rgb珠供电电压((rgb珠电压)
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出品人/分析家:开源证券刘翔傅盛盛林承瑜
1,MiniLED商业化开放
1.1,MiniLED背光是LCD升级的重要方案
MiniLED也称为亚毫米发光二极管,是由数十微米级的LED结晶构成的显示器,在MicroLED和小间距显示之间。
MicroLED是下一代的显示技术LED微缩化以及矩阵化技术,在一个芯片中集成高密度微尺寸的LED阵列,通常为100μ由m以下尺寸的微粒构成的显示器称为MicroLED显示器,100μm以上称为MiniLED,点间距一般为p0。2。
小间距LED显示屏是指LED点间隔为p2。
从终端应用场景来看,MiniLED的应用领域被分成背光和直接显示的两个大场景。
MiniLED将直接显示rgb的LED珠直接作为像素显示,作为小间距显示器的升级替代品,能够提高可靠性和像素密度,由于被限制为尺寸和PPI,所以在室外大画面、指挥中心大画面、多应用于壁幕显示等大尺寸显示。
MiniLED背光是面对LCD压力和最终显示器MicroLED并且存在技术瓶颈的产品。MiniLED通过采用背光的LCD,在大幅提高以往的液晶画面效果的同时,比较容易抑制成本,期待成为市场的主流。
OLED在对比度、黑场表示、色域、响应速度、可见角度方面,与当前LCD的液晶显示相比,有了革命性的提高,但由于成本高、有机材料,所以面临着寿命短的问题。
MicroLED具有自发光、高亮度,高可靠性和反应时间快,体积小,轻,节能效果也容易实现,但一些重要技术和设备还没有突破,不能大规模商业化。
MiniLED现在主要用于LCD背光源,在性能上,MiniLED背光显示能够进行低分辨率的黑白画面等全矩阵式的分区调光,强化显示画面的高对比度以及高分辨率,在达到HDR效果的同时,继续缩小MiniLED的芯片尺寸增加控制光领域,可以使画面更加细致,显示效果和厚度接近OLED,具备省电功能。
另外,由于具有异形切断特性,所以能够与柔性基板组合来实现高曲面背光的形态,能够用于曲面屏幕的制造。在量产上,比起MicroLEDMiniLED在技术上难易度低,容易实现批量生产。
1.2技术逐步成熟,成本下降,MiniLED背光商业化开始
MiniLED随着技术成熟、成本降低,终端制造商相继引进了MiniLED背光产品。
2020年10月22日,TCL世界首个IGZO基于玻璃基板的活动Mini-LED142英寸显示器,小米,康佳等制造商也发表了MiniLED背光产品,三星,LG,长虹等2021年发售,集邦咨询2021年MiniLED背光电视达到440万台预计将占据整个电视市场的2%。
关于金属板,苹果在2021Q1上发表了12.9英寸的MiniLED背光iPad Pro。LEDinside预计到2023年MiniLED背光产品的市场规模将超过10亿美元。
MiniLED背光商业化的开始,给整个产业链注入了新的活力。
MiniLED由于市场潜力大,LED上下级企业纷纷配置,设备、芯片、包装、背光模组、面板、终端品牌制造商在该技术上投入了大量的资金和精力,寻求先机,占领了行业的制高点,这也推进了MiniLED产业快速成长的道路。
2、设备:MiniLED背光需求量、设备厂家的最初利益
MiniLED流程包括前工序制造和后工序包装,制造过程与LED制造过程大致类似,大部分设备与LED制造设备一致,经过升级改造即可使用,但部分过程对设备提出更高的要求,前工序中的MOCVD和测试筛选设备以及期待给后工程包装中的固晶机和修理设备等设备制造商带来新的机会。
2.1、前工序制造:MOCVD和测试筛选设备是保证良率的核心
LED类似于芯片的制造,MiniLED预处理制造包括基板、外延和芯片加工的三个步骤。基板材料的大部分是蓝宝石,过程包括蓝宝石晶体生长、切片、研磨等。外延是指通过MOCVD加工在基板上制造具有特定单晶薄膜的外延的过程。芯片加工包括蚀刻、溅射、蒸镀、光刻、测试筛选等多个工序,形成金属电极,在制备完成后进行检测筛选。
MiniLED的磊晶步骤向MOCVD设备提供更高的请求。
磊晶是基板,是外延阶段的重要过程,是指通过基板材料(例如蓝宝石、硅、GaAs等MOCVD制造具有特定单晶薄膜的外延的过程,主要应用于发光层的制造,是芯片工厂的最核心的一环。
磊晶的光效率随着LED晶片尺寸的缩小而降低,因此LED尺寸越小缺陷的比例越高,蓝宝石基板的散热性能越差的问题重叠在一起,MiniLED制造对MOCVD装置的均匀性以及波长匹配性提出高的要求,这也是提高良率、降低成本的关键。
LED芯片加工有三种结构,分别是水平、垂直、倒装三种,在该过程中有一定的差异,但逆芯片的优势明显。水平结构是最常见的结构,p电极和N电极都位于芯片表面,是最简单的制造流程。垂直结构的p电极位于芯片表面,N电极位于芯片底部,不需要蚀刻PN步骤,基板剥离过程是困难的。
逆组结构类似于水平结构的反转,但是成本比水平芯片高,制作流程也有差异,技术的难易度比垂直结构低,在MiniLED标准中,逆组结构芯片具有发光效率高、散热良好等优点,有望成为MiniLED的主流结构。
以往的LED加工装置几乎完全满足MiniLED的加工需求。
LED与加工过程同样,MiniLED设备支出比例最高的是光刻机和刻蚀机,MiniLED由于对这样的设备的精度要求较低,MiniLED加工过程面临的困难多来自芯片设计和过程优化,设备的硬件升级没有要求现有LED加工设备技术成熟,基本满足需要。
在测试筛选装置中,MiniLED设备制造商需要提高精度和速度。
LED测试分为测试和筛选两个工序,可以用一体机完成,可靠性强但速度慢。两台设备也可以分别完成,速度相对提高,但由于两台设备之间的数据传输,可靠性降低。
MiniLED意味着设备制造商需要提高精度和速度以解决对芯片匹配性和可靠性的要求较高、芯片检测阶段的效率低、花费时间的问题。
2.2、背包包装:固晶机和修复设备的品质提高、善良率的改善
倒装+COB成为MiniLED主流封装方向。LED封装的目的是保护芯片,可以起到稳定性能、发光效率的提高和使用寿命的提高的作用,主要的过程分为固晶、焊接线、密封、烧结、切割、分BIN和包装等一部分。
LED包装按集成度分为SMD、COB和IMD三种,根据芯片的正反方向分为正装和逆装。倒装+COB因为有散热性好、可靠性高、用于削减维护成本的保护力强等各种优点,所以期待倒装+COB成为MiniLED的主流包装方向。
MiniLED芯片尺寸缩小,单位面积芯片数大幅增加,在封装阶段要求提高固晶设备的移动速度。
固晶设备是包装环节的重要设备,负责吸取晶片PCB或粘贴在玻璃基板上进行缺陷检查。MiniLED芯片尺寸缩小,单位面积芯片数大幅增加,因此该移动速度是在一定程度上决定封装的良率,降低成本,实现量产的关键。
固态器件移动方案目前包括拾取配置方案(pICkplace)、刺晶方案和激光移动方案,其中pICkplace是当前主流应用技术,成熟度和价值相对较高。
测试修复环路节目之前没有形成标准化的技术路径。
MiniLED为了保证最终产品的良好率,需要在芯片出厂前进行光电测试,进行色度学参数测试,进行再修理。在这个领域装置的种类很多,因为微米级尺寸的珠数庞大的有效的试验和修复很难,所以现在也没有形成标准化的技术路径。
2.3、中微公司、新益昌等公司配置MiniLED设备
随着苹果、华为、三星/LG等世界大型工厂陆续发售MiniLED的终端消费品,一定会带动上游厂商对设备材料的大量购买需求。国内的一部分设备公司已经配置MiniLED设备,例如中微公司、北方华创、新益昌、深科达等。
2.4,新益昌:国内固晶机首位,利益MiniLED需求增长
新益昌是国内固晶机设备的首位,业绩增长很快。新益昌成立于2006年,2021年上交所上市,经过多年的技术积累,在国内LED固晶机成长,在电容老化测试智能制造装备领域的领先企业,主营LED固晶机和电容老化测试设备,同时开拓了半导体封装设备、锂电池设备业务。
该公司LED固晶机的设备、电容器老化试验设备以及半导体封装设备2021H1的合计约94.4%,其中半导体封装设备的销售额持续增加,2021H1上升到10.7%。
另外,该公司MiniLED固晶机的引进情况良好,2021H1MiniLED固晶机的收入占了27%。
2020H1受到业界景气的恩惠,公司的业绩大幅增加。
该公司与2021H1营业收入大幅成长。该公司营业收入从2017年的5.1亿元增加到2020年的7.0亿元,这4年的CAGR11.7%,2021H1的销售额达到4.94亿元,比去年同期增加了+53.44%。
归母净利润从2017年的0.5亿元增加到2020年的1.1亿元,这4年间CAGR达到27.8%,2021H1归母净利润为0.99亿元,比去年同期增加了+13.96%。
公司的收益力很强,毛利率和净利率持续上升,期间费用率稳定。
近年来,该公司毛利率逐渐上升,从2017年的25.2%上升到2020年的36.3%,达到了2021H1的43.2%。主要企业自身研磨的核心部件?具备自制能力,通过提高自制率毛利率持续提高,2021H1毛利率的高MiniLED固晶机以及半导体固晶机比2020年同期大幅增加。净利率也从2017年的10.2%慢慢上升到了2021H1的20.1%。
在多年的深耕固晶机和电容器领域,公司客户资源深厚。
公司与大量客户保持长期稳定的合作关系,由于设备厂商一旦选定,除非发生重大质量问题,一般变更较少,公司和客户都保持长期合作关系,客户资源的优势明显。
持续性地投入高的研究开发。
公司研发投入持续提升,2020年研发经费投入0.49亿元,占销售额的7.0%,2021H1公司研发费用0.28亿元,同比增长27.84%。
公司的订单充足,为了支援将来的发展正在招募。
根据公司公告,到2021年为止H1,公司发行商品账面余额3.7亿元,2021年H1合同负债2.13亿元,手工订单的业绩已见底。同时,公司上市募集5.5亿元,将4亿3000万元投入新益昌智能装备新建项目和1亿2000万元新益昌研发中心建设项目。
根据公司招股书数据,新益昌智能装备新建项目的建设期为2年,投入建设后的第4年完全达到生产,目前年收入12.07亿元,公司的成长期是可能的。
3,LED芯片:MiniLED提供增量市场
MiniLED背光应用大大提高了芯片数量的要求LED。
以前的LCD采用了侧面输入式背光源,单机背光源对LED珠约30种?有50个必要性。另一方面,如果将MiniLED作为背光源来采用的话,预计单机对LED芯片的需求会上升到10000个以上。
小米最新发布的主电视82英寸至尊纪念版是8K(7680)×4320)分辨率、960分区背光、总共15360个MiniLED。康佳最新的75英寸8K MiniLED背光电视采用了20000个以上MiniLED5184个背光分区。
MiniLED背光应用的持续渗透大大提高了LED芯片的必要性。
MiniLED背光打开芯片市场空间LED。
Omdia通常预计LCD和MiniLED背光LCD之间的成本差随着时间的经过而急速缩小。到2025年,背光电视MiniLED的发货数量将达到2530万台,预计将占据整个电视市场的10%。
MiniLED如果将背光的笔记本电脑以及显示器上的透射率假定为TV同样,则在2025年之前估算MiniLED2英寸外延电路的需求约为1120万张。
聚灿光电参照定增方案中的MiniLED价格,预计2025年MiniLED的外延市场规模约16.95亿元。
芯片制造商加速布局MiniLED。
三安光电MiniLED芯片已经量产三星,该公司的现有生产能力和泉州三安半导体有MiniLED的生产能力,湖北三安投资建设的Mini/Micro产业化项目表示处于建设阶段。
华灿光电部分MiniLED背光芯片已经被大量供应给战略伙伴群创光电,8月55英寸可卷曲AM MiniLED显示器在世界范围内发售,华灿光电背光芯片供应商是唯一的MiniRGB LED。
2020H1聚灿光电非公开发行股票募捐10亿元,爆发力Mini/MicroLED。
4,包装模块:覆铜板,驱动IC,包装等优点MiniLED
4.1,覆铜板:MiniLED背光电视渗透牵引覆铜板市场快速扩张
MiniLEDPCB工艺的难易度在防止焊接阶段和表面处理阶段。部分厂商采用双面PCB方式,成品厚度严格控制在0.15±0.05mm,由基板+铜箔+电镀铜+阻焊油墨+文字墨水5种材料加工,其中电镀铜的厚度和防焊接墨水的厚度影响成品厚度,焊接电阻高。
下游制造商P0.7以下间距的Mini?采用LED,随着间距降低PCB层数有增加的倾向。Mini-LED采用COB封装,对电路板平坦性的要求极高,填充规格<1μm。
MiniLED覆铜板的过程的难易度是高反射率和耐热辐射,对覆铜板的材料系统有不同的要求。
Mini-LED材料有4个特殊的性能要求。
(1)高反射率:
为了确保LED的发光效果,需要具有覆铜板高反射特性,Mini?LED的基板材料的外观为白色,可见光区域表面的白色覆铜板的白度与光反射率成比例,需要在现有的树脂系统中添加白色颜料、荧光剂、防氧化剂等助剂,通常将二氧化钛作为白色颜料使用。
(2)高度玻璃化温度(Tg):
玻璃化温度是基板保持刚性的最高温度,以前的FR?4的Tg值为130°C,Mini?LED覆铜板的Tg值在180°C以上。
(3)耐紫外线变色性及耐热变色性:
高热辐射通常会导致基板表面的显著变色,影响覆铜板的反射率,因此需要将以往的树脂系统变更为脂肪族环氧树脂。
(4)散热性:
MiniLED通常具有大功率,具有高亮度的特征,每单位面积产生高热量,进而影响LED元件的发光效率和发光寿命,因此需要相关覆铜板材料的良好散热性。
内资厂商中生益科技实现了国产化供应,产品性能优良。
日本三菱燃气BT擅长开发以树脂为主的材料,能够应用于IC载体和Mini-LED领域,对于不同的应用领域开发了5个细分产品。
生益科技开发的BT树脂-玻璃布基白色CCL属于高耐热性白色覆铜板品种,覆铜板品牌号WLM1是白色LED用可见光高反射率材料,采用无铅和无卤素的配合技术,可以在热处理和光线照射后不变色现在作为大量供给北美大客户的材料被实现。
Mini-LED背光电视的渗透率迅速提高,带动了相关覆铜板市场的快速扩大,预计2022年的市场空间将比去年同期增加2倍。
将以往的侧光式LED背光转换成Mini-LED背光后,以Mini-LED方式采用HDI板焊接,覆铜板以及PCB使用量增加,表面积尺寸相当于设备的画面尺寸。假设背光电视、显示器、笔记本电脑、平板电脑的单个设备的屏幕平均面积为1.1/0.21/0.08平米(支持55英寸/24英寸/12英寸)。一台设备采用2楼覆铜板(支持6楼PCB,预计2021-2022年Mini-LED覆铜板的平均单价为300元/平米,2023年以后每年价格下降5%,2021-2025年的市场规模分别为34.8/79.7/162/135.5.1亿元,其中2022年是市场扩张最快的一年,比去年同期增加了129.1个百分点。
生益科技:国内资本覆铜板首位,对海外客户的独家供给Mini-LED覆铜板
公司是内资覆铜板的顶尖制造商,在覆铜板高端材料领域储备各种细分产品解决方案。公司未来五年的战略计划由“大而强”向“强而大”,在细化高端产品中不断实现国产替代开发新产品引领市场。公司的初期储备BT材料相关技术在内资厂商中率先实现Mini-LED白色覆铜板批量生产,独占供给北美的消费电子客户,代表全行业的最高级覆铜板技术,享受着革新性的分红的产品溢出。
南亚新材料:高速延长期覆铜板制造商、高端显示材料的布局
公司顺应产业发展趋势,配置高端显示材料。公司公告自有资金计划以7.8亿元建设年产1500万平米的高端显示技术用高性能覆铜板智能工厂项目,项目建设周期为18个月(2021年9月至2023年2月),该项目面向江西N6工厂扩大生产,针对MiniLED等高端显示应用HDIIC发售基板材料,在细分化领域实现国产替代。产品升级驱动N5工厂的生产额比江西N4,N5工厂高。在成本方面,江西新工厂效率的优势突出,到目前为止N4工厂比N1工厂的成本下降30%以上,随着N6工厂的生产开始,预计利润水平再次上升。
奥士康:提供给海外顶尖显示器制造商
Mini-LED供应链Mini-LEDPCB的加工难点是防止焊接的一环,公司可以降低废弃率,实现利益水平的提高。公司在韩国的客户Mini-LED产品中已经实现了批量供应,随着韩国顾客的订单,解放了现金化扩大生产的生产能力。
4.2,LED驱动芯片:MiniLED需求量上升
LED显示驱动芯片主要分为rgb直接显示和背光显示两种。LED显示驱动芯片的核心功能是通过控制功率装置的占空比LED逐次调整珠子的接通和亮度。
根据应用终端,LED显示驱动芯片主要分为应用LED屏幕的rgb直接显示芯片和应用于LCD屏幕的背光显示芯片两种。rgb直接显示器是LED独立摄像显示的屏幕技术,背光显示是基于液晶显示背光源使用的技术。rgb直接显示器主要占据高端显示器市场和商业市场,背光显示器主要应用于电视、电脑显示器等,即rgb直接显示器和背光显示器是互补产品。
LED显示驱动芯片主要分为线性驱动器和列驱动器。
LCD屏幕和LED屏幕由多个像素构成,每个像素是1?由4个LED珠构成。LED显示驱动芯片的功能是控制各像素内的珠的接通断开和亮度,LED显示驱动芯片主要分为线驱动器和列驱动器两种,线驱动器是门信号,即线控制珠的接通断开,线驱动器是数据线信号即,控制线控制珠的亮度。
LED驱动芯片卡车主要是国产制造商。
LED驱动芯片卡车的主要参与者是集成科学技术(中国台湾)、集成北方、富满电子明微电子等,均表示是国产芯片制造商。TI等国际模拟芯片大工厂LED也表示驱动芯片有布局,但由于该产品整体毛利率相对较低,国际模拟芯片大工厂不想对该产品进行布局。
rgb直接显示芯片以算法为主,以模拟为辅助。
rgb直接显示芯片是以算法为主、以模拟为辅助的数字混合芯片,具有以rgb形式复原图像数据的功能,即,通过高精度、高速响应的输出电流rgb驱动珠来实现灰度级的变换的功能。如如图22所示,颜色混合和亮度控制由PWM模块控制,并且以不同的占空比调制平均电流以实现每个RGB LED的独立控制。
MiniLED时代rgb直接显示芯片的需求量提高了。
传统的LED屏幕上的LED串珠的数量很少,所以在传统的LED屏幕时代,一个LED屏幕上?如果直接显示两个rgb芯片,则能够满足需要。
但是,在MiniLED时代,MiniLED画面的LED珠的数量大幅增加,更多的LED显示驱动芯片需要向面板供给电力。如如图23所示,以TLC5958为例,在64*64像素的RGB LED面板上有12228个LED的珠子,该面板被分割为8个部分,通过8个rgb的直接显示芯片分别向面板的各部分供给电力。
背光驱动芯片同时向多个“串行”珠供电。
由于LCD本身不发光,LCD画面需要用白光背光源生成画面。如如图24所示,主流白光背光源一般由数列白色LED灯构成,背光驱动芯片的功能是LED连接灯列的两端来供给电力。MiniLED时代背光驱动芯片的需求量提高了。
通常,LED灯必须在20mA电流时发光,这意味着当一系列LED灯具有更多的珠子时,驱动芯片必须指示斜坡列的两端具有较高的压降。
MiniLED通过大幅增加屏幕上的LED珠的数量,单个背光显示芯片不能获得足够的压降,并且可以增加背光显示芯片的需要量。背光显示芯片PWM模块功能相对简单。
如如图)25所示,背光显示芯片的PWM模块仅通过控制各灯的串联压降来调整灯的串联亮度,而不直接显示芯片,进行各灯珠的接通断开和亮度控制。
4.3、包装模块:MiniLED提高价值背光模组,包装过程迎来变革
液晶显示画面的摄像原理是,通电到面板内的电极时液晶分子扭曲,背光显示模块的光线通过而发光,由于液晶自身不发光,背光显示模块是能够正常显示液晶显示画面的重要构成要素。
背光显示模块根据发光源的种类分为LED背光显示模块、CCFL背光显示模块和EL背光显示模块。LED背光显示模块的基本配置主要包括遮光橡胶、增光膜、扩散膜、导光板、FPC、LED组件、反射膜、橡胶铁一体等。
MiniLED价值的提高背光模组
根据集邦咨询数据,以65英寸UHD4K电视为例,高端侧边线显示模块的生产成本约为350美元。使用无源驱动MiniLED背光LED使用张数16000个)的显示模块在现有的旁侧背光模组价值的大致倍的650~690美元之间,但低于WOLED显示模块成本(预计为800美元以上)。
MiniLED背光电视技术主要包括COB和POB这两种。
COB即Chip on Board,LED将芯片直接打到基板上,进行整体的封装。POB即package on Board是业内普遍知道的满天星方案,首先将LED芯片封装在单个SMD LED珠中,在基板上打珠。
与POB相比,COB具有高密度、高防护、高可靠性、高适应性、高画质和使用成本低的技术优势,SMD与小间距产品相比效率大幅降低,延长产品的使用寿命,降低使用成本,MiniLED适应封装。
包装的一环迎来了变革。
对于包装厂商来说,另一方面MiniLED芯片的数量大幅增加,从以往的1台显示终端的数十个LED变成数万个,提高了包装环节的产业链的价值比例。另一方面,MiniLED包装方式,因为包装厂家提供传统的单纯的SMD LED珠封装器件,所以成为提供背光模组,作为产业链的一部分前进,整体的价值量显著提高。
包装层叠层叠比特MiniLED。
国内国星光电、木林森、瑞丰光电、聚飞光电、兆驰股份、鸿利智汇等制造商积极扩大生产MiniLED,扩大生产能力、卡位MiniLED市场。
国星光电已经实现了MiniLED产品的量产,Mini背光产品有两个技术渠道,进入了国内有名的TV品牌制造商的供应链。
木林森通过子公司木林森实业与新创企业深圳远芯合作,加码Mini背光和Mini直显领域。瑞丰光电MiniLED产品批量生产。
5、报告总结
技术成熟,成本下降,MiniLED开辟商业化之路,TCL、小米、康佳等制造商相继在MiniLED背光产品、三星、LG、长虹等2021年发售。
MiniLED商业化的开始为产业链整体注入新的活力,产业链关联公司获得利益。
设备,中微公司,新益昌;芯片角、三安光电、聚灿光电;覆铜板,生益科技,南亚新材料,奥士康;包装角、瑞丰光电等。
6、风险提示
MiniLED商业化的进度低于预期。TV,IT等表示需求弱。
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