1.1. 周期下行,LED 產(chǎn)業(yè)階段性供給過(guò)剩
受全球經(jīng)濟停滯影響,LED 行業(yè)產(chǎn)值增速下滑。2018 年,LED 室內普通 照明保持穩定增長(cháng)、戶(hù)外景觀(guān)量化迅速增長(cháng)以及顯示屏保持高速增長(cháng), LED 產(chǎn)值規模達到 7287 億元,同比增長(cháng)達到 13.5%。然而,由于全球經(jīng) 濟增速放緩,貿易環(huán)境惡劣導致照明出口下降,國內房地產(chǎn)行業(yè)出現下 滑,GGII 預計,2019 年整個(gè) LED 產(chǎn)值規模增速將下滑到 11.3%。
需求持續疲軟,上游芯片廠(chǎng)商產(chǎn)能過(guò)剩,毛利大幅下滑。2015-2016 年 隨著(zhù)國內小廠(chǎng)商低端產(chǎn)能 MOCVD 淘汰,生產(chǎn)效率不及新型設備,小廠(chǎng)逐 漸關(guān)閉,國內主流廠(chǎng)商漸漸占領(lǐng)國內 LED 芯片市場(chǎng)。 據 LEDinside 統計, 18 年底大陸 LED 芯片廠(chǎng)商總產(chǎn)能達到 1120 萬(wàn)片/月(折合 2 寸片),年 增幅超過(guò) 30%。預期 19 年 LED 芯片產(chǎn)能增量預計仍有 140 萬(wàn)片/月(折 合 2 英寸),增加超過(guò) 10%。
1.2. 逆勢成長(cháng),下游顯示對 LED 行業(yè)拉動(dòng)作用增加
受益小間距技術(shù)成熟, LED 顯示市場(chǎng)景氣無(wú)虞。據 LEDinside 統計, 2018 年全球 LED 顯示市場(chǎng)約為 60 億美金。未來(lái) 5 年內,仍將保持 12%的復合 增長(cháng)率,預計 2023 年,市場(chǎng)規模突破百億美金。
盡管目前市場(chǎng)容量還不大,但技術(shù)發(fā)展將 LED 從幕后推向臺前,LED 顯 示潛在應用比較廣闊。目前顯示產(chǎn)品中面板組件以 LCD 液晶為主流,而 液晶屏顯示中,LED 背光模組是不可或缺的一部分。隨著(zhù) LED 顯示產(chǎn)品 間距微縮化進(jìn)程不斷加快,LED 有望突破背光源應用,進(jìn)入家用顯示領(lǐng) 域,與傳統面板產(chǎn)品競爭。據 IHS 統計,2018 年,全球面板市場(chǎng)規模在 千億美金以上,為進(jìn)入家用的 LED 顯示產(chǎn)品提供了巨大的想象空間。
2. 高密度 LED 產(chǎn)品欣欣向榮,小間距市場(chǎng)高速增長(cháng)
2.1. 當前滲透率不斷提升,小間距市場(chǎng)維持景氣
小間距市場(chǎng)增速可觀(guān),滲透率有望超過(guò) 10%。小間距 LED 是指相鄰 LED 燈珠點(diǎn)間距在 2.5 毫米(P2.5)以下的 LED 背光源或顯示屏產(chǎn)品,相當于 普通 LED 顯示屏的高分辨率版。小間距 LED 產(chǎn)品誕生于 2012-2013 年, 從 2015 年開(kāi)始,隨著(zhù)技術(shù)不斷進(jìn)步、成本持續下降,LED 小間距市場(chǎng)開(kāi) 始高速增長(cháng),帶動(dòng) LED 顯示行業(yè)保持景氣。據高工產(chǎn)研統計,2017 年國 內小間距 LED 市場(chǎng)規模約為 59 億,隨著(zhù)我國成為世界第一大 LED 生產(chǎn) 基地,LED 配套設施逐步完善,生產(chǎn)成本有望繼續下探。行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè) 利亞德、洲明科技不斷推出 P1.0 以下產(chǎn)品,小間距市場(chǎng)有望進(jìn)一步拓 展。
2.2. 從技術(shù)上,小間距 LED 顯示性能優(yōu)勢顯著(zhù),有望繼續替代部分液晶、DLP 拼接屏
大屏顯示領(lǐng)域,小間距產(chǎn)品優(yōu)勢明顯,市占率有望繼續提高。小間距 LED 顯示屏采用像素級點(diǎn)控技術(shù),實(shí)現對顯示屏單位的亮度、色彩的還原性 和統一性的狀態(tài)管控。相比傳統背光源,小間距 LED 背光源發(fā)光波長(cháng)更 為集中,響應速度更快,壽命更長(cháng),系統光損失能夠從傳統 背光源顯 示的 85%降至 5%。相比傳統 LED 顯示器件,小間距 LED 顯示器件具有高 的亮度、對比度、分辨率、色彩飽和度,以及無(wú)縫、長(cháng)壽命等優(yōu)勢。
2.3. 從應用上,立足專(zhuān)顯,開(kāi)拓商顯,小間距 LED 顯示市場(chǎng)空 間巨大
2.3.1. 政策待回暖,專(zhuān)顯市場(chǎng)仍待開(kāi)拓
小間距產(chǎn)品主要應用于專(zhuān)顯領(lǐng)域,目前尚未大規模應用于商顯,目前較 難用于中小尺寸顯示。
小間距 LED 由于封裝間距的限制,很難應用到中小尺寸顯示上。如一臺55 寸電視,如果要做到 4K 分辨率(4096x2160),則需要像素間距為 0.29mm,目前小間距LED難以達到這樣的間距(龍頭企業(yè)利亞德在P0.6mm 產(chǎn)品上實(shí)現了量產(chǎn))。因而小間距 LED 產(chǎn)品尺寸較大,多為 136 寸以上, 整體價(jià)格高,目前主要應用于安防、人防、交通、能源、軍隊、司法的 監控中心、調度指揮中心、作戰指揮中心等領(lǐng)域,其中政府相關(guān)行業(yè)占 比達 70%,在應用場(chǎng)景上以視頻會(huì )議和指揮監控為主。主要原因在于政 府、安防等專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域以顯示效果為優(yōu)先考慮因素,對于價(jià)格的敏感性較 低。
政策回暖,專(zhuān)顯市場(chǎng)規模仍然可觀(guān)。2018 年受去杠桿政策影響,政府及 公共服務(wù)行業(yè)需求增幅低于預期。2019 年隨著(zhù)國家“六穩”工作逐步落 實(shí),政策的持續強化,基建補短板進(jìn)入落地期,交通(鐵路、公路及水 運、機場(chǎng))、水利、能源、農村建設、生態(tài)環(huán)保、中西部基建等領(lǐng)域需 求將集中爆發(fā)。而未來(lái)幾年,國家新型智慧城市建設入實(shí)質(zhì)性建設階段, 各行各業(yè)的數字化、智能化轉型和升級,成為行業(yè)持續發(fā)展的主要推動(dòng) 力,而安防市場(chǎng)中,包括智慧社區和智慧農村在內的雪亮工程項目,也 將會(huì )為拼接企業(yè)提供強大的發(fā)展保障。
除公安指揮中心外,安防領(lǐng)域還可細分為治安、消防、交警、信訪(fǎng)、經(jīng) 偵、刑偵、特警等眾多分支,據洲明科技推算,小間距 LED 僅在安防行 業(yè)的市場(chǎng)規模就將超過(guò) 100 億元。以此類(lèi)推,小間距 LED 在全國人防、 交通、能源、軍隊等眾多細分領(lǐng)域的整體市場(chǎng)空間預計將超過(guò) 300 億元。
2.3.2. 體量巨大的商顯、家用等領(lǐng)域是未來(lái)滲透方向
各大廠(chǎng)商積極備戰商顯市場(chǎng)。隨著(zhù) LED 小間距技術(shù)成熟,芯片成本下降, 產(chǎn)品 PPI 逐漸做高,小間距不只應用在專(zhuān)用大尺寸顯示如指揮中心大屏、 墻幕顯示及大尺寸電視,還在價(jià)格敏感的商用市場(chǎng)逐漸擁有一席之地。 2018 年,利亞德、洲明科技、聯(lián)建均推出了新一代小間距產(chǎn)品,各大廠(chǎng) 商對 P0.9mm 及以上間距均實(shí)現了商業(yè)化量產(chǎn)。
商用市場(chǎng)規;虺 900 億元。夜游經(jīng)濟的快速發(fā)展給商業(yè)顯示領(lǐng)域帶來(lái) 應用新機會(huì )。電影、廣告、體育、文娛在內多領(lǐng)域運營(yíng)模式的革新料將 持續推動(dòng)商業(yè)顯示景氣度上行。據奧維云網(wǎng)測算,商顯市場(chǎng) 2017 到 2019 年 CAGR 高達 29.3%,2019 年市場(chǎng)規模將達 900 億元。
小間距性?xún)r(jià)比的改善望推動(dòng)其在商用市場(chǎng)快速滲透。傳統的投影放映, 在超大屏幕上始終面臨“亮度瓶頸”和“分辨率”瓶頸。這兩個(gè)技術(shù)性 瓶頸,恰恰是小間距 LED 的大優(yōu)勢所在。此外,在 HDR 日益流行的今天, 投影機放映系統亦難以做到 LED 屏精細可到達“逐亞象素點(diǎn)”的亮度調 整的控制能力,此外 LED 小間距顯示屏可實(shí)現 8K 顯示這個(gè)屬性更是使 其如虎添翼。
2.4. 前景與路徑:封裝技術(shù)從 SMD、四合一到 COB 發(fā)展,間距 由小入微
2.4.1. SMD 封裝仍是小間距市場(chǎng)主流
SMD 封裝技術(shù)成熟,產(chǎn)業(yè)基礎深厚,目前技術(shù)市占率超過(guò) 97%。LED 顯示 屏行業(yè)發(fā)展至今,已經(jīng)相繼出現多種生產(chǎn)封裝工藝。從之前的直插(Lamp) 工藝,到表貼(SMD)工藝,再到 COB 封裝技術(shù)。
SMD 是 Surface Mounted Devices 的縮寫(xiě),意為:表面貼裝器件。采用 SMD(表貼技術(shù))封裝的 LED 產(chǎn)品,是將燈杯、支架、晶元、引線(xiàn)、環(huán)氧 樹(shù)脂等材料封裝成不同規格的燈珠。用高速貼片機,以高溫回流焊將燈 珠焊在電路板上,制成不同間距的顯示單元。SMD 小間距一般是把 LED 燈珠裸露在外,或采用面罩的方式。由于技術(shù)成熟穩定、制造成本低、 散熱效果好、維修方便等特點(diǎn),故在 LED 應用市場(chǎng)也占據了較大份額。
小間距 LED 迅速發(fā)展,SMD 封裝既面臨技術(shù)瓶頸,經(jīng)濟性也或將減弱。未來(lái)小微型LED芯片擴產(chǎn)是市場(chǎng)主流,MiniLED (100微米以下LED晶體) 做成單像素的封裝結構尺寸極小,超過(guò)表貼工藝經(jīng)濟性應用的極限。小 間距 LED 的迅速發(fā)展,使其間距縮小化的進(jìn)程也越來(lái)越快,而 SMD 的表 貼封裝形式卻已經(jīng)難以在更小間距的領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。
2.4.2. COB 封裝是小間距進(jìn)軍 MiniLED 的必經(jīng)之路
LED 向高密度發(fā)展受制于封裝工藝,采用 COB 封裝是必然趨勢。要向高 密度屏發(fā)展,芯片端也需要發(fā)生改變。傳統 LED 芯片尺寸約在 500um, 封裝后很難實(shí)現0.7mm 以下燈珠產(chǎn)品。而MiniLED芯片尺寸一般為100um 左右,具有節約襯底材料成本,改善畫(huà)面像素顆;@示缺陷,提高低 亮度條件下灰度顯示效果等優(yōu)勢。
和 SMD 相比,COB 集成封裝可靠性高:
SMD 封裝需要 LED 封裝廠(chǎng)商將裸芯片固定在支架上,在通過(guò)金線(xiàn) 將二者進(jìn)行電氣連接(bonding),最后用環(huán)氧樹(shù)脂覆蓋進(jìn)行保護。 SMD 封裝后的 SMD LED(俗稱(chēng)燈珠)交給顯示屏廠(chǎng)商,通過(guò)回流 焊將焊點(diǎn)和 PCB 進(jìn)行連接,形成模組最后裝配。
COB 封裝則無(wú)需通過(guò) LED 封裝廠(chǎng)商,而是直接由顯示屏廠(chǎng)商將裸 芯片固定在 PCB 板上,再通過(guò)金線(xiàn)連接,最后用環(huán)氧樹(shù)脂覆蓋。
COB 比 SMD 省去焊錫流程,提高可靠性的同時(shí)降低了成本。隨著(zhù)燈珠 密度逐步升高,對焊接的精度要求也越來(lái)越高,從而需要減小的面積, 也就帶來(lái)了焊接穩定性差的問(wèn)題。對與 SMD 小間距 LED 屏,P0.7 基本已 達到極限。COB 和 SMD 相比,最大優(yōu)點(diǎn)即省去焊錫的流程,從而提高了 可靠性,同時(shí)減少了成本。對于 P1.0 的小間距屏,COB 封裝每平米可省 掉 400 萬(wàn)個(gè)焊點(diǎn)。COB 封裝又分為正裝和倒裝(Flip Chip)兩種結構。 倒裝結構進(jìn)一步省略了打線(xiàn)的步驟。
COB 封裝顯著(zhù)降低了下游廠(chǎng)商的技術(shù)附加值,LED 中游封裝和下游顯示 兩大環(huán)節有進(jìn)一步融合趨勢。對于 COB 小間距 LED 而言,這種產(chǎn)品最大 的特點(diǎn)就是“中游封裝的高度集成性”:封裝企業(yè),已經(jīng)將數千顆,甚 至更多的 LED 顆粒封裝成一個(gè)集成體。這個(gè)集成體已經(jīng)具有顯示產(chǎn)品的 特征。因此,下游企業(yè)實(shí)際要做的工作“組裝”性更強,核心技術(shù)占比 較 SMD 技術(shù)大幅減少。
曲高和寡,經(jīng)濟性擋住了 COB 普及的大門(mén):
一是終端需求的經(jīng)濟性:小間距 LED 市場(chǎng),高端產(chǎn)品并不匱乏。比如索 尼 CLED 產(chǎn)品,均采用標準 COB 封裝和 MicroLED 晶體顆粒(比 MiniLED 晶體顆粒小一個(gè)數量級)。但是,這類(lèi)產(chǎn)品由于還未實(shí)現量產(chǎn),往往“成 本高昂”,幾乎不能進(jìn)入 2-5 萬(wàn)元每平米的小間距 LED 大眾市場(chǎng)。目前 采用 COB 技術(shù)下的 MicroLED 終端產(chǎn)品“曲高和寡”,經(jīng)濟性擋住了市場(chǎng) 普及的大門(mén)。
二是廠(chǎng)商生產(chǎn)的經(jīng)濟性:COB 封裝技術(shù)雖然帶來(lái)了比 SMD 封裝技術(shù)更好 的產(chǎn)品,但是還不是很符合當前 LED 顯示屏企業(yè)習慣了分立器件表貼的 技術(shù)及工藝方面的需求,這就意味著(zhù)運用 COB 封裝方式需要對現有的產(chǎn) 線(xiàn)及設備進(jìn)行大規模的改造,這也是很多企業(yè)在面對 COB 技術(shù)采取謹慎 態(tài)度的原因所在。注:新一代技術(shù)上,如何實(shí)現低成本成為當前所有業(yè) 內廠(chǎng)商最關(guān)注的問(wèn)題。不采用 COB 技術(shù),使用表貼技術(shù),這是傳統 LED 顯示屏更便宜的原因。
2.4.3. 經(jīng)濟與技術(shù)的折中,四合一封裝應運而生
四合一封裝可以視為 SMD 和 COB 產(chǎn)品之間的折中策略。傳統表貼燈珠基 本是一個(gè)“像素”,包括紅綠藍的三個(gè)或者四個(gè) LED 晶體;傳統 COB 產(chǎn) 品,比如索尼或者三星推出的產(chǎn)品,都是“大 CELL”封裝,一個(gè)封裝結 構中少則數百、多則數千個(gè)像素點(diǎn)。而四合一封裝結構中有四個(gè)基本像 素結構。
四合一封裝繼承了 SMD 表貼技術(shù)的經(jīng)濟性:
1. 克服了 COB 封裝單一 CELL 結構中 LED 晶體件過(guò)多的技術(shù)難度;
2. 對于下游終端制造企業(yè)而言,基本封裝單位的幾何尺寸不會(huì )因為像 素間距過(guò)小變得非常小,進(jìn)而導致表貼焊接困難度提升;
3. 單個(gè)基礎封裝結構幾何尺寸剛好,有助于小間距 LED 顯示屏“壞燈” 的修復,甚至滿(mǎn)足“現場(chǎng)手動(dòng)”修復的需求(0.X 的表貼產(chǎn)品和 COB 產(chǎn)品都不具有這種特性) ;
4. 四合一既是分立器件,又是集成封裝,符合了當前 LED 顯示屏企業(yè) 習慣分立器件表貼的技術(shù)及工藝方面的需求,并且不需要企業(yè)在運 用的時(shí)候對現有的產(chǎn)線(xiàn)及設備進(jìn)行大規模的改造。
四合一的封裝結構讓下游表貼工藝照樣可以大顯身手。當前適用于 1.0 間距尺寸的表貼技術(shù),就可以制造最小 0.6 毫米間距的 LED 顯示屏,極 大程度上繼承了 LED 顯示產(chǎn)業(yè)最成熟的工藝、設備和制造經(jīng)驗,實(shí)現了 終端加工環(huán)節的“低成本”。且“四合一”的封裝結構亦采用共享陰極、 邊框接線(xiàn)的設計,這也有利于優(yōu)化終端制造工藝,較少焊接點(diǎn),提升產(chǎn) 品的成本性。
四合一封裝兼顧了 COB 封裝的視覺(jué)性能。COB 技術(shù)流行的原因主要在 于這種技術(shù)能夠有效克服“LED”顯示的像素顆;瘑(wèn)題,并提升更好 的整屏堅固性。四合一 MiniLED 雖然每一個(gè)基本封裝單元只有四個(gè)像素, 但是依然屬于更高集成化的封裝,顯然會(huì )具有 COB 顯示的很多特性。
同時(shí),MiniLED 晶體顆粒,使得 LED 晶體在顯示屏上的面積占比,較 傳統同間距指標產(chǎn)品下降 9 成,有更多的空間提供更好的“密封性”和 “光學(xué)設計”,進(jìn)一步實(shí)現產(chǎn)品視覺(jué)體驗和可靠性的增強?梢哉f(shuō),四 合一 MiniLED 和 COB 小間距 LED 一樣,是高度克服 LED 顯示“像素 顆;”現象、并提供更高穩定性的技術(shù)。
3. MiniLED 應用:顯示尚待時(shí)日,背光即將突圍
3.1. 相較 Micro 和 Mini 顯示,Mini 背光領(lǐng)先商業(yè)化量產(chǎn)
LED 顯示日趨微型化,MiniLED 產(chǎn)品應運而生。MicroLED 巨量轉移與 壞點(diǎn)修補等關(guān)鍵技術(shù)尚未達到量產(chǎn)水平,仍然存在較大的技術(shù)瓶頸,因 此間距尺寸介于小間距 LED 和 MicroLED 之間的 MiniLED 將有望成為 最先得到應用的產(chǎn)品。
MiniLED 名為次毫米發(fā)光二極管,芯片尺寸大約是在 100-300μm 之間。 早期產(chǎn)品是在常規戶(hù)內外的顯示屏以及小間距顯示屏幕應用的基于正 裝的 LED 芯片。目前主要指用于顯示應用的芯片尺寸在 80-300μm 之 間的倒裝 LED 芯片。
MiniLED 在顯示上主要有兩種應用:
一種是作為自發(fā)光LED顯示(Mini RGB),原理同小間距LED類(lèi)似;
另外一種是在背光上的應用(Mini BLU)。
考慮成本等因素,Mini 技術(shù)將首先應用于 LCD 的背光之中,提升 LCD 屏 幕性能。MiniLED 顯示由于成本、技術(shù)成熟度等因素還處于實(shí)驗研發(fā)階 段。
3.2. 論性能:MiniLED 背光顯示效果媲美 OLED
MiniLED 背光有望成為液晶高端顯示器解決方案。目前 LED 背光的 LCD 在市場(chǎng)上仍然占據主導位置。雖然有 OLED 新技術(shù)的產(chǎn)生,但液晶電視 由于其細膩的解析度以及成熟的生產(chǎn)技術(shù)和普眾的價(jià)格,目前仍是主流。
背光源對 LCD 顯示的對比度、色彩飽和度起關(guān)鍵作用。LCD 是被動(dòng)型發(fā) 光顯示,面板本身不發(fā)光,需要背光源提供光源。LCD 的對比度由 LC 層 和背光調光設計共同決定。
相比傳統 LCD 屏幕,MiniLED 背光產(chǎn)品整體效果有顯著(zhù)提高。傳統的 LED 背光不能分出足夠的可控區域,對比度比較低。如果采用 MiniLED 背光 技術(shù),就可以達到需要的控制精度要求?梢詾 LCD 性能提升提供高動(dòng) 態(tài)范圍和局部亮度調節,也可以解決 LCD 對比度和運動(dòng)模糊的問(wèn)題。
對比度更高:使用直下式的背光模組,LED 的明暗位置即可追蹤顯 示器達到高對比度的效果。以主流 65 英寸家用電視為例,LED 尺寸 從原本封裝尺寸的 3030 縮小至 0509 mil (125 x 225 μm);LED 使 用數量由原本小于 1,000 顆增加至 18,000-20,000 顆,調光區域預 計為 1000-2000 個(gè)分區,大大提高了比效果。
機身輕薄化:傳統直下式 LED 背光源,為了節省 LED 用量降低成本, 需要第二層透鏡并預留較大的混光區(Optical Distance),將增厚 整機厚度。采用 MiniLED 背光方案,由于 MiniLED 晶片尺寸較小, 排列的更緊密,并通過(guò)使用光學(xué)膜取代第二層透鏡,將把混光區顯著(zhù)縮小,機身輕薄化。
亮度更高:LCD 面板透過(guò)率只有 3%-8%,光源利用率低,亮度比較難 做上去,每個(gè)像素點(diǎn)對應一套遮光罩和 TFT 及電容 CF 膜,到達 4K、 8K 之后,每個(gè)像素點(diǎn)對應的開(kāi)口率成倍減小,因此高解析度的 LCD 顯示亮度更難做上去。MiniLED 使用的 LED 數量將大大增加,出光角 度更大,混光均勻,亮度也更高。
3.3. 論成本:MiniLED 背光定位高端顯示市場(chǎng),相較 OLED 更 具成本優(yōu)勢
LCD 顯示制造技術(shù)成熟,背光模組助 LCD 拓展高端市場(chǎng)。液晶顯示技術(shù) 發(fā)展已歷經(jīng)三十余年,面板制造工藝日臻成熟,質(zhì)量穩定,性?xún)r(jià)比高, 已覆蓋絕大多數民用市場(chǎng)。應用 MiniLED 背光模組,不但顯示器在亮度、 畫(huà)質(zhì)上有了顯著(zhù)提升,搭配薄型化方案,可以進(jìn)軍高端市場(chǎng),與 OLED 產(chǎn)品分庭抗禮,而且成本上也有明顯優(yōu)勢。
在電視和桌面級顯示器領(lǐng)域,MiniLED 背光有望在高端領(lǐng)域率先突破:
電視:從價(jià)格來(lái)說(shuō),65 英寸的 UHD 生產(chǎn)成本,大概在 950-1000 美 元左右;而搭配 MiniLED 背光的 65 英寸 UHD,以使用 1.6 萬(wàn)顆 LED (1024 個(gè)調光區)來(lái)估算,生產(chǎn)成本約在 650-700 美元,成本比 OLED 低 20%-30%。如果使用 4 萬(wàn)顆 LED,成本在 1000-1100 美金之 間,與 OLED 相差不大。(注:UHD:超高清,分辨率 2160p,又稱(chēng) 4K,即屏幕物理像素點(diǎn) 38402160 個(gè); FHD:全高清,分辨率 1080p, 即屏幕物理像素點(diǎn) 19201080 個(gè);HD:高清,分辨率 720p,即屏幕 物理像素點(diǎn) 1280×720 個(gè))。
顯示器:若使用 4000 顆 MiniLED 方案與傳統側入式 LED 背光方案 比較,成本增加約 94%,由于顯示器領(lǐng)域無(wú) OLED 顯示器的侵占, 預計 MiniLED 率先發(fā)力進(jìn)入高端電競顯示器市場(chǎng)。
目前制約 MiniLED 背光應用的重要因素是成本。從成本結構角度來(lái)說(shuō),傳統 LCD 顯示屏中,背光源模組成本占比大約在 17%-20%之間。用于 MiniLED 背光模組使用芯片更多,工藝更復雜,背光模組成本占比達到 35%-45%,整機成本也相應水漲船高。
3.4. 論滲透:MiniLED 背光仍需完善制程工藝
MiniLED 目前技術(shù)挑戰集中在芯片制造,表面黏著(zhù)技術(shù)(SMT),驅動(dòng) IC,背板性能上。
3.4.1. 芯片制造
MiniLED 晶片相比傳統 LED 晶片有更高的技術(shù)要求。MiniLED 晶片倒 裝結構、低電流操作、高固晶強度、高固晶良率、大發(fā)光角度的特性對 上游芯片制程技術(shù)提出了要求。
紅光倒裝技術(shù)難度高,量產(chǎn)良率有待驗證。現階段 LED 倒裝芯片的良 率問(wèn)題主要還是聚焦在紅光倒裝芯片領(lǐng)域。紅光倒裝 LED 芯片的技術(shù)難 度比藍綠光的都要高,因為紅光倒裝芯片一般需要進(jìn)行襯底轉移以及固 晶焊接,而芯片在轉移以及固晶焊接的過(guò)程中,由于工藝環(huán)境以及各種 不可控因素的影響,產(chǎn)品的良率和可靠性幾乎很難保證。
3.4.2. 表面黏著(zhù)技術(shù)(SMT)
MiniLED生產(chǎn)中SMT技術(shù)制程目前最大的問(wèn)題是設備的精準度及產(chǎn)能 (UPH)。Die bonder是半導體后道封裝工序的關(guān)鍵設備,實(shí)現將芯片(die) 從晶圓(wafer)上自動(dòng)拾取后,放到引線(xiàn)框架上。設備對視覺(jué)軟件的適應 性要求高:晶圓上的芯片尺寸變化范圍較大,最小為 0.2mm*0.2mm,最 大超過(guò) 10mm*10mm 以上;定位前需進(jìn)行芯片質(zhì)量檢測,如墨點(diǎn)識別、 崩邊、劃痕等,F在的 SMT-Pick and Place 設備已無(wú)法滿(mǎn)足生產(chǎn)需求, 未來(lái)固晶(Die Bonder)設備必須滿(mǎn)足高精準度及產(chǎn)能。
由于 MiniLED 的芯片尺寸主要是 50-200um,同時(shí) MiniLED 芯片和燈 珠單位面積使用量巨大且排列十分緊密,對焊接面平整度、線(xiàn)路精度提 出更高要求,對焊接參數的適應性和封裝寬容度要求也更為嚴格。因此 在高效率和高精度的 MiniLED 芯片固晶成為擺在 MiniLED 面前的一道 難題。傳統錫膏固晶容易導致芯片焊接漂移,孔洞率增大,無(wú)法滿(mǎn)足 MiniLED 的高精度固精要求,更高精度固晶基板及固晶設備成為急需解 決的問(wèn)題。
傳統貼片機在對 P1.0 以下 MiniLED 封裝器件進(jìn)行貼片時(shí),由于精度要 求在 25um 以下,因此傳統貼片機必須將貼片速度降低到原有貼片速度 的 30-50%,這將大大降低顯示屏的生產(chǎn)制造效率。更高效的貼片機也是 是未來(lái) MiniLED 所面臨的一大難題
3.4.3. 背板性能
MiniLED 背板材料有較高要求。MiniLED 作為背光時(shí)要求產(chǎn)品越薄越 好,但是當 PCB 厚度低于 0.4mm 時(shí),在回流焊、Molding 工藝中,由于 樹(shù)脂基材與銅層熱膨脹系統不同,會(huì )誘發(fā)芯片虛焊,而 Molding 封裝過(guò) 程中,封裝膠與 PCB 熱膨脹系數不同也會(huì )導致膠裂。MiniLED 輕薄化的前提下,顯示和背光效果的高要求對 PCB 背板的厚度均勻性、平整性、 對準度等加工精度都提出了新的挑戰,再加上PCB背板上有大量的 LED 芯片和驅動(dòng) IC,這就需要背板的 Tg 點(diǎn)要高于 220℃,而 PCB 背板在 MiniLED 加工過(guò)程中需要受到各種外力,為了保持背板的厚度均勻性、 尺寸穩定性等,還需要背板具有較高的耐撕拉強度、耐濕熱性等物理特 性。(Tg 點(diǎn):玻璃態(tài)轉化溫度點(diǎn),是封裝膠在固化中從固態(tài)到玻璃態(tài)過(guò) 程中的溫度點(diǎn),封裝膠的 Tg 點(diǎn)與固化后的硬度及內應力有一定關(guān)系)。
此外,為了拓展 MiniLED 的應用,MiniLED 產(chǎn)業(yè)上下游廠(chǎng)家積極在研發(fā) 新技術(shù)和降低成本方面努力,目前國內外 MiniLED 廠(chǎng)家重點(diǎn)在研發(fā)或拓 展的新技術(shù)包括出光調節芯片、COB 和 IMD 封裝、MiniLED 巨量轉移、 TFT 電路背板、柔性基板等。
3.5. MiniLED 顯示:從間距指標看,潛在應用場(chǎng)景豐富,有望 與 Mini 背光、OLED 共享市場(chǎng)
從間距上看(P0.1-1), MiniLED 囊括了主流顯示應用。P0.4 以下,日 常顯示應用較為密集。以常見(jiàn) 4K 家用電視為例,技術(shù)上要求間距縮小 在 P0.3-P0.4 之內。從芯片角度分析:
主流顯示應用(P0.4 以下)的芯片其實(shí)主要是 MicroLED 芯片。實(shí) 際產(chǎn)品生產(chǎn)中,依靠現有集成封裝水平要達到這一間距,一般需使 用更小的 MicroLED 芯片(芯片尺寸小于 100um),所以產(chǎn)品也可 劃分到 MicroLED 領(lǐng)域。
目前國內廠(chǎng)商正推廣應用的 MiniLED 產(chǎn)品(間距一般大于 P0.6) 實(shí)質(zhì)上屬于小間距的改良。國內LED顯示廠(chǎng)商使用MiniLED芯片, 經(jīng)過(guò)SMD/四合一封裝貼片后制造的MiniLED 顯示產(chǎn)品實(shí)際間距一 般大于P0.6,仍局限于超大屏應用領(lǐng)域,實(shí)質(zhì)上屬于小間距的改良。
除消費電子領(lǐng)域分辨率要求更高而不能應用 MiniLED 外,從技術(shù)指標上 來(lái)說(shuō),Mini 顯示技術(shù)可以覆蓋主流顯示屏產(chǎn)品,這些領(lǐng)域(也是 Mini 背光、OLED 的應用領(lǐng)域)及發(fā)展趨勢如下:
家用電視屏幕:市場(chǎng)出貨量企穩,單位屏幕面積增長(cháng)明顯。據 IHS Markit 數據,2018 年,由于液晶電視面板價(jià)格下降,全球電視出貨 量出現復蘇,增長(cháng)了 3.5%,達到 2.23 億臺。2019 年第一季度 9 英 寸以上液晶面板的出貨量達到 1.783 億部,同期下降 1%。按面積 計算,同期出貨量增加 6.7%至 4910 萬(wàn)平方米。超大尺寸電視面板 市場(chǎng)增長(cháng)的主要動(dòng)力來(lái)自 10.5 代工廠(chǎng)投資的增加,這些工廠(chǎng)能夠通 過(guò)規模經(jīng)濟性來(lái)生產(chǎn)超大尺寸電視面板,并且降低生產(chǎn)成本以及供 應價(jià)格,從而產(chǎn)生傳導效應造成電視價(jià)格的下降。
車(chē)載顯示:市場(chǎng)潛力巨大,已成為中小尺寸面板市場(chǎng)中第二大應用 市場(chǎng)。車(chē)載顯示對面板品質(zhì)要求高、單價(jià)高,市場(chǎng)正在不斷增長(cháng)。相關(guān)數據顯示,2018 年全球汽車(chē)顯示市場(chǎng)為 7 萬(wàn)億韓元(約合 65 億美元),預計到 2024 年將增至 24 萬(wàn)億韓元。天馬專(zhuān)業(yè)顯示方案 架構部經(jīng)理楊圣潔指出,2016 年—2022 年,車(chē)載 TFT-LCD 顯示市 場(chǎng)年復合增長(cháng)率達 9.6%,近 4 倍于整車(chē)終端市場(chǎng)增幅。2017 年車(chē) 載 TFT-LCD 顯示市場(chǎng)達 1.29 億片,2018 年將達到 1.44 億片,到 2022 年有望達到 2.04 億片。
中國大陸面板廠(chǎng)商在車(chē)載顯示市場(chǎng)的地位也在不斷提升。IHS 報告 顯示,中國大陸面板品牌從過(guò)去不到 5%的市場(chǎng)份額上升到 2019 年 第一季度的 19%。群智咨詢(xún)報告也指出,中國大陸廠(chǎng)商總份額為 21%,同比增長(cháng)了近 3 個(gè)百分點(diǎn)。
車(chē)載顯示整體朝著(zhù)消費類(lèi)電子產(chǎn)品顯示的方向發(fā)展,但是也有其不 同的要求。比如車(chē)廠(chǎng)對顯示屏的信賴(lài)性、高寒、高溫、穩定性要求 更高,車(chē)載顯示還需要符合車(chē)規的要求。
PC 顯示器:產(chǎn)品同質(zhì)化嚴重,出貨量持續萎靡。據 IDC 統計,2018 年中國 PC 顯示器市場(chǎng)整體出貨量為 3200.5 萬(wàn)臺,同比下降 6.9%。 其中捆綁顯示器出貨量達到 434.1 萬(wàn)臺,同比下降 8.5%;獨立顯示 器出貨量達到 377.7 萬(wàn)臺,同比下降 5.5%。
據 LEDinside 統計,MiniLED 等市場(chǎng)(包括了背光和顯示)有望在 2023 年達到 40 億美金。
4. MicroLED 應用:終極顯示技術(shù)或將打開(kāi)千億市場(chǎng)
4.1. MicroLED 是目前已知的最優(yōu)顯示技術(shù)
MicroLED 顯示技術(shù)綜合性能極佳。MicroLED 顯示屏是巨量微型 LED 單 元組成的 RGB 顯示陣列,PPI 可達 1500PPI 以上,是目前各類(lèi)顯示技術(shù) 難以達到的超高像素密度。而且壽命比有機材料構成的 OLED 以及 LCD 都長(cháng),耗電低,擁有更寬的可視角度。
MicroLED 由于自發(fā)光特性,搭配幾乎無(wú)光耗元件的簡(jiǎn)易結構,就可輕易 實(shí)現低能耗或高亮度的顯示器設計。這樣可解決目前顯示器應用的兩大 問(wèn)題:一是穿戴型裝置、手機、平板等設備的 80%以上的能耗在于顯示 器上,低能耗的顯示器技術(shù)可提供更長(cháng)的電池續航力;二是環(huán)境光較強 致使顯示器上的影像泛白、辨識度變差的問(wèn)題,高亮度的顯示技術(shù)可使 其應用的范疇更加寬廣。并且 MicroLED 的顯示產(chǎn)品幾乎可以適應各種 顯示尺寸。由于不需要背光源,MicroLED 相較傳統 LCD 和 OLED 產(chǎn)品更 加輕薄。
4.2. 消費電子、VR/AR 等為 MicroLED 提供了潛在巨量市場(chǎng)
高畫(huà)質(zhì)、低能耗,MicroLED 在消費電子市場(chǎng)優(yōu)勢非常顯著(zhù),這些領(lǐng)域 成長(cháng)性高,為 MicroLED 的應用提供了巨大的潛在市場(chǎng)。
智能手機市場(chǎng)出貨穩定,5G 或加速存量替換。據 IDC 統計,全球 智能手機滲透率由 2013 年的 39%上升至 2017 年的 48.7%,中國市 場(chǎng)滲透率為 64.5%。IDC 預計,未來(lái) 5G 和折疊手機的覆蓋率將逐 步提升,到 2023 年,5G 智能手機出貨量將占全球智能手機出貨量 的大約四分之一。
VR/AR 領(lǐng)域潛力巨大,景氣度持續看好。近年來(lái)國內外對 VR/AR 的投資異;馃,2016年全球VR/AR領(lǐng)域共獲得23.2億美元投資, 增長(cháng)率高達 236.2%,但經(jīng)歷了一段資本的狂熱后,從 2016 年下半 年開(kāi)始,全球范圍內投資逐漸趨于冷靜和理性,2017 年增長(cháng)率下降至 32.8%,實(shí)現 30.8 億美元的投資規模。但整體上資本依舊看好這 一產(chǎn)業(yè),而且關(guān)注的領(lǐng)域也更為多元化,資本對于產(chǎn)業(yè)的信心猶在。 而 2018 年全球增長(cháng)率為 22.5%,投資規模為 37.7 億美元,市場(chǎng)成 熟度提升。
4.3. 國際大廠(chǎng)加緊研發(fā),MicroLED 量產(chǎn)難點(diǎn)集中在轉移、芯 片、驅動(dòng)等方面
4.3.1. 國際巨頭紛紛布局,大陸廠(chǎng)商加速追趕
蘋(píng)果、三星、索尼接連涉足,大陸 LED 廠(chǎng)商加緊研發(fā)。MicroLED 技術(shù) 發(fā)展最早可追溯到 2000 年。2000 年至 2013 年屬于萌芽期,市場(chǎng)需求不 明的情況下僅有少數廠(chǎng)商進(jìn)行專(zhuān)利布局,其中以索尼和伊利諾伊大學(xué)研 究機構為代表。2014 年,蘋(píng)果完成了對微型 LED 屏幕技術(shù)公司 LuxVue Technology 的收購,展現出對于 MicroLED 顯示技術(shù)的信心,此舉帶動(dòng) 其他廠(chǎng)商的加速投入,MicroLED 行業(yè)逐步進(jìn)入成長(cháng)期。
市場(chǎng)研究機構 Yole Développement 最新的 2018 年調研報告表明,全球 共有125家企業(yè)和組織參與了MicroLED顯示技術(shù)研發(fā),截至2017年底, 已申請 1495 件 MicroLED 相關(guān)專(zhuān)利。其中,628 項專(zhuān)利已獲批準,780 項正在申請中。美國的蘋(píng)果、X-celebrant、Facebook 是全球 MicroLED 專(zhuān)利申請量排名前三的企業(yè)。
隨著(zhù)大陸 LED 和面板產(chǎn)業(yè)逐步成熟,以三安光電、京東方、華星光電 為代表的國內行業(yè)龍頭企業(yè)紛紛加緊研發(fā),力圖實(shí)現技術(shù)追趕。7 月 29 日,三安光電在湖北省鄂州市 Mini/MicroLED 芯片產(chǎn)業(yè)化項目舉行開(kāi)工 儀式,總投資達120億元。年初京東方?jīng)Q定與美國Rohini公司開(kāi)展合作, 布局巨量轉移技術(shù)。而后華星光電在美國國際顯示周及 SID 年會(huì )展上, 展示了 IGZO TFT 主動(dòng)式 MicroLED 顯示屏,作為全球首次將 IGZO 技 術(shù)應用于 MicroLED 顯示的產(chǎn)品,它可以實(shí)現大尺寸背板驅動(dòng),集高色 域、高對比、高亮度、高穿透、低功耗五大特點(diǎn)于一身。
相較傳統 LED 顯示產(chǎn)品,MicroLED 生產(chǎn)工藝有明顯不同。制造難點(diǎn)主要集中在 MicroLED 芯片制造、巨量轉移、驅動(dòng)電路設計等方面。
4.3.2. 專(zhuān)利集中在芯片、轉移、驅動(dòng)三個(gè)領(lǐng)域,集中體現了競爭焦
4.3.2.1. 芯片:晶片微縮化制程難度高
磊晶的光效率會(huì )隨 LED 晶片尺寸的微縮而下降。磊晶(Epitaxy)在 LED 芯片中,指在藍寶石、GaAs、硅等襯底上,通過(guò) MOCVD 加工,生產(chǎn) 具有特定單晶薄膜外延片的過(guò)程。MicroLED 晶片尺寸在 100um 以下, 光效率較傳統 LED 芯片下降較大。采用一般的電感耦合等離子體(ICP, Inductive Coupled Plasma)蝕刻技術(shù)的制造工藝,因等離子的影響,LED 的側面容易出現缺陷。特別是,LED 的尺寸越小,有缺陷的側面的比例 就越高。電流密度區域如果在 20A/cm2 以下,發(fā)光效率會(huì )急劇下降。
MicroLED 晶片制程技術(shù)上與傳統 LED 芯片明顯不同。最大的差異體 現在晶片結構上,由于 MicroLED 晶片尺寸過(guò)小,正裝芯片必須的打線(xiàn) 技術(shù)已經(jīng)無(wú)法適用,必須使用倒裝或垂直結構。倒裝結構中,為使晶片 從另一側發(fā)光,需將原有藍寶石襯底剝離。此外,晶片的側翼絕緣層、 弱化結構和生產(chǎn)晶片的無(wú)塵室等級也有顯著(zhù)區別。
MicroLED 晶片良率難以提升。一般大小的 LED 晶片(約 250*250μm) 在生產(chǎn)時(shí),側壁總會(huì )出現 1-2μm 的缺陷,這是在合理的公差范圍之內, LED 晶體管仍有 97% 的可用面積?梢坏┥a(chǎn)精度達到 MicroLED 晶片 大小,就算是1μm-2μm的缺陷也足以導致破壞性的影響,導致MicroLED 的可用面積變得極其微小,只有 4%左右——為了保證良率,對 MicroLED 晶體管的設計、生產(chǎn)工藝又提出了更高的要求。
若尺寸微縮到 10um 以下,倒裝結構會(huì )因為正負電極都在同一側,導致 尺寸無(wú)法繼續縮小,因而需要進(jìn)化至正負電極分布于上下兩端的垂直式 晶片架構方式才能滿(mǎn)足需求。
4.3.2.2. 轉移:巨量轉移技術(shù)百花齊放,目前尚無(wú)主流
在 MicroLED 磊晶部分結束后,需要將已點(diǎn)亮的 LED 晶體薄膜無(wú)需封 裝直接搬運到由電流驅動(dòng)的 TFT 背板上、并在微米級組裝成為兩維周 期陣列。由于轉移的像素顆粒數量極多(500 PPI 的 5 英寸手機屏幕需要 800 萬(wàn)個(gè)像素顆粒)、尺寸極。ㄒ笪⒚准壈惭b精度),這種薄膜轉移 技術(shù)又被稱(chēng)之為批量轉移,或者巨量轉移。將數以萬(wàn)計的 LED 芯片轉 移至 TFT 基板上,既要考慮良率又要注重效率,目前巨量轉移的方式繁 多,主要可分為三大種類(lèi):芯片連接(Chip bonding)、外延連接(Wafer bonding)和薄膜連接(Thin film transfer)。
芯片連接技術(shù)。該技術(shù)將 LED 直接進(jìn)行切割成微米等級的 MicroLED 芯片,利用 SMD 技術(shù)或 COB 技術(shù),將微米等級的 MicroLED 芯片一顆一顆鍵接于顯示基板上。
外延連接技術(shù)。在 LED 的磊晶薄膜層上用感應耦合等離子離子蝕 刻(ICP),直接形成微米等級的 Micro-LED 磊晶薄膜結構,再將 LED 芯片直接鍵接于驅動(dòng)電路(TFT)基板上,最后使用物理或化學(xué)機 制剝離基板。
薄膜連接技術(shù)。該方法使用物理或化學(xué)機制剝離 LED 基板,以一 暫時(shí)基板承載 LED 芯片薄膜層,再利用感應耦合等離子蝕刻,形成 微米等級的 Micro-LED 磊晶薄膜結構;或者,先進(jìn)行蝕刻,形成 MicroLED 芯片薄膜結構,再剝離 LED 基板,以一暫時(shí)基板承載 LED 磊晶薄膜結構。最后,根據驅動(dòng)電路基板上所需的顯示劃素點(diǎn) 間距,將 MicroLED 磊晶薄膜結構進(jìn)行批量轉移,鍵接于驅動(dòng)電路 基板上形成像素點(diǎn)。這種技術(shù)是目前三種批量轉移技術(shù)中成本最低 的方法,預計能最快實(shí)現商業(yè)化應用。
4.3.2.3. 驅動(dòng):主動(dòng)選址驅動(dòng)電路設計復雜
MicroLED 每一列像素的陰極通過(guò) N 型 GaN 層共陰極連接,每一行像素的 陽(yáng)極則有不同的驅動(dòng)連接方式,其驅動(dòng)方式主要包括被動(dòng)選址驅動(dòng)(Passive Matrix,簡(jiǎn)稱(chēng) PM,又稱(chēng)無(wú)源尋址驅動(dòng))、主動(dòng)選址驅動(dòng)(Active Matrix,簡(jiǎn)稱(chēng) AM,又稱(chēng)有源尋址驅動(dòng))和半主動(dòng)選址驅動(dòng)三種。
被動(dòng)選址驅動(dòng)是把像素電極做成矩陣型結構,每一列(行)像素的 陽(yáng)(陰)極共用一個(gè)列(行)掃描線(xiàn),兩層電極之間通過(guò)沉積層進(jìn) 行電學(xué)隔離,以同時(shí)選通第 X 行和第 Y 列掃描線(xiàn)的方式來(lái)點(diǎn)亮位于 第 X 行和第 Y 列的 LED 像素,高速逐點(diǎn)(或逐行)掃描各個(gè)像素來(lái) 實(shí)現整個(gè)屏幕畫(huà)面顯示的模式。
主動(dòng)選址驅動(dòng)模式下,每個(gè) MicroLED 像素有其對應的獨立驅動(dòng)電 路,驅動(dòng)電流由驅動(dòng)晶體管提供;镜闹鲃(dòng)矩陣驅動(dòng)電路為雙晶 體管單電容電路。每個(gè)像素電路中,選通晶體管用來(lái)控制像素電路 開(kāi)關(guān),驅動(dòng)晶體管與電源連通為像素提供穩定電流,存儲電容用來(lái) 儲存數據信號。為了提高灰階等顯示能力,可以采用四晶體管雙電 容電路等復雜的主動(dòng)矩陣驅動(dòng)電路。
半主動(dòng)選址驅動(dòng)方式采用單晶體管作為 MicroLED 像素的驅動(dòng)電路, 從而可以較好地避免像素之間的串擾現象。半主動(dòng)驅動(dòng)由于每列驅 動(dòng)電流信號需要單獨調制,性能介于主動(dòng)驅動(dòng)和被動(dòng)驅動(dòng)之間。
主動(dòng)選址驅動(dòng)方式具有顯著(zhù)優(yōu)勢。一是無(wú)掃描電極數限制,可實(shí)現更大 面積的快速驅動(dòng);二是有更好的亮度均勻性和對比度,像素亮度不受同 列點(diǎn)亮數的影響;三是沒(méi)有行列掃描損耗,可實(shí)現低功耗高效率;四是 具有高獨立可控性, 被點(diǎn)亮像素周?chē)皇茈娏髅}沖影響;五是兼容更高 的分辨率。
4.3.2.4. 其它:微米等級全彩化解決方案仍不成熟
傳統 RGB 芯片可用已有的 MOCVD 機器生產(chǎn),是現階段應用最廣泛的 色彩化方案。顯示器中的 RGB 三原色,由 RGB 各自不同的外延片上取 下切割成適合像素大小尺寸的晶片作為顯示器內像素的發(fā)光源。 RGB 色 彩飽和度高(預估至少可達 100%以上),生產(chǎn)技術(shù)較為成熟,應用最為 廣泛。
RGB 芯片色轉換方案目前在小于 20um 的技術(shù)上面臨光效率及良率不 足等問(wèn)題。而另一種全彩化技術(shù)是量子點(diǎn)色轉換,通過(guò)在量子點(diǎn)尺寸改 變藍光 LED 芯片發(fā)光顏色實(shí)現全彩化?煞譃橹苯釉谒{光 LED 芯片上 涂抹熒光粉和在濾光片上涂抹兩種。由于量子點(diǎn)尺寸達納米等級,這種 技術(shù)更適用于 20um 以下小尺寸晶片色轉換的應用上。對于中大尺寸 LED 晶片,涂抹的均勻性將是主要的挑戰。未來(lái)量子點(diǎn)廠(chǎng)商商業(yè)化前的 首要方向是對涂抹厚度和涂抹點(diǎn)間距的精準控制。
5. 供需反轉,Mini/Micro 落地或重塑上游格局
5.1. 格局:Micro 下游應用企業(yè)集中于東亞,作為全球龍頭, 中國大陸芯片廠(chǎng)商顯著(zhù)
受益這一區位優(yōu)勢 受益 LED 產(chǎn)業(yè)向大陸轉移,國內企業(yè)在產(chǎn)業(yè)鏈中占有一席之地。相比 于 LED 傳統生產(chǎn)線(xiàn),MicroLED 生產(chǎn)工藝顯著(zhù)不同,基于 SMD 封裝技 術(shù)和后續貼片工藝的設備難以邁入 MicroLED 的門(mén)檻。MicroLED 不但 要求國內廠(chǎng)商進(jìn)行大量研發(fā)投入和設備革新,未來(lái)還將從生產(chǎn)流程上加 速中下游企業(yè)的整合。上游芯片生產(chǎn)廠(chǎng)面臨的改革壓力較小,全球部分 龍頭企業(yè)已經(jīng)具備一定技術(shù)儲備,可以批量生產(chǎn) 5um 大小的 MicroLED 芯片。
東亞產(chǎn)業(yè)鏈集中度高,中國大陸芯片廠(chǎng)商占據區位優(yōu)勢。隨著(zhù)各大國際 廠(chǎng)商紛紛加入 MicroLED 這一次時(shí)代顯示技術(shù)的角逐,MicroLED 世界 格局逐漸清晰。由于東亞集中著(zhù)下游領(lǐng)軍的顯示產(chǎn)品制造企業(yè) Sony、三 星,以及掌握一流技術(shù)的 LGD、京東方等面板廠(chǎng)商,MicroLED 產(chǎn)品商 用化后的巨大需求快速傳達給具有區位優(yōu)勢的大陸 LED 芯片龍頭企業(yè)。
MicroLED 商業(yè)化進(jìn)程仍不明朗,但都將顯著(zhù)利好上游芯片廠(chǎng)商。雖然 近年來(lái)不乏國際大廠(chǎng)做出 MicroLED 樣品,但生產(chǎn)成本、良率問(wèn)題目前 還未有妥善解決,商業(yè)化路徑仍不明朗。但無(wú)論是哪家下游廠(chǎng)商能率先 技術(shù)突圍,都將顯著(zhù)利好上游芯片廠(chǎng)商。以龍頭芯片廠(chǎng)商三安光電為例, 2018 年片產(chǎn)量 9112.02 億粒,銷(xiāo)量 8384.71 億粒,而一臺解析度為 4K 的 MicroLED 電視就能消耗 2400 萬(wàn)粒 LED 芯片。MicroLED 若技術(shù)成熟, 將顯著(zhù)拉動(dòng) LED 芯片需求。2018 年 2 月 5 日,國際顯示領(lǐng)域巨頭韓國 三星電子與三安光電達成了 1,683 萬(wàn)美元的協(xié)議,來(lái)?yè)Q得廈門(mén)三安向三 星電子供應由廈門(mén)三安產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)一定數量的 LED 芯片。
5.2. 供給:逆周期擴產(chǎn),大陸龍頭芯片企業(yè)已大舉進(jìn)入 MicroLED
龍頭廠(chǎng)商率先投產(chǎn),產(chǎn)能提升有賴(lài)技術(shù)進(jìn)步。7 月 29 日,三安光電 Mini/MicroLED 芯片項目在湖北鄂州正式開(kāi)工。項目用地約 756 畝,總 投資 120 億元,總建筑面積 47.77 萬(wàn)平方米,將建成 Mini/MicroLED 氮 化鎵芯片、Mini/MicroLED 砷化鎵芯片、4K 顯示屏用封裝三大產(chǎn)品系列 的研發(fā)生產(chǎn)基地。
行業(yè)多輪洗牌,大陸 LED 芯片生產(chǎn)集中度顯著(zhù)提升。三安光電、華燦 光電、德豪潤達、澳洋順昌、乾照光電等廠(chǎng)商占據了 LED 芯片主要市場(chǎng)。 截至 2018 年度,三安光電 4344.4 萬(wàn)片(折合二寸片)的年產(chǎn)能位居國 內廠(chǎng)商榜首,華燦光電以 2171 萬(wàn)片位居國內第二。作為全球芯片廠(chǎng)商 龍頭,三安市占率逼近 30%。由于 Mini/MicroLED 芯片制造門(mén)檻較高, 三安有望在這一領(lǐng)域占據更大的市場(chǎng)份額。公司預測,若鄂州項目順利 投產(chǎn),三安 Mini/Micro 芯片年產(chǎn)能將分別增加 210 萬(wàn)片、26 萬(wàn)片。合理 推算,全球 Mini/Micro 芯片產(chǎn)能約為 1400 萬(wàn)片、124 萬(wàn)片。
5.3. 需求:應用領(lǐng)域多元,需求規模巨大
因兼具媲美 OLED 的顯示效果、大規模量產(chǎn)成本更低以及應用端適應性 強等優(yōu)良特性,MiniLED 被認為是 MicroLED 時(shí)代到來(lái)前小間距領(lǐng)域 唯一能夠撼動(dòng)現有 OLED 產(chǎn)業(yè)格局的關(guān)鍵技術(shù)。業(yè)界普遍認為,待 MiniLED 技術(shù)發(fā)展成熟后,2019 到 2020 年該市場(chǎng)將正式進(jìn)入高速發(fā)展 階段,尤其是 2019 年隨著(zhù)各一線(xiàn)大廠(chǎng)產(chǎn)能的大規模釋放,MiniLED 在 全球各大主要應用市場(chǎng)的滲透率將會(huì )陡升,實(shí)現從 P0.5 到 P2.0 產(chǎn)品的 全線(xiàn)覆蓋,預計 2022 年整個(gè)市場(chǎng)的產(chǎn)值將會(huì )達到 16.99 億美元。
MiniLED 商業(yè)化在即,背光滲透提升加大芯片需求。由于兼顧成本與性 能優(yōu)勢,使用 MiniLED 背光模組的 LCD 液晶屏有望快速占據中高端市 場(chǎng),預計未來(lái) MiniLED 芯片需求將達到 1200萬(wàn)片每年,約合兩寸片5000 萬(wàn)片,是現有全球 LED 芯片產(chǎn)能的 28%。
單位 MicroLED 產(chǎn)品芯片用量巨大,低滲透率也可撬動(dòng)大需求。目前 MicroLED 顯示以 RGB 芯片作為主流全彩化方案,意味著(zhù)單個(gè)像素對應 著(zhù) 3 顆 MicroLED 芯片。目前主流 TV 產(chǎn)品分辨率均達到 4K 以上,若將 MicroLED 技術(shù)應用在 TV 面板上,單個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中就將消耗 2500 萬(wàn)顆芯片(約合 5 片 4 寸外延片)。若 TV 市場(chǎng)滲透率達到 1%,外延片 需求便會(huì )增加 1100 萬(wàn)片(四寸片)。
5.4. 缺口:供需失衡明顯,高端 LED 芯片是潛在藍海
技術(shù)門(mén)檻約束,現有高端 LED 芯片產(chǎn)能缺口巨大。由于 LED 芯片微縮 化制程難度高,國大擁有規模量產(chǎn) MiniLED 芯片能力的廠(chǎng)商寥寥無(wú)幾, 而 MicroLED 芯片目前全球僅有日亞化學(xué)、晶電、三安、華燦以及谷歌 旗下的 GLO 等少數幾家公司可以生產(chǎn)。目前高端 LED 芯片潛在產(chǎn)能尚 無(wú)法滿(mǎn)足未來(lái)需求。隨著(zhù)商業(yè)化臨近,MiniLED 背光產(chǎn)品的芯片缺口預 計為 200 萬(wàn)片。由于 MicroLED 大批量生產(chǎn)前景仍不明朗,巨大的 MicroLED 芯片缺口暫時(shí)沒(méi)有對上游企業(yè)造成顯著(zhù)影響。
低端盲目擴產(chǎn),芯片廠(chǎng)商增量不增利。17 年以來(lái)大陸芯片廠(chǎng)商擴產(chǎn)嚴重, 從 17 年一季度 610 萬(wàn)片/月擴張到 19 年二季度 1100 萬(wàn)片/月(2 寸片) , 整體擴產(chǎn)幅度達 80%。同期芯片廠(chǎng)商毛利率顯著(zhù)下滑,平均降幅在 30% 左右。龍頭企業(yè)三安光電雖然產(chǎn)能全球占比最大,同樣受價(jià)格戰波及, 但歸因于技術(shù)優(yōu)勢加持,產(chǎn)品質(zhì)量?jì)?yōu)異,毛利降幅控制在 15%左右。
有效產(chǎn)能不足,MicroLED 落地或推進(jìn)上游整合。我們測算,目前 LED 中低端芯片產(chǎn)能中有超過(guò) 20%過(guò)剩。而高端 Mini/MicroLED 芯片尚處于 規;慨a(chǎn)初期,產(chǎn)能較小。我們預計隨著(zhù) Mini/MicroLED 產(chǎn)品逐步成 熟推廣,高端 LED 芯片缺口將達到 11000 萬(wàn)片 2 寸片/年,目前高端產(chǎn) 能遠遠無(wú)法滿(mǎn)足。低端出清,高端擴張或是 LED 上游芯片產(chǎn)業(yè)未來(lái)整合 的主旋律。
6. 投資建議
6.1. 投資邏輯總結
6.1.1. 短期:小間距市場(chǎng)高速增長(cháng),MiniLED 商業(yè)化在即
專(zhuān)顯市場(chǎng)回暖,商顯市場(chǎng)體量巨大,小間距廠(chǎng)商業(yè)績(jì)增長(cháng)無(wú)虞。電影、 廣告、體育、文娛在內多領(lǐng)域運營(yíng)模式的革新料將持續推動(dòng)商業(yè)顯示景 氣度上行。據奧維云網(wǎng)測算,商顯市場(chǎng) 2017 到 2019 年CAGR 高達 29.3%, 2019 年市場(chǎng)規模將達 900 億。
MiniLED 背光商用在即,中下游受益顯著(zhù)。相比傳統 LCD 屏幕,應用 MiniLED 背光模組的產(chǎn)品整體效果有顯著(zhù)提高,不僅機身更為輕薄,顯 示色彩媲美 OLED,亮度也更高;成本上,應用 MiniLED 背光模組的大 尺寸電視成本約為 OLED 電視的六到八成,高端市場(chǎng)競爭力更強。
6.1.2. 中長(cháng)期:MicroLED 前景廣闊,上游龍頭最先受益
國際大廠(chǎng)紛紛布局,大陸區位優(yōu)勢顯著(zhù)。2014 年以來(lái),以蘋(píng)果、三星、 索尼為代表的國際廠(chǎng)商接連涉足 MicroLED 的技術(shù)生產(chǎn)環(huán)節,同時(shí)大陸 LED 龍頭企業(yè)和面板廠(chǎng)商也加緊對這一次時(shí)代顯示技術(shù)的研發(fā)。由于東 亞集中著(zhù)下游領(lǐng)軍的顯示產(chǎn)品制造企業(yè) Sony、三星,以及掌握一流技術(shù) 的 LGD、京東方等面板廠(chǎng)商,MicroLED 產(chǎn)品商用化后的巨大需求可以 快速傳達給具有區位優(yōu)勢的大陸 LED 芯片龍頭企業(yè)。
技術(shù)壁壘限制,高端 LED 芯片潛在缺口巨大,龍頭企業(yè)有望進(jìn)一步提 升市場(chǎng)份額。目前 MicroLED 芯片生產(chǎn)工藝不成熟,成本良率的約束, MicroLED 芯片全球潛在產(chǎn)能尚不足 130 萬(wàn)片(四寸片)。如果 MicroLED 技術(shù)在 TV 面板上取得商業(yè)化,單個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中就將消耗 2500 萬(wàn)顆 芯片(約合 5 片 4 寸外延片)。若 TV 市場(chǎng)滲透率達到 1%,外延片需求 便會(huì )增加 1100 萬(wàn)片(四寸片)。與下游廠(chǎng)商有良好合作關(guān)系并率先實(shí)現 微縮化芯片規;a(chǎn)的龍頭芯片廠(chǎng)商將最先分享這一蛋糕。
6.2. 重點(diǎn)公司
推薦標的:國星光電(小間距 LED 燈珠龍頭)、洲明科技(小間距 LED 顯 示龍頭);受益標的:三安光電(LED 芯片龍頭)、利亞德(小間距 LED 顯 示龍頭)。
6.2.1. 三安光電:強者恒強,長(cháng)期看好上游芯片龍頭
三安光電作為全球 LED 芯片領(lǐng)域龍頭企業(yè),在資產(chǎn)規模、營(yíng)收、利潤 等各項指標均顯著(zhù)高于業(yè)內競爭者。同時(shí),公司管理完善,生產(chǎn)工藝成 熟,成本控制出色。憑借長(cháng)期積累的規模優(yōu)勢,毛利率、凈利率大幅領(lǐng) 先。隨著(zhù) Mini/MicroLED 技術(shù)的興起,公司堅持高額研發(fā)投入,逆周期 投資擴產(chǎn) MicroLED 高端芯片,與下游三星等國際大廠(chǎng)達成合作關(guān)系, 有望在 Mini/MicroLED 市場(chǎng)搶占先機。
規模領(lǐng)先的 LED 企業(yè),成本控制成熟。公司是全球最大的 LED 外延 片和芯片生產(chǎn)企業(yè),規模全球領(lǐng)先,掌握上游多項核心生產(chǎn)技術(shù)。公司 先后受益于 LED 背光、照明、顯示等細分領(lǐng)域的爆發(fā),業(yè)績(jì)保持較快 增長(cháng)。傳統 LED(照明、背光、顯示)市場(chǎng)競爭格局逐漸穩定,公司憑 借技術(shù)水平、管理水平以及規模等競爭優(yōu)勢,龍頭地位穩固,毛利率、 凈利潤率等指標在行業(yè)內多年持續穩定,大幅領(lǐng)先同業(yè)競爭者。
研發(fā)持續投入,技術(shù)國際一流。公司堅持技術(shù)投入,不斷完善生產(chǎn)工藝, 2018 年研發(fā)投入/營(yíng)收為 9.6%,業(yè)內第一。公司在 2019 年第一季度建立 首條 MicroLED 外延片和芯片生產(chǎn)線(xiàn),并已開(kāi)發(fā)出了直徑為 20 微米的 MicroLED 產(chǎn)品;同時(shí),公司還將繼續研發(fā)生產(chǎn) 4 微米 LED 和 10 微米 的 LED 倒裝芯片。目前公司已申請 27 項 MicroLED 專(zhuān)利,并計劃在 2019 年年底前開(kāi)始生產(chǎn)用于智能可穿戴設備、100 英寸以上大尺寸面板和汽 車(chē)尾燈等小尺寸面板的 MicroLED 產(chǎn)品。公司也已經(jīng)成為了三星電子大 尺寸顯示器 MiniLED 的首選供應商。
新興應用領(lǐng)域(Mini/MicroLED、景觀(guān)照明、智慧照明)高速增長(cháng),市 場(chǎng)份額有望持續提升。Mini/Micro 芯片生產(chǎn)技術(shù)門(mén)檻高,未來(lái)公司的市 場(chǎng)份額將有望進(jìn)一步提升。尤其是 2019 年底開(kāi)始行業(yè)內外延片將從 4 英寸逐漸向 6 英寸技術(shù)邁進(jìn),技術(shù)領(lǐng)先的三安有望率先普及 6 英寸, 大幅降低成本和提高毛利率,領(lǐng)先同行享受超額利潤。在 Mini/MicroLED 方面,三安光電與三星達成供貨協(xié)議,率先將技術(shù)轉化為實(shí)際應用,同 時(shí)進(jìn)一步打開(kāi)國際市場(chǎng)空間。
6.2.2. 國星光電:MiniLED 背光商業(yè)化在即,先發(fā)優(yōu)勢有望變現
國星光電是大陸 LED 顯示封裝龍頭,受益下游小間距領(lǐng)域高速發(fā)展,2014 到 2018 年營(yíng)收持續高速增長(cháng),CAGR 為 24%。公司布局 LED 顯示全產(chǎn)業(yè) 鏈,協(xié)同效應逐漸顯現。隨著(zhù)小間距產(chǎn)品滲透率不斷提升,MiniLED 市 場(chǎng)的逐漸打開(kāi),憑借品牌、渠道、技術(shù)上的優(yōu)勢,業(yè)績(jì)有望繼續提升。
下游需求旺盛,顯示封裝龍頭地位穩固。公司產(chǎn)品定位中高端,具有品 牌和技術(shù)優(yōu)勢。在小間距像素密度持續提升趨勢下,高端封裝燈珠需求 量爆發(fā)性增長(cháng),公司訂單需求絡(luò )繹不絕,頗受下游顯示廠(chǎng)商青睞,每年 小間距產(chǎn)能翻倍擴產(chǎn)。
立足封裝,拓展上下游業(yè)務(wù),全面布局顯示領(lǐng)域。公司為提升產(chǎn)業(yè)鏈價(jià) 值量而向上游芯片環(huán)節布局,公司研發(fā)的硅襯底 LED 外延技術(shù)為將來(lái) 大尺寸外延片的量產(chǎn)儲備新技術(shù)。芯片部門(mén)與封裝部門(mén)協(xié)同研發(fā)新產(chǎn)品, 有利于公司保持顯示封裝市場(chǎng)領(lǐng)先地位。下游產(chǎn)品方面,公司首款 MiniLED IMD-M09 已經(jīng)量產(chǎn),可以實(shí)現 162 寸 4K 的 LED 顯示大屏, 且可以無(wú)限拼接實(shí)現 8K 及 16K 顯示。
MiniLED 技術(shù)國內領(lǐng)先,背光產(chǎn)品有望年內商業(yè)化。公司作為 MiniLED 封裝器件的先行者,RGB 事業(yè)部光從 LED 封裝技術(shù)出現就積極布局, 在顯示領(lǐng)域積累了大量的技術(shù),如自主研發(fā)的四合一封裝技術(shù)。因此當 顯示領(lǐng)域走進(jìn) MiniLED 時(shí)代,RGB 事業(yè)部利用完善的工藝體系迅速完 成了 MiniLED 產(chǎn)品的開(kāi)發(fā),始終走在行業(yè)前列。目前,RGB 事業(yè)部的 MiniLED 應用產(chǎn)品已達到量產(chǎn),可以按具體需求提供最好的組合方案。
6.2.3. 洲明科技:受益市場(chǎng)景氣,LED 顯示龍頭業(yè)績(jì)持續攀升
洲明科技是全球 LED 顯示龍頭企業(yè),細分市場(chǎng)方面,小間距產(chǎn)品全球前 三,租賃業(yè)務(wù)全球第一。公司經(jīng)銷(xiāo)渠道網(wǎng)絡(luò )完善,兼顧國內國際市場(chǎng),在業(yè)務(wù)高速增長(cháng)的同時(shí),注重訂單選擇,保障現金流匯款。隨著(zhù)新建產(chǎn) 能逐步釋放,業(yè)績(jì)有望繼續攀升。
LED 顯示市場(chǎng)維持景氣,公司業(yè)績(jì)持續提升。公司是 LED 顯示龍頭企 業(yè),過(guò)去 3 年業(yè)績(jì)增長(cháng)迅猛,CAGR 為 61%。受益小間距技術(shù)成熟,LED 顯示市場(chǎng)維持繁榮。據 LEDinside 統計,2018 年全球 LED 顯示市場(chǎng)約 為 60 億美金。未來(lái) 5 年內,仍將保持 12%的復合增長(cháng)率,預計 2023 年, 市場(chǎng)規模突破百億美金。而公司憑借在品牌、渠道、服務(wù)上的優(yōu)勢,19 年業(yè)績(jì)仍將保持高速增長(cháng)。
立足小間距,進(jìn)軍 MiniLED,公司技術(shù)積淀深厚。公司產(chǎn)品生產(chǎn)工藝成 熟,技術(shù)領(lǐng)先。已實(shí)現 P0.9 產(chǎn)品大規模生產(chǎn)。同時(shí),公司掌握了多種業(yè) 內先進(jìn)的封裝技術(shù),如 COB 倒裝、四合一技術(shù)。在顯示產(chǎn)品間距由小 入微的趨勢下,這些關(guān)鍵技術(shù)對于公司進(jìn)軍 MiniLED 市場(chǎng)至關(guān)重要。
經(jīng)銷(xiāo)渠道完善,產(chǎn)能釋放有望擴大市場(chǎng)份額。公司經(jīng)銷(xiāo)網(wǎng)絡(luò )完善,顯示 領(lǐng)域貢獻占七成。經(jīng)銷(xiāo)渠道銷(xiāo)售費用低,匯款快,面對巨大的商顯領(lǐng)域, 經(jīng)銷(xiāo)渠道在拓展市場(chǎng)方面更具優(yōu)勢。近三年,LED 顯示屏銷(xiāo)量突飛猛進(jìn), 公司產(chǎn)能無(wú)法滿(mǎn)足需求,隨著(zhù)大亞灣基地建成,產(chǎn)能逐漸釋放,有望進(jìn) 一步擴大顯示市場(chǎng)份額。
6.2.4. 利亞德:專(zhuān)顯回暖,小間距領(lǐng)軍品牌地位穩固
利亞德是小間距市場(chǎng)領(lǐng)軍企業(yè),市占率全球第一。公司 2012 年率先提 出小間距概念,多年深耕細作,技術(shù)成熟,產(chǎn)品完善,營(yíng)收規模、毛利、 凈利潤等指標均處于業(yè)內領(lǐng)先位置。
間距成本下降,滲透率繼續提升。小間距成本中燈珠占比達 60-70%。 由于 LED 芯片生產(chǎn)工藝技術(shù)升級及規模效應助力芯片價(jià)格逐年下降。 同時(shí),近兩年上游 LED 芯片廠(chǎng)大幅擴產(chǎn)導致了供給過(guò)剩,進(jìn)一步加速 了芯片價(jià)格的下降趨勢,F P1.5 規格小間距 LED 的每平方米單價(jià)已和 DLP 持平,P2.5 規格產(chǎn)品價(jià)格已大幅低于 DLP。
專(zhuān)顯市場(chǎng)期待回暖,直銷(xiāo)渠道繼續發(fā)力。2018 年各地政府執行“去杠桿”, 諸多城市夜游項目或暫;蛘{整付款周期。致使 2018 年夜游經(jīng)濟營(yíng)收 同比下滑 11.31%。2019Q1 小間距業(yè)務(wù)取得 60%以上高成長(cháng),整體訂單增 長(cháng)近 30%,凈利潤增長(cháng) 12%,期待專(zhuān)顯應用及景觀(guān)照明等業(yè)務(wù)回暖,公 司憑借完善的直銷(xiāo)渠道優(yōu)勢保持增速。
VR/AR 市場(chǎng)潛力巨大,公司嶄露頭角。VR/AR 市場(chǎng) 2018 年全球增長(cháng)率為 22.5%,投資規模為 37.7 億美元,市場(chǎng)成熟度提升。2017 年初,公司募 集 12 億資金強勢進(jìn)軍 VR/AR 領(lǐng)域,藍圖是以交互為核心,覆蓋產(chǎn)業(yè)鏈, 定義 VR 新時(shí)代。公司旗下 Natural Point 是全球領(lǐng)先的 VR/AR 應用公 司,2018 年收入 3.4 億元、利潤 1.2 億元,占公司整體利潤近 10%。虛 擬顯示及動(dòng)捕系統應用于影視、演播等多個(gè)行業(yè),2019 年在國內市場(chǎng)加 大導入,帶來(lái)訂單迅速成長(cháng),有望維持高速增長(cháng)。