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兩岸影像顯示器產業發展歷程與競合

  • 資料發布日期:110-12-16
  • 最後更新日期:110-12-16
友達光電臺中場

文《顧鴻壽》

台北海洋科技大學創新設計學院院長兼視覺傳達設計系主任

 

前言

影像顯示器面板(Image display panel)是所有電、資、通產品必需性的視覺化核心元件,早期的顯示器僅以陰極射線管(CRT)為主要的載體,即是一般影像顯示器產業的一種狹義性的定義。現今的影像顯示器產業是一個廣義性定義,所包含的顯示器面板種類是眾多的類型,諸如:電槳顯示器、無機顯示器、有機顯示器、二極體被動矩陣型顯示器、薄膜電晶體主動矩陣型顯示器等,發展迄今以薄膜電晶體液晶顯示器面板(TFT-LCD Panel)為主流。

近年來,高頻高速5G/B5G、物聯網(IoT)、人工智慧(AI)、智慧化應用產品、無人駕駛車載、綠能電動車等創新應用領域發展,使影像顯示器產業有很大的需求量及發展空間。

此外,因新型冠狀性病毒(Covid-19)疫情,引發出宅經濟的需求,例如: 在家視訊上班、線上購物、遠距視訊教學、居家娛樂等等,再度刺激且擴大電、資、通3C產品的需求,其中影像顯示器面板的應用更加重要而不可或缺。市調機構的分析,顯示器生產設備市場投資在2019-2020年(民國108-109年)年成長率為19%,達到135.2億美元,而2021-2022年之間,年成長率預估為25%,預計可達105.6億美元,這表示影像顯示器面板應用市場需求量的動能是強勁而可快速提升。

影像顯示器產業是目前兩岸重點性發展的產業,隨著科技及其應用產品的演變,兩岸影像顯示器產業具有互補的優勢,但也存在相互競爭的衝突性,如何建立有創新性而相互獲利的商業模式以及溝通協商的平臺,是兩岸影像顯示器產業必須要面對的課題。

本文先對影像顯示器面板(Image display panel)的原理及其發展興衰作初步介紹,再說明兩岸影像顯示器產業各自發展歷程與競合,乃至於全球性的布局與發展。

影像顯示器產業技術的發展背景及其歷程

1874年,英國科學家威廉·克魯克斯(William Crookes)首先開發出陰極射線管(CRT),又稱之為克魯克斯管(Crookes tube)。1897年德國的卡爾·費迪南德·布朗(K.F. Braun製作出第一個在陰極射線管(CRT)上塗佈螢光材料,而此一商業化的陰極射線管(CRT)有時稱之為映像管/影像管(image tube)或布朗管(Braun tube),進而製作出第一個陰極射線管示波器(CRT oscillator),並擴大應用於電視機(TV)以及電腦監視器(monitor) ,早期最具代表性的影像顯示器(image display)即是陰極射線管電視機(CRT TV)。

1968年美國RCA公司研發出世界第一個薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD),1984年第一個商用TFT-LCD由日本精工愛普生以及夏普公司開發出來,從此開啟輕薄短小的平面面板顯示器(Flat Panel Display,FPD)時代。2007年日本新力公司開發出世界第一個薄膜電晶體有激發光二極體顯示器(TFT OLED);無機半導體微米二極體(microLED,μLED)則是在2000年由美國德州理工大學研發出來,而2012年日本新力公司開發出第一個可商用化的μLED顯示器,此一顯示器正是臺灣影像顯示器產業重點發展項目,並力求創新性、獨特性、高性能、高附加價值性。

影像顯示器技術研究發明於美國,其產業商用化發展開啟於日本,產品普及化消費貢獻於兩岸的努力,並促使科技產品的物美價廉,使一般大眾享受生活上的便利,特別是輕、薄、短、小的攜帶行動式電子產品均附有各種不同型態視覺傳達設計的影像顯示器面板。

臺灣影像顯示器產業發展歷程與供應鏈生態

1966年高雄加工出口區成立,1968年到1971年是臺灣電子工業發展時期,電視機製造(其最重要的核心零組件是映像管顯示器)以及電視廣播臺的成立,加上1969年美國RCA公司、艾德蒙(Admiral) 、新力(Sony)、摩托羅拉(Motorola)、國際松下(National)等世界電視機生產線相繼地轉移電視機生產製造於桃園,此一時期主要的模式是勞力密集型的組裝加工。至1986年RCA公司將電視機部門轉賣予奇異公司(GE),1988年GE再轉賣於法國湯姆笙公司(Thomas)。

臺灣早期電視機生產模式是協助世界知名電視機大廠在臺進行組裝,需要大量工資低廉的勞力,是勞力密集的產業,隨著時代變遷,歐美日大廠逐漸地淡出電視機產業,孕育臺灣自製能力,從設計、零件、組件、配件、組裝、測試、包裝,形成一貫式的電視機產業的供應生產鏈,其中最具代表性的公司是中華映管公司(華映),並曾經有位居世界第一的產量。

映像管顯示器電視機有其優缺點,其最大的缺點是體大笨重、耗能而有輕微輻射性,在輕、薄、短、小的薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD)開發後,以TFT-LCD為主體的電視機因應而生,完全地取代傳統的映像管顯示器電視機。1997年華映公司由日本三菱電機公司引進TFT-LCD量產技術,開啟臺灣邁入平面面板顯示器時代,緊接著,達碁、聯友、翰宇彩晶、奇美、群創等公司設立,生產TFT-LCD顯示器不僅僅提供給本地電腦監視器以及筆記型電腦製造商,同時提供給世界各公司,應用範疇擴大朝向電視機、大型廣告看板、車用顯示幕等不同市場領域的需求,臺灣也因而形成薄膜電晶體液晶顯示器產業的供應生產鏈。

亞洲各地區在影像顯示器產業競爭激烈,並不斷地研究、開發、創新影像顯示器,其中最具代表性的是有機發光二極體顯示器(OLED)以及無機半導體微米二極體顯示器(μLED),基於產業區域特性,兩岸在新穎型顯示器產業及其技術的發展著力點亦有所不同。臺灣著重於無機半導體微米二極體顯示器(μLED)領域發展,有機發光二極體顯示器(OLED)為次,至於薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD)的方面,已處於一種技術成熟而產業完整性的型態,在大、中、小尺寸TFT-LCD顯示器各有不同程度的競爭以及相互之間的互補性,取決於量大而價廉的或則量小而精緻的生產以及市場行銷策略。臺灣影像顯示器產業發展以價值性競爭為主要核心,而非規模性競爭模式,朝向精緻型影像顯示器方向發展。

中國大陸影像顯示器產業發展歷程與供應鏈生態

1958年天津712廠開發出第一臺北京品牌14吋黑白電視機,1970年開發出第一臺彩色電視機,1987年躍升為世界最大的電視機生產地區;當時兩岸電視機生產規模在全球已超過7成,供應全球價廉物品的家電產品,促使電視廣播產業的蓬勃發展。中國大陸知名品牌的CRT-TV生產廠家有長虹、TCL、創維、海信、康佳、熊貓以及海爾等,2004年TCL公司購併法國湯姆生公司的彩色映像管電視機。

1969至1998年間,北京清華大學、長春物理所以及北京電子管774廠(現為京東方) 形成對液晶材料及液晶顯示器研究及開發;1981年北京電子管774廠開發出TN型及STN型的被動式液晶顯示器,1984年中航天馬公司建立第一條4吋TN-LCD生產線;1980年末1990年初是中國大陸LCD產業的第一個黃金期。1989-1996年間,日本在中國大陸大量投資以及建立TFT型的主動式液晶顯示器,緊接著,臺灣以及韓國相繼投入TFT型主動式液晶顯示器的建廠與生產。

2003年上海廣電集團與日本NEC公司合資成立上海廣電NEC公司,正式投入第五代TFT-LCD量產線,開啟中國大陸第一家有能力生產主動式TFT-LCD的企業公司。2003年北京京東方公司收購韓國現代顯示器技術株式會社(Hydis)的TFT-LCD核心技術及其相關業務,同時在北京亦庄經濟開發區建立第五代TFT-LCD生產線,因而有「北有京東方、南有上廣電」等名聲,爾後,不斷地擴廠投資於第六、七、八乃至於第十代以上的生產線。

TFT-LCD的關鍵性材料及設備發源於日本,而日本因經濟發展考量而將技術轉至中國大陸,以便於取得廉價的顯示器零組件,及系統化整合日本品牌產品。中國大陸TFT-LCD面板生產的知名生產廠家,分別有京東方、華星光電、中電熊貓、天馬微電子、和輝光電、惠科、維信諾等,大陸影像顯示器產業的發展以規模性競爭為主要核心,非價值性競爭的模式,朝向量產型影像顯示器方向發展。

歷經三個十年(1969-1998、1998-2008、2009-2019)不同階段發展,中國大陸TFT-LCD面板生產能力以及能量躍升成為世界重要的生產區域,而TFT-LCD顯示器面板的生產主要在亞洲區塊(Asia domain),歐美各國的系統廠家則藉由亞洲生產製造的物美價廉零組件,提升其系統化產品的附加價值。 

兩岸影像顯示器產業競合與全球布局互動

全球影像顯示器產業發展模式,早期是組裝整合的勞力密集型,到設計製造的技術與勞力協力型,再到製造代工的勞力密集型,乃至現在自有品牌整合製造的技術與勞力協力型,兩岸及亞洲的產業發展模式是相近而相似的,因為這是經濟發展過程的一種演進式變化,也是歐美國家將大規模勞力密集型的製造產業轉移至人口眾多而工資較低廉的亞洲各國。

隨著亞洲產業的成長精進,全球環境氣候議題成為世界性不容忽視且需要關注的重大問題,當前影像顯示器產業已是兩岸重要的科技產業,對於全球人類的日常生活具有很大的影響。兩岸影像顯示器產業的競爭與合作的互動關係應該是良性的而雙益性的,更應該建立一個相互協調式的討論平臺,就兩岸影像顯示器產業的技術、產業、人才、環境等議題做建設性的共識與推動。

兩岸的區域板塊不同,經濟性的資源規模不同,無論是規模性競爭或則價值性競爭,相互之間的互補互惠是必要的,兩岸全球性策略布局可以促使影像顯示器產業双贏發展,也應該攜手來共同達成友善環境、良善社會、永善治理(ESG)聯合國所設定的目標,兩岸有共同責任來促進全世界人類邁向美好的生產、生存、生態系統的生命共同體。

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