据洛图科技(RUNTO)调研报告显示,2022年在国内消费市场颇受新冠疫情等因素抑制的不利背景下,国内市场小间距LED显示系统依然实现了货面积达90.3万平方米,同比增长17.1%的成绩,凸显“新型”显示行业持续爆发的市场机遇。
其中,P1.0间距以下产品市场占比达到2.7%,平米单价下降到8.6万左右,市场销售额占比达到12.5%,市场规模接近翻番,正成为2022年行业高端品牌竞争的焦点。值得一提的是P1.0以下间距产品相当一部分采用micro LED级别的显示技术。特别是崭新兴起的LED一体机市场,几乎全部采用micro LED级别的显示技术。
行业普遍看好,micro LED爆发在即
2023年1月份,美国CES展会上,全球彩电第一品牌三星推出了包括50 英寸、63 英寸、76 英寸、89 英寸、101 英寸、114 英寸和 140 英寸七种尺寸的micro LED电视机。其阵容相较2022年CES展会的2款产品大幅增加。同时,全球高端彩电代表品牌索尼,亦再次展示了Crystal B系列和C系列黑彩晶micro LED显示产品。
对于小间距LED显示行业而言,三星、索尼算是后起之秀。这些相对于本土利亚德、洲明、奥拓、雷曼等品牌进入行业更晚的“势力”,正在通过对新型的micro LED技术的紧密布局,力图实现“后发先至”。结合行业传统专业品牌的持续产品创新和投入,在micro LED时代,已经形成含彩电、IT、面板和传统LED显示企业在内的“空前规模”的LED直显阵营。
Micro LED技术的广受关注,更是迎来了更多真金白银的投入——将LED产业投资额带入到了“百亿元”项目时代。例如,广东光大集团的东莞第三代半导体科研制造中心项目投资总额不低于150亿元;三安光电在湖北的Mini/Micro LED芯片产业化项目资金额为120亿;芯映光电湖北鄂州的Mini/Micro LED新型显示器件及模组产业化项目,总投资额达80亿元;京东方北京新型6代线,面向XR和Micro/mini LED应用,投资额高达290亿元……
据行业不完全数据显示,2019年以来,国内LED市场围绕mini/micro LED产业链上下游的投资,包括晶圆、驱动、封装、终端、设备与材料的布局,至少已经形成高达2000亿元的项目投资预期。这些投入中大部分会在2023-2025年实现量产或者初步投产。因此,行业纷纷预计,目前崭新的micro LED显示时代已经跨入爆发阶段。
三大技术支撑到位,micro LED显示从容上阵
对于一项新兴技术的发展过程,最大的制约往往来自于“技术”实现上。Micro LED显示发展到今天,被市场普遍看好的原因就在于“技术上已经实现突破”:包括5-6个9水平的巨量转移技术的实现、MiP(Micro LED in Package)封装技术、GOB(GLUE ON THE BOARD)板胶终端技术等,构成了micro LED崛起的“三件套”。
首先,从显示角度看,一台4K分辨率的显示设备需要2488万个Micro LED芯片。这就需要micro LED显示必须突破巨量转移的“规模”、“速度”和“良率”瓶颈。对此,2022年,行业内领先企业,如利亚德、京东方、康佳等纷纷达到5-6个9 的良率水平,以及每秒转移超过100颗芯片以上的速度。
且从封装和应用角度看,COB技术直接形成小单元CELL对良率要求最高,要达到6个9以上;如果是小尺寸micro LED直显应用屏,如智能手表显示屏,可能需要8-9个9的良率才能满足需求。但是,如果采用IMD以及MiP封装技术,因为一个单体灯珠只封装三到十几个,最多三四十个micro LED晶体,其巨量转移良率只需要4个9即可。
所以,行业认为如果采用巨量转移+mip为主的技术路线,率先实现micro LED直显在大中尺寸和工程拼接显示中的应用,目前的巨量转移技术已经至少满足7-8成的应用场景和产品的大规模经济量产需要。
第二,从封装角度看,MIP技术最大的特点还不是“降低了巨量转移”的难度,而是提升了下游终端的普适性。一方面,MIP技术与COB一整块模组同时封装不同,MiP技术是“化整为零”的思想,即保持了COB封装在可靠性、电气连接性上的优势,又避免了COB色彩、检测与修复方面的弱势。
另一方面,MIP技术形成的灯珠结构上与LED直显行业最广泛应用的SMD单灯相似,只是尺寸更小。在终端化的工艺流程和材料上高度兼容SMD设备与生产线。具有下游投资小、生产组织快和市场布局灵活的特点。特别是终端产品布局上,MIP实现了一种规格的封装器件,对应多种间距规格终端显示屏的灵活性(比较而言,cob和IMD的封装结构,直接固定了终端显示屏的像素间距结构)——这种终端制造的灵活性,让mip普遍被市场看好,更是能将micro LED显示带到从P0.2到P3.0以上间距的广阔应用市场。
第三,GOB技术的广泛开发,提升了MIP和IMD封装器件在终端市场的品质竞争力。COB封装的最大的优势在于更好的防护性和可靠性。这是传统SMD工艺不能比拟的。但是,后者在混灯、分光分色、维修、量产成本上具有显著优势。GOB技术即是对SMD和COB技术优缺点的兼容并蓄——通过点胶工艺,GOB相当于给原有SMD技术下的LED显示屏做了美颜,让其具有COB一样的硬度和防护性。
由于MIP和IMD封装器件亦采用SMD等表贴工艺,所以GOB技术也适用于MIP和IMD封装器件的micro LED产品。且由于其封装规格尺寸更小,点胶结合效果应当更佳。
综上,巨量转移、MIP、GOB等技术组合,相当于为micro LED在中大尺寸直显市场的加速应用提供了一个“成本低”、“效果高”、“对既往技术和设备兼容好”、“终端规格和工艺组织更灵活”的路线选择。三者结合构成了让micro LED直显进一步加速市场化的“闭环”技术路线图。
多元应用、多元技术,催生micro LED加速崛起
未来,micro LED显示不仅会持续开拓P1.0以下微间距显示市场,在大尺寸一体机、高端彩电等应用中大放异彩(兆驰股份更是提出要用“家电”和“消费电子”的思想做COB显示);也会在上至P3.0以上间距、下至p0.2超微产品广阔规格区间迎来发展机遇。
从LED显示角度看,无论是室内外市场都对更高清晰度,超高清有着必然的追求;这会促进越来越小的间距指标需求。同时,单位显示面积上像素规模的增加,亦会导致对单体LED发光强度要求的下降;结合micro LED不断提升的亮度效率,让micro级别的新品可以广泛适应宽阔场景下的市场需求。而采用micro或者mini级别的LED颗粒,可以大量节约晶圆、外延材料成本,实现更高的生产效率。
采用mip封装技术结合传统SMD工艺,micro LED能够适应P0.2-p3.0以上间距指标显示终端的应用;如果在结合GOB工艺,则能进一步提升其产品性能和品质表现力。采用COB技术,则可以在P1.5间距以下市场提供高端小间距LED显示终端产品。采用IMD技术可以降低P1.0及其以下间距指标micro LED显示的终端集成难度和设备投入成本,并亦可以与GOB结合实现更高水平的产品体验。
同时,行业也在大力发展玻璃基板新材料,实现超微间距micro LED载板成本和可靠性的突破;采用AM主动驱动技术,提升产品的显示品质和可靠性表现力;采用新兴CMOS和TFT为代表的背板电路实现主动驱动设计方案,实现更高的产品可靠性……
总之,在技术多元、终端多元的基础上,micro LED亦可以实现应用多元化。后者意味着micro LED不仅是超微间距产品继续升级和普及的必备技术,也是传统P1.0-p3.0小间距产品未来的技术升级方向。从P0.2到P3.0以上宽广、灵活的产品市场必然决定了行业空前的发展前景——Micro LED已经表现出足够的王霸之气,其未来不可限量。