2004年7月A版
自从1972年美国Brody提出有源矩阵的概念以来，已过去了三十多年。日本于1991年实现了TFT-LCD的量产。在二十世纪九十年代，日本从第一代(300×400mm)TFT-LCD生产线发展到第4.5代(730×920mm)TFT-LCD生产线。这十年在TFT-LCD产业内基本上是日本“一枝独秀”的局面。然而韩国和中国台湾分别从九十年代中期和九十年代末开始发力，赶超日本，到今天形成了韩国、中国台湾、日本三足鼎立(而且是韩国、中国台湾争先，日本渐落后)的局面。值得注意的是随着两条第5代TFT-LCD生产线的建设，中国大陆也加入到竞争的行列之中。下面对全球TFT-LCD产业发展的状况作一粗略的介绍。
全球对TFT-LCD产品的市场需求
TFT-LCD因其体积薄、重量轻、画面质量优异、功耗低、寿命长、数字化和无辐射等优点，在各种大、中、小尺寸的产品上广泛得到应用，几乎涵盖了当今信息社会的主要电子产品，如电视、电脑(台式和笔记本)、手机、PDA、GPS、车载显示、仪器仪表、公共显示和虚幻显示等。这是任何一种平板显示和CRT所无法企及的。由于全球投入了大量的人力、物力和财力，目前TFT-LCD技术已经成熟(并在不断改进之中)，同时形成了巨大的市场规模(见图1)。从图1可看出全球TFT-LCD的销售额将从2003年的332亿美元猛增到2008年的740亿美元，增幅高达120%，因此可以说未来5~10年内将是TFT-LCD全面高速发展的黄金时代。任何一种其它的平板显示技术在这十年内都无法取代TFT-LCD在平板显示领域内所占的主导地位。
另一方面TFT又具有广延性：(1)在a-siTFT的基础上可进一步发展成低温多晶硅(LTPS)、高温多晶硅(HTPS)及连续晶界硅(CGS)，继而在玻璃基板上完成半导体系统集成(SOG，System on Glass),实现显示及驱动集成化;(2)可在基片表面制作TFT，驱动电子墨水，制成电子纸;(3)可驱动有机半导体薄膜以形成AMOLED。这样TFT就能从LCD扩展到其他显示领域，因此可占据更大的市场份额，从而表现出极强的生命力。
全球TFT-LCD产业的发展
TFT-LCD产业已形成了十多年，由九十年代初的第1代线(300×400mm)发展到现在的第7代线(1870×2200mm)，三星已宣布建第8代线(2300×2600mm)，其发展速度是惊人的。图2给出了1998年~2006年TFT-LCD实际产能的变化(考虑了合格率的因素)。
纵观整个产业，大体上以第5代线(1100×1300mm)为分界线，分成两大部分：即1代线到4.5代线和5代线到8代线。之所以将第5代线作为分界线是基于以下两个因素：
(1) 从1代线到4.5代线各代线之间玻璃基板尺寸增加不大，1代线(0.12m2)→2代线(0.17m2)→3代线(0.36m2)→4代线(0.60m2)→4.5代线(0.67m2)但5代线比4.5代线玻璃基板面积陡然增大1倍多，达到1.43m2，以后几代线面积增长更快，6代线(2.78m2)→7代线(4.11m2)→8代线(5.98m2)。由于基板面积大幅增加，导致设备变得庞大，6代线的PECVD已重达40吨，占地面积约一百平方米。高世代TFT-LCD工厂事实上已经成了名副其实的重工业。据了解，6代以上线的大型设备已经无法整体运输，必须在TFT-LCD工厂内组装，这样一来，TFT-LCD生产线的投资大幅增加，直逼乃至超越晶圆厂的投资。各代线(含彩色滤光片)的投资粗略估算如下：
5代线 12亿美元
6代线 20亿美元
7代线 25~30亿美元
8代线 35~40亿美元
这样大规模的投资成了近年来全世界高新技术发展的一大亮点。
(2) 5代以上线主要用于生产监视器和大尺寸电视，因此在技术上相比低世代线有以下几方面的重大改进：
采用液晶滴下技术(ODF)
常规的灌晶过程需耗时20小时(17英寸)，采用ODF技术可大大缩短工序时间，从而提高效率20倍以上。
采用宽视角技术
在生产用于监视器和电视的显示屏时，宽视角的问题凸显出来。目前解决的办法有MVA、IPS、PVA等技术，采用这些技术在工艺上和低世代的TN模式有着显著的差别。
由于基板玻璃面积很大，几乎在所有的工序上都要求更加严格的均匀性和稳定性，从而在设备、工艺、材料等方面都要有大的改进。
基板运输成了5代以上线一个突出的问题，需要采用全新的技术以保证基板在运输过程中的安全性。
全球第1代线到第4.5代线共有49条，年投片面积为980万m2。第1、2代线全球有16条，大多已建了8~10年或更长的时间，其中大部分线在日本。这些生产线设备老化，技术水平较低，日本正将一些第2代线改为LTPS生产线，用于生产手机、PDA等中小尺寸产品。比较有效率的是第3代(含3.5代)和第4代线(含4.5代)，全球共有31条。其中日本14条，中国台湾12条，韩国5条，这些生产线主要用于生产笔记本电脑、监视器和少量电视。
自从2002年韩国LG和三星相继建成第5代线以来，日、韩、中国台湾纷纷加大投资力度，规划并陆续建立第5代、第6代、第7代甚至第8代线，投资规模之大，速度之快，是LCD发展历史上前所未有的。其中日本除了Sharp公司直接投资第6代线以外，其他日本大公司均无投资第5代以上线的计划，因此大型基板之争主要在韩、中国台湾之间进行。据不完全统计，迄今为止全球已建、在建或规划的第5代至第8代线共有28条之多，其中韩国8条，中国台湾15条，日本3条，中国大陆2条。这些线全部投产后，年投片面积将达到4800万m2，约为现有第1代到第4.5代线年投片面积总和的5倍，这样大的产能将会促使产品价格大幅下降，让液晶监视器和液晶电视走入寻常百姓家，从而使TFT-LCD消费市场有更快的发展。
国内TFT-LCD产业的发展
我国的信息产业自改革开放以来获得了巨大的发展，已成为国家第一大支柱产业。我国的电视机、手机产量居世界第一位，互联网用户数量居世界第二位。鉴于我国是世界上人口最多的国家，现在正处于建设全面小康社会阶段，随着人民生活水平的不断提高，可以预料未来无论是个人便携式、家庭应用还是办公自动化或公共显示等，我国都是全球TFT-LCD需求最大的市场。这个庞大的市场现在正在形成(目前是依赖进口)，而且还在不断的发展之中。日、韩、中国台湾的许多大公司都看清楚这点，纷纷在中国大陆兴建TFT模组厂和相关的配套厂。
相比之下，我国TFT-LCD产业的发展远远落后于市场的需求。迄今为止，只有吉林在1999年引进一条第1代线在生产，南京正在引进一条第1代线，然而随着上广电-NEC和京东方两条5代线在今年年底和明年年初相继投产，这种落后局面开始改观。不过作为我国最大的电子信息生产基地之一的珠三角地区，至今在TFT-LCD制造领域方面还是空白，这不能不是一个很大的缺憾。珠三角地区是我国最大电视机和电脑的生产基地，也是我国最大的手机生产基地之一，这里云集众多的国内知名品牌，如TCL、康佳、创维、联想、长城、科健等。下游产品市场超过长三角和京津地区。另外珠三角地区也是我国最早也曾经是最大的液晶显示器生产基地，相关的上游原材料和电子元器件配套丰富，因此珠三角地区应尽快上马TFT-LCD项目，一方面可在珠三角地区整合上下游资源，形成完整的产业链，另一方面与东北、华北、华东地区遥相呼应，使全国的TFT-LCD产业均衡分布。
关于发展TFT-LCD的几点建议
TFT-LCD将成为信息产业中继IC之后第二大支柱产业，据悉国内有很多地方和单位都在跃跃欲试。但是TFT-LCD是一个高投入的项目，技术难度大，风险亦大。因此本文拟就如何使这一产业健康地发展提出如下建议：
TFT-LCD是半导体技术和液晶显示技术相结合的产物，其中TFT阵列的设计与制作是整个项目中投资最大、技术难度也最大的部分，技术上的成功与否将决定整个项目的成败。所以确保技术来源及技术合作方的水平是首先必须解决的问题。
TFT-LCD的制作需要多种原材料和元器件，日、韩、中国台湾的经验表明只有发展相关的产业链， 才能保证TFT-LCD产业顺利发展。目前我国在引进较高世代生产线时，特别要注意解决玻璃基板、彩色滤光片、驱动IC和背光源等方面的供给问题。这个问题若不解决好，将陷于很大的被动。另外设备和其他原材料以及器件也应不断完善，逐步满足生产的需求。
TFT-LCD产业需要大批有较高理论素养和具有丰富实践经验的工程技术人员。据估计一条5代线需要各种不同专业的工程师数百名。因此在大力引进国外人才的同时，要下定决心采取各种措施，真正实行“产、学、研、用”相结合，培养出一支自己的技术骨干队伍。这是发展我国TFT-LCD产业的基本保证。
由于发展TFT-LCD投入很大，且有较大的风险，因此上该项目时，要实事求是，做适合自己做的事，量力而行，不要一味追求高世代线，应把握好产品定位再决定如何上项目。
TFT-LCD产业已经在我国兴起，既然在过去的二十多年内我国的电视、电脑、手机及其他家电业走过了一条从小到大、从弱到强的成功之路，我们坚信我国TFT-LCD产业也会迎来辉煌的明天。让我们为这一天的早日到来而加倍努力。 ■
