产品特点
产业也有所谓的海兹定律(Haitz‘s Law),意指每18~24 个月LED 亮度约可提升一倍,而每经过10 年,LED 输出流明则提升20 倍,同时,LED 的成本价格将降1/10。
目前全球LED 发展重心渐渐移向中国,主要中国的十二五计划针对LED 产业加强补贴,导致全球产业生产结构发生变化。
根据资料显示,2017 年中国LED芯片产能已占全球58%,处绝对主导地位,则占15%、日本12%、韩国9%、美国3%。
而在经过产业整合洗牌后,中国LED 芯片厂商以三安光电、华灿光电、德豪润达(即将退出)、澳洋顺昌、乾照光电等大商为主。
截至2018 年为止,三安光电以4344.4 万片(折合二吋片) 的年产能位居中国LED 制造榜首;华灿光电则以2171 万片排名中国第二;德豪润达产能则达到1000 万片,预计未来将扩充至1500 万片。此外,中国LED 厂整体保持着较高的产能利用率,2018 年底平均达89%。
近年来,LED 上下游厂商扩大投入Mini LED 技术研发的投资力道,随着产品及供应链配套成熟,Mini LED 将为下一波LED 景气周期挹注新的成长动能。
Mini LED名为「次毫米发光二极体」,最早由晶电( 2448-TW)提出,意指晶粒尺寸大约100微米以上的LED。而Mini LED晶粒尺寸介于传统LED和Micro LED之间,简单来说是传统LED的改良版本。
Mini LED 在制程上相较于Micro LED 优势的点在于良率高,而在Micro LED 巨量转移等技术未有突破之下,Mini LED 则是LED 产业下一波发展重点。
Mini LED具有异型切割特性,可搭配软性基板,以做出高曲面背光的形式面板。同时,采用局部调光设计,拥有更好的演色性,能带给液晶面板更精细的画质,且厚度也趋近OLED,可省电达80%,适用于手机、电视、车用面板及电竞等级NB等产品上。
与AMOLED相比,Mini LED背光在成本,及寿命上有绝对优势。由于LED芯片比OLED有更高的光电转换效率,再加上局部调光控制,使Mini LED背光能有较低功耗,并达更高对比及亮度。
不过,Mini LED 芯片和灯珠单位面积使用量大,且要达到高效显示必需排列十分紧密,对焊接面平整度、线路精度有更高的技术要求,也对焊接参数的适应性和封装容错率要求也更为严格。
且Mini LED 封装元件进行贴片时,由于精度要求在25 微米以下,因此传统贴片机必须将贴片速度降低到原有贴片速度的30%~50%,这将大大降低屏幕的生产制造效率。
因此如何能以高效率和高精度的方式生产出Mini LED 面板,及制造出高效率的贴片机成为Mini LED 产业的一道难题。
整体而言,虽然Mini LED 背光渐渐导入高阶应用市场,有机会为现今的LED 红海市场中杀出一条血路。
但2018 年Mini LED 仍受限于成本偏高,尤其OLED 面板与LCD 面板价格竞争趋于白热化,OLED 成本下降之下,导致Mini LED 背光搭载于高阶智能手机进度不如预期。业界估计Mini LED 价格还需下降逾15%,才有机会触及市场甜蜜点。
往好的方面想,2018 年下半年高阶电竞产品采用Mini LED 已开始少量出货,中、大尺吋应用产品能避开OLED 面板价格竞争。
而2019年上半年下游产品出货动能逐渐扩大,使得Mini LED能见度提升,只要价格能更快速的下滑,一旦能切入智能手机市场,将能迅速增加需求。市调机构预估,Mini LED的产值将在2023年超过10亿美元。
未来只要Mini LED 技术成熟度不断提升,LED 灯珠间距越来越小,单位面积内使用晶粒数量增加,以达到更高阶的显示效果,Mini LED 取代OLED 在智能手机中的地位就值得期待。
随着产品技术不断改善,研发技术持续升级,LED 点间距已经可以做到1mm 以下的小间距产品。
依照业内普遍共识,点间距在2.5mm 以下的LED 显示器即可定义为小间距。至于Micro LED 则要求间距小于0.01mm,且芯片尺吋小于0.05mm,而Mini LED 的间距要求与芯片尺吋则介于小间距LED 与Micro LED 之间。
近年来,小间距LED 的间距逐步缩小,从平均10mm 向2mm 以下前进,进而开始与DLP、LCD 屏幕竞争室内显示器市场。而随着LED 芯片因芯片工艺精进,与MOCVD 设备瓶颈突破后,成本快速下滑,其最终产品价格已至降至DLP 屏幕之下。
至于全球市场模规方面,根据OFweek产业研究院资料显示,2017年全球小间距LED显示屏幕市场规模超过10亿美元,预计2020年将逼近18亿美元。从区域分布看,亚太地区为比重最高的市场约50%~60%,其次为北美、欧洲地区。
然而小间距LED 还是有其物理上的技术限制,因此对于更小间距的消费应用市场,就留给Mini LED、Micro LED 发挥。
在苹果曾表示未来旗下各类消费性产品的显示技术将采用Micro LED,而Micro LED 立即成为当红炸子鸡。
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,同样需要外延片、RGB 三色晶粒与组装。
Micro LED 虽然前段制程与面板、IC电路相似,但多了一项巨量转移制程。而目前Micro LED 量产最大难关就是在此环节上。
因为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(巨量转移过程),就是目前各厂所面临的良率及效率的严峻考验。
如果只以99.99% 良率计算,一台4K 显示器上的不合格芯片将高达2488.32 颗,如果是99.9999% 的良率,只会有2.49 颗不合格芯片。由此可以看出目前各厂面对这座巨大技术高墙暂时难以突破。
不过,即使Micro LED 良率问题无法有效改善,但Yole 还是认为今年Micro LED 应用将可在小尺吋市场中见到身影,特别是穿戴式消费性电子,随后在2021 年开始渗透至智能手机与电视领域,而智能手机将是Micro LED 显示技术运用最大的领域。
Mini LED 作为小间距LED 与Micro LED 的过渡应用,其优势在于Mini LED 背光能够利用已有的LCD 技术基础,结合成熟的RGB LED 技术,将产品推出的周期缩短。
以生产环节看,Mini LED 目前虽然在中期阶段,但面临的困难不像Micro LED 难以突破。不过要顺利推动还是需要外延片、芯片、封装、基板、TFT 背板、驱动IC 与设备厂商等共同努力。
LEDinside指出,Mini LED未来可能的发展方向,涵盖电视、手机、车用面板、显示幕等,预估2023年整体Mini LED产值将达到10亿美元,其中LED显示屏幕及大尺吋电视等,将是Mini LED应用的主流。
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