第393章 弯道超车(中)

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TFT-LCD生产技术难度,跟半导体生产完全不同。

半导体生产线,一般来说,越是早期生产线,消化吸收技术越容易。而LCD,则正好相反!

第一代TFT生产线,那就是难度之王!

这就是中国在一代产线上,摔了两个跟头的根本原因。

大家什么时候听说过,生产线建成,却无法投产的?这还是生产线了吗?

但在一代TFT线上摔跟头的,比比皆是。大陆如此,美国人如此,韩国人如此,台湾也是如此。

关于1代生产线的生产难度,引用当时东芝市场营销部门的一个高级经理所说,

“那时候就像是在一堆垃圾里,寻找一片能用的液晶屏。”

最早进入大批量生产的日本企业,是花了足足四年时间,才渐渐使良率从不到10%上升到了80%。

DTI(IBM与东芝合资)的这条生产线,从投产开始,良率就一直始终很低。截至92年三月,平均每个月仅产出4200片。

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第一代TFT-LCD生产如此困难,最大的原因,是对生产环境的洁净度要求。

由于TFT生产线与半导体生产线,有很大一部分工序重合,但LCD的精度要求比较低(10微米)。

所以这些厂家,就想当然的认为,LCD生产环境,对环境的要求也会比较低(跟小型液晶一样)。

但实际情况正好想法。由于LCD的面积较大,被灰尘污染的概率加大了。另外,在晶圆生产的过程中。一个晶圆,可以被切割为成百,上千颗芯片。这些芯片,有几个被污染了,也没有关系,淘汰就是了。

但是LCD,只有一个,无法淘汰!

第二个原因,是专用设备。

现在各厂家使用的设备,主要是用于制造太阳能电池的通用设备。

电池板的制作,对尘埃颗粒的影响并不敏感。以通用设备加工出来的产品,质量无法保证。

原因被找到以后,各大LCD生产厂家,只能寻找设备厂商(美国应材)寻求帮助,针对性的整改。

新一代的LCD专用设备面世(1993年10月)以后,从1994年开始(2代线)LCD的成品率,就上升到了80%。(设备厂家号称90%)

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过了第一代技术之后,从第二代开始,TFT-LCD的难度,理应很容易了,对吧!

其实不然,它还是很难!

关于早期LCD生产技术难度的一个旁证:

TFT的第一代生产线量产诞生时间是1989年,它的(经济)尺寸是 10英寸。但是时间走到了2000年,这个尺寸也才走到了17英寸。

整整十年时间,LCD的尺寸,仅仅才扩大了7英寸!

下面是当时主流生产线的经济尺寸。

1代线(1991),市场的主流液晶显示器,尺寸为8~10寸。

3代线(1996年),尺寸为12寸。

4代线(2000年),尺寸为17寸。

这里有个概念,要介绍一下,经济尺寸。它指的是在同样的玻璃基板上,生产出来价值最大的产品切割尺寸。

例如,在一块玻璃基板上,可以生产两快10.4英寸的显示器。还有个选择,那就是用生产一块14英寸的显示器。

在早期的液晶市场上,有这么一个规律,叫做大一寸,价格翻一倍。也就是说,17寸的显示器,价格是15寸的四倍。

按照这个规律,14英寸的价格,应该是10英寸的16倍。为什么10英寸会成为经济尺寸?就是因为14英寸的成品率太低,低到售价高16倍,都收不回成本的缘故!

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另一个关于早期LCD生产技术难度的证据。

在2000年之前,市面上销售的液晶显示器,都有个叫做“坏点率”的指标!

这个指标就是说,一块屏上,是允许坏点存在的。只要坏点数小于某个数字,都算合格产品!(小于5个算合格,小于2个算优等品!)

这就说明,以当时的生产工艺,坏点的出现是应该的,而且是必然的!

而这个坏点,过了2000年以后,过了5代生产线之后,就迅速消失了!

大家购买的笔记本也好,桌面显示器也好,电视也好,谁见过坏点了?

为什么在 21世纪初,会有Plasma 等离子电视这种产物。因为在那个年代,没有人相信液晶显示器可以做得这么大!

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但这个结论,很快就被5代线打脸了。

在5代线之前,液晶显示器的主要市场,只是笔记本电脑以及桌面显示器,但是过了2000年,液晶显示器的主要市场,就成了电视。

液晶的尺寸,也开始了大跨步的增长过程。

5代线(2002)的经济尺寸,就来到27寸!,6代线(2004),37寸,8代线(2006),52寸!

在液晶显示器的攻势下,PLASMA,等离子电视彻底失去了生存空间。所有在PLASMA技术上下赌注的厂家,彻底血本无归。

(长虹投资20亿美元,在此之前,长虹是绩优股的代表,这之后,就变成了垃圾股。)

之所以南韩,台湾,乃至之后的大陆,可以在液晶产业上反超日本,根本的原因,并不在于反周期投资。否则为什么韩国,美,和台,在整个90年代,都无法成功?

这些后进者可以反超日本,根本原因,液晶生产技术,发展到5世代的时候,出现了一个大规模降低生产难度的技术!

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为什么日本厂家会给韩国厂家以反超的机会,就是在韩国厂家开发5代线技术的时候,日本人不信!

日本LCD产业内部,普遍认为4代线就已经是液晶工业生产的物理极限。(注1)

由于液晶生产工艺的基本原理,他们认为液晶技术已经发展到了极限!液晶面板的尺寸已经不可能再增大了!

当时的日本厂家,还跑去问韩国人,你们为什么要做这种疯狂的事情(投资)!

等韩国人的技术一面世,日本人就傻眼了。

虽然日本人迅速的反应了过来,并开始全力压制。但是在这短短的几年里,韩国人,在政府的支持下,迅速的成长壮大。三星,LG,都是在那一波发展起来的。

也正是这个技术,使得液晶的屏幕,从此可以迅速增长。也正是这个技术,使得后来的台湾,乃至大陆,相继反超日本!

(注1,有些文献上写5代是极限,是不对的。)

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只要能够找到这个节点技术,LCD产业弯道超车,就成为了可能。这个价值千亿美元的市场,就可以为晶圆产业,源源不断地进行输血!

这就涉及到LCD生产过程中的一个核心工艺。

TFT-LCD的生产过程,与半导体晶圆很接近。除了面积稍微大一些,很多技术和工艺都可以通用。而且LCD的精度要求,在这个阶段非常的低,10微米足够!

那么两者之间有何主要不同呢?

液晶显示器,从名字里就可以看出来,里面有了液晶两个字!这就是区别!

在显示器里加液晶的工艺,就是TFT-LCD的核心工艺!

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液晶技术最开始是在手表和计算器上应用。TFT-LCD 也是从小型液晶,经过接近30年的演化,逐步放大而来的。

TFT液晶生产线上(5代之前),液晶的加注方式,与计算器上用的那种液晶显示器,其工艺,并无本质不同。

这个工艺就是毛细灌注法!

毛细灌注法,是在液晶显示器制作完毕(合体,封闭),把显示器至于液晶池(海绵)之上,经由毛细现象,慢慢吸入液晶。

这个方法,在小型显示器的制造过程中,是有其道理的。因为这个工艺对周边环境要求比较低。就好像我们拿吸管吸水一样,周边的空气环境质量与它无关。

而早期的液晶显示应用,都是电子类产品,例如手表,计算器。这种工艺,与这种电子类工厂的加工环境也比较匹配。

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