全球玻璃基板产业的变迁与发展

    以现今的玻璃基板市场来看，搭配TFT LCD面板的重要关键零组件-无碱玻璃基板仍为市场的主流，而无碱玻璃基板的产出与营收，也一直跟随着TFT LCD面板的景气起伏。2010年全球面板景气堪称诡谲多变，“旺季不旺、淡季不淡”，让玻璃基板业者在产能的调配上遭逢巨大的挑战。由于全球经济的秩序仍尚未由金融海啸的风暴中完全康复，市场需求端任何的非常态变动都将在整体面板供应链上加深长鞭效应的效果，这也将是2011年后玻璃基板业者所需面临的极大试炼。

    目前全球无碱玻璃基板的生产，仍以美国、日本的厂商执业界之牛耳，呈现高度寡占的态势。2010年Smart Phone以及Tablet等新兴产品的热销，为面板产业寻得了另一片天的可能性，此外环保议题的风起云涌，也让面板产品在制造过程当中，添加了更多“绿色”的议题。而应对面板产品的规格改变，玻璃基板的规格与特性也同样亦步亦趋，期盼透过制程与配方的演进，创造玻璃基板更多无限的可能性。本文将从全球玻璃基板市场状态谈起，同时将阐述玻璃基板产品的规格变迁，一一探讨未来玻璃基板发展的道路。

    全球玻璃基板市场现况与展望

    1、2010年市况旺季不旺、淡季不淡，预计2011年将有所调整

    2010年全球玻璃基板产业景气状态相较于2009年有回温的趋势，全年整体而言在大部分面板业者恢复正常的面板投产时程之后，对于上游玻璃基板需求也渐趋正常，因而带动出货与产值的表现。全球玻璃基板产业表现，以上下半年的状态来做区分，2010年上半年由于下游库存回补，使得面板厂产能大开，产能利用率普遍超过9成以上，因此对于玻璃基板的需求也持续扩大。然而时序进入下半年，景气出现反转的现象，终端需求再度减少。主要原因在于欧美市场景气仍然不见起色。美国市场受到经济政策无法有效改善失业率以及金融体质，市场消费力道持续保守，而欧洲市场则因为欧债风暴拖累，对金融秩序的恢复雪上加霜，因而在2010年传统旺季的购买力仍无明显好转。而在中国市场部分，上半年呈现活络的景象，各终端品牌在政策激励下不断推出新机种抢市。不过在2010年第二季之后，因五一假期销售不如预期，导致整机库存水平攀升，连带对面板的需求转弱，面板库存问题逐渐浮现，报价也纷纷下跌。直至2010年结束之前，中国的库存问题仍未完全解决，面板的出货与报价均呈现紧缩的局面，面板厂不得不再度选择调降产能利用率来因应，因此也影响对玻璃基板的需求。

    展望2011年，由于中国的库存问题已经在2011年初时逐步清空，欧美的终端需求也呈现稳定的状态，而新产品的应用如智能型手机以及Tablet等产品的的持续放量，都对未来面板的销售将有所助益，亦将拉动玻璃基板的出货。依据工研院IEK的统计，预计2011因终端对面板需求，以及玻璃基板业者产出增加的情形之下，全球玻璃基板产值将有所提升，自2010年的10384.1百万美元达到2011年的11941.7百万美元的规模（图一）。

    2、2011年日本强震引发供需议题

    2011年3月，东日本发生大地震，由于大部分的玻璃基板熔炉都设置在远离震央的关西或是其他地区，因此熔炉本身受损的情形并不严重。比较重要的是关东地区的静冈县与神奈川县的分区供电，由于日本康宁在静冈设有熔炉，主要是供应Sharp G8的玻璃基板，而位于旭硝子神奈川县横浜的京浜工厂，亦设有玻璃基板熔炉装置，若采行分区供电，将分别影响日本康宁静冈厂以及旭硝子京浜工厂的玻璃基板产出，值得多所关注。

    然而Sharp发言人表示，由于一部份生产液晶面板所需的气体供应短缺，因此原订在4月初暂停生产的三重县龟山8代线以及大阪界市的10代线，其暂停生产时间延长至4月底或5月初才会进行复工。外界揣测停工时间延长的主因应不只是生产用气体短缺的因素，而是因为日本LCD TV市场受震灾影响而紧缩，在日本市场拥有庞大占有率的Sharp因而受到牵连，不得不以停工减产的方式来对应市场变化。在Sharp发表暂停生产的说明之后，康宁随即发表声明，对应Sharp的8代线与10代线工厂暂停生产的政策，康宁位于静冈与界市，主力供应Sharp的玻璃熔炉产出不受影响，其产出将藉由全球调货的方式，供应其他各地分公司的需求。另外，日本工厂早先已将部分产能转做新一代表面强化玻璃产品线——Gorilla来使用，而目前全球各面板业者对Gorilla的需求力道相当大，因此康宁在日本的熔炉亦将全力供应全球所需，不受Sharp停工的影响。

    3、中国市场成为下一阶段玻璃基板投资重点区域

    在其他地区部分，2012年之后，中国当地的高世代面板生产线产能将逐步开出，也将吸引玻璃基板业者前往设置熔炉以因应需求，目前美商康宁以及日系的旭硝子都表达前往投资的意愿。此外，中国的彩虹（Irico）集团亦投入5代线玻璃基板的制造，期望能达到5代玻璃基板60%国产化的目标，预计在各业者的热络投资风潮下，2012年之后，全球玻璃基板新产能开出重点的焦点将集中在中国市场，预计也将带动2012年全球玻璃基板产值将成长至13374.7百万美元。

    全球玻璃基板仍由美、日业者寡占分食

    在玻璃基板的生产状态上，2010年全球无碱玻璃基板仍以美商康宁（Corning；含韩国三星康宁）称霸，供应全球主要面板业者无碱玻璃之用，产线横跨从3.5代至10代。其次紧追在后的则为日本的旭硝子，电气硝子为第三，安瀚视特（Avanstrate）则为第四，总计这四家专业生产无碱玻璃基板的公司囊括了全球近九成以上的白板供应量。

    由于台、韩在面板产能扩增的速度上较日本为快，因此2010年新设熔炉的地点亦多以两地为主。而随着日本Sharp在界市的10代线生产能力不断强化，预计未来日本当地的玻璃基板产出应有所成长。

    全球玻璃基板业者发展动向

    康宁（Corning）

    康宁是全球第一家研发出无碱玻璃的厂商，2001年康宁推出代号“EAGLE 2000”的TFT LCD面板用玻璃基板，较过去的产品减轻7%的重量，经过6年的时间，EAGLE 2000成功取代过往的“1737”成为康宁主力产品。在2006年，康宁再次推出代号“EAGLE XG”的全新产品。过往EAGLE 2000等产品为防止制程中玻璃膏起泡，因而添加砷作为消泡剂。但由于全球各国的环保法规逐步实施的压力下，康宁从而开发完全不含砷的EAGLE XG产品， EAGLE XG亦不含其他重金属锑、钡，也不含卤化物如氯、氟、溴等元素，目前已成为康宁玻璃基板产品的出货主力，全面导入全球的熔炉生产线，完成替换EAGLE 2000的任务。

    2008年，康宁再度发表全新显示玻璃产品“Jade”，主要是针对市场日渐扩大的LPTS TFT LCD所需之玻璃基板。过去面板厂在生产LTPS面板时，使用的是用于制造a-Si TFT LCD之玻璃基板，但是由于LTPS制程之特殊性，必须对a-Si玻璃基板进行二次热处理或特殊抛光处理。一般来说，对基板进行二次处理较容易造成玻璃表面质量与基板特性下降，热稳定性较高的Jade便是因此需求而发展出来的产品。Jade采用康宁独有的fusion制程，玻璃表面质量高，同时也不需要二次的热处理，可以降地LPTS高温制程中可能发生的基板歪曲变形的机会。Jade除了可以应用在LTPS面板的生产上，亦可应用于OLED面板的制造。此外，康宁亦发展出“SiOG”技术，该技术是一种在Jade基板上形成一层相当薄的单结晶硅的制程，其mobility高于多晶硅，大约接近于500cm2/Vs，已经与IC的性能相当接近，可提供厂商进行技术开发使用。

    在2009年，康宁推出代号“Gorilla”的玻璃产品，其成分为硅酸铝(alumino-silicate) 玻璃，厚度介于0.5mm-2mm，主攻市场为触控显示屏技术的面板使用。Gorilla在制程经过化学强化处理，强调防刮耐用的的功能，Gorilla的耐久性及防刮性，适合运用在移动电话及笔记型计算机这些可能使用到触控机能的产品。目前Gorilla玻璃已获得许多面板厂的应用，主要在于手持式装置的中小面板的制造上，也使用于2010年所推出的Sony Bravia 40英寸电视产品上，做为表面玻璃为LCD TV提供更为坚固的保护。

    2010年，持续创新的康宁再度推出全新系列的玻璃基板“EAGLE XG Slim”，诉求的重点是提供便携式装置更轻更薄的玻璃基板产品，EAGLE XG Slim 的0.4mm的厚度可应用至第5代的基板尺寸。康宁认为，未来在面板产品讲究更轻薄的趋势之下，提供更为薄化却不失安全强韧的玻璃基板成为产品开发的重点。现在大部份的面板厂在玻璃薄化的的处理步骤为将0.5mm厚度的基板，施以昂贵的化学薄化程序处理以降低玻璃厚度，这样的做法不仅耗时，同时也有可能降低玻璃基板的表面强度。康宁独有的熔融制程能直接制造出表面纯净无瑕及成型后立即可使用的薄化玻璃，面板厂无需再进行任何面板薄化处理，即可达到减轻重量与厚度的目标。而康宁在薄化玻璃的下一步计划，是开发支援便携式电子装置所需尺寸的0.3mm玻璃基板，再持续扩展尺寸，以期能够支援电视及其他大型显示器。

    以熔炉分布的状况来看，截至2010年为止，康宁熔炉分布状况为在美国7座、日本静冈12座、界市4座、台湾24座、韩国47座（与Samsung合资之三星康宁材料；SCPM）。康宁已在2010年发表将投入8亿美元，前往中国北京设置熔炉的计划，以提供当地8.5代玻璃基板需求之用。

    旭硝子（AGC）

    旭硝子为日本著名的玻璃制造厂商，早期生产一般用玻璃，应用于建筑、工业领域等不同环境，之后成立显示器用玻璃事业单位，开启制造显示器用玻璃基板的新领域。目前旭硝子显示器用玻璃基板产品，涵盖PDP、STN/TN以及TFT LCD。STN/TN（青板）用的主力产品代号为“AS”，TFT LCD（白板）用的主力产品为“AN100”。而在PDP面板用玻璃基板领域，旭硝子占有率达到7成以上，为PDP玻璃基板大厂，其PDP玻璃基板产品代号为“PD200”，供应日本Panasonic，韩国Samsung SDI、LG El.等PDP面板大厂。旭硝子LCD用玻璃基板制造方式为独特的浮式法（float method），单一熔炉产量每年可达400万平方公尺以上，基板幅宽也采用Fusion法的熔炉为宽。目前旭硝子更着手改善既有熔炉的产出能力，达到单一熔炉年产500万平方公尺的目标。

    在熔炉分布的现状，2010年旭硝子的熔炉分布状况为日本京浜工场3座、关西工场1座、高砂工场3座、台湾5座、韩国4座，主力产品均为白板。近两年旭硝子在韩国的扩张相当积极，2008年已稼动位于韩国龟尾的第2座熔炉，2009年，韩国龟尾的第3座熔炉开始运转，2010年韩国龟尾第4座熔炉再度加入产出的行列，主要锁定目标为韩国的LGD。而在中国的投资方面，旭硝子将在2011年秋天于中国昆山设置8代玻璃的后段加工线，以对应当地需求。

    在新产品的开发上，不让康宁的Gorilla专美于前，旭硝子于2011年宣布推出旗下第一款强化玻璃产品——“Dragontrail”。Dragontrail采用将玻璃板浸入化学药品中的化学方法来强化玻璃板表层的做法，目前智能型手机及Tablet产品的设计主流是机身表面露出大尺寸触控显示屏的方式，这些显示屏除了要承受直接触控操作之外，还必须承受携带时掉落或挤压撞击的考验，需要保护表面免受外部冲击及摩擦。但目前被普遍使用的钠钙玻璃却强度不足，而使用树脂在表面强化耐刮性也存在许多问题。因此旭硝子决定开发并推出Dragontrail，来满足手持式装置对于强韧表面玻璃的需求，该公司的目标是2012年达到300亿日元以上的销售额，与市场龙头康宁一较高下。

    IEK观点

    1、更轻、更薄、更环保的玻璃基板产品

    以往因为制程特性的关系，应用于制造玻璃基板的下拉式生产法与部分公司的浮式生产法在过去使用了砷及锑等材料，藉此消除在玻璃砂熔融成为玻璃膏时所产生的气泡，同时降低玻璃膏的黏度。然而在各国环保法规实施的影响下，玻璃基板业者也必须针对法规中所禁用的有害物质进行配方的调整。过去旭硝子的玻璃产品因为不添加砷作为消泡剂，号称当时业界的先进环保产品，也驱动其他厂商加速应对的脚步。2006年康宁所推出的“EAGLE XG”启动了下拉式生产法改变配方的滥觞，不仅不含砷，也不含钡、锑及卤化物等有害物质，康宁的举动更带动了后续如电气硝子推出不含砷、锑的“OA-10G”来取代现有的产品，预计未来环保的议题也将持续在玻璃基板产业中发烧。

    而当面板生产进入到6代线以上的规格，玻璃基板的所对应的规格也随之增大，进入到8代、10代线，基板规格将超过一层楼的高度，玻璃基板幅宽能否对应也成为生产重点。浮式生产法拥有幅宽较大的特点，目前进展到幅宽5公尺的规格，而下拉式生产法虽有表面均匀度较佳的优点，但是幅宽亦成为另外一个考验重点，目前幅宽已能对应至3公尺。此外，当玻璃基板进展到8代以上时，玻璃基板的厚度要求仍将维持在0.7mm的厚度，届时大面积基板的表面强度以及稳定的膨胀率也是厂商必须努力的方向。现今的玻璃基板厚度分布为0.5、0.6、0.63、0.7mm，预计在未来，厚度0.3mm将是5代线以下，生产手持式装置面板的玻璃基板厚度，0.4mm的产品将是6代线面板所能应用的厚度，而7代、8代线则可以使用0.5mm的玻璃基板进行生产，不仅能有效降低面板的重量，同时也能提供面板组装后的成品一个更为轻薄细致的外观表现。

    2、强化玻璃将成为2011年业界话题的新宠儿

    目前智能型手持式装置如智能型手机或是Tablet的产品的设计方式都是以使用触控面板来取代传统键盘的输入界面，除了担负输入的重责大任而需承受每天许多次的手指操作之外，机器本体的掉落，或是在提包、衣物当中与其他物品挤压碰撞对玻璃所带来的撞击压力，都需要更为强韧的保护表面来降低外部的冲击与摩擦。以往的作法是使用钠钙玻璃，但其强度表现差强人意，而使用树脂的处理方式在玻璃的耐刮性及质感方面也没有办法尽如人意。康宁的Gorilla，日商旭硝子的Dragontrail产品就是这类问题的方案，其原理是以化学方式对玻璃进行强化处理，提高玻璃对撞击以及日常生活的磨损的抵抗能力。此外，这类强化玻璃也很适合应用在LCD TV做为表面玻璃之用，有助于提升LCD TV面板的强度，保护消费者在使用当中不会因轻微的撞击所造成面板的损伤而带来危险性。