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Mini LED商业化初现峥嵘

2022-11-22 11:51 来源:吴新竹

下一代显示技术带来行业复苏的希望。

年前三季度,LED行业需求萎靡,业绩不振,不过作为下一代显示技术的Mini LED出货量暴增。据统计,第三季度,Mini LED背光出货量达510万片,环比增长30%158%。产业链上中游不断增加产能、提升工艺,面板厂商亦加入到背光研制的队列中,推出创新性的产品;下游电视、消费电子品牌商的Mini LED产品不断升级,刺激市场需求,带动行业规模提升。

业内预测,到2026年,中国Mini LED行业市场规模有望突破400亿元。

Mini LED出货量可期

Mini LED一般是指采用精密器件及新的封装方式实现点间距为0.2-1.0mm的LED显示技术,其LED芯片尺寸介于50微米和200微米之间。LED芯片作为核心器件,其价格的下降推动了LED显示屏向小间距的方向发展,为大规模商业化应用创造了条件。

Mini LED背光技术近年来得到了迅速发展,其背光产品的色彩饱和度与OLED相比不逊色,还支持更高亮度、更强对比度及更广色域。在大尺寸电视机领域中,Mini LED显示屏在100英寸到200英寸可以实现4K、8K的无缝拼接显示,弥补LCD、OLED等技术在尺寸上的极限问题。

各大消费电子品牌、电脑及显示器厂商纷纷推出Mini LED背光产品,在2020CES展会上,三星展出了Thewall系列292吋8K的Mini LED直接显示器。年,苹果发布了首款搭载Mini LED屏的产品,即12.9英寸的iPad Pro;同年,TCL发布了C12量子点Mini LED智屏产品,并自主研发出全球首款玻璃基超大尺寸透明Mini LED显示产品。年以来,三星发布了搭载Mini LED面板的QN85C系列电视,创维发布了支持144赫兹高刷的Mini LED显示器D80以及288赫兹旗舰Mini LED电视A63,华硕发布了搭载Mini LED、可翻转屏幕设计的ROGFlowX16笔记本,飞利浦在海外官宣了采用Mini LED背光的34英寸带鱼屏显示器。

年,中国Mini LED行业市场规模为41.70139.8%,Mini LED、MicroLED市场将在未来几年得到快速发展,到2026年,市场规模或将超过400亿元。LEDinside预测,年,全球Mini LED产值将达到10亿美元,年MicroLED市场产值将会达到28.91Omdia预测,年,笔记本电脑面板的出货总量将达到3亿片,其中Mini LED笔电面板预计占990万片,渗透率约为3%;到年,Mini LED背光电视的出货量将达到2500万台,约占整个电视市场的10%。此外,车载显示市场或为Mini LED背光进一步打开成长空间,Mini LED背光技术在蔚来ET7、凯迪拉克LYRIQ、理想L9等多款车型上得到应用。

产业链升级

年,中国半导体照明行业总体产值为7773亿元,增速约10.8%,其中上游外延片及芯片规模为305亿元,中游封装规模为916亿元,下游应用规模为6552亿元。Mini LED的芯片尺寸普遍要求200微米以下,这对LED芯片生产过程中的光刻和蚀刻提出了更高要求,传统的生产设备难以满足100um以下的芯片生产,需要部分改装。在芯片小尺寸情况下,焊接面的平整度、电极结构的设计、易焊接性以及对焊接参数的适应性、封装宽容度都是芯片设计的重难点。

芯片结构分为正装、倒装和垂直结构三种类型。LED尺寸决定了芯片结构的变化,小间距LED采取正装芯片,Mini LED采取倒装芯片,未来的MicroLED有望采取倒装加垂直结构芯片。

与传统的LED芯片制造相比,由于Mini LED芯片尺寸较小,正负电极占据了芯片表面的大部分面积,出光面积受限,出光角度控制方案的设计影响芯片的良率,并能影响多项光学性能,如何制备大角度出光、混光均匀的Mini LED芯片仍是厂商需要研究的问题;倒装结构及出光设计很大程度上决定了芯片的光学性能,在芯片倒装过程中,蓝绿光倒装芯片技术已较为成熟,良率较高,但红光芯片需要进行衬底转移、固晶焊接,在此过程中由于工艺环境以及各种不可控因素的影响,产品的良率和可靠性需要得到保证。

封装方面,中信证券认为,Mini LED封装的集成度高,COB、COG、巨量转移等新型集成封装技术尚未成熟,若采用传统的SMT方式,老式贴片机在对P1.0以下的Mini LED封装器件进行贴片时贴片速度会降低到原有速度的30%-50%,降低生产效率;考虑到下游应用场景复杂,为降低后期检测维修难度,Mini LED封装器件需要具备相对较高的可靠性,行业目前仍采用作业效率较低的全采全分模式。

加速布局向下一代显示技术进发

在上游芯片端,大陆厂商的倒装技术已基本成熟,三安光电(600703)、华灿光电(300323)等Mini LED产品已经小批量产;中游封装方面,IMD、COB、COG等多种封装方式并存,国星光电(002449)、鸿利智汇(300219)、聚飞光电(300303)等已经量产。在传统LED芯片产能过剩、供需结构失衡的情况下,龙头厂商纷纷凭借技术和规模优势向Mini/Micro等高端领域布局。截至年上半年,三安光电湖北子公司已投入20.34亿元,形成月产约6.5万片的Mini/MicroLED外延片、芯片和深加工产能。聚灿光电(300708)Mini/MicroLED芯片研发及制造扩建项目可形成年产720万片Mini LED芯片的产能。乾照光电(300102)计划新增636万片的Mini LEDBLU、Mini LEDGB、MicroLED芯片、高光效LED芯片生产能力。

在中游方面,目前,洲明科技(300232)已形成P0.3-P1.2完整产品线,UMiniIIP0.7、P0.9、P1.2已实现规模量产和批量销售;国星光电Mini/Micro领域申请国内外专利220项,获授权专利数量共714项;瑞丰光电(300241)新增780万片的Mini LED背光封装产能。兆驰股份(002429)推出了MiniPOB、MiniCOB以及NCSP三种技术方案,年已应用于国内外电视机、显示器客户,并已占据市场较大份额;该公司位于南昌高新区的产线投产后,月产能折合4英寸片计划可达100万-110万片。鸿利智汇背光领域的重点客户VR产品实现了持续批量性出货,并推出了采用COB封装技术的12.3寸车载背光三连屏产品;该公司位于广州的Mini/MicroLED新型背光显示一期项目将形成年产2620万片的Mini LED背光封装产品。

面板厂商亦加入到这一轮显示技术的变革之中,年,TCL全球首发Mini LED星曜屏,TCL近年来对Micro-LED显示技术持续投入,力争形成商业化规模量产的工艺流程解决方案。华灿光电已布局95万片4英寸Mini/MicroLED外延片的产能,近日公司发出20.84亿元定增预案,其中拟使用17.50亿元投入MicroLED晶圆制造和封装测试基地项目,京东方拟以不超过21亿元的自筹资金认购华灿光电的定增份额,不谋求控制权华灿光电;另一方面,京东方已与雷蛇共同限量发售16英寸Mini LED笔记本电脑产品。

在直接显示领域采用RGB三色的LED模组,可实现RGB三原色无缺失的显示效果,Mini LED作为小间距显示屏的升级,可分辨距离进一步缩短至1-2米甚至近屏观看,将能满足更多商用场景需求提升了可靠性和像素密度。从尺寸来看,Mini LED直接显示屏产品对应110寸以上的显示市场,受制于成本因素,目前直显产品民用的普及难度较大,但在商业、专业显示市场具有潜力,包含交通管理指挥中心、安防监控中心、室内商业显示等。

鸿利智汇已形成覆盖P0.7、P0.9、P1.2和P1.5等在内的全系列Mini LED直显产品矩阵,能匹配演播室、指挥中心、商业显示、赛事直播、高端会议等室内小间距的场景应用。兆驰股份于年下半年实现MiniRGB显示芯片的量产,同时布局COB封装技术的显示应用,主打100微米以下的MiniRGB显示产品,已实现国内知名显示品牌客户的批量供货;年公司将新增52腔氮化镓Mini LED生产线,及300-500条采用COB封装技术的RGB小间距LED显示模组产线。京东方同步发展应用于背光和直显类的Mini LED业务,玻璃基背光产品单板尺寸可做到65吋,大于PCB基产品;年10月,京东方拟在北京建设采用低温多晶氧化物技术的第6代新型半导体显示器件生产线项目,生产元宇宙核心器件的VR显示屏等,并兼容Mini LED直显背板。

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