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Rgb珠(高光Rgb珠)

(报告出品人/作者:中信建投证券、刘双锋、雷声)

一、MiniLED进入产业化发展阶段,LED行业的上升周期逐渐开始

1.1Mini/MicroLED:高密度、高性能的下一代新型显示技术

LED显示技术在高密度方向上前进,从小间距LED显示向MiniLED延伸至MicroLED。Mini和MicroLED的分类基准不统一,解决方案多样化,各厂家本公司产品的定义也不同。一般来说,在产业内,广义的MiniLED定义为芯片尺寸100~300微米,点间距1mm(p1.0)以下,狭义的MiniLED定义为芯片尺寸50~100微米,点间距0.5mm(p0.5)~10.1mm(p0.1)的直制品。MicroLED一般被定义为点间距0.1mm以下、芯片尺寸50~75微米以下的产品。

MiniLED被广泛应用于直显和背光两个市场,逐渐打开了市场。MiniLED可以作为平板、电视、汽车面板、电子竞争笔记本电脑等的液晶显示直下式背光源来使用,另一方面,由于期待背光高端产品的派生,与OLED对抗在相同的对比度条件下MiniLED采用了背光LCD面板的成本比OLED面板低,LCD在大幅提高画面效果的同时,还具有成本优势。另一方面,在国家4K、8K的超高清视频战略的领导下,现在MiniLEDMicroLED和LED也开始渗透到视频会议、会议广告、虚拟现实、监视调度等高端直接现市场。

Mini/Micro对比度、响应时间、分辨率、视场角、色域、亮度、功率消耗效率等与其他显示技术相比具有明显的优点。(1)LCD+MiniBLLCD液晶面板搭配MiniLED背光模组方案)一般用于移动电话、平板电脑、笔记本电脑、电视等85英寸以下的显示场景,与当前的以往的LCD液晶方案相比,颜色纤细、色域宽,同时可以进行分区调光分辨率更高,对比度更高。与高阶OLED方式相比,在亮度、寿命方面也有显著的优点。(2)Mini或MicroLED直视方式一般用于85英寸以上的超大型显示场景,具有比以往的LED或小间距LED高的显示效果,并且在结合性、寿命、亮度方面比OLED优秀。现在,MicroLED在各个显示指标中可以达到最高效果,但是因为现在的生产过程还不成熟,所以成本很高。

MicroLED是超高清显示的最终方案,但现在成本高,未达到规模量产。MicroLED芯片尺寸为50?75μ在m以下,高密度集成在一个基板上,并且潜在地应用于超大尺寸显示器和可佩戴应用。与传统的LCD和OLED相比,MicroLED具有许多性能优点。(1)消耗功率和显示:MicroLED消耗功率只不过是LCD的10%、OLED的50%,其亮度达到LCD、OLED的10倍,分辨率达到OLED的5倍,具有更高的色域,具有更宽的动作温度范围。(2)设备兼容性:MicroLED期望获得液晶显示器高度成熟的电流驱动TFT技术,同时降低相关生产设施的更换成本;(3)连接性:组合屏幕后,几乎看不到屏幕之间的连接痕迹,可以代替传统的DLP拼接屏。(4)轻量化:结构简单,厚度比OLED和LCD大幅度低,更轻。(5)可附加挠性(柔性屏幕)、透明度、传感器等。

MiniLED具有批量生产性,是从上到下的过渡性产品。MiniLED的珠子尺寸是以往的LED和MicroLED之间的间距尺寸。(1)在背光应用中,作为MiniLED背光源,芯片尺寸和间距小LED芯片是LCD的背光模组,MiniLED背光显示的优点包括精细的分区调光Local Dimming。同时成本也比量产困难的MicroLED低。(2)Rgb在直接应用中,MiniLED作为小间距显示器的自然延长,无论是下游应用还是工艺技术都能够无缝地连接,并且具有比小间距更好的显示效果,能够实现宽色域,实现高色鲜度。现在MicroLED还没有实现成熟的量产阶段,MiniLED在背光和直显领域被广泛应用,进行技术的积累、产业链的培养、消费者教育。

1.2MiniLED进入产业化发展阶段,MicroLED技术不断突破

Mini/MicroLED技术经过10年以上的发展史,逐渐成熟。MicroLED的技术从2006年开始萌芽,从2012年开始逐渐导入市场。MiniLED2018年开始产业化,2020年Gartner越过曲线的转角进入长期化。预计2021年下半年到2022年是MiniLED排放量的重要时期,随着技术的进步和良率的成熟,品牌厂商被陆续配置,MiniLED渗透加速。同时MicroLED技术也突破,产业链的成熟度提高,预计2023年到2024年迎来放量。

Mini/MicroLED的发展过程可以分为技术门槛、市场引进、产业化三个阶段。

(1)技术铺设(2006-2011年):2006年、美国伊利诺伊大学微传输印刷(μTP)技术初期的研究成果转移到当时的风险企业Semprius,之后由XTRION N.V的完全子公司X-Celeprint获得,现在实现了晶片级设备的1微米精度的批量印刷过渡,现在成为具有代表性的庞大的转移技术之一。

(2)市场引进(2012-2017年):2012年,索尼在CES上发售了“CrystalLEDDisplay”电视产品,显示MicroLED技术开始在消费电子领域应用。2014年,苹果公司收购了具有低耗电MicroLED显示技术专利的小企业LuxVue,取得了多个MicroLED相关专利技术。MicroLED再次受到关注,产业内的公司相继投入研发。同年,Facebook为了在VR头戴式耳机上使用MicroLED技术,发表了以20亿美元的价格收购Oculus的消息。2016年索尼第二次发售110MicroLED补丁显示器CLEDIS,同年中国台湾工研院成立了“巨量微组装产业推进联盟”,台积电和苹果的共同研究开发MicroLED、2017年鸿海等跟进。中国大陆方面,2017年京东方开展MicroLED研究。现在,世界MicroLED的开发机构超过了140家。

(3)产业化(截止2018年):MicroLED由于在关键技术和设备上需要解决的课题很多,MiniLED企业后退成为下一个选择。2018年开始,国内外的制造商相继合作开发,三星发售了146英寸的模块化MicroLED电视“The Wall”。在国内,2018年2月厦门三安和三星电子确立MicroLED战略合作,突破MiniLED技术后,2018年实现批量生产,锁定大客户三星,完成重要设备。2018-2019年,群创、国星光电、华星光电、京东方、海信、洲明科技等也相继发表MiniLED。2021年,苹果首次发布MiniLED搭载的iPad Pro、三星发表MiniLED背光TV系列、华为发表MiniLED智慧屏,背光产品接二连三地布局MiniLED,下游终端的放出量就在眼前。

在现在的阶段,业界的成长曲线开始变得陡峭,产业链的各个阶段成熟,迎来高速渗透期。根据韩国设备工厂Koses的预测,Mini/MicroLED的产业化可以分为4个发展阶段。第一阶段2019-2020年,MiniLED直显在商业市场逐渐应用,点间隔主要是150-250微米,在对成本不敏感的高端场景中代替小间隔LED显示,但在这个阶段整体渗透率低,产业链还不成熟性价值比的优势不明显。第二阶段,2020年-2021年,MiniLED背光灯逐渐渗透,应用于中高级家庭TV市场,逐步替代传统LCD和OLED,商务直显市场同时发展,目前行业发展处于这个阶段,增长曲线陡峭,产业链的各个阶段逐渐成熟。在第3阶段,从2022年到2023年,MicroLED引起的第2波波的浪潮打开,庞大的转移技术突破,MicroLED家庭电视和智能手机等扩大的机会开始了。在第4阶段中,预计到2025年为止MicroLED点间隔缩小到8微米以下,AR/VR、HUD等小型的可穿戴以及可以用于汽车电子产品。(报告来源:未来智囊团)

1.3Mini/MicroLED推上LED上循环逐渐开启

LED行业有成长性和周期性共存的特征。从长远来看,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关系决定。回顾2009年到现在,LED芯片行业大致以3-5年前后为一个周期,每个周期的行业收益的增长率、利润水平、库存周期3个密切相关。从A股主要LED芯片和封装厂商的季度销售额增长率和存货周转率低点划分,大约3-5年为一个周期,库存周期往往领导利益周期的一些季度,周期底对应销售额的增加或负增长,存货周转率低点、营业利润率和毛利率低点。

第一轮周期(2009-2012年):背光源市场需求上升,国内LED产业出现了快速集中投资的局面。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(2013-2015年):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持续提高,由29%上升到34%,补充过剩生产能力的需求又增加了。照明应用成为世界LED应用的新的高速增长的驱动力。2015年,MOCVD生产能力利用率高达70%和劳动率高达85%,LED芯片生产能力大幅增加,供求矛盾再次出现,芯片行业进入下跌周期,价格下跌。

第三轮周期(2016-2020年):2016年下半年,小间距市场需求爆发,国内LED 照明产品市场渗透率增加10个百分点达到42%,LED芯片行业迎来了新的上交周期。由于短期供求失误,产品价格持续上涨,之后,国内LED的芯片领导和新参与者开始扩大投资,经过约1年的扩大周期,2017年底产能陆续释放,2017年下半年开始再次进入下降周期。2018年,受世界宏观经济下滑和中美贸易战影响,下游LED照明市场需求继续减弱。2018年LED的芯片价格大幅下降,部分小厂商的芯片价格下降到成本线。

我们判断,随着行业生产能力的出清和水龙头的集中,第四轮的上行周期逐渐拉开。在海外,2020年LG Innotek进行销售LED事业,LED从背光市场撤退,CREE销售LED事业,名称变更WolfSpeed;在国内,新冠疫病的爆发进一步加速了小工厂的出清。根据LEDinside,2019-2020年世界LED芯片产业的集中度进一步提高,前10位的生产能力比重从2019年的82%上升到2020年的84%。

LED应用结构迎来升级,Mini/MicroLED着地带来LED芯片的大量需求,预计供求矛盾将得到缓和。2016-2020年,行业整体供求平衡崩溃,很多厂商纷纷布局车用、农业、红外、紫外线等利基市场改善了产品结构和利润水平。

纵观2020年,LED芯片供求不平衡的状况仍在持续,随着2021年品牌终端MiniLED的投放量,一系列品牌厂加速MiniLED产品的发售,促进LED应用结构的改善。Mini以背光为例,在以往的背光方式的单机中LED芯片的数量很少,以10段为单位计算,MiniLED背光使用的芯片的数量以万段为单位计算,芯片尺寸减少,但使用量增加了百倍以上。MiniLED随着背光显示渗透率的提高,MiniLED芯片需求也迅速增加,期待着供求矛盾的缓和。另一方面,由于MiniLED的芯片具有小型高质量等壁垒,高端芯片生产能力集中在三安、华灿、结晶电等厂家,Mini芯片订单逐渐从低毛利LED芯片产品市场撤退,订单遍布二三线制造商带来业界全体的稼动率提高。

将来的业界的主要驱动力是显示类应用,MiniLED渗透的加速外延片带来使用数的急速增加,成为支撑需求的重要应用。根据TrendForce的数据,2020年的世界GaN-LED外延片的生产能力每年5000万张,约为4英寸晶圆,下游应用的照明类需求基本上得到了调整,一般照明、车用照明等应用的外延片使用量依然在持续增长。同时,业界的驱动力主要依赖于显示类应用,MiniLED显示类应用正在急速成长。牵引LED外延片的使用数量大幅增加。LEDinside2022年Mini/MicroLED应用占整体LED外延片的使用数的11%,被预测为成为支撑需求的重要应用。(报告来源:未来智囊团)

MiniLED测量芯片对芯片需求的弹性,Rgb暂时不考虑直接显示产品,MiniLED只考虑背光TV,计算了显示器、笔、平板、汽车显示器(中板、仪表板)场景。MiniLED假定芯片尺寸为110μm*110μm假定对应4英寸晶圆可以切出的芯片数为70k,TV/显示器/笔电/平板/汽车单机对LED芯片的需求量为1500/12000/10000/6000/4000/4000个,测试了MiniLED与渗透率对应的场景对晶圆生产能力的消耗状况。估算的结果是,当各产品MiniLED的渗透率为5%时,MiniLED消耗4英寸LED外延片568万张/年,占2020年世界GaN-LED外延片总生产能力的约11%,基本上与LEDinside的估算结果一致。20242025年左右,各产品MiniLED的渗透率为10%时,MiniLED消耗4英寸LED外延片1137万张/年,2020年的世界GaN?可以预测约占LED外延片总生产能力的22.7%。我们认为MiniLED渗透加速会带来外延片使用量的急速增加,会改变行业供需结构,LED行业会逐渐上升。

二、MiniLED潜在的应用市场广阔,市场规模急速增加。

2.1成本趋势:技术成熟和良率提升推进MiniLED成本的快速下降

近年来,成本的急速减少推进着加速渗透MiniLED。传统上,成本是制约MiniLED快速普及的重要因素。近几年,随着技术成熟和良率的提高MiniLED成本急速下降,面对主要竞争技术LCD,OLED和LED显示器开始显示价格比的优势。从长期来看,MiniLED削减成本的逻辑非常明确,将推进MiniLED技术的快速渗透。

MiniLED背光的成本每年减少15~20%,推动市场规模的增加。从市场的角度来看,随着良率的提高,MiniLED背光显示的成本每年以15~20%的幅度下降,成本的降低推进渗透率的提高和市场规模的增加。预测2025年MiniLED的背光芯片市场规模达到14亿3000万美元,其中数字显示芯片的生产额达到6.14亿美元,其次根据IT产品和TV,都超过了3亿美元。

大尺寸MiniLED具有比以往LED背光和OLED更高的价格比。MiniLED方案可以通过调整诸如芯片间距、分区数目等参数来适合每个价格等级的产品。LEDinside根据2020年的预测数据,AM驱动搭载MiniLED65英寸背光电视的价格约为759美元,低于65英寸OLED电视的781美元价格。根据集邦资讯,MiniLED在高阶电视应用程序中采用约16000粒MiniLED,结合2000区的分区控制,成本比高阶OLED电视面板低15%,7588英寸的大尺寸OLED成本高,MiniLED的价格优势变得明显。考虑到中档产品,MiniLED的粒数减少到1000-1200粒,结合500区的分区控制,成本只比入门直下式LCD高30%到50%。以55英寸TV为例,国内有的品牌厂MiniLED背光模组的成本下降到170-200美元,只是比以前的LCD背光增加了100美元,价格就能增加2000-3000元。

直接地,成本的降低也促进了Mini在高水平市场的急速渗透,期待着将来进入室内民用市场。LED明确的价格设定方法与LCD或OLED不同,LED显示器一般根据像素计算成本。随着数年来COB封装技术的进步,下游需求的放量、固定资产和研究开发费用的规模效果显著,成本也在急速下降的过程中。以COGp0的.9报价为例,2020年每平方米20万以上的报价下降到10万以下。目前,成本削减的持续性比较确定,过去25年间液晶面板的成本下降了300倍。我们判断MiniLED市场反复小间距市场的发展路径,芯片间距的缩小带来使用场景的扩大,达到临界点后,渗透到室内民用市场,将市场规模极为扩大。

从长期来看,MiniLED削减成本的逻辑和倾向是明确的。从成本结构的角度来看,在MiniLED中芯片成本比最高,接着是PCB封装、LED驱动芯片、胶片等。但是,背光和直接显示不同,不同的光源模块根据解决方案和精度的不同成本结构也不同。降低成本的方法主要如下:(1)规模效应,现在的行业规模较小,将来随着行业规模的扩大,芯片等阶段的规模效应变得明显,PCB等制造商也有较强的合作度和更多的生产能力,这些阶段的成本将大幅降低。(2)产业链各阶段成熟,未来小型芯片制造、芯片包装、PCB及玻璃基板、自动化检查等各阶段技术逐渐成熟,良率和效率的提高大幅提高成本。(3)像素复用技术、量子点技术等创新解决方案的突破;(4)通过解决方案及构成的标准化,将来的高中低水平MiniLED的解决方案被标准化,对于芯片尺寸、珠间距、混光距离等采用相应的不同构成,能够通过调整分割数来调整价格段,也促进了MiniLED快速渗透到中低市场。

2.2制造商布局:品牌大厂纷纷发布MiniLED支持产品、行业爆炸

各厂家纷纷加速布局MiniLED产品,帮助行业爆炸。2020年以后,品牌厂制造商纷纷发表MiniLED产品,终端制造商和面板制造商都有强烈的推进欲望,这一点备受瞩目。京东方、华星光电等面板制造商希望通过普及MiniLED延长LCD生产线的周期,获得额外利润。群创、友达等中国台湾的面板制造商也没有投入OLED生产线,所以主要推举MiniLED来表示方案。TCL、海信、创维等以往的TV制造商希望通过新技术改变以往的液晶电视薄利的状况,与品牌影响力维持利益。华为、小米等智能终端制造商追求最终的显示效果和智能物连的融合。从长期来看,越来越多的面板和TV制造商加入MiniLED阵营,随着形成普及的合作,市场迅速渗透,与难以降低成本OLED方案相比,MiniLED的优势和潜力长期充分体现。

在TV中,品牌厂相继发表了采用背光模块的大型电视,MiniLED接近了广泛的普及时间点。CES从2021来看,三星NeoQLEDLEDTV、LGQNEDMiniLEDTV都采用MiniLED作为背光源,提高显示特性。国内品牌TCL的规格也很相似MiniLED背光模块电视ODZeroMiniLEDTV、海西小米等品牌也迅速浮出水面。

2.2.1 华为:智慧屏 V75 Super

华为V75Super作为国内首个COB背光TV被发表,具有象征性的意义。21年7月,发表了华为MiniLED背光的智慧屏V75Super华为自我磨削的鸿鹄SuperMiniLED精密矩阵背光解决方案。在75英寸的画面下方,放置高达46080个MiniLED芯片,在各珠之间只有6mm的间隔,每16个珠构成一个分区,一个分区的面积约为1个硬币大小,共有2880个物理背光分区。华为这个智慧屏是国内首个COB背光电视,采用了很多创造性的MiniLED解决方案,具有强大的模型效果和对产业链的牵引效果,预计会有更多的电视制造商跟随。

华为V75Super采用多个创造性的解决方案,期待全面牵引MiniLED产业链。V75Super所采用的MiniLED解决方案包括(1)将相当于以往LED芯片120分之一的大小(约20mil*6mil,0.075mm2)的4608个MiniLED芯片钉接在基板上,呈高色域,采用高亮度极为显示效果COB的封装方式。(2)采用灯驱动一体方案,将2880个分区分解成16个灯板,在每个灯板的后面定制2个驱动芯片,控制90个单个分区,解决由于大量驱动而产生的体积和发热问题。(3)PCB采用基板方式,能够实现大电流和大功率、3000尼特以上的峰值亮度。(4)代替以往的镜头或胶珠,能够以更短的混光距离(OD)实现更均匀的混光,采用能够将OD降低到0的混光膜方式。6mm实现了超厚度。

在显示效果方面,与华为V75SuperMiniLED相同价格三星ON85AMiniLED、索尼A80JOLED相比,在色域覆盖下不输给索尼OLED屏幕,在峰值亮度下大大超过索尼A80J。OLED因为可以进行像素级的发光,所以能够显示更好的暗部效果,但是亮度表现有很大的瓶颈,采用了MiniLED方式华为V75Super显示明显的优点。

2.2.2三星:NeoQLED系列、The Wall

三星发布MiniLED系列NeoQLED包括8K和4K产品。关于背光,三星2021年消费电子展CES2021在线活动MiniLED背光系列NeoQLED发售。NeoQLED是三星液晶电视系列的最高品牌。2021年三星面向电视发售5个系列,其中8K有2个系列(QN900A及QN800A,4K产品有3个系列QN95A、QN90A及QN85A。Mini-LED使用背光技术的三星QN900A中,每个LED珠的大小是三星普通LED珠的1/40,实现1920个分区,能够以高达7680×4320的分辨率实现超高对比度和极为高的动态范围。三星越南预计将建设50条MiniLED的背光线路,2021年三星MiniLED的背光系列预计出货量在200万台以上,2022年将达到500万台以上。

三星The Wall站在系列的前端MicroLED对显示器产品进行布局。另一方面,CES2018年,三星发表了世界上第一台MicroLED显示器电视The Wall。2020年,新型110英寸4KMicroLED电视继续正式发售,有800万个MicroLED的零件,价格1.7亿韩元(约102万元人民币),以家庭影院市场为目标。2021年,三星发售The Wall的升级版本,MicroLED商业显示器IWA将1000英寸、LED芯片尺寸缩小40%,水平分辨率最高16K(1530×2160)。三星正面布局MicroLED技术,作为主要原因,Micro?LED具有低耗电、高亮度、超高分辨率和色饱和度、反应速度快、超省电、寿命长、效率高等优点,成为下一代显示技术,挑战现在三星的LCD和OLED技术。如果MicroLED实现庞大数量的转移等技术突破,则可以降低大尺寸LED面板的成本,期待进入消费水平的市场。LED面板可以通过接合方式实现超大尺寸,有望填补超大尺寸面板市场的缺失。

2.2.3苹果:iPad Pro以及MacBook

苹果首次发布MiniLED搭载背光的iPad Pro,大幅提高了显示效果。在2021年春天的发表会上,苹果发表的新型12.9英寸iPad Pro首次搭载MiniLED背光显示画面,采用了10384个MiniLED芯片(尺寸约8mil*8mil)、2594个分区、4个珠子的一组分区。该iPad Pro结合极致动态范围、对比度高达100000:1、全屏亮度1000尼特、峰值亮度高达1600尼特、多分区控制技术PM进行驱动,大幅提高对比度,使画质更细。背光模组由中国台湾厂商富采控股晶元光电和罗达合资设立)提供,成本高达90美元,显示模块由韩国制造商LG提供,成本超过100美元,画面合计占总成本的40%左右。

苹果MiniLED终端出货迅速提高,非苹果制造商积极跟进。下半年苹果将发售MiniLED背光的MacBook,预计2022年MiniLED的iPad以及MacBook将大规模普及。苹果搭载MiniLED的终端数预计将从今年的1000万台左右增加到明年的3000-4000万台。根据集邦咨询,苹果MiniLED模块的主要供应商是晶元光电、鹏鼎/臻鼎、LG、夏普、台表科等。现在,供应链以台系为主,但国内厂商中三安光电LED芯片)、京东方(液晶面板)、立讯精密SMT也切入,迅速提高市场占有率。苹果的积极普及,带动了整个产业链的进一步成熟,非苹果系厂商将在平板电脑和笔记本电脑领域全面跟进,推进MiniLED行业的爆发。

2.2.4TCL电子、京东方、华星光电等

TCL电子逐步完成各个排位布局,目标是在2024年MiniLED实现年生产能力1000万台。作为世界第2位的制造商TV电子对MiniLED的布局很积极,2019年发售了世界第一台MiniLED电视,2020年TCL销售市场的近90%MiniLEDTV,销售近30万台(中国+北美),整体销售额超过了10亿。

TCLX128KMiniLED领曜智屏是世界上第一个ODZeroMiniLED电视,有1920个分区,搭载96000个微米级MiniLED芯片,现在搭载的MiniLED芯片最多MiniLED电视,峰值亮度达到3000尼特,预计价格接近10万。另外TCL电子发布普及型MiniLED产品C12系列,搭载3840个珠子,亮度1000尼特,分区数百个,75英寸18999元。TCL现在,各价格带MiniLED电视的布局逐渐完成,预计2022年TCL电子MiniLED电视的出货量也将达到100万台。TCL电子还预测,在世界上投资至少20亿美元,构筑10个机器整体的生产线,实现2024年的目标MiniLED的智能屏幕的年生产能力1000万台。

京东方、华星光电等面板工厂主要普及玻璃基MiniLED方案,配置了MicroLED技术。2019年,华星光电发表75英寸4K的Mini-LED“星期一屏幕”具有5000个分区,采用玻璃基板方式,将珠子和驱动芯片光刻在玻璃基板上,实现了分区级别的驱动,但玻璃基板的缺点是峰值亮度低。在2021年ICDT(国际显示大会)上,京东方面发售p0。9玻璃基MiniLED显示产品根据玻璃基表示过程和微米级包装过程,采用主动驱动方式,实现1000尼特的高亮度、百万级超高对比度和115%NTSC超高色域,无屏幕闪光具有低功耗等特征,可实现纯黑无缝接合。当前,面板制造商简单地出货MiniLED单玻璃基或模块而获利的意义不大,面板制造商布局MiniLED的最终目的是对下一代显示技术MicroLED的技术进行布局,MiniLED被认为是显示MicroLED所必须的道路。

2.3市场应用:Mini/MicroLED从不同领域切入传统显示,逐渐替代

在市场应用中,由于不同的价格比和成本特性,MiniLED和MicroLED在不同的区域切入LCD和OLED,并逐渐被替代。

作为当前主流的显示方式,可以列举LCD液晶面板、OLED以及LED。这里,LCD结构复杂,包括偏光板-玻璃基板过滤器-液晶分子层-玻璃基板-偏光板-背光模组,通常用于平板、笔电、TV等中大尺寸消耗水平显示。OLED结构根据LCD简化,采用有机发光层(自发光),因此省略背光模组,一般用于便携式电话、时钟、高端大画面TV等应用。LED直接显示采用LED自发光,省略背光模组,可以使偏光板等更轻且结合,一般用于超大屏幕商业显示,MicroLED以及MiniLED直接显示都是这样的结构。MiniLED芯片尺寸和间距在以往的LED和MicroLED之间,所以LCD可以直接用于背光和显示。

根据MiniLED的价格比特性,期待MiniLED在中大尺寸的高端显示领域率先被释放。随着相关技术克服瓶颈,产业链逐渐成熟,MiniLED整体成本逐渐下降。另外,随着OLED尺寸的扩大,成本指数级增加,良率降低,在中大尺寸市场Mini中性价格比更突出。在苹果、三星等制造商的领导下,MiniLED背光的渗透率迅速提高,成为高端电视、电子体育NB、创意平板电脑等应用场景的重要选择。同时Mini期待在高端大画面显示市场率先放出量。

(2)MicroLED尺寸超大,成本优势高,潜力市场很大。关于生产成本,根据核心技术的测定,现在10英寸屏幕:MicroLED是以前的LCD的80倍。30英寸屏幕:MicroLED是以往LCD的60倍。75英寸屏幕:MicroLED是以前的LCD的20倍。100英寸以上的话,MicroLED成本优势会慢慢得到。MicroLED(直球)具有可结合的特性,成本随着尺寸的增加而线性增加LCD,OLED由于指数增加,MicroLED在超大型电视中是电视墙(以往的电视墙连接着多个电视画面),在看板领域有很大的潜在市场。

短期内,MicroLED在小尺寸可佩戴的设备和超大型尺寸的电视市场中,首先切入。

1)可穿戴设备市场:与以往LED相比,MicroLED具有以下优点:1)MicroLED相对于传统LED进行微缩,有效缩小显示器的面积,缩小产品的尺寸,从而减轻可穿戴设备的重量;2)MicroLED是自发光,无需施加光源结构,同时减少模块的质量和体积,具有成本优势。3)当前OLED使用显示器的可穿戴设备容易受到环境光的影响,产生影像变白的问题,MicroLED的亮度和分辨率显著提高。4)显示器的功耗占整个可穿戴设备的80%以上,MicroLED的低功耗特性可以大大延长可穿戴设备的电池持续能力。

2)超大尺寸显示器市场:75英寸以上的超大尺寸显示器对OLED来说工艺复杂,为了实现高科技要求所需的生产成本超过市场的容许范围,所以超大尺寸显示器现在还是青海市场MicroLED的上课连接性能够以低成本制造超大尺寸显示器,预计将来会慢慢放出。

在中长期中,MicroLED的应用领域正在扩大。除面板显示器外,还可用于MicroLED/VR头盔、智能手机显示器、户外显示器、头戴式显示器(HMD)、头戴式显示器HUD、汽车中控制屏幕、家庭影院等。

Micro/MiniLED将强化现有LCD产品的生命周期,推进产品最终需求、高价值的进化。从市场定位来看,以往的LED直显和LCD目标市场是千元机,低分辨率的库存市场很大。随着系统成本的削减,随着消费者的需求的提高,万元机的智能屏幕将成为MiniLED背光灯的LCD重要的切入点。合并4K+AI再加上8K+5G+AI的数万元机和百万元机,OLED和MicroLED是主要市场吧。显示技术的进化(LCD→Mini/→OLED→Micro)、MiniLED逐渐渗透到拥有大市场和最终需求的高端市场,MicroLED从两个巨大尺寸和可佩戴的“大”市场打开局面,一方面强化以往LCD的产品生命周期,另一方面也强化产品的最终需求、推进高价值的进化。(报告来源:未来智囊团)

2.4市场规模:MiniLED渗透率急速增加,拥有近10倍的增长空间

MiniLED市场规模在今后5年内急速增加,应用领域扩大到车载、手机、可佩戴等。根据集邦咨询,MiniLED市场规模(包括背光和直接显示器)预计将从2020年的0.18亿美元增加到2025年的14.27亿美元,5年的复合增长率将增加到140%。其中,电视墙(高端显示器)、电视、笔电视等率先爆发,预计电视墙市场规模将从2020年的0.11亿美元增加到2025年的6.14亿美元美元,复合增长率将增加到153%。电视从2020年的0.03亿美元增加到2025年的3.12亿美元,复合增长率增加了180%。另外,车载显示、手机/平板显示、耳机显示也会慢慢测量。

MiniLED总渗透率从1%增加到10%,具有10倍的增长空间。根据集邦咨询MiniLED的各品种终端显示的渗透率预测,2020年MiniLED在各终端中渗透率不到1%,到2024年为止达到约10%,拥有10倍到100倍的成长空间。从产品结构来看,MiniLED快速渗透到TV、笔、平板、电视墙等显示区域。另一方面,MicroLED因为具有接合性和超高分辨率,所以迅速地着地到超大尺寸的电视墙和小尺寸的可佩戴设备上。

MiniLED表示从现在的100万台增加到超过4000万台的终端数,TV笔和书写板成为主要的增加量。根据SNOW Intelligence的数据,在2021年MiniLED显示超过500万台的应用程序,在2025年MiniLED显示超过4000万台的应用程序,其中最多的显示终端是TV笔、书写板。从面积的观点来看,电视是将来MiniLED背光灯的主要贡献者,到2025年为止累计比例将达到7成以上。

三、产业链各阶段技术逐步成熟,形成批量生产能力

3.1产业链各阶段技术逐步成熟,MiniLED已具备大规模量产条件

3.1.1芯片制造:芯片投入率逐步达到规模化要求

Mini/MicroLED芯片制造过程与常规LED芯片相同。与以往的LED芯片同样,Micro/MiniLED芯片作为基板制备、中间层制备、台阶蚀刻、导电层制备、绝缘层制备、电极制备等基板制备、中间层制备、台阶蚀刻、导电层制备、绝缘层制备、电极制备等相对重要的设备可举出蚀刻机及沉积装置MOCVD等。

MiniLED芯片采用倒装方式,制造壁垒高,投片良率逐渐达到规模化的要求。MiniLED为了使芯片更小,需要采用轻拂芯片过程,其可以实现更低的热阻、更好的集成度和更好的光学一致性。MiniLED芯片制造的屏障高主要是在小尺寸的基础上实现芯片波长、亮度、视角的一致性、高光效率和高可靠性的要求,在局部调光时维持高一致性,保证大量供应,仅结晶电华灿三安是指几个制造商能够成立的事情。目前,从行业来看,MiniLED芯片的投片良率达到了规模化的要求,混光方案逐渐成熟,量产标准稳定,芯片成本稳定,推动了行业规模的商业。

MicroLED芯片制造需要解决红光效率低等问题。MicroLED对外延片的均匀性的要求更高,发光波长的均匀性从5nm提高到2nm,并且对芯片尺寸(小)、超清净室等级(高)等的要求更高。MicroLED红色的良率低,效率低是当前最显著的问题,以往的红色LED主要基于AlInGap材料,由于载流子扩散长度大,表面复合速度高,随着元件尺寸的减少,效率急剧下降。目前,国内外红光问题的解决方案不断发表,采用第三代半导体氮化镓材料已经成为解决红光效率和可靠性问题的可靠选择之一,华灿包括光电LED芯片企业在红光芯片领域也取得了一定的突破。

MOCVD是芯片制造的核心设备,现在以海外制造商为主,国内中微公司的配置处于领先地位。在外延阶段,磊晶体产生外延片的质量是确定光芯片性能的重要因素,70%的尝试63%?决定了80%的效率,那个最核心的装置是MOCVD。MiniLED芯片对MOCVD设备的均匀性和波长匹配性具有高要求。现在,在世界上生产的MOCVD企业主要有德国的Aixtron(アイエルツ强)、美国的Veeco、日本的NIppon Sanso、Nissin Electric等。其中,Aixtron和Veeco占据着垄断地位,日本MOCVD企业只供应给日本本土,在世界上相对较小。国内的中微半导体和中晟光电也得到了很多顾客的认可,中微于21年6月发售了Mini-LED生产用的MOCVD设备prismo UniMax。

另外,作为芯片制造的一环,关于测试筛选的设备,与以往的LED芯片在包装工厂进行测试不同,MiniLED芯片工厂在交货时进行筛选完成,要求保证出货、交货产品的一致性,因此后端筛选设备的投资规模也很大。

3.1.2芯片包装:COB迎来快速成长

当前,市场LED中的封装方式主要包括SMDIMD、pOB和COB。现有的LED以及现有的小间距封装通常采用成熟的SMD方案,MiniLED直显以IMD和COB方案为主,MiniLED背光以pOB和COB方案为主。

SMD工艺(表面粘贴设备)属于分立设备封装,将裸片固定在支架上,用金线将两者电连接,最后用环氧树脂保护,构成分立灯珠,交给屏幕工厂后,将焊接点连接到PCB。SMD技术成熟稳定,制造成本低,散热效果好,维护方便等优点,LED在包装市场占有很大的份额,现在也是以前的小间隔主流方案。但是,在MiniLED领域,芯片和焊接点面积大幅度缩小,需要更高贴片的工序,因此对生产速度和生产效率也有很大影响,因此面临着技术瓶颈。

COB处理(Chipon BoARd、板上芯片封装技术)LED将芯片直接粘接在基板上,最后通过引线结合在芯片和PCB板之间电互连,与以往的SMD封装相比实现集成封装,COB制造过程的流程少,封装集成度高,精度高显示器的可靠性好,有显示效果均一纤细等特征。预期将是未来高密度LED显示模块的重要封装形式。但是,现在COB包也面临着制造成本高、良率低、处理难度高的问题。从产业链的一部分来看,在采用COB技术后,中流包装的一部分具有高度的集成性,因此具有较高的附加价值,下游显示器承担更多的组装性工作。

IMD(集成封装过程)结合SMD和COB的优点,提出诸如“四合一”、“N合一”等方案,每个基本封装单元具有4个像素(或N个)。IMD包可以使用SMD的设备、生产线和人员,而技术更成熟,性价比更高。pOB(package on BoARd)具有以下优点:LED将芯片封装在单个SMD珠中,通过打到基板上,过程成熟,寿命长,可靠性高,性价值比高,只需对现有SMD线上进行改造即可生产,但分区数比COB多显示效果也有差异。IMD进程目前主要应用于高清市场,pOB过程应用于背光市场。

未来的三种打包方式在不同的场景和应用的市场上长期共存,在COB中高层市场快速发展。由于成本和技术的不同,国内大部分TV制造商优先考虑了pOB方案,选择了三星、LG、华为、COB方案、京东方、华星光电玻璃基COB方案。目前COB的许多重要技术需要突破,诸如低电流产品的光色均匀性问题、平板封装的平坦性问题、高精度固晶过程、大面积封装胶体过程等。这些难点现在COB在直显和背光方式中带来了成本高,但是随着重要技术的突破和成本的降低,COB成为高阶MiniLED的主流解决方案IMD和pOB的方法也被认为广泛应用于中低阶直显和背光市场。

固结晶机是芯片封装的核心设备,实现了一定程度的国产化。作为包装的一环,由于芯片尺寸的缩小,单位面积芯片的使用量急剧增加,生产速度和良率的平衡成为制造商的重要挑战。另一方面,固晶机作为LED包装的重要设备,传送的精度和速度是Mini-LED芯片成为突破生产能力瓶颈的关键,也是制造商的重要竞争点。KS、ASMpt、Besi等传统设备巨头在技术水平上仍处于领先地位,但新益昌、佑光、普莱信等国产设备的顶尖企业都实现了固晶机的供应。Mini开发出适用于LED的新型六头高速固体结合机并批量生产,已出厂三星、雷姆光电(Lumns)、雷曼光电、中结晶半导体等客户具有高技术竞争力和影响力。

3.1.3基板结合:PCB玻璃基板并联发展

Mini/MicroLED的封装基材也分为PCB基板COB和玻璃基板(COG),两种技术在基板和驱动方式上有很大的不同。还有高阶的硅底座、适合曲面屏幕的柔性基板(FpC)基板等。

PCB生产能力增加,小线宽技术量产成熟,未来成本大幅下降。现在PCB基板应用比较成熟,三星、苹果、华为等主流制造商的MiniLED方案都采用了PCB基板方案。PCB基板的主要难易度是比MiniLED小的线宽间距、以及较高的耐热性、平坦性等要求。以前的业界的难点是,PCB现在的流程不符合LED芯片的极致缩小倾向,供应链的供给厂家数量很少。现在,PCB厂商的合作意愿正在逐渐提高,供应链厂商在明显增加的同时,70微米线宽的PCB技术的量产也很成熟。今后,随着下游需求的削减,PCB不再是行业的瓶颈,成本也将大幅削减。

TFTLCD随着产业成熟,玻璃基板(COG)成为了选择。该方式与PCB基板相比容易实现大的移动,期待成本的大幅度削减,并且适于对线宽、间距要求高的过程,因此在间距0.5mm(p0.5)以下玻璃基板占优势。然而,由于玻璃基板不是PCB基板的电流驱动而是电压驱动,所以存在当前峰值亮度低的问题。现在,PCB适合MiniLED,玻璃基和硅基适合MicroLED,现在PCB基板和玻璃基板都发售产品。(报告来源:未来智囊团)

3.1.4驱动方案:“大量驱动”需求增加

MiniLED高像素密度导致驱动芯片的数量、成本、体积和散热问题。传统LCD的电视背光驱动板控制背光,实时控制灯珠的闪烁,并且使用16个驱动芯片控制255个分区,并且驱动板的体积与母板的大小相同。另一方面,当控制MiniLED的2880个分区时,驱动板的面积也是数倍。因此,随着分区数目的指数函数水平的增加,控制这些分区的难度也随着指数函数水平的增加而增加,并且像素密度的增加导致热量的增加。“巨量驱动”是MiniLED的难题。

当前的驱动方式主要有AM驱动(主动寻址)、PM驱动(无源寻址)和半主动寻址驱动3种。相对而言,AM驱动与其他两个相比具有显著优势:一个可以实现更宽面积的高速驱动,两个具有更好的亮度均匀性和对比度,三个可以实现低功耗高效率,四个具有较高的独立控制性五个可以兼容更高的分辨率。PM驱动比AM驱动简单且容易实现,但一般来说,当前PM驱动可以适用于一般的MiniLED显示,但是将来MicroLED为了实现更好的效果,需要AM驱动。

MiniLED驱动IC的设计要求提高,需求量大幅增加。MiniLEDPCB为了减少电路板的设计复杂性,业界主流驱动IC供应商相继发售高集成度、多通道数量的驱动IC,将大规模的周边电路集成驱动IC,提高了驱动IC设计的复杂性。另一方面,由于局部调光特性,MiniLED驱动IC的需求增加。用17英寸以下的平板电脑和笔来看,驱动IC最多需要5个,27-43英寸的竞争画面需要6个。虽然大型电视的驱动IC的数量根据分区的数量而不同,但是以华为V75Super为例,将2880个分区分解成16个斜坡板,在每个斜坡板的后面定制两个驱动芯片,并将32个驱动芯片一个控制90个分区一个驱动芯片的成本约为20元,使用量比当前LCD使用的12-14个增加到倍数级。

3.1.5转移技术:pick place、针刺法、激光转移

MicroLED现在面临的最大难点是大量的转移,现在的技术还不成熟。宏传输是指在电流驱动的TFT基板上传送MicroLED芯片,以微米级组装到二维周期阵列的过程。MicroLED传送的像素的粒子数非常多(500ppI的5英寸移动电话的画面需要800万像素的粒子),尺寸非常小(要求微米级的安装精度),各像素包含Rgb3个小珠很难保证精度同时传输三倍于像素的小珠。

MicroLED的巨大移动主要有物理移动和化学移动两种方法。这里,物理移动方法主要包括LuxVue(2014年苹果收购)所代表的静电吸附移动技术。另一方面,化学转移方法主要是X?包括以Celeprint为代表的微转移打印技术。目前,巨大的转移技术还不成熟。现在,现有的转移技术为了改良多个转移,在2019年导入,每小时的生产量(UpH,单位:粒/小时)是传统的单一转移的约2-5倍,但是要求巨大的转移UpH是传统的单一转移的33-50倍。目前,大量转移的开发和采用主要考虑了UpH、迁移精度和成本三个因素,其中成本包括专用设备的折旧、生产效率和后续检查修复成本。

MiniLED的固晶转移方案目前主要是pick place和针扎法。MiniLED由于芯片尺寸大,对于MicroLED的大的传输技术,传输难度比较小。固态晶体装置移动方案目前包括拾取配置方案、钉扎方案和激光移动方案。其中pick place是现在主流的应用技术,像圆弧型的路径吸附头那样,通过将芯片吸附在背板上,成熟度和性价值高。刺形方案(刺针法或刺针式技术)的对位和配置动作是拿着一根针把芯片往下推。国内新益昌采用pick place方案,良率更高,目前国内厂家和三星都在应用。蠕变法(KS)采用针扎方式,由于每次都无法校正,所以良率不好,但在速度方面有明显的优势。

下一代激光移动技术逐渐成熟,效率大大提高。这两年来,清洁法(KS)在针扎方案pIXALux系统中引领新型显示器的转换,引进了苹果供应链。pIXALux的基本原理是机械式的,首先机械地使外延片反转,像针扎一样地MiniLED将芯片转移到基板上。2021年清洁法(KS)开始下一代Mini/MicroLED平台LUMINEX的交付,使用激光移动,激光通过光栅,通过反射光线路径和显微镜物镜到达LED背面,将LED打到基板上。与机械方式相比,激光方式的生产能力和效率提高了百倍一千倍,未来将继续引领Mini/MicroLED产业的发展。

3.1.6检查修复:国产化AOI设备的抬头

检测修复所需的时间占Micro/MiniLED的制造成本的比例很大。当前Micro/MiniLED的制造成本,特别是MicroLED比以往的显示产品高出数倍,以10.1英寸HD显示器的制造成本为例,MicroLED的成本多是至少约LCD的10倍或OLED显示器的8倍。同时,由于MicroLED芯片的数量比以往的LED大幅增加,所以在相同的良率的情况下,检测和修复需要极高的时间成本,导致了批量生产的困难。例如,4K面板需要2500万个左右的MicroLED芯片,假设不良率为0.001%,即2500个不良像素,假设一个像素的补丁时间为1秒,则一个面板的修复需要2500秒,即42分钟。

MiniLEDAOI设备与大的投入有关。MiniLED可通过AOI(Automated Optical Inspection,自动光学检测)装置进行检测、基于视觉方式的固晶和焊接状况、产品、外观状况的检测、点亮后的LED试验。现在MiniLED包装试验领域的设备种类很多,各厂家提供的设备路线和工顺的差很大。MiniLED比以往LED对不良率的要求更高,要求包装工厂也投入更多的AOI设备,进行全过程的闭环管理,因此生产过程的7-8步骤需要AOI设备,各步骤所需的不仅是一台AOI机台对AOI机台的需求量大大提高。

自动修复技术成熟后,成本会大幅降低。修复设备的开发是MiniLED新的难点,设备制造商多方面摸索,方案慢慢成熟。由于在微米尺寸下能有效检测到数量庞大的LED串珠,难以修复不良点,现在设备制造商的修复功能是自动取得不良坐标和不良类型,自动去除不良元件(超声波或激光),清扫焊接盘自动复位锡或银橡胶,包括二次固态和焊接等。随着对成本影响较大的自动修复技术成熟,MiniLED的成本也大幅降低。

国内AOI检查设备制造商的崛起打破了海外大型企业的垄断局面。海外AOI公司经过10多年的发展,相关领域的解决方案和产品供应更加成熟,如ASMpT、惠特、光谱、由田新技术、致茂电子等。国内厂商也逐渐抬头,出现了矩形科学技术(供给京东方、凌云光、盟拓智能、天准科学技术等优秀厂商,逐渐打破了国外大型垄断局面。

3.2产业链工厂的咨询生产能力逐步形成,上下游合作推进产业发展

3.2.1芯片制造商:一线拥有强大的资源技术优势

LED关于芯片,计划晶元光电蓝光LED的大部分生产能力旋转MiniLED,三安光电是大陆最早进入龙头终端的供应商。在中国台湾,晶电配置较早,2018年展示产品,2019年LED芯片已被客户使用。预计晶电在2020年MiniLED将占蓝光LED生产能力的约20%~30%,计划将2021Q1中国台湾的95%蓝光LED的生产能力转换为MiniLED,预计2021年的销售额将明显上升。光宏、隆达MiniLED也分别在2018年、2019年进行批量生产?发货了。中国大陆方面,三安光电的配置较早,2018年将有小批量三星供应,签署供应协议,其他客户纷纷验证并供应。华灿光电也有相对领先的生产能力和技术配置,实现了MiniLED的量产和出货,开始了生产能力建设和扩展计划。从制造商的生产能力计划来看,MiniLED芯片的供给大幅上升,率先获利的是三安光电和结晶电,三安光电客户的开拓虽然比结晶电慢,但是生产能力的准备优势很大,华灿光电的追踪很快,将来也有很大的潜力。

LED在芯片制造商中,期待着拥有技术和资源优势的第一线顶尖制造商。MiniLED芯片制造的利润率比以往LED优秀,现在除了结晶电、华灿、三安等顶尖制造商外,还配置了澳大利亚洋顺昌(蔚蓝锂核)、干照光电、士兰微、聚灿光电等二线制造商,虽然蓝光芯片将来的竞争很激烈红色芯片仍然保持着高的屏障,因此期待着拥有资源和技术优势的顶级制造商三安。华灿等。

3.2.2包商:束缚终端大客户的厂家或带头订购

LED在包装方面,国内的供应商很多,MiniLED带来了包装价值的提高。国星光电、瑞丰光电、兆驰股份、鸿利智汇、东山精密和聚飞光电等都具备批量生产能力。在以往LED行业中,包装厂商的产业链附加值低,行业分散,规模小,价格交涉权低。但是,我们认为MiniLED的发展会带来变化,由于高密度高集成化的倾向,价值链会前进,包装工厂将从设备供应商转变为模块供应商,预计整个阶段的价值量会提高。

在选择技术路线的过程中,很多制造商都设计了多线布局。现阶段,MiniCOB产品的批量量化生产存在网状花、成本、良品直通率、修复过程和胶体墨水颜色的一致性等问题,很多制造商在市场上采用了IMD技术。随着重要技术的不断突破和成本降低,COB将成为高阶MiniLED的主流解决方案,IMD和pOB的方案也将广泛应用于中低阶直显和背光市场。现在,在技术工艺和路线选择型的过程中,很多制造商采用了多种技术多线配置的方式。

包装工厂依赖于下游的客户,有可能以束缚大工厂进行技术开发和扩大生产的公司为先行者。我们认为,由于包装行业相对分散、规模较小的特点,国内率先取得进展的包装工厂需要与下游终端厂商进行比较深的合作。前期大客户的量比较大,同时可以向公司提供技术合作和支持,如果包装厂的扩产节奏能与大客户的扩展进度一致,可能会率先出量。

3.2.3设备制造商:和固晶机MOCVD最有机会

在设备侧,MiniLED牵引设备的需求。设备的一部分主要关注芯片生产(蚀刻和沉积)、密封(点测量和筛选)、转移(巨量转移)、检测(检测和修复)。1)关于生产设备,目前国内北方华创MiniLED提供ICp刻蚀机、CVpED、pVD(AIN/Metal/ITO飞溅)、ALD等多个设备,覆盖了青绿色光和红黄色光芯片技术,实现了批量销售。中微公司MiniLED将可用于生产的新型MOCVD设备导入了顾客手中。2)在密封设备方面,华腾半导体、光谱、轮毂和梭特科学技术已经将多种产品用于批量生产MiniLED,包括分光机、分选机、点测量机、排片机等。3)在转移设备方面,KS、ASM pacific都有生产能力,目前已经开始独立生产。国内新益昌固晶设备良率高,速度要提高,已经占有很高的市场份额。4)关于检查设备,KSMiniLED发售了激光修复设备,韩国KosesMicroLED修复设备的量产成功,提供给三星等客户。

固晶机和MOCVD是国内设备机会的一大环节。与以往LED相比,MiniLED固体晶体的重要性更加突出,现在国内厂商,例如新益昌和海外厂商的技术差距不大,可以达到120K的UpH,三星是国内厂商扩大生产的第一选择。在MOCVD中,随着芯片制造商的扩大,对MiniLED芯片MOCVD的需求也增加。

3.2.4标识厂商:顶尖厂商扩大生产,出现卡位高端企业

在应用方面,Read、洲明科技两大巨头长期投入,加快了生产能力的扩展。利雅德于21年3月TCL与华星签署战略合作协定,在MiniLED背光、MicroLED直显等领域开展了密切合作,共同开发了COG模型Mini/MicroLED直显产品。6月,理雅德正式发表了MicroLED全系家用大型电视尺寸,覆盖4K108/15/162英寸以及8K216英寸,搭载了新的MicroLED芯片和公司自主知识产权的驱动IC。洲明科技2019年初实现4K162英寸MiniLED产品的量产化,发售可批量生产的UpanelS系列(p0.5)和UMini(p0.9)系列产品,同时募集大亚湾二期项目,增加小间距LED和MiniLED的生产能力,2020年率先实现p0。5,p0.7,p0.9等全系列MiniLED表示产品的配置,MiniLED表示产业基地开始生产,在福永总公司和大亚湾基地追加8条MiniLED显示智能化生产线,2021年Q2末大亚湾2期也慢慢开始生产,在巨量转移等技术方面积累很深将来重点配置生产能力MiniLED。

3.2.5面板及终端厂商:上下垂直整合优势显著

关于面板,我们开发了头制造商批量生产MiniLED、直视、可佩戴、消费电子等应用MicroLED。京东方产品覆盖了显示器、电视、VR等,大尺寸为75英寸8K、27英寸玻璃底座4KMiniLED发售背光显示器,同时与美国公司Rohinni合并设立BOE pixey研究MicroLED背光方案现在玻璃底座MiniLED有北京(直显)和合肥(背光)生产基地。TCL技术、群创、友达都在推进MiniLED布局,产品在批量生产的同时,针对车载、可佩戴、消费电子、直显等开发MicroLED产品。夏普正在开发MiniLED以及适合于可穿戴设备的MicroLED产品。华星光电已经通过玻璃基MiniLED显示技术突破,为了MicroLED批量生产而进行技术准备,在Mini/MicroLED时代,上下流的垂直整合的优势更加显著,TCL集团将具有竞争优势和业绩弹性。

在终端品牌中,苹果和三星在2021年推上MiniLED,TCL电子通过MiniLED提高市场占有率,实现曲线过度。苹果)在中国台湾投资3亿3400万美元,建设Micro/MiniLED生产据点,2021年上半年发表采用MiniLED背光技术的新型iPad Pro,下半年发表MiniLED背光的MacBookpro。三星已经发布了多个MiniLED显示器和电视,2021年将销售200万台以上,2022年预计将达到600万台以上,芯片端的主要供应商是三安光电。另外,LG相继发售MiniLED以及MicroLED产品。在国内终端厂商中,华为MiniLED背光电视V75Super、TCL电子MiniLED背光电视上配置了多条产品线,中继器63?覆盖高端多个价格区间,在海外和国内市场都获得了良好的销售台数。(报告来源:未来智囊团)

四、重点公司分析

三安光电

三安光电经过长年的技术和客户的积累,LED芯片和外延片从生产逐渐切入到化合物半导体领域,形成了LED芯片、射频设备、电力设备、光通信、滤波器5个核心产业。该公司在LED芯片的制造规模、产品性能、客户资源等领域的优势变得明显。该公司LED芯片生产能力约占世界市场的19.72%,占中国市场的29%。

2021年,MiniLED在苹果和三星的领导下逐渐放出量,预计供应链相关厂家将慢慢进入业绩实现期。产业链的技术壁垒高,对应需求弹性大的一环的顶级企业,三安光电等,得到了更大的利益。三安光电积极推进与三星、TCL等大客户的合作,继续扩充生产能力。2019年4月,公司计划在湖北鄂州葛店扩大芯片和包装生产能力,总投资120亿元,氮化镓芯片生产能力161万张/年(其中蓝色光MiniLED72万张/年。蓝光MicroLED9万张/年;绿光MiniLED72万张/年;绿光MicroLED8万张/年)、砷化镓芯片生产能力75万张/年(其中红光MiniLED66万张/年;红光MicroLED9万张/年)和4K显示器用包装产品的生产能力为84000台/年,预计产后年收入将达到71.75亿美元。目前,到工厂的设备已经部分安装完毕,进入试作阶段,其他设备也陆续到达工厂,安装?调整完成后,逐步生产?开始运行。另外,泉州三安半导体也搭载了Mini和MicroLED的生产能力。企业未来成长的主要原因如下。

(1)LED行业回升见底,高层充分受益于上行景气。LED行业大致以3-5年为一个周期,第4轮的上行周期逐渐打开。

(2)MiniLED终端的放量明显,芯片端制造商最获利。三安光电作为三星MiniLED的顶级供应商,现在三星背光约使用5%MiniLED。2021年出货200~300万台电视,每台电视使用约1~2万个MiniLED的芯片,1台芯片的价值接近500元。苹果公司预计2021年30%的产品将使用MiniLED技术,2021年将采用1000万台以上的设备,三安将采用芯片作为二薪,三安MiniLED业务将持续受益。

(3)化合物半导体射频、电力全面配置、射频领域、5G基站的大规模建设和5G手机销量持续良好,推动GaAs和GaN射频市场的爆发,三安光电已经生产36万张/年厦门三安集成生产线,预计到2023年完全达到生产能力。关于SiC,该公司收购了北电的新材料,并配置了SiC基板。生产能力建设在湖南三安生产线,投资160亿元,聚焦于包括碳化硅但不限于此的第三代半导体产业,计划建设长结晶-基板制作-外延生长-芯片制造-封装产业链,预计三安光电重新刻录稳定的发展路径。

(4)过滤器有望乘势突破包围,三安光电重点发展SAW过滤器,公司在2020年上半年实现小批量出货的基础上,得到市场认可,出货量不断提高,实现了第四季度双工器出货突破1000万个。已经有10家新客户导入测试,其中4家客户已经开始批量出货,剩下的6家客户的需求随着公司的新生产能力逐步释放。

2020年公司营业收入84.53亿元,比上年同期增加13.32%,归母净利润10.16亿元,比上年同期减少21.73%。2021年上半年公司营业收入61.14亿元,比上年同期增加71.38%,母净利润8.83亿元,比上年同期增加39.18%。

新益昌

公司主要从事电容器、半导体、锂电池等行业智能制造装备的研发、生产和销售,为客户实现智能制造提供先进、稳定的装备和解决方案。该公司已经成为国内LED结晶机、电容器老化测试智能制造装备领域的领军企业,成功进军半导体结晶机和锂电池设备领域。另外,该公司的一些智能制造装备产品的核心部件,如驾驶员、高精度读数头及直线马达、音圈电动机等已经实现了自研自产,是国内罕见的核心部件自主研发和生产能力强的智能制造装备企业。

MiniLED随着显示技术的开发和更新迭代,结晶装置的下游应用程序的显示产品达到千万像素级别,像素间隔缩小到50um,结晶装置的结晶精度降低到5mm以下?要求提高到10um。Mini缩小LED尺寸,提高芯片使用量,结晶设备在提高效率的同时,保证结晶产品保持较高的良品率,从而对作为结晶机核心功能的视觉定位检测功能的速度和稳定性提出更高的要求。目前,单一粒子Mini?LED、晶元的转移需要40ms左右的时间,视觉算法的定位时间为3?需要在5ms以内完成。

该公司已经开发出了适合MiniLED的新型六头高速固结机,批量生产,供给三星、琉明光电(Lumns)、雷曼光电、中结晶半导体等客户具有高技术竞争力和影响力。公司主要销售的传统LED双头固体晶体机,单价16万元左右,毛利率30%以上,MiniLED六联体固体晶体机的单价100万元左右,毛利率60%以上。因此MiniLED固晶机的价格比以往LED固晶机的价格高,利润更好。该公司预计2021年MiniLED的固晶机的销售约为2亿左右,将来的增长率很大。企业未来成长的主要原因如下。

(1)MiniLED产业规模迅速扩大,设备先行,根据我们对MiniLED空间的估算,2025年MiniLED渗透率10%的情况下,MiniLED芯片的需求量约为一年8000亿个,假设现在的新益昌单台设备120K UpH的效率提高了,考虑到良率和稼动率机台需求量每年约1000~2000台。市场空间约20亿元,会给公司带来巨大的收入和利益吧。

(2)主导地位稳定,切入半导体晶体机打开成长空间,2018年世界结晶设备市场占有率为6%,居世界第3位,国内LED结晶机市场占有率约28%,是国内LED结晶机领域的领军人物,三星、鸿利智汇、国星光电、瑞丰光电等都是公司的客户公司逐渐开拓半导体晶体机,产品已经成功导入结晶导微机。灿瑞科技、扬杰科技、通富微、固

(3)超容量受益新能源的储存需求增加,该公司从2017年开始涉足锂电池设备领域,产品已涵盖卷筒机、制片机、绕片一体机等锂电池设备,销售额从2018年的110万元急速上升到2020年的1153万元锂电池设备会增加公司的销售空间。

2020年公司实现营业收入7.04亿元,比上年同期增长7%。