新材料及其应用

超薄柔性玻璃（UTG）是指厚度≤0.1 mm 的超薄玻璃。UTG 在折叠手机、可印刷太阳能电池、卫星电池翼等领域的应用需求迫切，而国内主流超薄制备工艺不能满足需求，特别是对一些特殊性能的 UTG 制备工艺还很欠缺。目前可行的 UTG 制备工艺主要有化学减薄法、溢流下拉法、浮法和狭缝下拉法。化学减薄法是二次成型技术，溢流下拉法、浮法和狭缝下拉法属于一次成型技术。国内 UTG 制备目前主要采用化学减薄法，其原理是将较厚的玻璃原片通过 HF 酸腐蚀至需要的厚度，产品主要应用于折叠屏手机等电子设备。化学减薄法工艺相对简单，但产品存在良率低、制备大片难度大、原材料浪费、涉酸等问题。UTG 一次成型技术是将高温熔融的玻璃液一次热拉成型制备成 UTG，具有玻璃组成设计灵活、产品尺寸大、可实现“卷对卷”连续式生产等优点。该技术目前主要掌握在美国、日本、德国等知名玻璃企业，其中德国肖特公司采用狭缝下拉法一次成型技术可以稳定制备出厚度为 30μm 的 UTG。随着 UTG 应用范围的扩展及对大尺寸的要求，一次成型技术将是柔性玻璃制备工艺的发展方向。本项目采用狭缝下拉法一次成型技术开展 UTG 的研发，目前已针对玻璃组分、成形设备、温度场流场控制等进行了系统的数值仿真、物理模拟及热态实验研究，搭建了国内首条狭缝下拉法实验平台，实现了厚度小于 0.1mm 的 UTG 制备。项目掌握了铂金狭缝精确控温技术、UTG成形关键区域多场耦合控制技术、超薄玻璃梯度退火技术等多项核心技术。项目获得国家重点研发计划“高世代电子玻璃基板和盖板核心技术开发和产业化示范”的支持。

（1）市场规模及增长趋势随着智能手机、平板电脑等电子产品新技术的快速发展，移动终端呈现柔性化发展趋势。如今，可折叠手机已成为当前显示产业发展的热点领域。自 2019 年以来，三星 Galaxy Fold、华为 Mate X、小米 MIX Fold 都已经发布，产能紧俏，出现供不应求、黄牛高价炒货现象。IHS预计，折叠手机行业开始进入高速成长的阶段，未来几年，随着市场需求潜力的加速释放，可折叠手机将保持 50%的高增长率，到 2025 年全球可折叠手机出货量将达 1 亿台。在柔性盖板材料中，目前主要有 CPI（透明聚酰亚胺）和 UTG 两种。CPI 凭借性能优势以及量产基础，成为大部分第一代折叠手机产品的柔性盖板首选。2020 年 6 月，三星在推出的折叠屏手机 Galaxy Z Flip 上采用了“UTG+保护膜”的复合型结构，在耐用性测试中可折叠20 万次，这是业界首次实现超薄柔性玻璃盖板的量产和商用。相比 CPI 材质，UTG 具有不易产生划痕，触摸手感更接近于用户习惯的直板智能手机特点。另外，在透光性方面，由于 CPI本身依旧是薄膜，透光率普遍小于 90%，而透光率超过 90%的 UTG 凭借着玻璃材质的先天优势，能够为用户带来更好的观感体验。因此简单的说，这两种被应用于折叠屏手机屏幕盖板的材质，从材质本身的特性到带给用户的体验，UTG 都更优于 CPI。随着 UTG 制造技术的进步和产品良率的提升，UTG 更具备发展潜力。目前 UTG 产品主要应用于折叠手机领域。随着下游领域的开拓和玻璃产品性能的提升，UTG还将应用于平板电脑、可穿戴设备、车载玻璃、有机薄膜太阳能电池、航天航空、智能家居等领域。（2）竞争对手及竞争优势从生产成本上分析，目前市场上主要有“玻璃原片+化学减薄”工艺二次成型工艺和一次成型工艺制备的产品。二次成型工艺技术相对成熟，但工艺流程多，成品率控制难度大、无法制备连续性的玻璃带、原料浪费严重、涉强酸需要高标准的环保要求。一次成型工艺流程简单，可实现玻璃带连续生产，成品率高，成本更低，更具有市场发展前景。从工艺优势上分析，美国康宁和德国肖特分别采用溢流和狭缝下拉一次成型技术进行生产，德国肖特与三星 Display 签订了独家合作协议，美国康宁与三星电子也开展了合作，国内都是采用“玻璃原片+化学减薄”工艺进行 UTG 的生产。本项目采用狭缝下拉法一次成型技术制备 UTG，在国内尚属首次，不存在市场竞争。