一台设备卖上亿美元，造OLED没它不行！

◎文丨直观学机械 整理

仅300员工却垄断全球，几亿一台还供不应求，又一项卡中国脖子的技术！

上次我们介绍过芯片制造过程中的核心设备--光刻机，被荷兰ASML公司所垄断，一台设备卖上亿美元，全球十大半导体厂皆为其客户。

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今天，又有一台神器的设备，如光刻机领域的荷兰ASML公司一样神一般的存在，同样卖到上亿美元，垄断该市场，这次的技术占有者是日本的Canon TOKKI！

OLED显示技术怎么蒸的？ 真空蒸镀

蒸镀在OLED制造工艺中应用，它的好坏直接影响到OLED屏幕显示，这里蒸镀就是真空中通过电流加热，电子束轰击加热和激光加热等方法，使被蒸材料蒸发成原子或分子，它们随即以较大的自由程作直线运动，碰撞基片表面而凝结，形成薄膜。

真空蒸镀在OLED显示技术的应用和实现概述

主要应用于RGB（红绿蓝）三色排列的典型OLED屏幕。我们所知蒸镀是OLED制造工艺的精华部分，而且不仅是发光材料，金属电极等等之类也是这么蒸上去的。但实际操作还是非常复杂的，比如如何控制像素区域，像素要怎么对齐，还有控制蒸上去的薄膜厚度，什么前处理、蒸镀室的真空度等。

从OLED显示特性，我们知道它与LCD显示相比不同，其中一个重要区别就是OLED的自发光特性。就好比OLED屏拥有一个个会自己发光的红绿蓝 “灯泡”组成。我们可以通俗的比喻，通过蒸镀机把OLED屏幕每个像素“灯泡”蒸在ITO玻璃基板上。

OLED典型结构是在ITO玻璃上制作一层几十纳米厚的发光材料——也就是人们通常所说OLED屏幕像素自发光材料，发光层上方有一层金属电极，电极加电压，发光层产生光辐射；从阴阳两级分别注入电子和空穴，被注入的电子和空穴在有机层传输，并在发光层复合，激发发光层分子产生单态激子，单态激子辐射衰减发光。

当然了，具体到整块面板，结构也就复杂很多，包括次像素间需要隔离柱、绝缘层之类。AMOLED则还有TFTbackplane这种控制每个像素开关的东西。

因此，我们通俗比喻蒸镀过程，就是真空腔室内，把ITO玻璃基板放置在可加热的旋转样品托架上，然后放把火在下面烧坩埚（当然不是真的放把火），你看到的发光材料—红绿蓝三色灯泡（当然不是真的灯泡）就这么蒸上去了。

目前主要蒸镀关键技术和设备掌握在日本厂家手中，市场蒸镀设备也不多，这也是OLED屏幕成本高的一个重要原因。

据《科技日报》4月26日报道，真空蒸镀机就如同OLED面板制程的“心脏”，被日本Canon Tokki独占高端市场，说其掌握着OLED产业的咽喉也不过分，业界对它的年产量预测通常在几台到十几台之间。

有钱也买不到，说的就是它。

可惜，目前我国还没有生产蒸镀机的企业，在这个领域我们没什么发言权。

Canon TOKKI蒸镀机

这台设备就如同 生产OLED面板的“入场券”

买到Canon Tokki的设备就如同得到了一张生产OLED面板的“入场券”，Canon Tokki在业内的名声很像顶级光刻机企业ASML，神一样的存在。

仅有300多名员工，却基本垄断了全球真空蒸镀机的供应，每台报价过亿美元，仍然一机难求，排队等货因此成为常态。

据说京东方6代柔性OLED生产线能够提前量产的重要前提就是，拿到了Canon Tokki的真空蒸镀机。

三星之所以能垄断中小尺寸OLED的生产和供货，也是因为有了Canon Tokki的助攻。

蒸镀设备厂商不止一家，Canon Tokki为什么一机难求？因为它量产稳定与技术成熟的优势无人可比。

买到Canon Tokki的设备就能有良品率吗？不然。

中粤金桥投资合伙人罗浩元对科技日报记者说：

蒸镀设备虽然是OLED生产中的关键环节，但一条生产线要实现批量化、高品质的生产，要对整个生产链进行科学管理及整合，确保每一道工序可控、可靠。但是，没有真空蒸镀设备，以上无从谈起。

Canon Tokki 把蒸镀误差 控制在5微米以内

蒸镀是OLED制造工艺的关键，直接影响着OLED屏幕显示，蒸镀机的工作就是把OLED有机发光材料精准、均匀、可控地蒸镀到基板上。

OLED显示面板中大量应用的有机材料极易受到氧气和水的影响，有机材料间也很容易造成污染，因此，面板的蒸镀一般都是在真空环境下且相互独立进行。

通过电流加热，电子束轰击加热和激光加热等方法，使被蒸材料蒸发成原子或分子，它们即以较大的自由程作直线运动，碰撞基片表面而凝结，形成薄膜，这个过程就是真空蒸镀。

通俗地说，OLED屏幕每个像素都是蒸上去的，除了发光材料，金属电极等也是这样蒸上去的，实际操作非常复杂。

罗浩元说：

Canon Tokki能把有机发光材料蒸镀到基板上的误差控制在5微米内，这是什么概念？1微米相当于头发直径的1％。没有其他公司的蒸镀机能达到这个精准度。

潜心于一个领域20余年，让Canon Tokki拥有不少专利，比如，它很早就将机器视觉应用在设备上。

生产环节中，对准玻璃基板和用作像素模板的细金属网难度很大，利用摄像头追踪，Canon Tokki可将误差范围缩小到人体红细胞大小。

这是一场多维度、立体化的 综合性突破

就如中国科学院院士、中国科学院物理研究所欧阳钟灿教授所说，中国平板显示全球第一，但大而不强。

我国OLED企业主要聚集在产业链中下游的面板和手机等显示终端产品应用领域，上游核心生产设备完全依靠进口。

当年三星从全球40多家蒸镀机业者选到今天最牛的Canon Tokki，在OLED产业蛰伏期，Tokki遭逢破产危机时，依然全力扶持，这种患难情谊让三星一度独家拿下Canon Tokki的全部产量。

电子创新网创始人、半导体技术专家张国斌对科技日报记者说：

虽然离了Canon Tokki三星也可能玩不转，但三星对产业趋势和技术的判断、把握值得我们反省。

罗浩元比较认同张国斌的观点：

具体到真空蒸镀机这种卡住产业咽喉的核心装备，能不能追，怎么追，从上到下都很迷茫。我国目前的OLED产业布局和推进方式可以让我们短期内形成产业规模，却无法实现高端设备的自主研发、装备能力。这个问题不解决，别说真空蒸镀机，其他OLED装备的突破也将是空谈。

中国电子材料行业协会常务副秘书长袁桐认为，材料或设备并不是单一的产品，它牵涉到面板系统性的工艺和技术，如果只凭配套企业一己之力，可能只能实现某一种材料或设备的国产化替代。罗浩元说：

这是一场多维度、立体化的综合性突破。

OLED的生产难度在精密制造，精密制造的技术壁垒在精密设备。

国内OLED大型生产线装备虽仍一片空白，但OLED科研型蒸镀设备已达国际水平，中试型生产装备已成功研发。“虽然距离摆脱‘真空’有点远，但好歹上路了。”罗浩元说，

真空蒸镀机等核心设备的缺失，反映出我国基础研究、精密加工、自动化控制等多领域的短板。虽然很难，但一代人有一代人的任务，希望我们这一代能生产出真空蒸镀机。

网友热评

@点横竖撇娜：搞了半天京东方6代柔性OLED生产线还差临门一脚啊，这情何以堪啊......这又被掐脖子了

@讲真三星虽然是OLED老大：全产业链全部通吃是真的很困难，然而中国很不幸必须这么做（也很幸运中国有做到的可能）

@天下不公：好文章。回过头来还是那句老话：没有基础，哪来的高精尖？于日本不同，中国制造发展之路一直由“短平快”的思维所引导而长期忽视打基础。“重设计轻工艺，重生产轻材料，重产量轻质量，重整机轻部件，重规模，轻布局”，这就是中国制造的基本发展模式。我国的重大技术装备往往很少采用国产标准件和轴承，为什么——质量不可靠。

日本经济起飞时期，重在打基础，把基础性工业做强做实，尤其是基础材料和制造工艺是重中之重。中国则与之相反——重在拿出产品。从历年国家科技奖获奖项目来看可以看的很清楚：对基础性的产业发展不够重视。日本的尖端大科技并不多见，但整体产业链的均衡发展比中国好得多。这其中包含了日本科学技术非常重视弥补产业的短板。尤其是产业链中的关键设备和工艺研究。这些都值得中国制造借鉴。

@家鸽：蒸镀技术虽然是现在OLED生产的主流技术，但是却不是必不可少的，并且其原理上存在根本缺陷，必须经过材料的气化，限制了良品率的提高和可用材料的范围。无需气化过程的喷墨印刷工艺才是目前各大厂攻关的重点，而日本JOLED的喷墨印刷工艺OLED现在已经可以小批量量产了。如果我国现在投巨资到蒸镀技术，最快也要三五年才能看到成果，那时候怕是国外的喷墨印刷工艺已经成熟了，我们的投入，一研究出来就会变成落后产能。

国产化攻关还是要针对技术变革的前沿，总是跟着国外成熟工艺的屁股后面走，就难以摆脱落后-依赖国外厂商-国产化攻关-落后的循环。

@向后看向前冲：这是使劲自揭疮疤，不过这样好。还有什么是国内没有的呢？一起反省。

另外不得不提的，目前尚未成熟的，比蒸镀技术成本便宜90%的OLED印刷技术，最接近完成的厂商是日本三菱化学；在高端OLED监视设备大面积应用的广电领域，形成近乎独占态势的也是日本公司——索尼。

也就是说，我们感受到日本品牌正在渐渐消失，更多的是因为日本企业在2C业务上的收缩。在行业上游，日本却仍然拥有话语权。

而在日本逐渐放弃的销售和制造市场，也是中国一直积极布局的战场。在吃掉日本品牌海外授权之外，中国企业对液晶面板的生产和制造已经炉火纯青，甚至令韩国三星和LG渐渐放弃与我们正面对决，开启去液晶化脚步。在OLED领域，中国也并没有被抛开。

上表是中国目前已投产、建设中及即将投建的OLED面板生产线，中国各面板厂商几乎全部都有所布局。在未来3-5年这些生产线进入产能释放期后，中国与韩国显示行业之间的差距将会持续减小。至于在显示技术上游的更进一步，与日本站上同一水平，则可能需要更久的行业积淀。