面板檢測設備發展現狀研究

潘卓偉

（北京市電子科技情報研究所，北京100009）

1 面板生產工藝分析

液晶面板（LCD）生產制造過程主要包括Array、Cell、Module三個階段。其中第一階段Array 制造工藝主要是對于面板的玻璃基板生產。在第二階段生產工藝中的Cell 中主要是在玻璃基板上形成液晶空盒，在注入液晶后根據需求進行分割，貼合上偏光片經過電信號作圖檢查完成成為液晶面板；最后一個階段的Module 制造工藝把外部的驅動IC 和信號基板連接，并加裝背光源和防護罩，經過檢核合格后就形成了LCD 模組。在上述液晶面板生產過程中，檢測是必須的環節，因此平板顯示檢測的需求也就貫穿全過程。

隨著LCD 國產轉移基本完成，隨著當前各種新型顯示技術發展進程來看，OLED 有望接力LCD 成為未來顯示面板增長新動力，與此同時為國產面板設備廠商發展帶來新契機。OLED 生產工藝在制程上與LCD 相似，也分為Array、Cell 和Module 三大段工藝，其中工藝流程上的最大差異來自于Cell 制程。[7]

OLED 由于采用有機材料制作自發光的RGB 畫素，因此在工藝流程上有所改進，引入了蒸鍍設備、噴墨打印設備等。而在Array 制程和Module 制程，二者設備基本相同。目前OLED 產能仍主要集中在韓國，隨著國內面板廠商逐漸突破OLED 技術，國產OLED 產能將在未來2-3 年進入集中爆發期，帶來國產設備需求主要增量。

2 面板檢測的目的

檢測是平板顯示器件生產各個制造工藝過程的必備環節，在LCD、OLED 等平板顯示器件的生產過程中進行光學、信號、電氣性能等各種功能檢測，其主要目的包括以下六個方面的：（1）確認生產的制造工藝是否完善，通過在線實時監控面板生產過程中的可靠性、穩定性，確保生產順利進行。（2）跟蹤產品的優良率，避免不良品流入下道工序。（3）針對生產過程中的各個流程進行檢測，作出瑕疵產品進一步判斷，確認維修或者報廢；（4）對維修后的不良品進行再次檢測；（5）協同其他相關部門，優化生產制程工藝和流程；（6）通過檢測的環節，可以針對有瑕疵的產品歸類和剖析，進一步提升產線良品率。

3 面板檢測設備現狀分析

顯示面板行業屬于重資金和技術密集型行業，其需要配套產業鏈以及發展環境需要大量資源的參與。目前全球參與競爭主要企業僅10 余家，其基本格局維持在“三國四地”：主要集中在中國大陸、韓國、中國臺灣地區和日本。[5]經過多年的追趕和在政府的一系列政策支持下，我國顯示面板行業迅速發展和提升，改變了全球平板顯示產業的格局，成為重要的一極，國際話語權也日益增強[1]。

在顯示面板生產線的投資中，對設備的投資占產線總投資的60%-80%，其中設備投資總額中的20%來自檢測設備。設備采購搬入是產線建設中僅次于廠房建設的階段，因此通常表現出“產能擴產、設備先行”的特征。中國大陸從2011 年起逐漸承接臺灣和韓國的面板產能建設，增速保持持續較高水平。2018年后，隨著韓國三星、LG 等主要面板廠商繼續關停部分LCD 產能，國內京東方等面板龍頭停止新增LCD 產線投資，未來大陸顯示面板檢測設備廠商在LCD 檢測設備方面的增量將主要來自三個方面：（1）高世代產線投資興建，在2020-2023 年期間相關建設進一步擴大，新增設備訂單；（2）已量產產線對已有設備的更新換代需求帶來部分設備采購；（3）對于面板檢測設備廠商來說，從價值量較低的模組制程設備向價值量較高中前段制程設備切入將打開更大市場空間。

從制造工藝的全流程以及全球視野來看，面板檢測設備目前主要由海外企業主導，尤其是在Cell 段和Array 段，國內大多數企業不具備生產相應檢測設備的能力。如Array 制程中的MIC/MAC、MCD、TTP 設備主要由日本企業V-Technology 公司提供；而AOI、Array test、激光修復和激光氣相沉積設備主要由以色列奧寶科技提供；Cell 段設備供應商則大多以中國臺灣企業為主，如均豪精密、由田新技、致茂電子等。

表1 面板生產工藝及檢測設備企業

4 中國面板檢測設備發展現狀及趨勢分析

面板產線建設周期一般在18-24 個月之間，其中土建時期大約8-12 個月，在此期間一般會完成訂單的招標和確認；廠房封頂后的設備搬入及調試期大約3-6 個月。隨后的面板點亮到爬坡至達產和滿產時間根據各產線稼動率進展略有不同，時間大約在9-12 個月之間。隨著LCD 國產轉移基本完成，OLED有望接力LCD 成為未來顯示面板增長新動力，與此同時為國產面板設備廠商發展帶來新契機。

目前OLED 產能仍主要集中在韓國，隨著國內面板廠商逐漸突破OLED 技術，國產OLED 產能將在未來2-3 年進入集中爆發期，帶來國產設備需求主要增量。我國面板行業雖然起步較晚，但隨著近年來OLED 興起，下游需求爆發，我國本土廠商開始彎道超車。根據相關數據統計來看：2018-2020 年，國內規劃投產的OLED 產線達到10 條，總投資額高達3102 億元，按照70%的設備投資比例，OLED 產線帶來的設備投資增量將達到2171 億元。設備資本開支占產線總投資額的60%-80%左右，其中Array、Cell 和Module 制程的設備價值量占比約為7:2:1。Array和Cell 制程所需設備價值量更大，相應的技術壁壘也較高，目前核心技術基本被國外企業掌握，國產化率較低。Module 制程設備技術壁壘相對較低，目前國內設備廠商已切入部分設備，尤其在模組檢測設備方面，其中精測電子憑借較低的價格和快速反應服務能力在不斷提高其市場份額。

另外，從當下“中美貿易戰”的警示和教訓來看，國產化替代是大勢所趨。面板檢測設備企業迎來了良好的發展機遇，其未來增長空間廣闊。

5 面板檢測設備發展建議

5.1 發揮本地人才和成本優勢，持續加大研發力度

研發實力是平板顯示檢測設備企業在激烈競爭中核心競爭力，而人才和成本優勢是實現研發可持續和穩定推進的重要因素。應該借鑒美國的研究生院制和德國的學徒式研究生培養模式，加大力度培養符合我國面板檢測設備領域的專業人才[6]。

隨著新技術飛速發展，企業更應該持續加大研發力度，形成產品在競爭環境下良好的獨特優勢。面對當前Micro-LED 和Mini-LED 顯示產品性能優異、應用領域廣、市場需求驅動旺盛，勢必會對生產工藝帶來新的挑戰[2]。面臨技術方面要建立核心能力，打破技術封鎖的局面，只有這樣企業在國際競爭中才有話語權[9]。

5.2 借助國產化替代發展機遇，擴大市場占有率

目前隨著我國產線不斷建設以及設備更新，面板檢測設備在Array、Cell 制程中國產化率很低，整體產業創新能力還有待進一步提高，很多材料、裝備仍然依賴進口，本土產業生態鏈體系不夠完備[6]。企業應借助“國產化替代”的重要機遇期，進一步提高市場占有率。不斷夯實產業鏈基礎。

5.3 加大對于面板檢測設備企業知識產權重視

知識產權制度有利于激勵知識產出，同時也應加大對后續商業化的激勵[7]。當前企業跨國并購、全球產業鏈加深的背景下，面板檢測設備企業更要注重如何保護好自己的知識產權，如何發現知識產權在國內外被侵害等諸多問題。需要我們面板檢測企業做好預案，防患于未然。

6 結論

展望2019 年,中國地區新建產線將繼續為全球顯示產業材料和設備的發展提供動能[10]。隨著新一輪半導體景氣的開啟，作為設備領域重要的一部分- 面檢測設備將會得到市場的更多關注。為了提高半導體檢測企業的生產效率，許多企業引進了相關設備管理系統，將傳統的粗放生產管理模式轉為高效的信息化生產管理模式[4]。同時我們也應該看到，檢測設備是各個產業鏈環節中不可或缺的部分，其未來市場空間將逐步擴大。跨領域合作是當前電子信息產業發展的重要特征，創新不再是單點技術、單一產品或單個環節的突破，而是多種技術的鏈式創新[11]。

面板檢測設備將伴隨新型顯示技術產能釋放和持續高研發的技術紅利，其發展態勢必將迎來新的發展機遇，期待中國面板檢測設備無論是在市場規模還是市場地位中將得到進一步提升。