Mini LED 對標 OLED,誰才是未來?

Mini/Micro LED 正漸漸從高高在上的黑科技,向消費者緩步走來。但其發展仍存疑慮:

Mini LED、Micro LED,傻傻分不清楚?POB、COB、COG,孰優孰劣?Mini LED、Micro LED、OLED,誰才是顯示未來?

為此,2021 集邦諮詢新型顯示產業研討會沙發論壇環節聚焦新型顯示未來,特邀行業專家葉國光擔任主持嘉賓,鴻利顯示副總經理桑建、瑞豐光電 CTO 裴小明、艾比森技術創新中心總經理石昌金、集邦諮詢研究副總王飛、TCL 電子高級工程師岳春波、鼎華芯泰董事長何忠亮擔任對話嘉賓,就 Mini/Micro LED 行業關注焦點進行深入探討。

幾位大咖圍繞以下五個話題各抒己見,全程高能輸出,今天,就讓我們一起來領略他們有關這些話題的真知灼見。



 

如何區分 Mini LED、Micro LED?

Mini/Micro LED 尚未形成統一的標準,企業間對這兩個概念的定義頗有些自成一家的意思。

瑞豐光電裴小明認為,Mini LED 是指晶片尺寸在 50-200μm 之間,帶藍寶石襯底的產品;Micro LED 是指晶片尺寸小於 50μm,不帶藍寶石襯底的產品。

桑建表示,鴻利顯示對 Mini/Micro LED 的區分,首先體現在晶片尺寸上,處於 50-200μm 之間的,定義為 Mini LED,低於 50μm 則定義為 Micro LED;其次體現在襯底上,晶片帶藍寶石襯底的定義為 Mini LED,反之則為 Micro LED。

艾比森石昌金則認為,從技術層面而言,不管該產品是否採用玻璃襯底,只要其採用了巨量轉移技術、晶片尺寸在 50μm 以下,則可定義為 Micro LED。這種定義方式從技術上來講是可以的,但是從市場上來講,要花很大的成本去對消費者進行概念普及。從市場層面而言,對 Micro LED 的定義可以直接參照國際顯示巨頭的標準,比如三星。

集邦諮詢王飛表示,隨著 LED 產業的持續發展,目前行業的輪廓已經逐漸清晰,業界對 Mini LED、Micro LED 的定義漸趨一致。業界不應該將目光過多地放在 Mini LED、Micro LED 之間的區別上,而是應該從行業的角度持續深入研究,開發出更多應用場景。

TCL 電子岳春波認為,在背光應用領域並不存在「Micro LED」這一概念,只有在直顯領域才存在 Mini LED、Micro LED 之爭。Mini LED 背光產品採用的也是藍寶石襯底。

垂直結構 LED VS 倒裝結構 LED

目前,商業化的 LED 晶片封裝多為正裝封裝結構。然而,隨著輸出功率的不斷提高,制約大功率 LED 發展的光衰較大等失效問題相繼湧現。

為了改善正裝封裝 LED 普遍存在的金線易斷裂、散熱不好等問題,業內研究者們相繼發明了垂直結構 LED 和倒裝結構 LED。

垂直結構 LED 和倒裝結構 LED 各有優劣,誰更能代表 LED 的未來?

桑建認為,鴻利顯示當前技術攻堅方向主要為倒裝晶片 COB。如果創新顯示模組的封裝結構,使垂直結構 LED 不使用銲線製程,可能有望得到極大的推廣;但如果還是目前的常規結構,那垂直晶片技術不僅需要轉移固晶,還需要銲線,增加了製程的難度,鴻利顯示做為一個封裝廠,並不太推崇這種技術。

瑞豐光電裴小明表示,性能和成本是最重要的兩大因素。從性能方面而言,垂直結構 LED 在散熱效率等方面具有優勢;但從成本的角度而言,垂直結構 LED 在製程難度、設備投資、生產效率等方面不及倒裝結構 LED。

艾比森石昌金對垂直結構 LED 抱有較大期待。他認為,碳化矽襯底、矽襯底、藍寶石襯底各有各的優劣勢,其中垂直矽襯底晶片有著其他兩種襯底晶片所不能比擬的優勢,比如光學反應。同時,垂直矽襯底晶片的產業化速度也比其他兩種襯底技術更快,對企業提升規模、開展市場行銷有較大幫助。

鼎華芯泰何忠亮則認為,倒裝結構 LED 是一種趨勢性技術,而從當前的成本角度而言,垂直結構 LED 更值得推崇。垂直晶片的價格是倒裝晶片的二分之一,且採用垂直晶片封裝方式可以大幅度降低基板、焊接、分選的成本。因此,在倒裝結構 LED 價格處於高位的當下,垂直晶片更符合市場需求。

POB、COB、COG,未來誰主沉浮?

傳統的 LED 封裝方式以 SMD 正裝為主。而在 LED 微縮化時代,隨著晶片尺寸及點間距的進一步縮小,封裝方式迎來革命性變化,POB、COB、COG 漸漸嶄露頭角。

哪種技術方案有望在將來勝出?來看看大咖們各自怎麼看待這一問題。

桑建表示,鴻利顯示主要側重於 COB 技術,但也有 POB、COG 產品。POB 技術較為成熟,成本優勢比較大,但當顯示技術走到 Mini/Micro LED 階段,POB 則稍顯落後。

在背光應用方面,COB、COG 封裝路線下,PCB 基板技術是一項成熟的技術。同時,LED 顯示產品的間距越小,對線寬線距的要求越高,玻璃基板相對 PCB 基板的優勢會逐步顯現。

在直顯領域,需要考慮基板的拼接、拼縫的處理、結構強度的優化等問題,而不管是 PCB 基板還是玻璃基板,這些問題都是一大挑戰。但由於 PCB 基板在翹曲性和製程精度上具有局限性,因此,到 Micro LED 階段,玻璃基板憑藉製程精度高、翹曲度小等優點可以擁有更大的發展空間。

何忠亮表示,做為 PCB 廠家,鼎華芯泰在生產 PCB 基板的過程中,會綜合對比兩種基板的性能,改進 PCB 基板,讓 PCB 基板擁有玻璃基板的優勢。玻璃基板在小尺寸領域應用較廣,主要是因為玻璃基本有較好的強度、平整度、熱膨脹係數。為此,鼎華芯泰將 PCB 基板粘在鋼板上,並採用特殊的製程,盡可能降低基板的厚度。如此一來,PCB 基板既能保證強度、平整度、熱膨脹係數,又能在加工、使用、運輸等方面擁有比玻璃基板更優異的性能,且避免了走線的困難。

瑞豐光電裴小明從性能、成本、產業規律三大維度,對 POB、COB、COG 三項封裝技術進行對比。

性能上,POB、COB、COG 各有特色。其中,POB 適合大尺寸;COB 和 COG 更適合中小尺寸。

成本上,POB 是目前最為成熟的技術,且容易形成標準化產品,成本比較親民。

產業規律上,POB 是短期內最容易實現的一項技術;COB 屬於中長期的發展方向;但如果追求成本更具優勢、精度要求更高的 LED 顯示產品,則 COG 有望成為未來的主流方向。

據了解,瑞豐光電當前主要是以 COB 模組產品為主,並向 POB、COG 橫向擴展。

艾比森石昌金表示,POB、COB、COG 只是畫素的組成方式,最終的選擇取決於應用市場以及終端產品的形態。「COG 可能更適合 To C 市場,它在 To B 市場很難找到這麼大規模的應用場景。從國際大廠的產品可以看到,目前 Micro LED 產品大多是往大尺寸方向發展,這也就意味著 Micro LED 不需要特別小的間距,比如,Micro LED 在 P0.5 以下的商業價值不高。Micro LED 產品估計在 To B 的市場會以 COB 和 POB 為主,COG 為輔,COG 則在 To C 的市場可以得到應用。」

Mini LED 對標 OLED:未來電視顯示技術之爭

電視儼然已成「兵家必爭之地」。小米、華為、OPPO 等傳統手機廠商紛紛入局,三星、LG、Sony、TCL、康佳、海信等企業固守陣地、分毫不讓。

目前,LCD 在彩電市場「一哥」的地位穩如泰山,但中高端市場已被 Mini LED、OLED 瓜分。那麼,Mini LED 和 OLED,誰才能更好地代表電視的未來?誰能率先完善技術路線,獲得更多市占率?

TCL 電子岳春波在沙發論壇上進行深入剖析。

從技術的角度而言,OLED 有其自身的優勢,如對比度高、色彩表現佳。但 OLED 技術經過多年的發展,仍有兩個重大缺陷沒有解決:壽命、殘影。當然,不同廠家都針對性地推出了解決方案,但是否有效,則需要經過時間的驗證。

與之對比,Mini LED 的對比度可以實現 80 萬:1,甚至更高;並且還有量子點、Local dimming 演算法等技術的加持,因此,OLED 對標 Mini LED,在畫質上的優勢並不十分明顯。

從性能的角度分析,以當前的研究水平而言,OLED 無法實現 8K,尺寸上也無法突破 65 吋。而這兩點,Mini LED 都能輕鬆實現。

從價格的角度分析,當前,Mini LED 電視、OLED 電視的價格都很高,普遍到達 1-2 萬的水平,因此,對於這兩種技術而言,如何降低成本都是需要考量的重點。目前,OLED 電視技術主要集中在 LG 手中,降低成本也主要依靠 LG;而研發 Mini LED 電視的企業則更多,技術完善的速度有望比 OLED 電視快,因此,當技術進一步完善時,Mini LED 電視的銷量應該會快速上漲。

岳春波總結,在技術上,兩種技術應該是在競爭中共同發展、共同進步的;而在市場上,Mini LED 降本增量的速度可能會比 OLED 快。

集邦諮詢王飛從經濟學的角度對兩種產品進行了對比。「我們看待任何一個產業,最核心的、決定成本走向的因素主要有兩個,第一個是規模經濟效應,第二個是學習曲線。」

他進一步解釋道,從規模經濟效應來看,OLED 電視主要由 LG 投資,而投資 Mini LED 電視的企業則有很多。雖然單獨一家企業的投資規模無法和 LG 比擬,但產業的整體投資額卻遠超 LG,這就會產生規模經濟效應,為 Mini LED 電視未來長期平均成本的下降提供較大空間。特別是 Mini LED 現在正處於競爭較為激烈的階段,產業成本下降的空間會更明顯。

從學習曲線的角度來看,OLED 從 2000 年以後開始逐漸產業化,相比 Mini LED 而言是一個成熟的產業。而學習曲線下降的規律,一般是產業初期階段,成本下降的速度比較快、曲線斜率比較大,這也就意味著 OLED 成本下降最快的階段已經過去了,現在及未來雖然仍有下降的空間,但降幅已經在逐漸減小;而 Mini LED 是一個剛剛萌芽的產業,雖然當下 OLED 電視和 Mini LED 電視的價格相差不多,但是一個萌芽期的產品的價格,和一個成熟期的產品的價格是沒有可比性的。「萌芽期的產品價格,隨著未來產品良率的提升,還有需要學習曲線效應的發揮,成本還是有非常大的下降空間,因為我們還處在產業的學習曲線的斜率非常陡峭的階段。」

瑞豐光電裴小明認為,站在現在的時間點,OLED 技術比 Mini/Micro LED 技術成熟、穩定;但是站在未來的角度,5 年、10 年甚至 10 年以後,可能會得出不一樣的結論。此外,從應用需求的角度來看,有些應用場景只有 Micro LED 技術可以實現,如 3D 空間成像等。

新型顯示的各種技術形式,可能會在相當長的時間里處於共榮共存的狀態。不是一種技術獨領風騷,而是因應不同的顯示尺寸、不同的顯示品質要求、不同的消費群體,不同的顯示技術擁有不同的存在空間。

而從長遠的角度而言,Micro LED 技術的前景最好。Micro LED 是基於半導體技術的一種顯示形式,可以用更低的投資,實現與 OLED 相同、甚至更優質的顯示效果。

Micro OLED 做為一項源自於 OLED 的顯示技術,同樣是目前顯示行業的研究熱點。Micro OLED 確實在小尺寸應用領域有較大優勢,但是在大尺寸領域,仍然無法和 Micro LED 相比擬。

行業專家葉國光談及,OLED 技術,尤其是 Micro OLED,在研究、發展過程中與集成電路企業密不可分,目前大多數 IC 廠商更傾向於 OLED 技術,研發方向也更貼合 OLED 技術的發展。LED 陣營採用的 IC 產品,技術較為陳舊,是十餘年前的技術;而 OLED 技術使用的 IC 產品,則是近兩三年的新產品,因此,Micro LED 在後續的發展仍需加大投資,持續引進先進設備。

艾比森石昌金認為,顯示分為近場顯示和遠場顯示兩種,Micro LED 在遠場顯示的大尺寸應用上有明顯的優勢。以小尺寸的手機應用為例,OLED 憑藉技術和成本優勢已經成為主流;但在大尺寸領域,由於 OLED 不具備拼接功能,未來將以 Micro LED 技術為主導。

集邦諮詢王飛進一步分析,Micro OLED 的顯示效果確實令人震撼,是 LED 技術在現階段難以實現的。LED 技術在近距離觀看時,顆粒感較強,但近距離觀看的應用場景並不是 LED 技術選擇的戰場,Mini/Micro LED 面向的是 110 吋以上的市場,而這是 OLED 技術無法挑戰的場景。

他總結道,「顯示技術的好在於,總是有不同的場景去容納不同的技術。在應用場景非常多的情況下,井水不犯河水的機會是比較多的。可能長期來看各種技術是共融共存的關係,不過在中尺寸應用領域的競爭會比較激烈,而在尺寸特別小和特別大的應用領域,各項技術還是分得比較清楚,畢竟各自有各自的優勢。」

TCL 電子岳春波從 LCD 和 OLED 技術之間的博弈進行分析。他表示,「OLED 經過長時間的發展,其實並沒有完全超越 LCD,反倒是激起了整個 LCD 產業進一步的技術提升。這個過程也是技術進步的過程,各項技術在它各自的應用場景有它的優勢。」

Mini/Micro LED 如何才能降低成本,進入消費級?


目前全球發布的 Mini LED 背光電視已超過 20 款,但大部分價格不親民。以 3 月 9 日 TCL 發布的 85 英寸 8K Mini LED 星耀智屏為例,其價格高達 99999 元。

這價格對終端用戶而言,實在稱不上「友善」。關於如何降低 Mini/Micro LED 成本,大咖們各有哪些思考和探索?

鴻利顯示桑建認為,從封裝的角度來講,企業需要提升晶片的轉移效率、生產良率,盡快實現量產。另外,企業需要擴大產能規模,「產能規模不斷擴大後,設備的成本就會攤銷,產品的成本就會下降。」

瑞豐光電裴小明認為,做為封裝廠,瑞豐光電對降低終端產品價格的考慮主要包括技術、製程和設備方案。「就好比我們要去一個地方,中間有 5 條路,我們需要找最方便快捷的一條路 —— 這是技術路線的選擇;然後再去考慮選擇什麼交通工具 —— 這是製程設備方案,也就是製程和設備。」

裴小明同時提及,封裝端的降價,還需要依賴原材料成本的共同優化。「做 To B 生意的工廠,最後要降成本就靠優化設備、提升性能、原材料價格下降。」

艾比森石昌金認為,Micro LED 的成本、技術最終能達到哪種程度,現在根本無法預測。就目前而言,相比於 OLED、LCD,業界對 Micro LED 的投資額並不高,「因為對於產業資本和風投資本而言,Micro LED 具有很多的不確定性,所以還沒有太大資金的投資。在這個前提下,Micro LED 進步的速度相對來說就會比較慢。巨量轉移等等一系列問題,目前都有相應的解決方案,但是成本還沒有下降,就是因為缺乏大資金投資,產業投入不足。」

此外,石昌金還提及,雖然 Micro LED 在理論上是最好的技術,但從目前的進展而言,還無法達到用戶的要求。「這不是成本的問題,而是我們做得不夠好。等我們做好了,市場上就有很多人會投資這個技術,規模效應就起來了,那時候成本就會快速下降。」

他也提及,在整個 LED 產業鏈中,PCB、結構件的成本很難下降,反而一直在漲價,這是個亟需解決的問題。

鼎華芯泰何忠亮從 PCB 基板的降成本角度出發,談及鼎華芯泰的解決方案。鼎華芯泰主要透過對 PCB 基板進行減薄處理。他表示,PCB 基板薄化後,原材料用料減少了,同時,配套的輔助材料的成本也降低了,如此一來就能降低材料成本,實現終端產品的降價。

瑞豐光電裴小明在對鼎華芯泰方案表示認可的同時,也指出:「實際上,PCB 板薄型化之後,整個製程跟設備都需要進行新的調試,所以降成本是一項需要大家一起推動的系統性工程。」

(作者:LEDinside Lynn)

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