【导读】:TFT-LCD与OLED在工艺流程上最大的差异在于Cell制程。TFT-LCD的Cell制程设备涉及PI涂覆/固化设备、定向摩擦设备、灌注液晶/封口设备、基板对位压合机等一系列传统液晶面板制作设备。 FPD:Flat Panel Display,平板显示器件,是显示屏对角线的长度与整机厚度之比大于4:1的显示器件,包括液晶显示器、等离子显示器、OLED显示器等。 LTPS: Low Temperature Poly-Silicon,低温多晶硅技术,即非晶硅结构的玻璃基板吸收准分子照射的能量后,会转变成为多晶硅结构,整个处理过程在600℃以下完成。 Array制程:前段制程,将薄膜电晶体作于玻璃上,主要包含成膜、 微影、蚀刻和检测等步骤。 Cell制程:中段制程,以前段Array制程制好的玻璃为基板,与彩色滤光片的玻璃基本结合,并在两片 玻璃基板中注入液晶。 Module制程:后段模组制程,即完成显示屏与Touch、IC驱动芯片等的贴合、邦定等。 尼特:亮度单位,亮度是用每平方米的烛光亮度(cd/m2)或nits来表示。 ITO:Indium Tin Oxides,一种N型氧化物半导体:氧化铟锡。 HIL:空穴注入层(Hole Inject Layer)。 HTL:空穴传输层(Hole Transport Layer)。 ETL:电子传输层(Electron Transport Layer)。 EIL:电子注入层(Electron Inject Layer)。

1.市场现状

TFT-LCD产业向中国转移叠加OLED产能爆发增长,国内面板投资进入高峰。以年度为考量,自2015年开始国内宣布建设的面板项目投资额快速攀升,并始终维持高位。截至今日,2015、2016、2017年各年公告建设的项目投资总额分别为1,960、1,922、2,330亿元,投产时间集中于2017-2020年。
在建/规划产线未来设备需求2,447.8亿元
一条面板产线的建设周期一般在18-24个月不等,前8-12个月为土建时期,厂房封顶后设备搬入及调试需3-6个月,面板点亮后投产,需经历6-10个月的爬坡时期,才能实现产能达产。一般而言,设备订单在项目的前期切入,通常距离项目点亮投产约9个月。 按照项目预计投产时间倒推9个月为设备招标时间估算,目前国内在建/规划的18条产线中有10条产线将陆续进入设备招标,对应投资总额3,765.78亿。以月产6万片、5-mask生产线为例,生产线总投资约20亿美元,设备投资约13亿美元,占总投资的65%。按照65%的设备投资占比估算,10条产线未来设备需求高达2,447.8亿元。
2018年起设备需求爆发
新增产线方面:仍以产线点亮投产前9个月开始设备招标进行估测,我们预计国内在建/规划面板项目的设备订单于2017年3、4季度开始显现,并将在2018年2季度-2019年1季度呈现爆发。预计2017年3、4季度单季度设备订单约182亿,而到2018年2、3季度单季度设备订单均将超过570亿。 在当前已投产产线中也体现一定的设备需求。一般设备的使用周期在5年左右,2012年以前的设备都需要进行更新,同时,自动化设备的发展将在一定程度上替换现有的半自动化和手动设备,部分LCD产线有转移技术至OLED产线的计划,带来设备更新需求。 当前中国大陆实现量产以及正在爬坡的产线33条,其中 OLED产线8条。以5年更新期测算,自2018年起需要更新的产能数量呈现爆发,并在2018-2021年维持高位,每年需更新的产能平均达到46.6万片/月。
2017-2021年需进行更新的产能统计

各段制程及设备

前中段制程进口替代市场空间千亿级别
TFT-LCD与OLED生产工艺均可分为前段Array、中段Cell与后段Module三部分。其中Array、Cell、Module三个制程的设备投入占比约为7:2.5:0.5,2447.8亿的设备需求对应三个制程的设备分别为1,713亿、622亿、122亿。 在前段Array制程上,由于OLED采用LTPS TFT背板,相较于传统a-Si TFT LCD的Array制程,添加了激光结晶设备和离子掺杂机。 TFT-LCD与OLED在工艺流程上最大的差异在于Cell制程。TFT-LCD的Cell制程设备涉及PI涂覆/固化设备、定向摩擦设备、灌注液晶/封口设备、基板对位压合机等一系列传统液晶面板制作设备,OLED由于采用有机材料制作自发光的RGB画素,在工艺流程上有所改进,引入了蒸镀设备、喷墨打印设备以及封装机等设备。 两者的Module制程设备基本相同。
前段制程
前段Array制程为TFT背板制程,核心设备包括沉积设备、曝光设备、显影、蚀刻设备,主要供应商为ULVAC、东京电子、AKT(应用材料子公司)等日本和美国的半导体设备供应商。目前国内相关设备技术较落后,无法切入目前的面板生产线,Array制程设备基本由美日韩企业所垄断。 TFT-LCD前段Array制程: OLED前段Array制程:

1.OLED前段Array制程

前段制程主要设备与供应商 清洗设备 日本:Hitachi High-Technologies, STI, Kaijo, DNS Electronics, Shibaura Mechatronics; 韩国:DMS, KC Tech, SEMES; PECVD机 日本:ULVAC, Tokyo Electron, Wonik IPS; 韩国:Jusung Engineering, SFA Engineering; 美国:AKT, AMAT; 溅射镀膜机 日本:ULVAC,Tokyo Electron,Canon Anelva; 韩国:Avaco, SFA, Iruja; 美国:AKT, AMAT; 涂胶机 日本:Tokyo Electron, Tokyo Ohka Kogyo, Toray Engineering, DNS Electronics; 韩国:DMS,KC Tech,Semes;Canon, Nikkon 曝光设备 日本:Canon, Nikon;DNS, Kashiyama, KC Tech 显影设备 日本:Tokyo Electron, DNS Electronics, Hitachi High-Technologies, STI, Shibaura Mechatronics; 韩国:DMS,KC Tech, Semes;ENF Tech, Nepes 干法蚀刻机 日本:ULVAC,Tokyo Electron,DNS Electronics; 韩国:Wonik IPS,LIG ADP;ICD, Invenia, TEL,Wonik,IPS 湿法蚀刻机 日本:Hitachi High-Technologies, STI, Kaijo, DNS Electronics, Shibaura Mechatronics; 韩国:DMS,KC Tech, SEMES, SFA; 剥离设备 Dongjin Semichem/ENF Tech 退火机 Terasemicon, Viatron 激光退火结晶炉 日本:Japan Steel Works; 韩国:AP Systems,Dukin; 金属诱导结晶炉 韩国:Tera Semicon; ULVAC爱发科:Array与CF制程设备供应商 ULVAC是日本的真空技术先驱,在半导体制造及平板显示器制造方面,以真空技术为基础开发了许多重要的先进设备。公司的平板显示器制造设备包括溅射镀膜设备、蒸镀设备、CVD设备、蚀刻设备和离子掺杂机,可用于LCD和OLED的TFT面板制造以及OLED有机发光层沉积。公司SMD系列最新的SMD-3400溅射镀膜机可以完成10.5代的基板制作工艺。 ULVAC在LCD平板电视制造设备市场份额占据全球第一,其溅射镀膜设备在全球市场份额超过80%。2016年ULVAC总销售额为1,924亿日元,其中FPD和PV相关生产设备净销售额达828亿日元,占总净销售额的43%。中国市场的净销售额占全世界净销售额的24%,是ULVAC的第二大市场,仅次于日本的43%。 ULVAC主要面板制造设备 AKT应用材料子公司:检测、沉积、柔性面板多技术设备供应商 美国应用材料是全球最大的半导体制造设备企业,产品技术涉及Array检测、CVD、PVD以及柔性基板技术,产品应用涵盖了a-Si、LTPS、Oxide、OLED以及薄膜封装等多个领域。 其下属子公司AKT占平板显示器市场份额超过80%,是全球PECVD生产领域的领头羊。应用材料公司FPD制造设备相关业务2016年新增订单21.6亿美元,下游需求旺盛,净销售额12亿美元,其中中国区域的净销售额达4.5亿美元,占比37%,仅次于韩国的4.9亿美元。 应用材料面板制造设备信息 TEL东京电子:镀膜、蚀刻、显影多种设备供应商 东京电子为全球第三大半导体设备生产商,其FPD生产设备包括溅射镀膜机、显影机、等离子蚀刻系统、喷墨印刷系统(用于大尺寸OLED面板生产)。2016年,东京电子全球FPD制造设备净销售额达4亿美元,在中国的净销售额约2亿美元。 东京电子FPD制造设备 Nikon尼康、Canon佳能 尼康与佳能几乎占据了所有FPD生产所需的曝光设备,两者的市场份额各占50%,2016年尼康公司的半导体及FPD曝光设备相关销售额达146亿元。 佳能曝光设备

中段制程

在中段Cell制程中,TFT-LCD与OLED的制程差异较大,前者重要设备如液晶灌注、对位压合设备以及后者的蒸镀设备、喷墨印刷设备、封装设备目前仍由海外企业垄断;检测设备国产品牌异军突起,精测电子快速切入国内产线。 TFT-LCD中段Cell制程: OLED中段Cell制程:
中段制程主要设备与供应商
清洗设备 airahdo、evatech、kaijo、芝浦、岛田理化、日立 贴偏光板设备 ites、中央理研、murakami、medeeku 检测设备 astrodesign、石井、kosumo、东京电子、McScience、精测电子 PI涂覆/固化设备 nakan、日本写真印刷 定向摩擦设备 常阳工学、河口湖精密 印刷或点涂封框胶设备 河口湖精密、日立、musashi、newlong 灌注液晶/封口设备 anelva、ayumi、河口湖精密、共荣制御、协真、岛津、神港精机 喷衬垫粉设备 日清、esui 基板对位压合机 日立、信越、常阳工学 蒸镀设备 日本:ULVAC,Hitachi High-Technologies,Tokki(Canon); 韩国:SNU,SFA,LIG ADP,Avaco,Wonik IPS,Sunic System(Dong A Eltek),Jusung Engineering; 喷墨打印设备 MicroFab、Ulvac、精工爱普生 封装机 日本:ULVAC,Hitachi High-Technologies,Tokki(Canon); 韩国:SNU,SFA,LIG ADP,Avaco,Wonik IPS,Sunic System(Dong A Eltek),Jusung Engineering,AP Systems; 玻璃封装设备 AP System, Avaco, Jusung Eng 金属板封装设备 AP System 薄膜封装设备 AMAT, Invenia, Jusung Eng, Kateeva

后段制程

Module制程将封装完毕的面板切割成实际产品大小,再进行偏光片贴附、控制线路与芯片贴合等各项工艺,并进行老化测试以及产品包装,主要涉及TAB-IC/OLB设备、PCB设备、贴合设备、检测设备。 后段制程主要设备与供应商 TAB-IC/OLB设备 Calvary Automation、大桥、大崎、新川、日立、misuzu PCB连接设备 Calvary Automation、Kosumo minato 贴合设备 智云股份、联德装备、Sun Tec 检测设备 精测电子、4JET 后段制程主要国产设备供应商 鑫三力 主要产品:全自动COG及全自动FOG等高精度邦定类设备、全自动分胶机、精密点胶机、粒子检测机、全自动端子清洗机、ACF贴附机等 主要客户:TPK、京东方、天马、华星光电、信利、合力泰、TCL等 联得装备 主要产品:平板显示模组组装设备,包括清洗机、偏光片贴附机、AOI设备(收购华洋后)、ACF 粘贴机、FOG 邦定机、COG 邦定机、PCB 组装机、背光叠片机、背光-模组组装机等 主要客户:富士康、欧菲光、 信利国际、京东方、深天马、蓝思科技、超声电子、南玻、长信科技、胜利精密、宇顺 电子、华为、苹果等 集银科技 主要产品:全自动高精度贴偏机、LCD端子清洗机、COG全自动邦定机、FOG全自动邦定机、全自动贴合机、全自动组装机等高度自动化设备 主要客户:欧姆龙、JDI、夏普、天马等 精测电子 主要产品:检测系统、面板检测系统、OLED检测系统、AOI光学检测系统、Touch Panel检测系统和平板显示自动化设备 主要客户:华星光电、中电熊猫、京东方等