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2006-2025年,8代线、8.5代线和8.6代线面板厂的演变史

   2022-05-05 Omdia7910
核心提示:为什么8.6代线TFT工厂如此受欢迎,尤其是在中国?为什么新的面板厂商不直接采用已经存在多年的玻璃基板尺寸建立传统的8.5代线工厂?从8.5代线到8.6代线的演变是否有具体原因?这是许多设备商跟面板厂商探讨的主题。

为什么8.6代线TFT工厂如此受欢迎,尤其是在中国?为什么新的面板厂商不直接采用已经存在多年的玻璃基板尺寸建立传统的8.5代线工厂?从8.5代线到8.6代线的演变是否有具体原因?这是许多设备商跟面板厂商探讨的主题。

在过去的二十年里,TFT LCD的世代(也以玻璃基板的尺寸表示)已经从第一代一直发展到第十代。

出于产品差异化、工艺工学和利基市场目标等原因,面板厂商选择了特殊的玻璃基板尺寸,从现有的玻璃基板尺寸(如7代线、8代线和10代线厂)衍生出来,发明了带有小数值的新一代尺寸(如7.5代线、8.5代线和10.5代线厂)。由于大量的投资和TFT LCD市场新进入者对这些新尺寸的接受(用于工厂建设和产能建设),这些特殊的衍生产品已经变成了主流工厂。

8.5代线和8.6代线现在是拥有TFT LCD、WOLED和QD OLED面板制造产能的主流工厂。这几代面板厂的历史和演变情况见图1

图1:2006-2025年8代线、8.5代线和8.6代线TFT面板厂的历史

备注:"MG size"是指母玻璃基板的尺寸

Source: Omdia

2006年:第一座八代线工厂

虽然像三星显示和乐金显示这样的韩国面板厂商,以及像友达和奇美(后来更名为群创)这样的中国台湾面板厂商选择了七代线(1870x2200mm)和7.5代线(1950x2250mm)玻璃基板尺寸,以生产4x英寸的液晶电视面板,具有很好的经济切割和面板化效率,但夏普选择了更高的世代线,扩展其玻璃基板尺寸以切割成更大尺寸的电视面板。

夏普率先推出了具有2160x2460毫米玻璃基板的八代线工厂。它是七代线工厂的延伸,可以生产以下产品:

32英寸面板,18片,切割效率为98%

46英寸面板,8片,切割效率为90%

52英寸面板,6片,切割效率为86%

60或62英寸面板,3片,切割效率为60%

60英寸MMG (套切),3片,和32英寸3片,切割效率为85%

这座八代线工厂是世界上第一个,旨在与7-7.5代线工厂竞争,后者的产品为32英寸面板12次切割,46英寸6次切割,以及52英寸3次切割。夏普处于液晶电视面板生产的前沿,它的八代线启动为未来几年建立了一个参考的模式。

2007年:三星显示的第一座8.5代线工厂

在夏普的八代线工厂实现量产后不久,三星显示对八代线的想法进行了改造,将其基板尺寸从2160x2400毫米扩大到2200x2500毫米,并将其更名为 "8.5代线"。

三星显示开始在其8.5代线工厂量产以下产品:

32英寸面板,18片切割,面板化效率为92%

46-49英寸面板,8片切割,85%-90%的面板化效率

55英寸面,6片切割,面板化效率为91%

65英寸面板,3片切割,面板化效率为64%

65英寸MMG,3片切割,以及32英寸3次切割,面板化效率94%

有了新的8.5代线工厂,三星显示可以生产46-49英寸面板与46英寸面板竞争(切割效率和折旧成本相似),并用55英寸面板与52英寸面板竞争(切割效率和折旧成本相似),还有用65英寸面板与62英寸面板竞争。

其概念是扩大玻璃基板,缩小工艺划线的空间,产生更大尺寸的面板,在电视市场上竞争(消费者对价格和尺寸都很敏感)。

三星显示的8.5代线工厂立即得到普及,并从2007年起被许多面板厂商采用。乐金显示和友达光电在2009年开始对8.5代线TFT LCD工厂进行量产,而群创(当时称为奇美)在2010年开始对8.5代线TFT LCD工厂量产。

当中国大陆的TFT LCD面板厂商决定将生产扩展到8代线及以上时,京东方和华星光电都选择了8.5代线工厂,以进入液晶电视面板市场。京东方和华星光电的8.5代线工厂在2011年开始运行。

2007-2017年:8.5代线的盛行以及46、47、48和49英寸面板之间的竞争

在这十年间,虽然8.5代线工厂没有进一步向新世代线发展,但面板厂商不断扩大其8.5代线产能;8.5代线工厂成为液晶电视面板生产的主流。8.5代线TFT阵列产能面积也从2007年的110万平方米增长到2017年的1.357亿平方米。

同时,竞争很激烈,尤其是46和48英寸与47和49英寸的面板,它们都在8.5代线工厂生产。然而,面板厂商压缩了面板设计划线和工艺的空间,以实现比同行大一英寸的尺寸。三星显示和友达光电开始生产46英寸,然后乐金显示开始生产47英寸。三星显示以48英寸作为回馈,而乐金显示的反击措施是将其面板尺寸增加到49英寸。8.5代线面板厂商之间的竞争是严酷和广泛的,但毫无疑问,55英寸面板成为50英寸及以上液晶电视尺寸的主流,因为8.5代线工厂促进了55英寸面板的生产。同时,中国大陆液晶面板厂商利用他们的8.5代线工厂生产大量的32英寸面板,推动了这种面板尺寸在市场上的普及。

2012年:乐金显示开始生产8.5代线WOLED

乐金显示设定了一个长期目标,即用白色OLED结构和氧化物TFT背板实现OLED电视面板的商业化。从2012年开始,乐金显示将其P8工厂(8.5代线,玻璃基板尺寸为2250x2600毫米)的TFT LCD生产改造为氧化物TFT背板和WOLED电视面板生产。从2012年到2020年,乐金显示通过与传统的8.5代线TFT LCD产能融合,不断提高其8.5代线WOLED电视面板的产能。2020年,乐金显示还在中国广州建立了一座新的8.5代线WOLED电视面板工厂。该公司的WOLED电视面板产能飙升至每年700万片以上。

2015年开始:8.5代线的MMG

MMG代表多型号玻璃,也就是套切,意味着面板厂商在单一玻璃基板上切割不同尺寸的面板。由于每个面板厂商都使用8.5代线工厂,竞争变得非常同质化。在价格上的竞争而不是在产品差异上的竞争使面板厂商的思维产生了变化;他们想找到解决方案。许多MMG显示面板是在这一时期开发的,其中许多至今仍在量产。这些MMG显示面板都是在8.5代线工厂生产的,例子如下:

43英寸和23英寸面板(三星显示)

42英寸和21.5英寸面板(友达光电和乐金显示)

42.5和18.5英寸面板(京东方)

60和32英寸面板(三星显示、乐金显示)

65和32英寸面板(三星显示、乐金显示)

41.5英寸和23.6英寸面板(群创、华星光电)

65和55英寸面板(乐金显示)

42.5英寸面板,在8.5代线工厂进行10片切割(乐金显示、京东方)

49英寸和75英寸面板(乐金显示)

图2中显示了MMG的例子。

图2:8.5代线工厂的MMG

Source: Omdia

2017年:群创开发8.6代线工厂,惠科紧随其后

8.5代线产品(如32-、40-42-、46-49-和55英寸面板)之间的激烈竞争刺激了群创改变思维。它开始进一步扩大8.5代线玻璃基板,以促进更大的面板尺寸,避免激烈的竞争,同时增加对不同尺寸的需求。

群创与光刻工具制造商(如佳能)和光掩模制造商进行了会谈,以创新玻璃基板的尺寸;其8.6代线的想法是使用2250x2600毫米的玻璃基板,这比8.5代线2250x2500毫米的玻璃基板略大。在这里,玻璃基板的长度侧被扩大以产生更大尺寸的面板。

由群创发起的8.6代线工厂后来被中国大陆许多液晶面板厂商复制并发扬光大,逐渐改变了液晶电视面板的尺寸。

8.6代线工厂生产了以下尺寸的显示面板:

32英寸,18片切割,面板化效率为87%

50英寸,8片切割,面板化效率94%

58英寸,6次切割,面板化效率为95%

45英寸和23.6英寸(或21.5英寸)的MMG,8片切割,面板化效率为94%

8.6代线工厂的50英寸尺寸是为了与8.5代线工厂的48和49英寸竞争。8.6代线工厂的45英寸尺寸是为了与8.5代线工厂的42和43英寸竞争。如图3和图4所示,8.6代线工厂的58英寸尺寸是为了与8.5代线工厂的55英寸竞争。

图3:8.6代线50和58英寸面板的生产情况

Source: Omdia

图4:8.6代线生产的45英寸和23.6英寸MMG

Source: Omdia

作为一个小众策略的企业,群创的策略得到了回报,8.6代线工厂被广泛接受。

中国大陆的惠科很快就追随了群创,所有惠科的8.x代线工厂,从H1到H5,都配备了8.6代线。彩虹光电的主导工程师们也选择了8.6代线。群创的8.6代线理念始于中国台湾,但在中国大陆得到了蓬勃发展。

2018年:中国大陆新进入者模仿8.6代线的想法,做8.6代线以上的产品

随着50英寸显示面板的普及,中国大陆面板厂商中的后来者(彩虹光电、中电熊猫和其他公司)追随推出了8.6代线工厂。彩虹光电和中电熊猫的新工厂(后来在2020年被京东方收购)都采用了8.6代线的理念;这些公司建立了8.6代线工厂而不是8.5代线工厂。

由于各种设计规则和面板设计空间,一些面板厂商甚至开发了8.6代线工厂的各种衍生玻璃基板尺寸,包括2250x2610毫米和2290x2620毫米的玻璃基板尺寸;这些被称为 "8.6+代线"。一些面板厂商甚至提出了2300x2700毫米基板尺寸的想法,称为 "8.7代线",以生产65和75英寸产品,与10.5代线工厂竞争。最后,8.7代线的想法没有得到实现。

这些活动见表1和表2。

表1:2018年八代线、8.5代线、8.6代线和8.6+代线工厂的情况

表2:八代线、8.5代线、8.6代线、8.6+代线工厂情况及切割效率

Source: Omdia

8.6代线工厂的盛行帮助50英寸尺寸击败了46-49英寸尺寸段,成为主流的液晶电视面板尺寸。

政府的支持对8.6代线工厂也是有利的;要说服政府建造新的8.6代线工厂比建造旧的8.5代线工厂更容易。因此,当新加入的公司申请政府支持在中国建设新工厂时,他们用8.6代线工厂而不是8.5代线工厂来说服政府。

8.6代线液晶面板厂的产量持续增长;8.6代线工厂的产能已从2017年的510万平方米增长到2022年的6940万平方米。预计2025年将进一步增长到1.229亿平方米。

2019年至今:将一些8.5代线产能转移到IT面板上

八代线、8.5代线和8.6代线工厂最初都是为液晶电视应用而设。然而,面板厂商认为在8.5代线或8.6代线工厂生产IT面板(包括桌上型显示器、笔记本电脑和平板电脑面板)有以下原因:

良好的玻璃基板切割效率

因应液晶电视面板供过于求的风险

笔电和LCD桌上型显示器面板的需求稳定,而液晶电视面板的需求则波动很大;IT面板对价格的敏感度也较低

为了应对新的面板尺寸趋势(例如更大尺寸的桌上型显示器和笔电面板)和新的长宽比

将更多的液晶电视面板生产转移到10.5代线工厂,从而将8.5代线或8.6代线工厂的产能用于IT面板生产

一个例子是所谓的新16:10长宽比笔电面板;这些面板的价格比16:9的面板高10-20%。

对16:10笔电面板的需求正在快速增长,而且增长速度超过了对16:9笔电面板的需求。这是因为鉴于工作中不断上升的多屏幕趋势。

由于生产效率和玻璃利用率较低,16:10面板的价格比传统的16:9产品要高。较低的生产效率导致面板厂商的成本增加。如果16:10面板采用特殊的T-con和显示驱动芯片(DDIC),也会产生额外的成本。当在不同世代线工厂生产16:10笔记本电脑面板时,16:10面板的切割效率比16:9面板低10%-20%。同时,如果16:10面板具有IPS广视角、250尼特高亮度、低功耗、低蓝光和超轻背光板等特点,成本溢价也会增加。

表3:各世代线工厂的14英寸面板化(切割)和成本溢价

图5:8.5代线工厂中14英寸16:9与16:10面板的对比

2021-2022年:三星显示将其8.5代线LCD工厂转换为8.5代线QD OLED工厂

从2018年开始,三星显示通过依次重组其传统的LCD工厂,逐渐从LCD面板业务中退出。它的一些8.5代线LCD产能已经被改造和修正,以生产QD OLED(或所谓的量子显示)面板。

三星显示的Q1工厂是世界上第一座8.5代线QD OLED工厂(它是三星显示改造的传统8.5代线LCD工厂)。Q1工厂在2021年四季度进行了试运行,并在2022年一季度开始量产55和65英寸QD OLED电视面板以及34英寸QD OLED桌上型显示器面板。同时,中国的一家新公司,泰嘉光电,购买了从三星显示8.5代线工厂拆下来的陈旧设备,并将这些设备重新装载到中国。在印度,Vedanta宣布计划投资该国第一座8.5代线TFT LCD工厂。

2023年~:用于IT产品的新8.6代线LCD和OLED面板

由于液晶电视面板产能已相当充足,而IT面板需求长期旺盛,面板厂商开始计划为IT面板和OLED面板新建8.6代线工厂。他们的计划如下;一些已经进入建设阶段,而其他仍处于规划和评估阶段。

华星光电的T9 TFT LCD工厂:8.6代线工厂用于IT面板生产,采用非晶硅和氧化物TFT LCD技术。该工厂计划从2022年第四季度开始投入玻璃基板。

天马的TM19 TFT LCD工厂:8.6代线工厂用于生产IT面板,采用非晶硅和氧化物TFT LCD技术。该工厂正在进行规划。

康佳的K2 TFT LCD工厂:8.6代线工厂用于IT面板生产,采用非晶硅和氧化物TFT LCD技术。该工厂正在进行可行性研究。

京东方位于中国成都的B16 8.6代线OLED工厂。该工厂正在进行可行性研究。

三星的新8.5代线OLED工厂:一座用于OLED IT面板生产的8.5代线工厂。该工厂正在规划中。

友达在中国台湾新的8.6代线或8.7代线LTPS与Oxide复合TFT LCD工厂,用于IT面板生产,并同时做Micro LED 。该工厂正在规划中。

综上所述,我们可以将8.5代线和8.6代线工厂的历史整合如下:

2006年:夏普的第一座八代线工厂

2007年:三星显示的第一座8.5代线工厂

2007-2017年:8.5代线工厂的盛行和46、47、48和49英寸之间的竞争

2012年:乐金显示开始生产8.5代线WOLED面板

2015年开始:8.5代线的MMG

2017年:群创发起了8.6代线的想法,惠科紧随其后

2018年:中国大陆市场新进入者模仿8.6代线的想法

2019年至今:一些8.5代线的产能被转移到IT面板上

2021-2022年:三星显示将其8.5代线LCD工厂转换为8.5代线QD OLED工厂

2022年:新的8.6代线LCD和OLED工厂用于IT产品生产

8.6代线是现在和未来。在产能方面,8.5代线TFT产能(包括LCD、WOLED和QD OLED)仍然大于8.6代线;然而,8.6代线工厂的扩张势头更加强劲。

8.5代线产能从2019年开始下降,主要原因是三星显示和松下LCD等面板厂商的重组,以及乐金显示八代线工厂的产能重组。然而,8.5代线产能将从2023年开始逐渐回升,原因有几个 ─ WOLED和QD OLED面板的新产能,以及印度Vedanta和中国泰嘉的产能。

图片

8.6代线TFT产能,包括TFT LCD、WOLED、QD OLED和RGB OLED面板,预计将从2020年的3890万平方米增长到2025年的12290万平方米。

因此,2025年,8.5代线和8.6代线TFT阵列产能将分别为1.512亿平方米和1.229亿平方米。

图6:八代线、8.5代线和8.6代线TFT产能(包括LCD和OLED)

Source: Omdia

 
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