News | 中国工程院制定新材料强国2035发展战略;日本玻璃大王AGC中国落地两条产线;LG注册“Rollable”名称专利
2020-11-09 11:35:17
中国工程院制定面向 2035 的新材料强国发展战略,聚焦先进基础材料、关键战略材料和前沿新材料
近日,中国工程院制定面向 2035 的新材料强国发展战略(以下简称“2035发展战略”),聚焦先进基础材料、关键战略材料、前沿新材料,以及新材料评价、表征、标准平台建设和新材料军民融合等领域,系统开展战略研究工作。
据统计,2019年全球新材料产值达 2.82 万亿美元。全球新材料产业已形成三级梯队竞争格局,各国产业发展各有所长。
第一梯队是美国、日本、欧洲等发达国家和地区,在经济实力、核心技术、研发能力、市场占有率等方面占据绝对优势。
第二梯队是韩国、俄罗斯、中国等国家,新材料产业正处在快速发展时期。
第三梯队是巴西、印度等国家。
从全球看,新材料产业垄断加剧,高端材料技术壁垒日趋显现。大型跨国公司凭借技术研发、资金、人才等优势,以技术、专利等作为壁垒,已在大多数高技术含量、高附加值的新材料产品中占据了主导地位。
我国正处于战略转型期,亟需开辟新的经济增长点,提高环境承载能力,这为我国新材料的大发展提供了难得的历史机遇。在转型升级和新型工业化发展的交汇时期,对新材料的战略需求特别突出,主要体现在运载工具领域、能源动力领域、信息显示领域和生命健康领域。
其中,集成电路与信息显示是我国电子信息产业的两大基石,是信息领域为数不多的千亿美元级产业,带动力和辐射力极强,在我国国民经济中占有极其重要的战略地位,信息显示领域新材料需求见下图。
信息显示领域新材料需求
新型信息技术及产业的发展需要电子信息材料支撑,当前我国电子信息材料研发技术与发达国家存在较大差距。
2035发展战略重点提出关键战略材料领域发展重点及发展方向主要包括:
· 高端装备用特种合金;
· 高性能纤维及其复合材料;
· 新型能源材料;
· 先进半导体材料及芯片制造和封装材料;
· 稀土功能材料;
· 电子陶瓷和人工晶体;
· 先进结构功能一体化陶瓷和功能梯度材料;
· 高性能分离膜材料;
· 新型显示材料;
· 新一代生物医用材料及生物基材料等。
关键战略材料领域发展重点及发展方向
新型显示材料包括OLED/QLED显示材料、Micro/Mini-LED显示材料、激光显示材料和显示基板材料等,2035发展战略中《我国新型显示关键材料发展战略研究》重点对这些材料做了说明:
QD显示及其关键材料
QD显示是利用发光QD材料的显示技术 ,根据发光形式的不同可分为光致发光和电致发光。相应的关键材料为纳米尺寸的QD 材料。
目前生产QD材料和QD背光源器件的上游企业主要有美国QD Vison 公司、Nanosys 公司,英国NANOCO集团等。QD Vision 公司主要使用硒化镉(CdSe)QD,Nanosys 公司和 NANOCO 集团则使用磷化铟(InP)QD;由于欧盟禁售含镉元素(有毒性)的电子产品,CdSe 已淡出商业应用。
韩国的技术研发以三星电子公司为核心单位,联合首尔大学、韩国科学技术研究院等科研单位协作开展;2016 年三星电子公司收购了 QD Vision 公司。其他 QD 材料,如钙钛矿 QD、碳点,属于新兴的 QD 材料研究方向,有关研究正在逐步深化。
Mini/Micro-LED 显示及其关键材料
Mini/Micro-LED 显示是由微米级半导体发光像元阵列组成的新型显示技术,是显示技术与 LED 技术复合集成的综合性技术。GaN 发光材料与高迁移率的半导体材料、驱动技术、巨量转移技术等是 Mini/Micro-LED 显示的关键材料和技术。
在 10 余年前,Mini/Micro-LED 显示引起了研究人员的关注。法国原子能委员会电子与信息技术实验室(CEA-LETI)推出了面向虚拟现实/ 增强现实显示应用的全彩显示器件,像素点尺寸仅为 10 μm。
日本索尼集团在 2012 年发布的 55 in“Crystal LED Display”,对比度可达百万比一,色彩饱和度可达 140% NTSC(美国国家电视标准委员会制定的彩色电视广播标准),响应速度快、使用寿命长;2016 年日本索尼集团推出了“模块化拼接”工艺,即经多片模组拼接成更大尺寸显示屏。
2018年,韩国三星公司发布了大尺寸 MiniLED(LED尺寸约为60~100 µm)显示墙样机和产品。
激光显示及其关键材料
激光显示是以红、绿、蓝三基色(或多基色)激光为光源的新型显示技术,具有大尺寸/超大尺寸、大色域、超高清、高观赏舒适度等优点,关键材料包括三基色激光材料、超高清成像材料。
日本、韩国和美国在 20 世纪 90 年代启动了激光显示关键技术研究布局,通过美国能源部计划、日本科技基本计划等国家项目予以引导,支持相关企业开展技术攻关。
日本日亚化学株式会社、三菱电机集团等已投入约 32 亿美元研发三基色(半导体激光器)激光显示,其中镓铟磷(GaInP)红光、氮化镓(GaN)蓝绿光激光显示的功率和寿命等关键指标国际领先。美国德州仪器公司、日本索尼集团等基本垄断了 2K/4K 分辨率的反射式数字微镜(DMD)、反射式硅基液晶(LCOS)等激光显示超高清图像处理芯片供应。
基板材料及其他
液晶显示作为当下主流的显示产品,涉及液晶、玻璃基板、光学膜三大基础材料 。在高端液晶材料市场方面,德国默克集团,日本智索株式会社、 DIC 株式会社、ADK 公司等具有主导优势。
在玻璃基板材料方面,美国康宁公司、日本旭硝子株式会社等具有市场主导地位。在光学薄膜方面,中高档光学薄膜产品主要来自日本东丽株式会社、美国明昵苏达矿业及机器制造(3M)公司、韩国 SKC 有限公司,大部分关键原料具有较高的技术门槛。
柔性显示是由柔性电子元件组装而成的可以卷起变形的显示器,在移动设备、可穿戴设备等领域有着广阔的前景。相关的关键材料是柔性基板材料,聚酰亚胺(PI)基板具备优异的耐热性能和尺寸稳定性,是柔性 OLED 显示的关键核心材料。
目前,美国和日本公司,如杜邦公司、宇部兴产株式会社、钟渊化学工业株式会社、东丽株式会社在耐高温电子级 PI(黄色)、光学级 PT(无色透明)供应方面具有垄断性地位,销售量占全球 PI 市场的 70% 以上。2019 年折叠屏手机产品成功商业化,伴随着柔性显示技术的扩大应用,未来 PI 的需求量将稳步增长。
AGC中国落地两条技术生产线 上田敏裕:希望中国工厂引领世界
素有日本“玻璃大王”之称的AGC(原名旭硝子)已经准备好了今年在中国舞台的亮相。
“参加进博会,一是可以通过这个平台看到中国市场之大,另一方面,我们希望在中国最具开放性的舞台上,向全世界展示AGC的技术实力。”连续第三年参加进博会的AGC集团执行董事、中国总代表上田敏裕透露,今年将准备近二十款涉及5G、半导体、轨道交通等围绕“新基建”主题的展品参展进博会。
在新品亮相之前,AGC在中国市场投资的两大重点项目刚刚落地。分别是位于苏州工厂的3D曲面复杂形状车载显示器盖板玻璃生产线,以及AGC深圳显示器公司与其客户深圳市华星光电半导体显示技术有限公司的合资项目——第11代TFT-LCD用玻璃基板生产线。
其中,苏州工厂的生产线建成后,将成为行业先进的大型3D和复杂造型的车载盖板玻璃量产线。
上田敏裕坦陈:“这项技术目前在汽车市场的份额并不大,市场尚处在爆发前夜。”但AGC在长期制作汽车玻璃的过程中,发现很多厂商对于车载盖板玻璃的形状要求愈加复杂,面积也越来越大,电动汽车、智能汽车等新式车型的不断迭代,也催生了对汽车玻璃的更多需求。
“我们常说的汽车玻璃是指挡风玻璃,这是普通的汽车玻璃业务。”上田敏裕进一步解释称,以苏州工厂新的生产线为例,AGC拥有的电子玻璃生产技术(手机、电视等液晶基板玻璃)与汽车玻璃形成较好的融合,加上更多车型在智能互联方面对于电子触碰技术的要求,AGC自身在氟化学领域的技术,为新型的车载盖板玻璃提供了触控操作时的防指纹处理。
尽管市场尚未爆发,上田敏裕已经给出判断:“很多海外车企的下一款高端车型都会有AGC的新产品在里面,我们已经拿到了很多订单。”目前该公司已经拿到以德国三大车企为代表的欧洲市场高端车型订单。
“我们把最先进的技术落地中国,希望我们在中国的工厂能够引领潮流,带动全球市场。”上田敏裕说。
从将产品带到中国,到地产地销,再到如今在中国落地大型复杂造型车载盖板玻璃产线、建设世界上最大尺寸的液晶玻璃基板第11代工厂,AGC在中国的事业正在从产品的市场覆盖向技术含量更高的方向发展。
自2017年来到中国后,上田敏裕持续推进AGC在中国成立研发中心。在2019年由商务部发布的《跨国公司投资中国40年报告》中,AGC投资中国的案例有这样一句话:“未来有必要加强在中国的开发功能。”
“中国的创新能力非常强,我们要在中国市场进行符合中国市场需求的产品和技术的开发。”上田敏裕告诉经济观察网。
实际上,去年AGC已经计划,将位于日本东京的AGC协创空间(R&D中心,AGC开放式创新的聚集地)和准备在中国建立的研发机构合作,建立一个以开发新材料产品为主的R&D中心(Research and Development)。作为该计划的第一阶段,AGC今年在苏州设立了创新实验室。
“未来还会有更多的R&D落地计划。”上田敏裕表示,这只是第一步,未来会继续强化在中国的R&D研发功能,实现全面包含开发、试做、评价功能的研发机构。
LG注册“Rollable”名称专利 可能用在日前透露的萤幕可拉伸手机
LG日前揭晓萤幕可翻转设计的手机Wing时,曾在发表尾声透露一款可拉伸改变萤幕显示尺寸的手机,而此款手机有可能会以Rollable为称。
LetsGoDigital网站报导指出,LG已经在日前递交申请“LG Rollable”商标名称,并且由欧盟知识财产局于今年11月2日批准,预期将会应用在智慧型手机产品。
报导称,协助申请此项专利的Patent-&Rechtsanwälte事务所,其实也曾协助LG申请诸如“LG The Roll”名称。
目前还无法确定LG预计何时推出可拉伸改变萤幕显示尺寸的手机,但报导称最快会是在明年上半年,同时将会列入Explorer系列产品。