃產業(yè)的另一大亮點。凱盛科技相關負責人指出,隨著智能手機更新?lián)Q代的速度加快,品牌商需要更加靈活地調整生產和設計策略以滿足消費者的個性化需求。國內生產企業(yè)能夠憑借完善的供應鏈體系,提供更快捷高效的定制化服務,從而更好地支持終端應用市場的發(fā)展。
“我國在蓋板玻璃的中低端領域基本上與海外不存在多大差距,包括鈉鈣玻璃、鋁硅玻璃和普通二強玻璃,甚至業(yè)務國內的制造成本優(yōu)勢而使得本土化產品的性價比還有所領先,這也是近一兩年來海外公司不得不逐漸縮小中低端產品產能的內在動因?!睏顕楸硎荆磥?,隨著越來越多手機品牌選擇采用國產蓋板玻璃,我國玻璃企業(yè)的市場占有率將持續(xù)提升。