Views | 火了這么久的新型顯示，何時才能大規模量產？
2020-11-23 10:26:24
作者：李晉/原出處：國際電子商情
對于顯示行業的廠商而言，現在正是趕超的關鍵時期。過去2-3年里，傳統LED顯示經歷了一個相當漫長的下行期，而新型的Mini LED、Micro LED又未大規模量產。因此，能否具備量產能力，對現階段企業來說非常重要。同時，大家普遍認為，Mini LED背光的規模商業化將比Micro LED來得更快，許多企業也為前期的量產投入了大量精力。Mini LED量產前夕還面臨著哪些問題？Micro LED的市場現狀又如何？
Mini&Micro LED的市場規模多大？
近年來，傳統顯示屏市場規模的增長呈現疲軟的態勢，戶外顯示市場甚至出現了萎縮的狀況。與此同時，小間距顯示屏（點間距＜2.5mm）的市場表現突出，尤其是Mini LED和Micro LED，已成為顯示行業的亮點。雖然這些顯示技術正處于行業早期，但是未來龐大的潛在市場值得備受關注。
圖1 制表：國際電子商情 來源資料：Yole Développement
針對Mini LED未來的應用，Yole Développement做了預測：到2023年，應用Mini LED的裝置將高達8070萬套。其中，車載Mini LED顯示屏的出貨量為3570萬套，是增速最快的單一應用；Mini LED智能手機應用的出貨量將達到2410萬支，主要與OLED手機競爭；Mini LED還應用于中小型高附加值顯示器領域，其出貨量將達1450萬臺；Mini LED電視將出貨640萬臺，有望在高端市場與OLED電視競爭。Micro LED因具備自發光、高效率、高亮度、高可靠度及反應時間快等特點，基于Micro LED的顯示器件具備可撓、透明、附加傳感器的能力，可在超大尺寸和超小尺寸設備中有較好地應用。但巨量轉移環節及關鍵性設備還面臨困難，Micro LED廠商還要2-3年以后才能突破量產瓶頸。IHS Markit數據顯示，在過去兩年里Micro LED的出貨量還不到1000套。隨著制造成本的下降，Micro LED產品的定價也會下調，我們將能在2026年看到顯著地變化：應用于智能手機的1.5英寸Micro LED顯示器的制造成本將降至當前的1/10，應用于電視的75英寸Micro LED面板的制造成本也會降到目前的1/5。另外，2020年全球新冠疫情的爆發，讓線上應用的熱度持續發酵。伴隨線上教育、線上會議等需求進一步增強，會議室顯示屏、個人PC等設備得到熱賣，這也加快了新型顯示技術的落地速度。
如何定義Mini LED和Micro LED？
《國際電子商情》發現，業內對Mini LED的定義還存在爭議。一般來說，大家傾向于從能否自發光，LED背光尺寸、厚度，LED單元大小等方面來區分Mini LED和Micro LED。此前，有一種籠統的觀點認為，Mini LED是指芯片尺寸為100μm（微米）的LED芯片，介于小間距LED和Micro LED之間。只是當Mini LED的芯片尺寸做到很小時，其部分定義會與Micro LED重合。由于Mini LED的定義對產業有重大意義，不同的機構對其有不同的看法。深圳市照明與顯示工程行業協會針對Mini LED的定義相當激進的。該協會在今年5月底發布的《Mini LED商用顯示屏通用技術規范》中表示，Mini LED是芯片尺寸介于50μm-200μm之間的LED器件。小間距LED領頭企業利亞德表示，Mini LED是芯片兩個維度尺寸均在100μm-300μm之間，通過倒裝封裝方式，采用普通或巨量轉移方式生成的顯示產品；Micro LED是芯片任意兩個維度小于100μm，采用倒裝封裝方式，通過巨量轉移方式生成的顯示產品。LEDinside首席分析師王飛認為，區分Mini LED和Micro LED要考慮芯片尺寸和點間距（Pitch）兩個維度：Micro LED的芯片尺寸小于75μm，Mini LED的芯片尺寸在75μm-300μm之間；Mini LED的點間距可以在P0.4-P1.2之間，Micro LED的點間距比Mini LED更小。《國際電子商情》注意到，顯示業內主要贊同兩種定義方式：第一，傾向于從芯片尺寸、正倒裝和薄膜轉移（去襯底）來定義Mini LED和Micro LED；第二，用像素點間距來定義Mini/Micro LED屏幕。我們相信隨著技術的進步，針對Mini LED的定義會越來清晰。
Mini LED是過渡性技術嗎？
因為距離Micro LED的量產還要一定的時間，所以相關廠商提出了折中的Mini LED技術。被視為傳統LED背光改良版的Mini LED，不但能大幅提升液晶的畫質，而且也較容易控制成本。但它真的只是一個過渡性的技術嗎？近年來，顯示業內開始重新審視Mini LED的市場地位。若把LCD視為顯示屏產業的起點，大家會傾向于認為Mini LED是介于不發光的LCD和自發光的OLED、Micro LED之間的過渡技術。實際上，Mini LED最大的價值并非是取代既有技術，而是在于強化LCD產品的生命周期。根據王飛的觀點，正面與OLED競爭，LCD產業的生命周期大約為5-10年，但有了Mini LED背光的加持，會使得該產業的生命周期再延長1.5-2倍。如果以傳統LED背光+LCD產品形態為起點，主要有朝向OLED、Micro LED的自發光方向和朝向Mini LED+LCD的背光方向。不同的技術路徑和技術背景，可以衍生出不同的應用場景，將導致顯示業內多元化生態的出現。此外，從元組件方面來看，自發光、背光兩條技術路徑將長期共存，LED顯示屏企業一部不會只關注自發光或背光。綜合以上信息可知，業內已經越來越重視Mini LED的市場地位，它不再被單純看成是簡單的過渡性技術。
量產Mini LED所面臨的挑戰
對于廠商來說，如果一開始選錯了路線，在針對工藝、設備做了投入之后，后續的方案一旦有改變，就會帶來極大的風險。這要求廠商在量產前，考慮好自己的方案是不是最優、優化空間是否足夠等問題。在確定了Mini LED的市場地位之后，產業鏈企業做了大量的量產前的準備工作。無論上游芯片、中游封裝，還是下游顯示器件，都在為Mini LED的量產而發力。比如晶電、利亞德、奧拓電子、三安光電、瑞豐光電等都加大了投資力度。其中，2019年4月，湖北三安光電Mini/Micro LED芯片項目簽約，該項目投資總額120億元。7月29日該項目正式開工，在湖北鄂州葛店開發區投建全球首條Mini/Micro LED外延與芯片生產線；2019年底，利亞德與晶電成立合資公司，該公司注冊資本為3億元，累計投資預計不低于10億元，主要研發和生產以倒裝封裝、巨量轉移為主要生產工藝的Mini LED背光顯示、Mini/Micro自發光顯示產品。瑞豐光電CTO裴小明介紹說，Mini LED量產時面臨著諸多挑戰——首先是技術路線，包括質量轉移、芯片轉移的方法、設備的選擇，還有驅動方案，它們將影響整個方案及線路板的設計；其次是工藝解決方案、產品解決方案以及組裝解決方案的確定，它們決定了企業的設備和工業路線的方向，也決定了廠商投資的目的和結構的選擇。
Mini LED在電視行業的應用
多家分析機構預測，Mini LED設備將在2021年大規模上市，Micro LED設備會在2023年以后大量上市。如今顯示行業的龍頭企業，針對Mini LED有了一些動作，如京東方（BOE）已經推出了Mini LED顯示屏；華為此前也被傳將要應用Mini LED；三星將在明年推出Mini LED背光TV，目標產能將為300萬臺；蘋果也在積極研發Mini LED技術……對業內來說，理解Mini LED的背光概念非常重要。與傳統的LED相比，Mini LED的價格并無優勢，一臺32英寸的傳統LED電視機的價格，可以低到500、600元，但同樣尺寸的Mini LED背光電視機，僅背光的成本就約等于前者整機的價格，所以Mini LED不能用傳統家電的概念去理解，它一定賦予了一些新生態、新元素、新愿景。裴小明認為在電視機領域，Mini LED背光主要應用在萬元機市場，2021年全球Mini LED電視機的數量最多或只有百萬級別。王飛坦言，Mini LED在應用方面還有以下幾點挑戰：第一，Mini LED將在很多領域都會與OLED競爭，后者也具備高對比度優勢且產業鏈已相當成熟；第二，Mini LED產業化過程中，需要廠商來平衡技術路線和成本規格，保證降成本的同時而不降低產品性能；第三，Mini LED在滲透率方面存在不確定性。以電視行業為例，2021年全球電視機預計出貨將超過2億臺，其中高端電視機僅有1000多萬臺。一旦Mini LED推廣后消費者的反應平平，其應用可能會局限在高端電視機市場，對Mini LED產業鏈來說會有較大的風險。很顯然，Mini LED的量產固然重要，推廣之后的市場反饋也是重中之重。未來Mini LED能否滲透到中端甚至低端應用，與該技術未來的市場空間有多大非常密切。
Micro LED商業化面臨的問題
Micro LED在商業化方面，機遇與挑戰并存。在機遇方面：5G、IoT時代，智能手機、智能穿戴設備、VR/AR等智能硬件產品需求爆發，將進一步推動Micro LED的發展，國內外企業也加大了對Micro LED的投資。比如，2019年10月，重慶康佳半導體光電產業園正式開工建設，該項目計劃總投資300億元，一期項目投資75億元，主要發力Micro LED為代表的新型顯示技術；2019年12月，京東方與美國Rohinni的合資企業BOE Pixey正式成立，新公司結合Rohinni的Mini/Micro LED制造工藝和京東方顯示面板技術，創造超薄的高性能顯示器。在挑戰方面：Micro LED缺乏專門的制造設備。Micro LED與LED都以磊晶硅晶圓為基礎，Micro LED芯片尺寸是傳統LED芯片的1％，現有的磊晶硅晶圓生產設備很難滿足Micro LED晶圓的要求。而磊晶晶圓上的芯片制程也可能會影響后續的晶圓結合與轉移的制程。此外，因量產瓶頸還未解決導致Micro LED的成本居高不下。據IHS Markit預測，Micro LED的相關技術在2024年才能徹底成熟，屆時伴隨Micro LED的良品率增加其成本會大幅下降。
結語
無論是Mini LED還是Micro LED，它們均處于產業發展的初期，在商業化的過程中，一定還會面臨各種問題。新型顯示器的研發，需要大量資本和設備引進，雖然該產業的市場空間廣闊，但是要求企業耐得住“寂寞”。
