玻璃原本平淡無奇，當應用于電子設備中時，便變得不再普通。

　　在電子玻璃細分領域中，有兩片玻璃非常重要：一片是托在屏幕下的玻璃基板，另一片是蓋在屏幕上的玻璃蓋板。就是這兩片薄薄的玻璃，卻在很長一段時間內，成為擋在我國顯示產(chǎn)業(yè)中兩堵透明的墻。如今，隨著國內電子產(chǎn)業(yè)和玻璃企業(yè)的快速崛起，這兩堵墻已經(jīng)被擊破。

　　大尺寸玻璃基板成功突圍

　　由于對性能的要求十分嚴苛，電子玻璃的制造工藝一直是行業(yè)中的難題，高端技術專利長期掌握在美國康寧、日本旭硝子(AGC)、日本電氣硝子、日本板硝子(NSG)等少數(shù)國外公司手中，這些上游制造企業(yè)擁有很強的議價能力。

　　以液晶面板為例，顯示玻璃基板在其上游原材料成本中占比超過15%，面板成品的分辨率、透光度、厚度、重量、可視角度等指標都與所采用的玻璃基板質量密切相關。顯示玻璃基板之于液晶面板產(chǎn)業(yè)的意義，相當于硅晶圓之于半導體產(chǎn)業(yè)。

　　中國科學院院士歐陽鐘燦在接受《中國電子報》采訪時曾感慨：“美日企業(yè)經(jīng)過20多年技術研發(fā)和積累，壟斷了全球玻璃基板市場，獲取高額的利潤。沒有自己的玻璃基板企業(yè)，平板顯示產(chǎn)業(yè)的發(fā)展很容易被別人‘卡脖子’。”

　　顯然，玻璃基板這條路中國必須要走通，雖然萬分艱難。

　　國內企業(yè)經(jīng)過多年摸索，終于在2008年等來彩虹集團的第一塊液晶玻璃基板產(chǎn)品下線。此后，彩虹集團、中國建材集團、東旭集團等中國企業(yè)開始大力推進玻璃基板的國產(chǎn)化進程，部分企業(yè)成長迅速，掌握了浮法和溢流法工藝，能夠批量生產(chǎn)G6代線及以下尺寸的玻璃基板。不過，這樣還不夠。

　　隨著人們對顯示產(chǎn)品的要求越來越高，面板也向著大尺寸和超高清進化。而玻璃基板的尺寸越大，生產(chǎn)難度亦越高。

　　“從G6代跨度到G8.5代，對玻璃制造商來說是大挑戰(zhàn)。”彩虹顯示器件股份有限公司總經(jīng)理李淼在接受《中國電子報》記者采訪時表示，G8.5代玻璃尺寸2200mm×2500mm，面積是6代玻璃的兩倍，厚度降低至0.5毫米，其制造難度之大可想而知。

　　“大尺寸玻璃基板生產(chǎn)難度的確很大。”北京交通大學教授徐征告訴《中國電子報》記者，雖然G8.5相比G6面積增加一倍，但是對單張玻璃的微缺陷數(shù)量要求卻保持不變，缺陷密度要求大幅下降，工藝實現(xiàn)難度更大。此外，大尺寸玻璃基板的板厚均勻性和平整度要求維持不變，控制的精細程度要求更加苛刻。因此，之前G8.5代+液晶玻璃基板是我國顯示面板制造關鍵材料配套率最低的一環(huán)。

　　為了推進我國高世代玻璃基板發(fā)展，中國企業(yè)與多家掌握核心技術的美日企業(yè)建立了高世代玻璃基板的合作關系，但實際上，這些合資與合作主要集中在玻璃基板冷端的后段工序，玻璃基板中最核心的前段熱端工序還得靠我們自己摸索。

圖為彩虹液晶玻璃基板生產(chǎn)產(chǎn)線

　　在十多年的產(chǎn)業(yè)積累和持續(xù)技術攻關下，國內G8.5代玻璃基板終于實現(xiàn)了突破。

　　2019年6月份，我國首個G8.5代液晶玻璃基板在凱盛集團旗下全資子公司蚌埠玻璃工業(yè)設計研究院生產(chǎn)線點火，這意味著我國首次實現(xiàn)G8.5代液晶超薄浮法玻璃基板國產(chǎn)化，打破國外壟斷。2020年，彩虹股份首條溢流法G8.5玻璃基板生產(chǎn)線在彩虹合肥基地成功量產(chǎn);2022年，其G8.5+大噸位液晶玻璃基板達產(chǎn)速度達到國際同行最好水平;今年2月，彩虹股份G8.5二期順利點火投產(chǎn)。

　　彩虹電子玻璃研究院副院長王答成向《中國電子報》透露，彩虹的玻璃可以說是完全自主知識產(chǎn)權的產(chǎn)品，從源頭實現(xiàn)自給自足。溢流磚是玻璃基板生產(chǎn)中的一個關鍵材料，要在高溫環(huán)境下用三年以上。從2014年開始，彩虹與國內生態(tài)鏈企業(yè)聯(lián)合研發(fā)，圍繞結構和工藝進行設計，最后獲得了成功。“關鍵材料你有可能花幾倍的代價也未必能夠買到，它的研發(fā)成功對產(chǎn)業(yè)風險的降低和G8.5的采用提供了信心”。王答成說。

　　超薄玻璃蓋板刷新紀錄

　　我國玻璃基板在尺寸方面不斷蓄力突破的同時，玻璃蓋板也正在厚度上下著苦功。

　　一般把0.1～1.1毫米厚度的玻璃稱為超薄玻璃(UTG)。在智能手機行業(yè)中，超薄玻璃主要被用于屏幕蓋板材料，除了可以提高屏下指紋識別的速度與準確度外，UTG在耐刮擦、硬度、光學性能、平整度、外觀及觸感等方面具有優(yōu)勢。

　　然而，超薄玻璃與玻璃基板一樣，因為研發(fā)過程需要多學科、多領域的高度復合集成，工藝技術復雜、生產(chǎn)難度極大，核心技術長期被美國、日本少數(shù)幾家公司所壟斷。

　　早在2005年，日本玻璃制造商日本電氣硝子就開發(fā)出了0.1毫米厚的超薄玻璃板，2008年更是開發(fā)出可以在圓柱上卷起的0.05毫米超薄玻璃;美國材料制造商康寧在2012年也發(fā)布了厚度為0.1毫米的超薄柔軟性玻璃Willow Glass，并逐漸將其應用于智能手機、平板電腦以及筆記本電腦等高性能便攜設備的OLED和LCD屏幕上。

　　相較之下，我國在2013年以前甚至還沒有生產(chǎn)1.1毫米以下厚度超薄玻璃的能力，所有的超薄玻璃都需要進口，導致產(chǎn)品價格常年居高不下。

　　2018年，凱盛科技突破了百余項技術瓶頸后，終于將玻璃厚度一降再降，最終成功生產(chǎn)出僅0.12毫米、相當于A4紙厚度的超薄玻璃，柔韌性很好，被彎曲成環(huán)狀也不會折斷。

　　“這是我們運用浮法玻璃生產(chǎn)工藝，也就是熔融的玻璃液自由流淌到錫液上進行展薄、拉伸的成形方法。”中國工程院院士、中國建材集團總工程師彭壽介紹稱，在突破原料提純、玻璃組分及配方、新型熔化、超薄成形等系列技術瓶頸后，我國擁有了這一技術的自主知識產(chǎn)權，創(chuàng)造了浮法技術工業(yè)化生產(chǎn)的世界最薄玻璃紀錄。

　　業(yè)內人士指出，0.12毫米超薄電子玻璃的成功量產(chǎn)，不僅標志著中國打破了發(fā)達國家長期對超薄玻璃技術的封鎖，而且還打通了從實驗室到產(chǎn)業(yè)化的“最后一公里”，實現(xiàn)了從跟跑、并跑到領跑的跨越。

　　既然超薄玻璃能卷曲，那么能否像A4紙一樣近乎折疊呢?此后，凱盛科技開始向可折疊玻璃進軍。

　　就在上個月舉行的2023中關村論壇上，凱盛科技“30微米柔性可折疊玻璃”被作為重大成果發(fā)布。30微米，也就是0.03毫米，這是目前工業(yè)化最薄的可折疊玻璃。

圖為30微米柔性可折疊玻璃

　　中國建材集團凱盛科技股份有限公司副總經(jīng)理張少波在接受《中國電子報》記者采訪時表示：“就是這張厚度只有A4紙的四分之一的極薄玻璃，卻能在連續(xù)彎折40萬次后還能保證玻璃性能無變化，主要性能指標和產(chǎn)品良率達全球頂尖水平。另外，玻璃彎折半徑可達到0.5毫米，將其用在折疊屏手機上基本實現(xiàn)了嚴絲合縫。”張少波說，而屏幕越薄，意味著手機整體也就越輕薄。

　　近年來，超薄玻璃UTG正逐漸被折疊屏手機廠商所推崇。三星已將Fold 2和Fold 3從初代開始使用的CPI材料換成了UTG材料。OPPO Find N、vivo X Fold、小米Mix Fold 2等產(chǎn)品也都選擇了UTG玻璃蓋板。有消息稱，華為也將更新Mate X/XS的外折疊設計，并首次采用由凱盛科技獨家供應的UTG蓋板。

　　無疑，UTG作為折疊屏手機差異化的下一個關鍵點將逐漸成為手機廠商的新寵。

　　對于產(chǎn)品和技術為未來發(fā)展，張少波透露，隨著生產(chǎn)線的不斷優(yōu)化，預計今年年底凱盛科技還可實現(xiàn)30微米超薄玻璃的一次成型。此外，凱盛科技還將努力研發(fā)出10微米的超薄玻璃，作為半導體的襯底材料，助力國產(chǎn)半導體行業(yè)的發(fā)展。

　　玻璃基板大小從最初的G5、G6到G7.5再到G8.5，玻璃蓋板厚度從最初的1.1毫米到0.12毫米再到30微米，中國企業(yè)用十余年的潛心修煉，證明了在技術能力和工程能力上已迎頭趕上，甚至有望超越。

　　作者：谷月　　來源：中國電子報、電子信息產(chǎn)業(yè)網(wǎng)