FMM的PPI能达到多少？
FMM（fine metal mask）精细金属掩模版在AMOLED制程中具有举足轻重的地位。FMM材质一般为Invar合金，具有较为稳定的热膨胀特性。FMM中有很多通孔，对应的正是显示屏中每个像素的位置。每个像素受到TFT的单独驱动（TFT与OLED的阳极进行连接）。像素的大小受PDL（pixel defined layer）的调控。在蒸镀过程中，R/G/B有机小分子从线源出发，通过FMM中的小孔，沉积在基板上。由于FMM本身的厚度及taper蒸镀角的存在，行业中常说的蒸镀阴影shadow就不可避免，为了尽可能的排除此影响，FMM厚度一般在20um以下，taper在45°以下。
FMM的传统制备方法主要是湿法化学蚀刻，然后进行适当的光刻。目前市场上所发布的新款手机ppi多集中在400左右，ppi的高低直接决定着显示画质的细腻程度。想要提高ppi，首先就需要提高FMM的ppi。在传统的制程中，为了克服光刻胶的咬边现象，多采用双边刻蚀的方法，但也带来了开口处达不到线性要求，使得蒸镀shadow和厚度均一性更差。对于目前的FMM制备方法，600ppi是研究者给出的上限数据。
虽然市场上显示产品的ppi宣传在400左右，但由于像素共用算法的存在，实际的硬件ppi并没有这么高。对于ppi进一步的提升以及AR/VR领域的超高ppi要求，湿法刻蚀FMM的方法似乎已经遇到瓶颈。如果想要ppi有质的提升，非激光刻蚀不可。目前已有相关报道证明激光刻蚀制备800ppi的FMM，并成功应用于AR显示。
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FMM为高世代OLED竞争蓄势
在OLED大尺寸化浪潮下，上游关键核心材料——FMM（精细金属掩模版）也开始为适配8代OLED面板作准备。日本材料厂商DNP（大日本印刷）、韩国材料厂商Poongwon Precision（丰元精密）先后宣布布局8代FMM。我国金属掩膜版材料企业也在默默蓄力。8代FMM真的要来了？
日韩企业展开角逐
为了抓住OLED市场机遇，三星显示已投资8.6代OLED产线，LGD、TCL华星、维信诺、JDI等厂商亦表现出投资意向。
随着投入到8代OLED产线的显示面板企业越来越多，OLED上游关键核心材料FMM的尺寸注定趋于大型化，市场需求也将大幅增加。IHS数据显示，FMM市场年复合增长率超过38%，2022年市场规模为12亿美元。根据群智咨询数据，预计到2025年，全球FMM供应规模将近60万条。且由于面板厂商OLED产能的扩大，FMM材料将出现供应紧张情况，供需缺口也进一步扩大。群智咨询预计，全球FMM供需比缺口最大高达31%。
数据来源：IHS、新材料在线
在此背景下，日韩材料企业开始在FMM上展开角逐。
先是OLED FMM生产商DNP宣布计划投资200亿日元（约10亿元）扩充日本工厂产能，预计将于2024年上半年开始生产适用于8代OLED面板的大尺寸FMM。之后，韩国材料商Poongwon Precision也宣布完成了8代FMM制造设备的引进和安装。另一家韩国显示设备制造商Olum Material也表示，将开始为8.5代OLED面板开发FMM，且其FMM更薄，可以提高面板分辨率。
业内人士指出，在OLED大尺寸化浪潮下，谁能更早适配8代OLED谁就可以占据更有利的竞争地位。如今，三星显示已经宣布8代OLED计划，如果韩国FMM厂商能够成功适配三星显示，将进一步增强韩国在显示领域的优势。
国内金属掩膜版厂商山东奥莱电子总裁隋鑫告诉《中国电子报》记者，如果没有三星显示的扶持，韩国FMM厂商不可能超越日本厂商DNP率先实现8代FMM商业化。但是，目前DNP与三星显示的关系比较紧密，短期内其他企业还很难撼动DNP的业界地位。
精密金属掩膜版是OLED屏幕生产过程中的核心零部件，决定着分辨率和成像质量，对金属掩膜版基材的表面工艺、平直度、稳定性等关键指标要求非常严苛。
一直以来，FMM关键基材——Invar(因瓦合金)材料主要由日本厂商日立金属供货。占据FMM市场95%份额的DNP，其FMM原材料正是由日立金属独家供应。
不同材质的热膨胀系数对比
中国电子材料行业协会常务副秘书长鲁谨向《中国电子报》记者介绍说，日立金属与DNP这两家日本企业属于捆绑式合作，日立金属独家供应DNP优质Invar材料用于生产FMM。根据DNP与日立金属2022年12月达成的最新战略合作来看，至少未来7年，日立金属50微米以下Invar材料仍将独供DNP。
在优质Invar材料的加持下，DNP生产的FMM不仅可以做到最薄，PPI还可超过520，暂时还没有其他厂商可以做到。三星显示也因向DNP采购高质量的FMM而一直在中小尺寸OLED领域占有优势。
目前，产业链上的非日本企业要想获得优质FMM只能高价进口。不过近期有消息指出，韩国已经开发出20～30微米的金属掩膜板，PPI高达750。
国内厂商默默蓄力
当日韩材料厂商在8代OLED FMM领域展开角逐之时，我国材料企业也在默默蓄力。
据鲁谨介绍，目前，国内材料企业如宁波寰采星科技、南京高光半导体、江苏乐萌精密、浙江众凌科技、安徽浚颍光电、安徽立德材料等公司都在布局FMM。
其中，宁波寰采星科技已投建了中国首条6代FMM量产线，并已导入国内相关面板厂的AMOLED生产线。
《中国电子报》记者在采访寰采星科技(宁波)有限公司联合创始人、副总经理武斌时得知，在8代OLED FMM产业布局上，我国与日韩企业都处于同一条起跑线，未来谁先跑到终点犹未可知。
“8代OLED就像一个无人区，所有面板厂商都没有成熟经验可以参考，金属掩膜版厂商也一样。”武斌指出，我国金属掩膜版产业虽然起步较晚，但从技术层面来看，中国其实是领先韩国的，甚至在部分领域，我们已经走在了行业前面，只不过较日本DNP还是有很大差距。
在突破Invar材料的供应限制方面，为降低材料成本并减弱供给风险，我国材料企业正努力寻求FMM基础钢材作为可替代方案。
“上游原材料被日韩企业所掌握，这也是限制我国精细金属掩膜版产业发展的一个痛点。目前，我们正与欧洲相关材料企业合作，以丰富供应链。同时，为突破瓶颈，我们也在实验线导入了国内原材企业的产品进行测试，相互配合，做到发现问题、解决问题、改善产品、再次测试。”隋鑫表示。
武斌指出，目前，寰采星科技与国内钢铁企业合作，已经研发出适合生产FMM的Invar材料。
且据武斌透露，目前我国生产的Invar材料厚度已经可以达到15～40微米，能够打破DNP对于50微米Invar材料的垄断。
据业内人士透露，我国中国钢研、山东泰钢、西安钢研等头部钢铁企业都已经加入到Invar材料的开发队伍中，从技术力量来看，我国的钢铁厂商的生产和研发能力并不弱于日本日立金属；从设备的先进程度来看，甚至更强。但由于目前OLED面板生产端对于国产FMM的应用量还不够大，因此也限制了我国Invar材料的大规模量产。
宁波寰采星科技FMM产线
8代FMM规模量产挑战极大业内人士认为，现在，我国FMM产业面临的问题已经不再是0到1的突破，而是如何把1提升到100。鲁谨指出，虽然我国已经具备生产FMM的基础，但是若要从6代FMM跃升至8代FMM，并实现规模量产，对于技术和材料来说都存在极大挑战。从技术层面来看，FMM的作用是帮助OLED有机材料透过它身上数以万计的20～30微米的细孔沉积形成显示像素，是RGB OLED面板精细化制造必不可少的核心耗材。不过，由于FMM比纸还薄，所以在制作和使用过程中，易受到如重力、压力、磁力等应力的作用而产生蠕变，生产尺寸越大，弯曲下垂等问题越明显。鲁谨强调，目前国内FMM产业尚处于起步阶段，材料工艺的成熟仍需要长时间磨合，产品良率也比较低，这需要产业上下游更加紧密的配合，尽快实现产业的规模化量产。记者在采访国内光掩膜版企业清溢光电时了解到，清溢光电也在布局FMM，但是目前产量不大。“要等相关厂商的需求上来，企业才会提高FMM产量。”清溢光电相关负责人表示，希望我国面板厂商可以给予材料企业更多信任，共同成长。
作者丨谷月编辑丨邱江勇美编丨马利亚监制丨连晓东
