半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有摩爾定律,而LED 產(chǎn)業(yè)也有所謂的海茲定律(Haitz‘s Law),意指每18~24 個(gè)月LED 亮度約可提升一倍,而每經(jīng)過(guò)10 年,LED 輸出流明則提升20 倍,同時(shí),LED 的成本價(jià)格將降1/10。
目前全球LED 發(fā)展重心漸漸移向中國(guó),主要中國(guó)的十二五計(jì)劃針對(duì)LED 產(chǎn)業(yè)加強(qiáng)補(bǔ)貼,導(dǎo)致全球產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。
根據(jù)資料顯示,2017 年中國(guó)LED 芯片產(chǎn)能已占全球58%,處絕對(duì)主導(dǎo)地位,臺(tái)灣則占15%、日本12%、韓國(guó)9%、美國(guó)3%。
而在經(jīng)過(guò)產(chǎn)業(yè)整合洗牌后,中國(guó)LED 芯片廠商以三安光電、華燦光電、德豪潤(rùn)達(dá)(即將退出)、澳洋順昌、乾照光電等大商為主。
截至2018 年為止,三安光電以4344.4 萬(wàn)片(折合二吋片) 的年產(chǎn)能位居中國(guó)LED 制造榜首;華燦光電則以2171 萬(wàn)片排名中國(guó)第二;德豪潤(rùn)達(dá)產(chǎn)能則達(dá)到1000 萬(wàn)片,預(yù)計(jì)未來(lái)將擴(kuò)充至1500 萬(wàn)片。此外,中國(guó)LED 廠整體保持著較高的產(chǎn)能利用率,2018 年底平均達(dá)89%。
近年來(lái),LED 上下游廠商擴(kuò)大投入Mini LED 技術(shù)研發(fā)的投資力道,隨著產(chǎn)品及供應(yīng)鏈配套成熟,Mini LED 將為下一波LED 景氣周期挹注新的成長(zhǎng)動(dòng)能。
OLED 勁敵- Mini LED
Mini LED名為「次毫米發(fā)光二極體」,最早由晶電( 2448-TW)提出,意指晶粒尺寸大約100微米以上的LED。而Mini LED晶粒尺寸介于傳統(tǒng)LED和Micro LED之間,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)是傳統(tǒng)LED的改良版本。
Mini LED 在制程上相較于Micro LED 優(yōu)勢(shì)的點(diǎn)在于良率高,而在Micro LED 巨量轉(zhuǎn)移等技術(shù)未有突破之下,Mini LED 則是LED 產(chǎn)業(yè)下一波發(fā)展重點(diǎn)。
Mini LED具有異型切割特性,可搭配軟性基板,以做出高曲面背光的形式面板。同時(shí),采用局部調(diào)光設(shè)計(jì),擁有更好的演色性,能帶給液晶面板更精細(xì)的畫質(zhì),且厚度也趨近OLED,可省電達(dá)80%,適用于手機(jī)、電視、車用面板及電競(jìng)等級(jí)NB等產(chǎn)品上。
與AMOLED相比,Mini LED背光在成本,及壽命上有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。由于LED芯片比OLED有更高的光電轉(zhuǎn)換效率,再加上局部調(diào)光控制,使Mini LED背光能有較低功耗,并達(dá)更高對(duì)比及亮度。
不過(guò),Mini LED 芯片和燈珠單位面積使用量大,且要達(dá)到高效顯示必需排列十分緊密,對(duì)焊接面平整度、線路精度有更高的技術(shù)要求,也對(duì)焊接參數(shù)的適應(yīng)性和封裝容錯(cuò)率要求也更為嚴(yán)格。
且Mini LED 封裝元件進(jìn)行貼片時(shí),由于精度要求在25 微米以下,因此傳統(tǒng)貼片機(jī)必須將貼片速度降低到原有貼片速度的30%~50%,這將大大降低屏幕的生產(chǎn)制造效率。
因此如何能以高效率和高精度的方式生產(chǎn)出Mini LED 面板,及制造出高效率的貼片機(jī)成為Mini LED 產(chǎn)業(yè)的一道難題。
整體而言,雖然Mini LED 背光漸漸導(dǎo)入高階應(yīng)用市場(chǎng),有機(jī)會(huì)為現(xiàn)今的LED 紅海市場(chǎng)中殺出一條血路。
但2018 年Mini LED 仍受限于成本偏高,尤其OLED 面板與LCD 面板價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)趨于白熱化,OLED 成本下降之下,導(dǎo)致Mini LED 背光搭載于高階智能手機(jī)進(jìn)度不如預(yù)期。業(yè)界估計(jì)Mini LED 價(jià)格還需下降逾15%,才有機(jī)會(huì)觸及市場(chǎng)甜蜜點(diǎn)。
往好的方面想,2018 年下半年高階電競(jìng)產(chǎn)品采用Mini LED 已開(kāi)始少量出貨,中、大尺吋應(yīng)用產(chǎn)品能避開(kāi)OLED 面板價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)。
而2019年上半年下游產(chǎn)品出貨動(dòng)能逐漸擴(kuò)大,使得Mini LED能見(jiàn)度提升,只要價(jià)格能更快速的下滑,一旦能切入智能手機(jī)市場(chǎng),將能迅速增加需求。市調(diào)機(jī)構(gòu)預(yù)估,Mini LED的產(chǎn)值將在2023年超過(guò)10億美元。
未來(lái)只要Mini LED 技術(shù)成熟度不斷提升,LED 燈珠間距越來(lái)越小,單位面積內(nèi)使用晶粒數(shù)量增加,以達(dá)到更高階的顯示效果,Mini LED 取代OLED 在智能手機(jī)中的地位就值得期待。
多種不同的小間距LED對(duì)比
隨著產(chǎn)品技術(shù)不斷改善,研發(fā)技術(shù)持續(xù)升級(jí),LED 點(diǎn)間距已經(jīng)可以做到1mm 以下的小間距產(chǎn)品。
依照業(yè)內(nèi)普遍共識(shí),點(diǎn)間距在2.5mm 以下的LED 顯示器即可定義為小間距。至于Micro LED 則要求間距小于0.01mm,且芯片尺吋小于0.05mm,而Mini LED 的間距要求與芯片尺吋則介于小間距LED 與Micro LED 之間。
小間距LED
近年來(lái),小間距LED 的間距逐步縮小,從平均10mm 向2mm 以下前進(jìn),進(jìn)而開(kāi)始與DLP、LCD 屏幕競(jìng)爭(zhēng)室內(nèi)顯示器市場(chǎng)。而隨著LED 芯片因芯片工藝精進(jìn),與MOCVD 設(shè)備瓶頸突破后,成本快速下滑,其最終產(chǎn)品價(jià)格已至降至DLP 屏幕之下。
至于全球市場(chǎng)模規(guī)方面,根據(jù)OFweek產(chǎn)業(yè)研究院資料顯示,2017年全球小間距LED顯示屏幕市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)10億美元,預(yù)計(jì)2020年將逼近18億美元。從區(qū)域分布看,亞太地區(qū)為比重最高的市場(chǎng)約50%~60%,其次為北美、歐洲地區(qū)。
然而小間距LED 還是有其物理上的技術(shù)限制,因此對(duì)于更小間距的消費(fèi)應(yīng)用市場(chǎng),就留給Mini LED、Micro LED 發(fā)揮。
Micro LED
在蘋果曾表示未來(lái)旗下各類消費(fèi)性產(chǎn)品的顯示技術(shù)將采用Micro LED,而Micro LED 立即成為當(dāng)紅炸子雞。
Micro LED 是LED 產(chǎn)業(yè)的延伸,在LED 芯片制造環(huán)節(jié)與傳統(tǒng)技術(shù)具備相似性,同樣需要外延片、RGB 三色晶粒與組裝。
Micro LED 雖然前段制程與面板、IC 電路相似,但多了一項(xiàng)巨量轉(zhuǎn)移制程。而目前Micro LED 量產(chǎn)最大難關(guān)就是在此環(huán)節(jié)上。
因?yàn)镸icro LED 基板主要是電流驅(qū)動(dòng)的TFT 結(jié)構(gòu),而將數(shù)以萬(wàn)計(jì)的LED 芯片轉(zhuǎn)移至TFT 基板上(巨量轉(zhuǎn)移過(guò)程),就是目前各廠所面臨的良率及效率的嚴(yán)峻考驗(yàn)。
若要達(dá)到商用化程度,Micro LED 巨量轉(zhuǎn)移良率必須達(dá)到99.9999%。若以一臺(tái)4K UHD 面板為列,其含有3840*2160 圖元,轉(zhuǎn)化為彩色Micro LED 芯片將超過(guò)24,800,000 顆。
如果只以99.99% 良率計(jì)算,一臺(tái)4K 顯示器上的不合格芯片將高達(dá)2488.32 顆,如果是99.9999% 的良率,只會(huì)有2.49 顆不合格芯片。由此可以看出目前各廠面對(duì)這座巨大技術(shù)高墻暫時(shí)難以突破。
不過(guò),即使Micro LED 良率問(wèn)題無(wú)法有效改善,但Yole 還是認(rèn)為今年Micro LED 應(yīng)用將可在小尺吋市場(chǎng)中見(jiàn)到身影,特別是穿戴式消費(fèi)性電子,隨后在2021 年開(kāi)始滲透至智能手機(jī)與電視領(lǐng)域,而智能手機(jī)將是Micro LED 顯示技術(shù)運(yùn)用最大的領(lǐng)域。
Mini LED
Mini LED 作為小間距LED 與Micro LED 的過(guò)渡應(yīng)用,其優(yōu)勢(shì)在于Mini LED 背光能夠利用已有的LCD 技術(shù)基礎(chǔ),結(jié)合成熟的RGB LED 技術(shù),將產(chǎn)品推出的周期縮短。
以生產(chǎn)環(huán)節(jié)看,Mini LED 目前雖然在中期階段,但面臨的困難不像Micro LED 難以突破。不過(guò)要順利推動(dòng)還是需要外延片、芯片、封裝、基板、TFT 背板、驅(qū)動(dòng)IC 與設(shè)備廠商等共同努力。
LEDinside指出,Mini LED未來(lái)可能的發(fā)展方向,涵蓋電視、手機(jī)、車用面板、顯示幕等,預(yù)估2023年整體Mini LED產(chǎn)值將達(dá)到10億美元,其中LED顯示屏幕及大尺吋電視等,將是Mini LED應(yīng)用的主流。
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