OLED鈔能力有多強？單臺蒸鍍機售價遠超ASML頂級EUV光刻機
2022-08-25 13:18:51
據近日外媒報道稱，三星顯示將同意以6000億韓元（折合人民幣30.6億元）的價格采購來自日本ULVAC研發的第8.5代蒸鍍機用于建設OLED面板新產線，這個價格比三星顯示此前希望的價格5000億韓元（折合人民幣25.5億元）有所增加，但比ULVAC要求8000億韓元（折合人民幣40.8億元）要少了很多。
僅管如此，高達折合人民幣30.6億元的OLED第8.5代蒸鍍機，價格也超出了半導體界的超明星產品，ASML的頂級EUV光刻機價格。據今年初Gartner分析師Alan Priestley稱，英特爾新購買的ASML用于0.55NA下一代EUV光刻機單價將翻番到3億美元（約合19億元人民幣），這個芯片界認為的高價，在OLED領域也僅約第8.5代蒸鍍機的三分之二，可見OLED行業的鈔能力有多強。
在半導體領域，全球技術公司聯合封鎖中國EUV光刻機技術與產品，成為近些年科技脫鉤和中國“卡脖子”技術議論的焦點。受相關政策影響，ASML采用超短波EUV光線生成與光路控制技術的先進制程EUV光刻機設備，不能銷往以非科技合作協議國家。
EUV光刻機被認為是制造14納米以下先進制程的最經濟光刻機，并不是說傳統以微縮光路控制技術的DUV光刻機就是不能生產14納米以下先進制程的芯片，事實上包括中國內地芯片企業在內的很多芯片代與制造廠商，都已經利用DUV光刻機通過移位光刻制程來生產14納米以下先進制程的芯片，比如7納米，甚至5納米的芯片。
但是移位光刻制程增加了大多的工藝步驟，在芯片代工領域，每增加一道工序就意味著實際生產成本的增加，表現在市場上就是競爭力的下降。并且在5納米以下再用DUV光刻機來進行加工，基本上已經達到DUV光刻機的物理精度極限，不太可能做出更低線徑的線路結構出來。
但業界沒有想到，一個精度級別是納米級芯片數十倍、甚至上百倍的“宏觀制造”設備，OLED第8.5代蒸鍍機的“單機設備”價格，居然要比工業界最頂尖的“微觀制造”設備，頂級EUV光刻機價格還要高出那么多。
事實上，由于OLED蒸鍍機的加工工藝特點，此前業界基本上都是采用水平蒸鍍技術，以保證OLED蒸鍍環節最關鍵的技術指標，蒸鍍發光層的均勻性。
而三星顯示與日本ULVAC聯合開發的第8.5代蒸鍍機，采用的是垂直蒸鍍技術，之所以不用水平蒸鍍工藝，是因為水平蒸鍍工藝無法解決超過6代面板產線半切尺寸后的FMM金屬掩模板因重力下垂直，導致蒸鍍像素變形甚至蒸鍍失敗的問題。
而采用垂直蒸鍍技術后，FMM金屬掩模板在裝載模具時，只要很小的磁吸力，配合FMM金屬模板與治具的摩擦力就能實現完美的貼附，FMM金屬掩模板在受到蒸鍍加工的熱輻射下，也能通過治具快速導走，不會再因為受熱變形和重力變形導致蒸鍍像素變形甚至蒸鍍失敗的問題，設備的機械精度，就是工藝穩定參數的極限。
垂直蒸鍍技術一直難以在OLED行業推廣的原因，是因為垂直蒸鍍技雖然解決了FMM金屬模板的重力變形難題，卻沒有解決OLED蒸鍍均勻性的難題。OLED蒸鍍過程中揮發出來的發光材料，在從水平蒸發室搬運到垂直蒸鍍室時，要有比水平蒸鍍更高的溫度，以防搬運過程中自冷凝失效，而更高的溫度也則有可能讓OLED發光材料的一些物理性能發生改變，導致發光效率下降以及可發光物變質，讓產品的顯示均勻性與顯示可靠性指標數據劇烈下降，達不到量產化工藝要求。
所以此前除了美國設備供應商與JDI有聯合開發過少量的相關低世代OLED產線設備外，業界基本上不敢嘗試垂直蒸鍍設備，因為即便是采用水平蒸度設備，很多OLED生產企業都要通過5到10年的量產實踐才能解決OLED制造最大的難題，顯示均勻性與顯示可靠性難題。三星顯示是行業最早解決OLED蒸鍍顯示均勻性和顯示可靠性的生產制造企業，這一次與日本ULVAC合作研發垂直蒸鍍設備，三星顯示提供了其定制的發光材料和自己的量產工藝數據包，而日本ULVAC則貢獻出了其OLED發光材料持續蒸鍍穩定技術，至于三星顯示和ULVAC是如何解決其發光物的蒸發氣體遠距離搬運技術難題，則由于雙方合作的排它性，到目前為止并沒有對外公開相關原理與技術。
不過三星顯示和日本ULVAC如果真正聯合攻關垂直蒸鍍技術成功，則雙方無凝又可以在中大尺寸OLED的IT和電視面板領域的生產成本上，領先業界5到10年。
而此前主要提供行業水平蒸鍍設備的日本Canon Tokki，目前最先進的設備也只能實現第6代產線半切工藝，其產能只有三星顯示和日本ULVAC聯合開發的第8.5代產線全切工藝的八分之一左右，如果以其一臺設備價格也高達約7億人民幣的第6代產線半切工藝蒸鍍設備建設單機產線來計算，與第8.5代全切工藝的單臺設備投資價格也相差了（7億人民幣X8倍）-30.6億人民幣=約25億人民幣，而一條第8.5代OLED產線，基本上會配置兩臺第8.5代全切工藝蒸鍍機來平衡生產節拍，相當于同樣產能第6代產線半切工藝蒸鍍設備要配置約16臺。
不過由于三星顯示與日本ULVAC的合作的排它性，日本ULVAC目前也只有三星顯示的兩臺第8.5代蒸鍍機訂單。而且由于蘋果對于垂直蒸鍍技術的成熟度有待觀察，目前三星顯示也只能拿第8.5代蒸鍍機來生產自己集團內需要的產品和非蘋果陣營銷售的產品，而蘋果仍然要求其OLED面板供應商繼續采用日本Canon Tokki的第6代半切水平蒸鍍機來建設第8.5代OLED面板產線，以供蘋果未來推出OLED iPadMac電腦產能配套。
所以現在供應第6代產線半切工藝蒸鍍設備的日本Canon Tokki仍是OLED行業最亮眼的設備廠商，因為其年能仍然維持在10臺左右的水平，也就是說未來五到十年，日本Canon Tokki的產能仍處在供不應求狀態。
不過對于整個顯示行業來講，三星顯示與日本ULVAC聯合開發的第8.5代產線全切工藝蒸鍍設備成功的意義十分重大，從某種層面上來講，如果能通過這個工藝徹底解決困擾行業十多年的蒸鍍品質與成本難題，則意味著OLED的最明顯的短板將被補齊，OLED在中高端產品領域快速蠶食LCD顯示技術的日期會提前到來。（來源：潮電顯示與觸摸）
