2019年中國MiniLED和MicroLED應(yīng)用及LED行業(yè)發(fā)展需求分析[圖]

    LED 顯示日趨微型化，MiniLED產(chǎn)品應(yīng)運而生。相比傳統(tǒng) LCD 屏幕，MiniLED 背光產(chǎn)品效果顯著提高，同時成本較低，MiniLED 背光商業(yè)化在即，有望成為液晶高端顯示器解決方案。MicroLED 是目前已知的最優(yōu)顯示技術(shù)，高畫質(zhì)、低能耗特點使其在消費電子市場優(yōu)勢盡顯。

    一、MiniLED 應(yīng)用

    LED顯示日趨微型化，MiniLED產(chǎn)品應(yīng)運而生。MicroLED 巨量轉(zhuǎn)移與壞點修補(bǔ)等關(guān)鍵技術(shù)尚未達(dá)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(yīng)用的產(chǎn)品。

相較 MicroLED ，MiniLED產(chǎn)品更快實現(xiàn)量產(chǎn)

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    MiniLED名為次毫米發(fā)光二極管， 芯片尺寸大約是在100- - 300 μm m之間。早期產(chǎn)品是在常規(guī)戶內(nèi)外的顯示屏以及小間距顯示屏幕應(yīng)用的基于正裝的 LED 芯片。目前主要指用于顯示應(yīng)用的芯片尺寸在80-300μm之間的倒裝LED芯片。

    目前LED背光的LCD在市場上仍然占據(jù)主導(dǎo)位置。雖然有OLED 新技術(shù)的產(chǎn)生，但液晶電視由于其細(xì)膩的解析度以及成熟的生產(chǎn)技術(shù)和普眾的價格，目前仍是主流。

    LCD是被動型發(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(diào)光設(shè)計共同決定。

MINILED 兼具 LCD 和OLED 顯示優(yōu)勢

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    傳統(tǒng)的 LED背光不能分出足夠的可控區(qū)域，對比度比較低。如果采用 MiniLED 背光技術(shù)，就可以達(dá)到需要的控制精度要求?？梢詾?LCD 性能提升提供高動態(tài)范圍和局部亮度調(diào)節(jié)，也可以解決 LCD 對比度和運動模糊的問題。

    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(dá)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(shù)量由原本小于 1,000 顆增加至 18,000-20,000 顆，調(diào)光區(qū)域預(yù)計為 1000-2000 個分區(qū)，大大提高了比效果。

    機(jī)身輕薄化：傳統(tǒng)直下式 LED 背光源，為了節(jié)省 LED 用量降低成本，需要第二層透鏡并預(yù)留較大的混光區(qū)(Optical Distance)，將增厚整機(jī)厚度。采用 MiniLED 背光方案，由于 MiniLED 晶片尺寸較小，排列的更緊密，并通過使用光學(xué)膜取代第二層透鏡，將把混光區(qū)顯。

    亮度更高：LCD 面板透過率只有 3%-8%，光源利用率低，亮度比較難做上去，每個像素點對應(yīng)一套遮光罩和 TFT 及電容 CF 膜，到達(dá) 4K、8K 之后，每個像素點對應(yīng)的開口率成倍減小，因此高解析度的 LCD顯示亮度更難做上去。MiniLED 使用的 LED 數(shù)量將大大增加，出光角度更大，混光均勻，亮度也更高。

    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(wěn)定，性價比高，已覆蓋絕大多數(shù)民用市場。應(yīng)用 MiniLED 背光模組，不但顯示器在亮度、畫質(zhì)上有了顯著提升，搭配薄型化方案，可以進(jìn)軍高端市場，與 OLED產(chǎn)品分庭抗禮，而且成本上也有明顯優(yōu)勢。

27 寸MiniLED背光顯示屏定位高端

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    從成本結(jié)構(gòu)角度來說，傳統(tǒng) 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(fù)雜，背光模組成本占比達(dá)到35%-45%，整機(jī)成本也相應(yīng)水漲船高。

相較傳統(tǒng)LCD， MiniLED背光模組成本占比顯著增加（美元）

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    MiniLED晶片相比傳統(tǒng)LED晶片有更高的技術(shù)要求。MiniLED 晶片倒裝結(jié)構(gòu)、低電流操作、高固晶強(qiáng)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?，F(xiàn)階段 LED 倒裝芯片的良率問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(lán)綠光的都要高，因為紅光倒裝芯片一般需要進(jìn)行襯底轉(zhuǎn)移以及固晶焊接，而芯片在轉(zhuǎn)移以及固晶焊接的過程中，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。

MiniLED 晶片技術(shù)要求更高

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    2018 年，由于液晶電視面板價格下降，全球電視出貨量出現(xiàn)復(fù)蘇，增長了3.5%，達(dá)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(dá)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4910萬平方米。超大尺寸電視面板市場增長的主要動力來自 10.5 代工廠投資的增加，這些工廠能夠通過規(guī)模經(jīng)濟(jì)性來生產(chǎn)超大尺寸電視面板，并且降低生產(chǎn)成本以及供應(yīng)價格，從而產(chǎn)生傳導(dǎo)效應(yīng)造成電視價格的下降。

60" 上大屏幕電視市占率逐漸升高

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

60"以上大屏幕電視出貨量快速增長

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    車載顯示對面板品質(zhì)要求高、單價高，市場正在不斷增長。2018年全球汽車顯示市場為 7 萬億韓元（約合 65億美元），預(yù)計到2024年將增至24萬億韓元。天馬專業(yè)顯示方案架構(gòu)部經(jīng)理楊圣潔指出，2016 -2022年，車載 TFT-LCD 顯示市場年復(fù)合增長率達(dá) 9.6%，近4倍于整車終端市場增幅。2017 年車載 TFT-LCD 顯示市場達(dá)1.29 億片，2018 年將達(dá) 1.44億片，到2022 年有望達(dá)到2.04 億片。

車載顯示市場將迎高速增長

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

車載顯示主要由ICD和CSD構(gòu)成

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    中國大陸面板廠商在車載顯示市場的地位也在不斷提升。中國大陸面板品牌從過去不到 5%的市場份額上升到2019年第一季度的 19%.中國大陸廠商總份額為21％，同比增長了近3個百分點。

    車載顯示整體朝著消費類電子產(chǎn)品顯示的方向發(fā)展，但是也有其不同的要求。比如車廠對顯示屏的信賴性、高寒、高溫、穩(wěn)定性要求更高，車載顯示還需要符合車規(guī)的要求。

    2018年中國PC 顯示器市場整體出貨量為 3200.5 萬臺，同比下降 6.9%。其中捆綁顯示器出貨量達(dá)到434.1 萬臺，同比下降 8.5%；獨立顯示器出貨量達(dá)到377.7萬臺，同比下降5.5%。

    二、MicroLED 應(yīng)用

    MicroLED 顯示屏是巨量微型 LED 單元組成的 RGB 顯示陣列，PPI 可達(dá) 1500PPI 以上，是目前各類顯示技術(shù)難以達(dá)到的超高像素密度。而且壽命比有機(jī)材料構(gòu)成的 OLED 以及 LCD都長，耗電低，擁有更寬的可視角度。

    這樣可解決目前顯示器應(yīng)用的兩大問題：一是穿戴型裝置、手機(jī)、平板等設(shè)備的 80%以上的能耗在于顯示器上，低能耗的顯示器技術(shù)可提供更長的電池續(xù)航力；二是環(huán)境光較強(qiáng)致使顯示器上的影像泛白、辨識度變差的問題，高亮度的顯示技術(shù)可使其應(yīng)用的范疇更加寬廣。并且 MicroLED 的顯示產(chǎn)品幾乎可以適應(yīng)各種顯示尺寸。由于不需要背光源，MicroLED 相較傳統(tǒng) LCD 和 OLED 產(chǎn)品更加輕薄。

    高畫質(zhì)、低能耗，MicroLED 在消費電子市場優(yōu)勢非常顯著，這些領(lǐng)域為成長性高，為 MicroLED的應(yīng)用提供了巨大的潛在市場。

    全球智能手機(jī)滲透率由 2013 年的 39%上升至 2017 年的 48.7%，中國市場滲透率為 64.5%。未來 5G 和折疊手機(jī)的覆蓋率將逐步提升，到

2023 年，5G 智能手機(jī)出貨量將占全球智能手機(jī)出貨量的大約四分之一。

超智能手機(jī)市場年出貨超 15億部，體量巨大

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    VR/AR領(lǐng)域潛力巨大，景氣度持續(xù)看好。近年來國內(nèi)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，增長率高達(dá) 236.2%，但經(jīng)歷了一段資本的狂熱后，從2016 年下半年開始，全球范圍內(nèi)投資逐漸趨于冷靜和理性，2017 年增長率下降至 32.8%，實現(xiàn) 30.8 億美元的投資規(guī)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 年全球增長率為 22.5%，投資規(guī)模為 37.7 億美元，市場成熟度提升。

VR/AR出貨量階段性下行

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

MicroLED研發(fā)機(jī)構(gòu)較為分散

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國LED驅(qū)動行業(yè)市場發(fā)展規(guī)劃及投資戰(zhàn)略分析報告》數(shù)據(jù)顯示：最大的差異體現(xiàn)在晶片結(jié)構(gòu)上，由于 MicroLED 晶片尺寸過小，正裝芯片必須的打線技術(shù)已經(jīng)無法適用，必須使用倒裝或垂直結(jié)構(gòu)。倒裝結(jié)構(gòu)中，為使晶片從另一側(cè)發(fā)光，需將原有藍(lán)寶石襯底剝離。此外，晶片的側(cè)翼絕緣層、弱化結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)晶片的無塵室等級也有顯著區(qū)別。

    一般大小的LED 晶片（約 250*250μm）在生產(chǎn)時，側(cè)壁總會出現(xiàn) 1-2μm 的缺陷，這是在合理的公差范圍之內(nèi)，LED 晶體管仍有97% 的可用面積。可一旦生產(chǎn)精度達(dá)到 MicroLED 晶片大小，就算是1μm-2μm的缺陷也足以導(dǎo)致破壞性的影響，導(dǎo)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(shè)計、生產(chǎn)工藝又提出了更高的要求。

MicroLED 芯片制造工藝難度較高

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    若尺寸微縮到10um 以下，倒裝結(jié)構(gòu)會因為正負(fù)電極都在同一側(cè)，導(dǎo)致尺寸無法繼續(xù)縮小，因而需要進(jìn)化至正負(fù)電極分布于上下兩端的垂直式晶片架構(gòu)方式才能滿足需求。

    由于轉(zhuǎn)移的像素顆粒數(shù)量極多（500 PPI 的 5 英寸手機(jī)屏幕需要800 萬個像素顆粒）、尺寸極?。ㄒ笪⒚准壈惭b精度），這種薄膜轉(zhuǎn)移技術(shù)又被稱之為批量轉(zhuǎn)移，或者巨量轉(zhuǎn)移。將數(shù)以萬計的 LED 芯片轉(zhuǎn)移至 TFT 基板上，既要考慮良率又要注重效率，目前巨量轉(zhuǎn)移的方式繁多，主要可分為三大種類：芯片連接（Chip bonding）、外延連接（Waferbonding）和薄膜連接（Thin film transfer）。

    三、LED需求

    因兼具媲美OLED的顯示效果、大規(guī)模量產(chǎn)成本更低以及應(yīng)用端適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)良特性，MiniLED被認(rèn)為是MicroLED 時代到來前小間距領(lǐng)域有 唯一能夠撼動現(xiàn)有OLED產(chǎn)業(yè)格局的關(guān)鍵技術(shù)。待MiniLED 技術(shù)發(fā)展成熟后，2019 到2020 年該市場將正式進(jìn)入高速發(fā)展階段，尤其是2019 年隨著各一線大廠產(chǎn)能的大規(guī)模釋放，MiniLED 在全球各大主要應(yīng)用市場的滲透率將會陡升，實現(xiàn)從 P0.5 到 P2.0 產(chǎn)品的全線覆蓋，預(yù)計2022 年整個市場的產(chǎn)值將會達(dá)到 16.99 億美元。

    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(jù)中高端市場，預(yù)計未來MiniLED 芯片需求將達(dá)到1200 萬片每年，約合兩寸片5000萬片，是現(xiàn)有全球LED芯片產(chǎn)能的 28%。

    目MicroLED 顯示以RGB 芯片作為主流全彩化方案，意味著單個像素對應(yīng)著3顆 MicroLED 芯片。目前主流 TV 產(chǎn)品分辨率均達(dá)到 4K 以上，若將MicroLED 技術(shù)應(yīng)用在TV 面板上，單個產(chǎn)品生產(chǎn)過程中就將消耗 2500萬顆芯片（約合5片4 寸外延片）。若TV市場滲透率達(dá)到1%，外延片需求便會增加 1100萬片（四寸片）。

    相比傳統(tǒng) LCD 屏幕，應(yīng)用MiniLED 背光模組的產(chǎn)品整體效果有顯著提高，不僅機(jī)身更為輕薄，顯示色彩媲美OLED，亮度也更高；成本上，應(yīng)用 MiniLED 背光模組的大尺寸電視成本約為 OLED 電視的六到八成，高端市場競爭力更強(qiáng)。

    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 萬片（四寸片）。如果 MicroLED技術(shù)在 TV 面板上取得商業(yè)化，單個產(chǎn)品生產(chǎn)過程中就將消耗 2500 萬顆芯片（約合 5 片 4 寸外延片）。若 TV 市場滲透率達(dá)到 1%，外延片需求便會增加 1100 萬片（四寸片）。