应用材料公司是一家2018财年销售额达到173亿美元的公司，为半导体及平板显示制造提供设备和技术，公司2018财年研发方面投入达20亿美元。应用材料公司的显示产品与柔性技术事业群简称DFT（Display Flexible Technology），2018财年营收达到25亿美元。2019年SEMICON/FPD China展会期间，应用材料公司显示和柔性技术事业群的高管与行业媒体座谈，不仅介绍了该公司10.5代线的设备与技术，更从“面板经济学”角度透视了显示行业市场发展的动力，分析了面板技术发展趋势。

参会嘉宾包括应用材料公司显示和柔性技术事业群肖劲松副总裁、副总裁兼首席营销官Max McDaniel、良率技术部总经理Peter Nunan、以及显示和柔性技术事业群中国区副总裁孙胜博士等。

Q：应用材料公司如何看待显示技术和市场发展趋势？

A：显示技术发展的市场原生驱动力来自人类对信息的渴求。人对外界世界的感知，最重要、最丰富的感觉来自于视觉。显示行业的变革是被一波一波的技术进步所推动的，90年代在LCD液晶显示尺寸如何越做越大上做文章；最近出现了第二次浪潮，OLED；第三波变革，目前可以被定义为“未来的显示方式”，比如：折叠屏、更高清、Micro-LED、原生裸眼3D等等。

Q：目前市场的推动力主要来自更大尺寸还是来自新兴显示技术？

A： 目前电视市场有三大增长要素，首要仍然是对电视尺寸越来越大的需求，尤其是65寸以上电视市场的增加相对较快，即每年电视尺寸平均增加1英寸-1.5英寸；另一方面是更高清的内容，即市场上8K电视开始问世，需要更尖端的制造技术；第三个增长要素则是OLED TV，虽然OLED TV特别被看好，但是其实它目前还只处在非常高端的市场需求部分。也就是说如果95%的电视售价在一千美金以下的话，OLED TV最多占5%的市场份额。因此在这5%的市场份额中角逐，实际上是高端品牌力争体现其品牌价值。

进一步分析可以发现，电视市场的“台数”增加因素，对行业驱动是有限的。从2017年到2021年，台数的复合年均增长率只有2%。但考虑面积增大因素，60寸以上的电视的综合面积占比从12%增加到26%，因此电视面板总面积的复合年均增长率就不再是2%，而是7%。所以大尺寸电视显示面板是行业的主要驱动力。

Q：产线尺寸升级确实能降低大尺寸面板的成本吗？

A：8.5代面板最适合的经济切割是55寸的电视面板。对于60寸、65寸以上的市场需求，8.5代只能切割3片65寸，而10.5代可以做8个65寸或6个75寸的有效切割。10.5代线能最大化使用基板面积，这就是10.5代的价值。

从成本角度计算则更能说明问题。按照最新的UHD电视面板价格，55寸市价大概143美金，65寸卖到224美金。同样做一块面板，划到同等面积情况下，8.5代厂每平米收入约156美金，10.5代每平米约181美金。同样基板面积条件下，10.5代线可比8.5代线多获得16%的收益，这就是“面板经济学”。因此，从2017-2018年开始，面板行业新增产能主要都集中在了10.5代和11代这样的超大世代，行业正经历从八代到十代的产业迁移。

Q：十代线的生产和技术挑战主要是什么？

A：单从技术层面讲，升级至Gen 10+以上的挑战主要来自TFT薄膜制程与良率控制。但是，因为高世代线的投资巨大，管理、良率提升、运输等等因素都会大大影响企业的运作成本。作为设备供应商，应用材料公司推出这样一套Gen 10+ 产品系列的真正目的，不仅是为了帮助客户能够进入下一个世代的面板制造，提升整体经济效益，而且，还要让客户为下一步的显示技术进步做好准备，比如8K超高清分辨率与金属氧化物驱动的新型显示。

Q：请简单介绍一下应用材料公司推出的Gen 10+产品线及其技术特点。

A：这是一整套适应10.5代以上面板生产的设备，其中主要包括PECVD 100KX，物理镀膜（溅射镀膜）用的PVD Pivot 100k，金属氧化物IGZO（氧化铟镓锌）成膜、以及彩膜ITO用物理气相沉积NAR 3000，还包括一套良率管理和改善系统，其中有在线的电子束测试EBT和在线的电镜检视与量测EBR&ECD。这个组合能够应对十代以上产线制程所面对的“共性”困难和单个制程中的“个性”挑战。

具体一点来说，十代线的共性挑战主要源自“大”。10.5代的玻璃基板面积大概是3米×3米，而只有信用卡那么薄，所以遇到的挑战包括：超大、超薄玻璃怎样输运？超大、超薄的玻璃镀膜的速度如何能做到跟过去一样？真空设备增大之后，相同压强差下真空箱体如何承受更大的压力？10平方米怎样能做到没有微尘污染？这样大型的设备飞机已经运不了了，怎样把物流公司调动起来按时交货送到客户厂里？

单台设备的“个性”挑战则主要来自制程方面。比如，在面积越大或者相关尺寸越长的时候，PECVD等离子体镀膜设备更容易产生射频（RF）电场驻波效应。10.5代要进一步解决驻波效应，继续保持优异的均匀化电场；对于PVD，因为尺寸越来越大，信号延迟（RC延迟）也更大，为了解决这个问题需要把金属导线层增厚，而金属膜层越厚，相对来讲应力就越大，对基板的张力所产生的形变也更大。所以，必须把整个金属膜做好挑战它的应力；针对物理气相沉积，除了把应力控制好，同时还要在十平方米上严格控制均匀性，做出很均匀的金属薄膜。

Q：面板面积越大良率管理越关键，Gen 10+的良率管理有什么亮点？

Peter领导的事业部YTG（Yield Technology Group）良率技术部门将半导体行业的电子束技术应用到显示行业。比如，将电子束测试 eBeam tester根据显示制造的需求，扩展成一套电子束在线检测设备。用EBR电子束做SEM图像分析，用EFIB（快速离子轰击）做截面切割和分析，检测隐藏的、一般AOI视觉检查看不到的东西。CD（Critical Dimension）对每一个关键线宽或沟槽量化测定。以前显示行业大部分的检测是用光学设备，现在ECD取代光学设备使得平板制造也进入亚微米的电镜检测时代。

所有这些技术都是从半导体制造业发展出来的，差别只在于这套良率管理系统的整个视位面积是300毫米晶圆的140倍，并且做到同样的精度、同样的分析能力、同样的处理速度。十代以上产线的玻璃基板做缺陷分析，如果还沿用以前的方法几乎是不可能操作的，找出一个问题来更是要花上一天的分析时间，而在线的良率管理设备用一分钟就能发现问题并追溯到根源。一块基板1800美金，良率爬坡对每一个Fab实际上都意味着更实际的真金白银的成本节约。

Q：你觉得未来高端电视领域，有哪些主要的技术挑战？

A：在高端电视领域，目前主要的两个显示器类型——不管是LCD还是OLED，都正在出现新的技术节点，或者说“技术拐点”。

LCD领域，因为经济上的原因和整个终端尺寸的增加，由8.5代转变到10.5代已经是一个不可逆的趋势。过去和未来的三年，全世界共有6个11代、10.5代新型工厂投入生产。预计8K会在2020年至2021年开始广泛被采用，所以我们相信未来“高解析度”的电视会从4K到8K。这就带来第一个技术拐点，即从传统非晶硅薄膜晶体管转到金属氧化物来驱动薄膜晶体管。

OLED领域也有同样的大趋势。目前8.5代已经大规模量产，未来10.5代OLED也会出现。同时，行业也将从白光OLED最终走到RGB OLED。现有的“底部发光”显示类型将让位给“顶部发光”，从而有更好的节能效果，而亮度会更进一步改善。技术上的节点与LCD 8K TV一样，要求使用更高迁移率的金属氧化物的薄膜晶体管。另外，因为采用“顶部发光”，保护OLED器件的封装层一定要透明，所以说一定会采用薄膜封装而不是现在的金属封装。

Q：如何看待Micro-LED的技术和市场前景？

A：Micro-LED现在确实是个比较热门的话题。Micro-LED显示发光部分也是LED，驱动部分需要LTPS背板，也会用到应用材料公司的设备来制作它的驱动电路。所以，如果Micro-LED技术成熟市场需求增长爆发的话，对于应用材料公司的设备需求会更多。目前来看，Micro-LED量产化和市场化还不够成熟，只在超大屏和手表上有一定应用。未来降低成本后，可能会先处在两个主流市场——电视面板和移动屏幕——的制造两端，所以两三年之内应该还不会发生市场需求普遍增长的情况。

Q：目前市场上OLED电视面板基本上仅LG显示一家在提供，其它厂商，包括国内6代LTPS都是供手机等小尺寸应用。基于应用材料公司推出的这套Gen 10+产品的特性，是不是可以做这样一个判断：作为LCD大尺寸电视的主要竞争技术，应用材料公司更看好未来氧化物背板、或者白光彩膜、甚至RGB特点的OLED？

A： LG显示的白光OLED画面确实非常好，无论是高清晰度或是动态视域。但是，它与传统LCD大尺寸电视还存在很大的市场差距：很好的技术、很好的屏幕，但是非常贵，超高端。目前白光OLED制造工艺还很复杂，很难做到跟LCD一样的竞争成本。我们希望能真正做成RGB的OLED，把三原色做出来，从原理和制程上都能和LCD可比较。这也是应用材料公司未来与厂家合作的一个方向。RGB OLED的驱动背板电路更复杂，如果从LCD切换到OLED，应用材料公司的技术和设备需求量也会有更大程度上的提升。不过目前看，今后三年大尺寸电视还仍将是LCD的天下。三年之内到底哪一种技术能够形成真正三原色还有待分晓。

应用材料公司已经助力客户成功实现了中国、乃至全世界第一条10.5代LCD生产线的量产，在这次展会上推出的是量产验证的解决方案。需要强调的是，应用材料公司也拜访了中国所有的OLED厂，这些厂普遍反馈“做OLED目前最最重要的就是把良率做好”，良率做不上去就意味着投资失败。而应用材料公司不仅能为客户提供“良率管理”跟“良率提升”的综合解决方案，显示和柔性技术事业群的薄膜沉积部门还在单一设备和工艺的基础上，为客户提供金属氧化物的整合解决方案，准备把薄膜封装技术导入到OLED TV。

(Steven GAN 报道)