搞懂盖板玻璃
特性及应用领域盖板玻璃(CoverLens),主要应用于触摸屏最外层,产品的主要原材料为超薄平板玻璃,具有防冲击、耐刮花、耐油污、防指纹、增强透光率等功能。目前广泛应用于带触控功能和显示功能的多种电子消费产品。
盖板玻璃相对于其它材质的盖板在表面光洁度、厚度、高硬度、抗压、耐刮等重要参数及属性上优势明显,故逐渐成为各触控技术的主流保护方案。随着5G网络日益普及,为解决金属材质容易削弱5G信号传输的问题,越来越多手机的后盖板也采用了信号传输优良的玻璃等非金属材质。市面上支持5G网络的大屏幕平板设备的兴起,促使了盖板玻璃需求快速上升。
生产工艺盖板玻璃前端生产工艺主要可分为溢流下拉法和浮法两种。1.溢流下拉法:玻璃液由供料部进入溢流道,顺着长溢流槽的表面向下流动,在溢流槽下部的楔形体的底端汇合形成一条玻璃带,经退火后形成平板玻璃。是目前超薄盖板玻璃制造中的热点技术,加工良率高、质量较好、整体性能较好。2.浮法:玻璃液出炉后流入熔融金属浮槽内,浮槽内玻璃在金属液面上依靠表面张力和重力自由摊平,到达槽的终端时被冷却至一定温度,从浮槽出来后,玻璃进入退火窖进一步冷却切割。浮法制玻璃表面平整度较好、光学性能较强。经生产后,还要通过切割、CNC精雕、研磨、强化、丝印、镀膜、清洗等生产工序来实现盖板玻璃的诸多功能需求。尽管显示技术快速革新,工艺精细化设计、操控水平以及副效应抑制效果仍然需要依靠长期的经验积累,而这些正是决定盖板玻璃良品率的关键性因素。
商品归类及规范申报注意事项
(一)商品归类。
盖板玻璃可根据制造工艺归入相应税号,溢流下拉法制盖板玻璃归入.,浮法制盖板玻璃归入.。再根据其最终实际用途划分具体商品编码,商品编码.01和.02项下适用于液晶或有机发光二极管显示屏用原板玻璃,包括保护屏用含碱玻璃。如非用于显示屏/保护屏(如手机后盖板/镜头用),则应分别归入商品编码.90和.90。
盖板玻璃税号
商品归类
盖板玻璃的行业竞争格局
在盖板玻璃本身技术迭代趋缓、国内浮法工艺的进步,以及下游主机厂国产化意愿催化下,国产盖板玻璃厂商迎来加速替代的超车弯道。
摘要
起到防护功能的盖板玻璃技术迭代边际趋缓,以及浮法工艺的在盖板上的逐渐摸索和进步,我们认为作为国内盖板的电子玻璃已临“国产化”替代的大风口,而当下的下游主机厂和盖板加工厂的国产化意愿催化了这一进程。推荐标的:高铝二代产品KK6已经实现量产,且三代产品储备领先的南玻A;以及电子玻璃领域后发先至,实现加速追赶,有望弯道超车的旗滨集团。
盖板玻璃竞争模式重塑,经济化生产加工的重要性凸显:
1)技术壁垒:高铝盖板技术在追求产品性能(主要抗摔和抗划伤)和追求经济性上走向一个相对平衡态。在产品使用性能达到一定标准后,能否实现经济量产和经济深加工也将被纳入盖板产品实际应用和推广的考虑范围内。
2)认证壁垒:产业链合力下,下游主机厂及中游加工厂商都有意愿和动力推动国产替代。终端国产手机份额持续提升,加之中美 催化和华为事件的影响,目前终端主机厂对供应链自主可控意识较前几年大幅度提升。对于加工厂而言单一客户占比过高风险也在加大,盖板加工涉及大规模的设备投资,本身资产非常重,过分依赖单一终端客户,则某一代机型表现不及预期将极大影响加工商盈利回收能力。
3)浮法工艺在盖板上的经济性优势凸显:国内玻璃企业擅长的浮法工艺天然具备大规模生产的成本优势,单线产能是溢流法的10倍,多年浮法工艺持续攻克下,目前南玻和旭虹均已推出性能对标康宁GG5的产品,我们判断有望在向GG7看齐。
亿+消费电子盖板市场基础之上,车载市场仍在扩容。近年全球手机出货量中枢约为14亿部,我们估算其对应的泛手机盖板领域(包括盖板、后壳、贴片)市场空间约为亿元,如考虑到平板电脑等其他电子产品防护玻璃用量,市场空间可扩容至亿元。车载显示大屏化、多屏化趋势催生盖板玻璃新市场。按照单车配屏尺寸不同,我们估算车载屏领域短、中、长期市场空间分别为30、、亿元,远期或可再造一个消费电子市场容量。
区分盖板与基板:基板格局稳固,盖板风口到来
手机屏幕结构中有两种玻璃,一种是视窗防护玻璃,一种是基板玻璃。从结构拆分上看,当前手机屏幕主要由视窗防护玻璃、触控模组、显示模组三大主要部分构成,而显示模组结构中还包含两片基板玻璃。
视窗防护玻璃(CoverLens)具有强度高、透光率高、韧性好、抗划伤、等特点,其内表面须能与触控模组和显示屏紧密贴合、外表面有足够的强度,达到对平板显示屏、触控模组等的保护功能,目前也有部分厂商将视窗防护玻璃改进后用于电子产品外壳和后盖。我们通常说的盖板玻璃指的就是视窗防护玻璃。
基板玻璃(Glasssubstrate)是显示模组的重要构成部件。显示模组可以简单理解为“三明治”结构,即将液晶夹杂在两片玻璃基板之间。基板玻璃的质量与显示模组所呈现的分辨率、透光度、厚度、重量、可视角度等性能高度相关,因而基板玻璃作为重要材料其对于显示模组的意义可类比于硅晶圆之于半导体。
盖板玻璃与基板玻璃产业链构成不尽相同。盖板产业链结构相对简单,主要包括上游玻璃原片生产,中游的玻璃加工(主要工序包括切割、热弯、打孔等),下游供货至主要的手机、平板电脑、汽车厂商。
而基板玻璃涉及的显示面板产业链制造流程更为复杂,中游TFT-LCD制造厂商需要经过三段制程:1)前段Array:将薄膜电晶体制作在玻璃之上,Array制程与芯片制程极为相似;2)中段Cell:将玻璃基板和彩色的滤光片结合,并且在两片玻璃基板之间灌入液晶;3)后段模块组装。
基板格局中外资垄断程度更高。从竞争格局上看,目前液晶基板玻璃95%以上的市场被外资垄断,其中康宁一家市占率超过50%。而在玻璃盖板竞争格局中,目前康宁市占率约70%,日本旭硝子市占率近年来在国内市占率逐步被压缩,盖板领域国产产品合计市占率近20%。
基板格局难以撼动,盖板玻璃有望迎来国产替代风口。我们认为基板玻璃处在的显示面板产业链可类比与半导体产业链,面临更加不确定的面板技术迭代,以及难度更高的制造工艺和制程追赶,其外资垄断的格局中期难以撼动。但是盖板产业链上,盖板玻璃性能需求相比基板要求稍低,且在盖板的产品迭代边际放缓的背景下更适宜国产替代,将在下一章中详细阐述。因此,我们后续关于电子玻璃国产化的讨论主要围绕盖板玻璃,将不再涉及基板玻璃。
3.盖板玻璃:重塑竞争模式,国产机遇来临
电子玻璃作为重资产行业,过去在盖板国产化的道路上的两只拦路虎一个是下游快速的技术迭代,另一个是较长的主机厂认证周期,因而留给国产厂商的追赶的窗口期很短,每代产品的盈利空间很有限,难以实现弯道超车。但我们认为两个变化正在发生:
1)起到防护作用的盖板玻璃对单一产品性能的追求,尤其是硬度的追求是有限度的。在产品性能达到一定标准后,能否实现经济量产和经济深加工也将被纳入盖板推广的考虑范围内。
2)下游认证上,盖板国产替代是下游国产主机厂同样有意愿主导推动的。
3.1.技术壁垒:产品性能迭代放缓
盖板玻璃从原料上由钠钙玻璃走向高铝玻璃。按照化学成分不同,盖板玻璃涉及两大类型:钠钙硅玻璃系统和碱铝硅酸盐玻璃系统。由于玻璃中铝含量的提升可以增强玻璃硬度,因此盖板玻璃经历了从早期钠钙玻璃向碱铝玻璃发展的过程,碱铝玻璃根据铝含量高低可以进一步分为低铝、中铝、高铝玻璃。目前盖板应用上主要以高铝盖板为主,部分车载屏幕仍会使用到钠钙玻璃和中铝玻璃。
两个层面上的技术迭代放缓:1)盖板玻璃本身在硬度和抗摔性能上提升放缓;2)屏幕结构上全贴合In-cell/On-cell/OGS成为主流,防护玻璃与触控模组显示模组的相对位置基本稳定。
防护+触控架构趋于稳定
防护、触控和显示模组的相对位置会影响防护玻璃产能迭代。主流电容式触控根据触控模组和显示面板相对位置的不同,可以分为Out-Cell、In-Cell和On-Cell三种技术架构。其中,Out-Cell又可分为G+F、G+G和OGS触控方案三种主要类型。触控厂商为保住独立产业链环节,偏向于向上游强化玻璃和触控的融合,更接受OGS的解决方案;而面板厂商则倾向于将触控工序内置化(in-house)在显示组件里面,提出了On-cell和In-cell的两种解决方案。这一从外挂到OGS到in-house路径的转变,同样会影响上游盖板玻璃的产能迭代。
在轻量化背景下触控内置化趋势基本稳定。随着低成本、轻薄化和整体解决方案逐渐成为当前触控领域发展的新趋势,相较于传统的G+G或G+F方案,新兴的In-Cell、On-Cell和OGS方案不仅节省了一层玻璃成本和减少了一次贴合成本,还具有重量更轻、透光度更高的优点,可以更好的满足智能终端超薄化需求并提升显示效果,因此开始成为触控领域的主导技术方向。
国产手机份额崛起,自主可控意识增强或加快国产玻璃盖板认证进度。
盖板中游加工商国产厂商占到大头,根据Leadloeresearch统计,盖板加工市场中蓝思科技、伯恩光学、信濠光电三家市占率近60%。盖板加工后道供需涉及大规模的设备投资,本身资产非常重,以蓝思科技为例-年固定资产占总资产比重一直维持在50%的高位上。如若过分依赖单一终端客户,则某一代机型表现不及预期将极大影响加工商盈利回收能力。在此背景下,中游盖板加工商同样有动力推动上游盖板玻璃加速国产替代。
性价比:生于浮法,长于浮法
浮法工艺天然适合大规模低成本生产。目前主流的超薄玻璃成型方法主要是浮法和溢流下拉法。溢流下拉法不依靠介质通过垂直下拉成型,其优点在于玻璃两侧应力分布均匀,产品平坦度更好,但是投资强度大且产能较低。浮法成型玻璃由于玻璃在锡槽成型过程中玻璃面与锡面及保护气体面张力差异导致产品翘曲度大,质量以及成品率等方面与溢流法存在一定差距,但它的优势在于成型产能大、成本低,浮法单线产能可以做到50-t/d,而溢流法单线产能一般不超过20t/d。
国内电子玻璃企业惯用浮法技术多年,有深厚的技术积累,工艺成熟,国内盖板玻璃技术演进路径同样一直沿袭浮法路径。
市场空间:智能化下持续扩容
就盖板玻璃在其下游行业的应用来看,除了手机、平板电脑等传统应用领域,车载信息系统、家电产品等行业仍具有较大的发展空间,随着电容式触摸屏在下游行业应用的不断扩大和深入,盖板玻璃市场容量还将持续扩容。
行业空间测算:
附:普通玻璃盖板生产加工流程
开料
工作原理:将原片玻璃由钻石刀轮切割后,再经掰片使其成为比成品长宽单边大20-30c的矩形。
CNC
加工原理:依靠高速旋转的高硬度的金刚砂轮棒,在良好的冷却和润滑的条件下,对玻璃基材进行机械磨削加工,使其成为所需的结构尺寸。
通过设计不同形状和砂号的刀具满足不同工艺要求
化学钢化
在高温状态下,玻璃中的和KNO3中的进行了离子交换,填充到原离子位置,由于较原子半径大,所以钢化后玻璃表面表现压应力状态,当玻璃受到外力作用时,这个压力层可将部分拉应力抵消,避免玻璃的碎裂,即此压应力增加了玻璃抗折弯和抗冲击的能力.
影响化学钢化玻璃强度性能(落球,4PB)的因素:
玻璃钢化的性能指标(DOL,CS)玻璃内部和表面的缺陷(微裂纹和划伤)CNC加工过程中形成的崩边暗伤玻璃原材料自身的缺陷(原材料的杂质和内部存在的不均匀区域,气孔,结石(此为无法控制因素)
抛光
工作原理:
在双面研磨机上贴附抛光皮,在抛光粉的一起作用下对玻璃材质进行研磨抛光作用,消除其表面的杂质和微裂纹层,提高玻璃表面的光洁度和粗糙度.
抛光粉介绍:
主要成分为氧化铈,氧化铈抛光粉颗粒呈多边形,棱角明显,平均直径约2微米硬度为莫氏7-8,氧化铈的颗粒度抛光粉的纯净度直接影响抛光的效果.
抛光(2.5D)
工作原理:使用有弹性的将CNC成型圆弧倒边的砂面扫亮成正常抛
光的效果。
超声波清洗
当高于音波(28~40khz)的高频振动传给清洗介质后,液体介质在高频振动下产生近乎真空的空腔泡,空腔泡在相互间的碰撞、合并、消亡的过程中,可使液体局部瞬间产生几千大气压的压强,如此大的压强使得周围的物质发生一系列物理、化学变化。这种作用称为"空化作用",此作用可使物质分子的化池键断裂,引起各种物理变化(溶解、吸附、乳化、分散)和化学变化(氧化、还原、分解、化合)等,对产品进行去污和清洁.
印刷
印刷的原理﹕利用感光材料制作成网板将油墨放入网框內,在网版图案內用刮胶加压刮动,油墨通過网孔转移到承印物上,形成与原稿一样的图文印刷五要素:网板、油墨、刮刀、印刷台、承印物
制版流程
镀膜
工作原理
在真空状态下(10-3pa),使用电子枪发出高速的电子束流对膜料进行轰击加热,使其蒸发后沉积于基底表面而成膜。镀膜设备主要构成为:真空系统,蒸发系统,膜厚监控系统通常薄膜有:功能膜-AF,AR,AG,高硬度膜装饰膜-NCVM,炫彩膜镀膜应用