Màn hình Samsung, LG lệ thuộc nặng nề công nghệ Mỹ, Nhật

Theo truyền thông Hàn, mặc dù các công ty địa phương dẫn đầu về sản xuất màn hình, họ lại không tránh được việc phải phụ thuộc lớn vào công nghệ nước ngoài. Họ đã đánh bại Nhật Bản một cách nhanh chóng để vươn lên trở thành quốc gia dẫn đầu, nhưng vẫn không thể đảm bảo được các công nghệ cơ bản cho việc sản xuất màn hình LCD và OLED. Các công nghệ cơ bản quan trọng thực ra lại được phát triển từ trước bởi doanh nghiệp nước ngoài, đến từ Nhật Bản và Hoa Kỳ.

Gần như không có doanh nghiệp Hàn Quốc nào tự tạo ra sự khác biệt của bản thân trong lĩnh vực R&D, đặc biệt là với các loại vật liệu thế hệ mới dùng trong màn hình. Nguyên nhân đến từ việc Hàn Quốc vẫn chưa thể vượt lên trên về công nghệ, trong khi mức độ phức tạp để triển khai loại sản phẩm mới ngày càng tăng. Nhiều rủi ro tiềm tàng trong ngành công nghiệp vật liệu Hàn Quốc.

Bên trong nhà máy Samsung Display

Samsung Display, LG Display phụ thuộc vào nguồn nguyên vật liệu từ bên ngoài

Sau khi Hàn Quốc sản xuất được tấm nền LCD đầu tiên vào năm 1995, họ nhanh chóng dẫn đầu thị trường với thị phần 35% vào năm 2006. Giá trị xuất khẩu màn hình lần đầu tiên vượt mốc 10 tỷ USD, tháng Mười năm 2006. Họ bắt đầu xây dựng hệ sinh thái cho mình bằng cách đánh bại Nhật, bản địa hóa các thành phần liên quan. Nhưng với các loại quan trọng có độ khó cao, họ không thể. Thị trường chất bán dẫn tinh thể lỏng bị kiểm soát hoàn toàn bởi Merck (Đức) và Chisso (Nhật Bản) có một sự hiện diện nhỏ. Merck đang cố mở rộng mảng kinh doanh tinh thể lỏng từ màn hình sang cả viễn thông, chiếu sáng, cửa sổ thông minh,...

Các hãng Hàn Quốc bị lệ thuộc 100% vào doanh nghiệp nước ngoài, đối với kính bề mặt và kính bảo vệ. LG Chem đã đầu tư thành công vào sản xuất tấm kính dựa trên bí quyết học hỏi từ Schott (Đức), cũng đã thương mại nó. Tuy nhiên ảnh hưởng không đáng bao nhiêu nếu so về kỹ thuật, sản lượng. Thị trường vẫn bị những cái tên như Corning, NEG (Nippon Electric Glass), Asahi Glass, và Schott kiểm soát.

Asahi Glass là một trong những hãng sản xuất kính lớn nhất thế giới

Hàn Quốc thương mại hóa tấm nền OLED trên quy mô lớn đầu tiên, Samsung đang kiểm soát thị trường OLED di động và LG thống trị phân khúc OLED cỡ lớn cho TV, thị phần gộp của họ chiếm trên 90% toàn thị trường. Tuy nhiên, thực tế là cả hai đều lệ thuộc lớn vào các doanh nghiệp nước ngoài cho những thành phần, thiết bị và vật liệu quan trọng. Chúng có hàm lượng công nghệ rất cao và lại đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất.

Theo một báo cáo năm 2017, Hàn Quốc cũng biết rõ sự lệ thuộc của mình vào nguồn nguyên liệu quan trọng từ nước ngoài. Ngành công nghiệp màn hình phụ thuộc 100% vào nhựa Pi cho các tấm nền OLED dẻo. Samsung đã liên doanh với Ube Industries (Nhật Bản) thành lập SU Materials, công ty cung cấp vật liệu cho họ sản xuất tấm nền. Trong khi LG Display thì nhập hàng từ Kaneka Corporation (Nhật Bản). Ngoài ra còn một số công ty Nhật khác cũng cung cấp tấm nhựa này. Nhựa Pi mà các họ nhập là một thành phần cần thiết cho tấm nền OLED, đóng vai trò đóng gói và bảo vệ các phần nhạy cảm khỏi oxy và hơi ẩm.

Sumitomo đang cung cấp tấm nhựa dẻo trong suốt cho mẫu Galaxy Fold của Samsung

Đối với loại nhựa Pi xuyên thấu, thành phần tạo nên tấm nền TOLED (OLED xuyên thấu), Hàn Quốc cũng phụ thuộc nặng nền vào Nhật Bản. Loại này có thể được đưa vào danh sách hạn chế nhưng còn tùy vào hàm lượng và các loại khác nhau được dùng theo nhu cầu mỗi công ty. Các công ty Hàn sẽ phải tìm đến các hãng bên ngoài từ Đài Loan, Trung Quốc để thay thế. Họ phải giảm sự phụ thuộc nếu muốn duy trì sản xuất.

Idemitsu Kosan từ Nhật Bản đang 27% thị trường vật liệu phát sáng, các chất nằm trong lớp EML (Emitting Layer) của tấm nền. Tập đoàn này kiểm soát hoàn toàn loại huỳnh quang xanh dương, vốn đòi hỏi công nghệ phức tạp nhất. Phần đông ngành công nghiệp tin rằng phát triển loại vật liệu mới thay thế Blue EML của họ là bất khả thi, vì có thể xảy ra tranh chấp bằng sáng chế. Thực tế, LG Display từng ký thỏa thuận mua vật liệu và xin cấp phép từ công ty Nhật.

Trong khi đó, UDC (Universal Display Corp) của Mỹ nắm giữ những công nghệ cơ bản của loại vật liệu lân quang đỏ và xanh lá. Ảnh hưởng của UDC đối với các hãng sản xuất màn hình OLED giống như ARM với các thiết bị di động hiện nay. Cả Samsung, LG, BOE,... đều phải xin cấp phép và mua vật liệu từ hãng. Ngoài ra, Merck của Đức cũng có tham gia cung cấp vật liệu hữu cơ quát quang và là một tên tuổi lớn khác.

Chẳng cần tham gia sản xuất, Nhật vẫn ràng buộc tất cả các hãng màn hình OLED cần đến họ

Một đại diện của nhà sản xuất vật liệu thừa nhận không thể thay thế vật liệu từ UDC. "Không hề đơn giản để chúng tôi có thể tự phát triển vật liệu của riêng mình. Thực tế là ngành này thiếu tính cạnh tranh và có nhiều công ty nhỏ hoạt động ở đây". Phân tích các bằng sáng chế để tránh đụng độ họ ở tòa là một việc rất khó.

Các hãng Hàn Quốc sở hữu 80% thị phần bộ lọc màu, 20% còn lại chủ yếu là Nhật Bản. Tuy nhiên, họ lại phụ thuộc hoàn toàn vào nguồn nguyên liệu thô từ nước ngoài. Để tạo thành các phần của bộ lọc màu RGB (Red, Green, Blue), họ nhập khẩu tất cả từ châu Âu và Nhật Bản. Hiệp hội Hiển thị Thông tin Hàn Quốc "cay đắng" thừa nhận: "Mặc dù các doanh nghiệp Hàn Quốc có thị phần cao trong một số lĩnh vực, hầu hết họ phụ thuộc vào các doanh nghiệp nước ngoài để nhập nguyên liệu rồi tạo nên sản phẩm của mình".

Hầu như các công nghệ cơ bản, bằng sáng chế, đều bị sở hữu từ trước bởi các doanh nghiệp Nhật Bản và Hoa Kỳ. Các thành phần khác trong tấm nền OLED như HIL (Hole Injection Layer), HTL (Hole Transporting Layer), và ETL (Electronic Transporting Layer), đều dính dáng đến Nhật và Mỹ. Nói đơn giản, họ có công nghệ nguồn mà các quốc gia khác phải phụ thuộc nếu muốn sản xuất màn hình OLED.

Trong buổi bình minh của OLED, Kodak (Mỹ), Đại học Kyushu và Yamagata của Nhật, Đại học Cambridge (Anh) đã đặt những viên gạch đầu tiên

Cho đến các máy móc thiết yếu cần để chế tạo tấm nền

Quy trình sản xuất màn hình OLED có hai phương pháp chính là lắng đọng chân không và in phun mực. Trong đó loại lắng đọng chân không đang được sử dụng rộng rãi. Hệ thống CVD và mặt nạ bóng cho quy trình này chủ yếu do Canon Tokki và Dai Nippon Printing cung cấp, hai công ty Nhật có trình độ kỹ thuật cực cao trong ngành. Ngoài ra, hệ thống litho có giá đắt nhất trong các nhà máy sản xuất LCD và OLED, được sản xuất bởi Canon, Nikon, Applied Materials (Mỹ) và một số công ty nước ngoài khác.

Hiện tại, người ta đang có xu hướng chuyển dịch lên phương pháp in phun mực. Đây được xem là lựa chọn giá rẻ của tương lai, giúp nâng cao hiệu suất chế tạo tấm nền OLED. Mặc dù Samsung và LG đã bắt đầu tìm hiểu về nó, nhưng chủ yếu các hoạt động nghiên cứu đã được tiến hành từ trước bởi nước ngoài. Trong đó, Nhật Bản nắm nhiều công nghệ cơ bản, còn Merck của Đức cùng hai công ty Mỹ 3M và Dupont đang phát triển các loại vật liệu liên quan. Các hãng như UDC và Idemitsu Kosan, Sumitomo Chemical cũng rất tích cực nghiên cứu về vật liệu hữu cơ thế hệ mới.

Một hệ thống máy móc của Canon Tokki

Về thiết bị in phun mực, Tokyo Electron (Nhật) và Kateeva (Mỹ) là những hãng dẫn đầu có sức cạnh tranh vượt trội. Hai công ty SEMES (Samsung) và LG PRI (LG) cũng đang phát triển các hệ thống như này. Tuy nhiên, ngành công nghiệp tin rằng họ chưa thể vượt qua được các đối thủ Nhật và Mỹ nếu triển khai trong thực tế. Hơn nữa, OLED in phun mực đã được thương mại hóa đầu tiên bởi công ty JOLED, dựa trên nền tảng công nghệ của Sony và Panasonic. Họ đã hoàn thiện quy trình sản xuất và cung cấp tấm nền cho các màn hình y tế Sony, màn hình đồ họa Asus, ngoài ra còn đồng ý chuyển giao công nghệ cho AUO (Đài Loan). JOLED mong muốn thiết lập in phun mực là tiêu chuẩn mới để chế tạo tấm nền OLED, dựa vào ưu thế giá rẻ hơn lắng đọng chân không.

Nỗ lực nghiên cứu về vật liệu mới cho màn hình OLED cũng rất hạn chế. Các màn hình hiện nay của chúng ta dùng huỳnh quang (xanh dương) và lân quang (đỏ, xanh lá). Người ta đã tìm ra loại vật liệu thế hệ mới là TADF (Thermally Activated Delayed Fluorescence), đặc biệt phù hợp để làm diode Blue. Chúng có hiệu suất cao như lân quang, trong khi chi phí lại rẻ như huỳnh quang hiện tại, và khắc phục vấn đề tuổi thọ kém của lân quang xanh dương. Tuy nhiên, hầu như nỗ lực nghiên cứu đều đến từ châu Âu và Nhật, với hai công ty Cynora của Đức và Kyulux của Nhật. Samsung và LG đều đã rót vốn cho công việc nghiên cứu của họ, với hy vọng thương mại hóa TADF Blue.

Mỹ và Nhật hầu như đã nắm trọn các công nghệ vật liệu cơ bản để sản xuất màn hình OLED, gồm huỳnh quang, lân quang và TADF

Quá trình nghiên cứu rất tốn kém và mất nhiều thời gian, do vậy các hãng Hàn Quốc thường không có nhiều lựa chọn. Một doanh nghiệp cung cấp vật liệu thừa nhận, họ không có nhiều lợi thế cạnh tranh ở đây. Đó là lý do mà Nhật hay Mỹ thường đi trước trong việc nắm giữ các bí quyết căn bản và quan trọng.

Chính phủ Hàn đã rất cố gắng bản địa hóa

Kỳ thực, loại nhựa dẻo mà Nhật hạn chế không đến mức không thể sản xuất ở Hàn Quốc. KOLON và SKC đang phát triển các sản phẩm có liên quan và sẽ tiếp tục tìm cách thương mại chúng. Chính phủ Hàn có hẳn một chương trình bơm tiền cho các công ty địa phương nghiên cứu và sau đó sản xuất hàng loạt nhựa trong suốt. Với nguồn vốn huy động từ cả khu vực nhà nước lẫn tư nhân gần 1,7 tỷ USD. Dự án dự kiến kéo dài 8 năm và được kỳ vọng sẽ tạo đòn bẩy cho ngành công nghiệp vật liệu, vốn rất yếu so với nước ngoài.

Màn hình Samsung và LG lệ thuộc nặng nề công nghệ cơ bản từ Mỹ và Nhật

Hiện tại, sản phẩm của Hàn Quốc làm ra bị đánh giá kém chất lượng hơn so với Nhật Bản. Đó là lý do vì sao mà lớp nhựa bao phủ của Galaxy Fold 2.000 USD được mua từ Sumitomo Chemical. Họ có kinh nghiệm và trình độ hơn hẳn Hàn Quốc trong lĩnh vực này. Một đại diện trong ngành công nghiệp chua chát thừa nhận, các công ty vật liệu Hàn thậm chí còn chưa có lãi hơn 10 năm nay. Và tất nhiên khi lợi nhuận mịt mù, dòng vốn đầu tư sẽ e ngại chảy vào hoạt động R&D vật liệu mới. Để vươn mình, họ cần có quyết tâm thương mại hóa từ các công ty, ý chí sắt đá của chính phủ hỗ trợ, từ đó biến các thất bại thành nền tảng cho công việc R&D sau này.

LG Display cho biết nhà máy OLED tại Quảng Châu, Trung Quốc sẽ ít chịu ảnh hưởng bởi lệnh hạn chế xuất khẩu, do họ đã tìm được các nhà cung cấp địa phương. Bên cạnh đó, CTO công ty cũng bổ sung rằng hãng đang thử nghiệm các chất khí từ Trung Quốc, Đài Loan, nhằm đa dạng chuỗi cung ứng. Lệnh cấm sẽ có ảnh hưởng đến ngành công nghiệp màn hình Hàn Quốc, nhưng sẽ không nghiêm trọng như ngành bán dẫn.