电子设备、仪器和元件行业Mini_LED专题报告：从高密度显示看LED产业链新动能-20190218-长江证券-24页.pdf

请阅读最后评级说明和重要声明 1/24 研究报告 电子设备、仪器和元件行业 2019-2-18 长江电子长江电子|Mini LEDMini LED 专题报告：从专题报告：从高密度显示高密度显示看看 LEDLED 产业链新动能产业链新动能 行业研究深度报告评级 看好看好 维持维持 报告要点 间距与尺寸为度量，三阶段扩宽显示市场未来的显示面板需要更高的解析度、曲面化、轻薄化、高动态 HDR 的显示效果，传统背光走向自发光方式，LED显示进而成为一大主流攻克方向。同时由于LED也能搭配柔性基板，实现与 OLED 抗衡的曲面显示，甚至是透明显示；再加上OLED目前的可靠性与使用寿命暂时有缺陷，Mini LED 与Micro LED应运而生。以以 2015 年为起点，我们判断年为起点，我们判断 LED 显示屏贡献度呈显示屏贡献度呈阶段式爬升，实现三阶段跨阶段式爬升，实现三阶段跨越：小间距市场持续拓宽，越：小间距市场持续拓宽，Mini LED 量产可期，量产可期，Micro LED 终极显示变为现实。终极显示变为现实。小间距为启发，LED 产业链新动能技术进步使得小间距 LED 扩宽商显市场、激发海外需求、提升单位价值量。然而技术的限制也让其止步于更精细化的市场，留给 Mini LED、Micro LED 技术更多舞台，迎接 LED 产业下一个高点。Micro LED：面向未来，LED 显示的传承与革命Micro LED 以 50 微米为晶粒尺寸界限，配备 TFT 或 CMOS 驱动电路，且无需封装，可实现晶粒紧密排布，到达极高的像素密度。由于 LED 芯片的精密程度几何增长式提升，共衍生出三大难点，一是巨量转移，二是难以修复，三是背板方案多变为 TFT 基板和 CPU 与内存所采用的单晶硅基板。因此，Micro LED 既有 LED、面板与集成电路各领域的成熟经验做支撑，又需要创新巨量转移技术，其撬动的巨大显示蛋糕吸引着产业链共同努力。Mini LED：亟待成型，产业链的折中之举相较于 Micro LED，折中方案的 Mini LED 在显示领域更容易实现量产，并且还可以在背光领域快速突破，给产业链更多的正反馈，因此 Mini LED 产品于去年下半年快速突破。但 Mini LED 与 Micro LED 的技术路径暂时不统一，厂商在衬底材料、MOCVD 设备、封装方式、驱动方式等各个环节均处于探索期。高密度 LED 显示是全产业链的机遇Mini LED、Micro LED 的发展同样是 LED 产业链供给端格局变化的过程，我们看好 Mini LED、Micro LED 趋势下，我国 LED 产业链在拥有先发优势，依次建议关注产业链上下游有能力储备新兴技术的优质企业。分析师分析师 莫文宇莫文宇（8621）61118752 执业证书编号：S0490514090001 分析师分析师 杨洋杨洋（8621）61118752 执业证书编号：S0490517070012 联系人联系人 周迪周迪（8621）61118752 联系人联系人 市场表现对比图（近 12 个月）市场表现对比图（近 12 个月）-45%-36%-27%-18%-9%0%9%18%2018/22018/52018/82018/11电子设备、仪器和元件沪深300资料来源：Wind 相关研究 相关研究 长江电子|从 MWC 大会看电子创新浪潮2019-2-17 可折叠屏专题报告：折叠新时代下的柔性显示机遇2019-2-14 从特斯拉收购 Maxwell 看汽车电气化动向2019-2-10 风险提示：1.Mini LED、Micro LED 商用进度不及预期；2.电子终端硬件销量不及预期。50530 请阅读最后评级说明和重要声明 2/24 行业研究深度报告 目录 高密度 LED 撬开显示大门.5 需求培育土壤，小身材蕴藏大力量.5 间距与尺寸为度量，三阶段扩宽显示市场.7 小间距 LED：商用化代表，成本与市场的权衡.9 进阶的基础：成本下降+技术进步.9 市场再扩宽：进军商显+展望海外.10 Micro LED：面向未来，LED 显示的传承与革命.13 技术待突破：极限缩小带来的挑战.13 传承：结构与 LCD、OLED 面板存在相似性.13 革命：巨量转移工艺是关键.14 应用无限量：泛显示时代，市场规模迅速增长.16 Mini LED：亟待成型，产业链的折中之举.17 两方向努力：背光先行，显示跟进.17 黎明前曙光：产业链并进，量产在即.19 高密度 LED 显示是全产业链的机遇.22 请阅读最后评级说明和重要声明 3/24 行业研究深度报告 图表目录 图 1：LED 应用范围演进.5 图 2：LED 显示屏中的独立 LED 单元.5 图 3：LED 显示在 2015 年后占比提升（按 LED 封装产值划分，百万美元）.5 图 4：LED 产值在下游应用驱动下实现跨越增长（亿美元）.5 图 5：显示技术正以高清化、多样化、大屏化、低耗化四大趋势作为核心突破口.6 图 6：LED 显示屏的亮度、使用寿命优势显著.6 图 7：LED 显示产业链.6 图 8：LED 显示屏间距不断缩小.7 图 9：小间距、Mini LED、Micro LED 三种间距区别.7 图 10：LED 显示屏与 DLP 屏价格对比（万/平方米）.9 图 11：LED 芯片与外延片价格变化趋势（元/片）.9 图 12：2017Q1-2017Q3 小间距 LED 销售分布（按间距分类）.10 图 13：SMD 封装与 COB 封装技术路径与点间距对比.10 图 14：SMD 封装与 COB 封装的显示效果对比.10 图 15：小间距 LED 专用显示领域应用.11 图 16：小间距 LED 产品应用分布.11 图 17：2017、2018 年商显领域各产品分布与增速（亿元）.11 图 18：全球小间距 LED 显示屏市场规模与增速（百万美元）.12 图 19：2017-2018 年中国 LED 显示屏月度出口趋势（千美元）.12 图 20：Micro LED 示意图.13 图 21：Micro LED 像素点横截面图.13 图 22：两种基板选择方式.13 图 23：Micro LED 简易工艺制程.14 图 24：激光剥离蓝宝石基板.15 图 25：75 寸 8K Micro LED 显示屏的成本下降路径（以小型印膜成本为 100 个成本单位基准）.16 图 26：Micro-LED 商业化量产速度预测.16 图 27：Micro LED 面板应用数量预测（百万片）.16 图 28：国星光电 Mini LED 显示、背光两个方向的技术规划.17 图 29：侧光式背光的优化路径.17 图 30：Mini LED 背光为点阵式.17 图 31：Mini LED 背光上下游产品、制程与应用发展情况.18 图 32：索尼、三星 CES 展览中展出的 LED 显示产品.18 图 33：奥拓电子 Mini LED 商用显示系统.18 图 34：Lumens 在 CES 中展出的 LED 显示屏.19 图 35：高密度 LED 显示技术的市场定位、应用产品与技术发展阶段.19 图 36：Mini LED 产业链.19 图 37：外延片从 100mm 扩大至 300mm，效率显著提升.19 图 38：倒装芯片结构.20 图 39：四合一芯片封装.20 图 40：Mini LED 在各应用领域的市场规模预测（百万美元）.21 请阅读最后评级说明和重要声明 4/24 行业研究深度报告 图 41：显示屏成为人机沟通的核心组件.22 图 42：MicroLED 显示领域全球主要专利申请人排名.22 图 43：苹果公司 microLED 显示技术重点领域的专利结构图.22 图 44：我国大陆面板厂在 TV 面板中市占率不断提升(%).23 图 45：LED 各环节厂商.23 表 1：小间距、Mini LED、Micro LED 三者芯片尺寸、封装方式、应用领域与驱动方式对比.8 表 2：小间距 LED 与传统显示技术对比.9 表 3：小间距厂商梳理.12 表 4：Micro LED 不同制程技术特征.14 表 5：以 4K UHD 显示为例各良率水平对应 LED 芯片不合格量（颗）.15 表 6：各厂商 MiniLED 布局进程.21 请阅读最后评级说明和重要声明 5/24 行业研究深度报告 高密度 LED 撬开显示大门 需求培育土壤，小身材蕴藏大力量 LED 显示屏起源于上世纪八十年代后期，由发光二极管组成的像素单元拼接而成，通过红色、蓝色、绿色 LED 发光块的独立亮灭来显示，以高可靠性、高亮度、宽视角、强环境适应性等特点，早期仅在公共信息显示领域得到应用。因此，在 LED 背光、照明应用轮番渗透的时代，LED 显示屏表现得略显低调，而小间距应用的兴起则再度点燃LED 显示热情，将“间距”与“尺寸”发挥至极致，引入“Mini LED”、“Micro LED”等概念，与 LCD、DLP 等传统显示和 OLED、QLED 等新型显示竞相抗衡。图 1：LED 应用范围演进 图 2：LED 显示屏中的独立 LED 单元 19941996199820002002200420062008201020lm/W30lm/W40lm/W60lm/W100lm/W120lm/W80lm/W指示灯交通灯彩屏手机手机闪光灯汽车内灯双基色显示屏特殊照明汽车尾灯小屏幕背光源NB背光源LCD TV背光全彩显示屏台灯普通照明车用大灯超高亮显示屏路灯 资料来源：利亚德招股说明书,长江证券研究所 资料来源：利亚德,长江证券研究所 以以 2015 年为起点年为起点，LED 显示屏贡献度成阶段式爬升。显示屏贡献度成阶段式爬升。虽然小间距 LED 早在 2010 年时便有技术突破，但 15 年小间距 LED 市场在大陆厂商的簇拥下发展更盛，在应用领域上的不断突破和深化，实现同比增长 5.87%。究其原因，我们认为 15 年时，一是间距水平已经足以满足绝大多数的市场需求，在专用、商用与舞台等室内应用场景与部分户外场景展现出性价比优势；二是小间距厂商进入者增多，推出统一且可靠的拳头产品，丰富了供给端的品类。与大多技术渗透趋势类似，随新技术成熟度提升、成本下降得到下游认可，LED 显示屏也以小间距应用为始，朝更小“间距”迈进，迎接下一高点。图 3：LED 显示在 2015 年后占比提升（按 LED 封装产值划分，百万美元）图 4：LED 产值在下游应用驱动下实现跨越增长（亿美元）175418571962205421382216230311.8%12.9%12.9%12.8%12.8%12.9%13.2%11.5%11.7%11.9%12.1%12.3%12.5%12.7%12.9%13.1%13.3%02,0004,0006,0008,00010,00012,00014,00016,00018,00020,00020142015201620172018E2019E2020E不可见光其他显示屏车用照明大尺寸背光手机与闪光灯显示屏占比（右轴）29%13%4%53%6%24%19%14%-3%3%16%-10%0%10%20%30%40%50%60%02040608010012014016018020020072008200920102011201220132014201520162017ELED产值yoyNB背光TV、手机背光LED 照明市场显示屏活跃增强 资料来源：LEDinside,长江证券研究所 资料来源：LEDinside,长江证券研究所 显示技术正以高清化、多样化、大屏化、低耗化四大趋势作为核心突破口，显示技术正以高清化、多样化、大屏化、低耗化四大趋势作为核心突破口，需要新的显需要新的显示技术共享市场示技术共享市场。触摸显示屏作为人机交互的关键平台，起到数据输入与输出的作用，请阅读最后评级说明和重要声明 6/24 行业研究深度报告 是终端设备必备的零部件。未来的显示面板需要更高的解析度、曲面化、轻薄化、高动态 HDR 的显示效果，传统背光走向自发光方式，LED 显示进而成为一大主流攻克方向。同时由于 LED 也能搭配柔性基板，实现与 OLED 抗衡的曲面显示，甚至是透明显示；再加上 OLED 目前的可靠性与使用寿命暂时有缺陷，Mini LED 与 Micro LED 优势明显。图 5：显示技术正以高清化、多样化、大屏化、低耗化四大趋势作为核心突破口 高清化高清化大屏化大屏化多样化多样化低耗化低耗化2K4K8K+8K+32寸43寸6565寸寸+异性柔性-Si LTPS新型新型显示显示可可折叠折叠透明化透明化曲面4.7寸5.5寸曲面全曲面全面屏面屏交互窗口数据输入数据输出 资料来源：长江证券研究所 应用领域从一突破，全产业链的精细化努力。应用领域从一突破，全产业链的精细化努力。LED 显示屏承载了 LED 的优点，其环保、轻薄、显色度好、寿命长的特质在 LED 显示屏实现无缝拼接、高密度间距后得到发扬。LED 显示屏从室外走向室内，冲击 DLP 拼接屏市场仅仅是第一步；从提升大尺寸显示屏细腻度到挖掘手机、电视、VR、AR 等市场，LED 显示的全产业链攻坚战与新成长期才刚刚开始。图 6：LED 显示屏的亮度、使用寿命优势显著 图 7：LED 显示产业链 0%50%100%012345678910DLP屏LED屏DLP屏多次更换新灯泡亮度年 LED芯片制造芯片封装LED显示模组(与PCB、处理层贴合）LED显示屏（箱体内含电源、控制卡、风扇等配件）资料来源：利亚德,长江证券研究所 资料来源：长江证券研究所 LED 显示魅力正起航，再助显示魅力正起航，再助 LED 行业辉煌。行业辉煌。LED 全产业链都在等待着新兴领域铺开，小间距市场持续拓宽，Mini LED 量产可期，Micro LED 终极显示变为现实。根据DIGITIMES Research 预估，从 2018 至 2022 年 LED 各运用领域需求看，汽车应用及显示屏市场规模增速最快，产值 CAGR 分别将为 13 至 15%、8 至 11%；而照明应用退居二线，复合增速低于 10%；TV、NB、Monitor 用 LED 背光将持续衰退。请阅读最后评级说明和重要声明 7/24 行业研究深度报告 间距与尺寸为度量，三阶段扩宽显示市场 点间距缩小，点间距缩小，“小间距”概念由此而来“小间距”概念由此而来。LED 显示屏的间距是指两枚 LED 灯珠（等同于像素点）中心点之间的距离，因此两个灯珠之间的距离决定了 LED 显示屏在单位面积下的分辨率。LED 显示屏行业普遍采用间距的概念来定义产品规格，例如 P8、P6（点间距分别为 8mm 和 6mm）等等。随着产品原材料不断优化，研发技术不断升级，LED显示屏灯珠的间距已经可以做到 1mm 以下的小间距产品。图 8：LED 显示屏间距不断缩小 资料来源：首商网，长江证券研究所 从从 LED 单元到像素概念，芯片尺寸与封装方式的变革。单元到像素概念，芯片尺寸与封装方式的变革。根据行业普遍共识，点间距在2.5mm 以下的 LED 显示屏即为小间距小间距 LED 显示屏显示屏。而 Mini LED、Micro LED，从 LED芯片尺寸出发，提出像素化要求，区别在于 Micro LED 要求间距小于 0.01mm，且芯片尺寸小于 0.05mm，Mini LED 的间距要求与芯片尺寸介于小间距 LED 与 Micro LED 之间。因此，小间距 LED 是从应用的视野进行定义的，叠加芯片的小型化，引出 LED 显示的下阶段目标Mini LED 与 Micro LED。图 9：小间距、Mini LED、Micro LED 三种间距区别 像素点像素点间距（间距（m mm m)大于2.52.5 1.25 1 0.635 0.315 0.01 0.001每英寸像素点每英寸像素点(个）个）10.16 20.32 25.4 40 80 254 254000LAM P/SM D显示小间距LEDM i ni LED(芯片尺寸50-200 m)M i cro LED(芯片尺寸50 m）201520192020+正装芯片 SM D封装正/倒装芯片 SM D/CO B封装巨量转移 资料来源：国星光电，长江证券研究所 高像素密度、高扫描比、高刷新率、高灰度等级四个发展趋势高像素密度、高扫描比、高刷新率、高灰度等级四个发展趋势，扩宽了，扩宽了 LED 显示屏的显示屏的应用领域。应用领域。诚然，更小的“下游终端像素间距指标”意味着更近的观看距离，传统小间距仅能覆盖偏大尺寸且对画质要求一般的显示场景，而 Mini LED 显示则开始攻破大尺寸显示屏、广告牌市场（若作为背光源，目前可开拓至手机尺寸），Micro LED 则依靠其高刷新率、高对比度可往近距离观看的 AR、VR 领域拓展。请阅读最后评级说明和重要声明 8/24 行业研究深度报告 表 1：小间距、Mini LED、Micro LED 三者芯片尺寸、封装方式、应用领域与驱动方式对比 对比指标对比指标 小间距小间距 Mini LED Micro LED 芯片尺寸 大于200m 50200m 小于50m 有无封装 有 均可 无 光源 自发光 自发光（显示）；背光源 自发光 终端应用 工程、商用显示屏 商用显示屏；消费电子（背光）商用显示屏；消费电子（AR、VR）应用尺寸 大于100英寸 5英寸以上 大于1.5英寸 驱动方式 驱动IC 驱动IC、TFT基板 TFT基板、CMOS(互补金属氧化物半导体)资料来源：行家说，InfoAV，长江证券研究所 因此，本文将着重以 LED 显示为切入点，分析从小间距 LED、Mini LED 到 Micro LED三阶段成长轨迹，并落实到国内厂商的机遇，推荐产业链相关标的。请阅读最后评级说明和重要声明 9/24 行业研究深度报告 小间距 LED：商用化代表，成本与市场的权衡 从室外到室内，从室外到室内，小间距小间距 LED 打破传统打破传统 LED 显示概念。显示概念。传统的 LED 显示多用于低端领域，多采用单基色、双基色或全彩显示文字或图像。受限于技术原因，LED 显示多用于室外，受众在观看距离较远时分辨能力有限，对于点间距的要求较低。近年来，小间距LED 的间距逐步缩小，从平均 10mm 向 2mm 以下变迁，进而开始与 DLP 拼接屏、LCD拼接屏开始竞争室内市场。表 2：小间距 LED 与传统显示技术对比 对比指标对比指标 小间距小间距LED DLP拼接屏拼接屏 LCD拼接屏拼接屏 显示原理 自发光 光源投影 背光源+液晶成像 均一性与一致性 亮度、色彩逐点可调，整屏均匀一致 单元间亮度与色彩衰减不一致，可恢复 单元间亮度与色彩衰减不一致，不可恢复 色彩饱和度 97%左右 较低 97%左右 灰度等级（数值越大越好）16bits 12bits 8bits 物理拼接 无拼缝 0.5mm以下 3.5mm 示意图 资料来源：中国产业研究院，长江证券研究所 进阶的基础：成本下降+技术进步 我们认为小间距 LED 的快速渗透和未来潜力与其成本下降趋势、间距缩小程度、封装成本下降趋势、间距缩小程度、封装技术水平技术水平息息相关，三者作为性价比与技术指标成为行业天花板的主要参考点。成本的下降成为小间距成本的下降成为小间距 LED 得以快速渗透的关键动力得以快速渗透的关键动力。在小间距 LED 屏的生产成本中，灯珠占比 65%以上，而近年来 LED 芯片的快速下降使得最终产品价格下降至 DLP拼接屏之下。上游 LED 芯片成本降低体现在两个方面：一是技术进步下，单颗芯片的尺寸缩小且光效水平提升；二是大陆 LED 厂商突破芯片工艺与 MOCVD 设备瓶颈后，供给端快速释放，使得价格降低。进而，对于 LED 显示屏厂商来说具备加快推进小间距 LED 的动力。图 10：LED 显示屏与 DLP 屏价格对比（万/平方米）图 11：LED 芯片与外延片价格变化趋势（元/片）201020112012201320142015DLP屏LED屏 -40%-35%-30%-25%-20%-15%-10%-5%0%5%10%0501001502002503003502014201520162017H1芯片外延片芯片价格变动外延片价格变动 资料来源：利亚德,长江证券研究所 资料来源：聚灿光电招股说明书，长江证券研究所 请阅读最后评级说明和重要声明 10/24 行业研究深度报告 间距缩小概念被不断认可，应间距缩小概念被不断认可，应用端间距收窄明显。用端间距收窄明显。2016 年时超过半数的小间距产品为2mm，到 17 年时 2mm 以上间距的占比在快速下降，而 1.2-1.4mm 间距的产品销量快速攀升。可见，小间距 LED 产品在成本下降后得到更多购买者的青睐，而间距的不断缩小又给客户更多选择空间。图 12：2017Q1-2017Q3 小间距 LED 销售分布（按间距分类）13%29.90%35.40%21.60%0%-21.80%-3.60%8.20%17.10%-30%-20%-10%0%10%20%30%40%2.1-2.5mm1.8-2.0mm1.5-1.6mm1.2-1.4mm1.0及以下占比增速 资料来源：奥维云网，长江证券研究所 COB 封装技术应用广泛封装技术应用广泛，封装技术功不可没。，封装技术功不可没。小间距 LED 前两年多采用 SMD 封装工艺，虽在一定程度上实现间距缩小化（1mm 以下难以突破），但 SMD 封装的产品的出厂前失效率1达到百万之 30-50 个像素点，限制了小间距 LED 的商用化。COB（chip-on-board）封装技术强调将 LED 芯片用导电或非导电胶直接封装在印刷电路板上，而不是将三原色 LED 芯片封装成灯珠（封装厂完成）再制成显示屏，将专攻点间距在 0.5mm1.0mm 范围内的显示屏。SMD 的生产工艺需要经过固晶、焊线、点胶、烘烤、冲压、分光分色、编带、贴片等多个环节，而 COB 工艺仅需要将 IC 贴在线路板上然后固晶、焊线、测试、点胶、烘烤，进而完成成品。因此，COB 封装的出现简化了生产环节，时间成本与材料成本减少。图 13：SMD 封装与 COB 封装技术路径与点间距对比 图 14：SMD 封装与 COB 封装的显示效果对比 资料来源：搜狐科技,长江证券研究所 资料来源：LEDinside,长江证券研究所 市场再扩宽：进军商显+展望海外 领域开拓空间之一：专显市场渗透领域开拓空间之一：专显市场渗透+商显市场开启。商显市场开启。起初，小间距 LED 的应用场景主要为军队指挥中心、公共安全监控中心、电视台演播室等对价格不敏感的专用显示领域。1 失效率：在单位时间内某类物体失效的数量与整个群体总数的百分比。LCD 面板失效像素点的国际公认标准为百万之 1.5 个失效像素，即失效率 1.5PPM。请阅读最后评级说明和重要声明 11/24 行业研究深度报告 过去几年，随着 LED 显示技术不断精进，小间距 LED 开始进军商显市场，在展览展示、商务会议、室内广告标牌与夜游经济等商用领域崭露头角。图 15：小间距 LED 专用显示领域应用 交通路网及航空监控显示系统广播电视传媒显示系统政府及企事业单位会议显示系统公共安全显示指挥系统能源行业生产调度系统 资料来源：利亚德官网，洲明科技官网，长江证券研究所 商显大屏拼接市场角逐战商显大屏拼接市场角逐战抗衡抗衡 LCD 拼接技术，挤压拼接技术，挤压 DLP 拼接市场。拼接市场。从小间距 LED应用领域看，小间距 LED 在商业显示领域的布局才刚刚开始，去年 1 季度数据表明专显占应用比例仍达到 79%。从整个商显市场看，国内商显市场规模逐年扩大（17 年为543 亿元，18 年预计达 677 亿元），其可扩展空间远高于专显领域，其中小间距 LED可扩展的大屏拼接市场 17 年总规模达 113 亿元，18 年将增加至 145 亿元，因此市场的可挖掘空间与替代 DLP 拼接的趋势给小间距 LED 带来成长空间。图 16：小间距 LED 产品应用分布 图 17：2017、2018 年商显领域各产品分布与增速（亿元）29%26%20%4%21%政府及公安能源交通广电及通信工商业 15.3%41.9%31.4%52.4%16.7%2.5%1.2%33.3%-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%140%050100150200250电子白板激光投影广告机小间距LCD拼接商用电视DLP拼接单屏显示器20172018E2017增长率2018E增长率 资料来源：奥维云网,长江证券研究所 资料来源：奥维云网,长江证券研究所 领域开拓空间之二领域开拓空间之二：小间距小间距 LED 走出国门，海外需求慢慢升温。走出国门，海外需求慢慢升温。根据 OFweek 产业研究院数据显示，2017 年全球小间距 LED 显示屏市场规模超过 10 亿美元，预计 2020年将逼近 18 亿美元。从区域分布看，亚太地区为占比最高市场（5060），其次为北美、欧洲地区。请阅读最后评级说明和重要声明 12/24 行业研究深度报告 图 18：全球小间距 LED 显示屏市场规模与增速（百万美元）图 19：2017-2018 年中国 LED 显示屏月度出口趋势（千美元）0%10%20%30%40%50%60%02004006008001,0001,2001,4001,6001,8002,000201620172018E2019E2020E市场规模增长率 0100,000200,000300,000400,000500,000600,000700,0001月2月3月4月5月6月7月8月9月 10月 11月 12月20172018 资料来源：中国产业信息网,长江证券研究所 资料来源：OFweek,长江证券研究所 技术进步给小间距 LED 一方面提供较大的扩展空间，一方面通过 COB 封装、中高端产品渗透提升单位价值量，共同推进总体产值的不断攀升。目前，国内优质的小间距厂商有利亚德、洲明科技与艾比森。然而技术的限制也同样让小间距 LED 止步于更精细化的市场，留给 Mini LED、Micro LED 技术更多舞台。表 3：小间距厂商梳理 公司名称公司名称 简介简介 利亚德 利亚德原创的 LED 小间距技术及系列 LED 高清产品，自 2012 年推向全球高端市场以来，每年均高速增长，2017 年实现订单 27 亿，成就了利亚德在全球 LED 显示屏市场占有率蝉联第一的殊荣。洲明科技 在 LED 显示屏方面，洲明已形成了 LED 小间距、租赁类、体育类、创意类、固装类 LED 显示屏、智能标识标牌等产品，并为客户提供一体化、智能化的综合性解决方案。目前，洲明在 LED 显示屏市场份额全球前三，其中 LED租赁显示屏市场份额全球第一。艾比森 艾比森现有 iCon 会议系列、CR 系列、A27 系列、HDV 系列、N 系列和 PL系列等 6 个系列共 13 款小间距产品（点间距 P2.5mm 及以下），具有高亮、高清、低灰、色彩均匀、无缝拼接、安装快速、使用寿命长等特点，可应用于视频会议、展览展示及指挥控制等多种应用场景。资料来源：公司公告，长江证券研究所 请阅读最后评级说明和重要声明 13/24 行业研究深度报告 Micro LED：面向未来，LED 显示的传承与革命 技术待突破：极限缩小带来的挑战 传承：结构与 LCD、OLED 面板存在相似性 LED 芯片极度微型化，基本原理一致。芯片极度微型化，基本原理一致。Micro LED 以微米为晶粒尺寸标准，配备 TFT或 CMOS 驱动电路，且无需封装，可实现晶粒紧密排布，到达极高的像素密度。Micro LED 是 LED 产业的延伸，在 LED 芯片制造环节与传统技术具备相似性，同样需要制备外延片、RGB 三色晶粒与组装。图 20：Micro LED 示意图 资料来源：Yole，长江证券研究所 有别于传统有别于传统 LED 显示，显示，前段前段环节与面板环节与面板、集成电路、集成电路近似近似，但又在多个技术节点提出新但又在多个技术节点提出新的要求。的要求。由于 LED 芯片的精密程度以几何增长式提升，共衍生出三大难点，一是集成工艺从直插、表贴、COB 封装等变为巨量转移，二是单颗 LED 芯片若损坏难以修复，三是背板有 PCB 板、面板制造所使用的 TFT 基板和 CPU 与内存所采用的单晶硅基板（CMOS）三种方案，TFT 与 CMOS 基板较符合终极显示形态。因此，从前两点看 Micro LED 与传统 LED 显示相比，难度升级，而从第三点看，其前段制程设备、材料方面与面板和半导体制造存在一些相似性，在一定程度上简化了 Micro LED 的技术，也给其他领域厂商提供了进入契机。图 21：Micro LED 像素点横截面图 图 22：两种基板选择方式 资料来源：Yole,长江证券研究所 资料来源：Yole,长江证券研究所 基板技术选择与终端产品相关。基板技术选择与终端产品相关。用于微型发光二极体显示器的基板可以是玻璃、硅晶圆或是印刷电路板。不同的显示应用需搭配不同的基板，例如，电视与手机屏幕，会选用玻璃为基板；头戴式可穿戴设备会选用硅晶圆为基板；而大型显示器多使用印刷电路板为基板。不同的基板就会对应不同的驱动与巨量转移技术。请阅读最后评级说明和重要声明 14/24 行业研究深度报告 革命：巨量转移工艺是关键 巨量转移成为新增巨量转移成为新增环节。环节。Micro LED 的制作工艺流程是在氮化镓或氮化硅外延片上将LED 晶粒进行薄膜化、微小化、阵列化、使其尺寸仅在 50m 以下左右；然后将所得的LED 芯片批量式转移至电路基板（TFT 基板或 CMOS 基板）上，其基板可分为硬性、软性透明、软性不透明；再利用物理沉积制程完成保护层与上电极，即可进行上基板的封装，完成一张结构简单的 Micro LED。图 23：Micro LED 简易工艺制程 资料来源：ALLOS，长江证券研究所 工艺制程难度升级，巨量转移成为拦路虎。工艺制程难度升级，巨量转移成为拦路虎。由于利用单晶硅基板的 CMOS 电路驱动结构成本较高，且无法在手机、电视等尺寸的屏幕上应用，因此目前探讨的 Micro LED 基板主要是电流驱动的 TFT 结构。而将数以万计的 LED 芯片转移至 TFT 基板上，既要考虑良率又要注重效率，目前巨量转移的方式繁多，主要可分为三大种类：芯片连接（芯片连接（Chip bonding）、外延连接（）、外延连接（Wafer bonding）和薄膜连接（）和薄膜连接（Thin film transfer）。1、芯片连接技术。、芯片连接技术。该技术将 LED 直接进行切割成微米等级的 Micro LED 芯片，利用SMD 技术或 COB 技术，将微米等级的 Micro LED 芯片一颗一颗键接于显示基板上。2、外延连接技术。、外延连接技术。在 LED 的磊晶薄膜层上用感应耦合等离子离子蚀刻(ICP)，直接形成微米等级的 Micro-LED 磊晶薄膜结构，再将 LED 芯片直接键接于驱动电路（TFT）基板上，最后使用物理或化学机制剥离基板。3、薄膜连接技术。、薄膜连接技术。该方法使用物理或化学机制剥离 LED 基板，以一暂时基板承载 LED芯片薄膜层，再利用感应耦合等离子蚀刻，形成微米等级的 Micro-LED 磊晶薄膜结构；或者，先进行蚀刻，形成 Micro-LED 芯片薄膜结构，再剥离 LED 基板，以一暂时基板承载 LED 磊晶薄膜结构。最后，根据驱动电路基板上所需的显示划素点间距，将 Micro LED 磊晶薄膜结构进行批量转移，键接于驱动电路基板上形成像素点。这种技术是目前这种技术是目前三种批量转移技术中成本三种批量转移技术中成本最最低的方法，低的方法，预计预计能能最快最快实现商业化实现商业化应用应用。表 4：Micro LED 不同制程技术特征 制程种类制程种类 芯片连接芯片连接 外延连接外延连接 薄膜连接薄膜连接 显示画素种类 Micro LED chip Micro LED thin film Micro LED thin film 显示基板尺寸 无尺寸限制 小尺寸 无尺寸限制 转移间距可调 可 不可 可 批量转移能力 不可 可 可 外延片一次利用率 中 低 高 外延片多次利用率 无 中 高 成本 高 中 低 耗时 长 中 中 厂商 SONY Leti、ITRI Luxvue（Apple）资料来源：半导体行业观察，长江证券研究所 请阅读最后评级说明和重要声明 15/24 行业研究深度报告 柔性柔性 Micro LED 产品中产品中，LED 芯片制造环节芯片制造环节需增加剥离衬底工序。需增加剥离衬底工序。剥离工序是生产高亮度 GaN LED 芯片的过程中的新增环节，不论是在刻蚀前或者刻蚀后，为了将器件粘合到最终或临时载体上，需要将器件与蓝宝石基板分离。图 24：激光剥离蓝宝石基板 资料来源：相干公司，长江证券研究所 主主要瓶颈在于要瓶颈在于 LED 晶粒巨量转移的良率晶粒巨量转移的良率问题。问题。以目前薄膜连接的技术水平，受制于良率问题，制成 Micro LED 的成本比传统的 LCD 面板和新晋 OLED 面板要高出许多，距离商用化仍然需要一定的时间。若要达到商用化程度，Micro LED 转移良率必须达到99.9999%，精准度控制在0.5m 以内，且产品要求高波长均匀性，目前量产标准下的蓝光 LED 波长均一性要求在5-12nm。同时 Micro LED 中晶圆一致化的问题也需要解决。以 4K 显示为例，一台 4K UHD 面板有 3840*2160 像素，转化为彩色 Micro LED芯片将超过 24,800,000 颗；如以 99.99%良率计，一台 4K 显示上的不合格芯片将高达2488.32 颗，即使是极高的量产合格率也无法避免会产生需要检修的不良芯片。表 5：以 4K UHD 显示为例各良率水平对应 LED 芯片不合格量（颗）量产合格率量产合格率 对应芯片不合格量对应芯片不合格量 90.00000%2,488,320.00 95.00000%1,244,160.00 99.00000%248,832.00 99.90000%24,883.20 99.99000%2,488.32 99.99900%248.83 99.99990%24.88 99.99999%2.49 资料来源：ALLOS，长江证券研究所 技术不成熟延缓商业化落地速度。技术不成熟延缓商业化落地速度。各大厂商正积极通过增加产品附加价值、增大外延片面积，改善芯片、转移技术良率等方法以达到成本下降目标。目前，Micro LED 显示技术上带来的制造成本仍处于高位，估计若要取代现有的部分 LCD 产品还需较长时间。Yole也在去年7月的报告中详细分析了芯片和组装成本的重要性，提出了75寸8K Micro LED 显示屏的成本下降路径。请阅读最后评级说明和重要声明 16/24 行业研究深度报告 图 25：75 寸 8K Micro LED 显示屏的成本下降路径（以小型印膜成本为 100 个成本单位基准）10071655220020406080100小型印模10m晶粒中等印模10m晶粒大型印模10m晶粒中介层10m晶粒中介层5m晶粒75 8K TV晶粒组装成本，良率99.99%转移成本晶粒成本修复成本 资料来源：Yole，长江证券研究所 应用无限量：泛显示时代，市场规模迅速增长 Micro LED 的微型的微型主动主动发光技术为其拓宽了终端应用市场。发光技术为其拓宽了终端应用市场。从终端应用看，Micro LED 主要有两大发展方向，一是由苹果领导的小型可穿戴设备应用，充分发挥其低功耗、高亮度的特性；二是由三星、索尼推出的微距高清晰度大尺寸显示屏。除此之外，在泛显示时代，显示屏的应用早已不局限于传统终端载体，汽车、家居、VR、AR 等等各个领域都为有可挖掘