探究LCD产业链的发展逻辑：液晶周期、资本开支循环与大尺寸化1202.ppt

《探究LCD产业链的发展逻辑：液晶周期、资本开支循环与大尺寸化1202.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《探究LCD产业链的发展逻辑：液晶周期、资本开支循环与大尺寸化1202.ppt（42页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、,1800000,N e 2 a A a 22 y 2 2 A 2 e 2 O 2 N 2,1,2012 年 11 月 30 日证券研究报告行业专题报告,电子平板显示看好（维持）市场数据（2012-11-29）行业指数涨幅,探究 LCD 产业链的发展逻辑液晶周期、资本开支循环与大尺寸化报告要点,近一周,-6.63%,近一月近三月重点公司,-14.13%-14.07%,LCD 产业链的进化：西村法则与“自我加速型”的资本开支循环与半导体产业类似，LCD 产业链也同样存在着相似的规律，业界称之为“西村法则”：液晶面板的玻璃基板尺寸具有逐渐扩大的,公司名称京东方 A华映科技锦富新材长信科技,公司代码

2、000725000536300128300088,投资评级推荐推荐推荐推荐,趋势，大约每 3 年扩大 1.8 倍。西村法则根源于需求扩大，直接驱动力是厂商提高生产率的动机。西村法则与摩尔定律的不同之处在于产业链环境不同、代际产品间的替代性不同、需求扩张的方式不同。液晶周期：耐用品周期与资本开支周期共同作用的产物,LCD 设备投资昂贵，退出壁垒高。液晶产业链上存在着每 2-3 年,行业指数走势图5%,一个周期的波动规律，它是耐用品需求周期和资本开支周期共同作用的产物。因为竞争对手之间往往对于需求成长形成比较,0%-5%-10%-15%-20%-25%-30%ov-1 Dc-1 Jan-1 Mr-

3、1 pr-12M-1 Jun-1 Jul-1 ug-1 Sp-1 ct-1 ov-1电子元器件(中信)成交金额数据来源：Wind，日信证券研究所大 研究员宋雷执业证书编号：S0070512060001电话：010-83991861邮箱：销售支持罗美思电话：010-83991840邮箱：相关报告,16000001400000120000010000008000006000004000002000000,一致的预期，因此各大面板厂商的资本开支和利润率变化高度同步。预期收益驱动着 LCD 设备投资，产能建设周期漫长，一旦“产能集中释放”与“需求扩张”不能精确衔接，就会造成LCD 产业链的利润率的急剧

4、波动。上游材料的寡头格局形成了一致的现金成本上游原材料市场寡头垄断的结果是，上游原材料产值的占比（占液晶面板产值的比例）多年保持在 60%上下的水平。垄断格局形成了全球市场，带来了一致价格。这就使得不同地区、相同世代的液晶面板生产的现金成本趋于一致。此外，值得关注的是，上游化工材料给背光模组和光学膜片带来了相对独立于 LCD 的周期，不应忽视。需求增长的三个驱动力：技术替换、换机潮、大尺寸化我们认为，技术替换、换机潮、大尺寸化是驱动 LCD 产业需求增长的驱动力，其中需求的大尺寸化是阶段性的，呈现阶梯状上升的特征。补贴对于大尺寸化需求具有催化和加速的作用，我们会对国内外的补贴政策保持跟踪，对补

5、贴的效果保持观察。地区间竞争的三要素：市场、产能、技术地区间竞争的三要素是：市场、产能、技术。“市场换技术”的,逻辑将继续驱动新一轮的国际产能流动；而地区间的产能优势只能通过“导入新工艺升级产能”来维持，因此我们会对 LTPS、OLED 的大尺寸化和 IGZO 的产业化保持密切观察；新一轮技术请阅读最后一页的免责声明,2,证券研究报告行业专题报告,竞争将依托于“新工艺的产业化”展开，这也将在很大程度上决定地区间竞争的新格局。此外，考虑到地区间市场的隔离倾向，我们仍将继续关注关税变化对于产品和设备的流动作用。,投资建议,我们看好国内 LCD 产业链的长期成长，涉及到的 A 股上市公司包括：生产玻

6、璃基板的彩虹股份、宝石 A、南玻 A、洛阳玻璃；生产液晶材料的烟台万润、永太科技、诚志股份；生产彩色滤光片的莱宝高科、广电电子；供应光学膜材料的康得新、锦富新材、裕兴股份；具备 ITO 导电玻璃供应能力的莱宝高科、长信科技；供应背光模组的锦富新材、瑞丰光电、聚飞光电；生产偏光片的深纺织 A；生产液晶面板的京东方 A、深天马 A；以及制造液晶模组 LCM 的宇顺电子、华映科技等。,风险提示,（1）需求大尺寸化进度低于预期，产能开动不足放大业绩波动；（2）LTPS、OLED、IGZO 等新技术的产业化进程受阻；,（3）TFT 设备的升级成本高出预期，从而放大资本开支周期。,请阅读最后一页的免责声明

7、,3,证券研究报告行业专题报告,目 录,1.TFT-LCD 产业链：资本和技术高度密集.71.1 基本原理和技术类别.71.2 液晶面板和液晶模组的基本制程.81.2.1 阵列段制程（Array）的主要工序.91.2.2 成盒段制程（Cell）的重要工序.101.2.3 模组段制程（LCM）的重要工序.111.3 液晶面板成套设备介绍.121.3.1 液晶产业链的设备：工艺大多源于半导体.121.3.2 各类设备购置成本占全部设备的比重：形成一条“微笑线”.141.4 未来的技术发展方向：依托现有制程升级.151.4.1 低温多晶硅 LTPS.151.4.2 OLED 技术：升级设备，替换产品

8、.161.4.3 IGZO 方案：技术竞争的“黑马”.171.5 专利问题和技术标准规范：专利垄断与交叉授权.172.LCD 产业链的进化论.192.1“LCD 起源”：半导体的工艺，化学的材料.192.2 西村法则：LCD 产业的“摩尔定律”.192.2.1 沿着生产率提升的方向：从玻璃基板尺寸看生产线进化.192.2.2 西村法则 Vs 摩尔定律：不同的产业条件，不同的作用机制.202.3 折旧的力量：设备垄断与液晶周期.202.3.1 折旧：引发液晶周期的最大因素之一.212.3.2 设备垄断的效果：各世代线的投资额直线上升.213.供应链分析：LCD 产业的上游原材料市场.233.1

9、玻璃基板市场：全球市场，本地供应.243.1.1 玻璃基板的分类和工艺介绍.243.1.2 垄断的上游材料市场带来了一致价格.253.1.3 西村法则的必然结果：玻璃基板供应本地化.253.2 彩色滤光片：CF 自制成为趋势.263.2.1 彩色滤光片的原理和产业链.263.2.2 成本占比大，工艺相似度高，CF 自制成为趋势.273.3 偏光片市场：市场格局将保持稳定.283.3.1 偏光片上游：TAC、PVA 等光学膜片.283.3.2 上游材料被日韩厂商垄断.283.4 背光模组 BLM：分散的下游和集中的上游.293.5.1 背光模组 LED 化进程加速.303.5.2 定制化：背光源

10、市场本地供应的特征.313.5.3 BLM 的“特殊周期”：来自化工原料周期的影响.314.全球面板厂商：考察液晶周期.334.1 上游原料和设备：谁更垄断？.33,请阅读最后一页的免责声明,4,证券研究报告行业专题报告,4.1.1 没有绝对的垄断：上游原材料产值的占比多年保持在 60%的水平.334.1.2 设备垄断：“自我加速型”和“预期导向型”的资本开支周期.344.2 LCD 需求增长的三个驱动因素：技术替换、换机潮、大尺寸化.344.2.1 地区间的市场隔离：小砝码的故事和关税的作用.364.2.3 补贴的效果：“非均匀补贴”催化大尺寸化需求.374.3 液晶面板价格决定的机制：供求

11、关系的研究.384.4 地区间竞争的三要素：市场、产能、技术.394.4.1 高世代产能迁移的驱动力：市场换技术.394.4.2 产能优势必须通过“导入新工艺升级产能”得以保持.394.4.3 技术竞争将依托于“新工艺的产业化”.405.液晶产业链上的公司.406.风险提示.41,请阅读最后一页的免责声明,图表,图表,图表,图表,图表,图表,图表,图表,图表,图表,图表,图表,图表,图表,图表,图表,图表,图表,图表,图表,图表,图表,图表,图表,图表,图表,图表,图表,图表,图表,图表,图表,图表,图表,图表,图表,图表,图表,5,证券研究报告行业专题报告,插图目录,1：典型液晶面板的结构示

12、意图.72：主流 LCD 液晶显示模组的结构示意图.73：LCD 产品技术路线的分类.84：阵列 Array 段工艺流程.105：成盒 Cell 段工艺流程.106：阵列段 Array 制程的主要设备.127：阵列段设备的主要供应商.138：成盒段 Cell 制程的主要设备.139：成盒段 Cell 设备的主要供应商.1410：各类设备的资本开支占比.1511：各类设备的投资额相差悬殊.1512：OLED 的结构示意图.1613：各地区的 OLED 专利分布.1614：全球主要的 OLED 生产线概况.1715：全球主要面板厂的技术引进.1816：各时代面板生产线的玻璃基板尺寸.2017：各类

13、设备的投资额相差悬殊.2018：各世代线的玻璃基板面积和扩大倍数.2119：各世代生产线设备的投资额相差悬殊.2120：各环节前三大厂商市场占有率.2321：上游原材料产值与面板出货金额的比值（亿美元）.2322：上游各零部件市场的出货金额（2009 年，亿美元）.2323：上游原材料产值及增速（亿美元）.2324：全球玻璃基板需求面积（百万）.2425：上游原材料产值及增速（亿美元）.2426：全球主要玻璃基板生产线分布及概况.2527：国内主要高世代玻璃基板生产线.2628：彩色滤光片的出货量和厂商自制比例.2729：全球彩色滤光片的年产值.2730：彩色滤光片的制程（颜料分散法）.273

14、1：国内 CF 的产能占比.2732：偏光片产品的结构.2833：偏光片的成本结构.2834：全球偏光片产量及增速.2935：国际偏光片厂商的市场份额.2936：全球偏光片产量及增速.3037：背光模组的成本构成.3038：国际背光模组的关键材料供应商.30,请阅读最后一页的免责声明,图表,图表,图表,图表,图表,图表,图表,图表,图表,图表,图表,图表,6,证券研究报告行业专题报告,39：全球 LED 背光源出货量（百万 Unit）及增速.3140：LED 背光模组的渗透率及其预测.3141：全球 LCD 产业的上游产值占比保持 60%左右.3342：LCD 上游零组件的市场规模.3343：

15、全球液晶电视的平均尺寸在增加.3544：各国 LCD 电视的平均尺寸.3545：客厅大小、屏幕尺寸与最佳视距.3546：中国大陆液晶面板采购量占全球比重.3647：国内电视面板的市场份额.3648：节能补贴政策的具体补贴金额.3749：全球大尺寸液晶面板产能增速创新低.3850：全球 FPD 设备资本开支金额及预测.38,请阅读最后一页的免责声明,7,证券研究报告公司研究报告1.TFT-LCD 产业链：资本和技术高度密集1.1 基本原理和技术类别LCD 的基本原理是：通过控制液晶分子的偏转角度，利用不同的折射角度来改变透射光线的颜色。LCD（Liquid Crystal Display）即液晶

16、显示设备，是将液晶分子晶体放置于两片导电薄膜玻璃之间。通过改变导电玻璃上电压而改变电场，从而控制杆状水晶分子改变方向，分子在不同角度下表现出不同的遮光和透光性，依此原理控制每个像素，便可构成所需图像。若加上彩色滤光片形成的 R、G、B 三原色点阵，则可显示动态彩色影像。进一步的，TFT-LCD 就是指在屏幕的玻璃基板中制成像素驱动模块，其内是一个薄膜状的半导体元件（TFT 元件）。通过这个 TFT 元件，可以精确的控制屏幕像素点的色彩、灰度、反应速度，这个元件就被称之为 TFT。采用LCD 显示器相比于传统产品，体积更小、更轻薄，因此替代了上一代 CRT 产品，渗透率早已超过 90%。,图表

17、1：典型液晶面板的结构示意图数据来源：FPD Display，Display Search，日信证券研究所,图表 2：主流 LCD 液晶显示模组的结构示意图数据来源：FPD Display，Display Search，日信证券研究所,LCD 技术应需求变化而演进，已经经历数代产品。根据液晶驱动方式分类，可将目前 LCD 产品分为扭曲向列(TN，Twisted Nematic)型、超扭曲向列(STN，Super Twisted Nematic)型 及 薄 膜 晶 体 管(TFT，Thin FilmTransistor)三大类。LCD 液晶屏分为被动矩阵式与主动矩阵式两种。被动矩阵式 LCD 在

18、亮度及视角限制较大，反应速度较慢。被动矩阵式 LCD 又可分为 TN（扭曲向列 LCD)、STN（超扭曲向列)和 DSTN（双层超扭曲向列 LCD)。目前应用比较广泛的主动矩阵式 LCD，就是我们所熟知的 TFT-LCD(ThinFilm Transistor-LCD，薄膜晶体管 LCD)。其特点是在每个像素内购建一个请阅读最后一页的免责声明,8,、,证券研究报告公司研究报告微型晶体管，使之获得了更加饱满明亮的色彩。TFT 产品又可以分为 a-Si型 TFT、poly-Si 型 TFT（LTPS）和 CdSe 型 TFT 和 Te 型四类。详见下图。图表 3：LCD 产品技术路线的分类,TNT

19、wisted NematicSTNSuper TN-LCD,DSTNDouble layer STN-LCDFSTN,LCDLiquid Crystal,简单矩阵式,强诱电型ECB型电控双折射,主动定址,a-Si TFT,Display,主动矩阵式,三端子式,MOSFETTFTMIM,Poly-Si TFTCdSe TFT,二端子式,MSI,Te TFT,DRBTB数据来源：FPD Display，日信证券研究所1.2 液晶面板和液晶模组的基本制程传统的 CRT 的产业链结构相对简单，关键零组件是显象管。因此，对于具备一定产业基础的国家和地区，要想建立一套完整的垂直产业链结构相对容易。而 LC

20、D 产品是数百种半导体材料、膜材料、化工材料的复杂组合，整个制程跨越半导体、光学膜制造、生产线组装、模具成型技术，因此形成一套完整的横向、总想产业链配套体系存在极大难度。目前在全球范围内，仅有日本形成了一套包括基板、光学膜、LCD 设备、化工材料在内的完整产业链。可以预计，在短期内，其他地区很难形成完整的 LCD 产业链。依据生产设备、管线设备特征和无尘室等级来区分，典型的液晶模组（LCD Module）的基本制程分为三段：阵列制程（Array）、成盒制程（Cell）模组制程（Module）。其中阵列是使用镀膜、曝光、显影、刻蚀等技术在玻璃基板上形成电晶体单元（即 TFT 晶体管）；成盒段主要

21、是形成液晶切割裂片，并注入液晶材料；模组段则是将切割完成的面板加装驱动 IC、PWB、背光模组 BLM 等。请阅读最后一页的免责声明,9,。,证券研究报告公司研究报告,1.2.1 阵列段制程（Array）的主要工序,阵列段工艺与半导体有诸多相通之处，从原理、制程再到设备都比较一致。阵列段制程的各道工序都要依托 ITO 导电玻璃展开。ITO 玻璃是一层镀有氧化铟锡导电层的玻璃基板（ITO 导电玻璃），具备良好的光学和电学特性，可以为晶体 TFT 提供导电通路。ITO 导电层上则是通过镀膜、显影、曝光、刻蚀的工序形成的 TFT 晶体的纹路。这一层 TFT 纹路的薄膜晶体层是构成像素的物理基础。,（

22、1）清洗环节是液晶面板阵列制程的开始。该环节的主要目的是去除玻璃基板表面的杂质。得到一片表面平滑、没有任何杂质的玻璃。在制作之前先将玻璃进行清洗和脱水烘干。,（2）真空镀膜，形成导电玻璃。这一工序的目的是在清洗过的玻璃基片上镀上一层均匀的导电薄膜层（ITO 氧化铟锡层）。在真空环境中，让金属上面的化学气体产生等离子，从而使金属原子自动附上玻璃。一层导电性良好的 ITO 涂层至此形成。,（3）镀上非导电层和半导体层。在真空室内先将玻璃板不断升温（也证实这一环节衍生出了低温加工工艺），再使用直流高压喷洒器喷洒特殊气体。电子与气体产生等离子并附上 ITO 玻璃，通过化学反应形成非导电层和半导体层。,

23、（4）在薄膜上制作微型电晶体。在要进入黄光室喷上感光极强的光阻液（Photo Resistance，PR）以后套上光罩。使用蓝紫光（UV 光）进行曝光，然后利用光刻蚀原理，进入显影区喷杀显影液（酸性 KOH）。去除照光后的光阻后，被曝光的显影液至此定型。,（5）光阻层定型后，可以用蚀刻（Teching）进行湿式刻蚀，使得 ITO层薄膜暴露于外；也有的工厂使用干法刻蚀工艺（等离子方式进行蚀刻）然后去掉刻蚀工序中的光阻液 PR（剥膜工序），导电玻璃基板上即形成了TFT 的微型电晶体图形。,（6）依照上述流程重复数次（多为 4-7 次），即可形成足够数量和密度的薄膜电晶体，需要重复清洗、镀膜、光阻、

24、曝光、显影、蚀刻、去掉光阻等过程，至此，阵列段工序完成，TFT 阵列成型。,请阅读最后一页的免责声明,10,证券研究报告公司研究报告,图表 4：阵列 Array 段工艺流程,图表 5：成盒 Cell 段工艺流程,清洗,成膜显影设备,清洗曝光烘炉,涂光刻胶前烘炉,清洗基板对位压合,PI涂布印刷垫粉（单面）,固化设备喷衬垫粉（单面）,定向摩擦清洗,坚膜炉,刻蚀机,去膜设备,重复5-7次,灌注液晶,封口,偏光片贴合,检验检测,数据来源：FPD Display，Display Search，日信证券研究所,数据来源：FPD Display，日信证券研究所,1.2.2 成盒段制程（Cell）的重要工序经

25、过阵列段数次重复，针对玻璃基板的加工基本完成。成盒段的主要目的是形成液晶空盒，并且向其中灌入液晶材料。（1）成盒段的第一步是清洗（预洗净），目的是除去 Array 段后的基片上残留的有机污染物以及5 m 的污染粒子。主要是利用界面活性剂、毛刷、超声共振原理、IR、UV 等，将附着在基片上的油污、有机物和其他污染物清除。（2）PI（配向膜）涂布。此步骤的目的是令 PI 液体（聚酰亚胺，Polyimide）在已经洗净的基片上形成一层 0.05 m-0.12 m 的、均匀的 PI膜。配向膜是可溶性的聚合物，其物理化学特性可以使得液晶分子依照一定的规律排布。（3）定向摩擦的目的是在刚刚布涂的 PI 层

26、上制造定向的凹槽，使得液晶分子依照顺序整齐、一致的排列。主要原理是使用带绒布的滚轮在玻璃基板上沿一定角度进行摩擦。（4）框胶印刷和散布间隔剂，目的是预制彩色滤光片 CF 和 ITO 层之间贴合时所需的封边用框胶。此步骤中，主要是利用网版印刷的方式，将下一步所需的框胶预先印刷到 CF 基片上。间隔剂则被均匀的散布在对面的基板上，以便使得上下基板之间形成一段空隙，便于形成液晶空盒。最后通过高温烘烤（150，90min），从而确保框胶完全固化。（5）切割裂片，将上述工序后的玻璃基板，按照设计尺寸进行切割/裂片。主要原理是先用钻石刀在玻璃基片上划出裂痕，再用裂片棒进行分割裂片。请阅读最后一页的免责声明

27、,11,证券研究报告公司研究报告,（6）液晶滴注制程，主要是将面板空盒置入真空环境，注入口浸泡入液晶后，通过冲入氮气而形成压力差，利用毛细现象是液晶材料进入面板空盒。这一步的生产率相对较低，傳統 LCD 的液晶注入方式，是在上下玻璃對組之後以毛細原理將液晶慢慢吸入，這種灌液晶方法的缺點是非常耗時且浪費液晶，需至少三天方能完成；在 2010 年前后，液晶滴入製程(OneDrop Filling，ODF)技術（包含了框膠及點膠設備、液晶滴入設備、面板真空壓合設備、UV(紫外光)框膠熟化設備、自動化載出、載入以及清洗等次系統設備），在第五代及其次世代的面板製造中，已經取代了過去以液晶注入方式所進行的

28、面板顯示器的製造方法。,1.2.3 模组段制程（LCM）的重要工序,在整个液晶模组制造的过程中，模组段工艺属于劳动密集的部分。这一步骤的定制性比较强，包括背光模组等零组件的加工需要与客户协调设计、共同研发，甚至出现了 In-House 的合作生产方式（零组件厂商进驻面板厂，就地完成生产组装，以便免除运输等成本并提高生产率）。此外，模组段制程还需要多道检验检测工序，这些工序需要大量的人力和时间投入。这一段的工序具体包括：,（1）清洗以后，进行驱动 IC 的装配。使用 TCP（传统方法，最终模组产品较厚）或 COG（Chip on Glass，装配后的产品更加轻薄）装配方式。（2）压合工序（Bon

29、ding）。先在玻璃上贴上异方性导电胶（ACF），再将 IC 置于其上，然后进行定性的预热压。位置确定完毕进行定位本压。当ACG 的导电粒子被适当的压破，就连通面板和玻璃基板的电路。（3）进行偏光片贴合。此工序中，偏光片（Polarizer）将被贴附在成型面板 Cell 的上下表面。偏光片的原理是吸收轴角度搭配，配合液晶电场效应，是对比明显，显像清楚。,（4）FPC 压合和 UV 胶涂布后，加装背光模组 BLM。这一步骤主要是将背光模组的挠性电路板 FPC 与 TFT 的 FPC 进行锡溶焊接，使得背光模组接通电源。,（5）TAB 绑定和 PWB 绑定。主要是精确对准 Cell 并贴附 ACF

30、，然后冲压出 TAB，对准后临时绑定 TAB。最后，在恒温恒压环境下实现 TAB 的永久绑定，并安装驱动 IC 来驱动阵列中的 TFT。PWB 绑定需要先涂布树脂，隔离潮湿气体，然后在恒温恒压环境下完成 PWB 的连接。,（7）老化。将模组送入机台，在环境加速条件下（60 摄氏度，5HR）工作，从而在高温条件下稳定液晶分子的排列方向，并滤除潜在的电路不良。,请阅读最后一页的免责声明,12,证券研究报告公司研究报告1.3 液晶面板成套设备介绍1.3.1 液晶产业链的设备：工艺大多源于半导体TFT-LCD 的各段生产工序中，生产设备、管线设备特征和无尘室等级有较大差异，存在很大的工艺跨度。业内往往

31、生产设备按照工艺技术来源区分为四个类别：阵列 Array 设备、成盒 CELL 设备、模组 LCM 设备、检测及辅助设备。阵列段主要设备包括：PECVD（等离子气相沉积设备）、PVD（物理气相沉积设备）、曝光机、显影机、固烤炉、刻蚀机、清洗机等等。目前的国际TFT-LCD 设备市场几乎为美国、日本、韩国的半导体厂商所完全垄断，主要依靠 AKT（美）、TEL（日本东京电子）、ULVAC（日本）、SEMES（韩国）和Canon（日本）等半导体设备制造商供应。日本厂商在该市场份额巨大，原因包括：（1）日本厂商在半导体设备市场份额很高，例如日本在全球半导体涂布/显影设备全球占比达到 98%；（2）本国

32、 LCD 产业的设备需求，促进了半导体设备向 LCD 阵列设备的改造升级。图表 6：阵列段 Array 制程的主要设备,制程,设备,玻璃切割玻璃研磨清洗形成薄膜光阻涂布曝光显影光阻固烤刻蚀剥膜图案检查,轮刀切断机单双面研磨机湿式清洗机UV机CVD光阻涂布及投影式曝光机固烤炉湿法刻蚀机剥膜机图案检查机,镭射切割机镜面加工机IR机冷却机PVD预烤炉显影机干法刻蚀机镭射修理机,数据来源：FPD Display，Display Search，日信证券研究所“半导体设备的国产化”将有效加速“LCD 阵列设备的国产化”。今年以来，国内半导体清洗、氧化炉、外延等设备相继取得较大突破，我们认为，随着国内半导体

33、设备的晶圆尺寸和线宽的参数提升，数年以内国内 LCD阵列段设备实现实质性突破的可能性正在增大，国产设备的导入值得期待。早在去年，国内厂商已经在供应清洗设备，例如七星就曾经为北京的 8.5G生产线提供过清洗设备。请阅读最后一页的免责声明,13,证券研究报告公司研究报告图表 7：阵列段设备的主要供应商,Array环节的设备磁控溅射化学气相沉积,第一名ULVAC(80%)AKT(80%),第二名AKT(8%)ULVAC,第三名ANELVA(8%),曝光,CANON(50%)NIKON(50%),光阻涂布显影光阻剥离,TELDNS(40%)TEL(58%),DNSTEL(30%)DNS(13%),TO

34、K芝蒲机电(19%)SEMES(12%),湿法蚀刻,DNS(45%)SEMES(32%),干法蚀刻,TEL(66%),YAC(15%),数据来源：FPD Display，Display Search，日信证券研究所我国的设备国产化：需要遵循“循序渐进，先易后难”的客观规律。随着国内若干条高世代 TFT-LCD 产能的陆续量产，参考国际产业发展过程，大多遵循从设备引进到技术引进的过程。国内更多的 LCD 生产线也为国内的设备突破提供了可供参考的蓝本。进一步的，要实现 LCD 产品光学膜片的产业化，需要长期的技术、工艺、生产管理经验的积累，考虑到相应的化学工艺和设备为日本、韩国厂商所垄断，我们认为

35、光学膜材料设备的自给仍然需要一定的时间。图表 8：成盒段 Cell 制程的主要设备,制程,设备,清洗配向膜形成框胶图布贴合切割裂片液晶注入/封口检验检测,湿式清洗机UV机凸版涂布机配相机框胶印刷机翻转机烧成炉切割机液晶注入机测试机,IR机冷却机网板涂布机烧成炉点胶机贴合对位机裂片机液晶封口机,数据来源：FPD Display，Display Search，日信证券研究所成盒段设备与阵列段设备有较大的差异，主要包括 PI 印刷机、摩擦机、ODF（液晶滴注）设备、切割机、清洗设备等。其中切割设备和液晶滴注设备的壁垒相对较高，各地区的专利分布情况值得关注。在 LCD 裂片与切割设备中，日本厂商所拥有

36、的专利占到 60%以上，韩国占到 15%左右，美国与德国合计占到 17%左右。三星钻石工业股份公司和三星电子的专利数量全球第一。而液晶滴注设备的发展趋势是快速精确滴注和节省材料，全球各地区厂商各自围绕上述两个方向，对于设备有较多改进。请阅读最后一页的免责声明,14,证券研究报告公司研究报告图表 9：成盒段 Cell 设备的主要供应商,CELL制程的设备洗净PI涂布配向框胶印刷间隔散布液晶滴注对位压合,第一名芝蒲机电NAKAN常阳工学日立高科日清工程信越工程常阳工学,第二名日立高科日本写真印刷饭沼制作所芝蒲机电SE日立高科信越工程,第三名DMSEVATECH岩崎制造工业NEW LONGEVATE

37、CH日立高科,数据来源：FPD Display，Display Search，日信证券研究所典型的模组段设备包括 TAB-IC/OLB 设备、PCB 连接设备、加装背光源设备、检验检测设备等。这一工序的设备相对比较简单，设备自主供应能力也不存在实质性的障碍。根据 IEK 的统计，模组段设备的设备购建成本占到整个 LCD 面板成套设备的 5%以下。我们认为，主要是技术壁垒和垄断格局，造成了后段设备与前端设备的巨大的价格差距。这种差距将长期存在。1.3.2 各类设备购置成本占全部设备的比重：形成一条“微笑线”与半导体产业链相似，LCD 设备经过二十年的发展已经形成了一套完备复杂的设备系统，成为制造

38、体系中最为复杂的工艺系统之一。同样的，由于不同制造环节各不相同的技术壁垒、竞争格局和地区间技术流动障碍，各环节的设备投资门槛形成悬殊差距。从而使设备市场形成一条特殊的微笑曲线。阵列段设备的价格高企根源与技术和工艺。根据 IEK 和 Display Search的统计调查，一般年份，阵列段设备的全球出货金额占到整个 LCD 设备金额的 50%-55%。我们认为，阵列段设备获得较高溢价的原因在于阵列设备在整个 LCD 生产系统升级中需要进行最大限度的改造，而这种“昂贵的改造”至少体现在如下两方面：（1）大尺寸玻璃基板对于曝光和刻蚀的挑战。抛却材料之间的差异不谈，主流尺寸的玻璃基板的尺寸远远大于主流

39、尺寸的硅晶圆尺寸，这使得半导体设备向 LCD 阵列设备的改造不能轻易完成；（2）材料间的差别和材料的进化。玻璃基板的材料本来就和单晶硅有极大不同，何况玻璃基板又在向着更大尺寸和更轻更薄的方向发展。同样道理，彩色滤光片的制程设备也因为镀膜、光刻等工艺的引入而成为资本开支中占比较大的部分，达到 2 成左右；人力最密集的模组段的设备投资仅仅占到 3%-5%。考虑到造成上述差距的原因仍在不断加强，我们推测，随着时间发展，阵列段、成盒段、模组段的设备价格差异会呈现一请阅读最后一页的免责声明,CF,15,证券研究报告公司研究报告个持续扩大的倾向。考虑到设备市场和专利技术等因素，我们认为这个微笑曲线将会长期

40、保持。,图表 10：各类设备的资本开支占比,图表 11：各类设备的投资额相差悬殊60%,8.00%7.00%,50%40%,整个生产线各环节设备占总投资额的比重,3.00%9.00%20.00%,53.00%,阵列Array制程设备彩色滤光片制程设备成盒Cell制程设备模组组装制程设备检测设备其他设备,30%20%10%0%,53%阵列段设备,20%段设备,9%成盒设备,3%模组设备,7%检测设备,8%其他设备,数据来源：FPD Display，Display Search，日信证券研究所,数据来源：FPD Display，Display Search，日信证券研究所,1.4 未来的技术发展方

41、向：依托现有制程升级1.4.1 低温多晶硅 LTPS低 温 多 晶硅 技 术 LTPS 低 温 多 晶硅 技 术（LTPS，Low TemperaturePoly-Silicon）简称 p-Si，不同于传统 a-Si TFT 技术，是 TFT 技术的升级版。主要是 LTPS 在制造过程中引入了更多的半导体工艺。LTPS 的热源来自于镭射热源，整个加工制造流程的环境不会高于 600，“低温多晶硅”因此得名。按照产品周期的可比阶段的价格进行测算，LTPS 的成本可以比a-Si TFT 降低一半以上。玻璃基板尺寸越大，导入 LTPS 工艺的难度就越高。主要是大尺寸半导体晶圆加工技术仍不能以低成本的方

42、式地移植到大尺寸玻璃基板上。a-Si时代的面板制造不曾使用离子注入和快速退火等晶圆加工工艺，而 LTPS 路线导入了上述制程，并使之成为核心工序的一部分。目前，这些工序在大尺寸的硅基片上的工艺良率仍不能完全适应需求，在更大尺寸的玻璃基板上实现良率的难度可想而知。LTPS 低世代生产线在全球范围内普遍量产，LTPS 面板尺寸正在提高之中。目前，全球多数厂商已经纷纷将低世代 a-Si TFT 生产线改造成了 LTPS产能。近年来，全球范围内已经实现产业化的 LTPS 厂商的数目持续增长，包括日本、韩国等众多厂商都正在扩大上述改造。我们认为，尽管目前“LTPS请阅读最后一页的免责声明,3%,0%1%

43、,16,，,证券研究报告公司研究报告向高世代线的移植”面临很多技术障碍，随着技术工艺升级的实质突破，LTPS 大尺寸面板的出货具备良好前景。1.4.2 OLED 技术：升级设备，替换产品OLED 相对于 TFT 技术：不是替代性的，而是 TFT 技术的更进一步的改进型。OLED 的基本结构是由一薄而透明具半导体特性之铟锡氧化物(ITO)，与电力之正极相连，再加上另一个金属阴极。整个结构层中包括三层空穴传输层(HTL)、发光层(EL)与电子传输层(ETL)。主要原理是驱动正极空穴与阴极电荷在发光层中结合，依配方不同而产生并组合三原色光，形成色彩。OLED 是一种自发光技术，不需要背光，因此色彩的

44、饱和度和亮度达到很高的参数。除此以外，OLED 面板驱动电压低、反应快、更轻薄，而且具有理论上的更低成本。OLED 被业界看作是未来显示技术的必然方向。,图表 12：OLED 的结构示意图,图表 13：各地区的 OLED 专利分布,4%6%,3%2%,日本美国韩国德国,26%,56%,EU台湾地区英国中国意大利法国丹麦,数据来源：中华液晶网，日信证券研究所,数据来源：FPD Display，Display Search，日信证券研究所,OLED 不需要淘汰 TFT 设备，其生产线是 TFT 生产线的改造和升级。在在设备工艺上，OLED 和 LCD 在前段的薄膜阵列制程和成盒制程阶段阶段的工艺工

45、序有很强的共通性，在阵列制程的很多工艺中，其设备与 TFT 设备可以通用，因此只要对 TFT-LCD 生产线进行少量的添购设备和升级设备就可以实现量产。AMOLED 设备对于 TFT-LCD 设备，并不构成严格的替代关系。Sumsung 和 LGD 就是通过改造现有的 a-Si TFT 生产线来实现 OLED 量产的。韩国厂商率先进入 OLED 领域，已经实现了小尺寸 OLED 的产业化。韩国的三星 SMD 和 LGD 充当了全球 OLED 产业化、市场化的先驱，两家韩国公司为 OLED 产业化的投资累计已经超过 50 亿美元的规模。目前 SMD 占到 OLED90%的市场份额，尽管目前该市场

46、仍以小尺寸为主，但 SMD 已经推出了 OLED电视样品（今年中期）而且 LGD 也在计划要推出 55 英寸的 OLED 电视面板。请阅读最后一页的免责声明,17,证券研究报告公司研究报告我们会对上述厂商大尺寸 OLED 面板的量产化良率提升速度保持持续关注。进一步的，考虑到 SMD、LGD 以及日系厂商的技术路线存在一定差异。我们会持续关注 OLED 产品的市场接受度和技术路线竞争的新变化。图表 14：全球主要的 OLED 生产线概况,厂商,地址首尔南部Cheonan,世代4.5G,设计产能5000万片/年,建设情况2005年,投产时间2007年,三星,首尔南部Tang Jung,5.5G,

47、72K/月,投资额21亿美元 2011年Q2,玱州,8.5G,4000片/月,2012年试产,2013年,LG,韩国,8G,24K/月,投资28.3亿美元,2014年,数据来源：FPD Display，日信证券研究所1.4.3 IGZO 方案：技术竞争的“黑马”IGZO（Indium Gallium Zinc Oxide）即氧化铟镓锌技术，今年有夏普发布，是基于 TFT 技术另一种改进。该技术是在原来的主动层之上又追加一层金属氧化物。其原理仍是 TFT 晶体驱动面板，但此技术对于液晶分子整齐排列的依赖程度明显降低。目前各地区的厂商正在积极推动 IGZO 的产业化。IGZO 技术的特点是：轻薄、

48、高亮、低功耗。IGZO 技术路线相对于 a-Si型 TFT 而言，IGZO 的电子迁移率大约是传统材料的 50 倍，因此晶体尺寸更小，亮度更高、功耗更低，适用于移动设备。这对于解决当前的移动终端功耗问题是一个极佳的技术选择。我们看好 IGZO 面板向移动终端移植的前景。IGZO 的设备技术与 TFT 制程有较强的共通性，各地区厂商正在积极布局 IGZO 制程。目前夏普的 8G 线已经率先量产 IGZO 面板，用于大尺寸面板的生产。目前，包括台湾地区的奇美、AUO，韩国的 SMD、LGD 都计划明年进入 IGZO 的量产阶段。考虑到 IGZO 的工艺特点和目前的专利竞争格局，我们认为，上述计划应

49、当都不存在实质性的障碍。1.5 专利问题和技术标准规范：专利垄断与交叉授权TFT 技术的多数专利掌握在日本厂商手中，韩国厂商其次，台湾地区厂商也掌握少量专利。上述厂商形成“交叉合作、专利授权”的复杂的合作-竞争关系，垄断了 LCD 专利，对于新进入的厂商形成极高壁垒，因此，量产初期进行技术引进是必要的过程。参考各地区 LCD 产业发展的历史，都请阅读最后一页的免责声明,18,证券研究报告公司研究报告要经历一个引进设备、技术消化、技术创新的过程。例如，韩国 LG 化学在膜材料领域的突破就是值得研究的历史。专利授权：各大面板厂商专利的渊源。2007 年以前，我国台湾地区、韩国厂商进入 LCD 产业

50、链之初，由于自身没有 LCD 专利，于是向日本厂商引进技术。当时的技术引进和专利许可费用占到引入放起始资金的 8%-12%，除此以外，多数厂商可能还需要支付一些从量的专利使用费。不应低估技术引进和专利交叉授权对于竞争格局的影响，我们将对这一因素的长期效应保持关注。图表 15：全球主要面板厂的技术引进,厂商AUOCMO华映广辉瀚宇彩晶BOE上广电,技术引进和专利来源松下NEC三菱和ADISharp东芝现代NEC,数据来源：FPD Display，日信证券研究所请阅读最后一页的免责声明,19,：,证券研究报告公司研究报告,2.LCD 产业链的进化论,2.1“LCD 起源”：半导体的工艺，化学的材料