淺談玻璃基板的產業發展

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兩個禮拜前, 特殊玻璃及陶瓷材料的領導供應商康寧宣布在台灣內科成立亞洲玻璃技術中心, 此舉無疑是呼應台灣是面板與電子產品生產重鎮的地位. 本篇文章就來談一談玻璃基板的產業發展.

隨著手機、數位相機、筆記型電腦、液晶電視等3C產品的普及, 液晶面板的使用範圍越來越廣, 使用量也越來越多, 尤其附加觸控功能的液晶面板更是近幾年的火紅產品. 生產液晶面板的材料除了想當然的「液晶」之外, 玻璃就是最重要的材料了. 簡單來說, 在玻璃上面蝕刻電路, 再把液晶包覆在兩塊玻璃中間, 就能製造出用途廣泛的液晶面板. (圖片來源:nebook.com.tw)

生產液晶面板所使用的玻璃可是與一般家庭窗戶上的玻璃大不相同. 液晶面板使用的是無鹼玻璃. 無鹼玻璃不含鉀、鈉, 玻璃熔製溫度比一般玻璃還要高, 玻璃黏度也是一般玻璃的倍數, 使得無鹼玻璃熔煉、澄清與成形等過程也比一般玻璃更困難. 玻璃基板是液晶面板的主要製程原料, 俗稱母玻璃或素玻璃, 無鹼玻璃則是製作玻璃基板的主要原料. 如前述, 無鹼玻璃的生產製作過程難度極高, 因此放眼全球有能力生產高品質無鹼玻璃基板的廠商寥寥可數.

常常聽到面板「n世代線」, 該世代表示的是該生產線可以生產的最大玻璃尺寸, 從最初的1代線(320mm x 400mm)發展至今, 目前最大世代為11代線, 可生產3000mm x 3300mm的大尺寸面板, 隨著面板尺寸越做越大, 玻璃基板的單片面積也不斷變大. 除了面積大小之外, 厚度也是另一個關鍵指標. 目前主流的玻璃基板厚度為0.5mm, 但如果面板廠有較薄產品的需求時, 通常是將0.5mm厚度的基板施以化學薄化程序處理來降低玻璃厚度, 但是這樣的做法成本高且費時, 對玻璃基板的強度也會有不確定性的影響. 因此, 玻璃基板廠商開發出厚度0.4mm的玻璃基板, 藉由降低厚度的同時亦有效減輕重量, 滿足消費者輕薄的需求.


目前全球生產無鹼玻璃基板的大廠為美商康寧、三星康寧(韓國三星跟美商康寧合資成立的公司)、日本旭硝子、日本電氣硝子、日本Avanstrate、以及中國的彩虹電子玻璃, 以上幾間公司囊括了全球無鹼玻璃基板90%以上的市占率.

美商康寧(Corning)成立於1851年, 公司總部在美國紐約州康寧市. 康寧是全球第一家研發出無鹼玻璃的公司, 現今是特殊玻璃和陶瓷材料的全球領導廠商, 也是現今玻璃基板業的一哥. 經過150年的發展, 康寧現有業務除了常見的顯示科技之外(液晶顯示器所使用的玻璃基板), 還有環境技術、通訊科技、生命科學以及特殊材料等(上圖圖片來源: tv.ea3w.com).

康寧在精密玻璃已深耕超過50年, 現有主力產品為代號「EAGLE XG」的無鹼玻璃, 2006 年所推出的 EAGLE XG, 是業界第一款不含砷、鋇、銻及鹵化物的無鹼玻璃, 產品供應全球各大面板廠使用. 近年來康寧更開發出搭配低溫多晶矽應用代號「Jade」的無鹼玻璃以及代號「EAGLE XG Slim」的薄化無鹼玻璃(厚度可達0.4mm), 幫助面板業者達到高反應速度以及輕薄的產品要求.

美商康寧與韓國三星電子於1995年合資成立了三星康寧(Samsung Corning Precision Materials, SCP), 用以合作生產無鹼玻璃. 三星康寧總部在韓國忠清南道的牙山市, 產品主要供應韓國面板大廠, 是推動韓國液晶顯示器產業的重要推手. SPC採用康寧的Fusion熔融專利製程, 現可生產10代無鹼玻璃基板. 藉由與三星的合作, 康寧奠定韓國市場霸主的地位, 更一舉拉高全球超過50%的TFT-LCD無鹼玻璃基板市占率.


圖片來源: winarco.com

日本旭硝子(Asahi Glass, AGC)成立於1907年, 總部設於日本東京, 母公司是日本三菱集團. AGC早期生產一般用玻璃, 後來進入精密玻璃領域後, 以獨有的浮式法(float method)生產不含有害物質的無鹼玻璃基板. 除無鹼玻璃之外, 主要產品還有汽車玻璃以及陰極射線管玻璃. AGC亦生產純鹼等化工原料、電晶體和半導體等電子器件, 以及陶瓷和耐火材料等. 在液晶顯示器業務上, AGC現有主力產品為「AN100」無鹼玻璃基板(圖為AGC超薄的玻璃基板, 圖片來源: winarco.com), 產品最大亦支援到10代線. AGC為第三大無鹼玻璃基板製造商, 主要市場為日本以及台灣, 全球擁有約24%的市占率.

日本電氣硝子(Nippon Electric Glass Co, NEG)成立於1944年, 總部在日本大津, 公司主要產品有陰極射線管、液晶顯示器用玻璃、PDP玻璃製造、玻璃纖維等, 另外還生產建築、照明、藥用及車用玻璃等. NEG現為全球第四大無鹼玻璃製造商, 中國、韓國、新加坡等為其主要市場, 全球市佔率約21%.

日本成立於1991年, 2008年更名為安瀚視特(AvanStrate), 企業總部設於日本橫濱. AvanStrate公司的前身NHTechnoGlass(NHT)是由日本板硝子(NSG)和豪雅(HOYA)各出資50%設立的合資公司. 2010年12月1 日, NHT正式更名為AvanStrate, 凱雷集團在重組後的AvanStrate持有53%股權(日本板硝子退出), 豪雅(HOYA)持有47%股權. AvanStrate的主要市場為新加坡, 產品最大支援7.5代線, 全球市佔率約5%.


(圖片來源: cnbm.com.cn)

以現今面板廠持續投資大世代產線趨勢來看, 8代線將會成為未來生產主力, 可提供面板廠大尺寸玻璃基板的玻璃製造商將可在市場搶得一席之地. 除了美、韓、日等主要玻璃基板生產國家之外, 資訊產品最大的生產組裝國家中國也嘗試跨入無鹼玻璃基板產業. 位在中國古城山西咸陽的中國彩虹集團於2008年生產出第一塊5代玻璃基板, 彩虹集團雖為後起之秀, 但結合央企背景及政府資源, 相信將為未來的玻璃基板產業投下不小的震撼.


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