【导语】谁在阻止“未来显示之王” Micro LED的登顶!答案是成本。
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Micro LED降本增效,这张大饼如何圆

来源:投影时代 更新日期:2024-07-20 作者:萧萧
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第436期

    谁在阻止“未来显示之王” Micro LED的登顶!答案是唯一和确定的!即价格成本。

    据悉,以目前国内市场销售较为普遍,价格相对较低的百英寸级别Micro/Mini LED直显大屏或者会议一体机产品看,其均价是液晶百英寸显示产品的10倍。而以三星等溢价较高的高阶技术百英寸产品售价看Micro LED是液晶产品的30-50倍。

    价格过高,显然超越了显示性能的提升。因此,更多的Micro LED一体机产品只能追求远超过液晶显示上限的应用尺寸,在150英寸以上市场开辟生存空间——但是,尺寸越大需求的市场规模和未来潜力也就越小。Micro LED必然“早晚要直面百英寸上下”的真正主流一体机应用场景,即直面液晶显示的“价格段位”竞争。

    让成本下降,三星、友达画出大饼

    推动成本下降、价格下降,Micro LED显示才能有更高的销量。据不完全数据显示,2022-2023两年,国内Micro LED一体机等产品销量不过万台左右(家用和商用总计);这与2024年预期75英寸及其以上尺寸液晶电视和液晶商显国内市场总销量超过1000万台的规模,存在巨大差异。

    作为Micro LED彩电技术的核心领头羊之一,三星更是被媒体报道一年Micro LED彩电销量只有百台而已。

Micro LED降本增效,这张大饼如何圆

    对于销量尚不足的原因,看看三星产品的价位就知道了:三星Micro LED电视已覆盖76英寸、89英寸、101英寸、110英寸、114英寸等多个尺寸,售价分别约人民币65万元、75万元、90万元、105万元、125万元——同期,最便宜的100英寸液晶电视售价只要8999元!

    近日,媒体报道三星已经启动了Micro LED电视降本的项目,目标是在未来2-3年内将生产成本降至目前的1/10。这一目标将让三星目前的Micro LED彩电售价降低到5-10万元级别。其依然远高于同尺寸液晶电视机价格,却也可以与高端液晶电视“比较”。

    作为三星Micro LED显示产品的重要上游合作伙伴,友达的表态更为激进。友达光电董事长彭双浪前不久前曾经在股东会中明确表示,当前友达在Micro LED降本方面发力,预期在5年后,Micro LED的成本将能够达到与OLED面板相同。如果友达是指5年后Micro LED的成本与同尺寸OLED今天的成本相当,从售价角度看,其价格可能只有今天同尺寸液晶电视的3-5倍。其目标比三星的降低价格成本90%,要更高。

    对于Micro LED显示成本下降,好消息是目前的液晶显示产品已经处于“地板价”,几乎不具有价格进一步下滑的空间。即未来是,Micro LED降价、液晶价格稳定,甚至中小尺寸略微随着CPI等涨价的格局。这对于Micro LED持续拉近两者价差是很有利的。

    控制成本,Micro LED关键要在“提效”上做文章

    在Micro LED显示成本控制上,友达为何要与OLED比较呢?其重要一点是友达目前主要开发的和为三星提供的产品是基于与OLED显示类似的电流驱动AM TFT玻璃基板产品。即从基板角度看,这种Micro LED产品和OLED拥有几乎一致的产业链,未来必然也拥有一致的基板成本。而和LCD比较,后者则是电压驱动AM TFT基板(成本要更低一些)。

Micro LED降本增效,这张大饼如何圆

    除了基板成本外,Micro LED晶体芯片和集成封装技术,是其独有的产业链环节,也是成本最高的两部分之一。基本可以认为,这两部分占据了目前Micro LED显示固有成本的七成乃至更高。

    未来,随着LED发光效率的提升,Micro LED的切割尺寸可以进一步微缩。其线性尺寸降低50%,意味着单位的晶圆可产出的晶体颗粒增加75%。业内预计,Micro LED的晶体尺寸渴望从现阶段的34×58微米为主,往20×40微米甚至更小的15×30微米迈进。另一方面,目前主流的MIP封装Micro LED尺寸普遍在26×50微米左右,未来也有进一步微缩的空间。LG 2024年的新一代 136 英寸 MicroLED 显示屏采用的则是27微米×16微米的LED 芯片。从技术角度看,行业已经解决5微米左右尺寸LED晶体高效稳定工作的问题,相应和更小尺寸产品被应用在硅基Micro LED显示和AR产品上。

    集成封装技术,是目前Micro LED大量应用最大的瓶颈。据媒体对部分智能手表用Micro LED显示屏分析表明,集成封装环节可能占据今天Micro LED显示产品四成以上的成本。

    其中巨量转移技术的不成熟、效率和速度一般、良率低和废品率高、检测和修复工作量大,难度高,是Micro LED产品集成与封装的主要难点。可以说,进一步突破巨量转移的可靠性和效率是行业进一步发展的关键。这方面,Micro LED行业正在发展MIP技术为核心的新一代工艺路线:

    即传统AM TFT、PM 玻璃基、PCB板的Micro LED封装,包括COB技术等,都是直接操作LED晶体。LED晶体尺寸过小、数量庞大、自身脆弱性,是导致巨量转移效率和可靠性问题的关键。MIP技术工艺,首先将LED晶体封装为尺寸更大,如200微米、400微米的RGB三芯灯珠,然后在进行巨量工艺的显示模组集成。在显示模组环节就不存在尺寸瓶颈、数量瓶颈也降低三分之二、灯珠集成体的坚固性也更高。

Micro LED降本增效,这张大饼如何圆

    另外,MIP封装首先进行的RGB三芯集成灯珠封装,不需要修复工艺——因为单一产品最少只集成三个芯片,如果出现问题直接报废的材料成本影响有限。同时,三芯集成,也不需要大量LED晶体芯一次集成所需要的“6个9”良率,而只需要4-5个9的良率。对于MIP灯珠进一步集成为显示模组的过程,其巨量转移的难度下降、良率提升,可检测和修复性也大幅提升。且因为直接是RGB灯珠,工作量大量下降下也仅需要5个9的良率水平即可。

    即MIP技术整体上将Micro LED的集成封装环节的难度,降低了1-2个数量级。这有助于产品批量生产、大量应用和成本下降。当然,MIP Micro LED技术路线也有其缺陷:首先是不适用于更小的高密度显示产品,目前量产的MIP灯珠最小尺寸是0202,最低只能兼容P0.3X级别像素间距的产品——不过,这也足以满足75英寸一体机等产品的4K显示需求。其次是,MIP降低了巨量转移难度(降低成本),但增加了产业链环节(增加成本),两者对成本的影响如何平衡,需要大规模实践才能最终明确。市场方面,业内有人士预计国内市场MIP技术Micro LED显示2024年出货量可同比增长5倍左右。

    此外,对于Micro LED显示,特别是4K级别的显示,驱动芯片成本也不容忽视。因为清晰度越高、像素越多,驱动芯片的压力也越大:或者一块Micro LED大屏用更多的驱动芯片,或者驱动芯片单颗芯的驱动能力大幅增加——例如将通道数量从12提升到48。

    驱动方案上,除了PM驱动、AM驱动技术路线之外,行业也在发展RGB Micro LED发光芯片和一颗驱动芯片(Micro IC)集成为一颗像素器件的技术(即光驱一体架构)。驱动芯片制造的工艺,也在向100纳米,甚至更低的纳米数级别前进,封装结构从数百微米向数十微米进步,这样能提升单位晶圆产出数量。此外,驱动芯片的坏点隔离功能也将是未来Micro LED显示的标配之一。

Micro LED降本增效,这张大饼如何圆

    对于Micro LED显示的成本控制,背板、LED晶体、驱动芯片和集成封装技术之外,规模是另一个重要因素:降低成本是为了提升规模,提升规模则有利于成本的进一步降低。首先是前期研发和产线建设费用的均摊问题;其次是更高的行业规模有助于充分竞争和加速工艺、设备、技术的研发迭代。而在产业现有的从设备、材料、研发创新到产能的投资规模看,我国大陆地区占据全球市场绝对优势,如果加上我国台湾地区的投入,基本上Micro LED显示产业链目前处于我国企优势主导格局之下。且在过去5年,仅我国大陆地区就积累近2000亿元的在投入、已建成和规划Micro LED相关项目。

    Micro LED显示产业正在跨越从有无到更好的历史阶段

    三星开始主动高喊降价,降幅目标是90%,那么现在的高价产品岂不是“一点都不保值了吗”?业内人士对此表示,三星能够如此的行动,一方面说明Micro LED降本增效的迫切性,另一方面也说明三星“心理有些底气”——即产业已经到了要解决成本问题的新阶段。

    行业预计,未来三年将是Micro LED从“技术理论为主导”的解决有无,到工程和市场实践主导的“解决好用和落地”问题的关键期。也是产业链爆发的第一轮“巨浪”期。相应行业企业应当做好“激情冲浪”的准备。

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