未能走出“黎明前黑暗”的美国企业

　                          　■北京大学政府管理学院 路风 蔡莹莹
　　阅读坐标
　　第一章导论
    第二章激荡的TFT-LCD工业史2.1.1发明者的窘境：走不出“黎明前黑暗”的美国企业
    第三章比勇气更重要的是“惶恐”：京东方的液晶历程
    第四章“液晶热”与政府能力：从产业政策的角度看中国TFT-LCD工业的发展
    结论
　　随着研发液晶显示器的向前推进，寻找控制液晶发光方法的努力却将薄膜晶体管的作用引入视野。液晶本身并不发光，液晶显示器（LCD）的光亮来自于液晶晶胞后面的光源（背光源）。每个晶胞起小快门的作用，或阻止光线通过或允许光线通过。这些快门由纵横矩阵式排列的透明电极来控制。两块玻璃中间是液晶，透明电极放在玻璃板的面上。纵横电极相交之处就称为一个像素。液晶材料本身液态，但有折射的性质。通过电压可控制分子（晶胞）的转动，当分子转动到不同的角度时会有不同的透过率，所以靠透过率来实现显示。加上电压时，分子会站起来，但不能长时间地加，因为有一个动态寻址过程。加上电压之后，一个信号驱动另外一个信号，电压如果保持不了，显示性能就不好。解决对比度问题的根本途径就是把这些点分开，方法是让每个点都有自己的开关，只有开关打开的点才能被选中。这与电极方法不同，电极是一种被动的元件，而开关则是积极主动的装置，就产生了“主动矩阵”（activematrix）的概念，而薄膜晶体管（TFT）就是用来充当开关的。加上薄膜晶体管之后，相当于把像素驱动之后，把薄膜晶体管断掉，就放不了电。信号驱动别的信号，电就不会断，可以实现大容量显示。薄膜晶体管可以使主动矩阵液晶比当时生产的任何液晶都优越。
　　薄膜晶体管（TFT）也是于1960年左右在RCA的萨洛夫研究中心最早被发明出来的。该中心最有创造性的科学家之一保罗·威默起着开路先锋的作用，他主要对开发薄膜图像传感器感兴趣，以便取代“无管”的电视摄像机中的光导摄像管。正如产生薄膜晶体管概念的最初动机并非是为了液晶显示（LCD）一样，一些企业早期介入对薄膜晶体管的研究也不是为了LCD，而是为了寻找制作集成电路的方法。从半导体被发明出来之后的最初二十年里，半导体工业的主要支柱是双极晶体管（二极管），但自从1958年发明了集成电路之后，二极管不适于进行高水平集成的缺陷迫使研究人员去寻找替代品，而MOS和薄膜晶体管就是两种可能的替代品。在开发集成电路的竞争中，美国大多数大型电子企业都研究过这两种方法，但两个技术轨道之间的竞争在60年代中期结束，MOS取得了最后的胜利，成为设计和制造集成电路的主导方法。曾经在TFT领域中很活跃的企业，包括通用电气、休斯飞机公司（HughesAircraft）、雷神公司（Raytheon）、Zenith、Burroughs、Owens-Illinois和IBM公司等，都中止了他们的探索。此后，只有RCA公司和西屋电气两家企业，继续着对薄膜晶体管的研究，同时它们也是成功地开发了液晶显示器的两家企业。1964年，RCA推出自己的大型计算机，与IBM进行灾难性的竞争。面对不可战胜的对手，RCA于1971年卖掉计算机业务，同年也中止了自己的TFT项目。
　　RCA的退出使西屋在TFT技术上“独占一片荒凉的领域”。直到上世纪60年代初，西屋公司还是一家电视和半导体的主要生产厂商。受到RCA在TFT研究上的触动，布罗迪于1963年在西屋电气开始了一个小规模的TFT研究项目，但始终没有得到集成电路事业部和公司管理层的重视。不过从各运营事业部争取资金的努力也扩大了布罗迪小组的视野，把显示器纳入了研究范围。但这在该公司并不是一个受欢迎的研究领域，因为“西屋电子刚退出电视业务，也未做计算机或终端业务……无论怎么说，我们要建立一个电视屏大小的集成TFT电路的想法显然是荒谬的。”（鲍勃·约翰斯通，2004，P.121）薄膜结构的优点是可以覆盖大块区域，薄膜晶体管可以使主动矩阵液晶比当时生产的任何液晶都优越。随研究进展而越来越明显的是，它的革命性应用领域之一是电视的平板显示（“墙上的屏幕”）。对布罗迪研究小组最大的支持来自电视事业部，但到70年代中期，西屋关闭了电视事业部和半导体事业部中一直支持的布罗迪小组的那个业务部门。当时面临着这样的选择，或者投资建立一个实验工厂生产主动矩阵显示器以产生一些收入，或者直接放弃研发努力。1979年，西屋的执行委员会决定项目下马，停止所有有关主动矩阵显示器方面的工作，而布罗迪辞职后创办了自己的公司。不可否认的是，布罗迪领导开发的薄膜晶体管和显示器在技术上仍然太粗糙，他所使用的半导体材料并不稳定，他们的显示器只有军方的个别订货，离应用在消费电子产品上还很远。
　　总之，在涉足过液晶显示的美国大企业———RCA、罗克韦尔、西屋电气、摩托罗拉、AT&T、通用电气、施乐和惠普之中，都在上世纪70年代纷纷放弃了平板显示技术开发，没有一个后来成为市场的主要力量，而TFT-LCD技术最终也没能在美国实现产业化。但是，美国企业的失败之处恰恰就是日本企业的成功之处，日本人接过了接力棒，把薄膜晶体管液晶显示器（TFT-LCD）做成了可以推向市场的产品。
　　（待续）  
　摘编自《战略与能力———把握中国液晶面板工业的机会》课题报告