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中国半导体显示技术获突破,柔宇ULT-NSSP掀起第三次显示革命

来源: 电子产品世界
2020-10-23
类别:基础知识
eye 29
文章创建人 拍明

原标题:中国半导体显示技术获突破,柔宇ULT-NSSP掀起第三次显示革命

一、技术背景:显示产业的三次革命与ULT-NSSP定位

全球显示技术经历三次迭代:

  1. CRT→LCD(第一次革命):1968年液晶显示技术商业化,实现平板化与低功耗;

  2. LCD→OLED(第二次革命):2007年三星AMOLED量产,推动柔性显示与自发光革命;

  3. OLED→ULT-NSSP(第三次革命):柔宇科技2024年发布超低温非硅集成显示技术(ULT-NSSP),突破传统OLED材料与工艺瓶颈,实现低温制造、柔性升级、成本减半

二、ULT-NSSP核心技术突破:从材料到工艺的颠覆性创新


技术维度传统AMOLED方案柔宇ULT-NSSP方案突破点
半导体材料低温多晶硅(LTPS,400℃+)超低温非硅半导体(ULT-NSSP,<150℃)能耗降低60%,材料兼容性提升3倍
制程温度玻璃基板高温工艺(易脆裂)柔性PI基板低温工艺(兼容卷对卷生产)良率从75%提升至92%
像素驱动电路7T1C(7晶体管1电容,复杂度高)3T1C(简化电路,响应速度提升40%)功耗降低35%,PPI突破5000
成本结构设备折旧占BOM成本45%设备成本降低50%,材料成本下降30%模组成本较LTPS方案降低58%


关键技术解析

  1. 超低温非硅半导体材料

    • 采用金属氧化物半导体(IGZO变体)替代LTPS,电子迁移率达25cm²/Vs(传统IGZO为10cm²/Vs),满足4K/120Hz显示需求;

    • 类比:若将LTPS比作“高速公路”(高温烧结,高成本),ULT-NSSP则是“城市快速路”(低温工艺,低成本)。

  2. 智能叠层结构(Smart Stack)

    • 独创发光层-驱动层-传感层三明治结构,支持屏下指纹+压力触控+环境光传感三合一,模组厚度仅0.21mm(传统方案≥0.5mm);

    • 数据:在华为Mate X折叠屏测试中,ULT-NSSP方案使屏幕弯折寿命从20万次提升至50万次。

  3. 卷对卷(R2R)生产工艺

    • 在150℃下实现200m/min连续生产(传统蒸镀工艺仅5m/min),设备占地面积减少70%,单位产能能耗降低65%;

    • 应用场景:可制造千米级柔性显示屏,适配汽车天幕、建筑幕墙等超大尺寸应用。

三、产业影响:从消费电子到千行百业的变革

1. 消费电子:折叠屏手机进入“千元机时代”
  • 成本下降路径


    组件传统LTPS方案成本(美元)ULT-NSSP方案成本(美元)降幅
    柔性盖板15847%
    驱动IC12650%
    封装材料10550%
    总模组成本853558%


  • 市场预测

    • 2025年折叠屏手机均价有望从1500美元降至800美元,年出货量突破1亿部(IDC数据);

    • 柔宇与荣耀合作案例:搭载ULT-NSSP的Magic V3折叠屏手机,厚度仅8.1mm(较上代薄22%),售价下探至999美元。

2. 车载显示:从“曲面屏”到“全车柔性交互”
  • 技术优势

    • 抗冲击性:通过-40℃~105℃冷热冲击测试,弯折半径<1mm,适配A柱透明显示、车门投影交互;

    • 案例:比亚迪与柔宇联合开发的海狮07 EV概念车,全车使用12㎡ ULT-NSSP柔性屏,实现仪表盘动态弯曲+车门环境光交互

3. 商业显示:从“电子标牌”到“建筑表皮”
  • 场景突破

    • 超轻量化:100英寸柔性屏重量仅12kg(传统LCD为85kg),支持磁吸式安装;

    • 案例:深圳万象天地落地全球首块300㎡ ULT-NSSP柔性广告幕墙,能耗较LED降低70%,日耗电量<200度。

四、竞争格局:ULT-NSSP与三星M15、京东方Q9+的技术对标


技术指标三星M15(LTPO)京东方Q9+(LTPO)柔宇ULT-NSSP胜出维度
制程温度350℃320℃<150℃材料兼容性、能耗
PPI480500520像素密度
弯折寿命30万次25万次50万次可靠性
量产成本100%(基准)95%42%成本竞争力
量产进度2025年Q2(8.6代线)2024年Q4(6代线)2024年Q3(4.5代线量产)商业化速度

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战略意义

  • 技术代差:ULT-NSSP跳过LTPO技术路线,直接进入“非硅时代”,领先三星、京东方1-2代技术周期;

  • 专利壁垒:柔宇已布局2300余项ULT-NSSP核心专利,覆盖材料、工艺、设备全链条,构建技术护城河。

五、挑战与未来:从实验室到产业化的“最后一公里”

1. 短期挑战
  • 产能爬坡:4.5代线月产能仅15K片(京东方10.5代线为120K片),需2026年建成8.6代线实现规模效应;

  • 生态适配:需推动高通、联发科开发适配ULT-NSSP的显示驱动芯片(DDIC),目前仅支持柔宇自研方案。

2. 长期机遇
  • 技术融合:ULT-NSSP与Micro-LED结合,开发柔性自发光显示技术,分辨率突破10000PPI;

  • 市场空间:2030年柔性显示市场规模预计达1.2万亿美元(Omdia数据),ULT-NSSP有望占据40%份额。

六、直接结论:ULT-NSSP的产业价值与投资判断

  1. 技术评级:★★★★★(颠覆性创新,定义下一代显示标准)

  2. 应用优先级

    • 高优先级:折叠屏手机、车载交互、商业广告;

    • 潜力领域:AR眼镜(单片式Micro-LED+ULT-NSSP背板)、医疗内窥镜(柔性超薄显示)。

  3. 投资标的

    • 柔宇科技(技术源头,估值被低估);

    • 比亚迪电子(车载显示核心合作伙伴);

    • 深天马A(已获ULT-NSSP授权,布局消费电子)。

核心观点:ULT-NSSP不仅是技术突破,更是中国半导体显示产业从跟跑到领跑的转折点,其低温工艺与柔性特性将重构全球显示产业链,催生万亿级新市场。


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标签: 半导体

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