切入HUD等车载应用，MiniLED和Micro LED 下一代显示爆发！
最新更新时间：2020-09-25
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选自：中信证券研究部
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LED主流研究方向主要在Mini LED、Micro LED等方面。在显示屏方面，与传统LED显示屏产品相比较，Mini LED和Micro LED存在着成本、价格、封装、防护、运输、安装、维护等一系列的优势，能够很好地解决传统 LED 显示存在的问题。
1）宽色域、色彩鲜艳：MiniLED 的色彩鲜艳度可以和 OLED 相媲美,可以实现 RGB 三原色的无缺失显示，并且可以覆盖较宽的色域。
2）对比度更优：MiniLED 背光可以将对比度提高到 100 万:1，通过配合复杂算法实现分区控制亮和暗或者关闭，改善传统背光没有分区点亮和变暗的功能的缺陷。
3）亮度、显示器厚度、黑边问题均有改善：MiniLED 相较标准 LCD 面板，可以实现高亮度下散热均匀，提供更高的亮度，有效控制局部黑边问题的同时减小显示器的厚度。
产业链各厂商合作创新，争相推出 MiniLED 产品。苹果设立新厂并与晶电、友达展开合作；晶电与隆达的合并：双方的资源整合互利共赢，实现专业分工；三安光电与 TCL 成立合作实验室。预计下半年各厂商 MiniLED 的产业进程会提速，终端厂商需求逐步景气。
Mini LED 未来短期内主要在中大尺寸上，随着技术的成熟演进有望不断向中小尺寸渗透。除了大尺寸 TV 以外，显示器、笔记本及车载等中尺寸应用的高端产品也有很广阔的应用前景。
同等 LCD 尺寸需求，MiniLED 背光封装颗粒数需求至少是其目前的 5-10 倍。随着终端平均尺寸的增加，MiniLED 背光技术替代传统 LED、LCD 在 TV、NB、PC 等终端产品上的应用进程将加快，从而拉动 LED 新品和封装颗粒的潜在需求。
MicroLED 将是未来最先进的显示技术，但产业化规模落地仍需时日。Yole 预测，2024年起 MicroLED 市场将逐步放量。
但目前来受制于良率，巨量转移的成熟度等因素产业规模突破仍需时日。MicroLED 的应用领域十分广阔，未来智能手机等中小尺寸产品将有望是率先切入点。
建议：
2020 年有望是 MiniLED 启动的元年。上半年部分厂商已经有 Mini RGB 及 TV 背光产品出货，下半年龙头终端品牌厂有望推出部分中尺寸的 MiniLED 背光产品，同时利亚德与晶电合资子公司利晶微电子亦有望逐步投产，整个产业链进程逐步加速。
当前 LED 行业盈利水平处于历史偏底部区域，但 2020 年来看供需进一步恶化的概率较低，随着 MiniLED 产业进程的加速推进，行业盈利有望迎来拐点。
从价值量上看，相同的产品从侧背光到 MiniLED 直下式分区背光所使用的芯片有数十倍的提升，单体价值量亦有数倍提升。据 LEDinside 预计，未来几年 MiniLED 的 CAGR 将达到 57%，且预计 2020/2021 年有望是 MiniLED 的爆发之年。
1. MiniLED：下一代显示技术新渗透
1.1 更小的间距，更优质的显示效果
MiniLED 技术是传统 LED 技术向 MicroLED 技术的过渡阶段。LED 即发光二极管，由含镓、砷、磷、氮等 III-V 族化合物半导体材料制成。目前，LED 的下游应用主要包括照明、背光、直显三大板块。
Micro LED 技术，是指在一个芯片上集成的高密度微小尺寸的 LED 阵列，如 LED 显示屏每一个像素可定址、单独驱动点亮，可看成是户外 LED 显示屏的微缩版，将像素点距离从毫米级降低至微米级。根据 LED inside 最新的定义，Micro LED 的晶粒尺寸约在 75μm以下。
Mini LED 是介于传统 LED 与 Micro LED 之间，在传统 LED 背光基础上的改良版本。Mini LED 显示的晶粒尺寸约在 75-300μm，包括自发光和背光两种技术。
MiniLED 技术得益于小间距 LED 的快速发展。目前，小间距 LED 方兴未艾，MiniLED技术正在加速发展。
根据 Of week 产业研究院和高维咨询预测数据显示，2020 年全球小间距 LED 显示屏市场规模将接近 18 亿美元，同比增幅约 10%，这将是一个很大的量。
大尺寸、超高清显示需求呼唤小间距 LED 进一步发展。市场需求推动技术创新，传统LED 向 MicroLED 发展的进程中，MiniLED 将作为一个跳板。随着倒装芯片、驱动 IC 技术、巨量转移等技术的突破，MiniLED 技术会逐渐向 Micro LED 最优显示方案靠近。
MiniLED 背光与一般侧光式背光源相比，具备更好的透光均匀度、较高的对比度和更细致的明暗显示，主要应用在超省电、超薄的直下式手机与电视背光。
宽色域、色彩鲜艳：Miniled 的色彩鲜艳度可以和 OLED 相媲美,因为 MIniled 可以实现 RGB 三原色的无缺失显示，并且可以覆盖较宽的色域。
对比度更优：Miniled 背光可以将对比度提高到 100 万:1，通过配合复杂算法实现分区控制亮和暗或者关闭，改善传统背光没有分区点亮和变暗的功能的缺陷。
亮度、显示器厚度、黑边问题均有提升：Miniled 相较标准 LCD 面板，可以实现高亮度下散热均匀，提供更高的亮度，有效控制局部黑边问题的同时减小显示器的厚度。
1.2“ 背光“+“直显”应用双驱动
MiniLED 背光+Local Dimming 技术带来绝佳视觉体验：两者结合可以通过实时监测电视信号中画面各处的亮暗场，实现时刻控制对应背光区域的开关及亮度调节的效果，使画面色彩更逼真，清晰度、对比度更高。
MiniLED 背光显示能够以全矩阵式的方式进行分区调光，实现强化显示画面的高对比度以及高分辨率的目的，达到 HDR 显示效果，如对低分辨率的黑白画面进行分区调光。
首款 MiniLED 背光 TV：2019 美国 SID 展上全球首款主动式有源矩阵驱动的 65 吋RGB AM－Mini LED 背光 TV 惊艳全场，峰值亮度达到 2000nit，Local Dimming Zones大于 5000。其核心背光方案采用新一代的 RGB AM－Mini LED 背光，由国星 RGB 事业部、TCL 工业研究院、TCL 电子共同开发。
MiniLED 应用另一个主力是 RGB 小间距显示器，即以小尺寸封装 MiniLED 打造出显示像素间距低于 P1.0mm 的大尺寸显示屏幕，随着技术迭代，未来将迎来更好发展。
MiniLED 使显示屏点间距进一步缩小成为可能。RGB Mini LED 结合了 COB 封装的优势，克服了正装芯片的打线及可靠性的缺陷，可以使视距大幅减小，实现了户内显示屏进一步替代原有 LCD 市场的目标。
小间距 LED 的快速发展带动了 MiniLED 直显的发展，是 LED 小型化的产物。目前，小间距 LED 发展较为成熟，MiniLED 承接其技术，并在应用领域进一步深入发展。
从产品尺寸来看，MiniLED 直接显示屏产品对应着 110 寸以上的显示市场，很好地满足了客户对尺寸显示屏的需求。
由于研发制造成本较高，MiniLED 直显屏在商业、专业显示市场潜力较大，主要包含交通管理指挥中心、安防监控中心、室内商业显示等，但在民营用途方面发展空间较小。
1.3 新一代显示技术的核心方向之一
从技术角度上看，作为显示技术的核心之一，MiniLED 技术在色彩对比度、节能、寿命等方面都具有一定的领先优势。从价格上看，Mini LED 目前的成本虽仍然较高，但上中下游产业链正在向成熟发展，即将进入大规模生产阶段。
各大厂商争相入场：目前，索尼、三星、TCL、康佳等电视厂商，苹果、华为、小米、等手机制造商都涉足了 MiniLED 领域，推出了多种 MiniLED 应用。未来，MiniLED 显示技术将引领显示领域的新趋势，成为屏幕显示领域的最新技术。
2. 技术日趋成熟，产业链蓄势待发
2.1 各终端厂商积极推动 MiniLED 技术应用
苹果有望推出 Mini LED 背光产品，或带动相关供应链发展。根据集邦咨询 LED 研究中心(LEDinside)调查，苹果预计在之后的 iPad pro 及 macbook 上都会引入 MiniLED 新品。
各环节供货商面临的最大挑战是相对较高的良率与较低的成本。苹果 12.9 寸 iPad Pro预计采用背光分区调控以达到高对比度与色彩饱和度效果，将使用近一万颗 Mini LED，这也将对供应商带来一定的挑战。
苹果积极布局 MiniLED 产线：苹果设立新厂并与晶电、友达展开合作。同时晶电与友达隆达进行合并，双方的资源整合有利于互利共赢，实现专业分工。晶电专注于上、中游，隆达则聚焦于下游，这有利于加速扩大 Mini/Micro-LED 的应用，使客户、供货商与消费者，可共享资源整合所带来的效益。
推出搭载 MiniLED 新品，各产业链环节厂商持续发力。背光产品的应用领域主要集中在 TV、显示器等领域，并逐步向其他领域渗透。
中国大陆 LED 厂商在 Micro/Mini LED 领域的合作与扩厂计划持续推进，各产业链加码投资金额，看好 MiniLED 和 Micro LED 未来的前景。预计下半年各厂商 MiniLED 的产业进程会提速，终端厂商需求逐步景气。
2.2 MiniLED 各产业链环节解构
MiniLED 芯片尺寸微缩化，对一致性与可靠性要求提升
从芯片端看，芯片的生产和检测等过程都存在高难度和效率低下的问题，其原因是MiniLED 尺寸微缩化，芯片使用量大大提高。
此外，红光倒装芯片的生产技术难度很大，芯片转移过程的可靠性和良率仍较低。Mini LED 显示产品对芯片的电流和颜色等的一致性和可靠性要求很高，对芯片的生产也提出了很高的要求。
MiniLED 芯片端技术渐趋成熟，成本瓶颈有望逐渐克服。相对于传统 LCD，MiniLED背光芯片数量消耗较大、调光区域较为精细，整个系统成本较高。
MiniLED 芯片相应的附加值和技术难度相对较大，其原因是尺寸更小，生产线的线宽精度、芯片小型化等制作难点较多。从应用领域来看，高端的笔记本电脑等 IT 产品以及大尺寸/8K 液晶电视等是其主要应用方向。
LED 芯片厂商积极向 MiniLED 等中高端产品扩产，国内知名厂商华灿光电、三安光电等已经有部分生产。此外，涉及 MiniLED 芯片制造的厂商还有晶电、日亚、科锐、欧司朗、隆达、光弘等。
MiniLED 封装技术不断演进
COB 封装（Chip On Board Light）：将裸芯片用导电或非导电胶粘附在互连基板上，然后进行引线键合实现其电连接。
与传统封装技术相比，COB 技术有以下优点：价格相对便宜；节约空间；工艺更加成熟。COB 封装技术也存在不足，一是对环境要求更为严格，二是需要另配焊接机及封装机，且有时速度跟不上 PCB 贴片；三是出现问题维修较困难等。
COG 封装（chip on glass）：即玻璃上芯片技术。它直接通过各项异性导电胶（ACF）将 IC 封装在玻璃上，实现 IC 导电凸点与玻璃上的 ITO 透明导电焊盘互连封装在一起。
目前 MicroLED 生产挑战之一是巨量转移（MassTransfer），是必须逾越的技术鸿沟。具体来说，要把巨量的微米等级的 LED 晶粒，透过高准度的设备，将之布置在目标基板或者电路上，应采取何种有效方法。巨量转移的难点是将转移良率提升到 99.9999%，同时每颗芯片的精准度控制在±0.5μm 之内。
MiniLED 封装厂主要采用倒装、COB 与 IMD 技术。厂商采用适合自身现阶段发展的MiniLED 封装技术，紧抓领先优势。
Mini LED 封装厂商目前主要采用 COB 和 IMD（Integrated Mounted Devices）集合封装技术两种方案。IMD 技术（N 合 1）则是将两组、四组或六组 RGB 灯珠集成封装在一个小单元中。
倒装芯片适合超小空间密布的需求，无需打线，也适合微小空间布局的需求和多种材质封装基板。而 COF、COG 等封装技术未来亦有可能成为主流技术之一。
MiniLED 检测分选——需求扩大，相关要求更趋严格
现阶段，MiniLED 在台湾的检测分选设备主要玩家包括惠特、梭特等。2020 年，惠特 MiniLED 点测/分选设备比重将有望提升，以应对 MiniLED 大量导入高阶显示器背光应用。
MiniLED 对测试仪器要求更高。分光分色测试仪和检测外观的影像系统等检测系统的准确性、可靠性、稳定性以及测试精度都必须满足更高的要求。对于 MiniLED，3N 颗芯片的测试偏差需要控制在 3%以内，相较传统要求 3 颗 LED 芯片的测试要求偏差在 3%以内的要求难度提升了许多。
后段波长挑选的需求将逐渐增加：Mini 和 Micro LED 对于波长均一性的要求逐渐提高，对于后段挑拣的数量和时间要求也会逐渐提高。
MiniLED 背板环节——目前仍以 PCB 为主，玻璃有望成为未来趋势之一
目前，大多数 MiniLED 背光源都采用印刷电路板（PCB）和柔性印刷电路板（FPC）作为背板材料。
但也存在一些缺陷，如成本高、背板厚等，难以完美地满足有源矩阵（AM）驱动方案。中小尺寸 MiniLED 背光液晶显示器正在尝试采用低温多晶硅（LTPS）薄膜晶体管（TFT）的玻璃背板。随着芯片尺寸的缩小，预计到 2020 年，玻璃将有望成为 Mini LED背板的主要技术路径之一。
MiniLED 背光玻璃、PCB 背板未来有望并存。现阶段 PCB 背板更容易快速实现量产，在市场上会存在一定份额；玻璃背板工艺精度可达到非常高的水平，加工面积能力成本等有望优于 PCB，在直显领域更具优势。
MinilLED 驱动 IC 环节——精准控制、高集成、低功耗、高性能是发展趋势
高集成和低功耗将是未来驱动 IC 的重要发展方向。Mini LED 技术中驱动 IC 对电流的精准控制要求更高，原因是其点间距较小，所用发光芯片尺寸小且数量多。
大量的驱动 IC和 LED 芯片的使用造成了散热困难，甚至会损害产品的显示品质和使用寿命，高集成和低功耗的设计可以很好地解决以上问题。
高阶 LED 驱动 IC 版本正面临升级。该升级为了实现品质管理、即时运行监控等功能，内建低功率电路与驱动设计，着眼于 8K、4K 超高密度模组，注重加强色阶、屏幕刷新率、对比度及 HDR 等性能表现。
此外，还增加了让 LED 驱动 IC 即时回报错误状态，在小间距LED 驱动 IC 上加强了感测技术等功能。
背光模组
瑞仪光电表示，将在未来 3 到 5 年内推出使用了 Mini LED 芯片的高端 LED 背光单元，其在 Mini LED 产品具有很大潜力。未来苹果将会有更多的产品采用 Mini LED 背光模块的架构，包括液晶显示器、笔电、平板电脑等。
重回直下式背光，分区点亮背光源的模式，以此适应 Mini LED 背光模块的设计。虽然一般市售液晶显示器的背光模块大多采用的是侧光式，但为了使用 Miniled 背光模块，重回直下式进光，分区点亮背光源的模式是当前技术的一种选择。
2.3 成本有望逐年下降
据集邦咨询预测，技术成熟与制程良率提升双驱动，每年 MiniLED 背光显示器成本的降幅为 15~20%。Trend Force 预估，到 2022 年部分 Miniled 产品成本将有机会低于OLED 显示器，形成市场竞争力。
从 Mini LED 背光的成本结构观察，2021 年版本的 12.9 寸 iPad Pro 中 LED 芯片、PCB背板、驱动 IC 等零组件成本占比较高，近 10,000 颗的 Mini LED 芯片将被用作背光源。Mini LED背光通过拉高LED的使用颗数来提升亮度，仍带有传统LCD 的架构。
据WitsView分析65 英寸UHD 4K电视面板，若采用 QDEF 技术（传统高端直下式背光搭配量子点膜），面板模组的成本约为 600 美元，而采用 Mini LED 背光根据品质要求的不同，成本或更低。
3. 高品质显示效果催生新需求
3.1 中大尺寸背光及直显有望率先突破
Mini LED 从作为直显或者背光技术这一路径来看，未来短期内主要在中大尺寸上，除了大尺寸 TV 以外，显示器、笔记本及车载等中尺寸应用的高端产品也有很广阔的应用前景。
同等 LCD 尺寸需求，MiniLED 背光封装颗粒数需求至少是其目前的 5-10 倍。随着终端平均尺寸的增加，MiniLED 背光技术替代传统 LED、LCD 在 TV、NB、PC 等终端产品上的应用进程将加快，从而拉动 LED 新品和封装颗粒的潜在需求。
MiniLED 显示空间广阔，CAGR 约 12%。据 LEDinside 数据显示，LED 显示屏未来应用于租赁市场、零售百货和会议室市场的需求将显著增加，2022 年全球 LED 显示屏市场规模将达到 93.49 亿美金，预估 2018~2022 年复合成长率为 12%。随着 MiniLED 技术不断更新，将逐渐渗透到这些市场领域中来。
3.2 超高清+5G 需求叠加政策红利，助力 MiniLED 需求提升
国家层面支持超高清视频产业发展。国家规划 2020 年符合高对比度等要求的 4K 电视销量占比超过 40%，并在 2022 年全面普及，且 8K 电视销量在 2022 年占比超过 5%。
消费升级趋势下，8K 超高清视频技术迎来广阔需求空间。从 2K 发展到 4K，再到最新显示技术 8K，消费者追求清晰度、对比度和分辨率更加先进的显示屏幕。此外，现代医疗、影视娱乐、智能安防、智慧交通、工业可视化等新业态对超高清显示有巨大需求，未来 8K显示的市场空间将会十分可观。
5G 网络全面应用的时代即将到来，5G 网络高效、实时的传输速率结合 8K 超高清显示技术，带来极速、超清视觉感官。2019 年是我国正式进入 5G 商用的元年，5G+8K 的组合模式，将会带来显示产业的巨大增量。
据 LEDinside 预测，全球 Mini LED 市场规模将从 2018 年的 7,800 万美元高速增长至 2024 年的 11.75 亿美元，CAGR 将达到 57.15%，且预计 2020 年将是 MiniLED 的爆发大年。预估 2024 年 Mini LED 背光在 IT、电视及平板应用的渗透率，分别可能成长至20%、15%及 10% 。
未来 MiniLED 终端显示设备 CAGR 值均较高。根据 Yole2019 年发布的最新报告， 2020-2024 年 MiniLED 在 TV 上应用的 CAGR 值最高，达到 234%，从目前的产业情况来看 Miniled 在大尺寸产品上落地可能最快，在 2020 年上半年部分厂商已有小规模产品出货。其次分别是可穿戴设备、VR、手机、显示器、汽车等，在小尺寸方面可能稍微落后。
MicroLED 将是未来最先进的显示技术，产业化规模落地仍需时日。Yole 预测，2024年起MicroLED 市场将逐步放量。
按照 YOLE 较为乐观的预测数据来看，到 2027 年MicroLED 的市场规模有数倍提升。但目前来受制于良率，巨量转移的成熟度等因素产业规模突破仍需时日。
4. 重点公司介绍
三安光电
全球领先的 LED 芯片厂，积极布局 MiniLED 芯片产业与第三代化合物半导体业务。公司在湖北省葛店经济技术开发区投资 120 亿元的 Mini/MicroLED 外延与芯片产品项目，已于去年开工建设。一期投资在 24 个月内完成并投产，预计年实现销售收入 72 亿元、利润总额 17.84 亿元。
2020 年 6 月 17 日公告，公司决定在长沙高新技术产业开发区管理委员会园区成立子公司，投资建设碳化硅等化合物第三代半导体等的研发及产业化项目，包括长晶、衬底制作、外延生长、芯片制备、封装产业链，投资总额为 160 亿元，继续加码第三代半导体。
MiniLED 产品已启动批量供货。据集微网消息，三安光电在互动平台表示，公司目前MiniLED 芯片批量供货三星，其他客户部分在验证，部分有少量供货。公司的 MiniLED 产能在公司的现有产能及泉州三安半导体都有分布。目前湖北三安投资建设的 Mini/Micro显示产业化项目正处于初期建设阶段。
兆驰股份
MiniLED RGB 直显定位中高端产品，力争实现全系列覆盖。20 年一季度，兆驰光元显示事业部量产产品已有 5 款，并将加速 RGB 产品拓展，定位中高端 Mini RGB 显示、小间距显示、户外显示。
未来将陆续推出户外 2727、1921、1515 器件，实现显示全系列覆盖，为用户带来“高质价比”的 RGB 灯珠解决方案。
MiniLED 背光产品持续投入技术研发，已获国内大厂认可。公司积极投入 Mini BLU等前沿技术开发，保持产品的技术领先优势。
目前，公司 Mini LED 背光产品已得到康佳、京东方、创维等企业的认可，国际客户正在拓展中。已推出 P0.6-1.0 Mini LED 显示产品，并将 Mini LED 和小间距产品相结合，推出了高端倒装产品 F1010，订单供不应求。
预计 MiniLED 产能将持续提升。公司根据市场需求和 LED 全产业链的战略布局，制定了第二期 1200 条 LED 封装生产线的扩建计划，预计于 2020 年年底前投产，旨在进一步扩大规模优势，持续提高高附加值产品的比重。
国星光电
公司在显示屏用器件、白光器件（背光）、组件（背光源）中均涉足 MiniLED。公司率先成立研发中心，Mini 产品系列不断完善。2018 年公司在国内率先成立 Mini&Micro LED 研究中心，同年 6 月，公司全球首发 Mini LED 第一代产品 IMD-M09T。
目前 Mini LED IMD-M09T 规模量产，并推出更小间距的 IMD-M05，整个系列已覆盖 P0.9、P0.7、P0.5，产品系列不断完善，可满足客户不同应用场景需求。
公司高度重视自主创新工作，2019 年公司研发投入 1.46亿元，占营业收入比例 3.60%。截至 2019 年末，本部及子公司累计先后布局 Mini&Micro LED 等前瞻性产品的关键技术专利申请102 项。
在MiniLED领域，推出了适用于 P0.7 高密显示的 IMD集成封装 Mini LED显示器件、Mini LED 背光器件、高阶 8K 高清电视 Mini LED 背光模组等。
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