电子玻璃行业研究-千亿市场进口替代可期.docx

电子玻璃行业研究千亿市场，进口替代可期 一、初识行业——强壁垒，高端制造的典范什么是电子玻璃？电子玻璃通常被认为是应用于电子、微电子以及光电子领域的高技术 玻璃产品，具有光电、热电、声光及磁光等功能，主要用于制作电真空器件、电子显示 产品以及微电子、光电子等领域的关键玻璃材料，如光电源电子玻璃、盖板玻璃以及显 示电子玻璃等与普通玻璃相比，电子玻璃在物理性质方便具备明显差异，其厚度更薄、 抗压强度更大、热膨胀性更小等电子玻璃行业经历了近 140 年的发展，下游产品的变化以及对产品性能的要求不断提高 推进电子玻璃行业的进步：阶段 1—电真空玻璃：电真空玻璃经过百年传承，至今仍经久不息电灯泡及电子 管的玻璃外壳均采用电真空玻璃，电真空玻璃具有耐高温、高绝缘性、耐高频以及 防射线等特性，推动电灯泡及电子管的发展；阶段 2—阴极射线管（CRT）显示玻璃： CRT 电视在 1958 年第一次出现在中国， 并在后续的 40 至 50 年间高速发展，但是 CRT 电视机由于体积大、耗能高，限制 其屏幕尺寸的增长，面临逐渐被淘汰的命运；阶段 3—平板显示器（FPD）玻璃：FPD 正处于高速发展阶段，成为玻璃厂商竞争 的主战场，并不断推动电子玻璃产业的进步。

进入 21 世纪以后，FPD 相比于 CRT 显示器更轻薄、功耗更小并有利于人体健康，因而逐渐替代 CRT 显示器电子玻璃包含的品种较为丰富，但目前技术及应用的发展主要体现在、平板电脑、 液晶电视、工控屏等终端显示产品的显示玻璃以及防护盖板玻璃为主，因此报告中电子 玻璃指显示玻璃以及防护盖板玻璃1.分类方法复杂，聚焦“两块”玻璃电子玻璃可根据化学成分（有碱玻璃、无碱玻璃）、功能用途（盖板玻璃、面板玻璃）、 尺寸世代（高世代、低世代）以及制造工艺（溢流法、浮法、流孔下拉法）进行分类：按照化学成分中碱金属的含量分为有碱玻璃和无碱玻璃其中有碱金属含量大于 0.1% 的玻璃成为有碱玻璃，主要包括钠钙玻璃（Na2O-CaO-Al2O3）和高铝硅酸盐玻璃（ROAl2O3-SiO2，R 为碱金属）；碱金属含量小于 0.1%的玻璃为无碱玻璃，主要包括硅酸铝 玻璃（Al2O3-SiO2）和硼硅酸盐玻璃（B2O3-Al2O3-SiO2）按照功能用途可以分为面板玻璃基板和视窗防护盖板玻璃：面板玻璃基板：主要用作液晶或晶体管的基板，并在玻璃表面进行相关电路和制程 的加工其中 TN-LCD 与 STN-LCD 面板玻璃基板可以采用有碱玻璃，TFT-LCD 面板只能采用无碱玻璃，因碱金属离子会影响薄膜晶体管栅压的稳定性，影响正常 使用。

由于 TFT-LCD 显示技术成为主流，玻璃基板通常特指 TFT-LCD 玻璃基板盖板玻璃基板：作为触摸屏的最外层，起到保护触摸的作用，并且可在表面进行丝 印图案、标志等，通常具有高硬度、耐划伤及防指纹等特性盖板通常采用有碱玻 璃，高铝硅酸盐玻璃相较于钠钙玻璃具有更高强度，在高端盖板玻璃中应用广泛按照原片尺寸划分，可以分为高世代玻璃与低世代玻璃，其中 8.5 代及以上称为高世代， 6 代及以下则称为低世代高世代产线玻璃相比于低世代产线玻璃尺寸更大，因而产量 更大，生产效率更高，技术也相对更加成熟和先进玻璃在生产后段工序中需要进行切 割，而玻璃的最高切割效率通常在切割 6-8 块左右，因此高世代玻璃通常用于大尺寸液 晶电视，且高世代玻璃基板还能在高切割效率下用于相对较小尺寸产品，生产效率提高按照工艺可分为浮法、流孔下拉法与溢流法其中浮法工艺应用最为广泛，产能较高， 但打磨抛光程序增加工艺成本；流孔下拉工艺需要双侧打磨抛光，产品不良率较高，逐 渐被淘汰；溢流制造工艺加工质量最优，工艺难度较大，目前为玻璃基板加工主流工艺2.性能要求严格，铸高端制造典范TFT-LCD 玻璃基板对于性能具有极高要求。

玻璃基板在平整度和粗糙度方面需要保证 在 20mm 的长度范围内厚薄差要小于 10nm；应变点温度超过 650℃，从而保证在高熔 点情况下玻璃本身不会产生永久变形；玻璃基板在 0.5mm 左右的厚度下为保证足够的 硬度，其杨氏模量超过 70GPaTFT-LCD 玻璃基板生产工序复杂，厂房净化等制造环 境要求严格，属于典型高新技术产业TFT-LCD 玻璃基板在高性能的要求下，行业天然具备技术壁垒，主要体现在配方制备、 设备研发以及制作工艺三个方面第一，配方制备的壁垒玻璃基板配方中各种原料的选取与配比对性能具有直接影响， 而这种材料配方一直被国外专利所封锁，自主研发则需要上千次的试验确定合适的配比；第二，设备研发的壁垒优质的玻璃基板大多通过溢流法加工，但生产设备均由玻璃厂 商自主研发且不对外销售，行业潜在进入者需要重新设计并制作生产设备；第三，制作工艺的壁垒采用溢流法工艺制作玻璃基板时，需要准确的控制温度、流速 等多个参数，实施难度较大技术壁垒之外，玻璃基板行业还具备高资金壁垒玻璃基板生产分为前段熔化成型工序 和后段切割加工工序，高世代玻璃基板生产技术的核心在于前段工序，主要由美国和日 本企业掌握，中国企业只能通过合资建厂的方式建立后段加工产线。

一条高世代玻璃基 板生产线的投资高达 20-30 亿元，投资回收期长达 5-8 年，建立高资金壁垒盖板玻璃起到触摸屏最外层保护作用，需要具有较强的防冲击、耐刮花性能，其技术壁 垒主要存在两个方面：玻璃生产工艺和化学强化工艺1）玻璃生产工艺盖板玻璃根据化学成分分为钠钙玻璃和高铝玻璃，其中高铝玻璃具有更高的 Al2O3 含 量，具有更高的抗跌落性但也由于配方中含有较多的氧化铝和氧化钙，在同样的温度 条件下玻璃表面张力更大，在后期工艺中容易产生翘曲，降低玻璃质量高铝玻璃盖板 采用溢流工艺产品良率更高；采用浮法工艺需要解决熔化控制、波纹度和平面度控制等2）化学强化工艺盖板玻璃的强度可以通过化学强化工艺进一步增强，包括高温强化型和低温强化型，低 温强化更多低温强化是指在玻璃转变点温度之下，利用大半径离子去交换出玻璃表面 小半径离子，在玻璃表面产生挤塞的作用，从而产生压应力，起到提高玻璃强度的效果二次强化是技术突破关键目前主流的工艺为一步法强化，增强玻璃表面压应力，但离 子交换深度（DOL）较低部分玻璃厂商能够实现二步法强化，在提高玻璃表面应力的情况下，还能够得到更大的离子交换深度，从而在发生碰撞时内部裂纹在在深度处停止 扩展，产品的抗摔与抗跌落性能得到较大的提升，成为众多玻璃厂商竞争的领域。

化学强化需要长时间的研发，具有技术壁垒盖板玻璃二步强化后的性能与玻璃组分、 离子交换熔盐成分、离子交换时间和温度等有关，需要经过不断的研发确定化学强化时 需要考虑化学强化温度，强化时间和熔盐配比，第一步强化工艺与第二步强化工艺都有 三种变量因素需要进行系统搭配与优化，以获得合理工艺参数二、解构市场——国外先发，国内加速追赶1.产业链地位高，突出的盈利能力电子玻璃对于下游产品性能影响较大，其中 TFT-LCD 玻璃基板与面板分辨率、透光度、 视角等关键参数密切相关，盖板玻璃则关乎产品耐摔和抗跌落性电子玻璃在研发生产 中具有高技术和资金壁垒，因此产业链中玻璃厂商具有较高话语权，具备较高盈利水平TFT-LCD 玻璃基板属于液晶产业链，上游为玻璃基板、偏光板、液晶材料以及驱动 IC 等原材料供应商，中游为 LCD 模组组装及面板制造商，下游则为液晶电视、及平 板等电子产品生产商成本占比低，盈利能力高在LCD面板产业链中，玻璃基板虽然仅占到面板成本的15.2%， 但是由于其研发制造难度较大，且在研发初期需要大量的资本投入，在产业链上具有较 强的议价能力，因而玻璃基板企业具有的良好的盈利能力盖板玻璃同样盈利较好。

在盖板玻璃产业链上，上游为玻璃基板、镀膜材料、抛光材料 等原材料供应商，中游为盖板玻璃加工制作商，下游为液晶电视、及平板等电子产 品生产商从东旭光电看，其以生产盖板玻璃为主的四川旭虹子公司净利率水平基本保 持在 20%左右，明显好于其他子公司2.集中度高，国外巨头处优势地位电子玻璃市场集中度高，并长期由美国与日本玻璃巨头垄断，在 TFT-LCD 玻璃基板和 盖板玻璃方面都占据着绝对的市场份额：显示基板：在 TFT-LCD 玻璃基板方面，康宁的市场份额接近 50%，旭硝子（AGC）和 电气硝子（NEG）分别以 22.7%和 17.3%的份额占据着全球第 2 与第 3 的位置，TFTLCD 玻璃基板市场 CR3 高达 87.5%，具有极高的市场集中度盖板玻璃：高铝玻璃相比于钠钙玻璃具有更高的强度，逐渐占据市场，高铝玻璃占比 80% 左右在高铝盖板玻璃领域，康宁、旭硝子及肖特三家企业垄断市场份额 90%以上，其 中康宁市占率超过 50%以康宁为例，海外企业垄断源于长期技术积累无论是 TFT-LCD 玻璃基板还是盖板玻 璃，都需要极强技术研发能力，来源于长时间的积累国外龙头企业较早进入电子玻璃 行业，并通过大量的投资和持续的研发，最终建立起绝对的领先优势和行业壁垒。

从目 前全球的专利分布看，主要集中于康宁、旭硝子等海外龙头手中，具备较强的技术优势：玻璃龙头康宁公司在 1879 年爱迪生发明灯泡时便为其生产灯泡玻璃，在 1971-1972 年 美国 CRA 公司制造出了采用 DSM 的液晶手表，液晶显示也随之进入实用化阶段，康 宁由此开展了显示玻璃的研究生产，并在 1986 年开始为电子产品厂商提供液晶显示器 玻璃基板；2007 年苹果推出智能时，康宁公司同年研制出的“大猩猩”盖板玻璃凭 借优异的抗跌落性能成为高端盖板玻璃的绝对领导者3.任重道远，国内企业加速追赶中政府不断推出政策支持电子玻璃产业发展电子玻璃是电子信息产品的基础支撑产业 之一，直接影响电子信息产品的发展中央和各级地方政府为了支持国内电子玻璃产 业的发展，也开始不断推出支持性的政策，包括提高面板的进口关税，对有能力突破 技术壁垒的企业给予货币补贴等国内企业起步晚，发展滞后2003 年成都光明光电曾采用流孔下拉工艺进行玻璃基板 开发，并制作出 400mm450mm 玻璃基板，但良品率不足并未量产；2007 年彩虹集 团与东旭集团在陕西咸阳，采用溢流法工艺建设第 5 世代玻璃基板产线，并于 2008 年 9 月成功生产出我国第一片合格玻璃基板；直到 2019 年中国建材 8.5 世代产线投产才 使得国内企业在高世代领域取得突破。

对比之下，康宁玻璃基板于 1986 年就已经投产， 当前康宁及旭硝子已经完成了 10.5 世代玻璃基板的生产建设，并向下游面板厂商供货国内玻璃基板企业加速追赶TFT-LCD 玻璃基板国内主要有东旭集团、彩虹股份、中国 建材等公司，2019 年共有 30 条 4.5 世代至 8.5 世代玻璃基板生产线2019 年中国建 材自主研发生产的我国首片 8.5 代 TFT-LCD 玻璃基板在安徽蚌埠成功下线，标志着我 国实现了高世代液晶玻璃基板零的突破；2021 年 2 月，彩虹股份自主设计建设的 8.5 世 代玻璃基板标准化产线也正式点火，成为我国第 2 条高世代玻璃基板产线盖板玻璃同样任重道远中国建材于 2005 年采用浮法工艺制造出钠钙盖板玻璃，虽然 具有良好的防刮花性能，但是抗跌落性能较差直到 2013 年，科立视材料有限公司建 成一条第 4.5 世代的高铝盖板玻璃生产线，采用溢流法工艺生产处合格的产品中国南 玻集团下属公司与中国建材（蚌埠）光电材料有限公司分别在 2016 年与 2017 年生产 出合格的高铝盖板玻璃部分国内企业已生产高端高铝盖板玻璃在盖板玻璃方。