苦心孤诣京东方破解设计规则密码

　                         　■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
    第三章 比勇气更重要的是“惶恐”：京东方的液晶历程3.3.2技术能力是怎样获得的？
    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
　　京东方建设5代线的过程清楚地说明了“技术转移”的实质：需要“转移”的不是硬件系统或一条生产线，真正宝贵的是以工业经验为基础的知识和技能（包括诀窍和工作的程序、方法）。但这些经验知识永远不会自动转移，买下一个企业并不能保证购买者就可以获得这个企业的知识，能够把外来知识转化成为自身能力的惟一途径是高强度的学习。正是因为利用HYDIS的技术资源来建设自己的5代线，京东方才有了可以吸收HYDIS的知识储存的学习平台；也正是因为通过建设5代线而发动了高强度的学习，京东方才能够逐步掌握TFT-LCD工业的技术能力。
　　TFT-LCD工业的产品技术分为两个层次：第一，由生产线的世代所决定的玻璃基板尺寸，它是决定产品（液晶显示屏）尺寸（产品品种）的框架。第二，液晶显示屏本身的设计和开发。以这些特点为根据，一个TFT-LCD企业只有同时具备了三个方面的能力———产品开发能力、工艺能力和建线能力，才能被认为具备了这个工业的技术能力。下面我们进一步分析在这三个方面的能力特点，以及京东方的这些能力是怎样在学习过程中生成和发展的。
　　1.产品设计能力。
　　TFT-LCD工业的终端产品是液晶显示屏，其开发的难点在于如何在现有产线的工艺能力基础上做出最优化的阵列基板设计和成盒设计。这些设计能力特别体现在需要通过经验才能掌握的一套“designrules”（设计规则），它们在形式上是一组经验公式、程序、方法和标准，但其实质是表示工艺加工能力、精度和部品特性对产品设计的限制（这种限制是硬性的，一旦突破就会在量产时会影响设计的实现）。设计规则的作用是使设计人员在复杂繁复的设计过程中，能够以更贴近生产水平的方式做出最大的余量，其最关键的作用是在曝光、液晶成盒以及周边回路的设计上。
　　设计规则并非一套抽象的原则，它们与设计团队的经验有关，与企业的工艺基础有关，而且是hidden的（隐藏的），由于部分产品设计在生产中被切掉或掩盖掉了，所以外人不可能从终端产品上逆向看出来一个企业的产品设计规则。因此，设计规则是企业特定的，各公司在设计产品时都以自己公司的工艺基础来考虑自己的设计规则。即使委托别人设计，一个企业也得有适合自己产线平台的设计规则，否则那些设计就不适用。京东方的工程师在设计产品时，也分析过其他企业5代线的产品，发现其设计方案很好，但由于产线的工艺参数各不相同而导致产品的设计参数不同，所有那些参数根本无法用于京东方的产品。这就是为什么设计规则是各企业的最高机密的原因。
　　当然，注重知识管理的设计机构会另外总结一套设计指南，用于把处理各种复杂的设计参数的经验和方法固定下来。在设计过程中，遵循良好的设计流程是非常必要的，因为前人总结的设计流程已经优化，它可以最大化地预防设计错误，避免投资浪费。但无论如何，设计规则体现了大量的累积性经验知识，所以也是新手进入这个工业的能力壁垒。
　　京东方光电的开发系统是从借鉴HYDIS的开发系统而来，但仍然需要根据自己的实际情况不断作出调整。在早期的产品开发过程中，韩籍专家负责主要设计，而京东方的中国工程是跟着他们学习和参与产品设计。在下一个阶段，随着产品品种增多，人数不多的韩籍专家主要承担总体控制，而中国工程师则开始独立担当设计工作。目前，中国工程师已经全面接手了设计工作，而专家级别的韩国工程师则只承担检查、解决问题、预防出错的工作。据京东方光电的某位资深工程师回顾，他是跟着韩国工程师工作了两年之后才明白了designrules（设计规则）这回事。他解释说：“即使现在来了新手，我们也不是先让他接触这个东西，而是先让他们去做计算工作，比如走线设计，告诉他们线有多宽、多长，让他们去做具体计算，因为rules（规则）只有经过一步步地推算理解之后，才能更好地掌握，待产品设计差不多快完成了，也就基本上掌握了初步的rules（规则）。对于新手来说，这个在实践经验中理解设计规则的周期一般是两年左右。通过实践，中国工程师逐渐具备了设计能力，甚至有些团队成员已经掌握了关键的设计技术，达到了韩籍专家的同等水平。京东方光电从2005年开始自己设计产品，到2006年开发出3款产品，再到2009年开发出10款新产品，说明了这个团队的能力成长。
　　2.工艺能力。
　　TFT-LCD是制造技术（工艺技术）高度密集的工业，所以工艺能力是技术能力的重要组成部分。工艺能力的核心是能够以经验以及从经验中总结出来的诀窍来考虑工艺设计。以TFT-LCD制造的中段Cell部分为例。这个工段是把液晶封装在两块玻璃中间（制成液晶盒），其关键工序是ODF（液晶单点滴注）。ODF的基本过程是由针头在下面的玻璃板上滴出若干液晶点（如7×12的点），然后把上面的玻璃板压在下面的板上，液晶在压力下充满两块板之间被四周的边框胶围起来的空间。尽管这个生产过程是全自动化的，但这个工序却有一个设计难点：当液晶滴到玻璃板上之后，根据不同的像素设计，液晶跑的速度会不一样，所以要决定所滴注的液晶点的间距是多少，液晶量是多少，以便液晶在受到两块玻璃板的挤压后把整个液晶盒充满；此外，边框胶和液晶都是有机物，两者相遇会形成污染，所以生产者希望在各个方向上的边框胶没有固化下来之前，员工不能接触，而所有这些设计方案都只能依赖经验性的确定。因此，各个生产企业对于这个工艺的设计都不一样（企业特定的），液晶点的排列方向和形状都是各公司自己的秘密，这就是设计中的“know-how”（诀窍），与每个生产商的经验和工艺条件密切相关。京东方的工程师们是经过很多失败和经验才摸索出来自己的设计方案的。
　　(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