(报告出品方/作者:信达证券)
显示技术的发展以更高的发光效率和更佳的显示效果为导向,从阴极射线显像管(CRT)技 术到液晶显示(LCD)技术再到有机发光二极管(OLED)技术,新技术皆伴随着更优质的 显示参数,分辨率、对比度、色域等均有显著的提升。
展望下一代显示技术,LED 显示有望引领下一轮显示技术大趋势。其除了具备与 OLED 一 样的高对比度、高色域外,还具有更高的亮度、更短的响应时间、更易调校的色彩以及更长 的使用寿命,发光效率也由早先的 3-5lm/W 提升至 12lm/W 以上。
要实现消费级显示,需要使用尺寸小于 50 微米的 LED 芯片(Micro LED),但由于该尺寸过 小技术难度过高,其芯片制造技术、转移封装技术以及驱动技术都需要重新开发,这需要大 量的时间以完成技术积累,因此 Micro LED 制程在当前 LED 产业链中难以实现,该技术距 离规模化落地预计仍需时日。
在 Micro LED 技术成熟前,Mini LED 作为产业链提出的折中方案应运而生。MiniLED 尺寸 为 50-200 微米,仍可采用现有的设备制作,生产难度及成本显著低于 Micro LED,因此能 较早步入商用。在初期,行业内普遍认为 Mini LED 只是显示技术朝 Micro LED 演进途中的 过度阶段,但随着 Mini LED 逐渐成熟,其开始走出自己的市场定位。Mini LED 既能制造百 余寸的商业显示屏,又可以作为背光显著优化 LCD 显示效果,助力其拓展高端市场。我们 认为 Mini LED 作为前期产品率先推出,将对显示和 LED 产业产生深远影响,并为 Micro LED 技术落地提供缓冲期。
1、Mini LED 优势显著,应用场景持续拓展
Mini LED 优势显著,有望进一步打开 LED 市场空间。用于显示领域的 LED 产品由来己久, 最早的传统单色 LED 就可用于低端 LED 广告牌。而后随着 LED 尺寸微缩初见成效,小间 距 LED(点间距小于 2.5 毫米)开始广泛应用于商业、安防、教育、会议显示系统,成为 LED 显示领域的中流砥柱。如今,尺寸更小的 Mini LED 技术已较为成熟,并进入量产阶段,其 不光继承了传统小间距无缝拼接、宽色域、低功耗和长寿命的特点,还拥有高防护性、可视 角度大、高 PPI、高亮度和对比度等优势。因此相比于传统 LED,Mini LED 拥有更多元化的 应用场景,其规模化商用将助力 LED 显示进一步扩展市场空间。
从应用场景来看,Mini LED 主要应用于直显和背光。其中,Mini LED 直显已于 2018 年量 产,起初主要用于商业广告与户外大型显示等,目前在 LED 产业链厂商布局下已具备技术、 产能、良率条件,有望进入 4K/8K 大尺寸 LED 显示领域。
而 Mini LED 背光是将 Mini LED 作为 LCD 面板的背光源,使其具有超高对比度、高色域、 高动态范围(HDR)的优势,从而大幅提升显示效果。2019 年以来,Mini LED 背光技术逐 步应用于高端显示器、4K/8K 大尺寸电视、笔电及平板当中。2021 年,在京东方、华星光电 等面板厂以及苹果、三星等终端品牌厂推动下,预计将有多款更多新款电子产品将采用 Mini LED 背光,其市场潜力值得深入挖掘。
2、背光场景:优化关键参数,发力高端显示
传统液晶显示受限于背光光源的不可调节,存在低对比度和色彩饱和度劣势。液晶显示(LCD) 的结构主要包括液晶面板和背光模组两部分,其显示原理是由背光光源发出光线,再经过偏 光片、液晶材料和滤光片的处理后得到不同颜色及亮暗的像素点,从而完成图像显示的功能。 液晶显示已发展数十年,配套产业链十分成熟,是目前显示领域最主流的技术手段。
不过,相比于主动发光的 AMOLED 技术,传统液晶显示在对比度、色彩饱和度方面有一定 劣势。例如,传统液晶显示对比度为 1500:1 左右,而 AMOLED 则可以达到 200 万:1 的超 高对比度。而在色彩还原上,AMOLED也以110%色彩饱和度显著优于液晶显示(60%-90%)。
Mini LED 背光的加入显著改善了 LCD 的劣势。相比于传统背光,Mini LED 背光能在更小 的混光距离内实现更好的亮度均匀性,且由于采用局部调光设计,其拥有更精细的 HDR 分 区,让黑的更深邃、亮的更明亮,从而大幅提升液晶显示的对比度。此外,MiniLED 可以直 接采用 RGB 三色的 LED 模组,实现 RGB 三原色无缺失的显示效果,可覆盖 100%BT2020 的宽色域,大幅提升液晶显示的色彩饱和度。
通过加入 Mini LED 背光,液晶显示综合性能已优于 WOLED,有望快速扩展中大尺寸高端 显示市场。受蒸镀工艺所限,AMOLED 仅应用于小尺寸显示端,而在中大尺寸显示领域,目 前高端市场被 WOLED 占据。而加持 Mini LED 后的 LCD 面板已具备和 WOLED 竞争高端 市场的实力。以 TCL 科技发布的两款使用 Mini LED 背光的 75 英寸液晶屏幕为例,其关键 显示参数已优于 WOLED。在亮度和寿命方面,Mini LED 是 WOLED 的 2-5 倍;在色域方 面,白光 Mini LED 为 110%,RGB 三色 Mini LED 更是达到 154%的超高色域,二者均显著 优于 WOLED 的 94%;在对比度方面,Mini LED 也与 WOLED 十分接近。相信在 Mini LED 的强力助推下,LCD 面板将在高端市场占有一席之地。
除了发力顶级显示、与 WOLED 竞争高端市场外,Mini LED 还可以通过调降分区数量,打 开中端产品市场,从而帮助 LCD 实现低、中、高端产品全覆盖。Mini LED 背光分区数量与 Mini LED 芯片数量直接相关,较高的分区数量对应着大量的 Mini LED 芯片和高端封装技术, 而较低的分区数量则仅需少量 Mini LED 芯片和普通封装技术。因此可以通过调控 Mini LED 背光分区数量来实现不同价位端的产品覆盖,从而有效填补介于传统 LCD 和 WOLED 之间 的中端产品空白。
3、背光场景:成本优势已现,规模化再启降本空间
除了显示效果上的优势外,在成本端,Mini LED 也有一定优势。根据 TCL 科技发布的数据, 以相同规格的 WOLED 面板为参照,PCB 基 Mini LED 背光 LCD 面板成本为 9 成,而玻璃 基 Mini LED 背光 LCD 面板仅为 7 成。 即便如此,当前 Mini LED 背光仍占据整体显示屏的半数以上成本。
根据 Trendforce 数据, 在 Mini LED 产品中,背光模组成本占整体显示屏成本比例高达 66%。因此,Mini LED 背光 仍存在巨大的降本空间。
为了探寻 Mini LED 背光的降本空间,我们参考了 LED 背光对 CCFL 背光的替代过程。根 据 LED 产业的历史经验,随着新兴产品生产规模的扩大,其成本会快速下降。以 LED 背光 对传统 CCFL(冷阴极荧光灯管)背光替代为例。LED 背光因节能、轻薄和上佳的显示效果 而被快速推广,根据 Display Search 数据显示,2008-2013 年,LED 背光渗透率由 6.7%提 升至 70.2%。同时,在规模效应影响下,LED 背光成本快速下降,根据 Display Search 数 据,从 1Q09 到 4Q13,LED 背光单价由 194 美金下降至 59 美金,降幅达 70%。
考虑到 Mini LED 在显示效果和成本端的优势以及 LED 产业链新技术成本下降的历史经验, 一旦其进入降本、渗透率提升、规模扩大、再降本的正向循环,相应市场将迎来加速爆发。
4、直显场景:显示效果上佳,成本端仍待改善
不同于 Mini LED 背光,Mini LED 显示面板的设计理念是将 Mini LED 芯片直接作为显示像 素点,以此提供成像的基本单位,从而实现图像显示。其具有高亮度、宽色域、高对比度、 高速响应、低功耗和长寿命等优势。 实际上,LED 显示面板由来已久,在 LED 行业早期,就有厂商使用单色 LED 制作广告牌, 开启了 LED 显示之路。随着封装技术和控制技术的精进,RGB 三色 LED 制作的大型商业显 示面板开始出现,并广泛应用于繁华都市区。之后,小间距 Mini LED 问世,LED 显示屏幕 进一步微缩化,其应用场景也拓宽至室内显示,如控制指挥中心、影院显示等。 目前,Mini LED 技术已较为成熟,并开启商业化之路,有望打开办公会议显示等室内商业显 示市场。不过受限于 LED 尺寸,Mini LED 显示面板无法做到百寸以下,因此无法进入消费 类显示领域。而这部分市场将静待 Micro LED 技术成熟后开启。
不同于背光,Mini LED 直显在成本端十分受限。首先,Mini LED 直显所需灯珠数是背光的 数百倍。用于直显的 Mini LED 产品要实现 1080p 的显示效果至少需要六百多万个灯珠。而 数百分区的 65 英寸 Mini LED 背光 TV 仅需要数万颗 Mini LED 背光灯珠。因此仅芯片成本 一项,Mini LED 直显就是 Mini LED 背光的百倍以上。
同时,Mini LED 直显更高技术难度也垒高了成本。在同等面积的驱动阵列上,数万个灯珠与数百万个灯珠的集成难度完全不同,除了 Mini LED 芯片本身需要微缩化,相应的转移、 封装工艺也需要改进。而且,Mini LED 直显需要每个灯珠按照数百个灰度等级调节亮度,而 Mini LED 背光灯珠仅需完成十余个亮度调节,因此两者的控制难度也相差一两个数量级。
Mini LED 背光的应用场景包括高端 TV、显示器、笔记本和平板等。其中,针对 TV 产品对 高亮度、高对比度、宽色域和低功耗的需求,Mini LED 背光可实现高分区动态调光,减少光 晕效应,提高对比度的同时更节能,并结合量子点薄膜实现 DCI-P3 色域。而针对电竞等高 端显示器高亮度、高刷新率、高对比度和低曲率半径的要求,可将 Mini LED 背光和柔性基 板技术结合,满足低曲率半径的同时实现薄型化直下式 Mini LED 背光,提供完美沉浸感。 此外,由于 Mini LED 背光的轻薄特性,其在笔电、平板等领域也将有较大发展空间。
2021 年,苹果、三星、LG 等大厂纷纷涌入 Mini LED 市场,有望推动 Mini LED 背光在 TV、笔 电、平板等领域获得广泛应用。
1、Mini LED TV:大厂纷纷布局,销量爆发在即
近期,Mini LED TV 热度大增。众多 TV 厂商,如三星、LG、TCL 等,纷纷高调发布新款搭 载 Mini LED 背光的电视机型,新产品主要定位高端,采用 4K 或 8K 分辨率,尺寸涵盖 65- 85 英寸,价格在 1 万到数万不等。
我们认为,高端 Mini LED TV 新机的集中上市,将带动 LCD 面板向高端产品延伸,有望冲击 WOLED 在高端大尺寸面板领域的垄断地位,并拉开 Mini LED 背光产品放量的序幕。由于 MiniLED 灯珠数量可根据产品需要进行调整,因此终端厂商可以通过控制灯珠数量来 实现不同价位段的产品覆盖。
例如,中低端产品可以使用较少的灯珠数量并配置较普通的面 板及配置,而高端产品则使用高达 10 万颗灯珠,并配以 8K、高刷新率、杜比视界、HDR 等 高端配置。以 TCL 电子相关产品为例,TCL 电子早在 2019 年便推出全球首台 Mini LED TV X10 系列,此后陆续推出 8 系列、6 系列,并于 2021 年推出了搭载第三代 Mini LED 显示技 术的 OD Zero 电视。通过对灯珠数量从千余颗到十万颗的搭配,TCL 实现了从 650 美元到 15000 美元价位段的产品覆盖。
伴随终端厂商的积极布局,Mini LED 背光 TV 有望进入销量爆发期。根据 Omdia 预测,全 球 Mini LED 背光 TV 产品销量将由 2019 年的 400 万台增长至 2025 年的 5280 万台,年均 复合增速 53.73%。
2、Mini LED 显示器:定位高端显示,分区不断突破
Mini LED Monitor 定位高端专业显示,在苹果旗舰产品发布后热度大增。自 2019 年 6 月 苹果发布 Pro Display XDR 后,Mini LED 显示器开始受到 IT 终端厂商追捧,如三星、华硕、 宏碁、戴尔和联想等纷纷发布新款机型。该类产品定位于超高端显示市场,通过 Mini LED 背在新产品陆续发布同时,可以发现 Mini LED 显示器的分区数量正快速提升。2019 年 6 月苹 果发布的 Pro Display XDR 系列显示器配置了 576 个全阵列局部调光区域。而 2020 年 12 月飞利浦发布的 Mini LED 新款显示器分区数量已经增至 2304 个分区。
我们认为,随着 Mini LED 背光产品放量,上游产业链技术成熟度有望进一步改善,并推动分区数量等基础参数提 升,从而实现技术端优化和成本端下沉,最终助推 Mini LED 背光进一步普及。
3、Mini LED 笔记本/平板:市场初露锋芒,苹果有望破局
不同于 TV 和显示器的百花齐放,笔电和平板目前发布的产品还较少。目前仅有微星的 Creator 17 系列正式发售,售价高达 3 万元。此外,华硕在 2020 年的 CES 展会上也展示了 其最新 Mini LED 笔记本系列超神 X,不过该产品至今尚未发售。
苹果的 Mini LED 新产品将在今年陆续推出,有望打开 Mini LED 笔电/平板的市场空间。苹果将在 2021 年上半年推出 12.9 英寸采用 mini LED 背光屏幕的 iPad Pro,并在下半年推出 mini LED 背光的 MacBook Pro。我们认为业界标杆苹果在旗舰产品 中使用 Mini LED,将引领新型显示技术趋势,其他厂商也有望跟随,预计将为 Mini LED 背 光市场带来可观增量空间。
下游终端需求放量离不开上游产业链的支持,在终端需求爆发的大背景下,Mini LED 产业链 有望被拉动,进入景气上行期。本章我们将对 Mini LED 产业链进行梳理,比较上下游厂商 对 Mini LED 的相关布局,以帮助投资者发掘最新产业投资机会。
1、Mini LED 产业链梳理 Mini LED
产业链包括上游芯片制造、中游封装和下游模组。其中上游芯片制造是在蓝宝石、 SiC 或者硅片等衬底上制造 GaN 基/GaAs 基外延片,再经过刻蚀、清洗等环节得到不同类 别的 LED 芯片。LED 芯片供应商包括三安光电、华灿光电和乾照光电等大陆厂商,晶元光 电等中国台湾厂商以及欧司朗、日亚化学等国外厂商。 中游封装端是将芯片在固晶、焊线、配胶、灌胶固封环节后,形成颗粒状成品,主要起到机 械保护、加强散热、提高 LED 性能和出光效率以及优化光束分布等作用。LED 封装厂主要 包括国星光电、木林森和鸿利智汇等大陆厂商以及隆达电子等中国台湾厂商。
直显和背光模组制造是 mini LED 产业链的下游应用端。其中,直显制造商包括利亚德、洲 明科技和雷曼光电等,背光模组制造商包括兆驰股份和瑞仪光电等。此外,面板厂也已涉足 Mini LED 产品制造,TCL 科技和京东方均有布局。TCL 于 2019 年全球首发 Mini LED 星耀 屏,使用玻璃基板集成 LED 方案,较现有的 PCB 集成解决方案具有更好的性能优势,并于 2020 年量产。京东方在 2019 年与美国 Rohinni 联合成立一家合资公司,共同研发 Mini/Micro LED 解决方案,经过技术攻关后,京东方的玻璃基 Mini LED 背光产品已于 4Q20 实现量产 出货,并于近期交付客户,初期以 65 寸、75 寸 TV 产品为主,后续将根据客户需求和产能 情况布局更多的产品种类。
2、大陆厂商持续加码,台系厂商开启抱团
目前,大陆 LED 产业链正积极布局 Mini LED 相关技术和产品。LED 芯片龙头三安光电, 已于 2020 年向国内外下游客户如 TCL 华星、三星电子等批量出货 Mini LED 芯片。此外, 三安光电全资子公司泉州三安半导体还与华星光电共同出资 3 亿元,成立联合实验室,重点 攻克 Micro-LED 显示工程化技术中包含 Micro-LED 芯片技术、转移、Bonding、彩色化、检 测、修复等关键技术难题。而在封测端,大陆厂商如国星光电、鸿利智汇和瑞丰光电均已实 现成熟产品出货。其中,国星光电已与多家国内外显示企业深度合作,多款大尺寸 TV 背光 产品已实现量产。瑞丰光电已与国内外知名电子企业在平板、笔记本电脑、电视等显示应用 上紧密合作开发了各类 Mini LED 背光和显示产品方案,并领先市场发布了多项 Mini LED 产 品。 同时,下游应用端厂商也动作频频,2020 年,利亚德与晶元光电在无锡成立全球首家 Mini/Micro LED 量产基地,主要研发 Mini/Micro LED 的巨量转移技术,同时基于对全产业链 的整合,生产自发光与背光模组。此外,其他厂商公司也积极推进 Mini LED 产业化,洲明 科技已拥有 Mini LED 显示屏标准产品线,并实现 P0.9 Mini LED 产品批量生产,公司还于 2020 年 11 月公布拟在惠州基地新增数条 Mini LED 智能化产线,以扩大生产规模。兆驰股 份 Mini RGB 产品已完成产品定义,并实现 110 寸、135 寸、162 寸下的 4K 显示,公司还 向上游芯片端延伸,Mini LED 芯片已进入小批量试产阶段。
由于 Mini LED 需要精细度更高的转移、打件及分选设备,因此相关设备公司如 ASM 太平洋 也在积极布局相关技术和解决方案。ASM Pacific 推出了全自动巨量焊接产线 Ocean Line, 通过独有的巨量焊接技术,每次可转移的数量最多达到 10000 颗 LED,同时,配合优良的 平整度控制,使其灰度效果达到更佳,即使在不同视角,也不会有色差问题。 此外在 PCB 端,全球龙头鹏鼎是业内少数掌握 Mini LED 背光电路板技术的厂商,且公司已 于淮安园区进行相关产能布局,一期工程已于 2020 年年底投产,二期预计于 2021 年下半 年投产。
在大陆厂商产能压制下,台系厂商开启抱团:晶电、隆达联合成立富采控股,抢食苹果订单。 近年来,随着大陆 LED 产业崛起,台系厂商话语权降低,多数厂商无力大规模扩充产能配 合品牌商,再加之近年大陆 LED 厂商与面板厂商结盟,增加资本支出,使得台厂危机意识 大增,主动寻求合作机会。2020 年 1 月,台系龙头芯片厂晶元光电与封测厂隆达电子联合 成立富采控股集团,其中晶电将专注于 LED 芯片的磊晶与晶粒,而隆达则主攻封装技术。 台系厂商的抱团战略颇有成效,富采控股随即收获了苹果订单。据《电子时报》援引业内人 士透露,富采控股将在今年上半年开始为即将推出的 12.9 英寸 iPad Pro 生产 Mini LED 屏 幕。此外,台厂瑞仪光电将为苹果进行 Mini LED 背光模组代工。 除台厂外,欧美厂商也积极争取苹果订单。欧司朗计划持续扩增设备投资 以生产 Mini LED 芯片,且有望在今年下半年向苹果出货用于 MacBook 的 Mini LED 背光板, 目前其已在马来西亚初步建立每月 1 亿颗产能的工厂。
随着产业链上下游持续加码,Min LED 技术正处于落地的关键时点。因此在技术方面,包括 芯片、封装和基板选择等,均出现诸多新技术与新变量。本章我们将对 Mini LED 最新工艺 与技术进行梳理,探寻最适合 Mini LED 产业发展规律的技术方向,从而对 Mini LED 产业链 投资进行一定指引。
1、制造工艺较为成熟,转移技术持续创新
LED 芯片制造流程主要包括前道外延片制造、中道磊晶和后道晶片切割,涉及具体流程多达 数十项,制造难度较高。但由于 LED 产业的多年的发展,传统 LED 芯片制造设备与工艺已 经较为成熟,且 Mini LED 对切割精度和转移设备的要求还未达到 Micro LED 那么严苛的程 度,因此 Mini LED 芯片制造难度相对 Micro LED 较低,芯片厂仅需通过优化工艺来提升良 率和产量即可实现从常规尺寸到 Mini 尺寸的跨越。 在转移技术方面,相比于 Micro LED,Mini LED 有较大的尺寸和更加硬质的衬底。因此其转 移过程有更高的精度容忍度和更多的灵活性。当前主流厂商均有开发 Mini LED 相关的转移 技术,主要包括以下三种: 1)方案一是对现有的抓取设备进行改进,通过设置多个的手臂来增加拾取和放置的效率。 这种方案技术难度较低,因此更容易实现量产,不过其存在产能上的限制,无法实现数量级 上的增加。2)方案二是将芯片和背板相对放置,再使用顶针将芯片顶出,从而放置于基板 上。相比于方案一,这种方案减免了摆臂的反复移动,从而提升了转移效率。而且,若芯片 在蓝膜上放置位置同最终背板的控制电极位置一致,再配合多顶针,即可实现巨量转移,从 数量级上提升转移效率。3)方案三类似于方案二,芯片放置于 UV 膜上,通过 UV 光把 LED 芯片选择性地转移到背板上。该方案能实现真正的巨量转移,但是对芯片分选及其在 UV 膜 上的摆放精度有较高的要求。
2、全倒装+COB,形成封装技术新趋势
LED 封装技术正在经历从传统的支架型封装(如 SMD 技术)向新型无支架型集成封装(如 COB 技术)的过渡。 传统的 LED 封装技术主要为 SMD(Surface Mounted Devices)技术,意为表面贴装器件。 SMD 技术采用平面支架+点胶成型,并用表面贴装技术进行组装,采用合金铜材质扁平引脚, 可组装在铝基板或 PCB 上。其工艺流程包括固晶、焊线、成型、切割、分光和带装入库。 SMD 技术最小可以做到稳定像素间距在 1.2-1.5mm 区间,拥有技术成熟稳定、制造成本低、 散热效果好和维修方便等优势,是十分成熟的 LED 封装技术。
不过,随着 LED 向 Mini/Micro 方向发展,SMD 技术应用开始受限。其技术防护等级低、 寿命短等缺陷开始暴露出来,尤其是在制造像素间距 P1.2 以下的显示产品时,SMD 封装技 术开始出现诸多无法克服的技术瓶颈。例如 SMD 技术无法满足 Mini LED 显示产品的面板 级像素失控率要求。 COB(Chip On Board)封装技术是一种无支架型集成封装技术,这种技术通过将 LED 芯片 直接贴装于 PCB 板上,在 PCB 板的一面做无支架引脚的 COB 高集成度像素面板级封装,在 PCB 板的另一面布置驱动 IC 器件,而不需要任何支架和焊脚。
与传统的 SMD 技术相比,COB 技术能显著地降低 LED 显示面板的像素失效问题,同时还 可以做到更小的点距,拥有更高的排列密度。因此 COB 技术可以显著提升 LED 显示屏系统 的像素密度和整体可靠性,为 LED 显示的 4K、8K 超高清视频显示产品、Mini LED 显示产 品提供底层高阶面板制造技术,是当前 LED 显示走向百万级的必然选择。 此外,在 SMD 和 COB 之间,还有多种支架型有限集成封装技术,主要包括 2in1、4in1、 Nin1 封装技术。这种技术本质是 SMD 和 COB 的混合体封装技术,减少了支架引脚的数量, 体现 COB 封装集成化的思想,但无法真正摆脱万级或十万级的面板级像素失控,在 Mini LED 的 1.2-0.9mm 像素区间,会遇到与 SMD 封装技术相同的技术瓶颈问题。
除了 COB 技术外,封装端还创新性的引入了倒装工艺来实现更高发光效率、排列密度和可 靠性。传统的正装技术存在着电极遮挡影响发光效率以及焊线较多工艺流程复杂等缺点。而 倒装技术通过将芯片倒置,使发光层激发出的光直接从电极的另一面发出,在封装工艺上实 现无电极遮挡、无焊线,因而可以最大程度提高发光面积、散热面积,并能够避免金属虚焊 和接触不良引起的问题。同时,无焊线还可以提升芯片排列密度,助力 LED 进一步提升显 示像素密度。
目前在 1.2mm 以上像素间距范围,还可以使用正装芯片,在 1.2-0.7mm 像素间距范围内, 有红光正装、蓝绿光倒装的解决方案,在 0.7-0.3mm 像素范围内,RGB 都要使用倒装芯片。 未来随着 LED 向 Mini/Micro 方向加速演进,倒装技术将迎来快速渗透。
综上,对 Mini LED 产业来讲,SMD 封装技术是目前工艺较为成熟、成本更低的封装搭配, 其将在中低端 Mini LED 产品推广中使用。而倒装 COB 技术,则是面向未来的新型封装技 术,长期来看,其发光效果优势、可靠性优势和高密度排列优势将被进一步放大,有望实现 对 SMD 技术的替代。
3、基板选择:PCB 打开市场,玻璃基蓄势待发
基板是 LED 芯片的载体,Mini LED 基板包括 PCB 方案和玻璃基方案。其中,PCB 是最常 用的 LED 基板,具有技术成熟、成本低等优势,主要由 LED 产业链厂商推广使用。而玻璃 基板是 LCD 的关键物料之一,后经面板厂推广至 LED 基板。 随着 Mini LED 应用不断深化,基板被提出了更高的要求,相关产业格局也有望迎来转变, 本节我们将对两种基板在成本、性能、应用以及前景等方面进行比较和成本方面,从材料角度来看,PCB 基板的价格是玻璃基板的几倍,因此如果规模化生产,玻 璃基板的物料成本其实更低。但是从综合成本来看,由于玻璃基板走线需要开光罩,所以前 期投入成本较高,若是规模化程度不高,可能平均成本反而会超过 PCB 基板。此外,从良 品率来看,我国目前封装厂对于 PCB 基板的技术要更加成熟、可靠性更强,良品率也更高, 因此成本的可控性更强。而玻璃基板由于玻璃的易碎性,良品率较低。
因此综合来看,当前 PCB 基板仍具成本优势,但长期来看,随着玻璃基板规模化程度和良品率提升,玻璃基板 成本有望大幅下降,甚至低于 PCB 基板。 性能方面,PCB 基板散热性弱于玻璃基板,且在芯片焊接中由于热量密度较高,所以容易导 致翘曲变形的问题,尤其在大尺寸的应用中,在多组背光单位拼接过程中容易产生拼缝问题。 而玻璃基板受热膨胀率低,散热性强,因此平坦性更高,更有利于 Mini LED 的焊接,因此 玻璃基板可以满足高精度需求。
应用前景方面,PCB 基板是国内目前技术工艺条件下的首选,其被当前绝大部分 LED 产品 使用。而对于散热要求更高、平坦度要求更高或者高密度组装的情况,玻璃基板将是更好的 选择。2020 年 CES 展上,TCL 正式推出了采用玻璃基 Mini LED 方案的“MLED 星曜屏”。 该产品拥有超高亮度,在逆光情况下也能出众地成像;其对比度高达 100 万比 1,相比传统 LCD 有指数级的提升;同时其在 HDR 及动态背光分区等细节也有不俗表现。
综上,我们认为现阶段对于 Mini LED 产品,PCB 基板是终端厂商在市场需求量较小时,综 合成本和性能后的选择。放眼未来,随着 Mini LED 需求放量,玻璃基板有望形成规模化出货,其成本也将被摊薄。届时,玻璃基板竞争优势将充分展现,并有望实现对 PCB 基板的 替代。
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