眾所周知，應用材料公司最廣為人知的是為全球邏輯芯片和存儲芯片的生產提供設備，同時長期以來，我們也利用材料工程專長來解決相鄰終端市場的技術挑戰。
其中最佳示例之一就是我們的顯示業務。2024年10月，應用材料公司慶祝顯示器制造設備創新30周年！我們在推動關鍵顯示技術變革方面有悠久的傳統，并且有能力在下一次重大技術變革中也處于領先地位——即將高端智能手機中先進的OLED顯示技術應用于成千上百萬的設備，從AR/VR頭顯到平板電腦、個人電腦和電視。
利用半導體技術打造顯示器
我們的顯示技術創新歷程始于20世紀90年代中期。當時，計算機行業希望以更薄、更輕、更耐久、更節能的新一代顯示設備取代陰極射線管（CRT）顯示器。在應用材料公司，我們意識到我們為在硅晶圓上制造晶體管而設計的一些半導體技術可以擴展到用于制造消費電子產品液晶顯示（LCD）屏幕的玻璃基板上。
我們首款顯示產品是化學氣相沉積（CVD）系統，這對于制造控制LCD像素開關的晶體管至關重要。憑借應用材料公司在介電沉淀技術領域的專長，我們協助顯示行業各個世代玻璃基板尺寸增大的規模生產，每次都降低了LCD技術的成本，使其適用于越來越大的筆記本電腦，最終適用于臺式顯示器和電視機。這場LCD革命對電視尺寸的增加產生了重大影響，因為CRT技術將顯示面積限制在40英寸左右。當年最大的CRT電視——索尼PVM-4300擁有43英寸屏幕，重量超過400磅，與如今常見的接近100英寸的輕薄LCD電視相去甚遠。
在此過程中，我們又將物理氣相沉積（PVD）技術引入顯示市場，利用我們創新的旋轉陰極技術實現更快、更低功耗的顯示晶體管。我們還將電子束（eBeam）技術應用于顯示制造，使客戶能夠檢測晶體管，并無損地查看和分析顯示器中的缺陷。我們實現了在線檢測，提高了制造生產率、良率和成本效益。
我們在材料工程和大規模量產制造方面的專業知識協助客戶創建了全球LCD顯示行業，最終將市場規模擴大到每年數億臺。然而，這僅僅是個開始。
第二輪增長大潮在下一個十年隨著移動革命而來。智能手機市場迎來爆炸式增長，大家開始尋找新材料和新結構，來生產出這些較小顯示屏所需的更高圖像分辨率，同時實現更薄的外形和更低的功耗以延長電池壽命。半導體行業開始不斷追求芯片性能、功耗、面積成本和上市時間（PPACt）的改進。在此，應用材料公司利用在改進芯片晶體管和布線方面的專業知識，幫助全球領先品牌的高端智能手機實現導入新一代有機發光二極管（OLED）顯示屏。
首先，我們協助實現一種名為“低溫多晶硅”（LTPS）的新型晶體管讓顯示性能得到顯著提升。盡管LTPS的制造比之前的技術更復雜，但它可以實現更高的OLED像素密度，從而提高分辨率。由于OLED材料脆弱易損，我們開發了CVD技術用于OLED薄膜封裝，能夠密封并保護OLED薄膜免受空氣和水氣的影響。
這些新技術導入促進了OLED在智能手機這一最大銷量的消費電子產品類別中的普及應用。對于材料工程規格要求更高的OLED顯示屏促進了新一輪的工廠及設備投資，也增加了應用材料公司的顯示收入，并幫助公司成為全球最大的顯示設備制造商之一，在其目標市場領域中占據領導地位。
近年來，盡管顯示行業處于調整期，我們仍繼續投資鞏固自身的技術領先地位，并加強我們在CVD、PVD、薄膜封裝以及電子束測試與檢測領域的核心產品能力。我們還采用了半導體業務的另一概念：整合材料解決方案，將多個相鄰的工藝步驟結合在一個高真空系統中，來保護及精心設計出越來越薄的材料層之間的界面。這種“工廠中的工廠”方法正在幫助我們的顯示客戶開發新一代更快且功耗更低的晶體管，為未來制造出更多令人興奮的消費電子設備添磚加瓦。
為迎接下一輪增長而積極創新
過去30年的顯示創新主要集中在從CRT向LCD的過渡，將薄型顯示屏應用從最小的筆記本電腦擴展到最大的電視，并為高端智能手機提供最佳顯示技術。如今，顯示行業正處于另一個重大轉折點的邊緣：將OLED的滲透擴展到每年銷售的數億臺平板電腦、筆記本電腦和IT顯示器。一旦OLED制造能夠實現在這些顯示器中使用的更大玻璃面板的規模化，消費者可以期待更亮的顯示屏、更廣的視角、更高的分辨率和刷新率、更薄甚至可彎曲的屏幕，以及更低的功耗和更長的電池壽命。
將OLED技術引入這些IT類設備對顯示行業來說是一個巨大的機會，因為將每年此類LCD屏幕銷售數量乘以其中較大屏幕面積，意味著這是比智能手機大幾倍的市場機會。
加速這些終端市場中OLED的普及可能需要數十億美元的新工廠設備投資。將電視市場轉換為OLED技術將需要另一項巨大的新顯示制造能力投資，并需要多年高產量的生產。
隨著我們踏上下一個30年的旅程，應用材料公司將始終專注于利用我們的材料工程和大規模制造專業知識為顯示行業帶來更多令人興奮的創新。在未來幾十年中，這個行業將變得更加充滿活力。
關于作者
馬克斯·麥丹尼爾先生現任應用材料公司顯示及柔性技術事業群首席營銷官。他曾在高科技設備公司的工程、營銷及財務管理部門任職超過25年。麥丹尼爾先生于2003年加入應用材料公司。在此之前，他在半導體和LCD設備制造商Watkins-Johnson公司任職超過12年，擔任研發、工程與市場等職務。麥丹尼爾先生擁有加州大學克魯茲分校的物理學學士學位，以及圣路易斯華盛頓大學工商管理碩士學位。
關于應用材料公司
應用材料公司（納斯達克：AMAT）是材料工程解決方案的領先企業之一，全球幾乎每一個新生產的芯片和先進顯示器的背后都有應用材料公司的身影。憑借在規模生產的條件下可以在原子級層面改變材料的技術，我們助力客戶實現可能。應用材料公司堅信，我們的創新實現更美好的未來。
