蓋板玻璃生產設備的現狀及發展趨勢

孫燕飚

(第一手機界研究院，廣東深圳518000)

蓋板玻璃生產設備的現狀及發展趨勢

孫燕飚

(第一手機界研究院，廣東深圳518000)

闡述了蓋板玻璃印刷設備的現狀和發展趨勢，并根據行業發展情況，結合資訊機構的蓋板玻璃數據對行業目前和未來的市場規模進行了估算和預測。

蓋板玻璃；生產設備；自動化

蓋板玻璃主要用于手機視窗防護，最早出現于第一代手機的MSTN-LCD屏（即黑白液晶屏）上。顯示技術的更新和新型顯示材料的開發，推動了蓋板玻璃升級換代，使其不再局限于最基本的對顯示屏的保護功能。通過鍍膜、貼膜和印刷等現代工藝手段，蓋板玻璃能達到高清顯示、放大顯示、裝飾等豐富的效果，為終端電子產品增添了功能和時尚元素。

隨著信息及觸摸屏電子設備產品市場的迅速壯大，以及人們對電子產品智能化、便捷化、人性化要求的不斷提高，蓋板玻璃的應用迅速擴展，領域不斷擴大，由手機、平板電腦、筆記本電腦擴展到車載電子設備和可穿戴設備等。

1 蓋板玻璃的加工工藝流程

蓋板玻璃的加工工藝比較復雜，需要經過切割、磨邊、鉆孔、拋光、減薄、強化、印刷、鐳射雕刻及鍍膜等各種光學玻璃加工制程，最近關注熱點3D蓋板玻璃的加工工藝，在最前端還需要加入熱彎流程，由于3D蓋板玻璃形狀的影響，后端的絲網印刷和貼合等工藝的技術也需要升級適應。其流程見圖1所示。

圖1 蓋板玻璃生產主要流程（不含3D玻璃工藝）

2 蓋板玻璃印刷設備

蓋板玻璃直接暴露于電子設備產品的表面，除了高強度、抗劃傷性能要求以外，還有整體美觀和個性化的需求，主要通過在蓋板玻璃內層印刷上各種顏色及個性化LOGO來實現，這與蓋板玻璃印刷設備緊密相關。在競爭日益激烈的電子消費領域，外觀效果是電子產品的一大關注點，是消費群體選擇電子產品的一大主因。iphone 4最初上市時，白色機型售價高出黑色機型數百元，其主要原因就是印刷設備在實現手機蓋板玻璃白色印刷時，白色涂料過薄容易透光，過厚又難以滿足蓋板玻璃及涂料厚度的精確要求，產率過低，而很多消費客戶又對白色偏愛。

蓋板玻璃印刷設備的發展經歷了手動玻璃印刷設備和半自動玻璃印刷設備階段，目前正處于全自動蓋板玻璃印刷設備發展時期。早期的手動玻璃印刷機完全需要人工來操作，印刷精度低、質量差、效率低，隨著自動化技術的發展，印刷過程中的切割、平磨、清洗、印刷、激光切割、烘烤、熱彎、貼合、檢測、下料等工序實現了自動化，大大提高了印刷質量和效率。

3 下游終端行業的發展

隨著全球電子的快速發展，蓋板玻璃的主要應用領域，如智能手機、筆記本電腦、平板電腦、車載顯示屏、可穿戴設備等市場規模都在持續增長，整體產業始終保持著活躍的態勢。根據美國消費電子協會CEA與權威消費電子市場咨詢公司GFK統計，2014年全球消費電子產業銷售總額達1.02萬億美元，并估計2016年達到1.4萬億美元，為玻璃蓋板智能裝備行業創造了良好的市場需求，蓋板玻璃印刷設備進入迅速發展時期。

3.1 手機行業的發展

作為人類通訊史上的重大發明，手機已經歷十幾年的發展。智能手機的出現，是手機發展歷程中的重要的里程碑。2007年，蘋果推出了第一代iPhone，從此改變了智能手機的市場格局，iPhone引領了智能手機進入市場的爆發期。與傳統的功能手機相比，智能手機不僅可以實現短信、通話的功能，更重要的是智能手機可以實現用戶隨時隨地上網的需求，實現更多智能化的應用。

隨著消費者需求和審美的不斷提升，手機生產商為了占據市場，抓住客戶，借助技術研發的飛速進步，推出新手機的速度越來越快，蘋果公司基本每過1年就推出他們新的型號（見表1）。

表1 iPhone每代產品推出時間

根據IDC（Internet Data Center）資料，2015年全年智能手機的出貨量14.329億部與2014年的13.017億部相比增長了10.1%，2016年全球智能手機總出貨量為14.706億部，同比增長2.63%。IDC預計2017年全球手機出貨量將出現回升，增長4.2個百分點達到15.3億部，2018年增長4.4個百分點，2021年實現17.7億的出貨量。2014年中國的智能手機出貨量為4.2億部，較2013年的3.2億部增長31.3%。2016年中國的智能手機出貨量為 4.67億部，較 2015年的 4.3億部增長8.7%（見表2）。

表2 2016年中國手機出貨量及五大廠商占比

由數據顯現，近幾年手機出貨量的增速放緩，趨于穩定，但目前手機出貨量的絕對值較大，不同手機品牌商為了搶占市場，新品推出的頻率越來越高，居民消費能力不斷提升，消費理念的改變和對感受的追求，手機的出貨量會一直維持在高水平上，蓋板玻璃印刷設備也會持續需求。全球及國內智能手機出貨量與增速見圖2、圖3所示。

數據來源：Gartner資訊圖2全球智能手機出貨量及增速

圖3 國內品牌智能手機出貨量及同比增速

為了打破近十年來智能手機的外觀審美疲勞，智能手機外觀設計的突破已經成為全行業都在努力突破的難題。智能手機屏幕由平面2D，延伸到單曲面2.5D，再往更輕量化發展進化到3D，被證實為手機觸控顯示器外觀設計變遷過程中一種較可行的方案。這條技術變化路線，也被行業認為是繼續往下一代的觸控顯示器件柔性化做準備，不斷進行產業化經驗積累的最好途徑。

最初，全球主要有三款手機配備3D蓋板玻璃，包括三星GALAXY S6、三星GALAXY S7和vivo Xplay5。目前，華為、vivo、小米、酷派、金立等品牌也紛紛推出了3D蓋板玻璃手機。蓋板玻璃廠商都在積極布局3D蓋板玻璃項目，進入3D蓋板玻璃市場的廠商也越來越多，包括伯恩光學、藍思科技、歐菲光、星星科技、凱茂科技等。但是真正具備量產能力的廠商并不多，月出貨量比較低。預計未來還會有更多的手機廠商選擇柔性顯示屏，3D蓋板玻璃需求一觸即發。2016年3D蓋板玻璃手機統計見表3所示。

表3 2016年3D蓋板玻璃手機統計

3.2 平板電腦的發展

平板電腦的發展狀況與智能手機非常類似，一般來講，平板電腦的體積要大于智能手機，在技術上更容易實現，所以平板電腦的發展早于智能手機，較早的進入了出貨穩定期。近幾年由于技術的突飛猛進，平板電腦的很多功能已可由智能手機代替，但智能手機受顯示屏尺寸限制，對平板電腦的替代有限，所以近兩年平板電腦出貨量略有放緩但基本穩定。2012～2016全球平板電腦出貨量見圖4所示。

來源：IDC Gartner圖4全球平板電腦出貨量

3.3 3D蓋板玻璃的興起

3D曲面玻璃作為手機外殼，其外觀材質更加優越，在散熱性，光澤度和耐磨方面更有優勢。同時，彎曲的設計和手掌的弧度配合，更加符合人體工程學的要求。隨著OLED曲面顯示及無線充電技術的普及，將對手機前后蓋板的材料提出新的要求，可彎曲的3D玻璃配合OLED屏幕（見圖5），圖像清晰度更高，3D蓋板玻璃+OLED屏幕+3D玻璃背板的組合，有望成為未來手機的標配。另外金屬對電場有屏蔽和吸收的作用，若手機使用金屬后殼，無線充電效率極低，用戶體驗極差，而電磁波可以毫無阻礙的穿透玻璃，所以3D玻璃成為最合適的選擇。3D玻璃的大熱也必將為蓋板玻璃印刷設備行業創造良好的市場需求。目前使用AMOLED的廠商見表4所示。

4 蓋板玻璃印刷設備的行業規模

蓋板玻璃印刷設備市場在快速壯大，但目前還未有相關的統計數據。據全球工業數據與分析機構IHS統計，2015年2D、2.5D、3D玻璃的全球市場空間分別達到20.86億美元、12.11億美元、2.61億美元。IHS預計到2018年2D、2.5D、3D玻璃的市場空間將分別達到11.36億美元、18.23億美元、12.31億美元，分別增長-45.54%、50.54%、371.65%。據此，2D、2.5D、3D玻璃的占比將由2015年的58.6%、34.0%、7.3%分別變為2018年的29.4%、43.5%、27.1%，2D、2.5D玻璃在近幾年持續保持需求，并逐漸向3D玻璃過渡，3D玻璃呈持續上漲趨勢。最近中國境內投資的玻璃蓋板生產線見表5，出貨量見圖7。

圖5 3D玻璃與OLED屏完美組合

圖6 GalaxyS6edge配備無線充電功能

表4 目前使用AMOLED的廠商

表5 最近中國境內投資的玻璃蓋板生產線

圖7 2D、2.5D、3D玻璃出貨量

4.1 2D蓋板玻璃對應的蓋板玻璃印刷設備市場規模

根據IHS統計數據結果，2015年2D蓋板玻璃的出貨量約為10.5億片，估計2016年2D蓋板玻璃出貨量近9.2億片，2.5D蓋板玻璃2015年的出貨量近3.9億片，2016年約為6.2億片，3D蓋板玻璃2015的出貨量近0.2億片，2016年約為0.45億片，2017年年出貨量預估約為 1億片，2018年約為1.6億片。詳見表6。

表6 2015～2018年出貨量

2D蓋板玻璃和2.5D蓋板玻璃的印刷工藝相差不大，蓋板玻璃印刷工藝需要多道印刷工序進行，每道工序都需要一臺印刷機，一般為5～11道，按中間值取8道，則一條蓋板玻璃印刷生產線，需要8臺印刷機，而據當前的市場印刷設備，主要分為兩種，即：半自動與全自動。

4.2 半自動印刷設備及后期容量預測

據市場走訪、行業調研和當前測算，當前的人工半自動機數量達25 000～30 000臺，而此設備，主要集中在行業前十大公司如伯恩、藍思、合力泰、歐菲光等專業玻璃蓋板生產的核心企業處。據當前智能手機的品牌化與高端化行業發展對印刷提出的高要求，及人力成本的逐年上升，管理的高效提升，以及國家對智能制造的大力推進及良好環境打造，自動化已成為行業的趨勢，半自動印刷設備或淘汰或技術升級改造將成為最終的發展走向。淘汰即為投入全新的自動化絲印設備，而技術升級改造則為用現有的半自動印刷主機，搭配全新的全自動上下料機，繼而成為功能與全新機無異的全自動絲印改造生產線。僅在改造部分，按40%～50%的改造率預算，預計將有10 000臺進行升級改造，按8道為一條，數量將達1 250條生產線，按17萬元/臺進行技術升級改造測算，預計市場容量約為170 000萬元。

4.3 全自動印刷設備更新的市場容量預測

此設備由全自動上下料機和半自動印刷設備組成，據市場走訪、行業調研及當前測算，根據目前印刷生產線的平均產能200萬片/年，按產能利用率85%，則大概有910條生產線，共7 500臺設備，按年20%的設備更新率，以每臺售價21.5萬的價格計算，未來2D、2.5D蓋板玻璃對應的蓋板玻璃印刷設備市場總量約35 000萬元逐年遞增。

當前市場，以湖南三興精密工業股份有限公司為首的蓋板玻璃全自動生產解決方案提供商為主導，在全自動生產行業占主導地位，其提供的蓋板玻璃全自動上下料機與菲林印刷全自動上下料機，逐步將行業從半自動生產更迭至全自動生產，開創了行業自動化的先河，至此，行業進入全自動智能制造時代。

以上為傳統蓋板玻璃的現狀，但據當前生活水平的提高，消費者對電子類產品的使用便攜、美觀、高科技、功能齊全等需求的日漸提高，現市場產品已高端化，高精度2.5D玻璃的深入應用與3D玻璃的發展趨勢，玻璃蓋板全套生產鏈需求日趨迫切，此需求已改變了對設備的基本需求，工藝已發生了極大的技術變化與要求提升，現已應用的產品見表7所示。

4.4 新產品投市的需求遞增

在當前，各手機品牌廠商產品在穩步走向高端化，每年的新產品投市力度加大。推陳出新的加速，工藝的提升與變更，也導致了絲印市場的新設備需求容量逐步加大。據不完全估計，各大手機品牌商以每年1～5款不同新產品投市，各款產品的推出，直接擴大了絲印設備的上新需求量。承上第一點除用半自動絲印設備進行技術改造外，預計上新率達20%，市場容量達5 000臺，組成生產線625條，按21.5萬元/臺預計，市場容量將達107 500萬元，并據設備的折舊與工藝的變化逐年遞增。

表7 目前已應用的產品

4.5 3D玻璃的興起與工藝的全面更迭

在3D玻璃的生產過程，一系列的工序如切割、平磨、清洗、印刷、激光切割、烘烤、熱彎、貼合、檢測、下料等全線生產為廣大設備制造者帶來了巨大的商業契機與發展空間。按所有工序中使用率較普遍的一道印刷工序為例，3D蓋板玻璃由于形狀等原因限制，印刷生產線的產能比2.5D蓋板玻璃印刷生產線產能要低，而且由于工藝尚未完全成熟和質量要求更嚴格的原因，良率按75%算，按未來兩年2.6億片計算，約為2.6×1.25＝3.25億片，預計共需印刷設備400臺，按80萬元/臺的價格計算，共計市場容量達3億元。且此工藝與2D、2.5D玻璃的印刷工藝完全不同，此為印在薄膜上再進行貼合，故設備不可通用，按當前的由2D、2.5D玻璃向3D玻璃迅猛發展趨勢來看，3D玻璃的生產設備各個工序需全部更新，由此市場需求容量將不可估量。而一塊成型的3D玻璃，需要共計10來道工序，每一工序的需求則不盡同，由此，其他各工序也將同比增長。3D玻璃整體加工工藝見圖8所示。

圖8 3D蓋板玻璃加工工藝

綜上所測，近2年新增2D、2.5D蓋板玻璃需求預計共為16 000條，預計達305 000萬元，3D蓋板玻璃全套生產線約為300條，則蓋板玻璃印刷生產線規模為150 000萬元。而此僅為印刷工序，其他各段如切割、平磨、清洗、烘烤、熱彎、貼合、檢測等需求整合，市場容量將達上百億。

由于電子設備技術的迅速提升，蓋板玻璃應用領域不斷拓展。下游手機、平板、車載電子和可穿戴設備等行業發展迅速，蓋板玻璃印刷設備需求強烈，且國家政策支持、行業集成化智能化發展趨勢、3D蓋板玻璃的應用、手機雙玻璃蓋板潮流的興起，推動了玻璃蓋板設備行業的持續發展。

The Present Situation and Prospect of Cover Glass Printing Equipment

SUN Yanbiao
(No 1 mobile，Shenzhen，518000，China)

The paper expounds the present and prospect of cover glass printing equipment.Based on the cover glass data from famous consult，and combing the development，the market is estimated and predicted for the cover glass printing equipment.

Cover glass；Prouduction equipment；Automatic

TN605

A

1004-4507(2017)02-0055-07

2017-03-22