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LED行业前瞻分析

视觉至上,“超高清”有望成为 5G 时代应用的宠儿

这个时代节奏快、选择多、信息爆炸,人们没有耐心、没有时间去平等的了解 每一件事物的内涵,只有视觉的刺激与感官的愉悦,成为其决定时间资源分配 的第一法则,所谓“颜值即正义”虽有武断却也透露了真实,所以这个时代是 一个“视觉至上”的时代。

“视觉体验升级”+“政策助力”,开启“超高清”时代

普通人大都由视觉主导大部分愉悦体验, “眼见为实”成为人们感官体验中要 求最高且最迫切,成为推动“超高清”产业发展的核心需求。根据美国哈佛商 学院分析资料表明,普通人从五感接收到的信息占比显现,视觉体验最为重要, 信息接收达83%,而其他比例分别为:味觉1%,触觉 1.5%,嗅觉3.5%,听觉11%。因此在当今人们生活中充满着电子屏的时代,对更高的分辨率、更高的对比度、 更绚丽的屏幕画面,以求接近真实、以假乱真的视觉体验,成为核心需求。

从全世界发达国家显示分辨率数据也可验证视觉体验的持续升级,2002~2008 年 HD(高清)、2006~2014 年 FHD(全高清)、2013 年~至今 4K 兴起及 8K 启 动,标志着新一轮视觉体验升级“超高清”时代周期开启,其基本表现为 6~8 年提升一代。

根据三星的一项屏幕分辨率研究结果显示,其以 8K/4K 显示器为对比对象,显 现随着像素密度提升 4 倍,带来给观察者的感受中,观看者感知图像质量提高 30%,深度感知提高 60%,表现为超高清显示给观众带来更好的视觉体验。

目前众多发达国家正加速推进超高清产业的发展。日本、韩国、美国、欧洲等 发达国家从国家战略高度推进超高清视频发展,形成涵盖超高清视频芯片、显 示面板、采编播设备和终端的产业体系。日本制定了 4K/8K 推进路线图,已于 2018 年底前开通了 16 个 4K 和 1 个 8K 卫星广播频道,并计划在 2020 年东京奥运会和残奥会开展赛事 8K 直播。欧洲也制定了 2020 年前后实现 8K 商用的 计划。

2019 年 3 月,工业和信息化部与国家广播电视总局、中央广播电视总台联合制 定并印发了《超高清视频产业发展行动计划(2019-2022 年)》(以下简称(行 动计划)),通过顶层设计,统筹推进我国超高清视频产业发展。

当前国内已开播两个4K超高清电视频道,多地IPTV推出4K超高清点播业务;中央广播电视总台 4K 频道覆盖 4K 电视用户数超过 1000 万;超高清视频在安 防监控、医疗健康等领域已形成应用案例。

超高清除了像素提升、图像尺寸变得更大以外,更重要的是随着信息密度承载 能力提升,应用场景的不断拓展,是超高清的核心应用价值提升。

1、在影视娱乐方面,是超高清 8K 最先商用化落地的领域之一,尤其是大型体 育赛事直播和好莱坞大片。超高清画面能够带给观众更强的纵深感和真实感, 例如近年来 IMAX 巨幅屏幕受到观众欢迎,就是超高清的核心应用场景。

2、在医学领域,超高清影像技术将为微创手术提供更好的技术支持,带动相关 医疗设备升级、包括例如内窥镜显示、CT 读片显示。并且在未来 5G 时代,远 程医疗更需要精准的细节显示。

3、在安防监控领域,超高清可以通过获得更多信息细节,并进一步提升微观的 监控能力、用精细图像数据助力提高安全等级。

4、在文化展示领域,超高清技术也可用于展示馆藏及文物等,通过超高清数字 互动技术则可以让那些原本隐藏在画卷中不易被了解的细节放大展示,提升观 众鉴赏体验、也可用于修复文物等作用。

超高清市场规模较大,有望带来全产业链机会

根据中国超高清视频产业联盟理事长华为公司战略部总裁张文林认为,超高清 视频产业的总体规模将超过 4 万亿,具体细分产业链价值测算:

  • 1、在视频生产设备环节合计市场规模为 847 亿元。其中主要分为视频生产设 备中视频采集设备、制作系统、编码设备以及存储设备的市场规模分别为 120 亿元、430 亿元、119 亿元、178 亿元;

  • 2、网络传输设备合计市场规模 2394 亿元,包括有线电视+互联网传输设备分 别为 700、1694 亿元;

  • 3、终端呈现设备中,电视领域预估 5050 亿元;

  • 4、机顶盒领域市场规模为预估 600 亿元;

  • 5、计算机、电脑、VR/AR 预估合计将达到 1144 亿元;

  • 6、核心元器件中显示面板、芯片产品市场预估为 1660 亿元、1028 亿元;

  • 7、平台服务领域预估合计 1726 亿元,主要分为集成服务、内容、分发服务, 分为 311 亿元、732 亿元、683 亿元;

  • 8、行业下游应用预估 1.8 万亿元,行业应用主要在广播电视和文教娱乐、医疗 健康、智能交通以及安防监控等。

Mini/Micro led 率先发力“超高清”市场

随着超高清产业启动,作为硬件基础之一的显示设备端,提出更高的标准和要 求。视频画质直观的按照静态图像清晰度划分,一般分为标清、高清、全高清、 超高清这几种效果:标清是指视频原始分辨率在 480P 左右的视频、高清 720P 指视频短边分辨率为 720 个像素、全高清 1080P 指分辨率为 1920*1080,而超 高清 4K、8K 分辨率分别为 4096×2160 及 7680×4320。

除了像素要求外,超高清还有别的显示效果要求,例如以 8K 为例,8K 基本分 辨率为 7680×4320 分辨率;色位宽度为 12 Bit;色域标准为 Rec.2020,为现 阶段 NTSC 色域的 1.4 倍;画面帧率方面达到 60p 到 120p;支持 HDR 高动态 范围。

目前要达到这一高清的显示标准,MiniLED/Micro LED 目前成为业内公认的 最佳技术路径,其中 Micro LED 为下一代显示技术。

Mini/Micro LED 等优势突出,包括低功耗、可异性化、高亮度、超高解析度与 色彩饱和度、反应速度快、超省电、寿命较长、效率较高等。目前 MiniLED 商 业应用案例已逐步成熟,较为适合中大尺寸应用场景。而 Micro LED 目前仍然 处于早期阶段,其较高的成本及较复杂的工艺,在初期更适合可穿戴及小型化 设备。

Miniled 发力“超高清”市场

Minled 的技术标准

Miniled 的两种定义,狭义:LED 芯片尺寸 50—100um;广义:LED 灯珠像素 点间距小于 P1.0。严格定义来说 Mini LED,其所封装的单颗芯片尺寸在 50~100 um 之间(MiniLED 芯片),此类芯片只有采用倒装芯片技术才能实现。因此 Mini LED 对比 Micro LED(芯片尺寸<50um),技术上也更容易实现。随着小间距行业发展,国内显示屏厂商为了便于产品区分,把 LED 灯珠点间距 为 1.0mm 以下的显示屏,也叫做 Mini LED。实现这类产品采用传统的表贴封 装、N 合 1 封装、正装芯片 COB 封装等都可以做到,而并不是应用了 MiniLED 芯片。

Mini LED 显示屏拥有较好的显色性,与 OLED 同样拥有高对比度,均好于普通 LED 背光屏,其厚度也可以做的较薄,更具有做异型屏的能力,搭配软性基板 亦做成高曲面屏(但不可折叠)。能耗方面低于 OLED 产品 20%~30%,反应时 间快于 OLED,环境温度适应性也好于 LCD 和 OLED,并且寿命更长,适用于 更替周期较长的电子设备。

① MiniLED 无论背光模式还是点光源阵列式均可达到国际标准 BT2020(超高 清蓝光的标准)的宽色域,色彩的鲜艳度与 OLED 效果无差。但背光模式需 要增加区域调光(Local Dimming)功能予以辅助实现。

② Mini LED 可以实现高亮度(>1000nit)下散热均匀,这是传统分立 LED 器件方案无法做到的。

③ 在成本方面,以 6 英寸手机面板为例,目前普通 LED 背光设计的液晶面板 成本约 20-30 美元,柔性 OLED 成本约为 80-100 美元,采用 Mini LED 背 光设计的液晶面板成本约为 40-50 美元。Mini LED 背光相较于 OLED 面板 也具备一定的成本优势。

④ 最重要的是,按照 4K 行动计划,4K 电视要“符合高动态范围(HDR)、宽 色域、三维声、高帧率、高色深”等要求,在现有的技术方案中,Mini LED 是唯一可大规模推行的方案。

总体来说,Mini LED 拥有媲美 OLED 的画质、低能耗、可塑性,且技术难度已 成熟,同时不会出现 OLED 目前还存在的“烧屏”问题,因此是当前最优“超 高清”解决方案。

下游品牌商看好“MiniLED”市场

最近 MiniLED 逐步成为市场新的关注点,从“华为”55 寸电视面板、 “65 寸面 板”均将采用 Mini LED;苹果 10 月宣布推出“MiniLED”显示器,并表示未来 新的 iPad、Mac 和苹果显示器将采用 Mini LED;国内 TCL、京东方等终端屏 厂商也纷纷发力 MiniLED 屏。MiniLED 成为市场新关注点,那“MiniLED”是 什么?MiniLED 广义是指灯珠间距小于 1.0mm。

未来 5 年,MiniLED 的市场空间有望达 500 亿

前文介绍从市场应用上来说,Mini LED 的应用主要有两大方向:一个是 LED 直接显示屏市场;另一个则是背光应用市场。

MiniLED 直接显示市场增长较快

MiniLED 在小间距行业高速成长。近年来随着政府机关、企事业单位、大型商 演及各项赛事、大型商贸零售等,对室内会议及控制室大屏、户内外广告大屏 的需求持续增长。LEDinside 数据显示,2018 年全球室内小间距市场规模成 长至 19.97 亿美金,主要动力来自于超小间距趋势持续发酵,根据 Ledinside 数据显示预估小间距市场将在 2024 年有望达到 97 亿美金市场规模,复合增速 达 30~35%,而其中 MiniLED 有望达到 50~60 亿美元市场。而当前利亚德、洲 明科技、雷曼光电纷纷推出点间距在 P0.6~P0.8 的产品,并获得了市场的好评。

MiniLED 背光市场

根据 GGII 的预测,2020 年 Mini LED 的应用市场规模有望达到 6 亿元,至 2022 年复合增速可达 179%。其中,电视机、Pad 等背光应用会成为 Mini LED 应用 的排头兵,随着成本的下降,Mini LED 将逐渐向显示和中大尺寸背光渗透。

由于 4K/8K 电视机、游戏竞技液晶屏、高端笔记本等大屏环节对 MiniLED 应用 更加刚需,主要由于普通背光大尺寸液晶屏在显色效果存在劣势以及 OLED 屏 在大屏中应用的良率及寿命问题等难以解决。因此 2020 年大屏应用有望率先 成为 MiniLED 的主战场。而 pad、手机等小屏可能作为也将有机会小样出货, 作为技术能力储备,但预计将由于狭小空间的散热问题,而影响在小屏中的应 用推广。

根据我们详细拆分预估,电视机/液晶屏/电脑应用背光应用需求,预计明年达到 约 0.1%渗透率下,约达到 8 亿的市场空间,未来 5 年若渗透率达 1.2%~1.5%将有达到 100~150 亿市场,市场需求弹性较大。若 MiniLED 达到 10%高端市 场平均渗透率,结合考虑成本下降因素,也将拥有 500~600 亿/年增量市场空间, 具有较高的市场需求弹性。

MiniLED 产业链受益公司

根据工信部发布的消息来看,按照规划 2022年,我国的4K电视将要全面普及, 8K 电视也将逐步展开。而目前我国 4k 产品电视机年出货约占总体电视产品出 货的 50%,因此超高清电视成为重要的需求升级点,而 Miniled 预计将成为 4K/8K 标准下,电视及室内大屏需求的主力高端产品。

根据产业链调研显示,在背光 MiniLED 产业链中,普通 55 寸电视需求 LED 灯 珠数量大约 400 颗,而 Mini LED 电视需求灯珠数大约是 5000~50000 颗不等;产业预估苹果将在ipad及mac及显示器上用的mini LED 将达10000颗以上;而瑞丰光电推出的在fpc上表贴MiniLED芯片的方案,其预计手机端MiniLED芯片贴片在 1000 颗以上。MiniLED 方案需求灯珠及芯片扩大了 10~100 倍量级, 将大幅打开产业链相关公司增长空间。

目前产业链相关公司准备情况:

1、上游 LED 芯片端,台湾晶电在 MiniLED 芯片技术上略有领先,目前已给苹 果供产品试样。而大陆芯片厂商三安光电、华灿光电、乾照光电在 Mini RGB 芯片、背光应用的 Mini 蓝光芯片,纷纷推出较为成熟的产品,并进行了批量生 产。

2、中游 LED 封装端:国星光电在 Mini LED/Micro LED 技术上储备较好,瑞丰 光电在 Mini LED 背光显示模组、柔性曲面 Mini LED 封装显示技术上取得不错 进展。

3、在 LCD 屏制造方面:2019 美国 SID 展上,全球首款主动式有源矩阵驱动 的 65 吋 RGB AM-Mini LED 背光 TV 惊艳全场,其核心背光方案采用新一代的 RGB AM-Mini LED 背光,由国星 RGB 事业部、TCL 工业研究院、TCL 电子共 同开发。同时京东方、天马等面板厂也在积极推进 Mini LED 技术。

4、LED 显示屏企如洲明科技、利亚德、雷曼光电、奥拓电子、联建光电、易 事达等均已推出 Mini LED 显示屏产品。其中洲明科技已实现 4K 162 寸 Mini LED 产品的批量化生产,雷曼光电量产了基于 100um 芯片规格 4K/8K 超高清 显示产品。

下一代 MicroLED 显示技术

下一代显示技术的 MicroLED 究竟是什么

Micro LED Display(微发光二极体显示器) 是被产业链共识将成为下一代的显 示技术的核心方案。其核心定义:LED芯片尺寸小于 50um。通过薄膜化、微小 化与阵列化 LED 结构设计,其体积将大幅缩小到当前 LED 体积的 1%。同时 Micro LED 驱动阵列,因此其显示像素间距可以由毫米级缩小到微米级。

苹果、sony等众多终端厂商力推 Micro LED下一代显示技术

 苹果在 2014 年收购 LuxVue,其实一家 Micro LED 显示技术公司,取得多 项 Micro LED 专利技术,并加快布局相关技术专利,并着力于小尺寸的应 用。

 Sony在 2016年 6 月推出 Micro LED新产品,并早在 2012年的国际消费性 电子展(CES)上就推出“Crystal LED Display”可以说是业内最早拉开 Micro LED 消费电子应用的大门

。 富士康联手群创光电、AOT和夏普收购了美国一家专注于 MicroLED 巨量 转移技术的创业公司 eLux,并于 2018年 5月收购了 LED外延片和芯片制 造商 Epileds Technologies公司 7.32%的股权。

 2019 年 1 月京东方与 Rohinni 合资成立 MicroLED 公司,用于显示器背光 的超薄、微型 LED解决方案

MicroLED 有望成为可穿戴设备的最佳选择

Micro LED 优势突出,包括低功耗、可异性化、高亮度、超高解析度与色彩饱 和度、反应速度快、超省电、寿命较长、效率较高等,其功率消耗量约为 LCD 的 10%、OLED 的 50%。而与同样是自发光显示的 OLED 相较之下,亮度比 其高 30 倍,且解析度可达 1500 PPI(像素密度)甚至更高,同时 Micro LED 具有较佳的材料稳定性、无影像残影、可异形化小型化。

Micro LED 技术离我们还有多远

MicroLED 商业化应用主要难点:

Micro LED 芯片技术倒装难度较高:在传统 LED领域,倒装芯片的成本和良率 一直是业内难题,而如果要到 50um以下的 MicroLED 倒装,同时要面对巨量转 移之后的倒装,并要批量固晶,其工艺控制难度就更高。

LED 芯片巨量转移难点:由于小于 50um的芯片尺寸,其指甲盖大小的面积对 应芯片包含百万颗,且其良率要求控制在 10ppm左右,且每颗芯片精准度控制 在正负 0.5 μm 以内,则原本机械臂 1颗颗转移效率太低。因此目前主要技术 方向有“静电力”、“凡德瓦力”和“磁力”、 “选择性释放” (Selective Release)、 “自组装” (Self-Assembly)及“转印” (Roll Printing)等转移方式。

全彩化技术路线难点:目前Micro-LED彩色化实现的方法主要是 RGB三色 LED 法、UV/蓝光 LED+发光介质法(量子点膜技术)和光学透镜合成法,但目前各类 技术各有有缺点,例如波长一致性问题、成本问题等。

电流拥挤、热堆积等问题:Micro-LED(<50 微米(μm)) 可能因表面缺陷多而有 较大的漏电路径、焊点及自身尺寸较小导致散热较差等,都会影响发光效率。

目前此类技术难题业内仍在努力研究,其中产业布局较早,技术较为领先的晶 元光电表示,其可能的 MicroLED 量产时间预计要 2-3 年。

Micro LED 市场空间及产业链相关公司

GGII预测 2021年 Micro LED的市场规模有望达到 1亿元,其中智能手表等可穿 戴设备是其主要应用方向,其预计 2021-2024 年 Micro LED 有望保持 75%左右 的增长,至 2024 年 Micro LED 市场规模将达 50 亿元。而根据 trendforce 预估, MicroLED 整体未来市场空间可达 300~400 亿美金。

产业目前预测 2021~2022 年将会见到 MicroLED相关产品陆续问世,并逐步在 智能穿戴等装置上实现量产。在 Micro LED 领域中,不少公司正在大力加紧研 发, 国际大厂包括三星、乐金、日亚化学、夏普等,而从英国公司 mLED、美 国德州理工大学(Texas Tech University)、法国原子能署电子暨资讯技术实验室 (Leti)、从伊利诺大学(University of Illinois)分拆出来的 X-celeprint 也都积 极研发 Micro LED 技术。其它还有半导体新创公司 PlayNitride、工研院、友达、 群创、晶电。而国内屏制造京东方、芯片生产商三安光电、华灿光电、显示应 用商雷曼光电,近年来也均有宣布投入对 MicroLED 的研发。

Mini/Micro 产业链公司迎来新成长周期

MiniLED/Micro LED 将大幅带动产业链相关公司的业绩弹性

根据前文相关市场空间预估,Mini LED 显示屏未来 5 年市场可增长至 350~420 亿,背光屏市场未来 5 年可增长至 100~150 亿,其中一般直显市场 LED 灯珠 成本约占屏成本40~50%,而 MiniLED背光市场LED灯珠占屏成本约30~40%, 则两者预计共同拉动LED灯珠市场约200~285亿,考虑MiniLED/Micro LED 芯 片成本相对较高,预计可带动 LED 芯片约 120~170 亿市场需求,将大幅带动 产业链相关公司的业绩弹性。

重点产业链相关公司介绍

三安光电:全球 LED 芯片龙头,化合物半导体有望再造一个三安

公司是全球 LED 芯片领域龙头地位,整体竞争实力较优。虽然短期行业价格下 降导致盈利能力下降,却是龙头企业快速获得市场份额的阶段,LED 行业长期 向上发展趋势确定性较强,中长期公司盈利弹性较大。

公司化合物半导体进展加速,国内终端品牌客户 H、格力电器等,纷纷在产品、 技术及资金上支持公司大力发展化合物半导体,公司有望抓住化合物国产替代 契机,打造化合物半导体新王朝。

洲明科技:Mini LED 显示领军企业

公司战略上已经打通下游经销和应用环节。本部定位高端制造,雷迪奥、蓝普 等子公司定位经销和工程应用,形成一体化战略,深耕国内外小间距高端显示 市场。

未来随着大亚湾二期建成后公司将形成以福永总部为基点,坪山、大亚湾两大 生产基地为支撑的“铁三角”架构,公司将成为全球最大的 LED 高端显示智能 制造中心。

国星光电:小间距封装封领军企业,Mini LED 起航

小间距显示屏下游需求较好,公司作为小间距封装领军企业,公司 RGB 事业部 营收增长显著。

巩固高端显示市场地位,投 10 亿布局新一代 LED 封装,目前公司在 MiniLED 等新一代 LED 封装器件领域处于领先地位。

兆驰股份:Mini LED 电视机代工+LED 全产业链布局

1、电视机代工隐形冠军,目前拓展国内大客户顺利,成为利润核心增长点,公 司已为多家品牌客户小样生产 Mini LED 电视。

2、LED 芯片厂稳步试运行,LED 全产业链布局起航,目前公司有十多台中微 A7 MOCVD 设备,已实现小量营收,未来将根据市场环境逐步扩产,公司目标 产能约 50~60 万片(4 寸片)。随着公司 LED 芯片起航,公司将形成芯片+封装 +应用的全产业链布局。

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