高性能纖維是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)的強(qiáng)大支撐力量，是世界各國(guó)武器裝備研發(fā)生產(chǎn)不可或缺的國(guó)家戰(zhàn)略物資，是國(guó)家科技實(shí)力象征之一，是全球材料領(lǐng)域競(jìng)相發(fā)展的重點(diǎn)，已全方位滲透到安全防護(hù)、汽車輕量化、風(fēng)力發(fā)電、土木建筑、船舶繩纜、航空航天、國(guó)防軍工等領(lǐng)域，成為工程制造革命性提升的新動(dòng)力。

高性能纖維可分為高強(qiáng)度高模量纖維、耐高溫纖維、抗燃纖維、防切割纖維和耐強(qiáng)腐蝕纖維等，主要包括碳纖維、芳綸、超高分子量聚乙烯纖維等。

我國(guó)高性能纖維行業(yè)不斷優(yōu)化完善產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈，在產(chǎn)業(yè)規(guī)模、經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)升級(jí)等方面整體保持穩(wěn)定發(fā)展態(tài)勢(shì)，但下游需求增長(zhǎng)不及預(yù)期，市場(chǎng)供給短期增長(zhǎng)過(guò)快，經(jīng)濟(jì)效益有所下滑，在高端應(yīng)用領(lǐng)域的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力仍需進(jìn)一步提升。

二、我國(guó)主要高性能纖維產(chǎn)業(yè)在全球的地位

2023年，全球碳纖維產(chǎn)能29.0萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)12.3%，主要得益于我國(guó)、韓國(guó)及土耳其等國(guó)家的新增產(chǎn)能貢獻(xiàn)。目前，全球主要的碳纖維生產(chǎn)企業(yè)包括日本東麗、帝人/東邦、三菱，美國(guó)赫氏，德國(guó)SGL、土耳其阿克薩、韓國(guó)曉星、比利時(shí)索爾維/美國(guó)氰特、俄羅斯UMATEX以及我國(guó)吉林化纖、中復(fù)神鷹、中簡(jiǎn)科技、新創(chuàng)碳谷、寶旌和上海石化等。我國(guó)碳纖維產(chǎn)能達(dá)13.8萬(wàn)噸，全球占比47.6%，居全球第1位。

2023年，全球芳綸總產(chǎn)能16萬(wàn)噸，主要生產(chǎn)企業(yè)有美國(guó)杜邦、日本帝人、韓國(guó)科隆、曉星和我國(guó)泰和新材等，美國(guó)杜邦和日本帝人分別占據(jù)全球?qū)ξ环季]市場(chǎng)的38%和33%，間位芳綸市場(chǎng)的46%和12.6%。我國(guó)對(duì)位芳綸產(chǎn)能2.74萬(wàn)噸、間位芳綸2.6萬(wàn)噸，合計(jì)占到全球的33.4%。

2023年，我國(guó)超高分子量聚乙烯纖維產(chǎn)能占全球65%以上，是全球最大的超高分子量聚乙烯纖維的生產(chǎn)和出口國(guó)，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷增長(zhǎng)，產(chǎn)品質(zhì)量持續(xù)提升，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，打破了長(zhǎng)期以來(lái)國(guó)外技術(shù)壟斷和產(chǎn)品禁售的局面。

三、 ? 產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大

2023年，我國(guó)高性能纖維產(chǎn)量約17.6萬(wàn)噸，較2015年年均增長(zhǎng)21.6%。其中碳纖維、芳綸、超高分子量聚乙烯纖維產(chǎn)量分別約為7萬(wàn)噸、3.1萬(wàn)噸和3.8萬(wàn)噸，分別較2015年年均增長(zhǎng)45.4%、15.2%和22.1%，產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。

四、 產(chǎn)業(yè)分布較為集中

我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)主要分布在華東、東北及西北地區(qū)，3個(gè)地區(qū)碳纖維產(chǎn)能合計(jì)占比90%以上，其中華東地區(qū)碳纖維產(chǎn)能占比近40%，是發(fā)展較早的碳纖維研發(fā)中心，產(chǎn)品類型豐富，下游衍生品較多；東北地區(qū)以吉林省為中心，碳纖維產(chǎn)能占比約30%；西北地區(qū)有能源優(yōu)勢(shì)，碳纖維產(chǎn)能占比近25%。

我國(guó)芳綸產(chǎn)業(yè)主要分布在華東地區(qū)的山東、江蘇和西南地區(qū)的四川等省份，其中山東和江蘇的企業(yè)分布最為密集。行業(yè)最大的龍頭企業(yè)泰和新材總部位于山東省，其技術(shù)水平在行業(yè)內(nèi)處于領(lǐng)先地位，芳綸生產(chǎn)基地在山東煙臺(tái)和寧夏寧東能源化工基地均有布局。

我國(guó)超高分子量聚乙烯纖維產(chǎn)業(yè)主要分布在江蘇、山東、北京等地。其中，江蘇省企業(yè)最為集中，江蘇九九久科技有限公司產(chǎn)能最高，占全國(guó)總產(chǎn)能的40%左右。山東愛(ài)地高分子材料有限公司和北京同益中新材料科技股份有限公司（在山東泰安有生產(chǎn)基地）也是主要企業(yè)。

五、 產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力逐步提升

我國(guó)主要高性能纖維產(chǎn)業(yè)的技術(shù)裝備水平顯著提高，產(chǎn)品應(yīng)用能力不斷提升，進(jìn)口量逐步下降，出口量逐年上升，說(shuō)明產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力在逐步提升。

（一） 技術(shù)裝備水平顯著提高

聚丙烯腈基碳纖維：形成了二甲基亞砜（DMSO）、二甲基乙酰胺（DMAc）、硫氰酸鈉（NaSCN）三種生產(chǎn)工藝體系，干噴濕紡和濕法紡絲工藝技術(shù)逐漸完善，生產(chǎn)效率進(jìn)一步提升；碳纖維核心技術(shù)不斷突破，在實(shí)現(xiàn)T300級(jí)碳纖維產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)上，又相繼實(shí)現(xiàn)了T700級(jí)、T800級(jí)以及24K以上工業(yè)用大絲束碳纖維產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，同時(shí)T1000級(jí)、T1100級(jí)、M55J級(jí)、M60J級(jí)、48K大絲束碳纖維等關(guān)鍵技術(shù)均實(shí)現(xiàn)了突破。與日本東麗公司相比，我國(guó)二甲基亞砜系列產(chǎn)品基本全覆蓋日本東麗同系列碳纖維品種。

對(duì)位芳綸：國(guó)產(chǎn)芳綸技術(shù)成本優(yōu)化，泰和新材等企業(yè)通過(guò)自主研發(fā)打破了國(guó)際壟斷，突破了千噸級(jí)產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)，高強(qiáng)型、高模型對(duì)位芳綸產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，高強(qiáng)型對(duì)位芳綸在個(gè)體防護(hù)裝備上完成應(yīng)用驗(yàn)證，開(kāi)發(fā)了原液著色對(duì)位芳綸長(zhǎng)絲，突破了超強(qiáng)對(duì)位芳綸（相當(dāng)于Kevlar-KM2級(jí)）制備技術(shù)，可用于軍用防彈頭盔?；拘蛯?duì)位芳綸（Kevlar29級(jí)）實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定批量生產(chǎn)和供應(yīng)，高強(qiáng)型對(duì)位芳綸（Kevlar129級(jí)）實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化供應(yīng)，在光纜、膠管、防彈等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)批量應(yīng)用。

超高分子量聚乙烯纖維：已實(shí)現(xiàn)成套裝備的國(guó)產(chǎn)化，并逐步優(yōu)化升級(jí)，單線產(chǎn)能達(dá)到300噸/年，并突破耐熱抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維的成套裝備設(shè)計(jì)制造技術(shù)；差別化技術(shù)進(jìn)一步提升，超高強(qiáng)、高模、細(xì)旦、耐熱、抗蠕變等新產(chǎn)品以及新一代纖維專用樹(shù)脂制備技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破。

（二）產(chǎn)品應(yīng)用能力不斷提升

我國(guó)碳纖維在汽車、軌道交通、海洋工程、航天航空以及國(guó)防軍工領(lǐng)域，對(duì)位芳綸在汽車、國(guó)防軍工領(lǐng)域，間位芳綸在環(huán)保領(lǐng)域，超高分子量聚乙烯纖維在海洋工程、國(guó)防軍工等領(lǐng)域的應(yīng)用均不斷深入。

（三） 進(jìn)口量下降出口量上升

我國(guó)主要高性能纖維進(jìn)口量總體呈下降趨勢(shì)，碳纖維及制品進(jìn)口數(shù)量由2020年的3.04萬(wàn)噸降低至2023年1.61萬(wàn)噸，年均下降19.1%，芳綸進(jìn)口數(shù)量由2020年的1.25萬(wàn)噸降低至2023年0.77萬(wàn)噸，年均下降14.8%，超高分子量聚乙烯纖維進(jìn)口數(shù)量由2020年的354.0噸降低至2023年143.5噸，年均下降26.0%。進(jìn)口量減少的主要原因，一是國(guó)產(chǎn)大絲束碳纖維、芳綸產(chǎn)量增加，逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代，國(guó)內(nèi)超高分子量聚乙烯纖維穩(wěn)定增長(zhǎng)，產(chǎn)品質(zhì)量能夠滿足下游應(yīng)用需求；二是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求發(fā)展不及預(yù)期。

我國(guó)主要高性能纖維出口量總體呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，碳纖維及制品出口數(shù)量由2020年的4,044.9噸增長(zhǎng)至2023年6,882.7噸，年均增長(zhǎng)19.4%，芳綸出口數(shù)量由2020年的2,327.6噸增長(zhǎng)至2023年6,538.7噸，年均增長(zhǎng)41.1%，超高分子量聚乙烯纖維出口數(shù)量由2020年的3,881.0噸增長(zhǎng)至2023年6,976.3噸，年均增長(zhǎng)21.6%。說(shuō)明隨著我國(guó)主要高性能纖維規(guī)模的增長(zhǎng)和技術(shù)水平的提升，產(chǎn)業(yè)國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力也在不斷提升。

六、下游需求增速放緩

1、聚丙烯腈基碳纖維

2023年，我國(guó)聚丙烯腈基碳纖維產(chǎn)能利用率約為50.7%，市場(chǎng)供給量約為5.3萬(wàn)噸。國(guó)內(nèi)總需求量約為6.9萬(wàn)噸，同比下降7.2%，其中體育休閑領(lǐng)域用量約1.8萬(wàn)噸，較2022年降低21.7%；風(fēng)電葉片用量約1.7萬(wàn)噸，較2022年降低2.9%；壓力容器用量約0.4萬(wàn)噸，較2022年降低28.3%；碳碳復(fù)材、建筑工程、汽車工業(yè)、電子電器等領(lǐng)域用量分別約為0.75、0.34、0.28和0.22萬(wàn)噸，均實(shí)現(xiàn)小幅增長(zhǎng)。整體來(lái)看，2023年國(guó)內(nèi)碳纖維產(chǎn)量雖保持大幅增長(zhǎng)，但下游需求不及預(yù)期，成本壓力疊加庫(kù)存積壓，導(dǎo)致市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，各產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)格逐月下跌，整體較2022年價(jià)格寬幅走跌，其中T300級(jí)碳纖維均價(jià)跌幅超過(guò)37%，T700級(jí)碳纖維均價(jià)跌幅超過(guò)30%。

2、間位芳綸

2023年國(guó)內(nèi)間位芳綸行業(yè)總體基本穩(wěn)定，產(chǎn)量約為1.3萬(wàn)噸，較2022年增長(zhǎng)18.2%。目前國(guó)內(nèi)間位芳綸生產(chǎn)較為集中，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)豐富，整體呈供大于求態(tài)勢(shì)，下游需求與2022年基本持平，安全防護(hù)領(lǐng)域需求有所減弱，工業(yè)過(guò)濾領(lǐng)域受水泥、鋼鐵等建材行業(yè)影響需求不足，產(chǎn)品價(jià)格波動(dòng)較大。應(yīng)用領(lǐng)域仍主要集中在過(guò)濾材料領(lǐng)域，其應(yīng)用占比約60%，安全防護(hù)和電氣絕緣紙應(yīng)用比例逐年上升，2023年分別為24%和10%，電池隔膜等新興市場(chǎng)仍在培育。

3、對(duì)位芳綸

2023年，隨著國(guó)內(nèi)對(duì)位芳綸新建項(xiàng)目產(chǎn)能逐漸釋放，產(chǎn)量增長(zhǎng)較快，達(dá)到1.8萬(wàn)噸左右，較2022年增長(zhǎng)約50%。國(guó)內(nèi)對(duì)位芳綸需求量約2.2萬(wàn)噸，較2022年增長(zhǎng)約20.8%，大幅低于產(chǎn)量增速，但國(guó)產(chǎn)對(duì)位芳綸用量占比繼續(xù)擴(kuò)大，達(dá)到76%。由于國(guó)內(nèi)信息通信項(xiàng)目建設(shè)放緩，對(duì)位芳綸需求開(kāi)始減弱，產(chǎn)品價(jià)格也出現(xiàn)一定波動(dòng)，目前光通訊、防彈復(fù)材、橡膠和汽車工業(yè)用量分別約占40%、20%、20%和10%。

4、超高分子量聚乙烯纖維

2023年，國(guó)內(nèi)超高分子量聚乙烯纖維各產(chǎn)品價(jià)格均下滑20~30%，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求有所恢復(fù)，主要仍是防彈領(lǐng)域，由于國(guó)際關(guān)系持續(xù)緊張導(dǎo)致對(duì)防彈級(jí)纖維需求大幅增加。海洋產(chǎn)業(yè)以繩纜為主，包括系泊繩、牽引繩、深/近海網(wǎng)箱線等，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)豐富，得益于纖維價(jià)格下跌，海洋領(lǐng)域用量有少許增長(zhǎng)；手套領(lǐng)域用量增加，主要由防刺需求快速增長(zhǎng)所致。此外，超高分子量聚乙烯原料供應(yīng)充足，產(chǎn)品價(jià)格較為穩(wěn)定，為下游纖維行業(yè)提供了有力支撐。

中國(guó)紡織建設(shè)規(guī)劃院

一、玻璃纖維

玻纖增強(qiáng)是目前應(yīng)用最為廣泛的材料增強(qiáng)手段。玻璃纖維按化學(xué)組成可分為無(wú)堿鋁硼硅酸鹽(簡(jiǎn)稱無(wú)堿纖維)和有堿無(wú)硼硅酸鹽(簡(jiǎn)稱中堿纖維)。玻璃纖維作為增強(qiáng)材料，有如下的一些優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)硬而不透水，不會(huì)腐爛和發(fā)霉，耐熱、耐化學(xué)腐蝕，有很高的拉伸強(qiáng)度和理想的彈性以及優(yōu)良的電性能。玻璃纖維可用于增強(qiáng)PP、PET、PA、PC等熱塑性塑料，也廣泛應(yīng)用于熱固性塑料。

玻纖增強(qiáng)塑料具有比強(qiáng)度高、耐腐蝕、隔熱、介電、容易成型等優(yōu)點(diǎn)。玻纖增強(qiáng)熱固性塑料的拉伸強(qiáng)度可達(dá)100MPA，與一般鋼材相近，面相對(duì)密度僅為鋼材的1/4。玻璃纖維增強(qiáng)PP聚丙烯已廣泛應(yīng)用于汽車零部件，家電行業(yè)、飛機(jī)制造業(yè)等。玻璃纖維與基體聚丙烯的界面結(jié)合情況對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能影響很大，一般應(yīng)用偶聯(lián)劑處理或用接枝聚丙烯增容。

二、碳纖維

碳纖維是由聚丙烯腈纖維、黏膠或?yàn)r青原絲經(jīng)炭化而制成的。由于原料不同和制造方法不同，碳纖維的強(qiáng)度和模量也不相同。碳纖維的相對(duì)密度為1.3—1.8，而玻璃纖維的相對(duì)密度則為2.5左右;采用碳纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料，其拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和模量明顯高于采用玻璃纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料。

碳纖維的熱膨脹系數(shù)低，碳纖維復(fù)合材料的收縮率為玻璃纖維增強(qiáng)材料的1/2，為未增強(qiáng)樹(shù)脂的1/5。碳纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料是一種質(zhì)輕、高強(qiáng)的新型復(fù)合材料，不僅在航空、航天工業(yè)中有廣泛用途，而且已在體育、生活用品中獲得了應(yīng)用。碳纖維還具有耐高溫、導(dǎo)電等特性，可進(jìn)行靜電噴涂和制備抗靜電零件。

碳纖維可用于PC、PC/ABS、PA、PP、PE等熱塑性塑料，以及環(huán)氧樹(shù)脂等熱固性塑料。

碳纖維由于價(jià)格偏高，目前主要用于汽車、飛機(jī)及軍工領(lǐng)域。隨著碳纖維制造工藝的改進(jìn)和價(jià)格的降低，碳纖維復(fù)合材料將在所有工業(yè)部門得到應(yīng)用，其中包括機(jī)器制造業(yè)、家用電器、包裝容器和設(shè)備、日常用品等。

三、芳綸纖維

芳香族聚酰胺纖維，簡(jiǎn)稱芳綸纖維，是一種高強(qiáng)度、高模量且質(zhì)輕的新型合成纖維。芳綸纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(如芳綸/環(huán)氧復(fù)合材料)已成功應(yīng)用于宇航、飛機(jī)、船舶、裝甲設(shè)備、體育用品、壓力容器、電嚴(yán)通信等領(lǐng)域。芳綸纖維還可川于輪胎子午線，制成的輪胎可承受高負(fù)荷，而且質(zhì)最輕。

（來(lái)自網(wǎng)絡(luò)）

碎玻璃是什么？

碎玻璃，也被稱為熟料，是玻璃生產(chǎn)過(guò)程中不可避免的副產(chǎn)品。它主要來(lái)源于以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：

△?切割邊角料：在玻璃切割過(guò)程中，邊角部分無(wú)法直接使用，成為碎玻璃，如清邊損失等。

△?不合格產(chǎn)品：生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的次品或廢品。△?儲(chǔ)存和運(yùn)輸中的破碎：玻璃在儲(chǔ)存或運(yùn)輸過(guò)程中可能破碎?！?冷修過(guò)程中的廢料：玻璃在冷修過(guò)程中產(chǎn)生的碎塊。也就是冷窯打出來(lái)的玻璃碎塊，或者放水出來(lái)的玻璃碎（這個(gè)非常的稀碎）?！?回收玻璃：通過(guò)回收渠道獲得的廢棄玻璃，這個(gè)就來(lái)源廣泛了，酒瓶、窗戶、面板等等。

碎玻璃的來(lái)源多樣，但為了保證生產(chǎn)質(zhì)量，通常優(yōu)先使用本廠產(chǎn)生的碎玻璃，盡量避免使用外廠的碎玻璃。如果必須使用外廠碎玻璃，則需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的清洗和篩選，以去除雜質(zhì)。

碎玻璃在玻璃熔窯中的作用

1.最為重要的是節(jié)約能源

碎玻璃的熔點(diǎn)比生料（玻璃原料）低，因此在熔窯中加入適量的碎玻璃可以加快玻璃的熔化速度，減少燃料消耗。實(shí)驗(yàn)表明，1000克碎玻璃的熔化需要1500千焦熱量，而生料則需要2250~2500千焦熱量。當(dāng)碎玻璃的使用量增加10%，燃料消耗可減少2.5%。這意味著，碎玻璃不僅能提高生產(chǎn)效率，還能顯著降低能源成本。

2.保護(hù)熔窯

碎玻璃在熔化過(guò)程中可以快速包圍生料，減少生料對(duì)熔窯內(nèi)壁的侵蝕。這種保護(hù)作用可以延長(zhǎng)熔窯的使用壽命，降低設(shè)備維護(hù)成本。

3.替代部分原料

碎玻璃可以部分替代芒硝、純堿等原料，從而減少原料的使用量，進(jìn)一步降低成本。

4.環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展

碎玻璃的循環(huán)利用減少了對(duì)自然資源的依賴，同時(shí)降低了廢棄物的排放，符合可持續(xù)發(fā)展的理念。如碎玻璃比率從28%上調(diào)到30%，玻璃窯爐廢氣排放中的二氧化硫的排放量減少約20mg/立方。

碎玻璃的使用量與粒度要求

1.使用量

通常情況下，浮法玻璃生產(chǎn)中碎玻璃的使用量為總原料的20%~38%。過(guò)多或過(guò)少的碎玻璃都會(huì)影響玻璃的質(zhì)量：

過(guò)多：玻璃硬度降低，易碎，成品中可能出現(xiàn)氣泡或條紋。

過(guò)少：熔化時(shí)間延長(zhǎng)，可能導(dǎo)致玻璃不均勻。當(dāng)然也有完全不放的，如全氧窯爐，或者熔化能力較高的窯爐，就是比較耗能。

以上情況是針對(duì)浮法大窯爐，橫火焰爐等。在一些特例情況下：如在一些電熔窯爐中，碎玻璃使用比例可以高達(dá)100%。也有企業(yè)借助馬蹄焰窯爐+鼓泡技術(shù)+窯坎的幫助，碎玻璃比例一度超過(guò)50%的添加量。

2.粒度要求

碎玻璃的粒度需要適中：

粒度過(guò)大：分布不均勻，影響熔化效果。

粒度過(guò)?。嚎赡墚a(chǎn)生過(guò)多粉塵，污染環(huán)境，同時(shí)影響玻璃的澄清效果。

一般要求大于10mm，小于50mm，上限的要求是由于怕卡料等情況出現(xiàn)

使用碎玻璃時(shí)需要注意的事項(xiàng)：

1.雜質(zhì)問(wèn)題

外廠碎玻璃可能含有木屑、金屬、砂粒等雜質(zhì)，必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格清洗和篩選，以避免影響玻璃質(zhì)量。還有一個(gè)很重要的，比如生產(chǎn)鈉鈣玻璃的窯爐，如果不小心用了電子玻璃當(dāng)碎玻璃用，就會(huì)出現(xiàn)生產(chǎn)出來(lái)的玻璃里面含有未熔玻璃，這一點(diǎn)教訓(xùn)是非常深刻的，一定要注意。當(dāng)然出現(xiàn)后再二次回收重熔，還是可以熔化這類高鋁玻璃。

2.成分差異

碎玻璃的化學(xué)成分可能與生料不同，因此需要進(jìn)行成分分析，確保其與生料的配比合理。

3.二次污染

碎玻璃在重熔過(guò)程中可能會(huì)釋放揮發(fā)性成分（如氧化鈉），導(dǎo)致玻璃色澤變化或氣泡增多。因此，需要對(duì)揮發(fā)性成分進(jìn)行補(bǔ)充或調(diào)整。同時(shí)注意調(diào)整澄清劑的用量情況，碎玻璃帶來(lái)了還原性，可能會(huì)進(jìn)一步降低透光率。

4.環(huán)保與安全

碎玻璃的運(yùn)輸和儲(chǔ)存需要避免粉塵污染，同時(shí)確保施工人員的安全。

總結(jié)

碎玻璃在玻璃生產(chǎn)中的應(yīng)用，不僅是一種資源循環(huán)利用的方式，更是實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的重要手段。通過(guò)合理控制碎玻璃的使用量和粒度，可以顯著提高玻璃生產(chǎn)的效率和質(zhì)量，同時(shí)降低能源消耗和生產(chǎn)成本。

在未來(lái)的玻璃生產(chǎn)中，隨著技術(shù)的進(jìn)步和環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，碎玻璃的循環(huán)利用將發(fā)揮更大的作用。

航空航天-零部件

多功能機(jī)身演示器-MFFD

空中客車運(yùn)營(yíng)有限公司（德國(guó)）

一個(gè)由空中客車公司牽頭、CleanSky2項(xiàng)目資助的12家歐洲組織組成的聯(lián)盟，共同打造出的多功能機(jī)身演示器（MFFD）。全尺寸演示器展示了一個(gè)典型的單通道商用飛機(jī)機(jī)身部分，由熱塑性復(fù)合材料制成，涵蓋新穎的設(shè)計(jì)和建造概念、自動(dòng)化基本部件制造，以及熱塑性焊接用于子部件和主要部件組裝。這個(gè)8米長(zhǎng)、4米寬的MFFD圓筒，是世界上首個(gè)也是最大的由熱塑性復(fù)合材料制成的研發(fā)測(cè)試平臺(tái)。

航空航天-工藝

FibreLINE系統(tǒng)

Loop Technology（英國(guó)）

FibreLINE是一種革命性的系統(tǒng)，用于高速制造復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。它為預(yù)成型提供端到端的自動(dòng)化。FibreLINE在將碳纖維和其他復(fù)合材料成型并放置到模具上之前對(duì)其進(jìn)行切割、分類和排序，在模具上進(jìn)行檢查和熱鉚接，為下一生產(chǎn)階段做好準(zhǔn)備。

FibreLINE的一種配置以FibreFORM為中心。這是一種拾取和放置末端執(zhí)行器，它可以將大塊材料成型為所需的3D復(fù)雜形狀，并極其精確地放置，同時(shí)管理剪切力以確保纖維不受損壞。

汽車與道路運(yùn)輸-零部件

SOCA-可持續(xù)優(yōu)化的復(fù)合材料汽車

捷豹路虎（JLR英國(guó)）

該項(xiàng)目旨在使汽車應(yīng)用的復(fù)合材料部件制造脫碳，首先關(guān)注小批量和碳纖維部件。主要挑戰(zhàn)是在保持性能和輕質(zhì)的同時(shí)減少二氧化碳當(dāng)量足跡。SOCA通過(guò)可持續(xù)材料和技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)了55%的環(huán)境足跡降低，同時(shí)提供相同的結(jié)構(gòu)性能和重量節(jié)省。

汽車與道路運(yùn)輸-工藝

熱塑性三明治夾層成型技術(shù)

弗勞恩霍夫材料與系統(tǒng)研究所（德國(guó)）

熱塑性三明治夾層成型技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)三維成型部件的全自動(dòng)化生產(chǎn)，這些部件采用材料高效、結(jié)構(gòu)輕質(zhì)的三明治構(gòu)造。為了展示這一創(chuàng)新混合技術(shù)的潛力，開(kāi)發(fā)者以卡車駕駛室儲(chǔ)物箱蓋為例進(jìn)行了演示。首次在實(shí)際部件結(jié)構(gòu)上證明了熱塑性三明治成型技術(shù)的實(shí)施。部件的3D成型通過(guò)在封閉模具中對(duì)半成品熱塑性三明治面板進(jìn)行熱成型實(shí)現(xiàn)，這還通過(guò)注塑成型實(shí)現(xiàn)額外功能化，用于集成鉸鏈和緊固件。

建筑與土木工程

DACCUSS房屋墻體

TechnoCarbon技術(shù)有限責(zé)任兩合公司（德國(guó)）

碳纖維石材（CFS）是一種將負(fù)碳石材與生物基纖維相結(jié)合的創(chuàng)新材料。它可作為房屋墻體中高碳排放混凝土的環(huán)保替代品。每平方米CFS墻體可捕獲59千克二氧化碳，而傳統(tǒng)水泥墻體則釋放98千克二氧化碳。

循環(huán)利用與回收

基于感應(yīng)加熱的回收碳纖維（rCF）回收利用

ILSUNG復(fù)合材料公司（韓國(guó)）

碳纖維對(duì)特定頻率范圍的電磁場(chǎng)敏感。在這項(xiàng)技術(shù)中，碳纖維（包括碳纖維增強(qiáng)聚合物廢料中的碳纖維）表面溫度在幾秒內(nèi)可超過(guò)1200℃。因此，CFRP廢料無(wú)需粉碎即可提高熱解效率。其基于新型感應(yīng)加熱（IH）的熱解技術(shù)能夠高效回收碳纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料（CFRP），且不會(huì)降低纖維的長(zhǎng)徑比。通過(guò)利用高頻磁場(chǎng)，它能在碳纖維中產(chǎn)生快速、局部的加熱，使聚合物基質(zhì)有效焚燒。這種方法比傳統(tǒng)能源（溶劑、熱空氣等）節(jié)能10萬(wàn)倍，支持連續(xù)生產(chǎn)，并保留回收碳纖維（rCF）的機(jī)械性能，其強(qiáng)度保持原始強(qiáng)度的96%。

設(shè)計(jì)、家具與家居

時(shí)尚且可回收的碳纖維家具

Cobra國(guó)際（泰國(guó)）

Cobra及其合作伙伴協(xié)調(diào)了一系列創(chuàng)新碳纖維家具的設(shè)計(jì)、工程、材料選擇和制造。這些家具使用可回收環(huán)氧樹(shù)脂以及其他生產(chǎn)廢料和回收原材料。

數(shù)字、人工智能與數(shù)據(jù)

數(shù)字孿生：3D成像、分析與數(shù)字孿生技術(shù)

New Frontier Technologies（澳大利亞）

這項(xiàng)創(chuàng)新是基于先進(jìn)CT成像和機(jī)器學(xué)習(xí)的已制造復(fù)合材料部件的數(shù)字孿生，它有效地將纖維和缺陷從3D圖像映射到創(chuàng)建詳細(xì)的有限元網(wǎng)格，用于復(fù)合材料部件的高保真性能模擬。

海上運(yùn)輸與造船

FIBRE4YARDS項(xiàng)目

國(guó)際工程數(shù)值方法中心 – CIMNE（西班牙）

FIBRE4YARDS開(kāi)發(fā)了新的復(fù)合材料生產(chǎn)技術(shù)，通過(guò)采用模塊化建造和自動(dòng)化工藝重新定義造船業(yè)。此外，該項(xiàng)目還開(kāi)發(fā)了基于物聯(lián)網(wǎng)的新設(shè)計(jì)工具和生產(chǎn)軟件。

FIBRE4YARDS提高了生產(chǎn)效率，最大限度地減少了對(duì)環(huán)境的影響，提升了船舶建造質(zhì)量并降低了成本。這是通過(guò)在造船廠采用新的自動(dòng)化工藝實(shí)現(xiàn)的；FIBRE4YARDS還設(shè)計(jì)了一個(gè)完整的傳感系統(tǒng)，為造船廠的數(shù)字孿生提供數(shù)據(jù)，并開(kāi)發(fā)了新的軟件工具，將新的生產(chǎn)工藝融入船舶設(shè)計(jì)中。

可再生能源

ZEBRA-零浪費(fèi)葉片研究項(xiàng)目

儒勒·凡爾納技術(shù)研究所（法國(guó)）

ZEBRA項(xiàng)目的目標(biāo)是在全尺寸演示器上展示熱塑性風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境相關(guān)性，采用生態(tài)設(shè)計(jì)方法以實(shí)現(xiàn)高回收率。LM風(fēng)電公司使用阿科瑪公司的Elium^?樹(shù)脂和歐文斯科寧公司的Ultrablade^?織物制造了兩個(gè)全尺寸熱塑性風(fēng)力渦輪機(jī)葉片（62.2米和77.4米），并使用認(rèn)可的方法進(jìn)行了測(cè)試。

體育、休閑與娛樂(lè)

蜜根技術(shù)（Honey Roots Technology）沖浪板

The Gun Sails von Osterhausen GmbH（法國(guó)）

一種可回收的可持續(xù)沖浪板結(jié)構(gòu)，通過(guò)3D層壓板實(shí)現(xiàn)，提高了成品部件的力學(xué)性能并消除了灌注耗材的需求。材料選擇因此基于生物基或回收材料，同時(shí)最大限度地提高性能并最小化二氧化碳足跡。Honey-Roots-Technology（HRT）是一種纖維增強(qiáng)的3D結(jié)構(gòu)，表面錨固在芯材中。由于采用了生物基和可回收樹(shù)脂系統(tǒng)，沖浪板具有完全可回收性。

來(lái)源：JEC

調(diào)光玻璃行業(yè)正迎來(lái)向上拐點(diǎn)，有供需兩方面的原因：需求方面，天幕玻璃滲透率的提升帶動(dòng)了對(duì)于調(diào)光玻璃的需求上漲。天幕玻璃有美觀、性價(jià)比高等多種優(yōu)勢(shì)，但也帶來(lái)了光照過(guò)強(qiáng)、隔熱效果差等問(wèn)題，因此車企對(duì)隔熱的需求隨著天幕玻璃的滲透率上升而不斷增長(zhǎng)，也轉(zhuǎn)換為對(duì)調(diào)光玻璃的需求上升；供給方面，國(guó)產(chǎn)供應(yīng)商突破技術(shù)瓶頸，同時(shí)幫助調(diào)光玻璃實(shí)現(xiàn)價(jià)格下探。此前調(diào)光玻璃技術(shù)不完全成熟，而近一到兩年，國(guó)產(chǎn)供應(yīng)商紛紛完成技術(shù)突破，達(dá)到量產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，且攻克此前技術(shù)難題；此前調(diào)光玻璃成本較高，只出現(xiàn)在百萬(wàn)豪車的配置中，目前國(guó)產(chǎn)廠商已經(jīng)將供應(yīng)價(jià)格下探到合理區(qū)間，并且仍有優(yōu)化空間。

調(diào)光玻璃需求增加

復(fù)盤(pán)：特斯拉和比亞迪是電動(dòng)化行情關(guān)鍵催化

傳統(tǒng)的雙層玻璃，大多在玻璃之間有一層膠膜，被稱為夾膠玻璃夾片，材料大多選擇 PVB、EVA、SGP、EVA 等等。膠膜產(chǎn)品是調(diào)光玻璃的核心件。膠膜產(chǎn)品的技術(shù)壁壘高，涉及多種工藝。

調(diào)光玻璃的雙層玻璃之間大多采用三層膠膜結(jié)構(gòu)，其中最中間的膠膜起調(diào)光的核心功能，另外兩層膠膜起到中間層膠膜和玻璃之間的連接作用。而如果進(jìn)一步拆解中 間的核心的膠膜，不同技術(shù)路徑下的膠膜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也有不同組成。

調(diào)光玻璃的應(yīng)用場(chǎng)景主要在建筑行業(yè)與汽車行業(yè)。建筑行業(yè)中，大樓的玻璃外立面、會(huì)議室的玻璃等場(chǎng)景中均有調(diào)光玻璃的應(yīng)用。

汽車行業(yè)中，目前調(diào)光玻璃主要應(yīng)用于天窗或天幕玻璃，起到隔熱功能；也可應(yīng)用于后排玻璃，起到隱私玻璃的作用、或起到人機(jī)交互、娛樂(lè)功能；也可應(yīng)用于擋風(fēng)玻璃，與 AR HUD 功能結(jié)合，也有應(yīng)用于后視鏡，起防眩目功能的作用。

2024 年 6 月 21 日，福耀集團(tuán)舉辦了“奪天工·幕新境”全新一代智能隔熱全景天幕新品發(fā)布會(huì)，包括遮光系列、濾光系列和御光系列。遮光和濾光分別代表的是一體式遮陽(yáng)簾產(chǎn)品和鍍銀玻璃產(chǎn)品，而御光系列便是本報(bào)告所介紹的調(diào)光玻璃產(chǎn)品，此次福耀集團(tuán)介紹的產(chǎn)品是 PDLC 和 EC 兩條路徑的產(chǎn)品。福耀玻璃作為具有相當(dāng)影響力的汽車玻璃廠商，為調(diào)光玻璃做了系統(tǒng)性的宣傳，將進(jìn)一步加速車企對(duì)調(diào)光玻璃的搭載速度。遮光、濾光和御光產(chǎn)品的定位覆蓋從低到高的所有價(jià)格帶，御光系列（調(diào)光玻璃） 代表的是現(xiàn)階段汽車玻璃的高端產(chǎn)品形態(tài)。隨著需求的加強(qiáng)和國(guó)產(chǎn)廠商供給能力的 提升，調(diào)光玻璃這一高端配置的滲透率有望加速提升。

調(diào)光玻璃賽道發(fā)展的核心邏輯

調(diào)光玻璃迎來(lái)行業(yè)向上拐點(diǎn)，有供需兩方面的原因：需求方面，天幕玻璃滲透率的提升帶動(dòng)了對(duì)于調(diào)光玻璃的需求上漲。天幕玻璃有美觀、性價(jià)比高等多種優(yōu)勢(shì)，但也帶來(lái)了光照過(guò)強(qiáng)、隔熱效果差等問(wèn)題，因此車企對(duì)隔熱的需求隨著天幕玻璃的滲透率上升而不斷上升，也因而轉(zhuǎn)換為對(duì)調(diào)光玻璃的需求上升。

供給方面，國(guó)產(chǎn)供應(yīng)商突破技術(shù)瓶頸，同時(shí)幫助調(diào)光玻璃實(shí)現(xiàn)價(jià)格下探。此前調(diào)光 玻璃技術(shù)不完全成熟，近一到兩年，國(guó)產(chǎn)供應(yīng)商紛紛完成技術(shù)突破，達(dá)到量產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)， 且攻克此前技術(shù)難題；此前調(diào)光玻璃成本較高，只出現(xiàn)在百萬(wàn)豪車的配置中，目前 國(guó)產(chǎn)廠商已經(jīng)將供應(yīng)價(jià)格下探到合理區(qū)間，并且仍有優(yōu)化空間。

市場(chǎng)對(duì)調(diào)光玻璃的認(rèn)知差

1.調(diào)光膜和玻璃的價(jià)格比較

超出市場(chǎng)認(rèn)知的是，膠膜產(chǎn)品的價(jià)值量也遠(yuǎn)高于玻璃本身。以汽車天幕為例，玻璃 中間的調(diào)光膜的價(jià)格是同等面積的天窗玻璃的數(shù)倍。因此調(diào)光膜屬于高附加值零部 件賽道。

2.調(diào)光膜的產(chǎn)業(yè)鏈位置

市場(chǎng)此前對(duì)于調(diào)光玻璃的產(chǎn)業(yè)認(rèn)知當(dāng)中，有時(shí)會(huì)將福耀玻璃、圣戈班等與光羿科技、 海優(yōu)新材等混稱為供應(yīng)商。而我們認(rèn)為從智能調(diào)光玻璃產(chǎn)業(yè)鏈看，上游主要從事相關(guān)調(diào)光材料薄膜及玻璃基板 和 PVB 等的生產(chǎn)，中游負(fù)責(zé)調(diào)光玻璃的集成，應(yīng)用于各 OEM 和售后市場(chǎng)，下游則 是整車廠。

福耀玻璃、圣戈班、旭硝子、板硝子等屬于 tier1，不是調(diào)光膜的生產(chǎn)者，這些汽車 玻璃廠商主要負(fù)責(zé)集成，以及負(fù)責(zé)與車廠的直接對(duì)接，而光羿科技、海優(yōu)新材、精 一科技、京東方等屬于 tier2，主要對(duì)接 tier1 的汽車玻璃廠商，也會(huì)直接與整車廠交流產(chǎn)品。如果把產(chǎn)業(yè)鏈做進(jìn)一步的分化，那么如日久光電等 ITO 導(dǎo)電膜供應(yīng)商也可以認(rèn)為是上述 tier2 的上游。

我們與市場(chǎng)對(duì)調(diào)光玻璃的觀點(diǎn)差異

1.市場(chǎng)認(rèn)為調(diào)光玻璃并不是新出現(xiàn)的技術(shù)，而我們?yōu)槭裁丛谶@個(gè)時(shí)間點(diǎn)看好？調(diào)光玻璃的確不是近兩年才出現(xiàn)的技術(shù)，但是近一年是國(guó)產(chǎn)供應(yīng)商實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破， 通過(guò)驗(yàn)廠測(cè)試甚至已經(jīng)裝車量產(chǎn)的時(shí)間點(diǎn)。國(guó)產(chǎn)供應(yīng)商在近兩年

解決了調(diào)光玻璃之前裝車率低的兩大問(wèn)題：

第一，此前調(diào)光玻璃在汽車的應(yīng)用中存在多種技術(shù)缺陷，而目前在各個(gè)技術(shù)路徑中， 我們都看到國(guó)產(chǎn)方案突破了技術(shù)瓶頸，攻克了難點(diǎn)。在此僅列舉幾個(gè)方面來(lái)佐證，例如顏色、霧度等等。顏色看似是很簡(jiǎn)單的指標(biāo)，但是在車規(guī)級(jí)量產(chǎn)場(chǎng)景中，消費(fèi)者卻對(duì)此非常敏感，部分調(diào)光膜會(huì)呈現(xiàn)白色（PDLC）、藍(lán)色（EC）的色彩，而消費(fèi)者大多希望調(diào)光膜呈現(xiàn)黑色效果。顏色的改變對(duì)供應(yīng)商來(lái)說(shuō)也是技術(shù)難題之一，目前已有 PDLC 路徑的國(guó)產(chǎn)供應(yīng)商通過(guò)染料的研發(fā)實(shí)現(xiàn)了黑色的 PDLC 調(diào)光玻璃，也有 EC 路徑的供應(yīng)商通過(guò)將藍(lán)色做成深藍(lán)在視覺(jué)上實(shí)現(xiàn)“黑色”來(lái)滿足終端需求，SPD 路徑此前也偏藍(lán)，目前也朝灰黑色突破；霧度則是另一個(gè)常見(jiàn)的技術(shù)指標(biāo)，此前的方案霧度較高（尤其是 PDLC），而目前國(guó)產(chǎn) PDLC 廠商通過(guò)縮小液晶顆粒體積、優(yōu)化粒子排列等方法，也降低了霧度。

第二，此前調(diào)光玻璃價(jià)格過(guò)高，而國(guó)產(chǎn)供應(yīng)商幫助價(jià)格下探，提升裝車率。調(diào)光玻璃的各條技術(shù)路徑的起源基本來(lái)自于美國(guó)、日本等國(guó)家，但是從商業(yè)化、工業(yè)化落地程度來(lái)看始終不高，原因就是價(jià)格過(guò)高，因此調(diào)光玻璃也只是搭載于豪華汽車，絕大多數(shù)消費(fèi)者對(duì)調(diào)光玻璃缺乏接觸。而國(guó)產(chǎn)廠商在近兩年將價(jià)格優(yōu)化到合理位置， 并且隨著產(chǎn)品量產(chǎn)，規(guī)?；?yīng)釋放后，價(jià)格仍有下探空間。隨著調(diào)光玻璃的單價(jià)降低，滲透率提升的邏輯將不斷顯現(xiàn)。

我們也簡(jiǎn)單復(fù)盤(pán)了調(diào)光玻璃的價(jià)格演繹過(guò)程。此處我們選取的是部分車企售賣給消費(fèi)者這一端的調(diào)光玻璃價(jià)格。2021 年，Aion S Plus 的 1.9m2 光感浩瀚天幕的選裝價(jià)格為 9600 元。2021 年剛推出 時(shí)的極氪 001 將 EC 光感天幕作為選裝，售價(jià) 1 萬(wàn)元（2021 年 12 月 31 日前折扣價(jià) 6000 元）；2022 年比亞迪海豹的光感天幕的選裝價(jià)格為 8600 元；2023 年比亞迪海豹的選裝價(jià)格調(diào)整為 6600 元。蔚來(lái) EC6、ET5T 等車型的選裝價(jià)格 9500 元；2024 年的極氪 001，在技術(shù)方案變化后，在 YOU 版標(biāo)配 LV 分區(qū)調(diào)光天幕，WE 版 和 ME 版則可選裝 LV 分區(qū)調(diào)光天幕，選裝價(jià)格為 16000 元。24 款蔚來(lái) ET7 的 EC 調(diào)光玻璃選裝價(jià)格與 23 年其他蔚來(lái)車型的選裝價(jià)格一樣，為 9500 元。

可以看出，目前調(diào)光天幕玻璃對(duì)于消費(fèi)者而言的選裝價(jià)格基本在大幾千元的量級(jí)，部分價(jià)格已經(jīng)在 6000 元左右，我們預(yù)判隨著規(guī)模效應(yīng)釋放，后續(xù)消費(fèi)者端的選裝 價(jià)格有望朝 3000 元量級(jí)接近。

2.市場(chǎng)認(rèn)為，天幕玻璃的確帶來(lái)了較大的需求，但遮陽(yáng)簾、鍍銀玻璃等也能實(shí)現(xiàn)隔熱的效果，且價(jià)格比調(diào)光玻璃更便宜。調(diào)光玻璃是否會(huì)如預(yù)期增長(zhǎng)？

遮陽(yáng)簾是最傳統(tǒng)的隔熱方式，缺點(diǎn)在于遮陽(yáng)簾與天窗的設(shè)計(jì)略有些突兀，且會(huì)占用部分頭頂高度空間，對(duì)于車內(nèi)高度不夠的車型（尤其是新能源汽車底盤(pán)相對(duì)偏高） 來(lái)說(shuō)會(huì)尤為敏感，此外對(duì)于溜背車型而言，遮陽(yáng)簾的形狀也會(huì)顯得不太合適。

鍍銀玻璃也是近年新興的隔熱方式，鍍銀玻璃的缺點(diǎn)是為了實(shí)現(xiàn)隔熱效果會(huì)犧牲透光性，而調(diào)光玻璃的遮陽(yáng)效果較鍍銀玻璃更好，且調(diào)光玻璃在遮擋陽(yáng)光的前提下還能讓車內(nèi)人員欣賞車外風(fēng)光。此外，鍍銀玻璃主要解決的是光當(dāng)中紅外區(qū)的熱量問(wèn)題，對(duì)可見(jiàn)光區(qū)的熱量的吸收有限。而 EC 和 SPD 可以解決可見(jiàn)光區(qū)的熱量問(wèn)題。換言之，調(diào)光玻璃的隔熱效果在鍍銀玻璃之上。

我們認(rèn)為，如果不考慮成本問(wèn)題，僅從效果來(lái)看的話，調(diào)光玻璃應(yīng)當(dāng)是最佳的隔熱方案，只不過(guò)現(xiàn)階段阻礙其滲透率提升的主要因素是價(jià)格。目前能夠看到國(guó)產(chǎn)廠商在供應(yīng)能力上的突破已經(jīng)幫助調(diào)光玻璃價(jià)格實(shí)現(xiàn)下探，且下探趨勢(shì)較為確定?，F(xiàn)階段調(diào)光玻璃的存量滲透率不高，但我們預(yù)判向上拐點(diǎn)已經(jīng)到來(lái)，隨著調(diào)光玻璃不斷量產(chǎn)，后續(xù)價(jià)格有望下探，滲透率有望提升。

從福耀集團(tuán)的全新一代智能隔熱全景天幕新品發(fā)布會(huì)中看出，福耀集團(tuán)將遮陽(yáng)簾產(chǎn) 品、鍍銀玻璃產(chǎn)品、調(diào)光玻璃產(chǎn)品做了自下而上的定位，分別起名為遮光系列、濾光系列和御光系列。根據(jù)福耀玻璃官網(wǎng)披露，御光系列（即調(diào)光玻璃）的防曬隔熱 性能高，2.5H 標(biāo)準(zhǔn)暴曬工況下的降溫效果比福耀集團(tuán)的濾光系列玻璃要涼 2-5℃，隔熱效率更勝一籌。因此我們判斷在天幕玻璃的隔熱產(chǎn)品中，調(diào)光玻璃被汽車玻璃廠商定位為最高端的產(chǎn)品。

技術(shù)路徑：多路徑并駕齊驅(qū)

調(diào)光玻璃具有多種技術(shù)路徑，目前來(lái)看仍呈現(xiàn)多路徑并駕齊驅(qū)的格局，每條技術(shù)路徑也都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。四條技術(shù)路徑分別是 PDLC、EC、SPD、LC/Dye LC。

PDLC

PDLC 是最早出現(xiàn)的調(diào)光玻璃技術(shù)。上個(gè)世紀(jì)八十年代末，PDLC 技術(shù)由美國(guó)德克薩斯州肯特大學(xué)發(fā)明并授權(quán)美國(guó) Polytronix, Inc.商業(yè)化量產(chǎn)液晶膜產(chǎn)品。最早液晶膜產(chǎn)品主要應(yīng)用于夾層生產(chǎn)液晶調(diào)光玻璃，并于 90 年代初首次應(yīng)用于美國(guó) NASA 的項(xiàng)目中，這是已知最早的 PDLC 液晶調(diào)光玻璃應(yīng)用案例。作為全球 PDLC 液晶調(diào)光膜及液晶調(diào)光玻璃的生產(chǎn)先驅(qū)，Polytronix, Inc.旗下的品牌 Polyvision Privacy Glass 也被當(dāng)做時(shí)候液晶調(diào)光玻璃的代名詞，歐美也因此稱調(diào)光玻璃為 Polyvision 玻璃或隱私玻璃(Privacy Glass 的直譯)。后來(lái)韓國(guó)、日本等廠商于上世紀(jì)九十年代中期開(kāi)始介入此領(lǐng)域，我國(guó)國(guó)產(chǎn)廠商也于 PDLC 液晶膜問(wèn)世十幾年后投入到這個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域。

PDLC (polymer dispersed liquid crystal) 指的是聚合物分散液晶，是一種柔性材料。PDLC 調(diào)光膜的原理是液晶膜中的高分子在通電時(shí)會(huì)有序排列，玻璃相應(yīng)變成透明狀，不通電時(shí)玻璃則呈現(xiàn)透光而不透明的外觀狀態(tài)。

PDLC 的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)展相對(duì)成熟、成本低（根據(jù)隆晟光電官網(wǎng)披露，現(xiàn)階段 PDLC 調(diào)光膜的價(jià)格為 EC 調(diào)光膜價(jià)格的 40-50%）、變色響應(yīng)速度快、可以實(shí)現(xiàn)分區(qū)調(diào)色等。

傳統(tǒng) PDLC 方案的缺點(diǎn)是隔熱效果有限、顏色一般為白色、霧度相對(duì)高、大多數(shù)只能實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)兩擋位調(diào)節(jié)等。不過(guò)部分供應(yīng)商也已經(jīng)對(duì) PDLC 的缺點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性優(yōu)化。

調(diào)光玻璃具有分區(qū)調(diào)色功能。2022 年保時(shí)捷推出 Taycan Sport Turismo，將可變光控 全景天窗作為選配選項(xiàng)，此選項(xiàng)適用于所有 Taycan 車型。保時(shí)捷 Taycan 調(diào)光天幕玻璃表面分為九個(gè)可單獨(dú)控制的區(qū)域，可實(shí)現(xiàn)透明、啞光、半透明、鮮艷、自定義五種調(diào)光效果。

LC

LC，或叫 DLC（Dye Liquid Crystal）指的是染料液晶，在液晶分子中加入染料分子， 擁有更多顏色選擇。將具有二向色性的染料液晶，注入兩層分別鍍有透明導(dǎo)電氧化物的玻璃或塑料基材之間，形成液晶調(diào)光功能層，通過(guò)施加交流電壓(＜24V)即可調(diào) 整液晶旋轉(zhuǎn)角度以控制光通量，實(shí)現(xiàn)對(duì)玻璃透光率的驚細(xì)控制。

LC 的優(yōu)點(diǎn)在于顏色和霧度。LC 在 PDLC 的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化了視覺(jué)效果，相較于傳統(tǒng) PDLC 偏白、EC 偏藍(lán)的特點(diǎn)，LC 的顏色控制能力更佳。此外，LC 擁有比傳統(tǒng) PDLC 更低的霧度。LC 的缺點(diǎn)在于難以與大弧度玻璃（如天窗玻璃）集成、價(jià)格高等等。盡管 LC 和 PDLC 的原理都基于液晶，但是若細(xì)究又有差別。僅以作用的介質(zhì)舉例，PDLC 和 EC、SPD 等類似，可作用于柔性介質(zhì)，而 LC 本身就作用于較平整的玻璃，故而 LC 難以與有較大弧度的汽車玻璃集成，因此目前量產(chǎn)的 LC 方案在極氪 009 光輝、紅旗 H9 上均用于側(cè)窗玻璃，而非帶有弧度的天窗玻璃。此外，現(xiàn)階段的 LC 價(jià)格方案高于 PDLC 等方案。

京東方在 LC 領(lǐng)域有一定技術(shù)積累，2021 年 BOE 的 LC 調(diào)光玻璃已經(jīng)在懸浮列車上裝車使用。2024 年的極氪0009 光輝也搭載了京東方的 LC 調(diào)光玻璃產(chǎn)品。

EC

EC 膜一共有七層結(jié)構(gòu)。EC 器件基底起到包裹所有材料的作用，透明導(dǎo)電層擁有良好的導(dǎo)電性和透明性，讓 EC 變色穩(wěn)定且基本不影響器件的顏色，離子儲(chǔ)存層釋放離子實(shí)現(xiàn)變色，電解質(zhì)層是離子的移動(dòng)通道，EC 層是最核心的部分，影響著器件的顏色和變色速度。

EC 變色的本質(zhì)是在電壓作用下，材料的光學(xué)性質(zhì)（透過(guò)率、反射率、吸收率等）發(fā)生穩(wěn)定、可逆的變化。在 EC 薄膜兩邊施加電場(chǎng)，EC 器件內(nèi)部發(fā)生氧化還原反應(yīng)，離子開(kāi)始移動(dòng)至 EC 層，EC 層實(shí)現(xiàn)變色；轉(zhuǎn)換正負(fù)極，施加反向電場(chǎng)，離子向離子儲(chǔ)存層移動(dòng)，EC 層從深色變?yōu)橥该?，可以?shí)現(xiàn)褪色。

第一代 EC 技術(shù)采用凝膠技術(shù)，應(yīng)用例子如 2008 年的波音 787 采用的可調(diào)光的智能舷窗。這種技術(shù)以紫羅精為主要 EC 材料，通電發(fā)生反應(yīng)后呈現(xiàn)藍(lán)色。由于大面積玻璃平整度和曲率難以管控一致，導(dǎo)致凝膠分配不均勻，從而產(chǎn)生變色不均勻的情況，因此第一代 EC 技術(shù)的缺點(diǎn)在于變色不均勻、面積小等。

第二代 EC 技術(shù)為無(wú)機(jī)固態(tài) EC 技術(shù)，解決了凝膠 EC 產(chǎn)品使用受限的問(wèn)題。第二代 EC 技術(shù)的應(yīng)用例子如法拉利 575M 跑車的變色天窗。與第一代的凝膠技術(shù)不同，第 二代選擇無(wú)機(jī)材料，其中最具代表性的是過(guò)渡金屬氧化物三氧化鎢，通電后呈藍(lán)色。第二代技術(shù)使用磁控濺射技術(shù)，以巨大能量撞擊材料表面，使得固體材料內(nèi)的原子 沉積在被鍍玻璃上，讓固態(tài)材料和玻璃完美貼合。第二代產(chǎn)品使用的無(wú)機(jī)固態(tài)技術(shù)，突破了凝膠技術(shù)產(chǎn)品面積的限制，使得 EC 技術(shù) 得以規(guī)模制成大面積產(chǎn)品，并廣泛應(yīng)用于建筑上。但是這種以玻璃為基底的無(wú)機(jī)固 態(tài)技術(shù)，僅適合在平面基底進(jìn)行 EC 材料鍍膜，曲面容易鍍膜不均勻，因此無(wú)法制成大曲面的產(chǎn)品。此外，磁控濺射需要具備嚴(yán)苛的生產(chǎn)條件，間接提高了 EC 玻璃成本，因此 EC 大面積產(chǎn)品的應(yīng)用也受到了限制。

光羿科技引領(lǐng)了第三代 EC 技術(shù)，即為柔性固態(tài) EC 薄膜技術(shù)。光羿科技采用全新聚合物 EC 材料，自研采用卷對(duì)卷涂布（roll to roll）工藝制作EC薄膜，先將聚合物材料均勻分散成溶液，用儀器將 EC 溶液涂布在薄膜上，對(duì)完成涂布的薄膜進(jìn)行高溫烘干，制成 EC 復(fù)合薄膜。高效卷對(duì)卷涂布工藝提升了 EC 產(chǎn)品的性價(jià)比，同時(shí)以薄膜為基底也打破了傳統(tǒng)玻 璃基底的局限性，讓不同面積、任意形狀的 EC 產(chǎn)品成為了可能。第三代 EC 技術(shù) 進(jìn)一步解決了此前的問(wèn)題，可以應(yīng)用于汽車天幕玻璃。對(duì)于光羿科技來(lái)說(shuō)，產(chǎn)品的壁壘主要有幾個(gè)方面：1、材料的選擇。前兩代技術(shù)的材料有一定局限性，光羿科技采用全新材料，材料穩(wěn)定性強(qiáng)、變色表現(xiàn)優(yōu)秀、能夠用于卷對(duì)卷涂布生產(chǎn)；2、柔性薄膜基底。經(jīng)過(guò)多次測(cè)試，光羿科技最終選擇微米級(jí)的 PET 薄膜，厚度相當(dāng) 2-3 根發(fā)絲；3、卷對(duì)卷涂布工藝。為保持薄膜變色均勻，涂布 使用的溶液必須確保分散均勻，在微米級(jí)薄膜上涂覆納米級(jí)的材料涂層，涂布后復(fù)合膜的厚度需要保持一致性，誤差控制在幾百納米以內(nèi)。涂布完成后進(jìn)行溶液烘干，也需要溶液揮發(fā)一致，否則也會(huì)影響膜片性能。

2020 年 12 月，光羿科技與 OPPO 攜手發(fā)布 OPPO Reno5 Pro+，是全球首款量產(chǎn) EC 變色手機(jī)，代表著 EC 技術(shù)開(kāi)始加速進(jìn)入大眾生活。此后，光羿科技的 EC 產(chǎn)品又在汽車領(lǐng)域拿到多個(gè)量產(chǎn)項(xiàng)目。

與 PDLC、SPD 等其他路徑相比，EC 方案的優(yōu)點(diǎn)在于可連續(xù)動(dòng)態(tài)調(diào)光，且斷電記憶 維持狀態(tài)，僅需低電壓運(yùn)作；EC 方案的缺點(diǎn)在于顏色偏藍(lán)、無(wú)法實(shí)現(xiàn)分區(qū)調(diào)光、調(diào) 光響應(yīng)時(shí)間不如其他幾個(gè)技術(shù)路徑。

SPD

SPD 調(diào)光玻璃的原理是將有取向光吸收特性的粒子分散在懸浮液中，不通電時(shí)，布 朗運(yùn)動(dòng)的粒子隨機(jī)排布，可以吸收 99%以上的可見(jiàn)光。當(dāng)施加 110V 的交流電壓時(shí)， 粒子發(fā)生取向排列，光線得以通過(guò)。SPD 的優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)節(jié)：可以根據(jù)需要，自由地控制玻璃的透明度，實(shí)現(xiàn) 從透明到半透明或完全遮光的平滑轉(zhuǎn)變，提供合適的光照和視覺(jué)效果。SPD 的缺點(diǎn)是成本和電壓。SPD 方案的成本高于 PDLC；SPD 的驅(qū)動(dòng)電壓高于其他 幾種方案，SPD 采用 110V 電壓。曾經(jīng)汽車行業(yè)內(nèi)只有高端車型才使用該種玻璃， 例如 McLaren GT 與奔馳第三代 SLK。如今隨著國(guó)產(chǎn)供應(yīng)商的技術(shù)突破，SPD 的成 本有望降低，我們判斷搭載車型的價(jià)格帶也將下移。

來(lái)源：東北證券

材料與工藝的變革

玻璃基板主要用于替代傳統(tǒng)的硅/有機(jī)基板和中介層，其應(yīng)用范圍覆蓋了面板、IC等泛半導(dǎo)體領(lǐng)域。玻璃材質(zhì)因其成本低、電學(xué)性能優(yōu)越以及低翹曲率等優(yōu)勢(shì)，能夠有效克服有機(jī)物和硅材質(zhì)的缺陷，實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定、更高效的連接，并降低生產(chǎn)成本。

圖1 國(guó)際大廠對(duì)玻璃基板的布局動(dòng)態(tài)

盡管英特爾已投入超過(guò)十年的研發(fā)，并計(jì)劃在下一代產(chǎn)品中使用玻璃基板，但在中國(guó)大陸，玻璃基板仍被視為一項(xiàng)新興技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)可能面臨的主要問(wèn)題之一是成本問(wèn)題。

目前，玻璃基板技術(shù)可能首先在高性能計(jì)算領(lǐng)域得到應(yīng)用，因?yàn)檫@一領(lǐng)域的客戶更愿意投資新技術(shù)以獲得更高的性能。因此，玻璃基板技術(shù)的發(fā)展可能會(huì)更多地圍繞AI芯片進(jìn)行突破。

四大關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)

玻璃基板技術(shù)雖然具有巨大的潛力和優(yōu)勢(shì)，但要實(shí)現(xiàn)其在先進(jìn)封裝領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，仍需克服眾多技術(shù)挑戰(zhàn)。

高精度通孔

玻璃通孔成孔技術(shù)是制約TGV發(fā)展的主要困難之一。

制備要求：

高速、側(cè)壁光滑、高精度

垂直度好、窄節(jié)距、低成本

目前，TGV的制作工藝包括但不限于噴砂法、聚焦放電法、等離子刻蝕法等。從玻璃基板制造工藝及行業(yè)應(yīng)用來(lái)看，激光誘導(dǎo)刻蝕法是目前最主流的TGV制作工藝之一。其主要方法相對(duì)簡(jiǎn)單，即通過(guò)激光對(duì)玻璃進(jìn)行改性處理，然后在青木酸中利用不同的時(shí)間控制來(lái)制作不同孔徑的孔。

然而，盡管單個(gè)或少量孔的制作可能較為簡(jiǎn)單，但當(dāng)數(shù)量增加到數(shù)十萬(wàn)個(gè)時(shí)，難度會(huì)以幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)。這也是許多TGV未能達(dá)到預(yù)期效果的原因之一。此外，如何測(cè)試每個(gè)通孔的良率或尺寸精度，也是我們需要考慮的問(wèn)題。目前來(lái)看，除了玻璃基板的先進(jìn)板廠在研發(fā)之外，進(jìn)程比較快的是那些原本從事光電或玻璃相關(guān)工藝的工廠。

高質(zhì)量金屬填充

目前，金屬填孔TGV主要有兩種工藝：一是銅漿塞孔工藝，二是電鍍工藝。這兩種工藝在應(yīng)用場(chǎng)景、材料成本和性能上存在差異。選擇何種工藝取決于孔徑、深寬比以及對(duì)電阻率和電導(dǎo)率的要求。值得一提的是，銅漿塞孔技術(shù)相較于電鍍工藝具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，但可能在電導(dǎo)率方面存在較大劣勢(shì)。

圖2

高密度布線

另一個(gè)制約玻璃基板技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵因素是高密度布線。盡管有不少公司能夠較好地完成玻璃基板的填孔或TGV工藝，但真正挑戰(zhàn)在于完成玻璃通孔的制備后，如何通過(guò)布線來(lái)實(shí)現(xiàn)電氣連接，將其制成一個(gè)完整的玻璃基板或玻璃基interposer，并且在有實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景時(shí)實(shí)現(xiàn)高密度布線。

傳統(tǒng)的工藝方法可能包括半加成法，以及將現(xiàn)有的有機(jī)基板電路制作模式應(yīng)用到玻璃基板上，即將有機(jī)的BT層轉(zhuǎn)化為玻璃級(jí)別的層以提供支撐。其他部分則采用完整的有機(jī)基板電鍍層制作方法，最后通過(guò)進(jìn)一步的壓合或其他工藝進(jìn)行整合，這可能是板廠常用的一些手段。

但由于半加成工藝法在線寬小于5μm的時(shí)候會(huì)面臨許多挑戰(zhàn)，如在窄間距內(nèi)刻蝕種子層容易對(duì)銅走線造成損傷且窄間距里的種子層殘留易造成漏電。針對(duì)表面高密度布線也有不同工藝路線的探索。

至于先前提到的專注于玻璃機(jī)的LED場(chǎng)景的公司，它們可能會(huì)在玻璃機(jī)的TGV和填孔工序完成后，應(yīng)用晶圓中道工藝，包括RDL工藝和CTT工藝來(lái)進(jìn)行制作。海外還有一種新的技術(shù)，即多層RDL直接?xùn)虐遛D(zhuǎn)移技術(shù)。盡管這一技術(shù)目前尚未得到廣泛應(yīng)用，但也是未來(lái)的一個(gè)技術(shù)方向之一。

此外納米壓印，尤其是在晶圓制造方面，佳能已取得了一定的應(yīng)用成果。未來(lái)，業(yè)界期望能夠在玻璃基板電路的制作上找到更多應(yīng)用場(chǎng)景。

鍵合技術(shù)

玻璃基板關(guān)鍵技術(shù)之四為鍵合技術(shù)，目前Chiplet的D2W及Flip Chip鍵合工藝主要分為三大類。

Reflow回流焊鍵合工藝：

回流焊爐可以批量焊接產(chǎn)品，并且隨著技術(shù)水平的提升，bump pitch>80μm已不再是難題。但是缺點(diǎn)也很明顯，熱應(yīng)力導(dǎo)致的翹曲極大，回流焊過(guò)程中高溫和低溫的波動(dòng)可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品發(fā)生較大變形。尤其是當(dāng)芯片面積接近基本面積時(shí)，整個(gè)焊盤(pán)也會(huì)變得極大。這也是為什么在做更大密度的先進(jìn)封裝芯片集成時(shí)，必須使用更大尺寸的封裝，因?yàn)橛袡C(jī)基板的翹曲極限無(wú)法滿足PCB板的間隔要求。因此需要用玻璃基板來(lái)代替有機(jī)基板。

TCB熱壓焊鍵合工藝：

以100°C/s的升溫速率和-50℃℃/s的降溫速率對(duì)焊點(diǎn)進(jìn)行快速焊接，bump pitch>10μm。

圖3

LAB激光輔助鍵合工藝：

產(chǎn)生尖銳且均勻的激光束，能夠以極高的升溫速度選擇性地加熱目標(biāo)區(qū)域，通常焊接時(shí)間在1s內(nèi)。bump pitch>40μm。

除了高性能GPU和AI產(chǎn)品外，玻璃基板技術(shù)本身并不新穎，因?yàn)樗言谄渌a(chǎn)品中得到成熟應(yīng)用，比如早期的光通信、傳感器、射頻產(chǎn)品，尤其是顯示用LED產(chǎn)品等。但對(duì)于先進(jìn)封裝技術(shù)而言，玻璃基板仍是一個(gè)相對(duì)較新的領(lǐng)域，還需要經(jīng)歷一個(gè)較長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程。

圖4

目前，國(guó)內(nèi)從事先進(jìn)封裝的玻璃基板工廠大多還未進(jìn)入量產(chǎn)階段，多數(shù)仍處于研發(fā)階段。他們正在解決玻璃與金屬層的結(jié)合力問(wèn)題、填孔問(wèn)題，以及未來(lái)更高層數(shù)的可靠性問(wèn)題。預(yù)計(jì)到2025年底或2026年，這些工廠才能達(dá)到量產(chǎn)水平。在此之前，大部分工作仍將集中在研發(fā)上。

一、玻纖在汽車領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用

玻璃纖維以其高強(qiáng)度、高模量、良好的耐腐蝕性和可設(shè)計(jì)性等特點(diǎn)，在汽車制造中發(fā)揮著重要作用。在汽車車身、內(nèi)飾、底盤(pán)和動(dòng)力系統(tǒng)等關(guān)鍵部位，玻纖復(fù)合材料的應(yīng)用顯著提高了汽車的輕量化水平和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

例如，玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料（GFRP）被廣泛應(yīng)用于汽車車身的制造，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)和成型工藝，可以實(shí)現(xiàn)車身的輕量化，同時(shí)保持甚至提高車身的剛性和安全性。此外，玻纖復(fù)合材料還用于制造汽車座椅、儀表盤(pán)、門板等內(nèi)飾件，以及發(fā)動(dòng)機(jī)罩、油箱等底盤(pán)部件，進(jìn)一步提升了汽車的舒適性和燃油經(jīng)濟(jì)性。

二、玄武巖纖維在汽車領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用

玄武巖纖維是一種新型高性能無(wú)機(jī)纖維，具有高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、耐腐蝕、耐磨損等優(yōu)異性能。在汽車制造中，玄武巖纖維的應(yīng)用主要集中在以下幾個(gè)方面：

一是作為汽車制動(dòng)系統(tǒng)的摩擦材料，玄武巖纖維的加入可以顯著提高制動(dòng)片的耐磨性和熱穩(wěn)定性，延長(zhǎng)制動(dòng)系統(tǒng)的使用壽命；二是作為汽車排氣系統(tǒng)的隔熱材料，玄武巖纖維復(fù)合材料具有優(yōu)異的隔熱性能和耐高溫性能，可以有效降低排氣系統(tǒng)的熱損失和噪音；三是作為汽車車身和底盤(pán)的增強(qiáng)材料，玄武巖纖維復(fù)合材料可以提高汽車的抗沖擊性和耐久性，提高汽車的行駛穩(wěn)定性和安全性。

三、玻纖與玄武巖纖維在汽車領(lǐng)域的協(xié)同創(chuàng)新

玻纖與玄武巖纖維在汽車領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用不僅體現(xiàn)在各自獨(dú)特的性能優(yōu)勢(shì)上，更在于它們之間的協(xié)同創(chuàng)新。通過(guò)合理的材料配比和成型工藝優(yōu)化，可以將玻纖與玄武巖纖維的優(yōu)點(diǎn)相互融合，形成具有更高性能的新型復(fù)合材料。這種復(fù)合材料不僅具有優(yōu)異的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性，還具有良好的環(huán)保性和可回收性，符合汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展要求。

四、推廣玻纖與玄武巖纖維在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用策略

為了推廣玻纖與玄武巖纖維在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用，需要采取以下策略：一是加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新，不斷開(kāi)發(fā)具有更高性能和更低成本的新型復(fù)合材料；二是加強(qiáng)與汽車制造商的合作與交流，推動(dòng)玻纖與玄武巖纖維復(fù)合材料在汽車制造中的廣泛應(yīng)用；三是加強(qiáng)市場(chǎng)推廣和品牌建設(shè)，提高玻纖與玄武巖纖維復(fù)合材料的知名度和美譽(yù)度；四是加強(qiáng)環(huán)保意識(shí)和可持續(xù)發(fā)展理念的培養(yǎng)，推動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展。

總之，玻纖與玄武巖纖維在汽車領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用為汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入了新的活力和動(dòng)力。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)的不斷拓展，玻纖與玄武巖纖維復(fù)合材料將在汽車制造中發(fā)揮更加重要的作用，助力汽車行業(yè)實(shí)現(xiàn)更高水平的發(fā)展。

資料來(lái)源：中國(guó)玻璃纖維

一、玻璃基板是什么？

隨著高性能芯片的發(fā)展，傳統(tǒng)有機(jī)材料基板在高性能芯片的封裝應(yīng)用中呈現(xiàn)出一定的局限性。芯片基板用于固定晶圓切好的晶片，是封裝環(huán)節(jié)的關(guān)鍵部分。隨著基板上固定的芯片數(shù)量增加，整個(gè)芯片集成的晶體管總數(shù)也相應(yīng)增多。有機(jī)材料基板加工難度小，生產(chǎn)成本較低，在芯片封裝領(lǐng)域已被應(yīng)用多年。但隨著對(duì)芯片計(jì)算需求的增加，信號(hào)傳輸速度、功率傳輸效率、以及封裝基板的穩(wěn)定性變得尤為關(guān)鍵，有機(jī)材料基板面臨容量的極限。

▲Intel 先進(jìn)封裝技術(shù)路線圖

玻璃基板是一種表面極其平整的薄玻璃片,玻璃基板主要用來(lái)取代原先的硅/有機(jī)物基板和中介層，可應(yīng)用于面板、IC等泛半導(dǎo)體領(lǐng)域。在目前的2.5D封裝中，以較為主流的臺(tái)積電的CoWoS封裝為例，是先將半導(dǎo)體芯片(CPU、GPU、存儲(chǔ)器等)通過(guò)Chip on Wafer(CoW)的封裝制程一起連接至中介層(Interposer)上，再通過(guò)Wafer on Substrate(WoS)的封裝制程將硅中介層連接至底層基板上;其中，中介層(interposer)一般選用硅(COWOS-S)、 有機(jī)物(COWOS-R)或者是硅和有機(jī)物的結(jié)合(COWOS-L)。

玻璃材質(zhì)的引入可以取代原先的硅中介層和有機(jī)基板。玻璃基板直接利用玻璃中介層(Glass Interposer)實(shí)現(xiàn)芯片之間、芯片與外部的互聯(lián)，利用玻璃材質(zhì)成本低、電學(xué)性能好、翹曲低等優(yōu)點(diǎn)來(lái)克服有機(jī)物材質(zhì)和硅材質(zhì)的缺陷，來(lái)實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定、更高效的連接以及降低生產(chǎn)成本，有望為2.5D/3D封裝帶來(lái)全新的范式改變。

二、玻璃基板的性能優(yōu)勢(shì)

▲有機(jī)材料基板與玻璃基板性能對(duì)比

玻璃基板與主流的有機(jī)基板相比，玻璃具有獨(dú)特的性能，在平坦度、熱穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性當(dāng)面都有更好的表現(xiàn)：

▲玻璃基板結(jié)構(gòu)圖

1、可顯著改善電氣和機(jī)械性能;

2、可調(diào)模量和CTE(熱膨脹系數(shù))更接近硅，支持大外形尺寸;

3、尺寸穩(wěn)定性改進(jìn)的特征縮放;

4、可以提升約10倍通孔密度，改進(jìn)路由和信號(hào);

5、低損耗，高速信號(hào)；

6、支持更高的溫度下的先進(jìn)的集成供電；

此外，玻璃和硅因受熱而變形的程度相似，且比有機(jī)封裝更堅(jiān)硬且不易變形，因此，更容易讓更多的電線穿過(guò)它們，且更容易處理更高的溫度。這意味著可以為人工智能等創(chuàng)造更高密度、更高性能的芯片封裝——英特爾宣稱，其玻璃基板技術(shù)能夠?qū)蝹€(gè)封裝中的芯片區(qū)域增加50%。

▲主要的基板材料對(duì)比

同時(shí)，對(duì)于2.5D/3D封裝，玻璃通孔相對(duì)于硅通孔優(yōu)勢(shì)更顯著。硅通孔(Through Silicon ? ?Via，TSV)通過(guò)在芯片與芯片、晶圓與晶圓間制作垂直通孔，實(shí)現(xiàn)芯片間的直接互連。通過(guò)這種方式，能夠使芯片在三維方向堆疊的密度最大、芯片間的互連線最短、外形尺寸最小，顯著提高芯片速度，降低芯片功耗，因此，TSV被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)三維集成最有前景的技術(shù)。但硅是一種半導(dǎo)體材料，TSV 周圍的載流子在電場(chǎng)或磁場(chǎng)作用下可自由移動(dòng)，對(duì)鄰近的電路或信號(hào)產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響芯片性能。玻璃材料沒(méi)有自由移動(dòng)的電荷，介電性能優(yōu)良，CTE(熱膨脹系數(shù))與硅接近，以玻璃替代硅材料的玻璃通孔(TGV)技術(shù)可避免TSV的問(wèn)題。同時(shí)，TGV 技術(shù)無(wú)需制作絕緣層，降低了工藝復(fù)雜度和加工成本。

三、玻璃基板面臨障礙

1、加工技術(shù)：玻璃基板硬度高、脆性強(qiáng)，對(duì)精密加工（如刻蝕、打孔、布線等）提出了高要求，需開(kāi)發(fā)專用工具和工藝以避免破裂和微裂紋。

2、脆性與抗損傷性：封裝及使用過(guò)程中需特別注意防止玻璃基板因外力導(dǎo)致的破損，需要研發(fā)抗損傷材料或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

3、界面鍵合技術(shù)：需要開(kāi)發(fā)新型鍵合技術(shù)，如低溫玻璃-硅直接鍵合、玻璃-金屬共晶鍵合等，以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)健、低應(yīng)力、高可靠性的界面連接。

4、熱管理：雖然玻璃基板熱穩(wěn)定性好，但熱導(dǎo)率通常低于金屬，需要優(yōu)化散熱設(shè)計(jì)或采用新型熱管理材料以應(yīng)對(duì)高功率芯片的散熱需求。

5、成本問(wèn)題：玻璃基板的制造與加工成本目前高于傳統(tǒng)有機(jī)基板，需通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和規(guī)?；a(chǎn)降低成本，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

6、產(chǎn)業(yè)鏈整合與標(biāo)準(zhǔn)化：推廣玻璃基板需要產(chǎn)業(yè)鏈各方（設(shè)備、材料、封裝服務(wù)、終端用戶）的協(xié)作與標(biāo)準(zhǔn)制定，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)生態(tài)的成熟與統(tǒng)一。

7、缺乏可靠的數(shù)據(jù)：與FR4、聚酰亞胺或味之素增粘膜 (ABF) 等傳統(tǒng)材料相比，長(zhǎng)期可靠性信息相對(duì)匱乏，可能需要數(shù)十年的數(shù)據(jù)來(lái)建立標(biāo)準(zhǔn)、性能指標(biāo)、和預(yù)期壽命。

四、AI高算力需求成為引爆點(diǎn)

玻璃基板不僅是材料上的革新，更是一場(chǎng)全球性的技術(shù)競(jìng)賽。玻璃基板可能成為各國(guó)共同完成的新領(lǐng)域，除基板制造商外，將吸引全球IT設(shè)備制造商和半導(dǎo)體企業(yè)參與。玻璃基板有望應(yīng)用在人工智能、高性能存儲(chǔ)與大模型高性能計(jì)算（基于光電子的計(jì)算和射頻、硅光集成、高帶寬存儲(chǔ)器）、6G通信領(lǐng)域。

▲預(yù)計(jì)未來(lái)幾年，先進(jìn)封裝市場(chǎng)復(fù)合增速約 10%

ChatGPT、Sora徹底引爆了人工智能，對(duì)數(shù)據(jù)中心和傳輸效率提出了更高的要求，尤其是對(duì)低功耗、高帶寬的光模塊的需求更加迫切。高算力Chiplet芯片離不開(kāi)Cowos、FOEB等先進(jìn)封裝平臺(tái)，AI芯片尺寸/封裝基板越來(lái)越大，玻璃基封裝被提上日程。未來(lái)AI芯片是各家搶占的高地，玻璃技術(shù)成為提效降本的翹板，用在需要更大外形封裝（即數(shù)據(jù)中心、人工智能、圖形）和更高速度功能的應(yīng)用程序和工作負(fù)載，期望玻璃基板能夠構(gòu)建更高性能的多芯片系統(tǒng)級(jí)封裝（SiP）。從當(dāng)前行業(yè)進(jìn)展來(lái)看，封裝基板要過(guò)渡到玻璃基板，預(yù)計(jì)還需要一些時(shí)間。玻璃芯基板的良性發(fā)展需要產(chǎn)業(yè)鏈上下游建立一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)，從材料端層層向下到制程端、設(shè)備端等，都需要革新。材料選擇、制程工藝的選擇、自動(dòng)化傳輸、結(jié)構(gòu)堆棧的設(shè)計(jì)這些都會(huì)影響最后的良率，供應(yīng)鏈需進(jìn)行一番整合，才有辦法達(dá)成量產(chǎn)的可能性。

在短時(shí)間內(nèi)，芯片基板市場(chǎng)的主流還依舊會(huì)是有機(jī)材料，畢竟技術(shù)迭代完成商業(yè)化轉(zhuǎn)身也需要一個(gè)過(guò)渡時(shí)期，但可以肯定的是，有機(jī)材料在芯片基板舞臺(tái)上的重要性會(huì)逐漸被玻璃取代，玻璃和有機(jī)基板將在未來(lái)幾年共存。

有預(yù)測(cè)稱，一旦實(shí)現(xiàn)玻璃基板的規(guī)模商業(yè)化，其將成為基板行業(yè)新的游戲規(guī)則改變者。

弘璽投研

一、玻璃基板

圖1 玻璃基板應(yīng)用于3維集成（圖源：廈門云天)

優(yōu)勢(shì)

1、低介電常數(shù)玻璃基板具有較低的介電常數(shù)，能夠有效降低信號(hào)傳輸過(guò)程中的延遲與損耗，這對(duì)于高頻高速信號(hào)傳輸要求極高的現(xiàn)代芯片而言至關(guān)重要。

2、高耐熱性和熱穩(wěn)定性玻璃基板的耐熱性和熱穩(wěn)定性較高，能夠適應(yīng)芯片在工作過(guò)程中產(chǎn)生的高熱量，保障芯片在高溫環(huán)境下的穩(wěn)定運(yùn)行。

3、高平整度玻璃基板的表面平整度高，有利于實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的線路制作與芯片封裝工藝。

4、良好的電氣絕緣性能玻璃基板的電氣絕緣性能優(yōu)異，可以有效防止電氣故障，提高半導(dǎo)體器件的安全性。

劣勢(shì)

1、成本高昂與有機(jī)材料相比，玻璃基板的生產(chǎn)成本相對(duì)較高，這可能會(huì)限制其在某些低成本產(chǎn)品中的應(yīng)用。

2、加工難度大雖然玻璃基板具有良好的加工性能，但在某些特定工藝上，如精細(xì)打孔和超薄切割等方面，仍存在一定的技術(shù)難度。

3、脆性玻璃基板雖然硬度高，但表現(xiàn)出一定的脆性，可能在加工、運(yùn)輸和安裝過(guò)程中導(dǎo)致破損。

二、柔性基板

圖2貼裝了射頻器件的柔性基板

優(yōu)勢(shì)

1、柔韌性和彎曲能力柔性基板能夠彎曲和折疊，適用于需要?jiǎng)討B(tài)連接或復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。

2、輕薄柔性基板通常比剛性基板更輕、更薄，適合空間有限的應(yīng)用。

3、良好的散熱性能由于其薄且靈活的特性，柔性材料有利于散熱，改善高散熱型產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

4、減少焊點(diǎn)應(yīng)力柔性基板可以減少焊點(diǎn)的應(yīng)力，提升連接可靠性。

5、動(dòng)態(tài)連接柔性基板可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)連接，支持立體化組裝設(shè)計(jì)。

劣勢(shì)

1、翹曲不可控柔性基板存在嚴(yán)重的翹曲問(wèn)題，可能影響組裝質(zhì)量和良率。

2、加工復(fù)雜柔性基板的加工過(guò)程比較復(fù)雜，尤其是形狀變化難以通過(guò)工具實(shí)現(xiàn)。

3、成本高柔性基板的單價(jià)比同面積的剛性板要高，且加工成本昂貴。

4、特性阻抗穩(wěn)定性差由于線路形狀不固定，柔性基板的特性阻抗穩(wěn)定性較差。

三、陶瓷基板

圖3 應(yīng)用于IGBT組件封裝的直接覆銅陶瓷基板

優(yōu)勢(shì)

1、優(yōu)異的絕緣性能陶瓷基板具有出色的絕緣性能，確保電子元件保持隔離并受到外部影響的保護(hù)。

2、低介電常數(shù)陶瓷基板的低介電常數(shù)有助于最小化信號(hào)損失和干擾，實(shí)現(xiàn)電路內(nèi)電信號(hào)的高效傳輸。

3、低熱膨脹系數(shù)陶瓷基板的低熱膨脹系數(shù)確保了電子元件在不同熱條件下的結(jié)構(gòu)完整性和可靠性。

4、高熱導(dǎo)率陶瓷基板具有高熱導(dǎo)率，能夠有效散熱，防止熱量積聚。

5、氣密性好和化學(xué)穩(wěn)定性陶瓷基板具有出色的氣密性和化學(xué)穩(wěn)定性，適用于需要高度防護(hù)環(huán)境因素的應(yīng)用。

劣勢(shì)

1、脆性陶瓷基板具有一定的脆性，處理時(shí)可能存在破損風(fēng)險(xiǎn)。

2、成本高高性能陶瓷基板的制造成本較高，尤其是采用HTCC等早期技術(shù)的基板。

3、尺寸精確度略差某些陶瓷基板（如LTCC）的尺寸精確度有待突破。

總結(jié)

玻璃基板以其低介電常數(shù)、高耐熱性和高平整度在高頻高速信號(hào)傳輸中具有優(yōu)勢(shì)；柔性基板則以其柔韌性和輕薄特性適用于動(dòng)態(tài)連接和復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)的應(yīng)用；而陶瓷基板則以其優(yōu)異的絕緣性能、低熱膨脹系數(shù)和高熱導(dǎo)率在高功率、高頻和高可靠性要求的芯片產(chǎn)品中表現(xiàn)出色。在選擇封裝材料時(shí)，需要綜合考慮具體應(yīng)用的需求和各種材料的優(yōu)缺點(diǎn)。

(源自：陶瓷基板，侵權(quán)刪）

應(yīng)用領(lǐng)域

建筑橋梁結(jié)構(gòu)的加固、補(bǔ)強(qiáng)和修復(fù)；雷達(dá)罩、發(fā)動(dòng)機(jī)部件、雷達(dá)天線；坦克裝甲車車體、結(jié)構(gòu)體、車輪轂、扭力桿和套管；體育滑水板、高山滑雪板、沖浪板等。玄武巖纖維單向布是目前國(guó)內(nèi)玄武巖纖維制品中最成熟產(chǎn)品。

玄武巖纖維多軸向織物（國(guó)防類、民用類、消防類、汽車類）

應(yīng)用領(lǐng)域

風(fēng)力發(fā)電葉片，船舶；汽車，高速列車，體育用品；航天，航空，防彈，防護(hù)等領(lǐng)域；

1)適于造船業(yè)、大型鋼結(jié)構(gòu)和電力維修的現(xiàn)場(chǎng)電焊、氣割的防護(hù)用品、防火布圍墻；

2)紡織、化工、冶金、劇院、軍工等通風(fēng)防火和防護(hù)用品、消防頭盔、護(hù)頸織物；

3)玄武巖纖維防火布為不燃材料，在1000℃火焰作用下，不變形、不爆裂，可在潮濕、蒸氣、煙霧、含化學(xué)氣體的環(huán)境下起到防護(hù)作用。還適用于避火消防服、隔火簾、防火毯、防火包。

玄武巖纖維復(fù)合板材（建筑類、國(guó)防類、民用類、汽車類）

應(yīng)用領(lǐng)域

可用于飛機(jī)、高速列車、輕軌列車、船舶、汽車、橋梁等交通工具；軍工的結(jié)構(gòu)件和承重件；武器裝備的金屬替代品；民用防火門；建筑隔斷；防火構(gòu)件；建筑加固；木材增強(qiáng)。