據華為終端官方微博,7 月 29 日,華為將舉辦旗艦新品發布會,這次發布會不僅有華為 P50 系列,還有眾多新品一同登場。另據行業媒體消息,華為預計將在當日的發布會上同時發布配備 Mini LED背光的三款智慧屏,分別為智慧屏 S55Pro、智慧屏 X75、智慧屏 V98。
據李星了解,目前電視55~75吋的Mini LED背光模組成本約為1500元,是傳統LED背光模組一倍以上。除華為外,三星、TCL、創維都在積極推出Mini LED背光的產品。有消息顯示三星今年400萬臺,明年會推出中端的產品,出貨預計達到千萬以上。
而產業鏈的目標是供應鏈一起努力,把電視Mini LED背光的價格二年內降到500塊錢以下,三到五年全面替側發光LED背光,形成一個萬億的大市場。
另據李星從產業鏈了解的信息顯示,iPad mini 6將采用Mini LED背光,與新款MacBook Pro一同出貨。臺灣供應鏈傳出的消息顯示,背光單元制造商瑞儀光電將于今年第三季度為MacBook Pro和iPad mini供貨Mini LED背光顯示屏,第四季度出貨量還將進一步增長。
蘋果于2021年4月21日發布最 新款iPad Pro,使用Mini LED屏幕,采用超過10000顆Mini LED芯片,有超過2500個局部分區,可以實現1000000:1的對比度。但據產業鏈拆解后分析認為,這塊Mini LED背光的價格,也就在500塊錢左右。
其實iPad Pro的Mini LED背光的價格,也就決定了電視Mini LED背光的價格不可能上去。
目前以蘋果為代表的終端消費企業正在推廣中小尺寸的Mini LED背光技術,主要用于改善IT產品的顯色準確性能;以三星為代表的電視品牌廠商則正在推廣大尺寸電視產品的Mini LED背光技術,主要是為了提升影視內容的臨場視覺感觀,包括內容色彩還原與景深加強等。
Mini LED背光技術的主要難點集中在材料技術突破與量產工藝實現上。相對來講,中國內地企業的優勢主要集中在與成熟LCD面板和LED磊晶、封裝的成熟量產工藝突破上,歐、美、日企業的優勢在于材料技術突破與新材料的量產工藝實現上。
Mini LED背光技術有三道坎,一個是芯片封裝,一個是生產效率,一個是光學實現。
目前在芯片封裝環節,受益于成熟的LED量產技術與海量的制造業產能,中國國內不管是帶有源主動驅動的燈驅一體LED芯片,還是普通的無源驅動的LED芯片,都能大批量生產,而且量產成本幾乎是全球市場上最低的,競爭優勢十分明顯。象國內的三安光電、瑞豐光電等企業,就是三星Mini LED背光和Micro LED顯示屏的主要供應商。
而且Mini LED芯片更小,單個外延片切割數量增加了,因此對于外延片產能的消耗增加不多,把原來的普通LED背光芯片產能轉移到Mini LED芯片上來,產能供應影響很小,而且目前行業現有的LED磊晶產能是過剩的。
同時中國國內的LED磊晶廠產能占了全球一半以上,產能過剩造成的盈利能力下降一直困擾著這些企業。頭部企業的債務危機幾年了都沒有解決好,后面幾家企業也剛剛從虧損里爬出來。如果不是這幾年政府城市夜景觀光工程和新農業的植物與養殖照明拉動市場需求,這些磊晶廠的日子會更難過。
據李星了解,三安光電是Mini LED技術滲透最直接受益方,公司是LED芯片龍頭,Mini LED業務占比已接近一成,且已批量供貨三星,并成為其首要供應商,預計下半年公司Mini LED業務有望實現放量。
而瑞豐光電于2018年建立國內最早的自動化Mini LED封裝量產線,并與康佳、TCL、機械師等合作發布了多款Mini LED產品。產能方面,隨著定增產線項目的逐步實施,Mini LED封裝產能超過600萬片。另外鴻利智匯自動化Mini LED封裝量產線比瑞豐光電還多,中國國內的幾大面板廠都是它的客戶,配套放量速度都沒有問題。
而且中國國內做Mini LED直顯產品多年,不管是把驅動電極與LED芯片集成的方案,還是主動驅動背板加LED裸晶方案,都有十分完整的技術,因此中國國內的LED芯片與封裝環節缺的不是技術、不是資本,僅僅是市場罷了。
在沒有更新的應用場景出現,或者LED芯片成本無法抗衡平板顯示技術成本之前,眼下LED芯片行業唯 一的機會,就是拿下年出貨量近2億的電視背光源市場,然后在此基礎上,再提升技術,把另外2億臺的電腦顯示屏和平板顯示屏也替代掉,以技術升級帶動成本下降,來完成產品升級后,自己的銷售金額能維持住。
而且中國國內的LED制造業產業鏈十分完善,隨著LED的各種技術專利到期,中國國內企業能生產出來的更高性能新型LED產品會越來越多,所以把握住了市場空間后,其實專利將不會是中國國內企業面臨的最大難題,最大難題仍然是如何克服挖掘產品的新應用場景,這需要有很深產品哲學功底才能實現,短期內中國國內企業完全玩不出來。
而一度影響生產效率的Mini LED芯片轉移環節,其實中國國內企業也與海外企業有所區別。
以蘋果產業鏈為代表的企業,主要采用美式制造業方式,前期不計成本形成產能,追求的是生產速度,所以注重的是材料技術突破帶來的效率提升。所以在這個環節,蘋果的產業鏈主要依托LED刺晶膜(擴晶膜)技術突破,來提升Mini LED芯片巨量轉移時的生產速度。
據李星從業界了解到的信息,蘋果前不久給了供應商超2億美金的投資來推動這個環節的品質與產能提升,供應商在使用這筆資金的時候,不僅僅是增加機臺數量,另一個重要的因素,就是要刺晶膜供應商研發更好的產品,以配合機臺廠在高速動作下的芯片貼裝位置準確性,并降低刺晶時對芯片的損耗率。
現在蘋果產業鏈企業采用的刺晶轉移方案,雖然由于刺晶膜的問題會出現良率問題,返修率較高,但每小時可以達到18萬顆,效率相對高一些。后續如果刺晶膜技術再提升,對于良率的改善會有很大幫助,但供應商對刺晶膜的分子結構設計與膠水的塑形參數調整要求十分高。
而中國國內的企業仍然是沿用日本企業擴散出來的技術。日本制造業的特點是由于資源小,所以對于量產品質特別注重,以求利用有限的材料生產出更多的產品。但受限于設備性能,生產速度或者說生產效率會有所犧牲。
如中國國內的固晶設備廠商新益昌,采用的是吸附LED芯片方式轉移方案,每次都能校準,轉移效率每小時15萬,但良率達到了4個9,返修率很低。另外一個很重要的原因是,中國國內的設備集成能力已集得到了極大的提高,設備的研發與生產成本很低,一個很小的細分市場就能養活一家實力不俗的設備廠商。所以利用中國國內的設備,完全可以通過增加數量來達到提升產能效率的難題。
據了解,目前中國國內最火的新益昌,主要銷售的傳統LED雙頭固晶機單價20萬元左右,Mini LED六聯體固晶機單價110萬元左右。所以Mini LED固晶機的價格較傳統LED固晶機的價格更高,利潤也更為可觀。新益昌的Mini LED直顯設備供應三星、洲明等業內龍頭廠商,已在客戶產線實現量產;Mini LED背光設備批量試產中,并已通過三星驗證,放量在即.
而蘋果供應商的設備,一個工序下來至少超過1000萬,遠遠超出中國國內廠商的成本。但為什么蘋果不采用中國國內更穩定成熟的設備,以設備數量來組建一個“機臺富士康”模式的產能,把自己的產能利用上來?
據李星從業界了解的信息顯示,蘋果寧愿在目前的這種情況下,仍然采用成本更高的歐美生產方式,主要是因為中國國內的機臺只適合用在Mini LED尺寸級別的產品。而蘋果則希望現在的Mini LED背光生產技術,能夠支撐蘋果后續芯片尺寸更小的Micro LED制程。
事實上卡住中國國內Mini LED背光技術應用的另一個最大難題,還在于光學實現上。
Mini LED背光技術由于LED光斑容易形成陰影,所以需要很多輔助設計來把LED的光線均勻化,包括LED芯片的光發射角,LED芯片的外形,LED芯片的排布,LED分區混光膠水設計等。
由于上面這些技術的穩定性都受制于量產設備與量產工藝的限制,所以海外企業,特別是美國企業仍然是從材料技術出發,通過增加光路控制光學膜層的方式,來規避上面這些技術在量產過程中的穩定性限制,并且還能通過材料技術對LED的發光效果進行增加。
實際上在光路控制膜層技術上,現在行業很多做Mini LED背光的企業,只是把原來側發光LED背光源的側發光燈條和導光板與反射片,更換成了已經打件的LEDPCB板,然后作填充混光封膠后,把原來側發光LED背光源的上的擴散膜、增光棱鏡膜甚至量子點膜給全貼上來實現。
目前光路控制膜層技術主要有擴散膜、棱鏡膜和納米勻光膜三大類,所以多數企業為了達到更好的效果,會采用多層光學膜設計來進行Mini LED的光斑形陰影消除。但多層光學膜方式,不但增加了產品的厚度,而且也讓光學膜的產能供應受到了極大的限制,所以針對Mini LED更容易起效果的是納米勻光膜。
從李星跟光學膜企業的勾通中了解到,納米勻光膜通過納米的棱鏡對光線更行全折射與全反射對光線光路進行控制,所以只要有Mini LED背光廠的芯片排布設計尺寸,理論上勻光膜廠就能單獨設計與之配套的精確勻光膜納米棱鏡模具,生產出技術參數適配的勻光膜產品出來。
理論上復合勻光膜技術可以利用多層納米棱鏡技術實現膜層的增亮與勻光功能,還能復合擴散膜與量子點膜的功能,實現多膜合一,一張勻光膜就實現多張擴散膜、多張增亮膜與一張超厚標準勻光膜再加一張量子點膜所能實現的功能,而且厚度仍然可以維持比超厚標準勻光膜更低。
與Mini LED芯片更小,單個外延片切割數量增加了,因此對于外延片產能的消耗增加不多不同,現有的LED背光轉換為Mini LED背光,光學膜的面積用量并不會減少,如果光學處理效果不好,每增加一層光學膜層,對于行業的產能傾蝕就會出現大比例的增加,行業很難擴產應對。
同時由于光學膜層技術屬于基礎材料方面的核心技術,它的工藝設計與量產復雜程度很高,整個行業的供應緊張事實上已經成為制約中國國內Mini LED企業提升的產能致命環節。如果這個行業難題得不到解決,未來就是有再大的市場,也將因為光學膜層的大缺貨無法組織生產。
目前海外企業的Mini LED光學膜產能多數被蘋果和三星等國際巨頭分食,海外光學膜供應商留給中國國內企業的供給配額十分有限,因此中國國內光學膜企業的壓力十分巨大。
在Mini LED光學膜賽道上,據李星了解,中國國內蘇大維格是主力配套企業,目前正在大力研發新產品和增加配套產能。蘇大維格擁有微納米結構勻光膜解決方案,該方案用于mini LED顯示面板勻光,可以使光學性能達到側發光背光模組的光學性能。
光學膜的核心技術主要在于微納光學設計及相關算法,蘇大維格在LED背光領域,原本就擅長微納光學加工技術產品,包括棱鏡膜、擴散膜和納米結構膜。
而且為了打破國外企業在光學膜領域的技術與產能封鎖,蘇大維格還通過自己的過硬微納光學設計及相關算法技術,自主研發了棱鏡膜、擴散和納米結構復合性能膜,把多層光學膜的光學性能,用一層復合膜性能膜替代,不但減少了光學膜的基材用量,而且由于光學性能更出色,大幅提升了背光源的光線輸出,在同等顯示屏的亮度下,可以節省大量的功耗,目前可達到能耗降低30%以上。
采用復合勻光膜技術來替代多層光學膜,不但能夠降低Mini LED背光的生產難度,還能提高Mini LED背光產品的機械可靠性與產品使用壽命。當然更重要的是,大大降低了中國國內Mini LED背光行業對于進口國外高端光學膜材的依賴。
隨著LCD面板制造技術的高度成熟,整個市場再次進入了新技術的創新高峰期,其中與LCD面板配套的背光源技術,成為了提高硬件性能的重要賽道,而有著同樣高度制造技術的Mini LED背光,也成為了產業鏈上、下游與市場終端最容易突破的熱點。
也正因為如此,所以在Mini LED背光技術的賽道上,中國內地企業仍然處在跟隨階段,還有大量的產業環節,急需突破,才能真正發揮自己的制造業優勢。這也導致了中國內地市場十分看好Mini LED背光技術,但在產業發展速度上仍然束手束腳,投資建設速度很快,商業化進程上卻仍然落后海外企業。
不過隨著中國內地企業在Mini LED的相關環節上布局慢慢浮出水面,真正制約Mini LED發展的卡脖子難題正在逐步解決。相信Mini LED行業也將跟LCD面板和LED芯片行業一樣,最后由中國國內企業主導全球市場,成為話語權最大的一方。
目前海內外各大廠商爭相布局Mini LED產品,蘋果、京東方、華碩、群創、友達等巨頭也紛紛推出Mini LED顯示器或車載顯示等終端產品,帶動Mini LED高速增長。根據Arizton的預測,2021-2024年,全球Mini LED的市場規模有望從1.5億美元提升至23.2億美元,年復合增長率高達149%,產業鏈相關公司有望迎來高速發展期。