Transcript 面板產業發展與產業供應鏈規劃分析

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面板產業發展與產業供應鏈規劃分析
陳盈彥
國立虎尾科技大學工業管理系 副教授
2014/05/28
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自我介紹


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
姓名：陳盈彥
現職：國立虎尾科技大學工業管理系 副教授
電話：(05) 6315716
E-mail：[email protected]
學歷：國立清華大學工業工程與工程管理博士
經歷：友達光電股份有限公司 製造總部-工業工程部
專長：生產管理、系統模擬、供應鏈管理
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Agenda
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




TFT-LCD面板產業發展與產業供應鏈分析
TFT-LCD面板製造商之產品分析 (Product View)
TFT-LCD面板製造商之生產製程 (Process View)
TFT-LCD面板製造商之生產鏈分析 (Production Chain View)
TFT-LCD面板製造商之物料分析 (Material View)
TFT-LCD產業之階層式先進規劃與排程
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Agenda
1





TFT-LCD 面板產業發展與產業供應鏈分析
TFT-LCD面板製造商之產品分析 (Product View)
TFT-LCD面板製造商之生產製程 (Process View)
TFT-LCD面板製造商之生產鏈分析 (Production Chain View)
TFT-LCD面板製造商之物料分析 (Material View)
TFT-LCD產業之階層式先進規劃與排程
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全球平面顯示器面板產業
大尺寸
TFT-LCD面板
電漿面板(PDP)
有機電激發光
顯示面板(OLED)
小尺寸
TFT-LCD面板
扭轉/ 超扭轉液晶顯示面
板(TN/STN-LCD面板)
真空顯示器(VFD)
微型顯示器
(Microdisplay)
Microdisplay (微型顯示器)：應用於投影機、背投電視等。
OLED (有機發光二極體)(Organic Light Emitting Diode)
VFD (真空管光顯示器，亦稱螢光顯示幕)(Vacuum fluorescent display)：應用於音響、錄放影機等。
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TFT-LCD
Thin Film Transistor—Liquid Crystal Display
薄膜電晶體液晶顯示器
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薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD)模組
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發光原理

TFT-LCD面板為在兩片平行的玻璃中放置液晶，上層
為彩色濾光片基板，下層為薄膜電晶體基板，透過電
壓調控液晶旋轉的方向，改變光線明暗的變化。
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TFT-LCD: 三明治的構造
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生產製程(manufacturing process)
陣列製程
TFT device
Module Process
Cell Process
Array Process
組立製程
模組製程
Glass Substrate
Polarizer
Sealant
Spacers
ITO layer
Passivation layer
R
G
B
Glass Substrate
B/M
Color Filter Process 彩色濾光片製程
製程影片介紹
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TFT Panel
CF Panel
TFT-LCD基板世代尺寸演變
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TFT-LCD 產品結構
偏光板
彩色濾光片
驅動IC
玻璃基板
背光模組
印刷電路板
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2010~2014年我國平面顯示器面板產業產值趨勢
年度
次產業別
TFT LCD (>10″)
TFT LCD (<10″)
TN/STN LCD
OLED
其他
總計
2010
9,557.4
1,499.3
209.8
78.9
4.4
11,349.8
2011
7,548.9
1,733.5
164.0
69.4
4.0
9,519.8
單位：新台幣億元
資料來源：工研院、經濟部ITIS計畫(2014/02)
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2012
7,003.2
1,933.5
124.7
64.9
4.3
9,130.6
2013
7,203.7
2,243.3
78.6
68.0
4.6
9,598.1
2014(e)
7,582.3
2,198.6
74.7
76.2
4.5
9,936.3
Agenda

2




TFT-LCD面板產業發展與產業供應鏈分析
TFT-LCD 面板製造商之產品分析 (Product View)
TFT-LCD面板製造商之生產製程 (Process View)
TFT-LCD面板製造商之生產鏈分析 (Production Chain View)
TFT-LCD面板製造商之物料分析 (Material View)
TFT-LCD產業之階層式先進規劃與排程
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產品階層(product hierarchy)

TFT-LCD面板製造業的產品階層架構可分為：
產品族
(Product Group)
最終產品
(Product Model)
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產品應用(product application)

TFT-LCD之產品應用：



資訊應用：LCD Monitor、Notebook
視訊應用：LCD TV、汽車導航顯示器、工業顯示器產品
其他應用：Digital Camera/Video、Cellular Phone、Personal Digital
Assistant (PDA)、數位行動裝置(Mobile TV)
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產品尺寸(product size)

將產品尺寸區分為三大類：
產品分類
小尺寸產品
中尺寸產品
大尺寸產品
尺寸
10吋以下
10～22吋
22吋以上
產品應用
1.數位相機/攝影機
1.桌上型液晶顯示器
1.液晶電視
2.行動電話
2.筆記型電腦
2.工業顯示器產品
3.個人數位助理
4.數位行動裝置
5.汽車導航顯示器
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產品解析度(product resolution)/ 產品機種(product model)


產品解析度(product resolution)
解析度（mm*mm）
對應名稱
適合尺寸
640*480
VGA
14”
800*600
SVGA
15”
1024*768
XGA
17”
1280*1024
SXGA
19”
1600*1200
UXGA
20”
2048*1536
QXGA
21”
產品機種(product model)
 TFT-LCD面板在相同的產品應用別、尺寸別與解析度別之下，
又可依據色彩飽和度與視角分成數種不同的產品機種，分別
具有不同的表現績效。
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產品分級 v.s. 顧客指定產品等級
Glass
Material
Color Filter
Process
Customer
Allocation
CF
庫存
Glass
Material
LCD
庫存
TFT
庫存
Cell Process
顧客產
品需求
最終產
品庫存
Module Process
Array Process
Glass
CF
CF
正品
Color Filter Process
0.05
Y品
D品
Z品
……
Glass Array Process Array Array
……
不良
0.8
0.9
0.05
Y品
D品
Z品
……
Cell Process
0.6
正品 0.2
A
B
C
D
E
F
G
H
甲
乙
丙
丁
戊
己
庚
不良
顧客指定等級限制
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Agenda


3



TFT-LCD面板產業發展與產業供應鏈分析
TFT-LCD面板製造商之產品分析 (Product View)
TFT-LCD 面板製造商之生產製程 (Process View)
TFT-LCD面板製造商之生產鏈分析 (Production Chain View)
TFT-LCD面板製造商之物料分析 (Material View)
TFT-LCD產業之階層式先進規劃與排程
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生產製程(manufacturing process)

TFT-LCD的生產製程可分為三個主要製程：Array、Cell、Module



因為製程特性不同，因而分為Array、Cell、Module三個廠區。
通常ArrayCell為連續製程，不會有不同世代互相調撥之情形。
各製程之主要限制：



Array—產能限制 (最重要，因設備十分昂貴)
Cell—產能限制 (通常產能會比Array大)
Module—物料限制 (物料Lead time長)
Array Process
Cell Process
Module Process
TFT device
Glass Substrate
Polarizer
Sealant
Spacers
ITO layer
Passivation layer
R
G
Glass Substrate
B
B/M
Color Filter Process
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TFT Panel
CF Panel
Array process
玻璃基板
重
複
五
至
七
次
洗
淨
成
膜
洗
淨
光阻塗佈
預
烤
曝
光
顯
影
硬
烤
蝕
刻
光阻剝離
檢
Source: http://www.lgphilips-lcd.com
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查
陣列基板完成
Cell process
PI液噴嘴
陣列
基板
刮刀頭
APR版
彩色
濾光片
A輪
洗
淨
P輪
印刷方向
配向膜塗佈/烘烤
基板
印刷平台
配
向
洗
淨
框膠印刷
LC Filling
TFT/CF 組裝
切裂/封口
偏光片貼附
檢
查
Cell完成
Source: http://www.lgphilips-lcd.com
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Module process
LCD panel
Drive IC接合
PCB焊接
背光源/框架
檢查
Source: http://www.lgphilips-lcd.com
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Agenda



4


TFT-LCD面板產業發展與產業供應鏈分析
TFT-LCD面板製造商之產品分析 (Product View)
TFT-LCD面板製造商之生產製程 (Process View)
TFT-LCD 面板製造商之生產鏈分析 (Production Chain View)
TFT-LCD面板製造商之物料分析 (Material View)
TFT-LCD產業之階層式先進規劃與排程
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TFT-LCD生產製程– 生產單位變化
Color
Filter
Lot式生產
Array
Module
Cell
……………切裂……………
Lot式生產
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sheet式生產
piece式生產
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piece式生產
TFT-LCD生產製程– 生產特徵
Color
Filter
4~7天
• 產能為主生產環境
• Job Shop / Flow Shop生產方式
• AGV / Conveyor搬運方式
• 生產週期時間為4~7天
• 包括了Black Matrix, R,G,B等製程
Array
7~10天
• 產能為主生產環境
• Job Shop 生產方式
• AGV 搬運方式
• 生產週期時間為7~14天
• 包括了清洗, 鍍膜, 曝光,
蝕刻與剝膜等製程
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Cell
2~3天
• 產能為主生產環境
• Job Shop / Flow Shop
生產方式
• AGV/Conveyor 搬運方式
• 生產週期時間為2~3天
• 包括了組立, 切裂, 灌液
晶等製程
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Module
2天
• 物料為主生產組裝環境
• Job Shop 生產方式
• 人工搬運方式
• 生產週期時間為2天
• 包括了實裝, 組立,
Burn In, M檢等製程
TFT-LCD階層式生產系統


Production Chain Level：
 以每個生產廠區為單位，而構成網路式的生產鏈系統。
Production System Level：
 依據每個生產廠區所從事的生產製程不同，展開成以工作
站或機台為單位而構成生產系統。
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TFT-LCD之Push-Pull Production Strategy


TFT-LCD生產鏈的生產策略一般採行接單後組裝模式。
(Assemble to Order；ATO)
Push-Pull Boundary在 Cell 與 Module 製程間的半成品庫存區。
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TFT-LCD產品分級
Glass
Material
Color Filter
Process
Customer
Allocation
CF
庫存
Glass
Material
LCD
庫存
TFT
庫存
Cell Process
顧客產
品需求
最終產
品庫存
Module Process
Array Process
Glass
CF
CF
正品
0.05
Y品
D品
Z品
不良
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……
Glass Array Process Array Array
……
不良
0.8
Y品
D品
Z品
……
Cell Process
Color Filter Process
0.9
0.05
0.6
正品 0.2
A
B
C
D
E
F
G
H
甲
乙
丙
丁
戊
己
庚
TFT LCD產品分級定義

Grading Multi-Dimensions Criteria：





Dot Defect：（Major）
 No. of Bright Dot
 No. of Dark Dot
 No. of Total Dot
Distance between defect dot：（Major） Dot Defect (No. of Bright Dot, No. of Dark Dot,
No. of Total Dot)
 Distance between Two Bright dot
亮線
刮傷
A Grade
 Range of Length
 Range of Width
Distance between
B Grade
defect dot
均勻度
C Grade
D Grade
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正品
Y品
D品
TFT-LCD 生產規劃限制與特色
限制分類
產能限制
(Capacity constraint)
細項




物料限制
(Material constraint)

製程限制
(Mfg. process constraint)




其他特殊限制
(Specific constraint)





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各廠總廠能限制。
各廠各產品總產能限制。
製程產能滿載限制。
設置時間(setup)限制。
關鍵性物料限制。
物料配對限制。
生產路徑限制。
生產批量(生產單位轉換)限制。
工程良率限制。
庫存容量限制。
生產前置時間限制。
運輸限制。
產品分級限制。
客戶指定材料供應商、出貨地限制。
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Agenda




5

TFT-LCD面板產業發展與產業供應鏈分析
TFT-LCD面板製造商之產品分析 (Product View)
TFT-LCD面板製造商之生產製程 (Process View)
TFT-LCD面板製造商之生產鏈分析 (Production Chain View)
TFT-LCD 面板製造商之物料分析 (Material View)
TFT-LCD產業之階層式先進規劃與排程
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TFT-LCD 產品組成
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主要物料(Bill of Material)

TFT-LCD面板的六大主要物料：
 玻璃基板(Glass)、彩色濾光片(Color Filter, CF)、偏光板
(Polarizer)、驅動IC、PCB、背光模組(Back-Light, BL)
LCM
Panel
Semi-finished Product
Glass
Gate-IC SourcePCB
Polarizer Source-IC
ColorFilter
Gate-side
Glass
Source-side
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Gate- BackLight
PCB
生產製程與主要物料之關聯 (Bill of Manufacturing)

TFT-LCD的生產製程與主要物料之關聯：
製程
Array
所需主要物料
Glass
Cell
TFT 基板(Array產出)
彩色濾光片(Color Filter)
偏光板(Polarizer)
Module
TFT-LCD面板 (Cell產出)
Drive IC
PCB
背光模組(BL)
Color
Filter
Glass
Color Filter
Array
Glass
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IC
Polarizer
Backlight
Module
Cell
TFT
PCB
半成品 Panel
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LCM
替代組配 v.s. 顧客承認不同組配
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Agenda





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TFT-LCD面板產業發展與產業供應鏈分析
TFT-LCD面板製造商之產品分析 (Product View)
TFT-LCD面板製造商之生產製程 (Process View)
TFT-LCD面板製造商之生產鏈分析 (Production Chain View)
TFT-LCD面板製造商之物料分析 (Material View)
TFT-LCD 產業之階層式先進規劃與排程
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TFT-LCD 產業之階層式先進規劃與排程
Production
Procurement
Capacity /
Product Mix Planning
PUSH Process
Mid - term
(monthly)
Critical Material
Planning
Supply
Network Plan
Supply Network
Planning
Material Plan
Product Group
(Resolution)
Demand Forecast
Array / CF / Cell
Daily Scheduling
Product
Array
/ CF
Array
現場排程
Operations
(Array
Scheduling
Operations
Scheduling)
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Module Final
Assembly Scheduling
Cell ATP
Module ATP
Customer
Order
Cell
Cell
現場排程
Operations
（Cell
Scheduling
Operations
Scheduling ）
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Product Group
(Resolution Level)
Product Model
(Model Level)
Allocation
Plan
Module Final
Assembly Schedule
Cell Daily
Schedule
Array / CF Daily
Schedule
Shop floor
(real time)
Cell Daily
Schedule
Demand
Planning
Demand Forecast
Supply Network Plan
Short - term
(daily)
Sales
Distribution
Demand
Forecast
Order
Fulfillment
PULL Process
Module
Module
現場排程
Operations
（Module
Scheduling
Operations
Scheduling)
End Model
(Grade Level)
The features of the Framework



Hierarchical Planning
Combined Push-Pull Planning Process
Modular Planning Approach
Planning
Module 1
Disaggregate
Mechanism
Planning
Module 2
Time Disaggregate
Product Disaggregate
All
Mid-term
Jan. Feb. Mar. … …
NB
Array site
TV
Monitor
15"
Application
19"
Size
(Product Group)
17"SXGA
Resolution
(Product Family)
17"
17"XGA
Resource Disaggregate
Cell site
Module site
Production
Chain
Production Chain Level
Product Family Level
Short-term
Jan. 1 2 3 4 5 6 ……
Copyright © 2014 YYC
17"XGA01
17"XGA02
Product Model
Product Model Level
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Array site
Production System
Production System Level
按一下以編輯母片標題樣式
Thanks !!
Q&A
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