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MiniLED 前沿技术给PCB开拓了新市场
发布时间:2022-09-14 来源:中国电子电路行业协会 朱民 副秘书长 被浏览次数: 618
1、MiniLED的界定
MiniLED是高密度、高性能的下一代新型显示技术:MiniLED分类标准并不统一,且解决方案较为多样化,各个厂商对自己产品的定义也不尽相同。一般来讲,产业内将广义的MiniLED定义为芯片尺寸100-300微米,点间距1mm(P1.0)以下,狭义的MiniLED定义为芯片尺寸50-100微米,点间距0.5mm(P0.5)至 0.1mm(P0.1)的直显产品。
MiniLED和其他显示技术相比在对比度、响应时间、分辨率、视角、色域、亮度、功耗效率等方面都有比较明显的优势。(1)LCD+ Mini LED(LCD液晶屏搭配 MiniLED 背光模组方案)通常用于手机、平板电脑、 笔记本、电视等 85 英寸以下显示场景,对比目前传统的 LCD 液晶方案,色彩细腻、色域广,同时可以进行分区调光,具有更好分辨率、更高的对比度;对比高阶OLED方案,在亮度、寿命方面也有显著的优势。(2)MiniLED直显方案,通常用于85英寸以上超大显示场景,显示效果高于传统 LED 或小间距 LED,同时在可拼接性、寿命、亮度方面优于 OLED。
MiniLED 的灯珠尺寸、间距大小特性。(1)背光应用中,MiniLED作为背光源,将芯片尺寸和间距较小的 LED 芯片作为 LCD 的背光模组,MiniLED背光显示的优势包括精细的分区调光(Local Dimming),可以实现超高对比度(1000000:1), 提升显示质量,减少光学混光距离(OD),降低屏幕厚度实现超薄化,同时成本低于尚且难以量产的 Micro LED。(2)RGB 直显应用中,MiniLED 作为小间距显示屏的自然延伸,无论是下游应用还是工艺技术均可无缝衔接,同时具备比小间距更好的显示效果,可以实现宽色域,达到高色彩鲜艳度。目前 MiniLED降率先在背光和直显领域广泛应用,进行技术积累、产业链培育,以及消费者教育。
图1:MiniLED背光方案技术比较
2、MiniLED应用领域
MiniLED 在直显和背光两大市场均有广泛应用,逐渐打开市场。MiniLED 一方面可作为液晶显示直下式背光源,如平板、电视、车用面板及电竞笔记本电脑等应用领域,另一方面有望衍生出背光高端产品,与 OLED 相抗衡,相同对比度条件下,采用 MiniLED 背光的 LCD 面板成本低于 OLED 面板,在大幅提升 LCD 画面效果的同时,又具备成本优势。另一方面,在国家4K、8K超高清视频战略的引领下,目前 Mini LED 在视频会议、会展广告、虚拟现实、监控调度等高端直显电子市场也开始逐渐渗透。
图2:LED 产品对比
3、 MiniLED市场展望
根据集邦咨询,预计 MiniLED 市场规模(包括背光和直显),将从2020年的0.18亿美元增长至 2025 年的14.27亿美元,五年复合增速140%。其中,电视墙(高端直显显示屏)、电视、笔电类率先爆发,预计电视墙市场规模从2020年的0.11亿美元增长到2025年的6.14亿美元,复合增速153%;电视从 2020年的0.03亿美元增长至2025年的3.12亿美元,复合增速180%。此外,车载显示、手机/平板显示、头戴式显示也会逐步起量。
图3:MiniLED产量预测(包括直显和背光)(百万美元)
图4:下游制造企业MiniLED领域布局情况
4、MiniLED带动产业链快速发展
4.1 MiniLED常应用于电视、平板、笔记本电脑和手机等终端电子产品。
目前,三星、LG、小米、TCL、创维五大电视品牌厂纷纷推出搭载MiniLED背光电视,据Yole预测,到2023年,全球MiniLED电视销量将达640万台。MiniLED背光下游基本盘较大, 据Trendforce,2021年全球电视出货量在2.3亿台,2021年MiniLED在电视总渗透率达2.1%,出货量在400万台左右。
显示器端,MiniLED 定位高端专业显示,自2019年苹果发布Pro Display XDR 后,MiniLED 开始受到显示器厂商追捧,如三星、华硕、宏碁、戴尔和联想等纷纷发布新款产品,助推 MiniLED背光进一步普及。
笔记本及平板端,目前发布的产品较少,仅有微星 Creator 17系列正式发售。不过,苹果在2021年推出采用MiniLED背光的iPadPro和MacBook Pro, 将引领新趋势、推动其他厂商跟随,为MiniLED带来可观增量空间。
图5:2023年全球MiniLED终端应用规模预测(万台)
4.2 MiniLED芯片需求显著增长
随着MiniLED良率不断提高,终端应用市场规模扩大,带动MiniLED供应链活力,使MiniLED芯片需求量显著增长。供给方面,2020年全球GaN LED 4寸片产量达4038万片,较19年同期增幅8%,基本恢复18年水平。TrendForce集邦咨询预计到2025年,Mini LED新型显示带来的LED外延片需求量将达到1011万片/年。预计2024年,全球Mini产品所需4英寸外延片有望达518.6万片。更多厂商加速布局 MiniLED芯片等,对下游应用规模化有推动作用。
4.3 MiniLED中游模组厂价值提升
传统LED中游封装环节技术要求较低,厂商格局较为分散,相关公司营收规模和体量较小,MiniLED技术加成下,上游芯片端指数级增量,带来模组价值显著提升,相关市场空间和技术弹性较大。据Trendforce估计,2021年全球MiniLED背光模组市场空间达187.8亿元。预计2024年,MiniLED背光模组总市场空间达1000亿元以上,其中大尺寸背光模组市场空间将达约770亿元人民币,中尺寸背光模组市场空间将达约250亿元。
图6:2019-2023年全球MiniLED背光模组市场规模(亿元)
4.4 MiniLED给PCB产业开辟新的市场
在MiniLED 中芯片成本占比最高,其次为PCB,再次为封装、LED 驱动芯片、膜材等。
图7:MiniLED背光模组成本占比估算
Mini-LED 背光显示领域技术COB (Chip On Board,晶片直接打件到 PCB)是当下主流的解决方案,推动覆铜板与PCB产品进阶。覆铜板环节,Mini LED背光对覆铜板的反射率、玻璃化温度、耐紫外线变色性及耐热变色性、散热性等指标提出更高要求。针对不同终端电子设备的 Mini LED 应用,覆铜板厂商提供差异化的解决方案,包括类BT载板、中高Tg无卤材料及传统FR-4材料等。PCB环节,Mini-LED采用COB封装对电路板的平整性要求极高,阻焊及表面处理是核心的工艺壁垒,主要采用HDI及多层板,台资与韩系厂商垄断小尺寸Mini-LED背光PCB供应链,内资厂商切入的产品主要是大尺寸Mini-LED背光 PCB。
5、结论
在2021年下半年到2022年将是MiniLED放量的关键时间点,随着技术进步和良率成熟,品牌厂商纷纷布局,Mini LED加速渗透,预计2023年到2024年将迎来放量。
5.1技术成熟和良率提升推动 MiniLED 成本快速下降,近年来成本的快速下降推动 MiniLED 加速渗透。此前,成本是制约 MiniLED 快速普及的重要因素。近几年,技术成熟和良率提升推动 MiniLED 成本快速下降,面对主要的竞争技术 LCD、OLED 和 LED 显示屏开始显示出性价比优势。
5.2 背光市场,MiniLED 背光成本每年下降15-20%,推动市场规模增长。从市场角度来看,随着良率的提高,MiniLED 背光显示的成本将以每年15-20%的幅度下降,成本下降将推动渗透率提升及市场规模增长;预估2025年MiniLED背光芯片市场规模将达到14.3亿美元,其中用于数字显示的芯片产值将达到6.14亿美元,其次为IT产品及TV显示,产值均超过3亿美金。
5.3 大尺寸MiniLED相比传统LED背光以及OLED具有较高性价比。MiniLED方案可以通过调整芯片间距、分区数等参数适配各个价格档位的产品。MiniLED的价格优势就更为明显。考虑中阶产品,将MiniLED的颗数减少至10000-12000 颗,搭配500区的分区控制,成本仅高出入门直下式LCD 30%-50%。以55吋TV为例,国内某品牌厂 MiniLED 背光模组成本已降至170-200 美金,仅比传统LCD背光增加100美金,而售价可以增加2000-3000元。
5.4 直显方面,成本的下降也推动Mini在高阶市场快速渗透,未来有望进入室内民用市场。LED直显的定价方式与LCD或OLED不同,LED显示屏一般是按照像素来计算成本。随着几年来COB封装技术的进步,下游需求放量,固定资产和研发费用的规模效应凸显,成本也在迅速下降的过程中。目前来看,降成本的持续性是较为确定的,过去25年液晶屏的成本下降了300倍。MiniLED直显市场将会重复小间距市场的发展路径,芯片间距的缩小将带来使用场景的扩大,达到临界点之后甚至将会向室内民用市场渗透,极大拓宽市场规模。
5.5 根据MiniLED性价比特点,Mini LED有望在中大尺寸高端显示领域率先放量。随着相关技术逐渐克服瓶颈,产业链逐步成熟,MiniLED的整体成本逐步降低。且由于OLED尺寸扩大,成本指数级增加,且良率下降,在中大尺寸市场MiniLED性价比更加突出。在苹果、三星等厂商的引领下,MiniLED背光的渗透率将迅速提升,成为高端电视、电竞NB、创作平板等应用场景的重要选择。同时Mini直显有望在高端大屏显示市场率先放量。
5.6 MiniLED显示终端数量将从目前的百万台增长至超过4000万台,TV、笔电和平板为主要增量。根据 SNOW Intelligence 数据,2021年MiniLED显示应用将超过500万台,2025年MiniLED显示应用将超过4000万台,其中数量最多的显示终端为TV、笔电以及平板。从面积角度看,电视会是未来MiniLED背光的主要贡献者,至2025年为止累计占比将至七成以上,PCB需求市场显而突显。
因此,MiniLED 是新一代高端显示/背光技术,其产业化落地将对LED行业和半导体显示行业格局产生深远影响,以及大幅拉升PCB行业景气度。
说明:本文仅代表作者个人观点