凯盛科技专题报告：折叠屏手机方兴未艾-UTG

1、凯盛科技专题报告：折叠屏手机方兴未艾_UTG1、折叠屏手机方兴未艾，UTG 玻璃空间广阔消费升级带动高端手机需求提升1973 年，世界上诞生第一步手机，在经历几十年的培育后，手机逐步从奢侈品演变 成生活必需品。随着消费需求的不断提升，消费者对手机的内置需求也不断改变。过去对 手机的需求只表现在通话和简讯方面，现在逐步希望在手机上获取更多的功能，如阅读、 照相、音乐等功能，同时也需求更好的体验及更美的外观。智能手机在便携性及出镜率等 方面较其他电子产品有着不可比拟的优势，也成为个人身份、个性、品位的载体。根据摩尔定律，当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔 1824 个 月便会增加

2、一倍，性能也将提升一倍。换言之，每一美元所能买到的电脑性能，将每隔 1824 个月翻一倍以上。因此，信息技术的进步推动着手机成本的下降，也使得消费者对中高端 手机的需求逐步增加。根据 IDC 数据，2019 年以来，随着 5G 手机在国内市场的快速渗 透，更高价位段手机的占比也在持续增长。手机屏幕增大需求助力折叠屏手机未来发展自从智能手机占据主流市场以来，手机已成为碎片时间的娱乐及资讯中心。随着通信 技术由 1G 发展到 5G，移动终端的显示需求从数字显示到文字、图片视频、高清显示持续 提升，无论是玩游戏、看视频娱乐还是处理消息，更大的显示面积无疑都能通过提供更清 晰和舒适的体验，从而争取到消

3、费者更大的兴致，因此屏幕尺寸的加大成为智能手机行业 一直以来的前进方向。从早期的 3.5 英寸“黄金比例”到现今主流的 6.6 英寸大屏，多年 来，智能手机最直观的变化就是屏幕尺寸的不断提升。但受到用户体验、外观设计等限制，近几年的智能手机，包括屏幕在内的许多零部件 开发上都已经逐渐接近物理极限。从屏幕的角度来看，虽然可以通过“刘海屏”、“水滴屏”、 “挖孔屏”再到全面屏等改进提升屏占比，但仍然只是微创新而非革命性改变，且智能手 机市场的同质化越来越严重，不同品牌的手机之间，最大的区别不过是刘海的大小，或者 挖孔在左上角还是右上角。而折叠屏的出现有望改变这一局面，引领未来手机的发展方向。折叠屏

4、手机解决了便携、大屏、高清的核心矛盾，预计未来在 5G 高清视频和数据流 量时代将成为核心产品形态。折叠屏进一步增加了手机屏幕的面积，从体验上来看，当打 开屏幕，手机即变身成为平板，带来更大屏幕的视觉体验；当合上屏幕，则可以变成传统 手机，保证便携性；同时在交互上，折叠屏手机为消费者带来全新体验，可以实现一屏多 用，多任务同时进行，带来更好体验感受的同时提升生产力。从 2018 年柔宇科技发布全球首款折叠屏手机，折叠屏概念开始进入到公众视野，到 华为、三星、摩托罗拉、微软、小米陆续推出第一代主流产品，再到第一台采用 UTG 作 为盖板材料的三星 Galaxy Z Flip 问世，短时间内折叠屏

5、手机实现了快速发展，有望开启智 能手机的新一轮革命。生产企业对进入折叠屏手机领域具有较强意愿，未来产品出货量有望快速放量。近年 来，智能手机发展进入瓶颈期，销量持续下滑，这也要求手机厂商推出差异化、创新性产 品来刺激市场，而折叠屏手机带来的革命性创新有望刺激手机消费；而从售价来看，折叠 屏手机价格远超一般旗舰机型，通过布局折叠屏产品，可以有效提升自身品牌定位，特别 是对于在高端领域占比较低的国内企业具有重要意义。预计未来随着 OPPO、VIVO、荣 耀、谷歌甚至苹果等厂商进入折叠屏手机市场，折叠屏手机具有广阔发展空间。当前折叠屏手机在整个手机市场的渗透率还较低，DSCC 预计 2021 年折叠

6、屏手机出 货量在 660 万台，相较于全球 12.9 亿部智能手机出货量，渗透率仅 0.5%；预计到 2025 年全球可折叠面板出货量达到 7500 万部（按照手机占比 70%左右测算），假定全球智能 手机出货量稳定在 1213 亿部左右，因此预计到 2025 年折叠屏手机的渗透率有望上升至 4%以上。UTG 玻璃未来有望成为折叠屏主流应用柔性折叠盖板作为可折叠手机屏幕的关键核心，拥有高壁垒高价值量，成为影响折叠 手机未来发展的关键材料，目前已发布的折叠手机中所用到盖板材料主要分为两类，无色 聚酰亚胺（CPI）和超薄柔性玻璃（UTG）。2019 年是全球折叠手机商用元年，当时受限于超薄柔性玻璃

7、技术因素限制，虽然玻 璃可以做得很薄，也能实现一定的弯折度，但缺陷在于折叠时容易碎裂，所以当时折叠屏 的盖板采用了高分子薄膜来实现，三星 Galaxy Fold、华为 Mate X 等品牌皆采用透明聚酰 亚胺（CPI）盖板材料，其具备良好的柔韧性和延展性，但因其表面硬度较低和抗疲劳强 度不佳等因素，长期使用后很可能会影响用户体验。直到 2020 年，三星折叠手机 Galaxy Z Flip 采用超薄柔性玻璃作为盖板材料，兼顾柔 韧度和坚硬度，打开了超薄柔性玻璃市场。考虑到 UTG 相比于 CPI 具备更好的透光率、耐冲击性和耐磨性等因素，能够为用户 带来更好的观感体验，预计未来 UTG 有望成

8、为柔性盖板新方向。量产技术：CPI 薄膜量产技术比较成熟，在成本上来说更具有优势，而 UTG 玻 璃的工艺还并不十分成熟，造价高昂，良率低。透光性：由于 CPI 本身是薄膜，透光率普遍小于 90%，而玻璃透光率超过 90%。可弯曲性：CPI 薄膜和 UTG 玻璃难分伯仲，三星宣布超薄柔性玻璃 UTG 盖板已 经首次实现小额量产，这面屏幕经过法国认证机构 Bureau Veritas 的测试后得到“可折叠 20 万次”的耐用性成绩，与第一代三星 Galaxy Fold 采用的 CPI 薄膜 标称的 20 万次无异，一天开合 100 次，也可以用上 5 年。耐冲击性和耐磨性：CPI 薄膜拥有其延展

9、性好的优势，不易碎裂，但是相比 UTG 玻璃的硬度，CPI 薄膜往往不耐磨，容易留下划痕。根据 Trendbank 预测，2020 年应用 CPI 的折叠屏手机是 UTG 的两倍，但未来随着 UTG 技术进步及供应链完善，预计到 2023 年 UTG 将超过 CPI 需求量。2、UTG 原片及深加工环节均存在较高技术壁垒，行业集中度高，竞争格局优异折叠手机的难点在于一体的折叠屏，折叠屏上游材料中柔性材料难度较大，特别是盖 板材料属于高壁垒高价值量环节。UTG 超薄玻璃，通常指厚度小于 1.2mm 的玻璃，其中厚度大于 1mm 的超薄玻璃通 常为平面玻璃，厚度在 1 到 0.2 毫米之间的超薄玻

10、璃可以实现弯曲，而厚度小于 0.2mm 的则可以拥有可折叠的特性。UTG 超薄玻璃硬度足够，能有效地保护内侧的 OLED，并且具 有光学优势，可弯折次数高，大大解决手机屏幕折痕问题。柔性玻璃制作每道环节都是难点，除玻璃原片本身成型外，包括切割、强化（钢化） （或减薄）在内的加工环节均有很大难度，传统的平板玻璃加工方法已不适用，加工技术 决定着 UTG 盖板的加工效率与良品率，目前业内产品良品率仅约 30%40%，是制约 UTG 产品价格及量产能力的重要因素。原片环节：高端技术被海外公司掌握UTG 原片生产具备较高的技术壁垒，主要包含一次成型法和二次成型法，一次成型法 主要指直接拉制出 100

11、微米以下的 UTG 原片，二次成型法主要指通过减薄再制作出 100 微米以下的 UTG 原片。目前一次成型法主要由德国肖特、美国康宁等海外公司掌握。20 世纪末，德国肖特公司开发出狭缝下拉技术，并用此技术生产各种类型性能优 异的特种玻璃，目前肖特公司主要采用该工艺生产厚度 0.030.1mm 的柔性玻 璃产品。狭缝下拉法主要将熔融玻璃液导入铂铑合金所制成的槽中，从槽底的狭 缝流出，利用自身重力及向下的拉力拉制成超薄玻璃。溢流下拉法是美国康宁公司发明的生产超薄玻璃的方法。该方法是将熔融玻璃液 经过搅拌、澄清后通过铂金通道流入溢流槽，溢满后玻璃液从槽两边溢流，沿着 锥形部分均匀地向下流动，在锥形下

12、部融合在一起，并下拉形成玻璃。对于一次成型的狭缝下拉法和溢流下拉法工艺来说，考虑到减薄工序是后端加工成本 最高的环节，因此下拉法有利于降低后续减薄环节的成本及良率损失。而国内企业主要先通过浮法工艺生产出 0.20.3mm 的玻璃原片，再通过化学刻蚀的 方式把原片减薄到 100 微米以下。一般浮法是将低粘度的液态玻璃倾倒在液态锡床上，玻 璃在上面冷凝后，切装即可。超薄浮法对工艺控制和装备要求高，生产难度大，要获得超薄玻璃，需要根据玻璃液 的表面张力、黏度和重力等参数，增加拉边机数量，设置牵引机，借助于拉边机和牵引机 对玻璃液施加的作用力来克服玻璃液重力和表面张力的作用，制备超薄浮法玻璃。优点在于

13、：产量高，玻璃面积大，容易做成生产线，可以连续生产大吨位和大规 格的产品。缺陷在于：随着玻璃厚度的减薄，拉引量会越来越低，使浮法工艺大吨位生产优 势减弱；需要增加拉边机的数量，这就造成拉薄区长度增加；浮法成形时，玻璃 下表面会被锡液污染，形成渗锡层，表面粗糙，对于厚度较薄且柔软的柔性玻璃 而言后续处理困难很大。在 UTG 玻璃制造行业，处于领先地位的公司往往是主业在从事显示玻璃基板业务的 公司，主要为美国康宁、德国肖特等。2020 年，三星发布的 Galaxy Z Flip 和 Galaxy Z Fold 2 均采用了德国肖特供应的 UTG 原片玻璃，由韩国公司 Dowoo Insys 代为加

14、工。另外， 根据市场研究公司 DSCC 表示，康宁将成为三星于 2021 年下半年推出的可折叠手机的 UTG 二级供应商，由韩国公司 eCONY 加工。德国肖特供应多种类型在 25210m 间的超薄玻璃，生产的 SCHOTT AS 87 eco 产品是世界上首款量产供应的超高强度超薄玻璃，具备高抗冲击和弯曲强度，产 品在70350m 超薄厚度范围，70m AS 87 eco的弯曲曲率半径可低至3毫米。美国康宁目前最薄尺寸可做到 20m，此前康宁采用熔融溢流下拉和高温滚压技 术制备除了厚度 100m 的柔性玻璃Willow Glass，通过化学钢化处理，获得 了很高的强度及可弯曲性。整体而言，少

15、数海外公司掌握的下拉法生产出来的 UTG 原片可以达到一次成型的要 求，不仅可以降低后续减薄带来的成本增加及不良率上升，同时也具备符合弯曲性能、透 明度等更优异的性能。而国内企业主要采用浮法工艺生产出 0.20.3mm 的玻璃原片，需 要配合减薄工艺把厚度降低到 100 微米以下。深加工环节：兼顾各项指标，工艺精度要求较高，UTG 原片后期加工核心环节在于减薄、切割、强化。国内企业在由浮法工艺生产出来 的玻璃原片后需要对其进行减薄，从而把厚度降低至 100 微米以下以满足可折叠屏幕的要 求。玻璃薄化的过程对工艺精度的把控要求较高，要控制表面张力防止其断裂，同时需要 兼顾玻璃强度，使其达到智能手

16、机屏幕的标准。复杂的工艺流程和较高技术难度决定了其 高价值含量。减薄一般分为化学减薄和物理研磨，其中化学减薄是工艺重点，针对玻璃的网络结构， 采用不同的酸液（比如氢氟酸）对玻璃表面进行刻蚀以减薄玻璃厚度，达到柔性的目的。 现有化学蚀刻薄化方式主要有四种，分别是多片直立浸泡式、单片水喷洒平式、单片直立 喷洒式、瀑布流式四种化学蚀刻薄化方式各有优缺点且在实际生产中都有所应用。关键环节之二在于切割。柔性玻璃受其成型方法的影响，边缘会形成异状缺陷，需要 对其边缘进行切割处理，消除拉边机造成的影响；同时需要对柔性玻璃进行切割加工，成 为特定形状的玻璃产品。由于传统机械刀轮切割已经不能满足厚度小于 100

17、m 柔性玻璃 的切割，因此需要进行非接触式的激光切割来对柔性玻璃进行加工。2020 年，韩国陶瓷切割专业公司 ITI 表示利用冷却热激原理开发出 UTG 切割技术， 此技术利用在玻璃杯中倒入热水后再重新倒入冰水时温差导致玻璃碎裂的原理，通过激光 急速加热切割部位，再通过冷却利用玻璃伸缩原理进行切割。一般情况下用机械切割玻璃时会有裁切面损伤和凹凸，只能再次进行机械研磨和化学 研磨，制程比较复杂，导致良率低、单价高。而 ITI 热激技术可以无裂痕切割玻璃，因此 利用激光切割可以减少制程，提高良率及降低生产成本。关键环节之三在于强化。超薄玻璃之所以机械强度低，原因在于超薄玻璃表面和内部 存在大量微裂

18、纹，在外力与环境介质的作用下极易发生裂纹扩展，从而使玻璃遭到破坏。 为了克服这个弱点，可对玻璃进行钢化提高强度。UTG 超薄玻璃的钢化方法主要有物理钢 化、化学钢化和层压法。化学钢化后的玻璃表面压应力大且均匀，因而强度更高、热稳定 性好，玻璃表面平整光滑并且玻璃不易发生光学畸变及物理变形，成为 UTG 盖板加工企 业选择的工艺。化学钢化是根据离子扩散的机理来改变玻璃表面的化学组成。即在一定温度下，把含 有小半径碱金属离子的玻璃沉浸在含有大半径碱金属离子的熔盐中，产生互扩散过程，扩 散到玻璃表面的大离子占据了玻璃亚表面层中小离子的位置，使得玻璃表面体积膨胀产生 “挤塞”现象，导致玻璃表面上产生了

19、很大应力的压应力层，有效消除微裂纹或抑制微裂 纹的扩展，显著提高玻璃的强度。目前韩国 Dowoo Insys 是唯一一家量产折叠屏用 UTG 盖板的厂商，其拿到全球领先 的玻璃制造商德国肖特的 UTG 原片之后进行镀膜和切割加工制作成手机玻璃盖板后 送至三星；另外，随着康宁有望成为三星二供企业，韩国 eCONY 将负责加工康宁的原片， 该公司对 UTG 采用激光切割，预计成品率将优于 Dowoo Insys 采用的机械切割方式。对于国内企业来说，随着面板产业逐步向中国大陆转移，催生了以长信科技、凯盛科 技、沃格光电为代表的中国大陆规模较大的 FPD 光电玻璃精加工生产企业，该类企业多 专注于

20、FPD 光电玻璃精加工生产领域，具备优良的生产工艺、较大的生产能力和较高的 良品率等优势。整体而言，在原片后期减薄、切割、强化等环节中，需要兼顾硬度、弯曲度、表面凹 凸等指标，任一环节出问题都将降低整体的良率，对工艺精度要求较高，具备一定的技术 难度。3、凯盛科技依托中国建材集团，具备资源、技术、产业链一体化优势公司依托中国建材集团和蚌埠院，是我国玻璃行业的技术制高地凯盛科技是隶属于中国建材集团的二级子公司，母公司是凯盛集团，公司是国家级技 术创新示范企业，设有国家级的企业技术中心，属于国家级火炬计划产业示范企业。凯盛 集团“3+1”布局包括中央技术研究院、显示材料和应用材料平台、新能源材料平

21、台、优 质浮法玻璃及特种玻璃平台，而凯盛科技定位于显示材料和应用材料赛道里的核心上市公 司。凯盛科技集团旗下的中建材蚌埠玻璃工业设计研究院有限公司于 1953 年成立，是新 中国第一批成立的国家级综合性甲级科研设计单位、国家重点高新技术企业，2000 年加 入中国建材集团并改制成立中国建材国际工程集团有限公司。2014 年，以蚌埠院为核心 在北京注册成立凯盛科技集团有限公司，蚌埠院定位为中央应用研究院，以市场和技术为 引领，成为支撑凯盛科技集团发展的重要研发和产业孵化平台，培育了凯盛玻璃、凯盛新 能源、凯盛材料、凯盛装备、凯盛工程等五大业务板块，实现了由传统科研院所向具有核 心技术能力支撑的高

22、科技企业集团的转型。蚌埠院建设有浮法玻璃新技术国家重点实验室、玻璃节能技术国家地方联合工程研究 中心、国家示范型国际科技合作基地等国家级创新平台 6 个，相继开发出超薄电子触控玻 璃、TFT-LCD 液晶基板玻璃和高铝盖板玻璃，打通了信息显示产业链，为我国信息显示产 业的发展提供了关键基础原材料；成功下线世界最高光电转换率铜铟镓硒发电玻璃、世界 首块大面积碲化镉发电玻璃，实现了第二代薄膜太阳能电池技术的重大突破，推动了光伏 产业升级，助推中国玻璃产业在国际上由追赶型进入领跑型，成功转化科技成果 50 余项， 在重点领域孵化打造了产业化公司 20 多个。2021 年 9 月，中建材蚌埠玻璃工业设

23、计研究院从近 700 个组织中脱颖而出，斩获“第 四届中国质量奖提名奖”，实现企业在中国质量领域最高荣誉的突破。另外，中国建材股份有限公司执行董事、凯盛科技集团有限公司董事长、中建材蚌埠 玻璃工业设计研究院院长彭寿，长期聚焦国家玻璃新材料重大需求，建立我国玻璃工业技 术创新体系，研发制造出国家新兴产业急需的系列玻璃新材料，于 2019 年当选为工程院 院士，奠定蚌埠院的强大研究实力。因此，依托中国建材集团的央企资源以及蚌埠院的玻 璃研究优势，有助于凯盛科技在玻璃行业构筑领先优势。历时一年多持续攻关，UTG 技术达到国际领先水平中建材凯盛科技集团 2019 年起就紧跟电子信息产业柔性和可折叠发展

24、趋势，利用自 身在超薄玻璃的科研攻关和产业化能力，整合蚌埠玻璃工业设计研究院、浮法玻璃新技术 国家重点实验室、蚌埠光电材料、凯盛科技股份等企业的技术优势，组建柔性玻璃联合实 验室，成立协同攻关团队，针对 UTG 玻璃技术指标要求，制定了可行的工艺路线和详细 的技术实施方案。经过 1 年多的持续攻关，2020 年 8 月集团公司成功自主开发出 3070 微米厚度的主 流规格超薄柔性玻璃，弯折半径小于 1.5 毫米，实现产品连续 20 万次弯折不破损，主要 性能指标和参数处于中国第一、国际领先的水平，标志着凯盛科技集团已掌握了“高强玻 璃料方原片生产高精密加工”的柔性超薄玻璃（UTG）全链条创新技术，并具备自主 产业化的实施能力，对保障中国信息显示产业链供应链安全具有重要意义。产业链一体化优势助力公司走得更远2021 年 4 月凯盛科技发布公告，蚌埠光电是公司新型显示业务的上游厂家，双方在 高强玻璃盖板、超薄柔性玻璃等产品拥有良好的合作基础，为更好地开展产业链协同，实 现资源优化配置，提升经营效益，经蚌埠光电的股东会审议同意，拟委托公司对蚌埠光电 进行经营管理，由蚌埠院、蚌埠光电与公司签订委托经营管理协议。蚌埠光电是中建材蚌埠玻璃工业设计研究院有限公司下属高科技企业，专业从事光电 显示高端材料的研发、生产、销售及相关技术服务。