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2020年LED行業研究報告,Mini LED帶動產業鏈技術與格局變化

2020年LED行業研究報告,Mini LED帶動產業鏈技術與格局變化

2021-11-19 13:20:27 0

LED產業發展呈現出成長與周期共振的特點。長時維度,其成長屬性來自“海茲定律”,成本下降、光效提升帶動應用滲透,高功率、微型化、全彩化成為推動LED應用在顯示、背光、照明全面開花的關鍵詞。短時維度 ,行業供需博弈造成周期屬性。

1、LED產業發展邏輯,成長與周期共振

長時維度來看,成長屬性來自“海茲定律”

“海茲定律”意指發光效率提升、成本下降帶動LED產業應用滲透,推動技術發展。它是LED行業類似于半導體摩爾定律的法則:每經過十年,LED輸出流明提升20倍,同時LED的成本價格降至原有的1/10。從LED行業過去30多年的發展來看,高功率、微型化、全彩化成為推動LED應用在顯示、背光、照明全面開花的關鍵詞。LED出貨顆數也呈現每10年1-2個數量級的爆發式成長,僅過去10年,LED出貨顆數就從千億級以內擴張到萬億級以上,我們預計下一個10年,隨著LED芯片/燈珠尺寸進一步縮小、成本進一步降低,Mini/MicroLED將帶來背光及顯示技術的革命,推升LED出貨顆數來到十萬億級以上。

以LED芯片技術發展為例,在海茲定律的推動下,技術升級趨勢明顯。相同亮度所需的LED芯片尺寸持續縮小,發光效率持續提升,可量產的最小尺寸基本呈現指數級下降趨勢,可以認為繼2010年后,LED芯片尺寸的微小化正在迎來一個新的臨界點,推動 LED 應用新的飛躍,帶來未來10年內的芯片尺寸的持續下降,趨勢大致如下圖所示。

從成本端來看,LED芯片、燈珠甚至應用也基本呈現指數級下降的趨勢。即使初期成本很高,也往往可以在短短幾年內迅速抹平成本劣勢。隨著LED光效上升,芯片面積下降,單個晶圓能切出的芯片數量大幅增長,進而也攤低燈珠成本,以1010燈珠為例,價格從2010年的0.9元/顆,下降 96%至2020年的0.03元/顆左右,2021年有望進一步降至0.015元/顆。

短時維度來看,行業供需博弈造成周期屬性

以3-5年為一個時間節點來看,LED表現出較為明顯的周期性,行業景氣度由供需博弈決定。從2009年至今,LED芯片行業大致以4年左右為一個周期。每輪周期中行業盈利水準與庫存以及LED指數的走勢密切相關。如下圖,目前處于2017~2020年的第三輪周期之中。從需求端看,LED下游需求主要包括照明、顯示等。

從LED芯片供給端來看,周期上行時,廠商擴產,周期下行時,廠商減產,行業經過持續洗牌份額向龍頭廠商集中。根據行業趨勢,供給端產能轉移疊加集中度提升,LED芯片龍頭廠商強者恒強,占據行業優勢地位。原因在于在生產過程中,要保持效能與成本的領先,需要持續投入新的MOCVD設備。因而LED芯片大廠,能在周期上行、下行階段持續保持先進設備的投入,始終保持成本與效能的領先優勢,導致行業頭部集中度不斷提升。

LED行業目前總體處于周期下行底部

LED行業目前處于第三輪周期之中,具體而言,處于自2017Q4以來周期下行的底部。從供給端來看,受政府補貼以及行業良好盈利性的驅使,LED芯片產能快速擴大,有階段性供過于求壓力。據LEDinside統計,截至2018年底,中國大陸LED芯片廠商總產能達到1120萬片/月(折合2寸),同比增長31%。而同時我國芯片市場規模為171億人民幣,同比僅增長4%。

2、出口復蘇帶動下游市場20H2景氣回暖

LED芯片需求回暖

受價格波動影響,2019年中國LED芯片市場規模增速有一定下滑,2020年受疫情影響,預計市場規模繼續下滑1%左右,但2020 下半年開始需求有明顯回暖。預計2021年需求持續回暖,市場規模同比增速達8%。從中國大陸市場芯片供應占比來看,仍以本地廠商為主,2020年大陸廠商份額有小幅提升,預計上升至83%,臺系廠商份額下滑至16%。

國內LED芯片供應格局

從近兩年的國內LED廠商芯片供應來看,產業集中度提升緩慢,雖然很多小廠已經退出芯片市場,不過大廠之間的博弈仍在繼續。兆馳股份、兆元光電等新項目的投產,仍將會加劇芯片產業的競爭態勢。

2020年,雖然部分廠商已經退出市場,但是新項目產能持續釋放,包括兆馳南昌基地,兆元福建基地,三安泉州基地等。綜合來看,產能增加2成。產能利用率方面,LED inside統計,3Q20中國LED芯片產能利用率8成左右。在20Q3,約七成的產能主要用在照明領域,競爭最為激烈,越來越多廠商計劃進入顯示領域,含RGB和背光。

國內LED封裝供應格局

照明一直是競爭最為激烈的市場,門檻低;顯示屏近年產能增加明顯,海外訂單需求下跌,加劇國內市場競爭,照明和顯示屏封裝價格均明顯下跌;背光受OLED侵蝕,國際企業在中國市場營收下跌。綜合來看雖然下半年市場回暖,但全年市場規模同比微幅下跌。資金、技術的低門檻,導致國內LED封裝產業集中度提升緩慢,市場競爭激烈,價格持續下跌。車用、Flash等高端領域依然是國際市場占據主導地位,國內廠商難以切入。

照明,進入成熟期,滲透率處于高位,未來成長空間有限;傳統背光,受OLED的侵蝕,手機背光產業嚴重衰退,大尺寸背光的價值也越來越低;傳統顯示屏,小間距已經發展到P1.2的時代。傳統應用產業已經進入成熟期或者衰退期,新型顯示將是LED未來的主要方向。

3、高密度LED帶動產業持續發展機遇

Micro/Mini LED產業不斷成熟

Micro/Mini LED有望帶來應用場景的擴張和市場潛力的飛躍。Micro/Mini LED 是人為定義的結果,其分類標準并不一致,我們主要按照采取芯片尺寸劃分的方式,其中芯片尺寸的縮小,也帶來封裝等方式的變化。

從芯片端、封裝端到應用端企業紛紛布局Mini LED,實現量產。如下圖,以部分芯片廠商、封裝廠商和顯示屏廠商為例。蘋果、華為、三星等龍頭品牌廠商在高密度LED產業領域持續布局。

Mini LED有望帶動小間距顯示應用持續滲透

用于小間距產品直顯市場,是Mini LED的核心增量市場之一。小間距LED顯示屏是指LED點間距在P2.5以下的室內LED顯示屏,目前的主流規格在P1.2左右,Mini LED規格通常在P0.7以下,是小間距顯示產品最前沿的技術規格。LED直顯通常定位于110寸以上的超大尺寸顯示,隨著點間距規格的縮小,顯示性能的持續提升,目前其應用也逐步向中尺寸規格進行滲透。

Mini LED有望帶動小間距顯示應用持續滲透

Mini LED直顯的產業鏈,主要包括LED芯片、封裝與打件、系統與品牌等幾個環節。其中系統與品牌廠商中,除原有LED品牌應用傳統廠商,包括安防、液晶面板等龍頭廠商也逐步進入該領域,進行差異化技術布局。另外Mini LED技術規格的升級,也逐步使得封裝、應用等環節廠商技術分工變得模糊,主要系應用端廠商逐步向封裝環節形成滲透。

小間距LED應用場景廣泛。其應用領域主要是在專用顯示市場,同時向商用和民用市場的快速滲透。

從市場規模上來看,小間距顯示未來在專用顯示及商用顯示市場有較大的潛在空間。例如目前國內主要城市公安指揮中心小間距 LED 的滲透率不足 10%,未來在公安領域滲透率有望提升到 50%。如下圖,根據洲明科技2018年報顯示,未來三年小間距 LED 商用市場規模將達到442億元,滲透率逐步提升。同時我們認為,未來小間距LED顯示屏市場規模將擴大。中商產業研究院預測, 2020年中國小間距LED市場規模將達98億元,對液晶和DLP拼接屏快速取代。

Micro/Mini LED打開更多商顯應用空間。由于傳統LED及小間距顯示的可分辨距離在2-5米以上,主要應用于戶外大屏及大型室內屏幕,例如監控指揮,以及酒店等大型會議室場景。隨著顯示間距進入Micro/Mini時代,適宜的觀看距離來到1-2米左右,我們認為將可以滿足中小型會議室、教育等更多商用需求,面向的市場潛力也從LED小間距時代的百億級來到千億級,并將隨著成本的下行而逐步兌現。

在未來民用市場,Mini LED帶動小間距顯示應用持續滲透。三星2018年推出“The Wall”Micro LED 電視,憑借出色的顯示效果受到市場廣泛關注。我們預計,根據“海茲定律”,P0.6-0.7以及P0.3-0.4級別的Micro/Mini LED顯示有望在3年內陸續走向成熟,分別可以在50多寸的大小實現FHD、4K的顯示效果,從而邁入千億美金級別的民用顯示市場。初期成本會比較高,但 Micro/Mini LED隨意拼接的優勢,可以使之率先滿足室內超大尺寸顯示需求,再逐步下探到其他尺寸。

Mini LED背光應用前景廣闊

于液晶LCD面板背光,也是Mini LED的核心增量市場之一。Mini LED背光技術,主要是定位于傳統側入光背光LED,與OLED 直顯電視之間的差異化技術?;趥鹘yLCD電視的設計結構,顯示性能可與OLED技術相媲美,但成本端具備持續下降的潛力。

Micro LED是顯示的最 佳終極解決方案

Micro LED相比其他顯示技術更具有優勢,主要包括高亮度、低功耗、長壽命、超高解析度和色彩飽和度等幾個方面。如下圖, Micro LED最大優勢來自于它微米等級間距,每一點畫素都能定址控制及單點驅動發光。在發光效率和發光能量密度上,Micro LED高于其它LED產品發光效率和發光能量密度。

4、Mini LED帶動產業鏈技術與格局變化

Mini LED產業鏈分析

在背光應用方向,Mini LED產業鏈分為上游芯片、中游封裝和下游應用。芯片制造環節是通過一系列半導體工藝將外延片制備成發光顆粒,并通過關鍵指標測試,再進行磨片、切割、分選和包裝。中游封裝是指將外引線連接至芯片電極,形成Mini LED器 件的環節。封裝的主要作用在于保護芯片與提高光提取效率。下游主要應用于手機、電視、平板、車載顯示等。

LED設備變化

MOCVD是LED芯片產業鏈中的核心設備(用于LED外延片的制備),Mini LED應用推動MOCVD設備研發,帶動國產替代,并刺激市場增量需求。MOCVD是LED芯片生產過程中最為關鍵的設備,其工藝技術復雜,占據LED外延芯片幾乎一半的成本。

LED芯片環節的變化

Mini LED芯片生產包括外延片制作、電極制作、芯片制作、測試等流程。核心的技術瓶頸集中在Mini LED芯片的微縮化、紅光倒裝芯片和一致性可靠性3個層面。LED芯片廠商積極布局Mini產品。

LED芯片封裝的變化

技術上,由傳統LED的SMT/SMD等貼裝方案變為Mini LED的COB方案。其工藝流程如下圖。相對于SMD封裝。這種COB封裝的全彩LED模組具有制造工藝流程少、封裝成本較低、封裝集成度高、顯示屏的可靠性和顯示效果好等特點。Mini LED封裝技術還包括IMD技術,是將兩組、四組或六組RGB燈珠集成封裝在一個小單元中,它集合了SMD和COB的優點,是COB封裝的前奏。

LED顯示與背光應用的變化

Mini LED背光帶來技術革新,較傳統側入背光LED具有諸多優勢。具體表現在其精細的Local Dimming可以實現超高對比度 (1000000:1);RGB三色背光方案可實現寬色域,色彩的鮮艷度媲美OLED;減少光學混光距離(OD),降低屏幕厚度實現超薄化;4)散熱均勻,傳統分立LED器件方案無法做到的,可以實現高亮度(>1000nit),HDR成為可能。

Mini LED應用帶來的行業競爭格局變化

傳統面板廠更多的參與到Mini LED背光產業應用中來,下游終端與品牌市場競爭加劇。更多的面板廠商和品牌應用廠商開始布局Mini LED背光產業業務,其具體進展如下。由于Mini LED的流行,傳統封裝廠在布局Mini LED背光,與傳統背光源模組廠的競爭也將加劇。例如,瑞豐光電2018年底建成 MiniLED封裝產線,成為國內首批實現MiniLED 產品批量生產的企業之一。2020年受益于客戶訂單的預期,將再繼續增加產線 ;兆馳股份一直以照明封裝業務為主,目前在MiniLED顯示領域也已經布局完成,包括MiniRGB和Mini背光,其中MiniRGB已經實現量產出貨,Mini背光也在與客戶積極配合中。

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