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探討蘋果和三星改變3D蓋板玻璃市場之路
發布時間:2018-01-09 14:30:48 點擊次數:3271
蘋果幾乎引領了近十年的手機機殼材料趁勢


iPhone歷代手機外殼材料表


三星采用OLED顯示屏對手機前蓋板的要求有變


OLED作為最新一代的顯示技術,在多項性能參數上較成熟的TFT-LCD更具優勢,尤其是低能耗、輕薄和可柔性化等特點,使其更適合作為便捷式設備顯示方案。 


OLED與LCD各項性能對比


品牌號召+供給改善,2018年OLED將成旗艦手機標配


三星依托其上游產能優勢,多年來一直力推AMOLED屏幕在智能手機上的應用,并于今年成功進入蘋果供應鏈。


在蘋果和三星的市場號召下,尤其是蘋果在iPhoneX用上AMOLED屏,這一選擇將革新面板供應商的格局,帶起全球面板廠與手機品牌競逐投資中小尺寸AMOLED面板的熱潮,OLED將成為未來智能手機顯示升級的確定路徑。


預計2018年全球出貨的智能手機中將有33%采用OLED屏,而到2020 市場滲透率預計達到54%。


全球智能手機OLED與LCD預期市場份額


目前影響OLED市場普及的原因主要有兩個:一是供應緊張,這一點我們從iPhone X的供貨情況就可看出;另外一個因素就是成本問題,受制于良率問題,目前OLED屏的成本還遠高于LCD屏。


而這兩個問題在2018年將逐漸改善,從而推動OLED在智能手機上的應用。


國內OLED產能將在2018年集中釋放,有利于OLED手機普及


目前全球OLED面板產能集中在三星和LG手中。LG生產的主要是電視用大尺寸OLED面板,而三星則主要生產手機用中小尺寸AMOLED面板市場超過九成份額。


2016年全球OLED屏廠商市場分布


而到2018年OLED產能有望集中釋放,加速推進國產化進程。


從OLED 面板供給來看,國內大陸企業擴產速度相對于中國臺灣和日本等傳統LCD 龍頭企業擴產速度來得快得多:2015 年,國內OLED總產能僅相當于全球OLED總產能的9%,2015-2020 年,根據披露出來的擴產速度,我國OLED 產能復合增速預計在75%,遠高于全球OLED 產能增速45%。


預計到2020 年國內OLED 總產能將占全球OLED 總產能的40%,將僅次于韓國,成為全球OLED 第二大供應國。


大陸地區AMOLED生產線投資計劃(億元)


國內OLED產能占全球比例提升


良率的爬坡 ,提高廠商的OLED使用接受度


目前OLED 成本優勢未顯現主要是良率還有待提高。據了解,剛性AMOLED 屏在良率80%的情況下成本已經低于LTPS-LCD,隨著良率的攀升成本還會繼續下降;柔性屏目前良率還在60%左右,故成本略偏高,未來隨著良率上升成本也會下降。


OLED成本隨良率上升而下降


隨著2018年新增產能逐步釋放,以及產商接受度的提高,預計OLED將成為旗艦機型的標配。


3D 玻璃與OLED ,相互搭配 2018年將引領消費新風潮


3D 玻璃屏幕優勢:顏值高、手感好、無視覺差。由于OLED 屏幕良品率的提升以及量產加速帶來的持續利好使得近期OLED 備受追捧,但是大家在追逐OLED 的時候卻忽視了OLED 屏幕的好伙伴那就是“3D 玻璃”的潛在機會。


因為只要屏幕使用OLED 材質,必然會使用3D 玻璃作為顯示屏蓋板。


2D 、2.5D、3D玻璃的區別


一直以來3D 玻璃受困于加工難度高、良品率低及成本相對較高等問題,發展緩慢。


加工上難度增加:

3D 曲面玻璃與2D、2.5D 玻璃制作流程的最大區別在于是否需要熱彎處理,這也導致了3D 曲面玻璃與邊緣采用了弧面過渡的2.5D 玻璃具有本質的不同。


3D 玻璃制程工藝


價格上區別:

3D 曲面玻璃目前在70 元/片左右,是現有2.5D 玻璃的3 倍左右,不過我們應當看到目前市場上搭載曲面屏的依然是高端旗艦機,價栺均在3600 元以上,隨著曲面屏的滲透率提升,成本將逐步下降。


2D /2.5D /3D 玻璃成本比較


但伴隨著LCD 逐漸被柔性OLED 替代,而3D 玻璃又是目前唯一能夠較好同曲面屏幕貼合的硬物質這一剛性需求,各大廠商加大技術研發投入,相信隨著加工技術的更新,3D 玻璃在未來手機外殼領域將會大放異彩。


此外,3D玻璃和柔性OLED結合,可以打造出曲面顯示屏。例如三星從2014年發布的Note Edge開始將屏幕邊緣設計成曲面顯示,如今這一設計已經成為三星旗艦手機的獨有特色之一,一直延續到最新的S8系列和Note8。在顏值當道的時代,3D玻璃的使用無疑提高了消費者的需求滿意度。


三星成熟的3D玻璃應用


蘋果采用OLED顯示屏對手機前后蓋市場帶來了變數


同時今年發布的iPhone X又將經典的雙玻璃設計重新帶進了消費者的視野,基于三星和蘋果的市場影響力,我們可以預見2018年采用3D玻璃的手機的比例將進一步提升。


據統計,2016 年全球智能手機出貨量為14.7億部,而2019 年將達到19 億部的單年出貨量,全球智能手機市場將保持7.9%的年化增長速度。


同時2019 年3D 曲面玻璃滲透率將達到50%左右,屆時3D玻璃的市場規模將超過200 億元。


2015年-2019年全球3D 曲面玻璃滲透率(占有率)


2016年-2021年全球3D曲面玻璃市場規模(億元)


5G 時代即將來臨,3D玻璃將成主流機殼


2017年11月14日,工信部發布了5G系統在3000-5000MHz頻段(中頻段)內的頻率使用規劃,我國成為國際上率先發布5G系統在中頻段內頻率使用規劃的國家。


根據工信部《信息通信行業發展規劃(2016-2020年)》:到“十三五”期末,光網和4G網絡全面覆蓋城鄉,寬帶接入能力大幅提升,5G啟動商用服務。


隨著5G 時代的到來,通信信號更為復雜,而NFC、wifl 及無線充電技術都將會是未來手機的標配,金屬手機殼對于信號屏蔽的不利影響將進一步放大,非金屬材質或將迎來重大機遇。


近年隨著新技術如5G商用化和無線充電推動,金屬屏蔽的特性將會對天線產生干擾,亦會影響無線充電效率;此外,自從金屬成為智能型手機機殼主流材料后,手機外觀已約3年沒有重大變革。


有鑒于此,手機品牌開始尋找新一代機殼材料,除了解決屏蔽問題外,也希望再次帶動智能型手機市場成長。目前玻璃和陶瓷材料是熱門選擇,然而相較于陶瓷而言,玻璃有成本和產能的優勢,預估將率先勝出,成為下一代智能型手機機殼的主流材料。


智能型手機發展若以第一代iPhone問世開始談起,機殼使用材料從鋁合金搭配塑膠,一路到現在出現純塑膠外殼和金屬為主外殼(因通訊需求,手機無法做到純金屬外殼) ,甚至玻璃和陶瓷等多元材料,可視為隨著智能型手機技術進步,不同材料間競合的結果。如今玻璃外殼似乎在眾多材料中逐漸勝出,以下就各層面分析玻璃機殼的發展。


玻璃材質導熱性佳 


塑料作為機殼材料雖然成本便宜,但質感欠佳,且熱導率低影響散熱效果,因此目前僅在功能機或中低階智能型手機使用,或用于金屬機殼背面的天線開口。


鋁合金在現階段雖仍為機殼主流材料,然而從三星開始率先大規模推動無線充電,改采玻璃背蓋設計,加上5G時代即將來臨與現今智能型手機外觀同質性高等三大主要因素帶動下,非金屬材質如玻璃和陶瓷開始成為市場關注焦點。


但考量成本,加上金屬材質在中低階智能型手機滲透率持續提升,因此目前玻璃或陶瓷材料主要出現在中高階機種上。 


據了解,玻璃的熱導性比塑料好,但差于金屬和陶瓷,在電磁屏蔽上則屬于低屏蔽材料;此外,與塑料、金屬或陶瓷相比,在同樣厚度上玻璃的重量更輕,硬度也可做到極高。


以康寧第五代大猩猩玻璃為例,莫氏硬度7可抵抗日常生活中幾乎各種材料的磨損。


反觀陶瓷材料,雖然在質感、耐磨度與散熱表現都優于玻璃,但目前良率仍非常低,使其成本高昂,尚無法大規模放量。所以玻璃是目前非金屬材料中能兼顧質感、良率、成本適中與能大規模量產的理想選擇。 


手機玻璃蓋板除了不斷透過材料配方改良,或以化學處理來改善強度外,在外型上也拜柔性OLED出現之賜,開始出現變化。


目前3種主要玻璃型態最大差別在于2.5D玻璃的曲度以CNC加工而成,但3D玻璃則需仰賴設備來熱彎而成,因此兩者在概念和制程上有根本的不同。


此外,在視覺效果上,由于3D玻璃于邊界的曲度折射光線,因此螢幕看起來將比實際寬度來得寬。


由于3D玻璃內圍擁有曲度,因此若搭配柔性OLED面板則可進一步將邊框螢幕拉伸,使整體螢幕尺寸看起來更大。 


3D玻璃成本高昂


比較3種型態的玻璃蓋板成本,2D和2.5D玻璃的成本相差不大,但與3D玻璃相比則可達3~4倍之多,原因是3D玻璃需額外設備和模具成本,且技術要求高、良率較低使得成本高昂。 


再比較目前主要機殼方案成本,不同機殼方案間的成本差距頗大,且由于玻璃本身脆度低,因此玻璃機殼仍需搭配金屬中框以提升強度,但金屬中框設計又比金屬機殼復雜,所需CNC加工時間更長,因此可發現玻璃機殼方案成本平均都較金屬機殼要高。


雖然目前以鋁合金材料為主的金屬機殼仍為中、高階手機的主流材料,但高階或旗艦機以上機種已開始往前后玻璃背蓋加上金屬邊框方案邁進。從全球市場逐漸往中高階手機集中來看,預計玻璃機殼的采用趨勢將會帶動整體手機的平均銷售單價上升。 


由于3D玻璃成本遠高于2.5D或2D玻璃,因此若沒有辦法搭配成本同樣較高的柔性OLED面板,廠商寧可使用2.5D或2D玻璃,否則等于徒增成本卻沒有在工業設計上獲得較好效益。


因此預期3D玻璃將與柔性OLED綁定,且3D玻璃滲透率與柔性OLED的普及度將有一定正比關系。 


玻璃機殼產業鏈 


整體玻璃機殼產業鏈可分為上、中、下游,上游是玻璃原料和設備提供廠商,材料部分目前主要由美國和日本的廠商把持,熱彎機則以韓國廠商為主,但在精雕機方面開始看到越來越多中國廠商出現。


中游為玻璃和金屬加工,目前由臺灣和中國廠商主宰,尤其在玻璃加工部分,據了解,中國廠商的市占率就占全球約80%。


下游則是EMS代工廠,包括富士康、和碩與緯創等。從成本結構來看,上游材料占約27%,下游人工組裝約24%,中游制造(包含設備折舊)則占高達49%。 


中游制造成本占近半的主因為玻璃和金屬制程各有一定技術門檻存在,直通率(全制程第一次產出的良品率)低、造成成本高昂。 


2D、2.5D與3D玻璃加工流程最大差別在于3D玻璃多一道熱彎程序,使后續加工過程全需在曲面上處理。3D玻璃加工技術難度高,連帶成本也較為高昂,但同時附加價值較2D和2.5D高。 


熱彎成形之所以困難,在于玻璃和石墨模具的熱膨脹系數需一致,若不一致則玻璃可能爆裂或彎曲程度不一而成波浪形,所以熱彎是最關鍵的環節,將決定3D玻璃整體產能和良率。至于拋光和印刷,由于在曲面上進行,因此對設備和工藝都有更高要求。


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