三問 Mini/Micro LED 晶片廠:產能、技術、未來規劃

做為 LED 產品的關鍵組成部分,LED 晶片的主要功能是將電能轉化為光能,其優劣直接影響著 LED 終階產品的品質和性能。


 

在需求方面,據 TrendForce 集邦諮詢旗下光電研究處 LEDinside 觀察,LED 行業發展至今,對晶片需求最大的應用市場依然是照明,但這種情況正在逐漸發生變化。隨著中低階照明市場競爭日益激烈,部分有技術實力的廠商開始削減低階照明產能,轉而投向高階市場。


Mini/Micro LED:LED 晶片企業新利基市場

過去幾年,LED 晶片跌宕起伏,行業格局發生了較大改變。

2016 年,LED 照明應用持續滲透,小間距市場逐步爆發,晶片階供不應求,相關廠商紛紛開啟擴產計畫;

2017 年,LED 行業處於上升期,晶片廠也在旺盛的需求下瘋狂擴產;

2018 年,不理性的擴張帶來的反噬終於顯現,LED 晶片產能集中釋放,供給充沛,價格下降;

2019 年,貿易摩擦下,實體經濟不振,終階需求大幅下滑,LED 晶片行業困難重重;

2020 年上半年,疫情進一步抑制了本就處於低位的下游需求,加之貿易摩擦持續,晶片行業愈發水深火熱。

從瘋狂擴產到優勝劣汰,LED 晶片企業在這一輪整合後,行業集中度進一步提升,寡頭效應漸趨明朗。

然而,成為寡頭不代表著從此就能高枕無憂。由於傳統產能過剩,晶片價格下行壓力大,利潤空間受擠壓。生存壓力下,有技術實力的企業紛紛將目光轉向新的利基市場,Mini/Micro LED 正是其中一個重點方向。

Mini/Micro LED 是小間距 LED 的發展產物,在超高清、超薄、可撓等方面性能優越,成為近年來行業一大投資熱點,是未來顯示技術的有力競爭者。

在此趨勢下,市場對 Mini/Micro LED 用晶片的需求量也水漲船高。

值得一提的是,Mini/Micro LED 顯示技術對晶片的需求量,與以往傳統背光方案對晶片的需求量不可同日而語。以 Mini 背光為例,傳統的背光方案採用的 LED 晶片數量較少,以十級單位計算;而 Mini LED 背光使用的晶片數量則是以萬級甚至十萬級單位計算。

這也就意味著,在 Mini LED 領域,雖然晶片尺寸減小,但是使用量卻是上百倍的成長。隨著 Mini LED 背光顯示滲透率的提升,Mini LED 背光用的 GaN-LED 外延片需求量也將快速增長。TrendForce 集邦諮詢旗下光電研究處 LEDinside 指出,預計到 2025 年,Mini/Micro LED 新型顯示帶來的 LED 外延片需求量將達到 1,417 萬片/年。

「晶」事重重:產能、技術、未來規劃

Mini/Micro LED 正在開啟 LED 晶片行業新一輪的成長曲線。

然而,就目前而言,雖然 Mini/Micro LED 晶片產能正在加速釋放,但仍無法滿足市場需求。

(1)產能

企業熱情高漲,帶來的是 Mini/Micro LED 晶片產能的逐步釋放。

三安在廈門及泉州兩地的 Mini/Micro LED 產能正逐步釋放,而投資 120 億建設的湖北三安 Mini/Micro LED 外延與晶片產業化專案,也將於本月底如期投產。

華燦光電的 Mini LED 晶片在 2019 年已實現較大規模生產和出貨,產品已獲得國際主流終階顯示客戶的認可。

兆馳股份近日在調研報告上表示,目前兆馳半導體的 LED 晶片銷售進展比較好,處於滿產滿銷的狀態。

順昌光電以電子消費類應用為主要目標市場,推出 Mini LED 背光晶片解決方案,當前月產能為 5-10K 4 吋晶圓。同時,順昌光電部分專案已進入終階可靠性測試階段,2021 年第二季度末有望實現量產。

士蘭微方面,2020 年,公司子公司士蘭明芯加快了應用於高密度(COB)彩螢幕的倒裝 MiniLED晶片和液晶螢幕智慧區域調光的 Mini LED 背光晶片研發和客戶拓展。去年四季度,士蘭明芯公司 LED 晶片(4 吋片)月產量提升到 6 萬片,並實現滿產滿銷。

華引芯在 Mini LED 晶片產量可以實現滿足自有 100K Pcs Mini 背光源產品供應。

聚燦光電日前在投資者關係活動記錄表中表示,公司目前在 Mini 晶片上已具備相關技術布局,但受限於產能不足,目前還無法向下游客戶大批量供貨。

(2)技術

做為一項門檻極高的技術,Mini/Micro LED晶片目前仍存在許多技術難題。

華引芯董事長孫雷蒙告訴 LEDinside,目前,各家企業對 Mini LED 的路線各不相同,華引芯在設備速度和良率上均已達到量產水平,但是目前仍需解決整個產線的垂直配套問題。

他也表示,在技術路徑上,基板技術、Pick & Place 和巨量轉移各有優勢,但是現階段針對 Mini LED 來說,Pick & Place更為成熟,後續會往基板技術和巨量轉移發展。

無獨有偶,順昌光電也表示,Mini LED 產品成功的關鍵,除了LED晶片之外,就是晶片轉移到基板的生產速度和良率。晶片轉移技術方案五花八門,有一些需要晶片廠共同開發/配合。提高直通率需要將晶片解決方案、基板的精確度和設備的精確度等方面聯繫在一起,匹配出最優方案。

在技術路徑上,順昌光電認為,傳統的 Pick & Place + COB(BT&FPCB)將最快實現量產,在中短期內會成為主流方案。

此外,巨量轉移+COG 的實現需要晶片廠共同配合,且由於這項技術難度較高,僅有幾家規模較大的系統廠可以實現配合,開發難度大。從中短期來看,該方案仍需解決推力等問題;長期來看,該方案具備成本優勢,將是大尺寸應用一個主流方案。

(3)未來規劃

技術難度拉長了研發週期,Mini/Micro LED 晶片階供不應求的情況仍普遍存在。為緩解這一現狀,企業紛紛啟動擴產計劃。

華燦光電在去年下半年完成 15 億元定增,募集資金中有 12 億元投入到 Mini/Micro LED 研發製造專案中、3 億元投入到 GaN 基電力電子器件的研發和製造專案中。

聚燦光電於 2020 年 10 月發布《向特定對象發行股票募集說明書(註冊稿)》。根據公告,聚燦光電擬募資 10 億元,其中高光效 LED 晶片擴產升級專案總投資 9.49 億元,投入募集資金 7 億元。

乾照光电在 2020 年 11 月 18 日推出 15 億元定增計劃。其中,Mini/Micro、高光效 LED 晶片研發及製造專案擬募集資金 11.5 億元。募投專案建成後,將合計新增年產 636 萬片的 Mini LED BLU、Mini LED GB、Micro LED晶片、高光效 LED 晶片生產能力。

華引芯也已經開始啟動新一期 Mini LED 產線的擴產,預計今年四季度可投產,屆時產能將達到 5-10 倍的產出擴充。

順昌光電認為,Mini LED背光主要應用於消費類電子產品、TV、車載;Mini LED 直顯則以商業顯示為主,離消費類應用尚有很長一段路要走。目前,公司已針對 Mini LED 背光產品進行有序擴產,未來三到五年內,Mini LED 背光產品有望成順昌光電的主力產品。

可以看到,隨著越來越多的量產系列產品出現在市場,Mini / Micro LED 晶片的供應壓力將逐步降低,供不應求的情況將快速得到緩解,而 Mini/Micro LED 也將進入快速發展週期。

結語

當前,Mini/Micro LED 市場上下游廠商都已行動起來,終階產品已經實現批量出貨,各種創新產品也在不斷推出。Sony、三星、TCL等電視廠商,蘋果、華為、小米等手機廠商都紛紛涉足Mini/Micro LED 領域。

過去 10 年看照明,未來 10 年看顯示,顯示將會是支撐 LED 行業繼續發展的主要動能。隨著終階需求的進一步釋放、技術難題的逐步解決,LED 晶片廠商稼動率也逐步回升,且隨著 Mini / Micro LED 顯示的商業化,LED 晶片的需求量將會明顯增加,進一步推動 LED 行業整體需求。

(作者:LEDinside Lynn;首圖來源:pixabay

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