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                玻璃

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                汽車玻璃百年史

                來源:阿爾法工場研究院  撰稿人:  發布時間:2020年12月01日 瀏覽:
                摘要:

                對于汽車玻璃產業而言,未來不光是一場效率和成本的競爭,更是一場創新與科技實力的較量。

                  

                  對于汽車玻璃產業而言,未來不光是一場效率和成本的競爭,更是一場創新與科技實力的較量。

                  01 汽車玻璃起源

                  1886年1月29日卡爾本茨在奧托四沖程發動機的基礎之上,終于試制出世界上第一輛單缸發動機三輪汽車,這輛汽車能夠以每小時18公里的速度前進。

                  隨著汽車動力和配套技術的不斷發展,汽車的速度也越來越快,隨之而來的是一個嚴重問題——在基礎設施非常不完善的情況下,汽車呼嘯而過的時候帶起塵土,時常讓司機睜不開眼。

                  不少駕駛者只能戴起護目鏡,即使戴起護目鏡,駕車的紳士們下車后常常滿身都是泥土。

                  

                  

                  1886年1月29日世界上公認第一輛汽車誕生

                  在那個汽車與馬車并駕齊驅的年代,汽車工程師們自然而然的聯想到馬車,并將馬車的一些設計思維加入到汽車設計中。

                  早在1699年(清康熙三十八年),當今世界五百強中歷史第二悠久的圣戈班(歷史第一悠久的是貴州茅臺)便為當時法國皇家首席建筑師的馬車上配備了三塊最時尚的鏡面玻璃。

                  汽車工程師們將馬車上對玻璃使用引入汽車設計中,1904年,第一款使用擋風玻璃的車型出現了。

                  最初的擋風玻璃大多數都是由金屬桿支撐著垂直于地面,并且在需要是可以放下來的。

                  早期汽車玻璃的使用,在使駕駛變得舒適的同時,也埋下了一個潛在的危險:在那個還沒有鋼化玻璃技術的年代,玻璃易碎的特性,大大增加了車禍傷亡的比重,解決這一問題主要是從兩個角度出發。

                  

                  別克1908年Model 10款車型和福特1909年款Model T車型

                  首先是從夾層玻璃的角度出發,1903年法國化學家愛德華別涅狄克發現一只曾經裝過硝酸纖維素(Cellulose Nitrate)的燒瓶在溶液揮發干凈后,掉到地上竟然沒有摔碎,這啟發他研制出了夾層玻璃。

                  他用兩層普通玻璃,中間夾上一層透明的硝酸纖維素得到了破而不碎的夾層玻璃,但是由于成本因素的限制,汽車廠們對于這項技術并沒有表現出興趣,反而這項技術最先應用到了一戰時期防毒面具上。直到一個人的出現。

                  

                  福特汽車創始人亨利福特

                  福特汽車創始人亨利福特由于一塊擋風玻璃碎片受了輕傷,他身邊的朋友也曾經受到過類似問題的困擾,福特決定推動汽車夾層玻璃的使用。

                  福特汽車成為世界上最早裝配夾層玻璃的汽車廠,得益于當時塑料工業的進步,夾層玻璃中的夾膠材質成本下降進一步推動了夾層玻璃的大面積使用。

                  在汽車產業發展的同時,誕生了一批汽車玻璃巨頭,其中主要玩家有以歷史悠久著稱的圣戈班、伴隨日本汽車工業成長起來的旭硝子(AGC)、通過收購老牌汽車玻璃廠皮爾金頓而壯大的板硝子,還有代表中國制造的福耀玻璃(600660.SH)。

                  

                  圖為Sandy Munro正在拆解一輛特斯拉Model3

                  第二條提高安全性的路徑是降低玻璃破碎后的鋒利程度,20世紀30年代起,法國的圣戈班公司、英國的皮爾金頓公司(后來被板硝子收購)都開始生產供給汽車作擋風用的大面積平板鋼化玻璃。

                  鋼化玻璃是將平板玻璃或浮法玻璃加熱到軟化點附近之后驟冷而制成的高強度玻璃。與普通玻璃破碎以后形成的鋒利尖角相比,鋼化玻璃破碎以后形成的細碎顆粒,大大降低了對人體的傷害。

                  02 中國汽車玻璃工業

                  中國現代玻璃工業的起點是秦皇島耀華玻璃廠,耀華,取自“光耀中華”的含義,袁世凱之子袁克桓曾任秦皇島耀華董事長,后創建上海耀華,再后來上海耀華和英國皮爾金頓(前文提到過)合資成立上海耀皮玻璃廠。

                  談到中國汽車玻璃工業,福耀是繞不開的話題,福耀玻璃的名字來源是福清的“?!奔右A的“耀”,可以說,中國玻璃工業有一半都姓“耀”。

                  

                  秦皇島耀華玻璃廠

                  福耀的前身高山玻璃廠最早是做水表玻璃的,1984年中,福耀玻璃的創始人曹德旺去南平出差,政府接待他去武夷山游玩。

                  路上他給母親買了一支拐杖,這讓開車的司機很緊張,鄭重地提醒他,千萬要放好拐杖,不要把車玻璃給碰碎了。曹德旺大為好奇,心想車玻璃那么貴重嗎?司機告訴他,一片就價值幾千塊。

                  當時中國汽車玻璃大都依靠進口,這讓曹德旺看到了中國汽車玻璃巨大的空間,從那時起福耀玻璃從水表玻璃轉型生產汽車玻璃,福耀的原始技術正是來自上海耀華玻璃廠,這也是福耀玻璃名字的由來。

                  

                  

                  福耀智能制造工廠

                  汽車玻璃行業分為前裝和后裝市場,在那個合資廠商主導汽車行業的話語權的年代,廠商都有一套完整的供應商認證體系,作為一家名不見經傳的小鎮水表玻璃廠。

                  福耀想要一開始就打入合資汽車廠商的前裝供應體系是難以想象的,自然福耀先從汽車玻璃的后裝市場入手,好在這個市場同樣有著足夠的利潤空間,成本幾十元的汽車玻璃造出來,馬上就能賣到一千多元。

                  后來福耀引入國際玻璃巨頭圣戈班入股吸收了先進的汽車玻璃制造技術,但是經過多年的合作后,福耀志在全球市場,希望做大做強,而圣戈班只是希望福耀成為其在全球布局的一顆棋子,雙方合作的分歧越來越大,經營理念的分歧日益嚴重。

                  1999年曹德旺終于決定全額回購股份,并和圣戈班達成協議:圣戈班5年內不進入中國市場,而正是這五年,中國汽車迎來了指數級的爆發式增長,這五年也是零部件與汽車廠商奠定合作基礎的五年。

                  福耀憑借“東風”一舉成長為國內汽車玻璃行業的領軍人,從福建福清的一家小小的水表玻璃廠,在一輪又一輪周期中成長為營收超過兩百億的汽車玻璃巨頭,目前中國70%的汽車玻璃出自福耀,這一比例放在全球來看也超過25%。

                  

                  福耀全球布局

                  目前中國汽車玻璃這個行業格局比較穩定,福耀憑借先發優勢+“將工廠開在下游客戶門口”的快速響應能力牢牢把握住中國汽車玻璃行業的主導地位。

                  先發優勢體現在于:福耀伴隨甚至領先中國汽車工業而成長,當其他廠商希望切入部分供應體系時,基本上所有的汽車廠都和福耀建立了穩定的供應關系,而汽車玻璃從生產制造的資本開支到供應商體系的認證需要一個相當長的時期以及巨大的資本投入。

                  快速響應能力體現在于:汽車玻璃行業的特點與啤酒和水泥行業有些類似,存在一個明顯的最優成本供應半徑,一旦玻璃的生產和下游需求距離過遠就會存在存儲、運輸、破損等多重成本。

                  因此福耀牢牢抓住“將工廠開在下游客戶門口”這個核心壁壘,加上精細化管理達到明顯的成本優勢,這兩點就是福耀能夠維持40%毛利率和核心因素。

                  以至于中國本土第二大汽車玻璃制造商信義玻璃(00868.HK)只能去做海外出口的后裝市場。

                  

                  

                  美國工廠

                  2020年,一部反映中國制造向美國輸出的紀錄片,獲得第92屆奧斯卡金像獎最佳紀錄片,拋開價值觀不談,這部紀錄片真實反映了福耀玻璃憑借高效率降低制造成本進而獲得產業競爭的優勢地位,中國汽車工業的全球化的進程中,汽車玻璃已經走在了前列。

                  03 汽車玻璃技術的未來

                  當前汽車行業的發展進入了一個全新的階段,越來越多的黑科技也正在應用到汽車玻璃之中。

                  首先是汽車玻璃天線,集成在玻璃中的無縫天線增強了美感并保持了車輛設計的線條,通過玻璃天線集成改善汽車通信的信噪比,增強整體系統通信性能。

                  其原理是通過使用導電印刷或細嵌入線(圖中綠色網格)集成鍍膜的鋼化夾層玻璃,最終完成全車車載通信的功能,汽車玻璃天線的意義在于,它是通過5G+V2X實現汽車網聯的重要載體之一。

                  

                  AGC生產的集成天線玻璃

                  汽車產業發展至今,汽車電動化浪潮已經來臨。在特斯拉所引領的汽車電動化浪潮中,全景玻璃天幕正在為越來越多的新能源汽車所使用。

                  但是全景玻璃天幕在帶給人更廣闊視野和更好的乘車體驗的同時也存在一個嚴重的問題,那就是“冬冷夏熱”,夏季強烈的光線帶來的熱量和冬季較差的保溫性能不僅會大大降低駕乘舒適感,同時會嚴重影響新能源汽車的續航。

                  因此需要Low-E(低輻射)鍍膜玻璃,通過反射紅外線幫助駕乘者在夏天保持更舒適的溫度;通過反射內部熱量,在冬天獲得更舒適的溫度,減少冬季車頂的“冷墻”效應,最終達到減少車輛的二氧化碳排放量,并改善燃料消耗的效果。

                  

                  Model S的全景玻璃天幕

                  

                  HUD(Head Up Display)就是把時速、導航等重要的行車信息,投影到駕駛員前面的風擋玻璃上,讓駕駛員盡量做到不低頭、不轉頭就能看到時速、導航等重要的駕駛信息。

                  傳統后裝HUD是將信息投影到前風擋玻璃上,但是由于夾層的原因經常造成重影的現象,為了避免重影圖像,汽車玻璃廠通常需要將楔形PVB(聚乙烯醇縮丁醛酯,是主要的汽車玻璃夾層材質)層壓具有特定角度以解決重影的問題。

                  未來HUD將向AR-HUD(增強現實抬頭顯示)發展。我們是否曾經想過這樣一種場景,汽車不再需要儀表盤和中控大屏,所有需要顯示的信息都位于前風擋顯示屏幕之上。

                  

                  HUD抬頭顯示技術

                  在汽車電動化、智能化、網聯化大潮之下,而汽車玻璃作為占據車表面積的三分之一的載體,在現代汽車設計思維體系下勢必將承載更多的功能。

                  對于汽車玻璃產業而言,未來不光是一場效率和成本的競爭,更是一場創新與科技實力的較量,在這場較量中,誰能持續引領行業的技術創新,誰才能占據產業競爭格局的優勢地位。

                責任編輯:李效青
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