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你知道吗,显示屏里的这层薄膜,刚刚拿下了国家科技进步二等奖

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昨日,2025 国家科学技术奖励大会在北京隆重举行。京东方以 “面向智能显示的先进氧化物技术研究及产业化应用” 项目荣获国家科学技术进步奖二等奖。

氧化物技术,听上去很陌生的词语组合,但一个 “面向智能显示” 的定语,一下子就让它变得熟悉了起来 —— 你的手机、电脑、显示器、电视机,日常使用的显示设备背后,都有着它的身影。

屏幕拆开,关键在最底下那层

一块屏幕的核心由两层功能结构构成,一层负责画面呈现,LCD 依靠独立的背光模组发光,通过液晶层调节光线透过率来成像;OLED 则靠有机材料自主发光。这一层决定了屏幕的色彩、对比度和可视角度,定义了画质的上限。另一层就是驱动层,也就是 TFT 背板,它直接控制着刷新率、拖影表现、功耗水平、可实现尺寸与制造成本,托住了用户体验的下限。



如果打个比方,画面呈现层相当于密密麻麻的灯泡阵列,驱动层则是控制每一盏灯明灭的开关矩阵。

一块标准 4K 屏有 800 多万个像素,每个像素包含红、绿、蓝三个子像素,对应着数量对等的 TFT 开关,也就是说,你每点亮一次屏幕,背后就有两千多万个 TFT 晶体管在同时协同工作。

所以,发光层决定画质上限,驱动层托底体验下限。

过去三十年,驱动层的核心材料主要走过两代路线,非晶硅和低温多晶硅。它们各有先天局限,卡在行业发展的路上很多年。

第一代非晶硅(a-Si),造价便宜但反应迟钝,电子迁移率只有 0.5–1 cm²/V・s,勉强能支撑 120Hz 刷新率,到 240Hz 就难以达标,无法满足高端高刷显示的需求。几百块的入门电视、显示器基本都采用这种方案。

第二代低温多晶硅(LTPS),响应速度飞快但工艺娇贵,通过激光退火能把迁移率拉到 50 cm²/V・s 以上,旗舰手机屏几乎都用它。但它工艺复杂、良率偏低,做大尺寸屏幕成本会大幅攀升,同时产线投资动辄数百亿,难以向全尺寸场景普及。



第三代就是氧化物半导体,代表材料叫铟镓锌氧化物(IGZO),2004 年由日本东京工业大学细野秀夫团队提出。它不是每一项参数都做到了素质顶尖,但是在速度、成本、漏电、尺寸四个核心维度上都能做到均衡无短板,正是这份综合实力,让它成为了新一代显示驱动的主流技术。

比如它的关态电流比非晶硅低 2–3 个数量级,能让屏幕在静态显示时把刷新率降到极低水平,大幅降低待机功耗,这也是手机息屏显示能保持长续航的核心物理基础。

同时它的电子迁移率能做到 10–50 cm²/V・s,足够撑起 4K、240Hz 甚至 8K 等高规格显示参数。更关键的是,这种技术可基于现有非晶硅产线进行改造升级,无需像新建 LTPS 产线那样投入数百亿资金,规模化落地的门槛更低。

比如它的关态电流比非晶硅低 2–3 个数量级,电子迁移率又能做到 10–50 cm²/V·s,足够撑起 4K、240Hz 等高端参数。更关键的是,这种技术它省钱,可基于现有 a-Si 产线改造,不用再砸几百亿建新线。

量产三道坎:横在实验室与产业化之间的鸿沟

实验室做出合格的样品从来不难,真正的门槛在于大规模量产,要保证长期稳定性、控制综合成本,还要支撑设备十几年的使用寿命,这三道关卡整整卡了行业十余年。

第一道坎来自材料本身的特性。氧化物半导体对光照、温度、湿度与长期偏压都十分敏感,工作中容易出现阈值漂移与图像残影问题,需要通过氮氧比例精准调控、界面钝化层设计、驱动电路补偿等多个环节协同优化才能解决。

第二道坎在于材料兼容性。高刷新率需要低电阻的铜布线来保障信号传输速度,但铜原子极易扩散进入氧化物层,污染有源区域,导致器件失效。必须在铜布线与氧化物层之间搭建致密的扩散阻挡层,才能解决这一问题。

最难的是第三道坎,大尺寸基板的良率控制。对量产线来说,90% 良率只是入门门槛,95% 才算优秀,达到 98% 以上才能具备规模化的商业价值。这是覆盖材料、工艺、全产业链的系统工程,也是京东方这项技术的核心突破所在



在材料端,京东方通过优化铟镓锌元素比例、设计叠层结构、改进退火工艺,将氧化物迁移率提升至 30cm²/V・s 以上的高迁氧化物水准,同等性能下可以缩小 TFT 器件尺寸,让屏幕拥有更高的通透度与亮度表现。

工艺端,京东方突破了铜扩散阻挡层与铜 / 氧化物界面工程难题,成为国内最早实现 “铜布线 + 氧化物背板” 大规模量产的厂商之一。

在量产落地层面,南京 G8.5 全氧化物 TFT-LCD 产线已实现月产 6 万片玻璃基板的规模,公开数据显示其产能占到全球 IPS 技术氧化物 LCD 产能的约 20%,是国内氧化物 LCD 量产能力的核心标杆。

同时京东方也在 OLED 赛道同步布局。

旗舰手机常用的 LTPO 技术全称为低温多晶氧化物,核心是在 LTPS 驱动架构中引入氧化物器件作为开关管,利用氧化物超低漏电的特性实现 1Hz 低频刷新,技术名称里的 “O” 正是指代氧化物。京东方已实现 LTPO OLED 背板的量产出货,完成了 LCD 与 OLED 双赛道的技术覆盖。

国内产业矩阵:四条路线并行的集体突围

京东方并非孤军奋战,国内氧化物产业已经形成了分工清晰的发展矩阵,四条技术路径并行推进,各自锚定不同的主攻方向。

京东方走的是全尺寸全场景的平台化路线,用氧化物技术实现 LCD 的高端化升级,同时推动 OLED 背板的低功耗迭代。

TCL 华星聚焦 IT 赛道的性能突破,深耕高迁移率与低功耗技术,推出的分区分频驱动方案能将静态显示区域的刷新率降至 1Hz 以下,让办公场景的功耗下降 50% 以上,相关技术已经在荣耀平板等主流产品中落地。



惠科则主打大尺寸性价比路线,依托 8.6 代大尺寸产线将氧化物技术下放到主流显示器与笔记本产品;深天马则瞄准小尺寸高可靠场景,主攻车载、工控与医疗显示领域,能适应高温暴晒、低温冷启动、常年不间断运行的严苛环境,达到车规级标准,是国内车载氧化物面板的核心供应商之一。

根据公开数据估算,2024 到 2025 年,国内主要氧化物产线的量产面积同比增速始终保持在双位数水平,中国大陆已经成为全球氧化物 LCD 产能的核心中心,全产业链基本实现自主可控。

全球坐标系,中韩各有优势的赛道分野

放在全球产业坐标系里看,中韩两国在氧化物赛道上各有领先,形成了差异化的竞争格局。

韩国企业的优势集中在高端 OLED 领域。无论是 LG 的 WOLED 还是三星的 QD-OLED,氧化物背板都是其核心技术支撑。在器件可靠性的底层研究、大尺寸 OLED 的量产经验,以及上游材料设备的配套体系上,韩国企业比中国大陆早起步 5 到 10 年,这是历史积累形成的客观差距。

而中国厂商的领先,则体现在体量最大的主流赛道上。氧化物 LCD 的最大产能、最高良率与最快放量速度都集中在中国大陆,三星与 LG 已经基本退出或是大幅收缩了大尺寸 LCD 氧化物业务;在笔记本、平板、显示器组成的 IT 赛道,中国厂商更是氧化物技术渗透的绝对主力。

简单来说,在 OLED 背板这条最高端的细分赛道上,韩国企业仍有深厚的技术积累;但在氧化物 LCD 与 IT 氧化物这个体量最大的主赛道上,中国已经走到了世界第一

更值得关注的是,这种领先并非单纯依靠规模与成本优势。从材料配方、器件结构到工艺路线、驱动方案,国内厂商已经实现了全链条的自主研发,上游的靶材、生产设备也在稳步推进国产化。和十年前 “采购日韩设备 + 进口日韩材料 + 本土组装” 的模式相比,早已是天差地别。

一场安静的中国智造升级

对普通用户来说,其实也可以通过产品定位,大致判断自己手中的设备是否采用了氧化物背板。

目前中高端 120Hz 以上刷新率的笔记本与平板,基本都搭载了氧化物背板,2000 元以上的办公显示器与电竞屏,也大多采用氧化物方案,中端高刷 LCD 手机中的主流机型也都使用了氧化物背板。

而所有旗舰 OLED 手机的 LTPO 自适应刷新率技术,核心都离不开氧化物背板,1 到 120Hz 的动态调节正是依托它实现,所有 OLED 电视,背板都必须采用氧化物 TFT。只有入门级电视与入门显示器,目前仍以传统的非晶硅方案为主。

一个更简单的判断标准是,只要设备支持 120Hz 以上高刷新率,或是支持动态刷新率调节,又或是采用了 OLED 屏幕,其背板大概率就搭载了氧化物 TFT 技术。



从国家层面而言,国家科学技术进步奖表彰的从来不是实验室里的发明,而是针对技术的产业化能力。

氧化物半导体并非中国原创,但把这项技术打磨成能支撑大尺寸、高刷新率、低功耗、低成本量产的成熟方案,并且在全球体量最大的显示赛道做到产能领先,是中国显示产业深耕十几年的成果。

它没有芯片领域的惊心动魄,也没有 AI 赛道的话题热度,但它却是一场典型的渐进式产业升级,它不颠覆 LCD 技术,却让传统 LCD 实现了高刷与低功耗兼得;它不替代 OLED 路线,却让 OLED 做到了低频常亮与长续航共存;它没有天花乱坠的概念,却把 “成本可控的下一代显示” 真正变成了触手可及的产品。

京东方这次获奖,与其说是某一家企业的胜利,不如说是中国显示产业整体从追赶到并跑、在部分赛道实现领跑的一个阶段性注脚。下次当你拿起手边的高刷手机、翻开轻薄的笔记本时,不妨留意一下屏幕的边缘,那层几乎看不见的氧化物薄膜里,真真实实藏着一场安静却扎实的中国智造的产业升级。

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