专访东旭集团国家科技进步奖一等奖项目:四大创新支撑,实现玻璃基板核心技术重大突破

专访东旭集团国家科技进步奖一等奖项目:四大创新支撑,实现玻璃基板核心技术重大突破

2019年01月08日 18:49:26
来源:证券时报

原标题:专访东旭集团国家科技进步奖一等奖项目:四大创新支撑,实现玻璃基板核心技术重大突破

1月8日,国家科学技术奖励大会在京召开,对获得2018年度国家科学技术奖的项目和人员进行表彰,包括中国中冶、东旭光电、潍柴动力等在内的多家A股公司(及母公司、旗下子公司)参与的项目获得国家自然科学奖、国家技术发明奖、国家科学技术进步奖等奖项。其中,“光电显示用高均匀超净面玻璃基板关键技术与设备开发及产业化”项目获国家科技进步奖一等奖,这也是由河北省主持研发的通用项目首获该奖项。

那么此项目为何能摘得国家科技进步奖一等奖的桂冠呢?东旭集团(东旭光电控股股东)相关人士对证券时报记者表示,该项目属于新一代信息技术的平板显示领域,涉及光电显示用玻璃基板关键技术、核心设备开发及产业化应用。整体来看,该项目围绕三大难题,实施四大创新,历经10余年攻关,实现了高品质玻璃基板核心技术与关键设备的重大突破。

广电显示产业“迭代”

产业界人士介绍说,目前,全球已经进入电子信息化时代,平板显示不仅是电子信息产业的“粮食产业”,其发展水平更是一个国家的科技实力和国际竞争力的重要体现,属于国家战略性基础产业。玻璃基板是平板显示产业的上游关键材料之一,作为TFT-LCD、OLED等光电显示面板的载体,约占面板总成本的20%,是电视机、平板电脑、手机等信息终端的关键部件,技术门槛高、制造难度大、投资风险大。其重要地位被称为光电显示行业的“基石”,是显示面板最“卡脖子”的部件,被国家列为战略性紧缺物资。

东旭集团方面表示,本世纪初,我国是CRT产业制造大国。当时,东旭团队紧紧瞄准显示器制造装备及配件进行本土化研究,从小零件开始,逐步拓展到整条生产线的设计、制造及技术服务,迅速打开市场,成为国内最大的CRT装备制造商,先后为安彩集团、彩虹集团、宝石集团等大型CRT公司提供成套生产线、备件配件及技术服务。东旭团队在CRT国产化方面取得的巨大突破,为实现彩色玻壳由进口大国迅速转变为出口大国、由制造大国转变为制造强国做出贡献。

不过,2003年,美日韩等在显示器领域处于前列的国家便逐渐从传统CRT彩电转向平板电视的研发。东旭团队当时预测到,平板显示产业即将淘汰CRT产业。2005年前后,CRT穷途末路,平板显示势头良好。然而,外企掌握了平板显示玻璃基板领域的“话语权”,掐住了中国彩电行业的“命脉”。长期一来,玻璃基板技术和市场被美国康宁、日本旭硝子、电气硝子、板硝子等外企高度封锁和垄断,我国全部依赖进口,严重制约了我国显示产业的健康安全发展。

在技术被国外严密封锁的情况下,中国自主研发玻璃基板陷入艰难境地,玻璃基板对尺寸、外观、性能要求十分严格,几乎是零缺陷的标准,因此,对原材料的选用、设备的精度、操作的精细化、工艺的控制、环境的要求等非常苛刻。

东旭团队便在此背景下,在2005年率先在国内组建玻璃基板研发团队,该项目被科技部列入“十二五”国家科技支撑计划。

实施四大创新

“制造高品质的玻璃基板,主要面对高均匀性、超洁净表面、强理化性能三座大山。”东旭方面负责人介绍说,“该项目围绕三大难题,实施了四大创新,历经10余年攻关,实现了高品质玻璃基板核心技术与关键设备的重大突破。”

首先,玻璃基板的微缺陷,如气泡、条纹、内部夹杂等,如不严格控制,将导致显示面板产生疵点或失真。对此,项目团队发明了由澄清、冷却、搅拌、均化、供料五大功能仓组成的“五仓型”铂金通道,并且开发了智能集成控制系统,在国内率先攻克了玻璃液优质处理技术。

第二,玻璃基板超洁净加工是平板显示行业最大的难题,微米级的颗粒将可能导致显示面板产生黑线、亮线或坏点。对此,项目团队开发了双光束散射表面颗粒检查技术、“水吸法”研磨技术,发明了玻璃基板自动加工生产线,解决了玻璃碎屑、颗粒污染难题,实现了超净面品质,达到了国际先进水平。该自动加工生产线被科技部认定为国家战略性创新产品。

第三,显示面板制程对玻璃基板提出了热性能、电性能和耐化性等严苛的理化性能要求。满足这些性能要求,优选无碱铝硅酸盐系统是国内外业内的共识,而国外专利提前布局,形成技术壁垒,压缩了玻璃基板组成的研发空间,给该项目造成极大的困难。对此,项目团队通过理论分析与大量试验,协调玻璃化学组成、结构和性能关系,发明了一种新型玻璃基板化学组成,获得了理化性能优异的玻璃基板配方,满足了显示面板制程对玻璃基板性能要求。

第四、玻璃基板属于无碱铝硅酸盐玻璃,是目前最难熔的玻璃产品之一,玻璃熔制质量不佳将造成成分不均匀、内部结石缺陷,影响产品的均匀性。对此,项目团队开发了沿中心线对称布置“半圆形表面”电极的窑炉及全氧燃烧电助熔控制系统,实现了高质量熔化。

由此,上述创新成果转化成玻璃基板成套技术和设备,实现了产业化应用,建成了我国首个玻璃基板数字化车间,实现了产品品质的数据化、可视化和智能化管控。与国外同类产品相比,该项目产品在应变点温度、热收缩率、耐碱性能等方面均优于国际知名公司。“该项目首先在郑州旭飞公司应用,建成我国首条具有完全自主知识产权的玻璃基板生产线,随后在芜湖光电、石家庄旭新等公司推广,已建成17条生产线,实现了我国玻璃基板产业化与规模化发展。该项目玻璃基板产品被京东方、上海仪电、台湾群创等全球主流面板企业广泛采购,应用于知名手机品牌,例如华为、苹果、小米、OPPO、VIVO、联想等,以及车载产品、笔记本电脑、电视机等各类显示终端。国内市场占有率第一,并销售台湾地区,与国外产品无差别同线使用,彻底结束了我国玻璃基板完全依赖进口的历史。”东旭集团方面表示。

据悉,近年来,该项目完成单位新增销售额133亿元,其他应用单位新增销售额超200亿元,国产化撬动进口玻璃大幅降价,为下游企业节约成本超2000亿元。

东旭集团方面指出,“整体来看,该项目实现了我国玻璃基板产业从无到有、从弱到强,成为全球第三个掌握玻璃基板制造核心技术的国家,玻璃基板供应由美、日两家变成三足鼎立的格局,引领我国CRT玻壳向液晶玻璃基板产业技术进步和转型升级,推动了我国光电显示产业健康安全发展。”