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行业动态
探讨苹果和三星改变3D盖板玻璃市场之路
发布时间:2018-01-09 14:30:48 点击次数:956
苹果几乎引领了近十年的手机机壳材料趁势


iPhone历代手机外壳材料表


三星采用OLED显示屏对手机前盖板的要求有变


OLED作为最新一代的显示技术,在多项性能参数上较成熟的TFT-LCD更具优势,尤其是低能耗、轻薄和可柔性化等特点,使其更适合作为便捷式设备显示方案。 


OLED与LCD各项性能对比


品牌号召+供给改善,2018年OLED将成旗舰手机标配


三星依托其上游产能优势,多年来一直力推AMOLED屏幕在智能手机上的应用,并于今年成功进入苹果供应链。


在苹果和三星的市场号召下,尤其是苹果在iPhoneX用上AMOLED屏,这一选择将革新面板供应商的格局,带起全球面板厂与手机品牌竞逐投资中小尺寸AMOLED面板的热潮,OLED将成为未来智能手机显示升级的确定路径。


预计2018年全球出货的智能手机中将有33%采用OLED屏,而到2020 市场渗透率预计达到54%。


全球智能手机OLED与LCD预期市场份额


目前影响OLED市场普及的原因主要有两个:一是供应紧张,这一点我们从iPhone X的供货情况就可看出;另外一个因素就是成本问题,受制于良率问题,目前OLED屏的成本还远高于LCD屏。


而这两个问题在2018年将逐渐改善,从而推动OLED在智能手机上的应用。


国内OLED产能将在2018年集中释放,有利于OLED手机普及


目前全球OLED面板产能集中在三星和LG手中。LG生产的主要是电视用大尺寸OLED面板,而三星则主要生产手机用中小尺寸AMOLED面板市场超过九成份额。


2016年全球OLED屏厂商市场分布


而到2018年OLED产能有望集中释放,加速推进国产化进程。


从OLED 面板供给来看,国内大陆企业扩产速度相对于中国台湾和日本等传统LCD 龙头企业扩产速度来得快得多:2015 年,国内OLED总产能仅相当于全球OLED总产能的9%,2015-2020 年,根据披露出来的扩产速度,我国OLED 产能复合增速预计在75%,远高于全球OLED 产能增速45%。


预计到2020 年国内OLED 总产能将占全球OLED 总产能的40%,将仅次于韩国,成为全球OLED 第二大供应国。


大陆地区AMOLED生产线投资计划(亿元)


国内OLED产能占全球比例提升


良率的爬坡 ,提高厂商的OLED使用接受度


目前OLED 成本优势未显现主要是良率还有待提高。据了解,刚性AMOLED 屏在良率80%的情况下成本已经低于LTPS-LCD,随着良率的攀升成本还会继续下降;柔性屏目前良率还在60%左右,故成本略偏高,未来随着良率上升成本也会下降。


OLED成本随良率上升而下降


随着2018年新增产能逐步释放,以及产商接受度的提高,预计OLED将成为旗舰机型的标配。


3D 玻璃与OLED ,相互搭配 2018年将引领消费新风潮


3D 玻璃屏幕优势:颜值高、手感好、无视觉差。由于OLED 屏幕良品率的提升以及量产加速带来的持续利好使得近期OLED 备受追捧,但是大家在追逐OLED 的时候却忽视了OLED 屏幕的好伙伴那就是“3D 玻璃”的潜在机会。


因为只要屏幕使用OLED 材质,必然会使用3D 玻璃作为显示屏盖板。


2D 、2.5D、3D玻璃的区别


一直以来3D 玻璃受困于加工难度高、良品率低及成本相对较高等问题,发展缓慢。


加工上难度增加:

3D 曲面玻璃与2D、2.5D 玻璃制作流程的最大区别在于是否需要热弯处理,这也导致了3D 曲面玻璃与边缘采用了弧面过渡的2.5D 玻璃具有本质的不同。


3D 玻璃制程工艺


价格上区别:

3D 曲面玻璃目前在70 元/片左右,是现有2.5D 玻璃的3 倍左右,不过我们应当看到目前市场上搭载曲面屏的依然是高端旗舰机,价栺均在3600 元以上,随着曲面屏的渗透率提升,成本将逐步下降。


2D /2.5D /3D 玻璃成本比较


但伴随着LCD 逐渐被柔性OLED 替代,而3D 玻璃又是目前唯一能够较好同曲面屏幕贴合的硬物质这一刚性需求,各大厂商加大技术研发投入,相信随着加工技术的更新,3D 玻璃在未来手机外壳领域将会大放异彩。


此外,3D玻璃和柔性OLED结合,可以打造出曲面显示屏。例如三星从2014年发布的Note Edge开始将屏幕边缘设计成曲面显示,如今这一设计已经成为三星旗舰手机的独有特色之一,一直延续到最新的S8系列和Note8。在颜值当道的时代,3D玻璃的使用无疑提高了消费者的需求满意度。


三星成熟的3D玻璃应用


苹果采用OLED显示屏对手机前后盖市场带来了变数


同时今年发布的iPhone X又将经典的双玻璃设计重新带进了消费者的视野,基于三星和苹果的市场影响力,我们可以预见2018年采用3D玻璃的手机的比例将进一步提升。


据统计,2016 年全球智能手机出货量为14.7亿部,而2019 年将达到19 亿部的单年出货量,全球智能手机市场将保持7.9%的年化增长速度。


同时2019 年3D 曲面玻璃渗透率将达到50%左右,届时3D玻璃的市场规模将超过200 亿元。


2015年-2019年全球3D 曲面玻璃渗透率(占有率)


2016年-2021年全球3D曲面玻璃市场规模(亿元)


5G 时代即将来临,3D玻璃将成主流机壳


2017年11月14日,工信部发布了5G系统在3000-5000MHz频段(中频段)内的频率使用规划,我国成为国际上率先发布5G系统在中频段内频率使用规划的国家。


根据工信部《信息通信行业发展规划(2016-2020年)》:到“十三五”期末,光网和4G网络全面覆盖城乡,宽带接入能力大幅提升,5G启动商用服务。


随着5G 时代的到来,通信信号更为复杂,而NFC、wifl 及无线充电技术都将会是未来手机的标配,金属手机壳对于信号屏蔽的不利影响将进一步放大,非金属材质或将迎来重大机遇。


近年随着新技术如5G商用化和无线充电推动,金属屏蔽的特性将会对天线产生干扰,亦会影响无线充电效率;此外,自从金属成为智能型手机机壳主流材料后,手机外观已约3年没有重大变革。


有鉴于此,手机品牌开始寻找新一代机壳材料,除了解决屏蔽问题外,也希望再次带动智能型手机市场成长。目前玻璃和陶瓷材料是热门选择,然而相较于陶瓷而言,玻璃有成本和产能的优势,预估将率先胜出,成为下一代智能型手机机壳的主流材料。


智能型手机发展若以第一代iPhone问世开始谈起,机壳使用材料从铝合金搭配塑胶,一路到现在出现纯塑胶外壳和金属为主外壳(因通讯需求,手机无法做到纯金属外壳) ,甚至玻璃和陶瓷等多元材料,可视为随着智能型手机技术进步,不同材料间竞合的结果。如今玻璃外壳似乎在众多材料中逐渐胜出,以下就各层面分析玻璃机壳的发展。


玻璃材质导热性佳 


塑料作为机壳材料虽然成本便宜,但质感欠佳,且热导率低影响散热效果,因此目前仅在功能机或中低阶智能型手机使用,或用于金属机壳背面的天线开口。


铝合金在现阶段虽仍为机壳主流材料,然而从三星开始率先大规模推动无线充电,改采玻璃背盖设计,加上5G时代即将来临与现今智能型手机外观同质性高等三大主要因素带动下,非金属材质如玻璃和陶瓷开始成为市场关注焦点。


但考量成本,加上金属材质在中低阶智能型手机渗透率持续提升,因此目前玻璃或陶瓷材料主要出现在中高阶机种上。 


据了解,玻璃的热导性比塑料好,但差于金属和陶瓷,在电磁屏蔽上则属于低屏蔽材料;此外,与塑料、金属或陶瓷相比,在同样厚度上玻璃的重量更轻,硬度也可做到极高。


以康宁第五代大猩猩玻璃为例,莫氏硬度7可抵抗日常生活中几乎各种材料的磨损。


反观陶瓷材料,虽然在质感、耐磨度与散热表现都优于玻璃,但目前良率仍非常低,使其成本高昂,尚无法大规模放量。所以玻璃是目前非金属材料中能兼顾质感、良率、成本适中与能大规模量产的理想选择。 


手机玻璃盖板除了不断透过材料配方改良,或以化学处理来改善强度外,在外型上也拜柔性OLED出现之赐,开始出现变化。


目前3种主要玻璃型态最大差别在于2.5D玻璃的曲度以CNC加工而成,但3D玻璃则需仰赖设备来热弯而成,因此两者在概念和制程上有根本的不同。


此外,在视觉效果上,由于3D玻璃于边界的曲度折射光线,因此萤幕看起来将比实际宽度来得宽。


由于3D玻璃内围拥有曲度,因此若搭配柔性OLED面板则可进一步将边框萤幕拉伸,使整体萤幕尺寸看起来更大。 


3D玻璃成本高昂


比较3种型态的玻璃盖板成本,2D和2.5D玻璃的成本相差不大,但与3D玻璃相比则可达3~4倍之多,原因是3D玻璃需额外设备和模具成本,且技术要求高、良率较低使得成本高昂。 


再比较目前主要机壳方案成本,不同机壳方案间的成本差距颇大,且由于玻璃本身脆度低,因此玻璃机壳仍需搭配金属中框以提升强度,但金属中框设计又比金属机壳复杂,所需CNC加工时间更长,因此可发现玻璃机壳方案成本平均都较金属机壳要高。


虽然目前以铝合金材料为主的金属机壳仍为中、高阶手机的主流材料,但高阶或旗舰机以上机种已开始往前后玻璃背盖加上金属边框方案迈进。从全球市场逐渐往中高阶手机集中来看,预计玻璃机壳的采用趋势将会带动整体手机的平均销售单价上升。 


由于3D玻璃成本远高于2.5D或2D玻璃,因此若没有办法搭配成本同样较高的柔性OLED面板,厂商宁可使用2.5D或2D玻璃,否则等于徒增成本却没有在工业设计上获得较好效益。


因此预期3D玻璃将与柔性OLED绑定,且3D玻璃渗透率与柔性OLED的普及度将有一定正比关系。 


玻璃机壳产业链 


整体玻璃机壳产业链可分为上、中、下游,上游是玻璃原料和设备提供厂商,材料部分目前主要由美国和日本的厂商把持,热弯机则以韩国厂商为主,但在精雕机方面开始看到越来越多中国厂商出现。


中游为玻璃和金属加工,目前由台湾和中国厂商主宰,尤其在玻璃加工部分,据了解,中国厂商的市占率就占全球约80%。


下游则是EMS代工厂,包括富士康、和硕与纬创等。从成本结构来看,上游材料占约27%,下游人工组装约24%,中游制造(包含设备折旧)则占高达49%。 


中游制造成本占近半的主因为玻璃和金属制程各有一定技术门槛存在,直通率(全制程第一次产出的良品率)低、造成成本高昂。 


2D、2.5D与3D玻璃加工流程最大差别在于3D玻璃多一道热弯程序,使后续加工过程全需在曲面上处理。3D玻璃加工技术难度高,连带成本也较为高昂,但同时附加价值较2D和2.5D高。 


热弯成形之所以困难,在于玻璃和石墨模具的热膨胀系数需一致,若不一致则玻璃可能爆裂或弯曲程度不一而成波浪形,所以热弯是最关键的环节,将决定3D玻璃整体产能和良率。至于抛光和印刷,由于在曲面上进行,因此对设备和工艺都有更高要求。


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