一文看懂Mini LED行业投资方向
可能很多人还不知道MiniLED是什么。 没关系。 您一直听说过 OLED 和 LCD。 说白了就是屏幕显示。 街上五颜六色的广告牌,电影院的大屏幕,挂在你家的墙上。 那110寸的彩电、手机、iPad、这些电子产品的显示屏都是用的这些东西。
当你看到这些东西的时候,你有没有想过为什么这个屏幕会发光? 看几十年电视,用几十年手机,我估计你连发光原理都不知道。 其实LED也是一种芯片产品。 它之所以发光,是因为芯片中集成了无数的发光二极管。 与我之前讲的芯片不同,这个芯片是专门用来发光的。 那么miniLED与LCD、OLED有什么区别呢? 为何成为显示行业的网红? 要回答这个问题,我们得看看LED的分类和应用场景。
LED分为MicroLED、MiniLED、小间距LED、普通LED。 我们先看一张图来了解一下这些LED的区别和应用场景。
不同的LED按照点间距来划分。 小点距用于小屏幕,如手机、pad等对屏幕精度要求较高的屏幕。 大点间距用在大屏幕上,比如家里墙上挂的110寸大彩电,点间距大点的用在较大的屏幕上,比如电影院的大屏幕、路边的大型广告牌等。为什么小间距LED不应用于大屏幕呢? 因为价格昂贵,你可以尝试一整块110英寸的iPhone屏幕,你工作一辈子很可能买不起。
LED的技术发展方向是向更高分辨率、更薄化和更具动态性的显示器延伸。 MicroLED技术尚未成熟,MiniLED恰逢其时。 与其他LED相比,MiniLED具有以下两大优势:
(1)与LCD、OLED产品相比,Mini LED具有性能优势。 各种显示场景对显示屏的分辨率、对比度、色彩饱和度等提出了更高的要求。 因此,各大行业厂商纷纷加紧开发Mini/MicroLED等新型显示技术,以与市场上的LCD、OLED产品竞争。 与Mini LED相比,LED的设计结构是阵列式、小型化的,因此比传统屏幕具有更高的精度、更好的色彩对比度、更轻薄的产品、相对更长的显示寿命、更省电。
(2)与Micro LED相比,Mini LED技术相对成熟,良率更高,产业链已实现量产。 Micro-LED采用高密度集成LED阵列,以10μm的像素距离实现更高的图像质量。 每个像素都是自发光的,在高亮度条件下仍能实现较低的能耗。 被誉为“终极显示技术”。 但巨量转移、外延片、驱动芯片、背板、检测维护等技术尚未攻克,MicroLED在成本和量产技术方面仍不成熟。
因此,Mini LED无疑是目前最好的选择。 而今年被认为是MiniLed的商用元年。 为什么说今年是商业化元年,是因为苹果这两年发布了一系列Mini LED产品。 预计2021年第一季度推出首款Mini LED iPad Pro,第二季度量产Mini LED MacBook Pro机型。
三星于2018年首次推出采用MicroLED技术的商用显示器“TheWall”,并于2020年12月推出新款MicroLED电视,并于2021年1月7日CES(美国消费电子展)开幕前在线预览发布。 QLED 电视 NeoQLED。
华为海思设计了集成Mini LED背光驱动的图像处理芯片,并与瑞丰光电合作运行Mini LED背光量产工艺,支持其“三屏”战略。 TCL、联想等品牌也在电视、电脑、平板电脑等产品线上推出了Mini LED背光产品线。
可见,今年是下游各大厂商密集推出Mini LED产品的一年,因此今年是Mini LED商业化元年。
了解了这些基本的东西之后,我们就应该谈谈投资机会了。 寻找投资机会,首先要探索MiniLED产业链,找到产业链中最适合投资的环节。 刘哥若有所思地给大家找了这张产业链图:
上图为Mini LED产业链,分为上游芯片端、中游模组端、下游应用端。
在上游芯片端,Mini技术带动灯珠数量呈指数级增长。在背光领域,从侧光式到直下式的转变,芯片需求将增加数百倍。 一台传统侧光式背光液晶电视只需要50到100颗LED芯片,而直下式MiniLED背光电视则需要2万颗以上。 LED芯片; 笔记本电脑平均需要约 5,000 个 MiniLED 芯片; 电竞显示器需要约10,000颗MiniLED芯片; 我们假设MiniLED芯片尺寸为125μm×225μm,那么每片4英寸大片大约需要切割223,288个芯片。 我们预计2021年Mini LED产品预计消耗LED 4英寸芯片134.7万颗,占目前芯片总产能的5.6%,成为LED芯片新一轮增长动力
Mini LED对产业链中游封装环节的拉动较大。 传统LED中游封装环节技术要求较低,厂商结构相对分散,相关企业营收规模和体量较小。 随着Mini LED技术的加入,上游芯片的需求呈指数级增长,导致模组价值大幅提升。 相关市场空间大,技术灵活。 预计到2024年,Mini LED背光模组总市场空间将达到1000亿+。 其中,大尺寸背光模组市场空间将达到约770亿元,中尺寸背光模组市场空间将达到约250亿元。
下游产品端,Mini技术带动产品价格上涨。 目前,三星、LG、TCL等品牌厂商均推出了配备Mini LED背光的电视,覆盖65-85英寸。 以65英寸8K电视为例,传统电视的价格不超过6000元,配备MiniLED背光的8K电视价格在2万元左右。 预计到2024年,配备MiniLED背光的75英寸电视价格有望降至万元以下,Mini笔记本电脑价格有望降至万元以下,焊盘达到6000元,这将进一步推动Mini LED背光产品的渗透。
在这三个环节,芯片厂商的灵活性还是可以接受的。 对芯片的需求推动了收入量。 但芯片厂本身规模较大,显示芯片营收占比不高。 中游包装制造商拥有最大的灵活性。 由于封装厂规模和体量都比较小,模组升值对总营收影响较大,而下游终端厂商的灵活性最小,因为截至今年,Mini LED渗透率不高。 目前主要产品的渗透率在2分左右,需要等待Mini LED的成本降低和渗透率提升。
浅谈Mini LED封装技术及设备
正如之前半导体系列文章中提到的,目前衡量芯片先进程度的指标是纳米工艺,也就是电路之间的间距。 间距越小,单位面积上可以放置的二极管就越多,从而使芯片的功耗越低,性能就越强大。 LED中有一个与制造工艺类似的概念,那就是点间距。 这个点间距就是芯片之间的排列距离。 点间距越小,单位面积可发射的能量越多。 芯片越多,像素密度越高,显示效果越好。
目前MiniLED的芯片尺寸主要为50-200um。 MiniLED芯片和灯珠单位面积使用量巨大,且排列非常紧密。 它们对焊接表面的平整度和电路精度,以及焊接参数的适应性和封装公差要求都有更高的要求。 也更加严格。
随着芯片数量和密度呈指数级增长,原则上要求Mini LED的故障率接近0PPM。 0PPM表示百万分之0,也就是说100万颗灯珠在封装过程中没有一个会被损坏。 我觉得这个要求有点太高了,所以对于封装厂来说,谁能高效、精准地封装小间距的LED就好了。 这是一个硬指标。
目前市场上主要有两种封装技术:SMD和COB。 至于IMD技术,它只是SMD的升级版。 虽然性能有所提升,但并没有本质的改变。 但从产业链角度来看,IMD技术与SMD技术较为接近,能够兼容原有封装和显示端设备,快速实现产业化,对现有上下游产业链友好。 有利于提高封装厂商的生产效率,降低显示屏厂商的生产成本。 目前被大多数厂商采用,是Mini LED直显封装的主流方案。
但IMD方案存在一定的物理限制,像素间距无法无限缩小。
如果想要制作更小间距的LED,仍然需要采用COB技术方案。
这里就不解释SMD、IMD、COB的详细原理了。 毕竟我们是搞投资而不是技术研发。 您只需要知道这三者之间的区别即可。 SMD是最原始的封装方式。 早期,所有LED均采用SMD技术。 可封装P2.5~P0.7的LED。 P0.7基本上是SMD的极限。 MiniLED时代,要求P0.7以下。 这时候SMD就不起作用了。 已达到物理极限。 事实上,SMD在P1.0以下是无法工作的。 IMD还能抵抗,但效率越来越低。 因此,P0.7以下的最佳解决方案是COB封装技术。
与SMD不同的是,COB技术的小间距可以使点间距更小。 据了解,COB小间距产品最小间距可以做到P0.5。 较小的间距意味着什么? 意味着更高的像素、更小的间距、更好的视觉体验。 我们常说的4k屏、8k屏就是由这个点间距决定的。 COB小间距显示技术的诞生,就是为了解决SMD小间距显示的低可靠性问题和超高清晰度问题。 从早期的“直插式”,到占据市场主导地位的“表贴式”,再到如今的COB,技术的发展日新月异。 小间距LED一直在不断突破,突破点间距似乎没有下限。
说完技术路线,我们再来看看行业内相关公司的一些基本信息:
国星光电产品涵盖Mini LED直显和Mini LED背光。 Mini LED直显产品包括IMD-09/07/06/05等,目前订单情况良好,正在推进扩产; Mini背光产品已发展MiniSMD、MiniCOB TCL华星光电2019年发布的MLED-星耀屏采用了国星光电的Mini-LED背光。
鸿利智汇布局MiniLED背光和直显。 背光产品应用领域包括电视、显示器、笔记本电脑、汽车、Pad、VR、手机等。目前电视、显示器、VR产品已小批量交付,客户主要包括京东方、华星、TCL、 ETC。; 直接显示方面,率先推出业界领先的P0.9显示技术产品,量产稳步推进。
聚飞光电布局Mini背光、Mini直显。 Mini背光主要采用COB或COG方案并已实现量产; TCL华星在聚飞全球显示生态大会上发布了142英寸IGZO玻璃基主动式MiniLED显示直显产品。
兆驰开发了多款Mini直显和Mini背光产品,并通过倒装技术不断提高产品的可靠性和气密性。 2020年与多家客户合作完成小批量试产,2021年与创维合作正式启动量产。 生产商品。
瑞丰光电自2018年起在平板电脑、笔记本电脑、电视等显示应用领域与国内外知名电子企业紧密合作,开发了各类MiniLED背光及显示产品解决方案。 2019年推出MiniLED直显P0.68产品,已实现商业出货,P0.49产品目前已量产; Mini LED背光项目包括玻璃基板和PCB基板两条技术路径,已开始向多家客户小批量出货。
鹏鼎控股是苹果iPad pro Mini背光屏HDI板供应商。 公司淮安Mini LED背光板项目已于2020年12月部分投产,目前产能约为2w平方米/月。 2021年,公司将继续投资16亿元扩大Mini背光板产能。 该生产线预计将于21年第四季度投产,预计产能为每月9.3万平方米。
了解了中游包装之后,我们再来看看制造设备。 由于SMD技术向COB技术的转换无法通过简单的设备升级来实现,需要完全更换新设备。 那么Mini LED生产流程有哪些步骤呢? 设备需要更换并且值得跟踪。 芯片制造工艺其实和我们前段时间讲的半导体系列中的芯片制造工艺类似。 无非就是衬底和外延制造,然后是蚀刻、光刻、溅射和沉积。 等等,这些业务基本上都是其他芯片厂商可以做的。 毕竟,制造LED芯片比制造其他芯片容易得多。 来,我们画一张图来了解一下LED芯片的主要制造流程:
LED芯片制备包括三个主要步骤:衬底、外延和芯片加工。
①基材。 LED芯片通常采用蓝宝石衬底,工艺包括蓝宝石晶体生长、切片、抛光等。
② 延伸。 在蓝宝石衬底上生长具有不同特性的GaN外延层,形成PN结。 这是LED芯片的核心环节。
③芯片加工:通过光刻、刻蚀、溅射、蒸镀等工艺在外延片上形成最终的芯片结构。 具体包括:
蚀刻。 通过ICP刻蚀,暴露出N型GaN台面,形成PN结台阶。
溅射。 在P台面上溅射并蒸镀电流扩散层,以达到更好的导电性(N-GaN导电性好,不需要这一步)。
蒸发。 LED芯片需要使用金属作为电极和焊接介质,金属电极通常采用蒸镀工艺形成。
光刻:上述步骤均需要光刻来实现图案化,使LED的不同层有序地沉积或曝光。
测试分选:LED芯片制备完成后,需要进行测试分选,以保证下一步的良率。
在这个过程中,我们只需要关注核心环节“外延”即可。 外延使用的MOCVD来自AMEC。 在刻蚀方面,国内最有实力的公司是AMEC,专门做刻蚀。 机台与MOCVD双龙头。 北方华创的设备主要集中在气相沉积、设备清洗、等离子刻蚀等,国内没有光刻设备。 单晶炉和切片机可以看京盛机电,但除了中微和北方华创,我不建议投资其他设备公司。
当然,LED中还有一个非常重要的设备就是贴晶机。
固晶机是LED封装的重要设备。 在LED封装过程中,固晶机用于从晶圆托盘中拾取晶圆,将其安装到PCB(印刷电路板)或支架上的指定区域,并进行缺陷检测。 常见的Pick&Place模式固晶机的工作原理是:
① 对芯片和PCB/支撑板进行图像识别、定位和图像处理。
②通过银胶拾取装置将胶水点胶到支架板的指定位置。
③ 使用晶圆吸附装置将晶圆准确放置在点胶处并固定。
芯片转移技术的突破是Mini LED产能提升的关键。
MiniLED芯片的大规模转移是突破生产瓶颈的关键,这对固晶机芯片转移的精度和速度提出了更高的要求。 目前固晶机的芯片转移解决方案主要包括传统的取放解决方案(Pick&Place)、旋转芯片解决方案和激光转移解决方案。 此外,为了应对未来MicroLED的更高要求,各厂商推出了不同的巨量转移解决方案。 芯片传输速度和精度的突破预计将成为未来固晶设备制造商的关键竞争点。
粘晶机就找新宜昌吧。 公司是国内LED晶振邦定机的领先者。 Mini LED贴晶机有望成为国内厂商的首选,分享市场的爆发红利。
公司是国内LED贴片机的龙头企业。 LED贴片机全球市场份额为28%,国内市场份额为60%。 在国内市场上得到了高度认可。 MiniLED贴片机的竞争对手包括ASMPT和K&S。 公司具有价格和服务优势,有望成为国内厂商的首选,分享MiniLED的爆炸性红利。 目前公司Mini LED固晶机订单充足,业绩增长动力强劲。
至于下游情况,下游厂商只需关注显示屏厂商,主要是利亚德和洲明科技。
利亚德:全球领先的视听技术产品和应用平台。 目前,集团在全球拥有近5000名员工,10个生产基地和7个国际营销中心。 其与台湾厂商晶电携手成立合资公司丽晶微,专注于MicroLED显示技术的产业化。 目前在倒装芯片、巨量传输和驱动控制方面都取得了良好的进展。
洲明科技是一家专业的LED显示屏、LED照明、景观照明解决方案提供商,旗下拥有30多家企业。 拥有遍布全球的控股公司、营销网络和经典案例,长期布局Mini LED,并在Mini LED技术和应用方面完成多项突破。
还有维护和检测设备,这里就不详细介绍了。 如果您有兴趣,可以了解一下。 此外,刘歌在分析维修检测设备企业时,无意中发现了一家细分行业的龙头企业。 这家公司曾获得高瓴资本等多家机构的调研。 还有Mini LED概念,该公司技术打破了国外垄断。 这是一家小而美的公司,品质非常好,值得关注。 有兴趣的可以回复公众号“小而美”即可领取。
最后,就整个Mini LED产业链的上下游而言,基本上芯片制造都依赖于三安光电。 还有一个LED驱动芯片我没有提到。 这个东西是用来帮助LED芯片控制电流和电压的。 如果LED芯片大批量使用,就会被驱动。 芯片的体积也会增加。 目前,驱动芯片的主要厂商有福满电子和明微电子。 这两家公司的股价已经涨得太高了。 看看吧。
中游封装企业主要有国星光电、鸿利智汇、聚飞光电、兆驰股份、瑞丰光电、鹏鼎控股等。 设备制造商有中国微电子、北方华创和固晶机龙头新亿昌。
(注:由于本人个人水平有限,文中如有错误,望指正。最终文章仅供了解行业之用,不应用于投资决策。而且,上面提到的很多公司已经经历过暴涨,随时可能回调,有风险,建议不要随意追高。)
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