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[导读]在超高清显示时代对画质和分辨率等规格提出更高要求的背景下,Mini/Micro LED被寄予厚望。两者的芯片尺寸都实现了微缩化,主要区别在于:Micro LED尺寸更小,无需蓝宝石衬底;而MiniLED的尺寸大于Micro LED,并且保留蓝宝石衬底。

一、MiniLED新定义和两大应用方向

在超高清显示时代对画质和分辨率等规格提出更高要求的背景下,Mini/Micro LED被寄予厚望。两者的芯片尺寸都实现了微缩化,主要区别在于:Micro LED尺寸更小,无需蓝宝石衬底;而MiniLED的尺寸大于Micro LED,并且保留蓝宝石衬底。

最初,集邦咨询光电研究中心LEDinside将MiniLED和Micro LED的尺寸分界线定为100微米。不过,随着MiniLED技术持续进步,厂商已经能够制造出尺寸小于100微米但仍带有蓝宝石衬底的MiniLED产品。因此,LEDinside将分界线改为75微米。

从应用来看,MiniLED可分为背光和RGB显示两个方向。

MiniLED背光技术通常采用蓝色芯片搭配转色材料实现白色背光,再结合液晶面板实现画面显示。MiniLED背光具有局域调光(Local Dimming)技术,能够通过精细分区,对整体画面进行动态调光,从而实现高动态对比度。应用场景包括可穿戴显示设备、电视、车载显示、电竞和笔电显示等场景。

以电视应用为例,相较于传统背光LCD,采用MiniLED背光技术的LCD在动态对比度和亮度上的表现更佳,且具有轻薄、高画质、低功耗和节能等优势,很大程度上提升了LCD的性能。

此外,MiniLED背光可搭配柔性基板实现曲面显示和轻薄设计,更增添了其应用的灵活性。

MiniRGB显示是自发光技术,相当于小间距显示屏的技术升级版,通常是由RGB MiniLED芯片组成显示像素,再通过SMT或COB封装的方式贴在驱动基板上,作为显示屏直接显示,应用场景包括可穿戴显示、高清移动显示、车载显示、高清大尺寸显示等。

由于技术尚不成熟、成本偏高,MiniRGB显示尚未到达冲刺量产阶段。不过,会议室、指挥监控、高端商业显示、安防等公共服务大尺寸显示的需求正在被激发,尤其是疫情的爆发有效刺激了会议室显示等室内商显的需求,加快了MiniRGB显示的在显示市场的渗透率。

二、全产业链入局,为行业添油加力

MiniLED的出现为LED整个产业链注入了全新的活力,上、中、下游及配套应用的各大厂商积极布局,不断加码,推动了MiniLED产业驶入快速成长的车道。

三、设备端准备就绪,蓄势待发

从设备端来看,据LEDinside此前调查显示,大部分MiniLED设备厂商已准备就绪,为实现MiniLED大规模商用化打好坚实的基础。对于设备环节的速度、精度、良率和一致性等技术问题,相关厂商也已经“对症下药”,并在持续寻求突破与创新。

点测分选等封测设备厂商中,以华腾半导体、标谱和梭特科技为例。针对MiniLED的需求,华腾半导体推出了全自动测试分选机(HT7600)和全自动编带机(HT6000),实现更高的测试精度和良率。

标谱成功完成了COB LED测试系统升级,测试速度提升100%;并加大研发投入,标谱的研发人员在2019年增加了30%。

作为分选机和固晶机市场的核心技术,梭特科技的Pick & Place取放技术提供高速度和高精度服务,逐渐解决了高成本的问题。同时,梭特还推出针对倒装芯片的固晶机、NST-620系列分选机以及高精度的ST-661系列排片机。

巨量转移设备厂商中,以K&S和ASM太平洋为例。K&S推出了PIXALUX巨量转移设备,相比传统的单颗取放技术,其转移速度提升了3-5倍,1秒能够转移50颗LED芯片,并且能够达到10-15μm的精准度,转移良率颇高。今年,PIXALUX销量大幅增长,已开始为K&S的业绩贡献显著的增长动能。

ASM 太平洋拥有独特的巨量转移接合技术,推出了全自动巨量焊接产线 Ocean Line。同时,ASM太平洋还针对MiniLED需求推出了AD420 固晶设备,实现封装解决方案全面覆盖。

刻蚀机和沉积设备,以北方华创为例。北方华创针对MiniLED需求,在ICP刻蚀机和薄膜沉积设备原有技术的基础上进行了规划,涵盖了蓝绿光与红黄光的芯片需求。

四、芯片、封装、模组、应用端步伐加快

在庞大的芯片、封装、模组和显示屏环节,许多厂商在MiniLED的布局上都取得了较大的进展,从研发、试制、送样到批量出货,各家产品发展进度不同。不过,相同的是,在到达MiniLED放量阶段的道路上,厂商们都已向前迈进了一大步。

芯片端,三安光电、华灿光电、乾照光电、士兰微等厂商均已实现量产。三安光电目前MiniLED芯片已经批量供货三星。现有产能以及泉州三安半导体都包含MiniLED产能。

华灿光电部分MiniLED背光芯片已经批量供应战略合作伙伴。该公司持续与群创光电开展合作。8月,群创全球首发了55寸可卷曲AMMiniLED显示器,华灿是唯一的芯片供应商,而所用的产品是MiniRGB LED背光芯片。

封装端,兆驰股份、国星光电、木林森、瑞丰光电、聚飞光电、鸿利智汇等厂商发展进度不一,不过,部分厂商也已实现批量生产和出货。

木林森虽入局较晚,但似乎早已排兵布阵,一切正按照计划进行中。木林森先是专门设立了光电显示事业部,再引入小米长江产业基金作为战略投资者。最近还通过子公司木林森实业与新创企业深圳远芯达成合作,进一步加码Mini背光和Mini直显领域。据透露,木林森MiniLED相关产品已在试制阶段。

国星光电在Mini背光领域规划了MiniSMD、MiniCOB/COG两种技术路线。同时建有多条MiniLED背光模组专用生产线,产品已出口欧美市场。Mini直显领域的IMD产品也已具备量产能力,目前主流产品已经批量供货。与此同时,国星MiniLED芯片也已经小批量出货。

兆驰光元的MiniLED背光器件和RGB器件已为国际大厂批量供货,今年新增添LED封装产线的建设与实施也将进一步提高其MiniLED的产能。

瑞丰光电MiniLED产品已实现中批量生产,成功导入智能电视、显示器、笔记本、平板、汽车电子、医疗等领域的重要客户,部分产品实现批量交货。

鸿利智汇MiniLED多款产品已完成小批量试产、大批量试样。值得注意的是,台系LED厂商”来势汹汹“,如晶电、隆达及亿光等厂商。

亿光MiniLED产品已开始应用于电视、电竞、车用及各式薄型化产品上。今年,以背光电视应用为主的MiniLED产品出货持续增长。隆达最新发布了4款新一代的I-MiniLED背光产品,推出65吋背光电视和12.3吋车用产品。同时,还配合友达出货MiniLED背光面板产品,现已导入电竞显示跟笔电,实现量产。

晶电投资54亿新台币用于台湾地区MiniLED的生产,预计10月投产。并且,晶电预期第4季台湾地区95%蓝光产能将转为MiniLED产能。

说起晶电,就不得不得提其与利亚德合作的大项目。双方成立了合资公司利晶微电子,预计今年10月份正式投产MiniLED背光显示及Mini/Micro LED自发光显示产品,眼下正在与客户洽谈中。

除了利亚德以外,洲明科技、奥拓电子、艾比森和联建光电等显示屏厂也积极发展MiniLED市场。

其中,洲明科技推出了UMini大屏与162英寸UMini一体机两款UMini产品,UMini大屏,采用了RGB全倒装芯片技术、巨量转移制造技术以及集成一体封装技术,主要面向指挥中心、高端商业显示、广播电视、展览展示等应用环境。

京东方玻璃基MiniLED背光产品计划今年下半年量产。电视终端厂商中,TCL不断超车,45、65、75寸MiniLED背光电视目前已在海外市场开售。

三星和LG等韩系品牌也不甘示弱,频频传出将明年推出MiniLED电视的消息。

五、扩产项目源源不断,MiniLED再下一城

从各大厂商的最新产品开发进展来看,MiniLED已经开始落地开花。眼看MiniLED即将进入业绩兑现期,不少厂商使出洪荒之力,豪气投资扩产,只为能抢占更多市场份额。

据LEDinside不完全统计,今年以来,与MiniLED相关的扩产项目有15个,涵盖了设备、芯片、封装、面板、显示屏、终端应用全产业链,可谓热闹无比。

聚灿光电发公告宣布,子公司聚灿宿迁与宿迁经济技术开发区管理委员会签署了投资合同,再加码35亿元扩充Mini/Micro LED 氮化镓、砷化镓芯片的产能。

毫无疑问,在MiniLED这块大蛋糕面前,任何一家都希望能够分多一点。现在,正是大咖精彩博弈时······

六、MiniLED量产在即,技术挑战亟待突破

市场各种动向不断传达出MiniLED量产在即的信号,但毕竟,量产时刻并未真正到来,企业发展的当务之急仍是突破MiniLED量产前的难题。

众所周知,成本是任何一种新事物实现量产的最终考量因素,MiniLED也不例外。而成本的管控与技术的进步息息相关。

由于芯片尺寸微缩化,MiniLED使用量相比传统LED使用量呈现倍数增长,产业链各个环节皆面临效率、速率、良率、一致性和可靠性等具体的技术难点。

若从封装端的角度来看,基板技术、巨量转移技术、检测返修技术都是关系MiniLED量产的关键技术。集邦咨询分析师指出,MiniLED量产的难题主要在于如何平衡技术路线、规格和成本之间的关系。技术路线涉及封装结构、基板等多个方面,对厂商在整个方案的设计上产生很大的影响。

基板方面,现有基板方案主要包括FPC、PCB和玻璃三种,优缺点各不相同。其中,PCB基板和玻璃基板比较受青睐。

PCB基板结构强度高,技术较为成熟,但工艺精度低;玻璃基板导热性等性能高,成本较低,但基板工艺不成熟,易于破损。目前,两种方案皆有相关产品上市。

封装结构主要包括SMT、COB和COG。MiniSMT属于高性价比方案,MiniCOB和MiniCOG属于高规格方案。三种方案面向不同的客户群体。

MiniSMT方案主要通过增大发光角度来减少LED的使用量,从而提高性价比。MiniCOB和MiniCOG主要通过优化封装工艺和固晶技术实现轻薄设计和更为精细的分区,最终呈现出优异的显示效果。

七、MiniLED的时代已来临,量产即将“水到渠成”

MiniLED已经具备量产的底气。一方面,MiniLED技术趋于成熟,成本开始下降。相比传统技术,MiniLED在性能表现上实现了质的飞跃;相比OLED,在同等性能条件下,MiniLED成本低于OLED,且寿命更长。

目前,MiniLED在电视、笔电、车载显示、会议显示等应用的成本竞争优势逐渐走高,有望很快成为中大尺寸显示市场的主流技术。

另一方面,全球产业链趋于成熟。从产业链环节来看,设备厂商逐渐为其他环节的厂商解决后顾之忧。芯片、封装等环节的实力雄厚,各家厂商凭借各自积累的丰富技术储备,产品持续改善和创新。

最后,在终端应用品牌和渠道的助力之下,MiniLED将走向越来越多的应用市场。

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