当前国内CF光刻技术长期受海外技术封锁、专利壁垒限制,光刻关键尺寸(CD)精度等核心参数卡脖子问题突出,产业自主可控需求迫切,国内产学研主体正联动开展技术攻关,从光刻胶、曝光设备等上游核心环节突破,稳步提升光刻CD控制精度,逐步实现中高端制程产品国产化替代,技术破局不仅将打破海外垄断,降低下游显示、半导体产业供应链成本,更将带动上下游配套产业升级,构建自主可控的产业新生态。
你手机屏幕上鲜活的人像、电视里绚烂的风景、VR头盔里沉浸式的虚拟场景,所有鲜艳准确的色彩呈现,背后都离不开一项显示产业的核心技术——CF光刻,作为彩色滤光片(Color Filter,简称CF)制造中最关键的工艺环节,CF光刻的精度、良率直接决定了显示面板的分辨率、色彩还原度和使用寿命,曾是长期卡住我国显示产业脖子的核心短板之一。
早年间我国显示面板产业刚进入规模化扩张阶段时,CF光刻全链条几乎被海外垄断:高端光刻设备被日本佳能、尼康把持,专用CF光刻胶依赖日本JSR、东京应化等企业供应,甚至工艺调试的核心参数都被海外技术团队把控,相关成本占到CF制造总成本的35%以上,不仅让面板厂利润被大幅挤压,还时常面临供货断供风险,2016年前后全球显示面板产能紧缺时,海外厂商曾多次优先供货本土企业,导致国内面板厂的扩产计划被迫推迟3-6个月的情况时有发生。
随着国内显示产业上下游协同攻关的推进,近五年来国内CF光刻领域实现了多点突破:在设备端,国内厂商已经实现了G8.5代线CF光刻设备的量产交付,分辨率、曝光均匀性等核心参数达到海外同级别产品水平,已在京东方、惠科等企业的产线批量应用,国产化设备成本比进口设备低40%左右;在材料端,国产i线CF光刻胶已经通过头部面板厂验证,良率达到93%以上,适配更高精度需求的KrF光刻胶研发也进入中试阶段,预计2025年可实现量产;在工艺端,国内头部面板厂已经自主掌握了4K/8K超高清显示、1000PPI以上VR显示、高可靠性车载显示等多场景的CF光刻定制工艺,其中京东方G11代线的自主CF光刻工艺良率已经稳定在95%以上,相比进口工艺成本降低27%。
这些突破的产业价值已经显现:国内显示面板的制造成本持续下降,近两年全球电视、消费级手机面板的价格下降了30%以上,其中CF光刻自主化贡献了近10%的降幅,直接让消费者享受到了更实惠的电子产品;自主可控的CF光刻技术让国内面板厂的定制化能力大幅提升,2024年上半年国内车载显示面板的全球市占率已经超过70%,其中高色域、耐高低温的定制CF光刻工艺就是核心竞争力之一。
国内CF光刻领域依然存在明显短板:G11代以上超大尺寸面板的高端CF光刻设备、1500PPI以上超高清显示用的高端光刻胶依然部分依赖进口,海外厂商积累的数千项CF光刻相关专利也形成了一定的壁垒,工艺迭代速度相比海外头部企业还有1-2年的差距。
不过随着国内“十四五”新型显示产业专项的推进,以及上下游企业的持续投入,业内预计到2027年,国内CF光刻全链条国产化率将超过90%,不仅将彻底解决显示产业的这一卡脖子问题,还将为下一代Micro LED、量子点显示等新型技术的落地提供核心支撑,让中国显示产业真正实现从“规模领先”向“技术领先”的跨越。

