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2025-07-27 0
你手里的OLED手机屏幕,背后藏着一个价值1亿美元的超级设备——真空蒸镀机。2018年,这玩意儿只有日本的Canon Tokki能造,被科技日报列为35项卡脖子技术之一。想想看,一台设备卖1亿美元,OLED厂家得卖多少块屏幕才能把成本赚回来?更要命的是,你不买还不行,因为没有这台机器,就造不出高端OLED屏幕。
当时全球88%的OLED都用在智能手机上,这等于是日本人卡住了我们高端手机产业的咽喉。但故事的发展往往比想象的更精彩,短短几年时间,中国企业不仅搞定了真空蒸镀机,还另辟蹊径搞出了更便宜的喷墨打印技术,价格直接从1亿美元砍到1亿人民币。
要理解真空蒸镀机为什么这么重要,得先搞明白OLED是怎么发光的。OLED的核心是一个七层结构的发光组件,最外面是阴极和阳极,中间是发光层。工作原理很简单:阴极注入电子,阳极注入空穴,电子和空穴在发光层相遇形成激子,激子不稳定就会发光。这就是为什么OLED能自发光,不像LCD那样需要背光模组。
那怎么让屏幕显示不同颜色呢?有两种办法:一种是RGB OLED,直接做出红绿蓝三种颜色的发光层,然后组合出其他颜色;另一种是WOLED,所有像素都发白光,然后用彩色滤光片过滤出需要的颜色。不管哪种方式,关键都在于如何精确地制造这个发光层,而答案就是真空蒸镀技术。
真空蒸镀的过程有点像做蛋糕裱花,需要用掩膜版把有机发光材料精确地"画"到基板上。对于RGB OLED来说,红绿蓝三种颜色必须分开蒸镀,精度要求极高。Canon Tokki的设备能做到5微米的精度,这相当于头发丝的十分之一。而且整台设备巨大无比,看起来像个蒙古包,实际产线上要好几个这样的"蒙古包"连在一起,估计能住下一个骑兵小队。
2013年,京东方的子公司欣奕华成立了,地址就选在京东方旁边,明摆着就是要攻克真空蒸镀机这个难题。但攻克的过程并不顺利,甚至充满了戏剧性。2017年,欣奕华宣布交付了首台蒸镀设备,但到了2018年,科技日报还是把真空蒸镀机列为卡脖子技术。这是怎么回事?
原来,欣奕华在2017年确实做出了设备,但那只是G1世代线,只能蒸镀320×400毫米的基板,最多切9寸以下的产品。而科技日报说的卡脖子,指的是G6世代线,能蒸镀1500×1850毫米的基板,可以切32寸大屏。这就像你发明了自行车,但别人要的是汽车,虽然都是交通工具,但完全不是一个级别。
更有意思的是,欣奕华2017年的"首台设备交付"这个消息,当时几乎没有公开报道。直到2020年,欣奕华才正式宣布他们的G1型蒸镀机通过了安徽省首台套认证。这说明什么?说明2017年那台设备可能还处于试验阶段,并没有真正实现产业化。
但欣奕华没有放弃,技术在稳步提升。2020年的时候,他们宣布精度达到了1.5微米,比Canon Tokki当时的5微米还要精确。到2022年,欣奕华已经能做G2.5蒸镀机和G8.5的蒸发源,整机的G8.5也在研发中。虽然离最先进的G10.5还有差距,但已经追得很紧了。
真空蒸镀机这个赛道上,欣奕华并不孤单。合肥莱德在2019年11月宣布攻克了OLED蒸镀机,中山凯旋也有相关产品,但这两家公司都比较低调,公开信息不多。
最引人注目的是方昇光电,这家公司的阵容相当豪华:领军人物是李述汤院士,专家团队里还有俄罗斯院士和斯洛伐克教授。他们的FS-450真空蒸镀机在2018年12月就获得了江苏省首台套认证,比欣奕华还早两年。但仔细看产品图片,FS-450的个头很小,更像是科研设备而不是工业设备。
这些公司的存在说明了一个问题:中国在真空蒸镀机领域并不是从零开始,而是有一定的技术积累和人才储备。虽然单个企业的实力可能还不如Canon Tokki,但整体的技术进步是显而易见的。
就在大家都在死磕真空蒸镀技术的时候,国创科选择了一条不同的路径——喷墨打印。这个思路其实很有意思:既然蒸镀是把材料"蒸"到基板上,那为什么不能像打印机一样把材料"喷"到基板上呢?
2023年7月,长江日报报道了国创科的突破:他们的G4.5喷墨设备已经进入中试,G6设备预计很快推向产线。更厉害的是,这种技术材料成本能节省三分之二,还能支持VR需要的超高分辨率。最关键的是价格:Canon Tokki一台蒸镀机要1亿美元,国创科的喷墨设备只要1亿人民币,便宜了80-90%。
国创科成立于2020年12月,到现在还不到3年时间,G4.5、G6.0就连着往外冒。按这个速度发展,G10估计也就是最近两年的事。更重要的是,现在主流产线其实还在G6,G8已经很先进了,所以国创科这个技术算是真正的弯道超车。
现在有个有趣的现象:传统的真空蒸镀技术还在追赶日本,新兴的喷墨打印技术已经开始领跑。这让人想起当年的胶卷相机vs数码相机,有时候技术革命比技术改良更有效。
真空蒸镀技术的优势是成熟稳定,全球大部分OLED产线都在用这个技术。但缺点也很明显:设备昂贵、材料浪费大、只适合小分子OLED。喷墨打印技术虽然还在发展中,但优势很诱人:成本低、材料利用率高、适合大面积生产、支持高分辨率。
从产业发展的角度看,两种技术可能会长期并存,在不同的应用场景中发挥各自的优势。但从中国产业追赶的角度看,喷墨打印技术可能是一个更好的选择,因为我们有机会在这个新赛道上实现领跑。
如果要给真空蒸镀机的国产化突破定一个时间节点,我倾向于选择2020年9月23日——这一天欣奕华的真空蒸镀机被认定为安徽省首台套重大技术装备。虽然方昇光电的首台套认证更早,但那更像是科研设备而不是工业设备。
2020年的突破意义重大,它标志着中国在真空蒸镀机领域实现了从无到有的突破,虽然技术水平还不是最先进的,但至少打破了日本的绝对垄断。这就像爬山,虽然还没到山顶,但已经上了山,剩下的就是时间问题了。
而国创科喷墨打印技术的出现,则让这个时间大大缩短了。从被卡脖子到可能反过来卡别人脖子,中国企业只用了不到5年时间。这种速度在全球制造业历史上都是罕见的,充分展现了中国制造的韧性和创新能力。
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