3D玻璃领域专利申请状况
1、申请趋势变化
首先看一下该技术的发展趋势:2.5D玻璃、3D玻璃的前期研发出现在2010年左右,随后专利数量稳步增加。2014年,随着2.5D玻璃在苹果、三星等主流手机上的推广应用,该领域的专利申请量呈现迅猛增长,2015年更是达到23件,预计未来依然涨势强劲。
2、申请数量排名
中投顾问发布的《2016-2020年中国3D玻璃行业深度调研及投资前景预测报告》显示:截止2016年6月,国内与2.5D玻璃、3D玻璃直接相关的发明专利申请约57件,排名前5位的申请人分别是东莞劲胜(10件)、蓝思科技(10件)、浙江星星瑞金(7)、洛阳新兆电子(7件)、美国康宁(7件)。美国康宁作为手机盖板玻璃的龙头老大,除了垄断上游玻璃基板之外,其也提前对下游热压加工设备及方法进行了布局,充分展现出其强大的研发实力及前瞻性。国内3D玻璃企业相对分散,东莞劲胜、蓝思科技、浙江星星、洛阳新兆对3D玻璃热压成型、精雕加工、丝印、切割、模具制造等技术均有涉及。
3D盖板玻璃市场竞争格局
3D曲面盖板玻璃在智能手机上的使用,并不是由苹果最早开始的,而是由三星康宁的主要控股股东三星领先于行业在三星手机上普及推广开来。3D曲面盖板玻璃的原材料基板玻璃,也是由三星和三星康宁一起开发出来的,可以说三星和三星康宁才是目前智能手机3D曲面盖板玻璃产业链的标准制定者与实施方。中投顾问发布的《2016-2020年中国3D玻璃行业深度调研及投资前景预测报告》指出,从目前的情况来看,中国市场除非有终端品牌确切的订单背书,否则很难真正得到三星康宁在盖板玻璃原材料特性与加工参数匹配上的支持。
就像当年富士康旗下的正达光电一样,虽然富士康是苹果最大的代工厂商,但不管是2.5D玻璃盖板、还是3D曲面玻璃盖板,由于得不到三星康宁的技术支持,其产品品质和成本控制要通过苹果的认证也极其困难,同时这也是富士康集团内现在还不看好3D曲面盖板玻璃前景的原因。但是正达光电采用非康宁的普通玻璃为苹果电子产品后装市场开发生产出来的2.5D、3D曲面盖板玻璃保护片产品,却成了全球最大的供应商。
对于中国的盖板玻璃加工企业和终端厂商来说,由于主要面对的市场绝大部分还是中国的本土市场,所以有很大空间来自主制定行业标准与交易规则。随着东旭光电、南玻显示等本土电子玻璃生产企业开始进入高铝盖板玻璃的研发与生产行列,中国盖板玻璃加工企业可能比以前更容易的了解到国产高铝玻璃的材料配方、分子结构设计与晶体结构模式,从而优化出自己的2.5D、3D曲面盖板玻璃加工工艺参数,从而取得更高的加工良率和更低的加工成本,获得更多的利润。
由于手机行业普及2.5D盖板玻璃差不多有三年的时间了,中国的盖板玻璃生产厂商为2.5D盖板玻璃配套生产3D曲面盖板玻璃保护片也有了同样长时间的经验积累,为中国市场的3D曲面玻璃盖板行情爆发提供了较好的行业基础。
目前在3D曲面盖板玻璃产品的外形加工上主要有两种技术:一种是供鉴传统玻璃光学镜头或玻璃眼镜片的加工工艺,采用CNC数控机床完全以机械切削成型的方式加工,生产效率主要受3D曲面盖板玻璃的曲率半径及产品高度影响;另一种是借鉴类似彩晶玻璃热弯成型的加工工艺,在CNC数控机床按初始加工尺寸切割下料后,采用烤炉、石墨模具等热弯设备与治具,先把玻璃加热到软化点,通过自由贴合模具成型或模具压力成型的方式来固定玻璃的3D曲面曲率后,再冷却成粗坯,再采用CNC数控机床进行传统的机械加工成型,其生产效率更多的决定因素受限于热弯设备的产能,CNC数控机床只是起到表面修复及最后尺寸公差修正的功能,CNC数控机床机加工效率跟传统的2.5D盖板玻璃加工效率相仿。从以上3D曲面盖板玻璃外形加工工艺来看,只要掌握了玻璃原材料的核心物理数据,采取与之配套的设备和加工工艺参数,快速组织生产并不困难。
3D曲面盖板玻璃产品的生产除了外形加工工序十分关键外,表面装饰图文印刷仍然是行业还绕不开的技术与产能障碍。表面装饰图文印刷由于涉及到色彩控制,很难用准确的测量数据来控制产品的批次品质,一直是盖板玻璃加工行业重点攻关的环节。除传统的丝网印刷外,由于3D曲面盖板玻璃有一定的3D曲面曲率,印刷后的产品效果除了各个方向的颜色观感控制外,还涉及到图文装饰图案的变形公差控制品质问题。
此前三星手机由于在传统塑料盖板上积累了丰富的表面装饰图文热转印技术,因此在生产3D曲面盖板玻璃的时候,也被其完美的移植过来,成为三星手机盖板玻璃的一种标准生产工艺。而其它品牌手机在采用3D曲面盖板玻璃作为前面板或后背板的时候,盖板玻璃加工厂商除了采用热转印技术外,还引进了丝印、移印、电镀蚀刻、黄光旋涂蚀刻、喷涂、喷涂+激光蚀刻等印刷处理技术。
在中国市场上,3D曲面盖板玻璃加工设备一般都是采用定制化的非标设备,受国外进口设备限制较低,加上中国本土企业玻璃深加工技术积累丰富,国产玻璃基板的技术突破也有望破解行业加工核心技术参数限制,又有广阔的终端自主市场来制定自己的出货标准,因此中国的3D曲面盖板玻璃行业,已经做好了迎接市场爆发的准备。未来行业的竞争,更多的是由于3D曲面玻璃生产特点所限制,需要数目庞大的熟练员工以及数量巨大的加工设备,因而会吞蚀巨额的投资资本,行业最激列的竞争仍然会是融资能力竞争。