隨著信息技術(shù)和智能終端的飛速發(fā)展,顯示終端作為連接人類與數(shù)字世界的核心交互界面,正經(jīng)歷前所未有的技術(shù)革新。我國作為全球顯示制造大國,正迎來前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
產(chǎn)業(yè)體系正向“三化”躍升
我國最早針對(duì)顯示技術(shù)的科技項(xiàng)目支持計(jì)劃可追溯至國家“八五”計(jì)劃,對(duì)顯示領(lǐng)域的政策支持持續(xù)貫穿至“十四五”,現(xiàn)已形成涵蓋“頂層設(shè)計(jì)—技術(shù)攻關(guān)—產(chǎn)業(yè)落地”的政策體系,逐步構(gòu)建起覆蓋材料、器件、設(shè)備、系統(tǒng)及終端應(yīng)用的全鏈條顯示產(chǎn)業(yè)體系。隨著顯示技術(shù)、柔性電子和人工智能等前沿技術(shù)加速融合,未來顯示正從單一的信息呈現(xiàn),走向更智能、更沉浸的人機(jī)交互中樞。未來顯示產(chǎn)業(yè)體系正向高端化、智能化、生態(tài)化加速躍升。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
一是多路線并行的核心技術(shù)突破。未來顯示不再是單一技術(shù)路線的替代競(jìng)爭(zhēng),而是多種技術(shù)并行演進(jìn)、協(xié)同發(fā)展的格局。以O(shè)LED、Micro-LED、量子點(diǎn)顯示為代表的主流技術(shù)已形成差異化優(yōu)勢(shì),例如OLED憑自發(fā)光、可彎曲特性主導(dǎo)高端智能手機(jī)等領(lǐng)域;Micro-LED因高亮度、低功耗等加速向車載、AR/VR拓展;量子點(diǎn)與LCD、OLED融合提升色域畫質(zhì)。
二是多元化場(chǎng)景的顯示形態(tài)革新。未來顯示正經(jīng)歷從二維到三維、剛性到柔性的形態(tài)演進(jìn),突破平板顯示與靜態(tài)交互局限,為智能終端、可穿戴設(shè)備、車載艙顯等場(chǎng)景提供核心支撐。例如,柔性O(shè)LED持續(xù)迭代,實(shí)現(xiàn)從可折疊到滑卷、可拉伸,集成多功能模組,成為高端手機(jī)與穿戴設(shè)備關(guān)鍵方案;透明顯示以高亮度、高通透特性實(shí)現(xiàn)“顯示—透景”一體化,已在汽車前擋、商業(yè)櫥窗商用;光場(chǎng)與全息顯示打破二維視角,支撐醫(yī)療、教育三維可視化,開啟空間交互新模式。
三是多技術(shù)協(xié)同的產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化。未來顯示技術(shù)面臨更高分辨率、更低能耗及更長(zhǎng)壽命的要求,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈在材料、器件、工藝、封裝、驅(qū)動(dòng)電路等環(huán)節(jié)協(xié)同升級(jí)。國產(chǎn)有機(jī)發(fā)光材料、量子點(diǎn)材料、氧化物TFT已實(shí)現(xiàn)批量應(yīng)用,但在壽命一致性、界面匹配性等方面仍需優(yōu)化。高精度蒸鍍、巨量轉(zhuǎn)移等核心工藝裝備加速國產(chǎn)化,關(guān)鍵環(huán)節(jié)國產(chǎn)設(shè)備滲透率逐步提升。柔性顯示模組、玻塑混合基板等新型載體,推動(dòng)封裝、電路及模組集成向輕量化、高密度方向發(fā)展。
未來顯示產(chǎn)業(yè)面臨挑戰(zhàn)
在肯定成績(jī)的同時(shí),還應(yīng)看到我國未來顯示產(chǎn)業(yè)仍面臨諸多挑戰(zhàn),主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
一是原始創(chuàng)新能力薄弱,核心技術(shù)突破亟待加強(qiáng)。
我國在液晶顯示和OLED領(lǐng)域已建立完整產(chǎn)業(yè)鏈并具備較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力,但Micro-LED、量子點(diǎn)顯示、激光顯示等新興顯示技術(shù)仍處于快速發(fā)展階段?;A(chǔ)科學(xué)研究與應(yīng)用技術(shù)之間存在一定脫節(jié),缺少引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)突破的“卡脖子”核心技術(shù)。未來顯示技術(shù)涉及納米級(jí)芯片制造、高精度巨量轉(zhuǎn)移、全彩集成及微驅(qū)動(dòng)控制等復(fù)雜技術(shù)體系,我國在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域尚有差距。
二是高端材料和設(shè)備依賴進(jìn)口,產(chǎn)業(yè)鏈安全存在風(fēng)險(xiǎn)。
未來顯示器件對(duì)材料和裝備依賴程度高。關(guān)鍵光學(xué)膜材、發(fā)光材料、柔性基板、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等核心原材料多依賴進(jìn)口,材料技術(shù)受制于日韓和歐美企業(yè)。高端制造設(shè)備如蒸鍍?cè)O(shè)備、激光修復(fù)設(shè)備等關(guān)鍵裝備產(chǎn)能不足且技術(shù)性能有待提升。材料和設(shè)備短板不僅影響良品率和產(chǎn)品性能,還帶來供應(yīng)鏈脆弱性和安全隱患,限制了我國顯示產(chǎn)業(yè)的國際競(jìng)爭(zhēng)力和戰(zhàn)略自主性。
三是交叉學(xué)科人才缺口與產(chǎn)學(xué)研協(xié)同不足。
顯示技術(shù)融合物理、化學(xué)、材料科學(xué)、電子信息、計(jì)算機(jī)科學(xué)等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域,需要跨學(xué)科復(fù)合型人才。當(dāng)前我國高端人才培養(yǎng)存在結(jié)構(gòu)性不足,尤其在集成電路設(shè)計(jì)、柔性材料研發(fā)、智能系統(tǒng)集成等前沿領(lǐng)域缺乏國際領(lǐng)先人才??蒲性盒Ec產(chǎn)業(yè)界在技術(shù)研發(fā)和人才交流方面尚未形成高效互動(dòng)機(jī)制,科研成果轉(zhuǎn)化率較低,阻礙了創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈的深度融合。
四是高端市場(chǎng)突破與生態(tài)建設(shè)仍待加強(qiáng)。
我國中低端顯示產(chǎn)品出口規(guī)模龐大,但高附加值、高技術(shù)門檻的專業(yè)顯示市場(chǎng),如AR/VR、車載智能座艙、高端醫(yī)療顯示等領(lǐng)域,被歐美日韓品牌主導(dǎo)。我國廠商在系統(tǒng)集成、品牌建設(shè)和生態(tài)鏈完善方面仍顯薄弱,缺乏完善的軟件、內(nèi)容和算法支持體系,制約顯示技術(shù)在智能終端的深度融合與應(yīng)用擴(kuò)展。智能交互生態(tài)尚未形成,影響產(chǎn)業(yè)持續(xù)創(chuàng)新動(dòng)力。
助力產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展
針對(duì)上述問題,我國應(yīng)立足產(chǎn)業(yè)現(xiàn)階段發(fā)展實(shí)際和獨(dú)特優(yōu)勢(shì),完善頂層設(shè)計(jì)布局,構(gòu)建系統(tǒng)化的技術(shù)創(chuàng)新體系,推動(dòng)多主體協(xié)同創(chuàng)新,營造開放包容的產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境。通過強(qiáng)化科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)鏈融合,促進(jìn)關(guān)鍵核心技術(shù)突破,加快成果轉(zhuǎn)化與應(yīng)用推廣,推動(dòng)未來顯示產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展。
第一,深耕交叉學(xué)科與底層技術(shù),催生原創(chuàng)技術(shù)。聚焦柔性顯示、Micro-LED、鈣鈦礦顯示、量子點(diǎn)和激光顯示等戰(zhàn)略前沿領(lǐng)域,構(gòu)建系統(tǒng)化的基礎(chǔ)研究體系,深入解析材料結(jié)構(gòu)與器件性能之間的內(nèi)在規(guī)律,突破制約性能提升的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。推動(dòng)物理、化學(xué)、材料科學(xué)與電子信息等學(xué)科深度融合,打造產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新生態(tài),培育具有國際影響力的聯(lián)合研發(fā)平臺(tái)。通過高校、科研院所和企業(yè)的緊密合作,推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研用的深度結(jié)合,激發(fā)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)的創(chuàng)新活力。
第二,加快智能制造和系統(tǒng)集成,提升產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。著力推進(jìn)人工智能、數(shù)字孿生、智能仿真及先進(jìn)制造協(xié)同平臺(tái)建設(shè),提升顯示制造裝備的智能化、柔性化和自動(dòng)化水平,實(shí)現(xiàn)制造環(huán)節(jié)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的深度融合。重點(diǎn)突破實(shí)現(xiàn)輕薄化、高分辨率、低功耗及高可靠性的柔性智能集成技術(shù),打造國際領(lǐng)先的智能顯示示范產(chǎn)品,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈向高端制造轉(zhuǎn)型。
第三,聚焦重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域,推動(dòng)技術(shù)融合與持續(xù)迭代。圍繞智慧醫(yī)療、智能交通、智能穿戴和工業(yè)信息化等重點(diǎn)應(yīng)用,建立精準(zhǔn)的需求分析體系,推動(dòng)定制化顯示產(chǎn)品研發(fā),滿足復(fù)雜多變的使用場(chǎng)景。強(qiáng)化跨行業(yè)協(xié)同創(chuàng)新,促進(jìn)顯示技術(shù)與人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)的融合應(yīng)用,打造示范性應(yīng)用場(chǎng)景。
第四,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)生態(tài),激發(fā)協(xié)同創(chuàng)新與開放合作活力。推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)的資源共享和優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。支持特色產(chǎn)業(yè)先導(dǎo)區(qū)、產(chǎn)業(yè)集群和孵化基地建設(shè),形成高水平人才、創(chuàng)新資源和資本聚集的產(chǎn)業(yè)高地,推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。強(qiáng)化國際合作與交流,打造開放包容、協(xié)同高效的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新環(huán)境。通過多層次、多渠道的合作平臺(tái)建設(shè),提升我國顯示產(chǎn)業(yè)的國際競(jìng)爭(zhēng)力,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈向全球價(jià)值鏈中高端邁進(jìn)。
我國擁有龐大的制造基礎(chǔ)和市場(chǎng)規(guī)模,在以信息顯示為代表的關(guān)鍵領(lǐng)域已實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新性突破并形成產(chǎn)業(yè)引領(lǐng),但面對(duì)全球新一輪技術(shù)變革浪潮,必須加快核心技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)生態(tài)構(gòu)建。以未來顯示為代表的未來產(chǎn)業(yè)必將在全球科技競(jìng)爭(zhēng)中贏得更大主動(dòng)權(quán),助力我國從制造大國邁向創(chuàng)新強(qiáng)國。
(作者黃維 系中國科學(xué)院院士、柔性電子全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任)