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1010rgb灯珠规格书

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1010rgb珠子规格书

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一,周期和生长共振,LED应用持续渗透

1.1从长周期维度开始,由LED“海兹法则”驱动而成长

LED)产业与半导体摩尔定律的法则相似,我们称之为海兹的法则(Haitz’s Law。在海兹法则的驱动下,LED单片的成本不断降低,亮度不断提高,长周期牵引着LED产业的应用渗透。海兹)博士对2003年、1965年最初的商业化LED到2003年LED的产业数据进行了分析,结果是18?每24个月LED亮度就会提高约2倍。因此,总结了LED领域的“摩尔定律”,即有名的“海兹法则”。每10年LED输出流明增加20倍,LED的成本价格下降到现有的1/10。

按照这个法则,LED的应用市场不断开拓,工业用、车用、手机、电视到照明,其市场规模正在大幅度增长。类似于半导体产业的发展,LED产业的蓬勃发展,除了LED自身的技术进步,离不开产业链套的成熟和应用的不断创新。从那个产业发展的历史来看,主要包含着4个阶段。

2000年前,技术发展首次进入探索期。

2000-2008年,进入LED最初的黄金期,技术提高

2008-2014年,LED重心从台湾渐渐转移到了中国大陆。

从2014年到现在,大陆企业十分活跃,海兹对法则的贡献主要是削减成本。

2015年可能是LED行业最低谷的一年,但由于大陆企业的非理性价格竞争,很多企业几乎放弃退出,14年科锐发布303流明瓦技术后,欧美和日韩的台湾企业在产业内声音变少了。但是,大陆企业十分活跃,包装企业加快了扩大生产和并购,国内很多一线包装企业通过重组实现了规模化,逐步缩小了国际大工厂的技术和质量差距。例如,金沙江对Lumileds的收购成功,鸿利光电互联网和汽车网络的产业延长,瑞丰光电同方向产业的合并,国星光电芯片端的延长,加上包装大型工厂木林森、鸿利光电、兆驰股份的扩展计划。大陆企业在15年前后牺牲利益延长了海兹的法则,之后LED 照明,加快了与包装、芯片产业的扑克牌的合并。同时,中国十二五计划已经告一段落,十三五规划不投入LED行业补贴,政府支持较少,国内LED行业进一步整合,竞争结构也逐步优化。

1.2根据短周期变动LED由市场供需游戏决定

在长的层面上,LED的应用渗透来自技术的进步和成本的降低,表现出一定的成长性。但是,从3-5年作为一个时间节点来看,LED还显示出明显的周期性,行业的景气度由供求游戏决定。回顾2009年到现在,LED芯片行业几乎以4年前后为一个周期,每个周期的行业收益水平与库存和LED指数的动向密切相关。其中,库存转角多在利润转角的一个季度领导,利润转角与指数转角几乎同步,如果库存水位不上升,LED指数基本上会确认底部地区。

初回周期(2009~2012):2009年~2010年背光源市场需求上升,国内出现了LED产业急速集中投资的局面。前期投资过热导致的生产能力从2011年下半年到2012年上半年集中释放,芯片价格持续下跌。

第二周期(2013~2016):2013~2014年,LED背光应用市场逐渐饱和,LED通用照明应用市场的渗透比重从29%持续上升到34%,增加的需求消耗了以往过剩的生产能力,其中汽车照明应用占9%。照明应用成为世界LED应用新的高速成长的原动力。2015年MOCVD的生产能力利用率达到70%,随着劳动率达到85%,LED芯片的生产能力大幅增加,供给超过需求,芯片行业开始下行周期,价格下降。

第三轮周期(2016~2020):2016年下半年,由于小间距市场的需求爆发,国内LED 照明产品市场的渗透率增加了10个百分点达到42%,芯片行业逐渐迎来新的上行周期。由于短期供求失误,产品价格持续上涨,之后,国内LED芯片领军人物和新锐者开始扩大投资生产,经过约1年的扩大生产周期,2017年底产能陆续发布,从17Q4再次进入下降周期。之后,受全球宏观经济下滑和中美贸易战影响,18年下游LED 照明的市场需求持续弱化。18年LED的芯片价格大幅下降,一些小制造商的芯片价格下降到了现金成本线。

目前,供方的新生产能力明显减速,小工厂和日韩厂商的旧生产能力正在逐步消化。同时需求端、照明应用的需要边界得到改善,小间隔应用将持续保持30%以上的高增长率,2019年LED芯片的供需关系将逐渐恢复到平衡状态。目前,包装产品的库存保持在中低水平,通过库存筹措,芯片端需求的弹性很高。国际大公司前后发售Mini/MICroLED产品,渗透率的提高期待着提高LED芯片的需求。整体来看,LED芯片行业的下部地区正在慢慢确认。

从业界的倾向来看,生产能力的转移集中度会提高,这次的下行周期会再次对海外LED芯片制造厂、国内的小工厂产生压制效果。一方面持续着促进生产能力向中国大陆转移的倾向,另一方面又进一步提高了业界的集中度,LED芯片顶尖制造商的强者是恒强。中国已经发展成世界最大的芯片研发和生产基地。据统计数据显示,2017年中国大陆LED芯片产能已占世界58%,占绝对主导地位,台湾地区占15%,日本占12%,韩国占9%,美国占3%。

经过多回合行业的洗牌,大陆LED的芯片制造商也以三安光电、华灿光电、德豪润达、澳洋顺昌、乾照光电等制造商为主。据统计数据显示,截至2018年三安光电4344.4万张(折合2英寸)的年生产能力居国内厂商第一位,华灿光电2171万张,居国内第二位。德豪润达2018年末的生产能力将达到1000万张,预计今后将扩大到1500万张。整个国产厂商也保持着较高的生产能力利用率,2018年底平均达到89%。MOCVD从设备的保有量和每年的新增加量来看,大陆制造商也一直保持着世界前列。其中,2011年的绝对放大最大,追加了476台设备,Veeco的K465i设备增加最多。截至2018年末,大陆MOCVD的设备拥有量超过1700台,新超过180台。

根据LEDinside的统计数据,18年末的大陆LED芯片制造商的总生产能力达到1120万张/月(换算成2英寸),年增长幅度超过了30%。19年LED核心芯片的生产能力将进一步增加140万张/月(折合2英寸),预计将超过10%。2015-2016年,国内小厂商的低端生产能力MOCVD被淘汰,生产效率不及新型设备,小工厂逐渐关闭,国内主流厂商逐渐占据国内LED芯片市场。

多亏政府MOCVD的补助金和十城万个项目等政策推进,中国大陆LED产业近10年来,经过高速成长,生产能力的规模也不断提高。根据中国CSA国家半导体照明工程研发及产业联盟的资料,中国大陆2018年MOCVD的机台总数达到了1908台,比2017年增加了近200台,机位年增率超过了1成。由于2018年持续采购设备,预计2019年中国LED的生产能力还会有两位数的增长幅度。

供应商:1)国外生产能力暂停,中国大陆生产能力持续增长。2)设备每隔4年就有较大的升级,市场库存量的低端MOCVD逐渐被淘汰。预计2012年至2014年生产的机型今后将逐渐退出市场,目前国内外购买的换算K465i机型MOCVD接近800台,世界拥有量在3000台以上,预计每年将淘汰100台。

需求端:1)在成本方面,可以切断外延的芯片数量增加,带动单个芯片的成本降低,约1年LED的平均光效率上升10%,其可切断的芯片数量为原来的1.1倍,成本每年降低10%。2)下游应用软件市场规模增加,根据Trendforce的预测,世界LED 照明应用软件市场规模年复合增长率为8%,预计2020年的市场规模将达到650亿美元。

1.3现在处于下行周期的底部,MiniLED期待提供新的增长动能。

根据上述分析,随着老化生产能力的清算,2019-2020市场的景气度将逐渐恢复。近年来,LED上下游厂商也致力于MiniLED的技术研发和产品开发,随着产品和供应链的组合成熟,MiniLED产品有望为行业下一个经济周期提供新的增长能源。

MiniLED是用于显示应用程序的芯片尺寸为50?指的是基于200um之间的触发器结构LED的芯片。显示主要有两个应用,一个是自我发光LED显示Minirgb,另一个是用于LCD的背光显示。与以往的背光LED模块相比,MiniLED背光模组使用更紧密的芯片排列来降低混光距离,实现超薄光源模块。MiniLED具有比MICroLED大的芯片尺寸,具有更硬质的基板,因此MiniLED的传输具有更高的精度容许度,由于具有基板,所以芯片的拾取动作具有灵活性。

基于MiniLED的这些特征,各制造商正在开发MiniLED相关的转移技术,MiniLED将来有向市场提供新的增长能源的潜力。

MiniLED芯片和珠的单位面积使用量大,排列非常紧密,对焊接面的平坦度、线路精度提出更高的要求,焊接参数的适应性和对包的宽容度的要求也更严格。因此,高效率且高精度的MiniLED芯片固体晶体成为放置在MiniLED之前的难题。传统的锡糊剂固晶容易导致芯片焊接漂移,孔率增大,不能满足MiniLED的高精度固精要求,导致更高精度的固晶基板及固晶设备急迫的问题。以往贴片机在p1中.以0以下MiniLED封装器件进行贴片时,由于要求精度在25um以下,所以以往的贴片机必须将贴片速度降低到以往的贴片速度的30~50%,大幅降低显示器的制造效率更有效率的贴片飞机也是将来的MiniLED面临的大难题。

MiniLED背照灯被引入高阶应用市场,LED工厂的价格竞争压力下希望扼杀血路,但2018年被限制在成本较高,特别是硬式OLED面板和LCD面板的价格竞争白热化MiniLED背照灯无法预测搭载在高阶智能手机上的进度,业界推测MiniLED价格将下降15%以上。有机会接触市场的好处。2018年下半年高水平e运动产品采用MiniLED开始小量出货,中大尺寸应用产品可避免OLED面板价格竞争,2019年上旬出货动能逐渐扩大,MiniLED推动背光市场需求的增加。

多家LED厂商期待着MiniLED应用成长的市场潜力,结晶电2019年MiniLED的需求急速增加,有机会占据蓝光生产能力的5-10%,预计2020年的比例将达到30%。现在MiniLED背光的成本高,因此整体销售额的增加还不清楚,MiniLED背光的成本和LED安装芯片的粒子数有很大的关联。2019年MiniLED的背光灯仍然需要通过减少LED粒数和改良设计来实现成本优化,预计减少幅度将达到15%左右。

二、高密度LED产业链不断成熟,引领着行业发展的新机遇。

2.1小间距显示持续性经济,成本降低将推动市场的高增长

自2015年以来,LED小间隔表明这是推动业界经济复苏的重要因素,预计未来随着成本的降低,市场应用的高增长将持续推进。通常,将灯珠的间距在2.5mm以下,即设为p2。将5的LED显示产品称为小间距LED。以利亚德、洲明、以共同建设等为代表的中国小间距LED显示器企业,不仅在体量方面远远超过了行业的前列,在技术方面也有很大的优势,利亚德2016年已经量产了点间距0.7mm的小间距产品。

与以往LED相比,小间距产品在亮度、颜色、可靠性、超大尺寸显示等方面具有显著的优势,在专业显示市场上形成了液晶和DLP拼接屏的快速替代,现在的渗透率接近20%。技术的进步和成本的降低,推动了小间隔价格比的持续提高,持续的替代空间很大。中国大陆已经成为世界最大的LED生产基地,产业链成熟,在世界LED显示领域处于优势地位。今后,小间距成本持续下降,期待着小间距的快速渗透到商业和民用市场。

专用市场和商业市场是小间距表示的两个主要应用方向,其中商业市场规模较大,小间距性价格比的提高有望推动商业市场的持续渗透。专用市场由公安、能源、交通等政府部门展示了应用领域。夜游经济是政府主导的商业市场,是推动近几年来小间隔应用渗透的重要方向,受宏观经济变动影响,2018年以来投资进度有所减缓,但优质项目的应用渗透仍有确定的趋势。

包括其他商务领域、电影、广告、体育、娱乐等多领域运营模式的革新,预计将持续推进小间距经济的提高。2018年小间隔世界市场规模约68亿元,经对商业市场细化领域的估算,电影画面今后每年的市场空间将达到30亿元,预计小间隔市场在今后3年内将保持30%以上的高增长率,国内小间隔领导企业将对需求的成长受益颇深。

在相同的显示面积中,使用的珠子越多,珠子之间的间隔越小,成本就越高。LED芯片半导体的特性使同规格的LED芯片的成本和价格每年降低,使珠的亮度性能增长2倍。另一方面,随着更小间距的微粒生产技术成熟度的提高,LED灯珠间距也越来越小,单位面积内的使用微粒数提高,更高的技术附加值也决定了LED显示产品,单位面积成本和价格也提高了。因此LED显示器的像素密度也逐年增加,但是从长周期来看,由于同等像素密度的产品成本和单价不断下降,小间距LED显示器产品的应用渗透也被带动。

LED小间距的主要应用领域如下。

一、安全监测:由于无缝接头、出色的色彩表现、低能消耗等特征,小间隔LED显示器符合对画质要求高的指挥控制中心、广电工作室、气象信息中心等高端室内应用需求。与目前在安全监测、指挥调度等领域占据主导地位的DLP背景接合大屏幕相比,小间距LED的优势是无缝接合,理论上尺寸可以无限扩大,而且安装方式灵活多样屏幕厚度薄,节省空间,亮度高,可满足半户外环境的使用需求。

二、展览展示:小间隔LED显示器配置灵活,宽视角,超薄型机身,安装完善?它具有保持便利、快速等优点,广泛应用于酒店大厅、机场、电影院、医院等信息揭示板。在需要公用信息显示的商务领域中,小间隔LED显示器可以代替大中型商务显示器使用,能够适应耗电低、寿命长、长时间连续启动运行的高强度使用需求。

三、商务教育:小间隔LED显示器可以满足企业会议室、会长办公室、网络视频会议等各种商务领域的使用需求,可以代替投影仪创造明亮的办公环境。现在,在商教领域,虽然不是小间距LED显示器的主攻方向,但是比起以往的投影仪,小间距LED显示器的安装和维护更方便。

四、家庭用领域:提高画面细腻度,LED使显示器室内应用成为可能。随着技术的提高,小间距LED显示器技术LED电视诞生了。近年来,很多LED显示器厂商进入这个市场,提高技术研发,加快了家庭显示应用领域的步伐。现在,小间隔LED显示器作为家用电视产品处于初步的试水阶段。小间距LED电视突破的可能性很高的是高端别墅的大尺寸私人剧场。

另外,智慧路灯也有望成为5G世代小间距LED显示的另一个重要产品应用方向。智慧路灯除了以往的小间隔LED显示器外,还集成了很多业务系统,包括5G的小基站、安全监视、充电桩、环境监视、声音广播、智能调光等12个功能。一支智慧路灯现在的总价格约10万元,其中显示器的价格约3-4万元,根据智慧路灯单体功能价格也稍有不同。

现在,这个产品的领域,国产厂商洲明科技布局领导着,该公司与世界有名的通信厂商达成战略性的合作,配置着5G智慧路灯业务。同时也是洲明科技边缘计算的第一届联盟理事会成员之一。该公司是智慧路灯软件?硬件链接?系统集成能力,软件下载63?预计系统的技术附加值会更大。公司通过自主研发的光环境管理平台,解决市政资源重复浪费、数据独立分散、联动合作不便等行业痛处,实现多资源联动,实现统一运营管理,帮助客户提高智能化政策决策水平。另外,公司可以大力探索数据融合、边缘计算、人工智能等技术,实现基于安防摄像头的面部识别、车辆识别以及基于边缘计算网关的自主管理等应用。

智慧路灯应用场景主要是市政道路、智慧观光地、智慧园区和智慧商圈等。从2015年到现在,洲明科技的智慧路灯已经率先入住了许多有名的观光地和繁荣的商业圈。据估算,智慧路灯总市场规模将超过千亿,远远超过以往LED的小间距显示市场,智慧路灯产品预计将从2019年末的发货开始慢慢发货。从商业模式来看,智慧路灯主要是政府的采购投入,以产品购买式经营为主,设备供应商除了销售产品外,还主要通过收取软件维护费用来协助。

从市场规模来看,小间隔表示表示将来在专用表示和商业表示市场上有很大的持续渗透空间。目前,国内主要城市公安指挥中心仍以DLP、LCD拼接屏为主,小间隔LED的渗透率不到10%,预计未来小间隔LED在公安领域将上升到50%。在全国2800多个区县,假设各省级、地市级、区县级至少配备一个显示器,小间隔LED显示器的购买标准分别为400万元、250万元、120万元,仅公安指挥中心的市场规模就达到22亿元(省数*400万元+地级市数*250万元+区县数*120万元)。安全领域细分为治安、消防、交通警察、刑警、特警等,小间隔LED市场规模超过100亿元。

根据奥维云网的数据,2018年中国商业显示市场规模达到766.4亿元,同比增长率达到39.10%,其中小间隔LED的渗透率约为8.7%,增长率达76%。以会议市场为例,假设现在中国会议室的数量在2000万间左右,20人以上的会议室占5%,按每张显示器30万元计算,LED小间隔中国会议室市场的规模约260亿元。

中商产业研究院数据显示,2018年中国屏幕数量将超过6万张,比去年同期增加18.3%,预计今后将保持较快增长。今后,每年增加的电影屏幕数量为1万张,其中小间隔LED的电影屏幕渗透率为10%,如果一张LED的电影屏幕价格为90万元,国内小间隔LED的电影屏幕每年增加市场规模可达到9.9亿元。在中国6万张电影的网屏库存市场中,小间隔LED对传统的网屏置换率为10%,假定国内小间隔LED的网屏置换市场规模达到60亿元。

中国LED产业明显超过了世界的增长速度。2011年以来,市场规模迅速增加,由1545亿元增加到17年5509亿元,CAGR占23.6%。目前数字化、可视化、信息化、智能化综合智能政务需求与日俱增,小间隔LED屏幕凭借其轻薄易安装、适用范围广、生产速度快、使用寿命长等优点数字光处理投影技术DLP和大画面液晶的市场占有率急速占据。

数据显示,2018年中国小间隔LED画面市场规模达到73.5亿元,增长率为58%。预计2019年将达到112亿美元,增长率放缓至52.38%。未来小间距LED显示器依然持续高速增长,2018-2020年中国小间距LED显示器市场规模复合增长率达到44%左右,2020年中国小间距LED显示器市场规模达到177亿元。

随着成本的减少和解决方案的成熟,LED小间隔专门显示了市场发展的两个大发展趋势。细化领域的应用场景不断增加,行业空间不断解放。2.通过省级-地级市-区县级下沉和深化,LED小间距不断提高专业显示市场的渗透率和普及率,同时通过AR/VR技术的结合,小间距LED屏幕突破了单屏幕单向显示同质化的束缚,为行业应用创新开辟新的方向。

近年来,随着小间距LED显示技术的提高和规模效应的出现,行业技术和资金壁垒也显著提高。在这一背景下,利亚德、洲明科技、联建光电、艾比森等行业顶尖企业在资本、成本等方面有着优势,急速崛起。国内前4位的公司CR4占70%,业界集中度高,呈现出高集中占型市场。对于中国的小间距LED显示器企业,甚至全产业链企业来说,把握在小间距LED时代所占的既存优势,扩大到将来可期待的Mini/MICro-LED领域,是现在和未来的迫切要务。

珠的成本价格下降也是推动小间隔表示应用渗透的重要因素。一般LED显示器的珠成本占总成本的比例为30%左右,其他比较大的成本因素是PCB板、驱动IC等。另一方面,在小间距LED显示器上,由于珠的成本比现在高出60%,所以小间距LED的成本主要取决于上游原材料珠的价格。随着上游封装技术的成熟、国产化的替代以及小间距量产带来的规模效果,珠子成本近年来逐渐下降,导致了小间距LED显示器成本的降低。现在主流的小间距珠模型是2121珠(P3、P4和1010珠,同时也发售了10808珠和0505珠。

目前,2121灯珠的单平均价格在2分6左右。1010灯珠的单独平均价格在6分左右,2017年末下降到4分,2018年以后下降到3分以内,预计今后价格还会下降。目前,同等显示器尺寸的小间距LED显示器(p2.0)的成本比DLP显示器低,随着行业内小间距LED价格的急速下降,对DLP的替代率预计在今后3年内达到40%-50%,国内的代替空间达到100亿元以上预计世界替代空间将达到300亿元。

LED随着成本的降低,期待着市场的高速发展,带来潜在的市场效果。在家用电视、商务会议、教育、电影院、放映室等领域,交换空间分别为10710、26亿元,2015年世界小间距LED市场销售额45亿元,到2020年市场规模扩大到427亿元,5年复合增长率达到56.84%小间距LED屏幕制造商预计将充分受益于业界的快速成长。

2.2Mini/MICroLED性能优良,有望成为LED显示的新趋势

MiniLED被称为“亚毫米发光二极管”,是最早由结晶电提议的,意味着结晶粒尺寸在约100微米以上的LED,MiniLED是介于以往的LED和MICroLED之间,简单地是基于以往的LED背光的改良版本属于MICroLED的过渡期间产品。MICroLED技术是LED精细化以及矩阵化技术。在一个芯片中集成高密度的微尺寸LED阵列,对LED显示器的各像素进行寻址,单独驱动点亮,可以看作室外LED显示器的微版,使像素点的距离从毫米级降低到微米级。

MiniLED采用了背光技术LCD显示器的亮度、对比度、颜色还原、节能比现在的LCD显示器要好,可以和AMOLED竞争,也可以控制生产成本。由于用于面板背光的LED数量大幅增加,所以新技术也可以大幅提高LCD屏幕的HDR性能。在智能手机中,5台英寸的手机显示器中约包含25个LED单元,MiniLED的背光灯中包含9000~10000个单元。

MiniLED侧光式背光源将数十个LED珠子变成直下背光源数万个,采用局部调光设计,其HDR精细度达到了前所未有的水平。当前MiniLED的设计方案分为能够100%NTSC高色域显示的全色rgb混光或白光,若向蓝色光LED传输组合了荧光体的白光MiniLED,则得到80~90%NTSC显示效果。

另一方面,MICroLEDdisplay在下层通过通常的CMOS集成电路制造过程显示LED驱动电路后,在集成电路上用MOCVD机制作LED阵列,实现了微显示器、即LED显示器的缩小版。MICroLED的优点显而易见,继承无机LED的高效率、高亮度、高可靠性、反应时间快等特征,具有对自我发光不需要背光源的特性,具有更节能、机构简单、体积小、薄型等优点。

此外,MICroLED具有解析度高的大特性。因为太微小,表现的解析度特别高。例如,若采用苹果iPhone6SmICroLED显示,则分辨率容易在1500ppi以上,比以往的Retina显示的400ppi高3.75倍。

一般来说,在显示领域的应用中,主要是以往的户外显示器和小间距显示器,MiniLED结晶粒尺寸约50~2000 um之间的触发器LED芯片、MICroLED尺寸约小于50um。MiniLED在背光的65英寸液晶面板上使用18000~2000个LED时,由于MiniLED芯片尺寸及封装技术的限制,rgb应用于自我发光显示MiniLED点间距界限大致为0.5mm左右,因此MiniLED芯片制造商的生产能力被大幅度消耗。

当MICroLED渗透到大型产品中时,以40英寸TV为例,当约2400万个MICroLED、MICroLED成为高分辨率产品时,显示画面尺寸从80英寸扩大到100英寸以上,估计MICroLED芯片的消费量大幅增加,成本异常高。但是,MICroLED也具有LCD和其他显示技术所没有的超大尺寸显示无缝连接等优点。

MICroLED应用发展优势

主要包括高亮度、低功耗、超高分辨率、色饱和度等几个方面。MICroLED的最大优点来自该微米级的间隔,各点像素能够进行定位控制以及单点驱动发光。MICroLED与其他LED产物的发光效率和发光能量密度相比是最高的。显示发光效率有利于显示装置的节能,其电力消耗量约为LCD的10%,OLED的50%。密度上节约显示装置的有限表面积,能够配置更多的传感器,若比较MICroLED和OLED,则为了达到同等的显示亮度,只需要OLED的10%左右的涂敷面积,亮度高30倍,分辨率高达1500ppI相当于苹果Watch采用OLED面板的300ppI的5倍左右。

MICroLED因为使用无机材料,所以构造简单,几乎没有光消耗,使用寿命非常长的点无法与OLED相比,其寿命和稳定性难以与无机材料的MICroLED匹敌。

MiniLED背光HDR性能指标优秀

MiniLED在过程中,与MICroLED相比,良率高,具有异型切断特性,即使与软性基板组合,也能够达成高曲面背光的形态,采用局部调光设计,具有更好的演色性,能够通过液晶面板提供更细的HDR分区而且厚度也很接近OLED,80%的范围内都应用于省电、薄型化、HDR、异型显示器等背光源,适用于手机、电视、汽车用面板、电子竞争笔记本电脑等产品。

MiniLED显示主要有两个应用,一个是作为自我发光LED显示,与小间距LED同样,由于在包装形式中不需要打金线,所以即使比小间距LED相同的芯片尺寸MiniLED也可以进行更小的点间距显示。另一个是LCD显示产品应用于背光。

与AMOLED相比,MiniLED背光在成本、寿命方面具有无可置疑的优点。LED由于芯片具有比OLED更高的光电转换效率,所以除了local dimming控制之外,MiniLED背光具有低功耗,能够实现更高的对比度和亮度,点间隔主要限于LCD技术,但可以比自发光更好AMOLED。

通过更细致的控制,能够得到更好的HDR表现。Mini使用LED背光源的液晶面板的成本,被估算为OLED只不过是电视面板的70~80%,显示性能几乎不变。但是,MiniLED背光的致命弱点是得不到柔软性(但是仍然可以弯曲),主要受LCD技术的限制。

在终端应用中,小画面,例如便携式电话、pad,从中画面,例如车载屏幕、笔电,更大的画面,例如TV、MiniLED背光和AMOLED分别处于竞争优势。但是,在车载及中大画面中,显示出MiniLED背光具有当前无法替代AMOLED的优点、更显著的成本优势、更长久的寿命和可靠性。MiniLED在背光领域的应用越来越受到业界的重视,显示的一些最基本的要素中,耗电、成本、寿命、点间隔、亮度、对比度、MiniLED几乎都是全能选手。

2.3技术进步MiniLED作为小间距显示产品的升级

MiniLED作为小间距技术的延长,期待在商用及家用显示器领域应用渗透。其中,四合一封装技术的突破是MiniLED产品着地的关键。2018年,很多企业相继发表了下一代小间距LED显示新产品MiniLED、MiniLED100微米以下的粒子尺寸LED晶体的应用。这种更小的结晶粒子接近传统300微米尺寸LED的结晶粒子原料的十分之一。更小的粒子MiniLED节省上游成本,缩小下游终端的像素间距指标,实现0.2~0.9毫米像素粒子的极小间距显示器,这意味着中流封装技术带来更高的技术问题。新一代MiniLED的新产品之所以成功,是因为突破了中流封装技术的挑战,实现了四合一阵列化封装技术的应用。

四合一封装技术可以被认为是常规SMD表面粘贴珠与COB产品之间的折衷策略:一个封装结构具有四个基本像素结构。这样,不仅可以简化技术流程,减少“粘贴”焊接的难度,还可以帮助小间隔LED显示器修复不良灯,满足现场手动修复的需要。另外,有四合一技术的帮助,可以使表贴技术直接发挥作用,现在适用于1.0间距尺寸的表贴技术,可以制造最小0.6间距的LED显示器,大大继承了LED显示器产业最成熟的技术,实现了终端加工阶段的“低成本”。

同时,四合一封装技术作为“更小的结晶粒子的LED”显示技术,不仅支持更细致的显示画面,还打破长期存在的主流产品的节距瓶颈,有效地攻克LED显示的像素的粒子化等难题,大幅提高屏幕整体的牢固性给观众带来更好的视觉体验。未来实现。以Xmm为中心的显示器布局,也可以进军家用显示器市场。

COB是Mini/MICroLED适合产品的核心封装技术,将来最有应用可能性。COB技术同样作为新兴的LED封装技术,与以往的SMD粘贴式封装不同,在PCB板上集成发光芯片,LED有效地提高显示器的发光颜色,实现了降低风险和成本的效果。现在,采用COB封装技术的小间距LED显示器被称为像素间距在2mm到0.5mm之间的第2代小间距LED产品,是LED小间距高清显示的未来。特别是今年开始,COB的小间距LED显示器市场急速成长。

在小间距LED显示器市场中,COB技术流行主要是因为该技术有效地克服了LED显示器的像素粒子化问题,从而带来更好的整个屏幕的牢固性。很明显,4-in-OneLED每个基本封装只有4个像素,但是属于更高集成的封装,并且COB显示具有许多特性。同时MiniLED结晶粒子使LED晶体在显示器上的面积占有率比以往的同间距指标产品降低9成,提供更多空间更好的“密封性”和“光学设计”,进一步实现产品的视觉体验和可靠性的提高。四合一MiniLED和COB小间距LED一样,可以说是高度克服LED所示的“像素粒子化”现象,提供更高的稳定性的技术。

COB是传统的LED包装过程从正装朝向逆装的最好的敲门砖。逆组装过程中没有焊接线,完全没有因金属线的虚焊或接触不良而导致LED灯不亮、闪烁、光衰减大等问题。同时,逆组装过程最大限度地提供LED晶体的有效发光面积,最大限度地提供LED晶体的有效散热面积,从而进一步提高产品的光学特性和可靠性。作为表示产品的结晶包装的“重要方向”的下一代LED,使用了反组装过程。

芯片的精细化要求MiniLED像素点的间距在1mm以下,芯片变小的尺寸在200um以下。触发器技术不需要在触发器上打线,因为适合MiniLED超小空间紧贴的需要,所以现在MiniLED主要采用触发器结构。青绿色光逆装LED芯片的生产相对成熟,但红光逆装LED芯片的技术难度较高,需要基板传输,因此芯片传输技术过程中的生产良率和可靠性还不高。

MiniLED产业上下游厂商在开发新技术的同时,也积极采取其他方法来削减成本。整体来看,目前国内外MiniLED制造商重点研发或开发的新技术包括出光调整芯片、COB和IMD封装、MiniLED巨额转移、TFT电路板、柔性基板等。

1、出光调节芯片

MiniLED在作为背光使用的情况下,作为直下式的背光源采用大量的LED芯片,调整芯片的出光,为了便于超薄型设计,华灿光电对以往的背光芯片增加优化膜层,能够提高芯片的出光角度,LED使芯片的出光更均匀可以提高显示效果。

2,COB和IMD包

现在,COB封装LED将承载芯片直接封装在模块基板上,然后对常规SMD封装进行整体封装。这种COB封装的全色LED模块具有制造过程少、封装成本低、封装集成度高、显示器可靠性好、显示效果均匀、细腻等特征期待成为将来的高密度LED显示器模块的重要的包装形式。目前,由于COB的产业链还没有建立,所以COB产品的单位面积的成本比SMD较高,预计今后随着COB显示包产业链成熟,COB显示包的市场占有率将急速提高。

国星光电6月发表的显示用的MiniLED采用集成封装技术(IMD)即四合一阵列包装,在横向和纵向分别采用由两个珠子构成的小单元,其中各珠仍然是rgb三色芯片包装,突破以往的设计思考,收集SMD和COB的优点这也是COB包装的大规模应用的前奏。

3,MiniLED巨量转移

对于MICroLED的巨大传输技术,由于MiniLED的芯片尺寸大,所以传输难度相对小,通过组合巨大传输和COB封装技术,能够有效地提高MiniLED的生产周期,现在的UniqARta的激光传输技术是可以以传输单个激光束或多个激光束的方式传输,并且实现了每小时约1400万个130x160微米LED芯片的传输。

4,TFT背板

为了用画面的实际效果与OLED竞争,MiniLED背光+LCD必须达到最高水平HDR。也就是说,Local Dimming背光源的调光分区的数量(Local Dimming Zone)需要在数百个区域到数千个区域中足够,但是在传统的LED背光源驱动电路架构中,这样的想法使得组件的使用过多,从而牺牲了成本和轻量的设计。鉴于此,提出了使用有源矩阵TFT电路驱动的AMMiniLED架构。

5、柔性基板

MiniLED背光一般采用直下式设计,通过多个密布实现了更窄范围的区域调光。因为可以与柔性基板组合,所以配合LCD的曲面化也在保证画质的情况下能够实现类似OLED的曲面显示,但是MiniLED的数量多,发热量大,所以柔性基板的耐热性差很多,因此耐热性高的柔性基板的开发也是将来的技术趋势之一。

2.4MICroLED有望广泛应用于消费电子和穿着产品

MICrOLED是比以往的OLED技术亮度高、发光效率好、但由于消耗功率低、优秀的特性,不仅可以应用于屏幕显示,也可以应用于消耗电子和佩戴产品的下一代显示器技术。2017年5月,苹果开始基于MICroLED显示技术的开发。2018年2月,三星在CES 2018上发售了MICroLED电视产品。

MICroLED是将微米级的MICroLED大量移动到基板上的部件,如微细化后的室外LED显示器那样,按MICroLED定位,能够单独点亮驱动,比OLED省电,反应速度快。MICroLED技术突破了OLED的界限,亮度比饱和度高。另外OLED因为材料是有机发光二极管,所以在使用寿命上也不能与MICroLED等无机材料进行比较。汽车的前灯、大型屏幕投影等MICroLED在显示产品寿命的高应用领域具有竞争力。

MICroLED与OLED、LCD等技术相比,在各功能性指标(ppI、消耗功率、亮度、薄度、显色指数、柔性面板适应度)中具有一定的优势。但LCD面板应用时间长,供应链成熟度高,价格优势高,在30-80英寸电视产品应用领域仍具有较强的竞争力。另外,量子点、BD单元、Mini背光也作为技术互补,能够在一定程度上提高LCD产品的显示性能。

MICroLED在性能上比OLED优秀,但是现在OLED30英寸以下的消费电子市场,特别是手机市场的供应链组成熟。OLED除了折叠式显示产品的优点之外,在触摸、屏幕下指纹、屏幕下摄像头等功能集成性方面也更加成熟。另一方面,MICroLED在相关方面供应链的组合不足,现在产品成本也高,接着MICroLED在芯片的大量转移中也需要技术的改善,在生产效率上与OLED相比还没有优势。

MICroLEDDisplay的显示原理是将LED结构设计薄膜化、微小化、阵列化,其芯片尺寸为1-10 um左右。然后,将MICroLED一起转移到电路基板,该基板也可以是硬度、软性的透明、不透明的基板。若再利用物理堆积过程完成保护层和上电极,则能够进行上基板的封装,完成结构简单的MICroLED显示。

另一方面,为了制作显示器,必须将晶片表面制作成LED显示器那样的阵列结构,对各点像素进行寻址控制,个别地驱动点亮。当经由互补金属氧化物半导体电路驱动时,形成有源寻址驱动架构,在MICroLED阵列晶片和CMOS之间粘贴可透过封装技术。

粘合完成后MICroLED通过整合微透镜阵列,可以提高亮度和对比度。MICroLED阵列经由垂直交错的正、负的栅状电极,连结各个MICroLED的正、负极,通过电极线的顺序通电,通过扫描点亮MICroLED来显示影像。

2008年以后,LED光电转换效率大幅提高,100lm/W以上成为量产基准。因此,在MICroLED显示的应用中,根据其自身发光的显示特性,通过组合几乎没有光消耗元件的简易结构,能够容易地实现低消耗功率或高亮度的显示设计。这可以解决当前显示器应用的两个大问题。一种是,显示器上有80%以上的耗能,如戴式装置、手机、平板等设备,低能耗显示器技术可以提供更长的电池持久力。其次,由于环境光强,显示器上的影像变白,识别度变差的问题,高亮度的显示技术能够使其应用范围更宽。另外,MICroLED的显示产品基本上能够适应各种显示尺寸。

在微显示器领域MICroLED产品具有一定的成本竞争力。目前,微投影技术主要以数字光线处理、反射式硅基板液晶显示、微机系统扫描等三种技术为主,但这三种技术都必须施加光源,模块体积不容易进一步缩小,成本也高。相比之下,采用自发光的MICroLED微显示器,无需施加光源,光学系统简单,因此模块体积的微化和成本降低优异。

MICroLED的商业化前景也很广。现在,只考虑以往的技术力的话,MICroLED有两个应用方向,一个是可以佩戴的市场,以苹果为代表,正在研究在手表和手机等产品上使用MICroLED来表示技术的可执行性。预计将来会发售MICroLED表示的佩戴装置。第二个是超大型电视市场,以三星、索尼为首,今年索尼在CES上展出的MICroLEDcLEDis的分辨率、亮度、对比度都很好。

短期内MICroLED市场集中在超小型显示器上,中长期性MICroLED的应用领域广泛,穿着式设备、超大型室内显示窗帘之外、头戴式显示器(HUD)、头戴式显示器(HUD)、尾灯、无线光通信Li-Fi、AR/VR、涉及投影仪等很多领域。

技术方面,考虑到批量传输等技术上的难点,在手机应用中很难在短期内OLED或LCD形成技术上的替代。MICroLED在磊晶体部分结束后,需要将所点亮的LED结晶薄膜不封装直接输送到驱动背板上。

其中技术难点有两个部分:1。传输的仅是所点亮的LED晶体外延层,原始基板不被传输,输送厚度仅为3%,并且MICroLED尺寸非常小,需要更精细化的操作技术。2.1次转移需要从几万个到几十万个LED的移动,需要考虑数量多、转移后的颗粒排列均匀性的问题,需要满足这个要求的新技术。

目前,各工厂的业者正努力攻克这方面的技术难关,以大量的转移技术,各公司累计申请了10项以上的专利。从产业链的观点来看,OLED所示的全部技术的7成被MICroLED共用或吸收,即MICroLED技术突破后,产业整体的U字形掉头并不难,为将来的MICroLED应用渗透打下了基础。

2.5MiniLED背光和显示器上最有希望的产品突破

MiniLED与MICroLED相比,短期商业化的机会更大,特别是LCD背光领域,从2019年开始慢慢产品突破被期待。

高密度FHD显示器具有1920行x1080列的约200万像素,各像素被分成红、绿、蓝三个Sub pixel,因此合计约有600万个Die。将比人类头发直径小的600万个结晶粒切断粘贴在基板上,在业界称这个过程为巨量转移,将大量的发光二极管结晶粒转移到显示器基板上。因此,MICroLED需要庞大的量的转变是非常困难的。

MiniLED短期的大规模商业机会更大。以往LCD采用侧光式背光,降低了成本和消耗功率,但该方式的最大弱点是不能调整有画面的区域的亮度。由于液晶的扭转效果,不能始终实现全开关的0、1控制。因此,通常,侧光式液晶面板的对比度即使应用调光技术也不过几千左右。

另一方面,MiniLED能够利用以往的LCD技术的基础,与同样成熟的rgbLED技术结合,开发下一代背光设计的面板。性能方面,在画质、厚度、成本、异形切断、曲面显示方面AMOLED也可以与电视面板匹敌,期待成为大尺寸AMOLED显示的潜在竞争方案。MiniLED通过背光技术的规模化应用,LED芯片的消费大幅提高,商务市场前景广阔。

MiniLED侧光式背光源将数十个LED珠子变成直下背光源数万个,采用局部调光设计,其HDR精细度达到了前所未有的水平。当前MiniLED的设计方案分为能够100%NTSC高色域显示的全色rgb混光或白光,若向蓝色光LED传输组合了荧光体的白光MiniLED,则得到80~90%NTSC显示效果。群创光电在2018年CES展上首次实机展示10.1英寸AMMiniLED,认为将AMMiniLED和软性基板组合是异型/曲面LCD所需的背光源最佳解决方案。

据估算,MiniLED背照灯2018年的渗透率为1%,有1500万部手机使用MiniLED背照灯的屏幕,MiniLED对芯片的需求达到600亿个,需要约120万张的2寸片。假设2018年4%的TV面板采用了MiniLED背光,MiniLED对芯片的需求量达到1000亿个,需要约200万张的2英寸芯片。根据预测,MiniLED的市场空间在2023年超过10亿美元。

瑞丰光电根据公告,以6英寸便携式电话面板为例,现在一般的LED背光设计的液晶面板约20~30美元,柔性OLED约80~100美元,MiniLED背光设计的液晶面板约40~50美元。MiniLED背光与OLED面板相比具有一定的成本优势。

MiniLED背光的需求测量

假设1:现在MiniLED中使用的背光芯片的尺寸有8*12和6*20等几个,MiniLED背光芯片的面积估计为约110mil^2。

假设2:2英寸片的80%的面积被转换成有效芯片,2英寸片的面积为3100000mily^2,(310000/110)*0.8,即1张2英寸片对应22837个背光芯片。

MiniLED显示的需求计算

假设1:MiniLEDrgb芯片的主流尺寸是5*9,将来成本可以降低到3*6,2019年基本上5*92020年35%假设3*62021年65%是3*6。

假设2寸片的80%的面积转化为有效芯片,2寸片的面积为314000米尔^2、(314000/45)*0.8,即1张2寸片对应于55822个5*9显示芯片,(314000/18)*0.8对应于139556个3*6显示芯片。MiniLED(类MICroLED)显示将来最有希望的屏幕4k的大画面显示,所需的芯片数约2400万个。

综上所述,预测MiniLED在今后3年内2张的需求量将达到1.07亿张。MiniLED背照灯2英寸和MiniLED2英寸,从2019年的需求102.11万张和142.4万张到2021年分别成长为1388.72万张和9295万张。市场需求的增长空间极大。

华为即将发布光荣智慧大屏幕,关注MiniLED背光在5G大屏幕显示应用的新趋势。7月的华为荣光在新产品媒体交流会上宣布,8月将发布光荣智慧的大画面产品。华为认为传统的电视体验不好,一线城市的很多消费者正在放弃电视。立足于5G万物的互连,华为提出了会场智慧化(IOT)和“1+8+N”战略,即一个手机+8个辅助入口+IOT。智能屏幕是重要的辅助入口,也将成为智能手机的核心入口。与以往的电视相比,华为的智能屏幕将加强相机、更好的声音系统、人机的交互体验,预计MiniLED背光也将应用于部分机型。推荐关注产业链受益公司的中微公司、三安光电、木林森、国星光电、洲明科技、瑞丰光电、TCL集团等。

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(报告源:中信建投证券;分析家:黄瑜/陶胤至)