“蝴蝶效应”现身LCD

作者:胡小娟 江兰 徐亚岚 宋妍 | 日期:2004-02-22 | 字体:
  【互联网周刊专稿】随着各方资本竞相涌入液晶面板产业,从IT、通讯到家电行业的各个角落都将很快地感受到LCD引发的“蝴蝶效应”

  热钱涌流

  2003年,芯片产业投资依然火爆,但已经不再是资本眷顾的唯一核心,新的投资热潮出现在并不为大众所熟知的液晶面板产业。

  京东方在以3.8亿美元“杠杆收购”韩国现代TFT-LCD业务几个月后,几经精巧安排,京东方当家人王东升进入了另一个规模更大的超豪华赌局—耗资110.5亿港元,收购全球出货量第二大(包含代工)的中国台湾显示器大厂冠捷的股权,而此笔投资也让京东方跃入世界LCD大厂的竞争者名单之中。

  2003年年底,上广电与NEC在沪合资生产TFT- LCD,公司投资总额为4亿5千万美元,其中SVA与NEC分别拥有75%与25%的股份。其产品主要面向中国市场,该生产线将成为中国第一条含有板阵列工艺的TFT-LCD生产线。

  中国大陆出现的投资热潮,标志着这个产业的格局即将被改变。实际上一直以来,在这个完整的产业链中,日本控制着上游的原材料,韩国和中国台湾瓜分了面板制造市场,下游的整机厂则在整个亚太地区蓬勃发展。

  据预计,2004年台式机和笔记本电脑用的液晶显示屏总发货量将达到1.15亿片。不仅PC用液晶显示屏市场需求大幅增加,数字电视相关法规的完善也使得液晶电视的需求在2004年开始增温,同时彩屏手机换机潮也将影响中小尺寸LCD面板的需求,那么生产商能够生产出足够多的TFT -LCD面板吗?

  事实上,敏锐的产业界在2003年初就开始大规模地寻求液晶面板产能扩张。2003年6月曾经传出“将与日立联手生产液晶”传闻的索尼,最终选择了与韩国三星电子成立合资企业进入液晶面板生产领域。对此,日本夏普社长町田胜彦不仅没有强敌到来的紧张,反而说:“我们迎来了一支强有力的援军”。他认为这正好证明了液晶电视正在成为大画面薄型电视机的主流。

  与此同时,围绕液晶面板的周边产业也毫不逊色:美国光纤设备厂商康宁(Corning)投资6亿美元以扩大LCD玻璃底材产能;宏芯科技(Terawins)也加入LCD控制芯片战局,扬言2004年要拿下全球7%的市场占有率。

  尽管风险巨大,中国大陆企业仍然积极进入这个领域,地方政府也持支持态度。这一方面是为了国家利益和掌握核心技术,有利于当地产业的升级、促进就业和地方竞争力的提高;另一方面,高风险意味着高利润,而TFT-LCD的利润正是以千万美金来计算的。

   从TFT-LCD的全球产业格局来看,随着日本LCD产业的逐渐没落,韩国和中国台湾迅速崛起,而中国大陆这方面的人才很少。另外,一条5代线最少需要10亿美元投资,由于设备折旧率快,还要不断扩大规模、建造新线,因此投产TFT,就意味着走上了巨资不断投入的不归路。其实除了上广电、京东方之外,如海尔、TCL、长虹都曾经有过相关的投资计划,但巨额资金投入和巨大的风险令很多欲染指其中的企业驻足观望。然而,资本的特性总是追逐超额利润。动辄以亿为单位的巨额投资和增产幅度均超过100%的产能增长的背后,必定是巨大的利润空间和市场需求。难怪业内人士说:这个产业就是规模的较量,是资金雄厚程度的较量。

  产能争夺战

  市场研究和咨询公司DisplaySearch日前再次提升了对2004年液晶显示器(TFT-LCD)设备支出的预测。根据该公司最新的季度液晶显示器供需和资本开支报告,2004年液晶显示器设备开支将达到94.2亿美元,比历史最高的2000年还要增长41%。DisplaySearch的报告更预测,2008年液晶电视市场将发展到5000万台的规模。

  如此大的市场,对于液晶显示器厂商和彩电生产商而言是喜忧参半,因为在液晶面板上游领域,他们没有话语权。

  上游的话语权

  液晶显示器的价格受玻璃基板、彩色滤光片CF(Color filter)、冷阴极荧光灯管(CCFL)限制。而决定液晶电视成本的关键因素有两个,一个是液晶面板采用的玻璃基板尺寸,另一个是液晶面板上游的原材料成本,而原材料成本大约占液晶电视的70%到80%。

  玻璃基板对液晶显示器和液晶电视行业犹如硅晶圆对半导体行业之重要。离开玻璃基板厂家提供的新一代生产线所使用的玻璃基板,液晶显示器和液晶电视的生产线更新换代不过是空谈。

  即便原先TFT-LCD液晶玻璃供应商都在争相扩充产能,未来仍可能出现供不应求的情况,而且这种情况未必能在2004年得到缓解。DisplaySearch的分析师Ross Young警告说:“如果液晶电视和显示器销量达到我们预期的水平,2004年底可能出现短缺。”TFT-LCD的各个关键的原材料都存在产能问题。

  TFT-LCD使用的玻璃不到0.8毫米,面积大,运输成本极高。由于生产技术高度复杂与高深,全世界只有4家公司能够制造玻璃基板:美国康宁、日本旭硝子(日语玻璃的意思)、日本电气硝子、日本板硝子。不仅产能有限,而且产能提升缓慢。这四家公司在日本、中国台湾和韩国设立了分公司。但鉴于目前中国大陆的液晶电视需求量很低,玻璃基板需求量远达不到建设玻璃基板熔炉的规模,以上企业并不急于在中国大陆投资建设玻璃基板熔炉。

  中国大陆的彩电企业现在只能外购液晶电视最核心的TFT-LCD面板,即便是到2005年,30英寸以上大屏幕液晶彩电用的TFT-LCD面板仍然要外购。一般而言TFT-LCD面板周围必须有相对应的原材料或者关键元件工厂,因为TFT-LCD面板所需要的彩色滤光片也是厚度不到1毫米的大面积玻璃制品,对于运输的要求很高。偏光板和背光模组用的CCFL灯管、导光板都有一定的运输成本,TFT-LCD本身运输成本也不低,这样单运输成本就多了50%以上。中国台湾、韩国和日本在规划TFT-LCD面板厂时一般都考虑到预留上下游厂家所用土地,目前基本上是每个TFT-LCD面板厂周围都有相对应的上下游厂家。中国大陆涉足TFT-LCD面板生产的厂商吉林彩晶数码高科、上海广电及北京东方科技集团的BOE-Hydis公司目前并未考虑这一环节,因此难以解决玻璃基板的问题。如此一来,价格就会受制于人且其降价空间极低,在技术及成本上都有不利之处。液晶显示器厂商还必须面对另一个难题—现在很多液晶面板厂商都不愿意提供15英寸的面板,这是一个致命打击。

  与TFT-LCD相比LCD-TV所使用的彩色滤光片有特殊之处,第一是尺寸要大很多,第二是性能要求很高,制作难度非常高,需要高深的光学知识和化工知识,同时彩色滤光片的厂家必须与颜料光阻生产厂家紧密合作配合。彩色滤光片生产线投资巨大,是高风险行业,一旦产品跟不上LCD模组的步伐,投资兴建的生产线就要报废。在LCD走的已经比较前沿的中国台湾地区目前也只有五家彩色滤光片企业。韩国目前只有三星能够自己制造彩色滤光片,但是其彩色滤光片厂投资巨大,产量不高,只能满足三星70%的用量。其滤光片厂对成本的减低效果并不明显。以目前的产量看,彩色滤光片很快会供不应求。即便全世界的彩色滤光片都用上仍无法满足市场需求,彩色滤光片涨价已经成为定局。

  价格双刃剑

  作为液晶显示器主要零部件的面板,其成本占到了整个显示器的70%以上。过去的4年间,面板的价格一直维持着后半年下跌前半年稳步增长,不过2003年底到2004年初却是一个例外,不但没有下跌,相反涨幅随着日渐临近新年而越来越大。是什么使得液晶面板的价格节节攀升?

  原材料是决定面板价格的最大成本因素。背光膜、彩色滤光片和玻璃基板是其中最为重要的,如果没有这两种材料的顺利供应,面板厂商的生产将面临很大的问题。而原材料更多的是由日本企业垄断市场,尤其是在背光膜和彩色滤光片上。一些面板厂商指出,由于液晶面板的扩产速度过快,而上游的原材料配合扩产速度缓慢,加上第5代以后的制造与技术与以往的第3、第4代不同,这使得5代以后的生产线在扩充基板投片量时,将会受到更多限制。就连已经投产5代线的友达都公开表达了对于今年原材料、水电等供应上的隐忧。

  价格攀生刺激了人们的投资热情,尤其是在中国,这使得原本就显得紧张的原料供应与产能之间的矛盾更加激化。而对于已经在LCD市场低迷情况下彷徨多年的日本企业来说,这无疑是个难得的好机会。在2003年的中期结算中,东芝的液晶面板业务大受鼓舞,尽管在上半财年,整个东芝的亏损额达到了322亿日元,但中小型液晶面板业务却拉动了电子设备业务,其营业利润达到了266亿日元,同比增加了454%。

  资本软肋

  去年以来的价格持续上涨,究竟是福是祸?看不见的手在指挥着人们的步伐。诱人的市场也吸引了众多厂商蜂拥而入。厂商们纷纷投巨资建厂扩产,并购不断,大者恒大,弱者几乎无法生存,竞争之烈简直到了疯狂的程度。

  相对低廉的劳动力成本加上日益膨胀的终端市场需求,也从多个方面带动了中国大陆LCD产业规模的扩大。据南京华日液晶显示技术有限公司总经理葛卫平介绍,目前中国大陆地区共有82家LCD生产企业,其中华南地区47家,华中20家,华北15家。不过这些企业基本上都集中在中、小尺寸上。2003年底进入LCD领域的京东方和SVA意在大尺寸液晶面板,计划于2005年实现量产。

  有人用“蛙跳”来形容近年来中国大陆IT行业的发展,但TFT-LCD产业的特性是循序渐进,产能基本分布在亚洲的日本、韩国和中国台湾,中国台湾的TFT-LCD产业至少花费五年以上的时间才有今天的地步。随着中国大陆LCD行业前进速度加快,整个产业链的供应显得较为滞后,特别像高端显示器控制IC、彩膜等一些关键元器件和材料仍主要依赖进口,一旦出现全球供货紧张的局面,原材料的供应将成为制约制造商发展的瓶颈之一。

  另外由于TFT-LCD的前段制程仍须半导体技术支持,这些都是中国大陆厂商所欠缺的,即便没有资金的压力,经由合作或者购并得到技术,但制程的经验是无法买到的,这需要大批的人才经由一段时间的努力才能换来。即便未来有企业愿意投资TFT-LCD面板,其成本也高于中国台湾的企业。

  显示器厂商曾经将希望寄托于上游技术改进带来的成本降低。近期各厂商相继展出了第7代生产设备,与以往不同的是,此次很难在改进原来设备设计的同时降低成本。因为以前的设备换代都有2到3年的间隔,而第6代和第7代之间相隔时间却非常短。多数生产设备厂商仍然使用第6代设备的设计思路。生产设备厂商也表示:“难以像原来换代那样降低成本”。

  价格是一把双刃剑,这同样适用于供不应求的LCD上游厂商。唯有液晶电视和液晶显示器的价格大幅下降,才能显著刺激销售。成本的降低不得不靠技术的革新,正如町田胜彦所说:“5到6年后,在这期间不懈开发新技术的企业将获胜并生存下来”。

  亚洲人的高科技产业

  液晶产业是唯一一个所有领先技术都集中在亚洲国家的高科技产业,被称作“亚洲人的高科技产业”。事实上,在液晶面板领域,日本是先行者,正是他们将LCD推向了广阔的市场,在1998年以前几乎占据了全球市场的100%。但是韩国和中国台湾企业的后来崛起使液晶这个高成本高价位的产品利润日渐趋薄,此后松下、日立、三洋、东芝等日本厂商基本都停止了扩张,只有夏普还在坚持作战。作为一个在消费电子领域独领风骚的强国,从没有哪个产品像LCD一样,让日本人以如此快的速度丧失了市场占有率。现在的液晶面板供应,则是日本、韩国、中国台湾地区三分天下的局面,其中更以韩国企业的发展最具代表性,从最初的代工发展成为了拥有自主技术的国际品牌。

  三星和LG是韩国电子行业的领头羊,也是全球市场上最为重要的面板供应商。过去三星在液晶显示器上比LG要略胜一筹,但是自从LG与菲利浦实现了跨国界的强强联合后,他们两者在这个领域就难分高下了,并且一直牢牢占据着LCD面板市场的前两名。紧随其后的,是中国台湾地区的友达光电和奇美。

  后来者居上

  尽管韩国占据了最重要的席位,但液晶面板领域最具成长性的应该是来自中国台湾地区的企业。其实,中国台湾开始量产液晶面板也只是最近3年的事,但所幸的是,液晶面板的生产与半导体的制造颇为相似,得益于半导体产业的顺利发展,中国台湾积累了不少技术和人才资源,这使得中国台湾企业在介入液晶面板之后能够如鱼得水,很快地提升品质。更为重要的一点是中国台湾的液晶面板投资者,在整个产业发展并不明朗甚至是低迷的情况下,仍然勇于投资,而不是像日本企业那样停止扩张。这使他们能够在短短的几年间形成在这一领域的优势。价格的攀升对中国台湾企业来说,正是抢占地盘的好时机。友达光电借助前几年在市场上打下的基业,不断地进行扩张,苏州的第5代线早已于2002年9月建成投产,6代线也在建设当中,而华映董事长林镇弘不久前接受媒体采访时也表示华映在未来三年内将跳过5代线,投资1000亿新台币用于第六代厂的建设和4.5代厂的扩建以及等离子电视面板。还有更多的企业也还在谋划着5代、6代的量产。

  不过,到目前为止,中国台湾企业的优势仍然更多地集中在传统的中小尺寸面板上,他们也已清醒地认识到了自己的问题。华映董事长林镇弘更看好日本厂商,他认为,液晶电视领域是未来最重要的方向,从全球液晶电视领域中胜出的关键,一是品牌营销,一是技术,而拥有这两方面的只有日本厂商。中国台湾在品牌和数字化技术上很难与之竞争,所以中国台湾需要和日本的合作;LCD是一个高投资的行业,在日本除了夏普外,其他厂商都不再投资扩建,而是将技术转让给中国台湾厂商,由他们来进行制造,以缩减自身的投资成本,“日本与中国台湾的合作是必然的。” 2004年,日立和富士通都将扩大对中国台湾大尺寸LCD的采购规模,日立将由瀚宇彩晶以 OEM方式生产 28英寸 LCD,而富士通将把22英寸LCD的生产交由奇美电子,而在更大型的面板方面,将与友达联合开发30英寸的LCD。

  中国台湾地区的企业形象地把这个联合称作“联日抗韩”,对于索尼和三星的合作,他们认为,这只是CTR领域的老大索尼被凭借液晶而制胜的夏普“逼急了”后,所寻求的对抗方式而已。目前称霸液晶面板市场的韩国,会如何应对中国台湾企业和日本企业之间这个可能的潜在联盟呢?似乎还难以看出端倪。与此同时,中国内地的几个新生产线并不被看好,京东方、上广电目前还只有第三代生产线,似乎距离未来激烈的市场角逐还很远,人们也在纷纷质疑,等到京东方们建好了第5代,别人的第6、第7代技术也已经成熟了,那么现在做第5代还有意义吗?上广电NEC总经理周家春表示,尽管竞争激烈,上广电目前的主要产品仍将是市场上的主流产品,而下一代的生产线瞄准的是液晶电视面板,不是第6代就是第7代。

  行业的异动

  厂商间隐约可闻的火药味让敏感的人们嗅到了液晶面板行业的异动。

  产能迅速扩张的背后,掩映着新的格局。中国台湾地区厂商在资本支出方面仍将占领先地位,2003年该地区液晶显示器设备支出占据全球49%的份额,2004年将达到50%, 2005年仍将保持资本支出的领先优势;并不被看好的中国大陆由于在2004年将建设第5代工厂,设备支出将占全球的11%,而日本相应地将从26%降到10%,韩国将维持着稳定的增长,将从2003年的24%增加到28%。

  由于液晶面板在欧洲和美国市场基本趋于稳定,尤其是美国的 PDP和背投相对成熟,在液晶电视上并不积极,市场将更多地以亚洲为中心。而目前中国大陆还没有能够自己生产液晶面板原材料的厂家,而市场格局的演变,中国(包括台湾地区和大陆)持续不断的投资热潮,将使得供需不平衡在未来的半年中仍然继续下去。不少业内人士认为,全球市场上,液晶面板的供应今年将基本平衡,价格上涨也将在第四季度趋于缓和,但是中国市场将给价格上涨趋势的局面增添多少变化的因素,目前还难以确定。

  有分析机构还认为,液晶面板的应用中心将由PC转向液晶电视。这个转变显然与数字电视的进一步普及有关。而去年中国政府也已经宣布开放数字电视播放,到2008年,中国内地至少有3.5亿美元的从CTR到LCD的换代需要。据悉,目前海尔已经宣布与华映扩大合作领域,将从PDP扩展到LCD电视面板,友达光电也已经准备与长虹等企业进行合作。

  另一个更为清晰的转变,则是技术的进步将促进液晶显示器和液晶电视的融合。目前液晶显示器和液晶电视所使用的面板有所不同,相对而言,液晶电视的面板在亮度、视角、对比度上都优于显示器面板,融合将会给整个市场带来更多的机遇。尽管由于受到价格的限制,液晶电视还无法和时下正赶时髦的PDP等离子、数字高清(HDTV)、背投等名词争宠,但众多显示器厂商都已经开始推出具有电视功能的液晶显示器,这也许正是融合的一个讯号。

  原理、质量、成本

  经过30多年的发展,液晶显示技术从单色到彩色,从厚重到轻薄,实现了多次的技术飞跃和工艺革新,并且也为不同领域的应用发展出多个分支。但在统一的“液晶”名号下,这一庞大的显示家族的成员都以同样的原理进行工作,它们的组成至今也是大同小异。

  液晶本身并不发光,它属于背光型显示器件。它的发光单位是屏幕上均匀排列的细小的液晶颗粒,通过集成电路控制“阻断”或者“通过”光线来实现画面显示。通电后,背光灯点亮,如果液晶颗粒完全打开,则屏幕显示为全白;如果完全关闭,则屏幕显示为全黑。

  因此这种模式被称作“定点形式”,它不如CRT显示模式那么有弹性,只有在“真实解析度”下才能还原最佳的影像画质。做一个简单的试验,在记事本程序中输入字母M,并将字体缩到很小。这时,在CRT上仍然可以辨别出M的棱角,而在LCD上,字母则变成了一团黑点。

  真实解析度是由液晶象素的总数决定的。将液晶倒入固定的模具中,就形成了“液晶盒”,每一组红绿蓝液晶盒组合在一起就构成了一个液晶象素。能否生成完全合格的液晶象素是制约液晶面板质量高低的关键因素。拿一台15英寸的液晶显示器为例,假设它的解析度为1024x768,那么液晶面板上就需要1024x768x3=236万个液晶盒。用解析度去除显示器的长304.1毫米,和宽228.1毫米,则可知,每个液晶盒的面积仅为0.297x0.099平方毫米。另外,为了控制液晶的通断,还需要给这236万个液晶盒分别装上一个晶体管。可以想见,液晶面板对生产工艺的苛求程度,按照现在的工艺,某些面板上出现失效的液晶单元是在所难免的。这些失效的象素常被叫做“坏点”。

  事实上,TFT与CRT生产成本基本持平,而坏点的存在降低了TFT产品的良品率,从而导致液晶面板的价格居高不下。另一方面,坏点的数量也成为衡量液晶面板等级的标准。A级及其质量更高的液晶面板一般提供给知名的整机厂商,用来生产高质高价的液晶显示器;低于A级标准的则被分割成更小的板子以作它用,或者提供给小型企业生产出低质低价的液晶显示器,并进而向低消费地区倾销。

  液晶技术的竞争对手

  1992年到1993年期间,日美发生了贸易磨擦,由此日本拒绝向美国出口有源矩阵液晶显示器件,而这种液晶显示器件是美军在海湾战争中必不可少的高新装备之一。日方的拒售直接影响到了美军的军事实力。因此,克林顿政府于1994年宣布,在此后5年内投资6亿美元扶植美国平板显示器件产业。

  虽然美国的很多研究所和科学家都参与到了这场竞争,而且也取得了不少成绩,但是这些研究都在大规模投产中遇到了障碍,几乎没有一家可以用与日本相同的投资建立一条与日本产品可以抗争的大规模液晶显示器件生产线。在花费了数亿美元后,美国放弃了对液晶显示器件的研发。

  不过,在这次竞争中,美国的科学家也发现了一些新的显示技术,如FED(场发射技术)和OLED(有机发光二极管)。这些平板显示器件具有很多液晶显示器件所没有的优点,又兼备其固有的优点。

  FED的显示原理类似于CRT,都是由阴极发射电子,撞击荧光屏发光。只是FED中的阴极射线管被场发射阵列平面阴极代替,它在很大程度上依赖于纳米材料工业的发展。FED实现了高亮度、高响应速度、真彩色和宽视野,同时避免了CRT的电磁辐射和X射线辐射。

  与液晶相比,OLED更轻薄,视角更广,刷新速度是液晶的1000倍,成本也更低。目前开发OLED的巨头中,不少都是当前LCD生产的领导者,在没有收回巨额的液晶生产线成本之前,OLED还很难进入桌面市场。不过手机和数码设备的显示设备已经开始使用OLED显示屏。

  目前,包括日本在内的很多国家已经投入到FED和OLED的研发之中。




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