Mini LED 背光材料

供应链展开 Mini LED 布局，产业链逐渐走向成熟。芯片：直显芯片方面，显示 LED 芯片厂商较多开始进入，三安光电、华灿光电、乾 照光电皆有批量出货产品。背光芯片方面， Mini LED 背光芯片量产并规模出货企业 相对较少，具备相应客户、良率与量产能力的企业更为稀缺，主要集中在拥有技术 支持、产能布局合理、产能规模大等具有竞争优势的头部企业，主要的供应商有晶 电、三安光电、欧司朗、日亚化学、华灿光电等。封装/巨量转移：企业积极加码产能，LED 封装企业大多布局 Mini LED 封装技术， 木林森在 CSP、COB 技术具有优势；国星光电同时布局 COB 和 IMD；瑞丰光电加码 布局 COB 产线；兆驰股份垂直产业链布局更全。面板：2021 年为量产关键一年。面板厂在 Mini LED 产业链中扮演更为重要的角色。其中，京东方 Mini LED 玻璃基直显产品将在 2021 年内推向市场。系统（组装）：产业链公司在产品导入、研发、出货方面持续取得进展。富士康给国 际大客户组装新款 Mini LED 背光的 iPad。洲明科技 P0.7 产品已批量出货。利亚德 液晶模块（LCM）厚度 2.2mm 背光模组已可量产，2.0mm 及以下背光模组已向国 际、国内客户送样。

Mini LED 产业链梳理

产业链包括上游芯片制造、中游封装和下游模组。其中上游芯片制造是在蓝宝石、 SiC 或者硅片等衬底上制造 GaN 基/GaAs 基外延片，再经过刻蚀、清洗等环节得到不同类 别的 LED 芯片。LED 芯片供应商包括三安光电、华灿光电和乾照光电等大陆厂商，晶元光 电等中国台湾厂商以及欧司朗、日亚化学等国外厂商。中游封装端是将芯片在固晶、焊线、配胶、灌胶固封环节后，形成颗粒状成品，主要起到机 械保护、加强散热、提高 LED 性能和出光效率以及优化光束分布等作用。LED 封装厂主要 包括国星光电、木林森和鸿利智汇等大陆厂商以及隆达电子等中国台湾厂商。直显和背光模组制造是 mini LED 产业链的下游应用端。其中，直显制造商包括利亚德、洲 明科技和雷曼光电等，背光模组制造商包括兆驰股份和瑞仪光电等。此外，面板厂也已涉足 Mini LED 产品制造，TCL 科技和京东方均有布局。TCL 于 2019 年全球首发 Mini LED 星耀 屏，使用玻璃基板集成 LED 方案，较现有的 PCB 集成解决方案具有更好的性能优势，并于 2020 年量产。京东方在 2019 年与美国 Rohinni 联合成立一家合资公司，共同研发 Mini/Micro LED 解决方案，经过技术攻关后，京东方的玻璃基 Mini LED 背光产品已于 4Q20 实现量产 出货，并于近期交付客户，初期以 65 寸、75 寸 TV 产品为主，后续将根据客户需求和产能 情况布局更多的产品种类。

大陆厂商持续加码，台系厂商开启抱团

目前，大陆 LED 产业链正积极布局 Mini LED 相关技术和产品。LED 芯片龙头三安光电， 已于 2020 年向国内外下游客户如 TCL 华星、三星电子等批量出货 Mini LED 芯片。此外， 三安光电全资子公司泉州三安半导体还与华星光电共同出资 3 亿元，成立联合实验室，重点 攻克 Micro-LED 显示工程化技术中包含 Micro-LED 芯片技术、转移、Bonding、彩色化、检 测、修复等关键技术难题。而在封测端，大陆厂商如国星光电、鸿利智汇和瑞丰光电均已实 现成熟产品出货。其中，国星光电已与多家国内外显示企业深度合作，多款大尺寸 TV 背光 产品已实现量产。瑞丰光电已与国内外知名电子企业在平板、笔记本电脑、电视等显示应用 上紧密合作开发了各类 Mini LED 背光和显示产品方案，并领先市场发布了多项 Mini LED 产 品。同时，下游应用端厂商也动作频频，2020 年，利亚德与晶元光电在无锡成立全球首家 Mini/Micro LED 量产基地，主要研发 Mini/Micro LED 的巨量转移技术，同时基于对全产业链 的整合，生产自发光与背光模组。此外，其他厂商公司也积极推进 Mini LED 产业化，洲明 科技已拥有 Mini LED 显示屏标准产品线，并实现 P0.9 Mini LED 产品批量生产，公司还于 2020 年 11 月公布拟在惠州基地新增数条 Mini LED 智能化产线，以扩大生产规模。兆驰股份Mini RGB 产品已完成产品定义，并实现 110 寸、135 寸、162 寸下的 4K 显示，公司还 向上游芯片端延伸，Mini LED 芯片已进入小批量试产阶段。由于 Mini LED 需要精细度更高的转移、打件及分选设备，因此相关设备公司如 ASM 太平洋 也在积极布局相关技术和解决方案。ASM Pacific 推出了全自动巨量焊接产线 Ocean Line， 通过独有的巨量焊接技术，每次可转移的数量最多达到 10000颗LED，同时，配合优良的 平整度控制，使其灰度效果达到更佳，即使在不同视角，也不会有色差问题。此外在 PCB 端，全球龙头鹏鼎是业内少数掌握 Mini LED 背光电路板技术的厂商，且公司已 于淮安园区进行相关产能布局，一期工程已于 2020 年年底投产，二期预计于 2021 年下半 年投产。在大陆厂商产能压制下，台系厂商开启抱团：晶电、隆达联合成立富采控股，抢食苹果订单。近年来，随着大陆 LED 产业崛起，台系厂商话语权降低，多数厂商无力大规模扩充产能配 合品牌商，再加之近年大陆 LED 厂商与面板厂商结盟，增加资本支出，使得台厂危机意识 大增，主动寻求合作机会。2020 年 1 月，台系龙头芯片厂晶元光电与封测厂隆达电子联合 成立富采控股集团，其中晶电将专注于 LED 芯片的磊晶与晶粒，而隆达则主攻封装技术。台系厂商的抱团战略颇有成效，富采控股随即收获了苹果订单。据《电子时报》援引业内人 士透露，富采控股将在今年上半年开始为即将推出的 12.9 英寸 iPad Pro 生产 Mini LED 屏 幕。此外，台厂瑞仪光电将为苹果进行 Mini LED 背光模组代工。除台厂外，欧美厂商也积极争取苹果订单。欧司朗计划持续扩增设备投资 以生产 Mini LED 芯片，且有望在今年下半年向苹果出货用于 MacBook 的 Mini LED 背光板， 目前其已在马来西亚初步建立每月 1 亿颗产能的工厂。从技术角度出发，探寻 Mini LED 产业发展趋势

随着产业链上下游持续加码，Min LED 技术正处于落地的关键时点。因此在技术方面，包括 芯片、封装和基板选择等，均出现诸多新技术与新变量。本章我们将对 Mini LED 最新工艺 与技术进行梳理，探寻最适合 Mini LED 产业发展规律的技术方向，从而对 Mini LED 产业链 投资进行一定指引。制造工艺较为成熟，转移技术持续创新LED 芯片制造流程主要包括前道外延片制造、中道磊晶和后道晶片切割，涉及具体流程多达 数十项，制造难度较高。但由于 LED 产业的多年的发展，传统 LED 芯片制造设备与工艺已 经较为成熟，且 Mini LED 对切割精度和转移设备的要求还未达到 Micro LED 那么严苛的程 度，因此 Mini LED 芯片制造难度相对 Micro LED 较低，芯片厂仅需通过优化工艺来提升良 率和产量即可实现从常规尺寸到 Mini 尺寸的跨越。在转移技术方面，相比于 Micro LED，Mini LED 有较大的尺寸和更加硬质的衬底。因此其转 移过程有更高的精度容忍度和更多的灵活性。当前主流厂商均有开发 Mini LED 相关的转移 技术，主要包括以下三种：1）方案一是对现有的抓取设备进行改进，通过设置多个的手臂来增加拾取和放置的效率。这种方案技术难度较低，因此更容易实现量产，不过其存在产能上的限制，无法实现数量级 上的增加。2）方案二是将芯片和背板相对放置，再使用顶针将芯片顶出，从而放置于基板 上。相比于方案一，这种方案减免了摆臂的反复移动，从而提升了转移效率。而且，若芯片 在蓝膜上放置位置同最终背板的控制电极位置一致，再配合多顶针，即可实现巨量转移，从 数量级上提升转移效率。3）方案三类似于方案二，芯片放置于 UV 膜上，通过 UV 光把 LED 芯片选择性地转移到背板上。该方案能实现真正的巨量转移，但是对芯片分选及其在 UV 膜 上的摆放精度有较高的要求。全倒装+COB，形成封装技术新趋势LED 封装技术正在经历从传统的支架型封装（如 SMD 技术）向新型无支架型集成封装（如 COB 技术）的过渡。传统的 LED 封装技术主要为 SMD（Surface Mounted Devices）技术，意为表面贴装器件。SMD 技术采用平面支架+点胶成型，并用表面贴装技术进行组装，采用合金铜材质扁平引脚， 可组装在铝基板或 PCB 上。其工艺流程包括固晶、焊线、成型、切割、分光和带装入库。SMD 技术最小可以做到稳定像素间距在 1.2-1.5mm 区间，拥有技术成熟稳定、制造成本低、 散热效果好和维修方便等优势，是十分成熟的 LED 封装技术。不过，随着 LED 向 Mini/Micro 方向发展，SMD 技术应用开始受限。其技术防护等级低、 寿命短等缺陷开始暴露出来，尤其是在制造像素间距 P1.2 以下的显示产品时，SMD 封装技 术开始出现诸多无法克服的技术瓶颈。例如 SMD 技术无法满足 Mini LED 显示产品的面板 级像素失控率要求。COB（Chip On Board）封装技术是一种无支架型集成封装技术，这种技术通过将 LED 芯片 直接贴装于 PCB 板上，在 PCB 板的一面做无支架引脚的 COB 高集成度像素面板级封装，在 PCB 板的另一面布置驱动 IC 器件，而不需要任何支架和焊脚。与传统的 SMD 技术相比，COB 技术能显著地降低 LED 显示面板的像素失效问题，同时还 可以做到更小的点距，拥有更高的排列密度。因此 COB 技术可以显著提升 LED 显示屏系统 的像素密度和整体可靠性，为 LED 显示的 4K、8K 超高清视频显示产品、Mini LED 显示产 品提供底层高阶面板制造技术，是当前 LED 显示走向百万级的必然选择。此外，在 SMD 和 COB 之间，还有多种支架型有限集成封装技术，主要包括 2in1、4in1、 Nin1 封装技术。这种技术本质是 SMD 和 COB 的混合体封装技术，减少了支架引脚的数量， 体现 COB 封装集成化的思想，但无法真正摆脱万级或十万级的面板级像素失控，在 Mini LED 的 1.2-0.9mm 像素区间,会遇到与 SMD 封装技术相同的技术瓶颈问题。除了 COB 技术外，封装端还创新性的引入了倒装工艺来实现更高发光效率、排列密度和可 靠性。传统的正装技术存在着电极遮挡影响发光效率以及焊线较多工艺流程复杂等缺点。而 倒装技术通过将芯片倒置，使发光层激发出的光直接从电极的另一面发出，在封装工艺上实 现无电极遮挡、无焊线，因而可以最大程度提高发光面积、散热面积，并能够避免金属虚焊 和接触不良引起的问题。同时，无焊线还可以提升芯片排列密度，助力 LED 进一步提升显 示像素密度。目前在 1.2mm 以上像素间距范围，还可以使用正装芯片，在 1.2-0.7mm 像素间距范围内， 有红光正装、蓝绿光倒装的解决方案，在 0.7-0.3mm 像素范围内，RGB 都要使用倒装芯片。未来随着 LED 向 Mini/Micro 方向加速演进，倒装技术将迎来快速渗透。综上，对 Mini LED 产业来讲，SMD 封装技术是目前工艺较为成熟、成本更低的封装搭配， 其将在中低端 Mini LED 产品推广中使用。而倒装 COB 技术，则是面向未来的新型封装技 术，长期来看，其发光效果优势、可靠性优势和高密度排列优势将被进一步放大，有望实现 对 SMD 技术的替代。

基板选择：PCB 打开市场，玻璃基蓄势待发

基板是 LED 芯片的载体，Mini LED 基板包括 PCB 方案和玻璃基方案。其中，PCB 是最常 用的 LED 基板，具有技术成熟、成本低等优势，主要由 LED 产业链厂商推广使用。而玻璃 基板是 LCD 的关键物料之一，后经面板厂推广至 LED 基板。随着 Mini LED 应用不断深化，基板被提出了更高的要求，相关产业格局也有望迎来转变， 本节我们将对两种基板在成本、性能、应用以及前景等方面进行比较和成本方面，从材料角度来看，PCB 基板的价格是玻璃基板的几倍，因此如果规模化生产，玻 璃基板的物料成本其实更低。但是从综合成本来看，由于玻璃基板走线需要开光罩，所以前 期投入成本较高，若是规模化程度不高，可能平均成本反而会超过 PCB 基板。此外，从良 品率来看，我国目前封装厂对于 PCB 基板的技术要更加成熟、可靠性更强，良品率也更高， 因此成本的可控性更强。而玻璃基板由于玻璃的易碎性，良品率较低。因此综合来看，当前 PCB 基板仍具成本优势，但长期来看，随着玻璃基板规模化程度和良品率提升，玻璃基板 成本有望大幅下降，甚至低于 PCB 基板。性能方面，PCB 基板散热性弱于玻璃基板，且在芯片焊接中由于热量密度较高，所以容易导 致翘曲变形的问题，尤其在大尺寸的应用中，在多组背光单位拼接过程中容易产生拼缝问题。而玻璃基板受热膨胀率低，散热性强，因此平坦性更高，更有利于 Mini LED 的焊接，因此 玻璃基板可以满足高精度需求。应用前景方面，PCB 基板是国内目前技术工艺条件下的首选，其被当前绝大部分 LED 产品 使用。而对于散热要求更高、平坦度要求更高或者高密度组装的情况，玻璃基板将是更好的 选择。2020 年 CES 展上，TCL 正式推出了采用玻璃基 Mini LED 方案的“MLED 星曜屏”。该产品拥有超高亮度，在逆光情况下也能出众地成像；其对比度高达 100 万比 1，相比传统 LCD 有指数级的提升；同时其在 HDR 及动态背光分区等细节也有不俗表现。综上，我们认为现阶段对于 Mini LED 产品，PCB 基板是终端厂商在市场需求量较小时，综 合成本和性能后的选择。放眼未来，随着 Mini LED 需求放量，玻璃基板有望形成规模化出货，其成本也将被摊薄。届时，玻璃基板竞争优势将充分展现，并有望实现对 PCB 基板的 替代。