电子显示行业:MiniLED和Micro LED前瞻分析

1、国际大厂积极布局,行业进展喜报频出

国际知名手机厂商三星积极布局中大尺寸显示,发展最快。三星于 2018 年 CES 推出全球首款模 组化拼接 146 寸 Micro LED TVT“The Wall”。该显示屏电视尺寸达 146 英寸,4K 分辨率,专为 电影院设计;拥有自发光的特性,峰值亮度可达 2000 尼特。在 2019 年 4 月的 CES 展上,三星 展出了最新的 Micro LED 电视。新一代的 Micro LED 电视具备模块化拼接功能,让消费者可以依 照自己的需求组合出自己想要的显示器外型,且将”The Wall” Micro LED 模块化电视缩小至 75 英 寸。这是三星迄今为止在 CES 上展出的最小的 Micro LED 电视 ,可以实现 4K 分辨率,适合于较 小的起居室。

苹果公司 2014 年收购 LuxVue,从而拥有了业内最完整的 Micro-LED 专利技术布局。在全球 1500 项 Micro LED 专利中,苹果占据 62 项关键专利,位列世界第一。尤其在最关键的转移与键结 (Bonding)项目上,LuxVue 目前拥有的专利数量占总数 47%。2015 年申请的“利用同时具备发 光能力与感测功能的 LED”专利,来做为显示面板。2016 年 7 月苹果点燃“6 FHD Micro LED“试 点项目,据说正在开发面向未来 Apple Watch 的 Micro-LED 技术表型。2017 年 2 月,苹果被授予 可读取屏上指纹的红外传感二极管处理技术专利,可基于 Micro-LED 技术将 Touch ID 与整块屏幕 融为一体。苹果公司在 2019 年度持续推进 Mini LED、Micro LED 项目研发和生产。预计最快第 2 季度开始,苹果独立显示器新品将采用 Mini LED 架构;2020 年第 4 季度开始,采用 Mini LED 的 iPad 和 MacBook 可陆续亮相。

在苹果和三星以外,其他知名手机厂商在 Mini LED 和 Micro LED 项目上也有喜人进展。华为和小 米在 2018 年下半年推出 mini LED 背光面板,作为智能手机 AMOLED 屏幕的替代品,并要求台湾制 造商在 2018 年 6 月开始生产 mini LED。预计在 2019 年下半年可能推出 Mini LED 屏幕手机,带动 聚积 Mini LED 驱动 IC 下半年出货放量。

产业链下游知名显示屏厂商积极推进 Mini LED、Micro LED 应用落地。在 2019 年 2 月的 ISE 展 上,洲明科技展出了行业首家量产的新一代小间距 LED 显示产品——4K Mini-LED0.9 展品,开启 了 Mini-LED 显示 1mm 以下可批量化应用的新时代。该产品结合最新研发的高可靠性巨量转移技 术与集成封装技术,打破了 SMD 小间距 LED 市场长期存在的 1.0mm 以下间距瓶颈,并融入了领 先的高动态范围(HDR)显示技术,能够更清晰地展现出画面的明暗层次与边缘细节。同时, Mini-LED0.9 展品荣获了 ISE 2019 最佳展品奖。

随着下游应用的不断推进,中游封装厂商在 2019 年加快技术和生产布局。国星光电首款 Mini LED 显示产品 IMD-M09 实现量产,引领了 Mini LED 产业化浪潮。在 2019 年 2 月的 ISE 展上,国星 展示了 REESTAR 品牌系列 Mini LED 及透明屏器件产品。

在上游厂商的动态方面,聚积作为国内顶尖的 Mini LED 驱动 IC 厂商,Mini LED 驱动产品目前已 经进入出货阶段;Mini LED 模块的量产良率已经达到 99%水平。聚积于 2017 年获得三星供应商 评鉴,与三星联手开发 Micro LED 技术,预备在 2020 年抢攻 Micro LED 市场。其 Micro LED 模 块预计在2019年下半年达到生产良率99%,2020年将有机会开始放量生产Micro LED相关产品。 据悉,聚积已经拿下三星 LED 电视大单,预计 2019 年第四季将开始量产出货,聚积届时将会使 用巨量移转技术,供应 Mini LED 模块给三星,预料届时出货量将可望明显拉升,占 LED 相关出货 量的两成比重。

2 、Mini LED 优势显著,加速发酵行业商机

2.1、 Mini LED 优势显著,注入行业发展活力

Mini LED,又名次毫米发光二极管,与 Micro LED 一样,都是基于微小的 LED 晶体颗粒作为像素 发光点的显示技术。目前,小间距 LED 采用亚毫米级 LED 晶体,实现点间距 2.5 毫米(P2.5)以 下的显示屏;Mini LED 采用数十微米级 LED 晶体,实现 P1.0 以下的显示屏;Micro LED 采用 1-10 微米级 LED 晶体,实现 P0.1 及更小尺寸的显示屏。由于 Micro LED 目前依旧面临巨量转移技术 瓶颈的掣肘,在一些关键技术和设备上还未取得突破,技术难度相对较低的 Mini LED 成为市场发 展的焦点,制造技术更为成熟。

与小间距 LED 相比,Mini LED 承接了小间距 LED 高效率、高可靠性、高亮度和反应时间快的特 性,同时其耗电量低于小间距 LED,又在对比度和可视角方面体现出远超小间距 LED 的优势。此 外,相较小间距 LED 而言,Mini LED 具有明显的成本优势,其原料耗费是传统 300 微米尺寸小间 距 LED 晶粒的 10%。目前,Mini LED 设计方案分为全彩 RGB 混光或白光,前者可达到 100% NTSC 高色域显示,而透过蓝光 LED 搭配荧光粉的白光 Mini LED,则能达到 80~90% NTSC 显示效果。

与 Micro LED 相比,Mini LED 技术更为成熟、良率更高,更适合量产。从制程上看,Mini LED 良 率更高,具有异型切割特性,搭配软性基板亦可达成高曲面背光的形式;采用局部调光设计,拥有 更好的演色性,能带给液晶面板更为精细的 HDR 分区。从应用上看,Mini LED 适合应用于手机、 电视、车用面板及电竞笔记型计算机等产品上;Micro LED 则是一种全新的显示技术,可应用在穿 戴式的手表、手机、车用显示器、扩增实境/虚拟实境、显示屏及电视等领域。从量产上看,Mini LED 技术难度更低,兼容大部分既有生产设备,更容易实现量产,且可以大量开发液晶显示背光源市场, 产品经济性更佳。

与另一显示技术 OLED 相比,Mini LED 在良率、成本和显示性能等方面也具备优势。一方面,Mini LED 背光电视面板和 OLED 电视面板厚度相近,且均具有色域广的优点。另外,Mini LED 的区域 调整技术带来更高的对比度,且在反应时间和省电效果上更加出色,而 OLED 目前仍存在色彩纯 度不够、寿命短、良率低、量产难度大的问题。同时,Mini LED 的经济性优势明显,以电视产品 为基准,采用 Mini LED 直下式背光的成本是 OLED 的 60%-80%。

2.2、 Mini LED 导入产业应用,加速发酵行业商机

Mini LED 以 HDR、异型显示器等背光源应用和显示屏应用为诉求,适合应用于手机、电视、车用 面板及电竞笔记型计算机等产品上。后续,随着技术的成熟和产能的释放,Mini LED 显示屏应用 将带来广阔的市场空间。

用作背光源时,Mini LED 可实现局部调光,能给 LCD 带来更为精细的 HDR(明暗)分区。LCD 在 HDR 分区上的精细度取决于背光源亮度区域调节的的精细度和规模。Mini LED 采用直下式设计, 将传统背光屏侧边的几十颗 LED 灯珠替换成底部的数万颗甚至更多灯珠,大数量的密布,实现了 更小范围内的区域调光,达到了高动态范围 HDR 的屏幕效果。该设计的演色性、色彩对比度和节 能方面比 OLED 更好,同时由于其设计能够搭配柔性基板,可以配合 LCD 的曲面化也能够在保证 画质的情况下实现类似 OLED 的曲面显示。此外,得益于 LED 产业链成熟的优势,Mini LED 背光 成本是同尺寸 OLED 的 60%-80%。

在显示屏应用方面,Mini LED 通过倒装省去打线步骤,同时结合 COB 封装优势,可实现显示屏点 间距的进一步缩小、大幅提升终端产品分辨率、大幅减小视距,使得户内显示屏能够进一步取代原 有的 LCD 市场。Mini LED 具有自发光特性同时搭配柔性基板的使用,也能够在曲面上实现高画质 的显示效果,在汽车显示方面市场潜力巨大。目前友达推出 15.6 寸、27 寸、32 寸、65 寸共 4 款 Mini LED 4K 电竞显示面板;群创将 Mini LED 技术结合 Pixin LED 技术,推出 65 英寸 8K mini LED 大尺寸电视面板、车用 mini LED 面板和公用显示器(PID)Mini LED 面板。

3、 产业链厂商量产出货,打开 LED 成长空间

3.1 、产业链厂商进展顺利,Mini LED 量产出货

由于 Mini LED 具备的各种优势及广阔的应用前景,当前 LED 芯片、封装、面板和下游应用厂商广 泛进行跨领域上下游联动,产业链已初具规模,优势厂商的生产进展顺利。

下游手机、面板和商用显示屏厂商纷纷布局 Mini LED 应用。考虑到 OLED 成本高、产能不足等问 题,国内大牌手机厂商华为、小米和 OPPO 采用 Mini LED 手机面板作为 OLED 屏幕的替代品, 且目前已经交付台湾制造商生产;国外大牌手机厂商苹果经过长期测试后,预计从 2020 年第 4 季 开始推出采用 Mini LED 的 iPad 和 MacBook。LCD 厂家也积极布局 Mini LED 以应对 OLED 对 LED 背光的冲击。中小尺寸面板商群创和 JDI 致力于车用曲面屏幕市场,友达、深天马和京东方推出小 尺寸轻薄面板,瞄准电竞笔记本、手机和其他高端显示设备。在大尺寸显示领域,利亚德、洲明科 技和奥拓电子等龙头厂商的 COB 和“四合一”封装技术已逐渐成熟。洲明科技在 2019 年 ISE 展上, 展出了行业首家量产的新一代小间距 LED 显示产品——4K Mini-LED0.9 展品,开启了 Mini-LED 显示 1mm 以下可批量化应用的新时代;联建光电的 Mini LED 显示屏于 2018 年 7 月份开始量产。

随着下游应用的不断推进,中游封装厂商在 2019 年加快技术和生产布局。2018 年是 Mini LED 贡 献营收的元年,亿光、国星、宏齐和瑞丰的产品已经完成验收并开始出货。其中,国星光电的首款 Mini LED 显示产品 IMD-M09 实现量产,引领了 Mini LED 产业化浪潮,并在 2019 年初荷兰阿姆 斯特丹举行的 ISE 展上,展示了 REESTAR 品牌、Mini LED 及透明屏器件产品。瑞丰光电的 Mini LED 小尺寸背光产品已完成样品及量产工艺的验收,具备 3K 片/月的样品生产能力,现在正在筹 建全自动的量产线。

上游整体量产比中游略微提前,国内龙头企业三安和华灿已经于 2018 年第一季度进入量产,主要 为海外客户供货。乾照 Mini LED 显示屏和 Mini LED 背光已送样布局,Mini LED 产品已小批量量 产。聚积作为国内顶尖的 Mini LED 驱动 IC 厂商,Mini LED 驱动产品目前已经开始进入出货阶段。 在 Mini LED 模块领域,聚积的量产良率已经达到 99%水平。

3.2、 Mini LED 有望起量,打开 LED 成长空间

随着工艺的成熟和成本的降低,许多终端厂商希望采用 Mini LED 背光来提高产品的价值,并提高 与配备 OLED 面板的产品的竞争力,预计 2019 年 Mini LED 的需求量将比 2018 年大幅提高。

根据第三方数据,Mini LED 将逐步导入产业应用并开始加速,预期 2019 年 Mini LED 将导入 324 万产品,包括显示屏、车用显示器、手机和大尺寸显示器领域,到 2023 年规模将成长至 8070 万 装置,推动 Mini LED 市场规模达到 10 亿美元。其中,显示屏应用成长速度最快,2018-2023 年 复合增长率预计超过 50%。

4 、优势厂商切入 Micro LED,技术研发助力行业起飞

Micro LED, 又被称为次世代显示技术,是新一代显示技术。其优点包括低功耗、高亮度、超高解 析度与色彩饱和度、反应速度快、超省电、寿命较长、效率较高等。Micro LED 的功率消耗量约为 LCD 的 10%、OLED 的 50%。Mini LED 作为小间距 LED 和 Micro LED 的过渡方案,其应用将逐 步走向 Micro LED。目前,Micro LED 整体仍处于研发布局阶段,但已有优势企业局部切入 Micro LED,市场成果逐步展现。未来,随着核心技术的逐渐成熟和成本的下降,Micro-LED 商业化步伐 将会逐步加快,领先布局的企业有望乘着新一代显示技术量产热潮,实现业绩的新一轮增长。

4.1、 LED 芯片大厂布局 Micro LED,技术研发助力行业起飞

Micro LED 技术工艺复杂,无法靠单一产业实现,需要跨领域串联半导体、LED、系统整合等厂商, 建立跨领域产业联动平台。台湾积极布局,走在前列,工研院推动巨量微组装产业推动联盟(CIMS) 的成立,着力构建 Micro LED 产业生态,台厂如晶电、隆达等均积极投入。虽然目前大陆厂商在 Micro-LED 显示领域初步布局,但当产业发展形势渐趋明朗之后,将会有越来越多的厂商投入研发 生产。

4.2 、优势厂商切入,加速 Micro LED 商业化步伐

Micro LED 随着苹果收购 LuxVue 被广泛关注,被看好成为新一代显示技术。苹果公司 2014 年收 购 LuxVue,从而拥有了业内最完整的 Micro LED 专利技术布局。苹果占据 Micro LED 领域 62 项 关键专利,专利数位列世界第一。尤其在最关键的转移与键结(Bonding)项目上,LuxVue 目前 拥有的专利数量占总数 47%。2016 年 7 月苹果点燃“6 FHD Micro LED“试点项目,据称正在开 发面向未来 Apple Watch 的 Micro-LED 技术表型。2017 年 2 月,苹果被授予可读取屏上指纹的红 外传感二极管处理技术专利,可基于 Micro LED 技术将 Touch ID 与整块屏幕融为一体。

LG 集团目前由 LG Electronic 主导 Micro LED 技术。2015 年,LG 完成 Micro LED 全彩化显示产 品,采用 RGB Micro LED 和软性基板,屏幕大小约 3 寸,3000 ppi。但 LG 并不仅满足于在手机 面板上的布局。2018年3月,LG向欧盟申请三项与Micro LED面板有关的新商标,分别是XμLED、 SμLED 和 XLμLED,这些商标主要用于智能手机、笔记本电脑、平板电脑以及穿戴设备等。

三星 Micro LED 虽然起步较晚,但是积极布局中大尺寸显示,发展最快。聚积已于 2017 年获得三 星供应商评鉴,除了小间距 LED 显示器,双方也正在联手开发 Micro LED 技术,希望能在 2020 年抢攻 Micro LED 市场。三星电子于 2018 年表示,为满足全球对大尺寸电视激增的需求,将采用 “双轨”商业策略,生产 QLED 及 Micro LED 显示器,并于 2019 年的美国消费性电子大展当中 展示出最新的 Micro LED 电视。

聚积科技作为显示面板驱动 IC 的领先公司,加强了在 Micro LED 驱动 IC 方面的布局,其中聚积 与台湾工研院签署共同开发“超小间距 LED 数字显示技术合作案“,在驱动 IC 的竞争中占据了领 先地位。目前,聚积与三星共同研发 Mini LED 及 Micro LED 技术,该公司现在于 Mini LED 驱动 IC及背光模块驱动IC已经具备量产水平,且将有机会拿下韩系、陆系供应链订单,2019年Mini LED相关产品出货看增。聚积 2020 年将有机会开始放量生产 Micro LED 相关产品,Micro LED 模块预 计在 2019 年下半年达到生产良率 99%。

报告来源:东方证券(分析师:蒯剑、王芳、马天翼 )


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