从航天军事工业转向柔性显示！——聚酰亚胺膜技术引领点的范式转变- 大数跨境

首页

从航天军事工业转向柔性显示！——聚酰亚胺膜技术引领点的范式转变

嘉兴富瑞邦新材料科技有限公司

2020-01-02

导读：1961年，杜邦公司采用芳香族二胺和芳香族二酐的缩合反应，用二步法工艺合成了均苯聚酰亚胺薄膜(Kapton)

1961年，杜邦公司采用芳香族二胺和芳香族二酐的缩合反应，用二步法工艺合成了均苯聚酰亚胺薄膜(Kapton)，并于1965年正式实现了聚酰亚胺薄膜的商品化。

1978年，日本宇部兴产公司开发出联苯聚亚胺Upilex R，90年代又推出了Upilex S。该聚合物制备的薄膜其性能比Kapton 显著的提升，特别是线胀系数小，可以说是划时代的进步，它的线胀系数12-20ppm，而铜的线胀系数17ppm，因此非常适宜做绕性覆铜板，广泛用于柔性印刷线路板。

聚酰亚胺薄膜，作为高温绝缘材料、防辐射材料和高温基板材料，在航空航天、电气绝缘、原子能工业、卫星、核潜艇，微电子（包括IC、印制电路板等）等方面得到广泛的应用。可以说没有聚酰亚胺薄膜，就很难出现信息化战争形势。从机械化战争到信息化战争的战争形态变革，聚酰亚胺作为核心材料起到了不可替代的作用。

杜邦公司第一代聚酰亚胺薄膜材料，作为高温电气绝缘材料、防辐射材料，用于大功率电机、高温线缆、变压器、卫星防护等。自开始投入市场之后，由于其高昂的价格，有限的产量，优先使用于航天航空、军舰、原子能工业等国防领域。也或者说，聚酰亚胺薄膜作为军事工业的需要，被发明出来。由于聚酰亚胺薄膜具有优良的高温性能、绝缘性能、防火性能、防辐照性能，其一出现，就引起世界各国的高度重视。苏联，作为美国冷战的对手，派出了大批间谍到美国侦察聚酰亚胺薄膜的生产工艺。在冷战结束后，个别国内聚酰亚胺薄膜企业有幸到前苏联参观了一套仿制设备。聚酰亚胺薄膜，作为高分子薄膜当中耐温性最好的薄膜。在当前乃至今后非常长的时间内，没有其他高分子薄膜，可以夺取这一桂冠。聚酰亚胺薄膜，由于其本身黄金色，加上其卓越的性能和高昂的价格，被称为薄膜中的“黄金薄膜”。

美苏冷战中的军事对抗，一开始在大规模机械化战争范式下，苏联具有极大的军事优势。苏联的坦克机械化力量，不论在规模上，还是在质量上，都比北约拥有着巨大的优势。由于美国在越南战争中的失败，美国不得不进行战略退却。在军事战略上，美军总结了越南战争的惨痛教训，逐步提出发展了“信息化战争”。这一战争新形态，在1991年的海湾战争中，展现出巨大甚至是超出想象力的战斗力。信息化战争，是硅对钢的胜利。信息化战争依赖于半导体技术、传感器技术、信息传输技术等快速发展，这些技术快速发展的背后基石来自于高性能材料的发明和发展。其中，聚酰亚胺薄膜作为其中关键材料之一，具有不可取代的作用。

1970年代初，美国线路板（PCB）工业企业，基于杜邦公司的均苯聚酰亚胺薄膜，成功商品化挠性线路板（FPC）。最初FPC产品，完全用于美国军事工业。在1979年左右，日本旗胜公司得以从美国罗杰斯公司引进FPC技术，发展起日本的FPC产业。80年代初，我国电子工业部15所，开始研发FPC单面板，用于军事工业。

20世纪80年代，美国又率先开发成功刚性挠性线路板。但是在此后的20年时间内，美国主要把刚性挠性线路板用于高可靠性、高功能性要求的航空航天、雷达等军事领域的电子产品中，没有进行成规模的民用化，严密地控制着技术。

我国90年代中期，刚性挠性线路板才开始技术进步，小规模用于军事工业。在21世纪之后，刚性挠性线路板才开始大规模运用于全球消费电子行业。我国在2008年之后，才开始得以大规模运用。由于聚酰亚胺薄膜以及整个挠性线路板在军事工业上的巨大价值，美国以及美国主导的美日同盟、巴统限购（冷战后取消）、瓦森纳安排等，限制我国获得聚酰亚胺相关的技术。

自我国改革开放以来，外资企业大量进入我国，但是直到当前，依然没有一家国外聚酰亚胺薄膜企业在我国投资建厂。美国杜邦公司，在美国成功商品化均苯型聚酰亚胺薄膜20年之后，80年代开始在日本和东丽一起合资设立一个新的聚酰亚胺薄膜工厂。在稍早的时间，日本钟渊化学和日本宇部兴产，也开始推出聚酰亚胺薄膜。在2000年之后，SKC kolon和我国台湾地区的达迈，通过引进日本设备和相关日本人员与技术，相继成功实现聚酰亚胺薄膜的商品化。据传言（未证实），杜邦公司以及日本相关企业，为了对聚酰亚胺薄膜的技术进行保密，实施了研发中心、前段聚酰胺酸浆料生产，以及后端流延双向拉伸制膜的物理分离和人员隔断。为了防止我国获取聚酰亚胺薄膜的相关技术，杜邦公司不允许在生产环节，使用我国国籍人员。

美国等国家和地区，对我国进行聚酰亚胺薄膜技术的封锁，是有效果的。我国聚酰亚胺薄膜技术，和美国等相比，由于难以获得国外相关技术，加上自身规模普遍较小，发展水平较差。聚酰亚胺薄膜在我国经过几十年发展，目前虽然有超过60家聚酰亚胺薄膜企业，总体产能超过7000吨，产量估计5000吨左右。行业企业数量众多，但是技术能力差，产品单一，以低端单向拉伸薄膜为主。国内聚酰亚胺薄膜的总销售额只相当于SKC Kolon一年的销售额，远远比不上杜邦、宇部兴产和钟源化学的聚酰亚胺薄膜销售额。近5年来，除了个别两三家企业在快速进步外，其他企业原地踏步。近两年来，由于国家开始着力严抓环保，上游原材料随之暴涨。另一方面，下游行业价格提升困难，造成国内大部分聚酰亚胺薄膜企业处于亏损线上或者微利状况。

我国聚酰亚胺薄膜大概可以按照下列路径梳理发展轨迹。

在20世纪60年代，我国已经开始追踪聚酰亚胺薄膜的技术，当时成功开发出铝箔法制膜技术，但是由于良品率底，单价高，产量低，产品性能不好，这一方法后面被淘汰。

八九十年代，我国开始成功实现流延法生产聚酰亚胺薄膜，俗称单拉膜。这一方法，来源于天津绝缘材料厂和常熟中讯航天厂，也是当前我国70%以上聚酰亚胺薄膜企业的主要技术。流延膜，由于其性能差，污染严重，国外早已不使用。我国庞大的低端流延膜，只能用于传统电气绝缘、线缆绝缘、胶带和低端LED灯条等市场。

在2004年左右，由溧阳华晶率先完成热法双向拉伸聚酰亚胺薄膜的商品化，一定程度上打破了国外对中等水平的聚酰亚胺薄膜的垄断，但是依然和国外差距巨大。之后，江阴天华、山东万达微电子、深圳瑞华泰，都成功开发出各自的热法聚酰亚胺薄膜。在那几年，我国的聚酰亚胺薄膜进步巨大，但是后续溧阳华晶、江阴天华、山东万达微电子，由于种种原因，相继失去技术动力。

我国在国外技术封锁的情况下，独立完成了热法双向拉伸聚酰亚胺薄膜的商品化。但是在化学亚胺化上，只有近年来中车下属的时代新材，在引进日本设备基础上，成功完成了化学法双向拉伸聚酰亚胺薄膜的商品化。当前，时代新材的聚酰亚胺薄膜在人造石墨片上获得了成功，并获得众多订单，在挠性线路板领域，作为挠性覆铜板基板，还没有完成商品化的任务。在国有资金的大力支持下，深圳瑞华泰和时代新材，各自在中高端聚酰亚胺薄膜上获得了一定的成功。这也说明在非市场化的军事相关产品上，完全市场化的策略，不一定能够有效打破技术垄断和技术封锁。一定程度上，证明了产业政策的有效性，当然这是以牺牲资本收益性为代价。

以上，简单介绍了聚酰亚胺薄膜作为军事工业的产物，是如何发展起来的，以及我国聚酰亚胺薄膜的薄弱现状。为何我国企业在改革开发的四十年时间内，没有很好地完成聚酰亚胺薄膜的技术进步。我想从下面的运用领域的技术对比，来进行介绍。当然，企业规模较小对技术支持有限，产业化政策的资金分散化也弱化了企业的早期生存能力。

我国聚酰亚胺薄膜企业，成功把产品运用在电气绝缘、电缆绝缘、高温胶带、人造石墨片等领域，在高速变频电机、挠性覆铜板等，最核心的两大领域没有得到成功运用。这一强烈的反差对比是如何形成的？这和军事工业作为技术引领点有没有一定的联系？这些问题值得深入思考。电气绝缘、电缆绝缘、高温胶带等对于聚酰亚胺薄膜的要求比较低，对于聚酰亚胺薄膜企业来说，一般有几个成熟的制造工人就能够满足下游的运用，所以能够成功运用，不足为奇。但是人造石墨片这一运用，对于聚酰亚胺薄膜来说，要求比较高。从薄膜的研发和制造难度来说，高速变频电机、挠性覆铜板等用聚酰亚胺薄膜也不一定比其难度大。那么为什么国内企业最先从人造石墨片领域的运用打破了国外的技术壁垒呢？在时代新材和深圳瑞华泰，没有进入人造石墨片领域之前，这一领域一直是杜邦、钟源化学和SKC Kolon的领域。我们有必要认真解析这一领域的运用。

采用聚酰亚胺薄膜制备高石墨化的人造石墨片主要经低温碳化和高温碳化处理过程。低温碳化温度一般为300～800℃，高温碳化温度一般为1000～1600℃。超高温石墨化温度一般在1800℃以上。低温碳化过程中，薄膜发生裂解反应，释放出大量小分子气体，非碳元素逐渐被释放，薄膜结构大分子形成含氮杂环多环芳烃。高温碳化阶段，经过进一步脱氮交联，形成碳基面；分子链间缩聚、重排，碳基面进一步长大，形成碳六角网格有序结构。超高温石墨化过程中，氮元素被完全脱除，微晶之间发生缩聚反应，随碳原子的移动，晶格进一步完善，形成三维排列。聚酰亚胺的石墨化是热力学引导的由非晶态向晶态转变的固相反应过程。在石墨化过程中，乱层石墨微晶的层间距逐步缩小，微晶堆砲厚度和六元环网面逐渐变大，微晶沿纤维轴向择优取向，碳膜的拉伸模量提高。碳化薄膜的关键技术指标是热导率，在1800-2000 （W/m.K）。

人造石墨片生产工艺流程图（包含模切后段）：

人造石墨片行业主要量产厂商是美国Graftech、日本松下、日本钟源化学、我国碳元科技、北京中石、苏州格优碳素等，我国人造石墨片约占全球总产量的60%。人造石墨片一开始也是美国企业发明，用于军事工业。随着消费电子产品的快速发展，功率电子器件尺寸逐渐减小，集成电路集成度逐渐增加，高电流密度和高热流密度对散热材料提出了更高的热管理要求和热杨氏模量。自2009年美国Graftech的高温石墨片用于苹果公司的iPhone手机开始，到2011年高温石墨片大规模在智能手机和平版当中运用，到目前为止又进一步扩大到超薄笔记本、可穿戴设备和部分电视机当中。

通过人造石墨片的制造工艺，和运用领域，我们可以看出，一个短工艺线对于上游材料的进步形成了有力的支撑。在人造石墨片烧结石墨化工艺结束之后，人造石墨片企业，就能够判断哪些工艺缺陷和产品缺陷是由上游聚酰亚胺薄膜造成的。这是一个非常关键性的判断，在后续关于挠性线路板的分析中，我们发现下游客户很难判断产品是否是聚酰亚胺薄膜出问题导致问题。人造石墨片的领域运用，最大好处，就是在这一运用当中，对于聚酰亚胺薄膜的要求是确定的，出现的问题也能够第一时间找到，并隔断了向下游的进一步传递。这会带来一个良好的效果，就是聚酰亚胺薄膜在下游的试错成本比较低，不会出现巨额的索赔。还有，就是人造石墨片企业，在多年的经验之后，能够再现出原创技术的核心出发点，能够把最核心的技术要求正确地反馈给聚酰亚胺薄膜企业。当然，这过程中，科研院所也起到了积极和重要的作用，它能够帮助人造石墨片企业一起分析原创技术的核心出发点。换句话说我认为人造石墨片的工艺技术，是可以逆向推测出工艺原理，这样人造石墨片企业对于聚酰亚胺薄膜就形成了可指导的技术要求。

由军事工业到民用工业，最大的技术壁垒在于，技术的核心原理被湮灭，下游企业无法正确地对上游企业的研发形成技术指导，以至于上游企业无法确认什么样的技术指标才是真正适合的。因为，我们技术基础比国外大公司来的薄弱，我们的产品的适应范围比较窄，量产产品的技术指标，无法全面达到国外企业的同类水平。这就要求我们聚酰亚胺薄膜企业，要根据下游的技术指导，来进行必要和有效的取舍。当前，我认为人造石墨片领域，下游企业对聚酰亚胺薄膜企业形成了有效的技术指导，而挠性线路板领域则没有形成这样有效的技术指导。

在一般挠性线路板（三层法的FPC）中使用的主要材料是聚酰亚胺薄膜、胶粘剂和铜箔。聚酰亚胺薄膜形成了电路的基础，构成挠性电路基板的绝缘层。胶粘剂将铜箔黏接到绝缘簿膜上，在多层结构设计中，内部有许多层被黏合在了一起。使用覆盖膜将电与砂尘和潮气相隔绝，与此同时还可以降低在挠曲时所受的应力。导电层是由铜箔提供的。

柔性印刷线路板（FPC）的断面图

当前在挠性印制电路板中所采用的挠性基板材料一般为挠性覆铜板（FCCL），FCCL 又分为有胶粘剂型（即三层型，3L-FCCL）和无胶粘剂型（即二层型，2L-FCCL）两大类。尽管FCCL 的种类不同，但是绝大多数的FCCL 所用的绝缘薄膜是采用聚酰亚胺（PI）薄膜。

三层型FCCL的生产流程图

二层型FCCL 具有更高的耐化学性、挠曲性、耐热性、高温下剥离强度。还具有利于实现薄型化、无卤化等优点。它很适于以高密度配线为特点的 COF 基板制造用的挠性基板材料。但它制造成本较高。二层型FCCL 主要有涂布法（Casting）、溅射法（Sputtering）/电镀法、层压法（Laminate）三大类（或者也可分为：涂布/层压法和溅射法/电镀法两大类）。

三类二层型FCCL 的工艺加工示意图及剖面结构

无胶型挠性覆铜板（2L-FCCL）占有超过65% 的FCCL市场量，及有75%的产值占有率。涂布法2L-FCCL与层压法2L-FCCL无胶型挠性覆铜板，在整个2L-FCCL 市场需求量中所占比例为70 % 以上。TAB带是一种制造难度很高的FPC，其带基材上设有与照片和电影胶卷一样的引导孔，它是在搬运并同时在各种加工工段利用作为定位用的基准孔。TAB带材是一种特殊的FPC。TAB用带材有两种，一是在聚酰亚胺薄膜上直接形成导体的二层型带材，另一是聚酰亚胺薄膜上用热固性胶粘剂再层压上导体的三层型带材。二层型带材绝缘性、耐热性等都很优良，但价格高。简单地说明一下三层TAB带材的制造工艺。在所裁断宽度（35，48，70mm宽等）长尺状的聚酰亚胺薄膜上涂布热固性胶粘剂，进行B阶段化（加热不熔融，但会软化的阶段）。然后在压缩成型机中打出引导孔和器件孔（实装半导体芯片场所所形成电路基板上的孔）后，与铜箔热压形成复铜层压体。为了形成图形和引线，在铜箔上要进行涂布光刻胶、遮盖曝光、显影、烂板工程。

以上简单介绍了FPC的主要技术工艺和方法。这些简单介绍有利于我们理清它的主要产业链形成格局。一般来说，我们认为整个FPC产业链下述核心工艺过程和使用过程对聚酰亚胺薄膜提出技术规范：聚酰亚胺薄膜的制造，挠性覆铜板的制造，FPC的制造，FPC在下游电子上的组装，之后是产品的使用年限中的稳定性。我们认为包含聚酰亚胺薄膜的制造在内，有五个主要的工艺和使用过程，都对聚酰亚胺薄膜提出技术要求。和FPC对比，我们发现人造石墨片，只有石墨化过程和聚酰亚胺薄膜本身对薄膜提出技术要求。一个长产业链，与一个短产业链相比较的话，整个技术交流和技术理解的难度要成指数级提高。每多一个链条，就把上游材料的技术难度，提高了一个数量级。再加上从军工技术到民用化的技术范式引领因素，就更加加剧了这种技术沟通和技术理解的难度。

国外的军工技术民用化之后，再传递到我国，这一过程是缓慢的，也是充满缺陷的。FPC产业链，先是美国军事工业使用，而后逐渐民用化，之后再对日本进行技术转移。日本在掌握其核心技术之后，这一技术又从日本向韩国和我国台湾地区转移。之后，韩国、台湾地区和日本才开始为了产业链配套和降低人力成本，把辅助性和边缘的技术逐步向我们转移。随着我们消费电子的快速发展之后，才开始把较为核心的技术转移到我国。从90年代中后期开始的FPC产业链向我国转移直到当前，已经有二十多年的历史。从美国开始向日本转移技术开始算起，差不多快四十年。在整个产业链链条中，我们整体处以中低端层面。相对来说，我国FPC的制造技术相对完成和成熟，FCCL的技术还处在较中低端状态，聚酰亚胺薄膜技术则完全没有进行产业转移。可以说，越产业链下游企业越容易获得技术转移，越产业链上游企业越难获得技术转移。从市场盈利的角度和技术封锁的角度来看，这一转移模式，是符合美国国家利益和国外企业（以及台湾地区企业）利益的。这也验证了“核心技术是买不来的”、“核心技术靠化缘是要不来的，只有自力更生”。

我们认为一个产业链的转移，一定是形成一个中心外围的技术形态，越是核心技术越不容易进行技术转移。由于核心产业链技术在外，控制在国外企业手中，我国企业很难在核心技术层面进行突破。这是因为产业链的技术突破，天然具有下游企业对于上游企业的技术引导。任何一项技术的中试和运用，一定需要下游企业进行评价和引导。FPC产业链，由于涉及下游产业链比较长，对于下游产业链任何点都有可能出现问题点。一旦出问题，由于涉及变量因素太多，无法知道是由于聚酰亚胺薄膜何种性能或者工艺不良造成的问题，或者根本无从判断是何种因素造成的不良，也许根本不是聚酰亚胺薄膜的问题。产业链过长，造成整个产业链的技术不成体系。当然，也有人说我们可以按照国外聚酰亚胺薄膜的技术产品说明书来进行仿制，这样就可以满足下游要求。如果问题如此简单，那么我们也就不需要费尽心思去奋力探索了。一般基础材料的技术完善，都是在初步开发商品化产品后，又经过多年的改善，才逐步达到高的技术标准的。在没有出现重大的技术革新前，我们认为后来者是很难在一开始就能够通过一个全新或者独立的路径，达到比先前的领导者更好的量产商品化产品性能。可能我们在实验室的产品性能，或者中试线上的某一次产品性能超过了国外的商品化产品，但是这只是一种假象。在国外公司，在很早之前，他们的实验室早已经具有更好性能的产品，只是还没有商品化。我认为在没有重大的技术革命前，核心材料是没有弯道超车的可能性。材料，不只是追求性能，更要追求产品性能的稳定性，我们追求产品性能更窄正态分布曲线。

一开始美国产业化初期，整个产业链是一起联合开发的。由于涉及核心军事用途，整个产业链的转移是零碎的，不完整的。这样，我们就难以在国内还原出整个产业链的技术点位，特别是核心点。初步看起来，整个产业链是齐备的，但是核心材料和核心设备，又都是国外的。所以，我认为涉及核心技术的产业链，一定需要产业政策。当然，这一产业政策，不只是资金的支持。而是，在相关单位的支持下，整个行业进行技术结合和技术再造，重新还原原有的核心技术点位。对于整个产业链来说，由于在技术再造的初期，巨大的试错成本和准确的技术要求定位，需要大量的时间、人力和资金，有可能造成巨额的亏损，这些都是市场所无法配备的，这就是市场失灵。当然，在一个理想化的全球市场里面，一个国家是不需要违反市场原则，进行相关产业支撑和补贴的产业政策，因为所有材料和设备，都可以无限制的购买。但是现实是，越是核心技术，越是涉及军事工业技术，材料和设备的购买限制就越严密。所以，不存在理想化的市场经济，我们处在一个充满限制性的市场经济中。我们必须要有可以支持我国产业链整体进步的产业政策来支撑我国的核心材料、核心元器件和核心设备的发展。但是这并不是关起门来搞建设，越是我们能够掌握核心技术，我们就越能够达到理想化的市场经济。只有竞争的国家双方相互具有领先技术之后，双方才能够平等相待，才能够彼此相对平等开放。两个国家之间技术的巨大不平等性，带不来互补经济，一定会带来核心外围的附庸经济。

以上我们简单分析了从20世纪六十年代，到2010年左右这一段时间内聚酰亚胺薄膜的技术进步来自于航天军事工业的引领和指导。聚酰亚胺薄膜的两次跨越式的进步，都是直接来源于航天军事工业的直接需求。这些军事工业技术，又在随后的或长或短时间内，慢慢运用于一般民事工业。当然，当技术民用化之后，慢慢就按照中心外围的模式，向相关的国家和地区进行扩散。按照这一模式，越是外围的国家和地区，越是掌握较少的核心技术，成为核心技术的附庸。被控制下的技术扩散和产业链发展，导致了一个畸形的市场形态，市场参与的各方有着巨大的不平等性。

现代消费电子工业的快速发展，特别是苹果手机开创的智能手机时代，正在开创一个崭新的，完全不同的技术引领和知识路径。在下面的介绍，我们会逐渐认识到这一巨大的技术引领点的范式转变。狭小的空间，要实现无限的技术可能，这比军事工业对于技术的要求更难，也更快。消费电子产品，具有一切快消品的特点，以速度为王，每一年都要有巨大的技术技术进步性。

智能手机十年多来的硬件变化，体现在方方面面，屏幕、芯片、FPC、电池、边框、后盖边框、功能件等等。我认为这其中的屏幕变化最具有代表性。智能手机这么多年来给人们带来最直观、最大变化莫过于就是屏幕尺寸的大小，手机屏幕越来越大了。坚持最佳屏幕尺寸“3.5寸”的苹果公司，在发布iPhone 5的时候，手机尺寸突破4英寸，之后，iPhone X变成了5.8寸，iPhone XS Max更达到6.5英寸。在苹果之前，其他手机厂商早已大屏化了。为了进一步大屏化，三星和华为提出了各种复杂技术于一身的折叠屏。折叠屏展开之后的手机屏幕达到7寸以上，达到了mini平板的屏幕尺寸。　

2016年10月25日的小米新品发布会上，发布了一款概念手机——XIAOMI MIX.6.4英寸定制全面屏，91.3%的屏占比，超窄边框。手机屏幕进入新的设计升级，从“窄边框”到“全面屏”。为了追求全面屏的形态，出现了更多的异形屏。刘海屏、水滴屏、打孔屏和升降摄像头的诞生，本质上都是为了更高的屏占比，解决前置摄像头开孔问题。今年屏下指纹类似的屏下摄像头技术，前置摄像头只有在使用的时候才会显现出来，其它时候将隐藏在屏幕之后，带来了一个相对完美的全面屏解决方案。另外，曲面屏也作为重要的一个屏幕方向，占据了不小市场份额。自从三星旗舰手机的“曲面屏”出名后，不少厂商也采用了这种“曲面屏”的设计，vivo Xplay6、小米Note 2、华为Mate 9 Pro等都采用这样的设计。

屏幕除了外形型上的变化，里面的显示屏也发生了翻天覆地的变化。大部分手机屏从早先的α-Si TFT LCD屏，到LTPS（低温多晶硅）TFT LCD屏。三星旗舰手机独树一帜在早先使用AMOLED硬屏。自三星大批量量产出柔性AMOLED屏之后，苹果也不得不转而使用柔性AMOLED苹果。现在三星、苹果、华为、小米、OPPO、vivo等高端机种，几乎都是使用柔性AMOLED屏幕。

柔性AMOLED显示技术发展迅速，使得柔性显示屏成为消费电子行业最具有黑科技的技术。全球高端手机和手表等消费电子产品，都选用柔性AMOLED来作为显示屏。我国显示屏企业京东方、维信诺、华星光电、和辉等也纷纷新建柔性AMOLED生产线。柔性AMOLED核心在于使用聚酰亚胺基板，我国目前还没有企业可以规模化量产用于柔性AMOLED基板的聚酰亚胺浆料，当前迫切需要此项技术的规模化量产。可折叠手机在当前处于最前沿的研发型消费电子产品，需要使用光学无色透明聚酰亚胺薄膜来实现盖板的可折叠化。最新的屏下摄像头技术来说，对于以玻璃作为TFT背板的硬屏来说，屏下摄像头不存在背板吸收可见光的问题。对于柔性屏来说，由于TFT背板是使用黄色聚酰亚胺浆料成膜制作，所以背板只能透过黄光，无法满足屏下摄像头全可见光透光的要求。通过使用特种CPI浆料成膜来制作LTPS（低温多晶硅）TFT基板，可以实现摄像头放置于柔性显示屏下面。CPI膜的无色透明特性，可以让摄像头捕捉到全可见光范围的光线。

手机显示屏最新的发展方向，其核心技术就是用最尖端的聚酰亚胺材料来替代玻璃。我们先来简单介绍下为了满足柔性屏、柔性屏下摄像头、可折叠手机的技术要求，聚酰亚胺材料需要达到什么样的技术特性。根据我们多年和行业积累，我们认为具有以下特性，才能够达到初步的性能指标。

（一）柔性AMOLED背板用聚酰亚胺浆料技术初步规范：

1、玻璃化转变温度（Tg）:450℃以上

2、线性膨胀系数(CTE):6ppm以下

3、杂质要求在10ppm以下

4、溶剂使用N-甲基吡咯烷酮

5、固含量：13%-23%

（二）用于柔性LTPS TFT-OLED屏下摄像头的的CPI浆料技术初步规范：

1.玻璃化转变温度Tg为430℃以上

2.低温到400℃线性膨胀系数为12ppm以下，或者更低

3.成膜后，可见光全光线透光率87%以上

4.粘度 7000cps以下

5.涂布过程不易吸水

6.存储运输不变质

7.耐化学性和耐溶剂性优良

（三）可折叠屏盖板用无色透明聚酰亚胺薄膜技术初步规范：

1、透光率＞88%

2、 b*＜2

3、 CTE＜18

4、杨氏模量＞4GPa

5、雾度小于1%

6、玻璃化转变温度（Tg）:300℃以上

7、产品外观满足光学薄膜要求。

通过上面展开的技术说明，我们可以看到柔性屏、柔性屏下摄像头、可折叠手机对聚酰亚胺材料提出的技术要求，已经超过FPC、人造石墨片对于聚酰亚胺膜的技术要求。某一些技术指标，不只是简单超过，而是技术难度提高了一个数量级。智能手机的高性能化、超薄化、柔性化之后，需要芯片、显示屏在极其狭小的空间和积极薄的厚度，实现更好的性能。这就要求底层的基础材料，必须要有超越性的发展，才能够达到下游的要求。这篇文章的中心点就是通过回顾聚酰亚胺膜的技术历程来探讨聚酰亚胺膜技术引领点的范式转变。从上面的技术要求变化来看聚酰亚胺膜技术的引领点非常明显从航天军事工业转向柔性显示为核心的消费电子工业。

一个技术的引领点行业运用，是必然比其他行业运用的要求更高，也更有力量。在航天军事工业作为行业引领点时代，虽然不是以大量的订单为堆积，但是拥有国家对于技术的拨款支持，以及军事项目的高效技术协调。技术的主要研发单位，不论是科研院所，还是企业，都有较大的动力参与其中。对于企业来说，不只是来自政府层面的支持，还有和各相关部门的直接技术参与，能够迅速提升自身的技术能力。同时，航天军事工业的技术保密性强，技术难以快速扩散，有利于企业技术壁垒长期化。消费电子工业，相比较于航天军事工业，以大批量的订单取代了政府的支持，能够在短时间比航天军事工业带来高得多的技术研发收益。航天军事工业，以技术壁垒的长期化来保障企业的研发收益，从而推动企业的参与度和积极性。消费电子工业，以研发收益的及时化和巨大化来保障企业的研发收益。当消费电子工业，还没有发展到当今的的水平之前，消费电子工业对于技术的要求并没有超越航天军事工业对于技术的要求。一般只要把军事技术民用化，就可以应对。我们一般假想西方企业有充足的技术储备来应对消费电子工业的技术需求。这些大量的技术储备，我认为有很大一部分，都是来源于航天军事工业的技术基础。但是消费电子工业，对于技术的要求越来越苛刻，终于我们看到了一个临界点，就是航天军事工业的技术基础，不足以应付消费电子工业的技术需求。这一临界点，是智能手机带来的。对于智能手机的硬件的各个部分，其技术要求是否全部超出航天军事工业，这个还没有清楚的答案，需要做进一步研究。单就聚酰亚胺膜来说，我认为已经超出了当前企业来自航天军事工业的技术储备。

之前，聚酰亚胺膜的技术扩散，沿着日本韩国、我国台湾地区扩散的方式进行。在柔性屏、柔性屏下摄像头、可折叠手机上运用的聚酰亚胺膜技术（聚酰亚胺浆料，是玻璃涂布膜的半成品）却是日本和韩国公司最先掌握，并批量化，美国杜邦公司反而落在后面。用于柔性屏的柔性AMOLED背板用聚酰亚胺浆料，最早是日本宇部兴产最先商品化（三星和宇部兴产在韩国的合资公司商品化）。日本宇部兴产，也是这个领域的垄断者，占据了绝大多数的市场份额，剩余的小部分市场由日本钟源化学占据。用于柔性LTPS TFT OLED屏下摄像头的CPI浆料，日本TOK公司的技术在当前处于领导者角色，比其他公司要领先几年以上。虽然这一块，美国杜邦公司一直在追赶，但是却依然落后于日本TOK公司。可折叠屏盖板用无色透明聚酰亚胺薄膜，最早被日本住友化学和韩国Kolon量产。当然，这一技术在刚刚开始，有很多商品化的技术，由于保密协议的因素无法公开。美国杜邦公司，也在开发可折叠屏盖板用无色透明聚酰亚胺薄膜,却没有量产的消息传来。我们通过上述的情况，可以看到在柔性屏、柔性屏下摄像头、可折叠手机上运用的聚酰亚胺膜技术上，美国杜邦已经开始落后。我们并不认为，日本和韩国企业的技术基础，好于美国杜邦公司，而是他们离客户更近，客户更愿意和距离上更近的供应商打交道。消费电子工业，具有快消品的一切特点，其中快是一个异常核心的因素，距离上更近，有利于技术的快速配合，有利于技术难点快速分析。在消费电子时代，距离是供应商一个重要的竞争要素。

我们认为消费电子的技术引导，会改变多年来航天军事工业带来的技术优势。产业链转移形成的中心外围的技术形态，会被消费电子的市场优势快速打破。我们会看到在十年之后，也许五年之后，亚洲的聚酰亚胺膜技术，就会超过美国杜邦公司。消费电子会带来技术反超的行业巨浪，这是一个历史性的技术机遇。我们也会看到由苹果公司引领的智能手机革命，会颠覆美国在部分核心技术上的优势。因为，消费电子已经成为新的技术灯塔，引领企业快速迭代自己的核心产品。消费电子工业的绝大多数终端企业和硬件企业，都位于东亚，特别是我国。这是我国前所未有的市场优势。我们认为市场是可以换来技术，但是不是以市场来购买技术，而是以市场来引领技术。使用正确的产业链战略，是可以把巨大的市场优势，转化为企业的技术优势的。航天军事工业的技术协同，是一种产业政策。这一产业政策，给美国带来了巨大的技术优势。我国的消费电子工业的技术协同，当前是松散的，不成体系的。我们可以建立起一个更有利于技术进步的产业体系，来建立我国消费电子工业的技术优势。同样的思路，我们在新能源领域，也可以改善我们的产业政策细节和方向，来培育我国的相关产业链的技术优势。当然，这些产业政策是有限度的，不是回到计划经济时代，是用来解决市场失灵的问题。技术研发，有巨大的试错成本，会让企业长期无法盈利，甚至巨额的亏损。但是技术上的弯道超车，也正是在这一时候才会发生。在一个成熟的技术领域，追赶是很难起到应有的效果。即便有个别企业，因为自身的天才因素成功实现了技术的弯道超车，这也是不可复制的。

来源：DT半导体材料

【声明】内容源于网络

嘉兴富瑞邦新材料科技有限公司

嘉兴富瑞邦新材料科技有限公司拥有空气净化、防水透湿、柔性高温隔热、催化除甲醛及气凝胶等纳米纤维材料的领先技术。主营产品：甲醛/VOCs净化片、车载及家用甲醛/VOCs空气净化器、防雾霾窗纱及静电滤网、防水透湿、柔性高温隔热和气凝胶材料。

内容 59

粉丝 0

嘉兴富瑞邦新材料科技有限公司嘉兴富瑞邦新材料科技有限公司拥有空气净化、防水透湿、柔性高温隔热、催化除甲醛及气凝胶等纳米纤维材料的领先技术。主营产品：甲醛/VOCs净化片、车载及家用甲醛/VOCs空气净化器、防雾霾窗纱及静电滤网、防水透湿、柔性高温隔热和气凝胶材料。

总阅读17

粉丝0

内容59