“黃金薄膜”較量劃上句號 | 半導(dǎo)體材料故事（3）

編者按：2019年7月，日本政府宣布對出口韓國的半導(dǎo)體工業(yè)材料加強(qiáng)審查和管控，并將韓國排除在貿(mào)易“白色清單”以外，這些半導(dǎo)體材料包括含氟聚酰亞胺、光刻膠、氟化氫。為應(yīng)對這一局勢，韓國政府牽頭，鼓勵韓國半導(dǎo)體材料企業(yè)加快研發(fā)，全力突破日本企業(yè)的壟斷，并最終成功突圍。2023年3月，日本政府決定解除限制向韓出口上述三種關(guān)鍵半導(dǎo)體材料的措施，將韓日出口貿(mào)易恢復(fù)至2019年7月之前的狀態(tài)。至此，日韓之間的這場“貿(mào)易戰(zhàn)”接近尾聲。

發(fā)生在日韓半導(dǎo)體領(lǐng)域的壟斷與反壟斷、管制與反管制的故事，反映出濫用出口管制措施的巨大破壞性，以及維護(hù)全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈穩(wěn)定的重要性。在長達(dá)三年的這場“貿(mào)易戰(zhàn)”中，上述三種半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)也發(fā)生了相應(yīng)的變化，高純度氟化氫、含氟聚酰亞胺、光刻膠三種半導(dǎo)體材料的產(chǎn)業(yè)故事，值得深思。

在OLED屏尤其折疊屏誕生的背后，離不開一種關(guān)鍵材料——含氟聚酰亞胺。針對這種被譽(yù)為“黃金薄膜”的材料，日韓之間曾展開過明爭暗斗。直到今年3月，這場持續(xù)近4年的風(fēng)波才漸漸平息。那么，再次回望這場日韓之間的“黃金薄膜”之爭，究竟誰家歡喜誰家愁？

“黃金薄膜”被推上風(fēng)口浪尖

作為高分子材料中的“大明星”，聚酰亞胺（英文縮寫為PI）被認(rèn)為是21世紀(jì)最有希望的工程塑料之一。而聚酰亞胺薄膜更是被冠以“黃金薄膜”的美譽(yù)，這是因?yàn)樗鼉r(jià)格高昂、技術(shù)壁壘高、性能優(yōu)異。據(jù)了解，由于具有耐高溫、強(qiáng)度高、尺寸穩(wěn)定性高、耐彎折等特點(diǎn)，聚酰亞胺被廣泛應(yīng)用于航空航天、半導(dǎo)體封裝、顯示面板等領(lǐng)域。

在半導(dǎo)體顯示領(lǐng)域，繞不開日本和韓國這兩個國家，前者在半導(dǎo)體顯示材料方面占據(jù)近乎壟斷的地位，后者是OLED顯示領(lǐng)域的強(qiáng)國。由于關(guān)鍵材料處于顯示面板產(chǎn)業(yè)的上游核心位置，一旦材料供應(yīng)受到限制，即便是韓國三星顯示和LGD這樣的全球顯示龍頭企業(yè)，也是“巧婦難為無米之炊”。

2019年7月1日，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省宣布，日本政府修改了對韓國的出口管理運(yùn)用政策，將加強(qiáng)面向韓國的出口管制。自7月4日起，日本將限制包括含氟聚酰亞胺、光刻膠、氟化氫以及轉(zhuǎn)讓與之相關(guān)的制造技術(shù)(包括與制造設(shè)施出口有關(guān)的制造技術(shù))向韓國出口。

作為“黃金薄膜”家族成員，含氟聚酰亞胺（FPI）指的是以含氟的單體為主聚合形成的一類特殊PI材料。相比傳統(tǒng)PI，F(xiàn)PI在繼承了傳統(tǒng)PI高強(qiáng)度、耐高溫、耐形變、耐彎折等特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，兼具透明性好、電絕緣性好、介電常數(shù)低等特點(diǎn)。而它在OLED顯示領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，主要用在對透光率要求較高的場景，如蓋板薄膜、觸控層（TSP）薄膜、高透支撐膜等。

“綜合而言，含氟聚酰亞胺是現(xiàn)有材料中唯一兼具高透、高尺寸穩(wěn)定性、高熱穩(wěn)定性、耐彎折等性能特點(diǎn)的材料，在OLED器件制程中具有不可替代的作用?！倍Σ目萍加邢薰炯夹g(shù)專家韓紅彥博士告訴《中國電子報(bào)》記者。

2019年前后，正值韓國OLED產(chǎn)業(yè)的黃金發(fā)展期。數(shù)據(jù)顯示，2018年，韓國在全球OLED屏幕市場占據(jù)了96%的份額，可謂是絕對壟斷，其中LGD占據(jù)12%，三星顯示則高達(dá)84%。尤其需要指出的是，當(dāng)時三星正在全力推動折疊屏手機(jī)進(jìn)入市場，而折疊手機(jī)的柔性蓋板需要采用透明PI(CPI)，必備的原材料就是含氟聚酰亞胺。

但非常不巧的是，全球顯示用含氟聚酰亞胺被日本廠商壟斷，產(chǎn)能占比超過90%。

業(yè)內(nèi)專家向記者指出，韓國對含氟聚酰亞胺的依賴主要集中在顯示材料領(lǐng)域，如蓋板用透明聚酰亞胺（CPI）薄膜、TSP用聚酰亞胺、感光性的含氟聚酰亞胺等。當(dāng)時，含氟聚酰亞胺主要被日本廠商壟斷，如蓋板用透明聚酰亞胺由住友化學(xué)獨(dú)家提供，F(xiàn)PI漿料則主要被宇部興產(chǎn)、鐘淵化學(xué)所壟斷，感光性聚酰亞胺主要被東麗壟斷。

很明顯，含氟聚酰亞胺成了韓國的軟肋。以三星為例，三星Galaxy Fold折疊手機(jī)的CPI蓋板用含氟聚酰亞胺主要由日本住友化工供應(yīng)。由于被日本限制出口，韓企的“折疊大計(jì)”甚至面臨著夭折的風(fēng)險(xiǎn)。

試圖扼住韓國OLED的咽喉

2019年，正值全球顯示面板產(chǎn)業(yè)格局轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。彼時，韓國無可奈何地開始移交出全球顯示面板重心的“接力棒”，大刀闊斧地調(diào)整產(chǎn)能結(jié)構(gòu)，在加速退出液晶領(lǐng)域的同時，快速布局OLED顯示。而韓國兩大面板巨頭的路徑出現(xiàn)分叉：LGD在大尺寸OLED方向優(yōu)勢明顯，但高昂的成本令其難以在短期內(nèi)大舉擴(kuò)張產(chǎn)能。三星則加碼中小尺寸，首要的突破口便是潛力巨大的智能手機(jī)市場。在競爭激烈的手機(jī)領(lǐng)域，三星獨(dú)辟蹊徑，將“寶”押在了折疊屏手機(jī)上。

折疊屏手機(jī)市場有多大的空間？當(dāng)時，韓國OLED研究機(jī)構(gòu)UBI Research 指出，2019年折疊式OLED市場規(guī)模為4.8億美元，預(yù)計(jì)到2023年將增長到246億美元。某種程度而言，OLED面板企業(yè)將決定可折疊OLED手機(jī)能否成功量產(chǎn)。

折疊屏手機(jī)最大的玄機(jī)就是“可以折疊”的屏幕。但是，可折疊OLED顯示屏比一般柔性O(shè)LED有更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，其中就需要使用透明聚合物薄膜(CPI)取代玻璃作為顯示屏蓋板，這就離不開必備的關(guān)鍵材料——含氟聚酰亞胺。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年，涉及透明聚酰亞胺薄膜的全球?qū)＠暾埞?100項(xiàng)，其中日本申請量高達(dá)762項(xiàng)，占全球申請總量的69.3%；而韓國申請量僅有122項(xiàng)，占11.1%。

日本的意圖顯而易見：通過限制被日本廠商壟斷的含氟聚酰亞胺，遏制韓國OLED的咽喉。那么，當(dāng)日本對韓國的半導(dǎo)體材料限制令出臺后，韓國的OLED產(chǎn)業(yè)真的要被卡脖子了嗎？
僅以受影響最大的三星為例，2019年，三星醞釀多年的第一代折疊屏手機(jī)Galaxy Fold重磅登場，其CPI蓋板由日本住友化學(xué)供應(yīng)。但到了第二年，局面便發(fā)生了改變。2020年6月，三星在推出的折疊屏手機(jī)Galaxy Z Flip上采用了“UTG+保護(hù)膜”的復(fù)合型結(jié)構(gòu)，在耐用性測試中可折疊20萬次。三星顯示表示，這是業(yè)界首次實(shí)現(xiàn)超薄柔性玻璃蓋板的量產(chǎn)和商用。自此，超薄玻璃（UTG）成為折疊屏柔性蓋板的又一新方向。

數(shù)據(jù)來源：根據(jù)公開資料整理

除了開辟新的方向，韓國還培育本土供應(yīng)商。韓國政府宣布2020年投入24.1萬億韓元（折合人民幣1438億元）重金自主研發(fā)100種關(guān)鍵工業(yè)材料，在1~5年內(nèi)快速實(shí)現(xiàn)本土化。2021年，韓國Dowoo Insys成為當(dāng)年唯一一家量產(chǎn)折疊屏用UTG蓋板的廠商，三星通過資本注入成為Dowoo Insys的最大股東，獨(dú)占其UTG產(chǎn)能。另一方面，針對日本限制的含氟聚酰亞胺，韓國也并非“束手無策”，科隆工業(yè)和SKC公司（SK集團(tuán)旗下的化學(xué)和高技術(shù)材料生產(chǎn)部門）也研發(fā)出了生產(chǎn)氟聚酰亞胺的自主技術(shù)。

以三星為代表的韓國繞過了含氟聚酰亞胺，也繞過了日本。

韓紅彥強(qiáng)調(diào)，對于材料廠而言，高端電子材料開發(fā)的主要癥結(jié)在于市場容量小，開發(fā)投入大（需要大量高端檢測設(shè)備），屬于重資產(chǎn)、高風(fēng)險(xiǎn)行業(yè)。賽迪智庫顯示產(chǎn)業(yè)首席研究員耿怡也指出：“沒有完美的材料，只有性能更優(yōu)、適應(yīng)性更好的材料?！?/p>

即便是材料強(qiáng)國如日本，具體到每一個日本廠商也需要依靠本國之外的更大市場支撐。即便曾壟斷含氟聚酰亞胺90%以上的市場，一旦被另一種應(yīng)用材料取代，最終是得不償失。更大的蛋糕，需要合作；隔絕的孤島，造不出駛向世界的大船。

今年3月，韓國總統(tǒng)尹錫悅出訪日本，自此日韓之間長達(dá)4年的“黃金薄膜”較量正式宣告終結(jié)。