電子發燒友網報道(文/吳子鵬)2019年,MiniLED迎來了規模商業化元年。目前,MiniLED已經在電視、汽車、終端顯示器和VR四大領域取得一定的成績。統計數據顯示,2021年全球MiniLED背光電視出貨規模為180萬臺,2025年有望達到900萬臺,市場滲透率達到4%,不僅在高端電視市場,在中低端電視市場也會有很大的存在感。
可以看到,得益于東山精密、國星光電、華燦光電、聚燦光電、兆元光電、兆馳光元等產業鏈廠商的積極部署,目前Mini LED背光已經逐漸步入正軌,讓LCD顯示器煥發了第二春。不過,本文的重點并不是Mini LED背光技術,而是另一條Mini LED發展的主賽道——Mini LED直顯。
MiniLED直顯簡介
MiniLED直顯是將Mini LED芯片直接作為顯示像素點,以此提供成像的基本單位,從而實現圖像顯示。MiniLED直顯依然是RGB顯示方式,區別在于LED芯片的尺寸為 50-200微米,因此MiniLED直顯能夠實現更好的RGB三原色,在像素密度和可分辨極限距離方面帶來大幅度的提升。
綜合而言,相較于現階段的LED直顯,MiniLED直顯有兩大明顯的性能優勢。其一是MiniLED可以進行任意大小的無縫拼接,更加豐富了大尺寸屏幕顯示的使用場景;其二是Mini LED 顯示有超高密度的像素元,可增強LED顯示的HDR性能,大幅提升顯示器的特征性能,包括對比度、色彩深度和色彩細節度等。
從產業發展周期來看,由于MiniLED直顯是將LED制程微縮化和去封裝化,實際上和Micro LED 技術的實現路徑是一致的,這就導致MiniLED直顯相較于MiniLED背光技術有更高的難點,如果要做成85英寸的4K電視,需要大量的LED芯片,大約需要2400萬顆,成本非常高昂。
雖然技術難度更高,不過目前MiniLED直顯產業鏈也并非是毫無進展,產業已經進入初步規模量產階段。從產業鏈分布來看,MiniLED直顯和MiniLED背光產業鏈主要的區別在于沒有了模組廠商,產業鏈分為上游原材料,中游生產制造和下游應用三個環節。
MiniLED直顯的產業上游
MiniLED直顯的原材料包括RGB MiniLED燈珠、玻璃基板、芯片、印刷電路板、彈性硬膜、熒光粉、量子點、光學薄膜和保護膜。在MiniLED顯示屏的成本中,芯片占據了最多的投入,成本占比高達65%,原因我們上面已經提到了,一塊MiniLED直顯顯示屏需要太多的MiniLED芯片。
從廠商分布情況來看,目前提供MiniLED背光燈珠和LED芯片的廠商基本都在布局MiniLED直顯技術,這些廠商包括三安光電、晶元光電、華燦光電、乾照光電、兆馳光電、聚燦光電、隆達光電等,此外豐明源、三安光電、德州儀器、聚積科技、聯詠、譜瑞、元旭半導體、禹創半導體、華源智信半導體、芯格諾等LED驅動芯片廠商基本也都在關注MiniLED直顯技術的發展。
MiniLED直顯的產業中游
當前MiniLED芯片在制造工藝上也已經進入早期小批量階段,產業中游逐漸具備規模量產的能力。和LED芯片類似,MiniLED芯片主要的制造環節也是外延材料生長、外延片檢測、臺面刻蝕、透明電極制作、金屬電極制作、打線盤形成、光電參數測試和襯底減薄、劃裂片等。不過,由于MiniLED芯片尺寸更小,導致生產線的線寬精度、芯片小型化等方面擁有一定的挑戰,雖然擁有量產產線,不過量產的良率不高,進一步增加了MiniLED顯示屏的成本。
另外,在MiniLED直顯技術的產業中游,還包括封裝和測試等廠商。MiniLED封裝包括普通封裝和巨量轉移兩種方式,實際上巨量轉移已經是Micro LED的封裝技術,因此該技術在MiniLED階段只是過渡,主要為了驗證技術的成熟度。另外,在產業中游,MiniLED和Micro LED最大的制造工藝區別實際上是藍寶石襯底的保留與否,在Micro LED制造工藝里,已經將藍寶石襯底換成硅襯底。
在封裝技術方面,目前可用于MiniLED直顯的封裝技術包括COB/COG封裝和IMD封裝。其中,COB/COG封裝具有高效率、低熱阻、更優觀看效果、防撞抗壓高可靠等優點;IMD封裝是COB的折中方案,由于COB封裝在一致性、良率和維修等方面有挑戰,因此IMD封裝以結構集成方式克服了SMD封裝的問題;當然,MiniLED直顯也可用MIP封裝,不過這種封裝方式主要和巨量轉移技術配合。
MiniLED直顯的產業下游
在產業下游,MiniLED直顯技術主要有三大應用場景:其一是百吋以上的商業大屏顯示;其二是VR/AR等特殊尺寸屏幕上;其三是汽車領域,這個領域對于定制化屏幕尺寸有大量的需求。目前,在電視、終端顯示器和電腦等主流的消費電子市場,更加傾向于選擇MiniLED背光技術。
從市場規模上來看,MiniLED直顯所面向的三大終端市場都有一定的規模。其中,根據IDC的統計數據,2022年中國商用大屏顯示市場出貨量將達到953萬臺,同比增長11.4%,巨幕電視和拼接屏市場分別增長了4.5%和11.6%;在VR和AR市場,雖然2022年市場出現了下滑,不過TrendForce預測數據顯示,2025年全球VR/AR出貨量有望達到4320萬臺,是現階段出貨量的三倍多;在汽車顯示市場,日本市場調查機構富士經濟(FujiKeizai)預測,2022年全球車載顯示市場規模已經突破百億美元,未來幾年將持續增長。
總結
從產業發展的情況來看,MiniLED直顯相較于MiniLED背光有所滯后,多家分析機構都預測稱,預計到2024年MiniLED直顯才會迎來正式的產業商用元年,目前產業主要受限于芯片制造良率和成本問題。不過,從產業發展軌跡來看,MiniLED直顯終究屬于過渡型產品,產業最終的目標是Micro LED直顯,MiniLED直顯發展的窗口期在于產業界何時能夠攻破巨量轉移等關鍵技術的瓶頸。
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