进博会看应用材料公司：解码30余年的显示创新之路
2026-11-05
14:13:09
来源: 杜芹
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在今天开幕的第九届中国国际进口博览会上，应用材料公司（Applied Materials）在其展台展示了3D模型、MAX OLED显示解决方案和光波导智能视觉平台等多个半导体与先进显示领域的创新成果。
提到应用材料公司，很多人的第一反应，可能都是“全球最大的半导体设备公司之一”。诚然，从晶体管、互连到先进封装，在芯片制造越来越逼近物理极限的今天，应用材料公司几乎参与了半导体制造中最关键的一系列材料工程创新。
但事实上，这家公司的技术版图远不止半导体。在显示设备制造领域，应用材料公司同样拥有超过30年的技术积淀。
如果把过去30多年全球显示产业的发展重新梳理一遍，会发现应用材料公司其实一直站在数次产业技术迁移的幕后。
从LCD到OLED：显示技术幕后的英雄
上世纪90年代，全球显示产业迎来了一场影响深远的技术革命。
彼时，笨重的CRT显像管仍然占据主流，当时最大的CRT电视——索尼 PVM-4300——屏幕尺寸为43英寸，重量超过400磅，与如今尺寸通常接近100英寸的轻薄 LCD 电视相比，简直天壤之别。
索尼PVM-4300（图源：应用材料公司）
但更轻、更薄的TFT-LCD开始崭露头角。问题在于，LCD要真正走向大众市场，仅仅“能够制造出来”远远不够，它还必须把屏幕越做越大，同时不断降低单位面积的制造成本。
这首先是一项制造技术的挑战。应用材料公司敏锐地意识到，自己在半导体产业长期积累的CVD（化学气相沉积）技术，同样可以应用于制造显示面板上的薄膜晶体管。于是，一次重要的技术“跨界”发生了。凭借在大尺寸基板上进行均匀薄膜沉积的能力，CVD设备得以伴随玻璃基板世代不断升级，从而不断提高一块玻璃能够切割出的显示面板数量，降低单位显示面积的制造成本。LCD也由此逐步从最初的笔记本电脑，走向桌面显示器、电视，最终成为全球消费电子产业最重要的显示技术之一。
这可以说是应用材料公司把半导体材料工程能力从硅晶圆“移植”到玻璃基板，进军显示业务的重要起点。
此后，应用材料公司又把PVD（物理气相沉积）技术引入显示制造，通过新的材料和结构帮助客户制造运行速度更快、功耗更低的薄膜晶体管；同时将电子束技术用于在线缺陷分析和晶体管测试，进一步改善显示面板生产的效率、良率和成本。
第二轮更大的机会，则伴随着智能手机的兴起而到来。
消费者开始要求手机拥有更高分辨率、更好的画质、更轻薄的机身以及更长的续航时间，传统显示技术也开始向LTPS（低温多晶硅）、LTPO（低温多晶氧化物）和OLED等新技术演进。
应用材料公司将LTPS相关工艺导入显示制造，使薄膜晶体管拥有更高的电子迁移率，并进一步把CVD技术延伸到OLED薄膜封装，用以保护对水和氧气极为敏感的OLED材料。伴随着OLED在高端智能手机市场不断渗透，这些技术也推动应用材料公司的显示业务进一步成长。
经过几轮技术迭代，应用材料公司如今已经形成覆盖CVD、PVD、OLED薄膜封装以及电子束检测等多个关键环节的显示制造技术组合，并成为世界领先的显示设备供应商之一。
而现在，这条技术路线又走到了一个新的拐点。
新风口来临，MAX OLED解决方案攻克“跨界”难关
如今，OLED凭借高对比度、极佳色彩饱和度与轻薄柔性等天然优势，已稳固成为中高端显示市场的主流技术之一。但过去十余年，OLED最成功的市场主要还是手机。
今天真正值得关注的变化，是OLED正在迎来第二次“跨界”：从小尺寸智能手机，开始向面积大得多的平板电脑、笔记本电脑、IT显示器乃至电视市场快速渗透。苹果等终端厂商近年来陆续把OLED引入平板和更多IT终端，越来越多PC厂商也开始提升OLED产品比重。更大的屏幕、更高的价值量以及庞大的PC、平板和电视市场，让显示产业看到了OLED下一轮规模化增长的空间。
然而，将OLED从小屏扩大到大屏并非易事。中大尺寸OLED面板制造面临着严峻的行业痛点：传统精细金属掩模版（FMM）在大尺寸下极易发生重力下垂与热变形，导致高分辨率像素阵列对位难度增加；同时，亮度受限、大面积发光衰减影响使用寿命、大尺寸蒸镀良率偏低、高昂的设备投资与材料利用率偏低等多重挑战，严重阻碍了中大尺寸OLED的全面普及。
面对这一难题，应用材料公司推出了拥有自主专利的MAX OLED解决方案。这是一项颠覆性的像素结构与无掩模（Maskless）真空像素沉积制造技术。目标就是帮助OLED从目前常见的Gen 6玻璃基板，更容易地扩展到面积约为其两倍的Gen 8玻璃基板，并进一步向更大尺寸扩展。
应用材料公司的 MAX OLED解决方案（图源：应用材料公司）
MAX OLED最核心的改变之一，是重新设计了OLED像素的形成方式。
传统OLED生产大量依赖精细金属掩模等技术完成有机材料沉积，而MAX OLED采用专门设计的无掩模工艺（maskless process），对像素进行独立沉积和封装，并利用选择性沉积提升OLED材料的位置精度。
根据应用材料公司的数据，与此前的技术相比，这种方法使开口率提高到接近两倍。开口率是指单位面积内可用于发光的OLED材料的比例。通过提高开口率，MAX OLED技术可以显著提升像素性能。
更重要的是，MAX OLED专为优化多个工艺步骤而设计。应用材料公司把显示玻璃搬运、多步OLED材料沉积以及OLED薄膜封装整合进一个高真空系统，使敏感的OLED材料在多个关键制造环节中持续受到保护，同时减少可能造成良率损失的颗粒污染。某种程度上，这正是应用材料公司材料工程能力的集中体现——它不是单独的工艺步骤，而是从像素结构、材料沉积到封装方式，对OLED制造流程进行协同设计。
最终带来的性能提升也十分显著。据应用材料公司介绍，相较于传统的FMM OLED显示，MAX OLED能够将OLED显示亮度最高提升至原来的3倍，将分辨率最高提升至2.5倍，达到约2000 PPI；或者将显示功耗降低30%以上，将OLED显示寿命最高延长至5倍。
与此同时，MAX OLED能够减少OLED材料使用量，并取消传统掩模清洗所需要的化学品，在改善成本和提高材料利用效率的同时，也降低OLED制造对环境的影响。
这些指标恰好对应了它从手机走向更大尺寸终端时，OLED制造层面最需要解决的几项核心问题。
应用材料公司持续推进与全球多家领先显示厂商的合作，并将该解决方案纳入其长期显示技术路线图。
如果说过去十余年OLED完成的是从实验室到高端智能手机的第一次规模化，那么MAX OLED所瞄准的，实际上是下一道更难跨越的门槛：让OLED从一块几英寸的手机屏幕，真正跨越到十几英寸、几十英寸的大尺寸显示世界。而应用材料公司预计，随着这项技术打开新的OLED应用空间，其在OLED显示制造领域的可服务市场规模有望扩大一倍以上。
以深厚的技术底蕴，驱动显示创新
三十多年来，应用材料公司始终致力于推动包括中国在内的全球显示技术创新。
回到20多年前，中国显示产业还是一个典型的追赶者。彼时中国电子信息产业则长期面临“少屏”问题——电视、电脑、手机等终端快速增长，但最核心的显示面板却大量依赖进口。
2004年，应用材料公司向中国客户交付第一台显示制造设备。此后，随着中国大陆一条又一条LCD、OLED生产线建设，应用材料公司的CVD、PVD、电子束检测等显示制造设备也不断进入中国客户的生产体系。
大尺寸LCD时代更是其中一个重要节点。伴随着中国显示企业开始向全球最高世代LCD产线发起冲击，应用材料公司把长期积累的大尺寸玻璃处理能力进一步扩展到10.5代线。
2018年，应用材料公司显示制造设备在中国累计出货达到500台；2023年，这个数字进一步翻倍，达到1000台。
从2004年的第一台，到2018年的第500台，再到2023年的第1000台，这一连串数字交织出的，恰恰是中国显示产业自身的壮阔成长轨迹。
从曾经的“少屏”困局，到建起全球最高世代的LCD生产线，再到如今在LCD产能、OLED及新型显示等领域占据全球产业举足轻重的地位，中国显示产业经历了从无到有、从有到大，再从规模扩张走向技术创新的蜕变。
应用材料公司的角色，也随之从单纯的设备供应商，逐渐发展成为显示企业推进技术升级的重要合作伙伴之一。
而这种能力并没有停留在传统显示制造领域。随着AI计算推动先进封装向更大尺寸发展，半导体行业正在越来越多地借鉴显示产业在大面积尺寸玻璃基板处理方面积累的经验。面向下一代面板级封装（PLP），应用材料公司已形成涵盖先进检测、量测及材料工艺的解决方案，帮助客户突破PLP导入过程中的关键挑战，加速良率提升与工艺优化，推动面板级封装走向规模化量产。
这也彰显了应用材料公司始终站在科技创新前沿、不断开拓新技术疆界的发展历程。30多年前，公司将先进的材料工程能力引入显示产业，推动了大面积尺寸显示制造技术的发展；如今，随着玻璃基板先进封装技术成为行业发展的重要趋势，应用材料公司正充分发挥长期积累的大面积尺寸玻璃处理、精密沉积和规模化制造优势，以持续创新的实力积极布局这一新兴领域，为行业未来发展注入新的动能。
从赋能客户成长，到拓展产业技术边界；通过联结技术、客户与合作伙伴，共同驱动整个生态系统的协同创新——这正是一家材料工程领军企业的真正价值所在。
小结
从CRT到LCD，再从LCD到OLED，每一代显示技术刚刚出现时，都曾面对成本高、制造难、良率低等一系列问题。LCD刚刚诞生时，很少有人能够想象几十英寸的液晶电视有一天会进入普通家庭；OLED刚刚出现时，也很难想象它会成为今天高端智能手机的主流显示技术。
但技术最终能够改变产业，从来不只是因为实验室里做出了一块性能优异的样品。真正决定一种显示技术能否普及的，是能不能把它做大、做好，并最终做到足够便宜。
而这也正是应用材料公司30多年来持续参与显示产业变革的价值所在。从将半导体领域的材料工程能力引入LCD制造，到推动移动OLED走向规模化，再到今天以MAX OLED探索OLED向平板、PC和电视等更大尺寸终端延伸，应用材料公司始终围绕产业下一阶段最关键的制造难题不断引领材料创新，驱动全球变革。
技术会迭代，终端会演进，人们对于更大、更清晰、更逼真、更具沉浸感的视觉体验的追求不会停止，但应用材料公司的目标始终清晰：持续以材料工程和大批量制造能力，为客户提供创新的显示技术解决方案，成为世界级、值得信赖的合作伙伴，与全球显示产业共同探索下一代视觉体验的更多可能。
责任编辑：SemiInsights
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