技术进步是引领行业创新的关键。OLED(有机发光二极体)之后,显示产业发展的下一站在哪里?这是一个值得思考的问题。
当前历经几十年发展的LCD(液晶)技术产业已进入后半程;眼下OLED技术发展势头正猛,正在发起对LCD的疯狂替代;而下一代显示技术Micro LED正在逐步冒尖,透明、高亮、自由拼接等优质特性开始显现。三种技术未来是淘汰还是共存,这决定于市场的需求。
但不可否认的是,Micro LED技术展现出来的未来发展潜力,是目前行业一致认可其他显示技术无法媲美的,因为技术研发难度极高,令很多企业望而却步。但产业要发展,科技要进步,总要有企业冲在前面。日前,天马Micro LED产线正式点亮,正式进入试产试制行阶段,进一步推进了这一产业的发展。
天时:消费者对高品质产品的追求促进Micro LED技术发展
近年来,消费者对高品质显示产品追求日益迫切,因而作为下一代屏幕技术的Micro LED发展情况备受市场关注。相较于LCD、OLED,Micro LED显示是由数目众多的微小LED芯片组成,每个LED尺寸仅为几十至几百微米,不仅有望再次突破整张显示屏幕形态、大小的枷锁,解决传统显示的诸多局限性,还在提升产品显示效果和性能以及降低产品成本、应用场景等方面展现了巨大潜力。市场对Micro LED技术的期望极高,并认为继LCD、OLED之后,Micro LED将有望成为显示产业未来的终极技术方案。
比如在成本节约方面,作为一种采用微缩化和矩阵化技术的LED,Micro LED的体积仅为普通LED尺寸的四分之一到十分之一。这意味着同样一个晶圆,做成Micro LED的数量将会有显著提升,单颗芯片的成本也就更低。通过利用更小的芯片面积和巨量转移技术,降低总体平均单位像素成本,使得Micro LED产品更具价格竞争力,为市场推广提供了有力支撑。
再比如在应用场景方面,Micro LED显示以卓越的亮度、超高分辨率、高可靠性以及色彩饱和等特性而著称,同时还可实现柔性、透明、自由拼接等优质特性,这些特性使得Micro LED技术具有广泛的应用潜力,几乎适用于所有尺寸应用产品,如智能手机、车载显示、平板电脑、笔记本电脑等都是这项新型显示技术的重要应用场景,还有未来可扩展到XR(AR/VR/MR)、空间显示、光通讯/光互联、医疗探测等诸多领域。
Micro LED是2000前后开始提出的一项显示技术,直到2008年技术理论才成熟,并具备实验室制备条件。到今天,尽管这项技术已经发展了二十多年,依然尚未实现大规模量产,可见下一代显示技术研发难度之大。但市场推进这项技术产业化的脚步从未停止。
在OLED崛起之前,人们也一度认为OLED屏幕技术难以突破,烧屏现象严重、寿命也是一个大问题,消费者对其极其抵触。但随着韩国三星推进这项技术,并用于自家高端手机上,紧跟着我国内面板厂OLED产线相继投产,使得OLED成本大幅下降,更多智能手机选择采用OLED屏,以抢占市场份额。到今天,人们都未曾预料到,OLED竟在不知不觉中已成为智能手机屏幕标配技术。在过去短短的几年时间里,OLED从智能穿戴、到智能手机等小尺寸领域几乎实现了替代,如今正在向中尺寸产品平板、笔电、车载等应用进攻。
如今Micro LED也正在走相似的道路,大规模商业化的关键技术正处于突破前夜。
地利:天马产线点亮,国内Micro LED显示产业迈出关键一步
在LCD、OLED产业方面,都是日韩领先,我国布局比较晚,长期走在追赶的路上。目前对于OLED,日韩的优势依然明显,尤其表现在材料和设备端,几乎垄断了蒸镀机、曝光机等诸多关键设备。但对于Micro LED,由于大部分精力集中在OLED方面,韩国的布局就比较晚,只能靠LG、三星推动,且缺乏进行Micro LED相关研发的生态系统;日本显示产业竞争力日渐式微,日本显示器(JDI)、夏普均深陷亏损泥潭;而我国,拥有成熟的LED产业链的优势更为明显,更容易推动产业的快速发展,助力国内显示产业更上一层楼。
当前我国LED产业正在全面推进新兴Micro LED显示的全产业链迭代。近两年,天马、京东方华灿、三安光电、辰显光电、思坦科技、沃格光电、鸿利智汇、利亚德、大族激光等产业链龙头企业推进相关项目的发展并取得突破性进展,企业成功融资、项目投建/投产/量产、关键技术突破的消息频频传来。
值得一提的是,新型显示产业龙头企业天马持续深耕Micro LED领域,持续针对柔性、透明度、拼接显示等特性进行技术开发,并取得关键性技术突破。“极高PPI”、“超高透明度”、“极窄拼缝”、“极小半径”等字眼频频出现在天马的产品研发进度表上。如在透明度方面,2019年,天马7.56英寸 Micro LED屏幕实现了60%的超高透明度;到了2021年,天马Micro LED屏幕再次得到升级,9.38英寸产品透明度提高到了70%以上。
2022年,在厦门当地政府的支持下,依托天马LTPSTFT背板技术,天马耗资11亿元投建一条从巨量转移到显示模组的全制程Micro LED产线,瞄准了车用市场,继续为推动产业发展作出不懈努力。产线建成后,对于天马来说,将拥有Micro LED显示模组的全制程能力,对我国显示产业发展来说,具有里程碑的意义,意味着我国显示产业从LCD、OLED 时代的追赶,到Micro LED时代领先发展。
作为大陆投建Micro LED全制程的面板厂的领军企业,深知前路困难重重的天马并没有选择单打独斗。伴随着天马Micro LED研究院成立及产线建设,天马结合自身湖北长显实验线、开放式Micro LED多项目开发平台,形成内部创新发展正向循环;同时成立Micro LED生态联盟,促进技术合作,推进产业生态化发展,实现互利共赢。据悉,在厦门Micro LED产线建设过程中,超30款量产设备和材料为天马联合供应链上下游企业首次共同开发。此外,依托自主核心工艺,在全球尚无成熟技术储备的条件下,天马国内首创G3.5代定制化全自动巨量转移及键合设备,技术实力达到全球领先水平。
基于LTPS的技术优势,早在2016年天马已经布局研发Micro LED技术,目前已完成PPI、透明、曲面、窄边框、透明度可调等多项前瞻显示技术开发,可广泛应用于车载拼接、透明显示、特种显示等领域。随着天马Micro LED产线的成功点亮,也标志我国Micro LED显示产业迈出了非常关键的一步。
天马7.56“Flexible Micro-LED
人和:情势转变,Micro LED扩产潮来袭
相对于成熟的LCD、OLED技术来说,Micro LED的设备投资占比较小,但仍在行业激起了千层浪。根据市场调研机构DSCC最新预计,2024年,LCD设备投资为49%,OLED设备的投资为47%,剩余的为Micro OLED和Micro LED等所需的设备投资,也就是占了4%。但在2023年之前,Micro LED的设备投资金额几乎可以忽略不计,这说明行业对Micro LED的看法已经从观望到开始切身投入其中,这使得Micro LED产品出货、价格及应用趋势出现了松动。
产品出货和应用需求将大幅提升。据市场调研机构Omdia预测数据,受智能手表和高端电视市场需求影响,全球Micro LED显示器的出货量将从2020年微不足道的水平飙升至2027年的1,600多万片,这期间才过了7年的时间。
产品价格大幅降低,应用拓展。随着产业链企业扩大产能,Micro LED产品的价格有所下降,未来将会进一步降低。价格的下降使得Micro LED性价比提高,并向专业显示如车载、头戴装置、商业显示及公共显示等领域渗透,抢占传统广告灯箱、电影屏、会议一体机等市场替代需求。
与此同时,对于Micro LED产业的投资,国内外政策和当地政府给予了大力支持,以抢占未来显示产业高地。国内南京、河南、厦门等地,以及韩国等都曾明确表示支持Micro LED产业的发展,为产业保驾护航。
就近期来看,江苏南京市经开区6月表示,新型显示产业是数字经济时代的基础性、战略性、先导性产业,也是南京聚力发展、优势明显的支柱产业。未来将重点支持Micro LED、电子纸、硅基OLED等显示新技术领域的项目落地。今年3月,河南发布《河南省加快制造业“六新”突破实施方案》,表示加快布局发展氮化镓、碳化硅、磷化铟等半导体材料,开发Micro LED(微米发光二极管)、OLED(有机发光二极管)用新型发光材料等新型电子元器件材料。韩国在今年5月也宣布将耗资近26亿元人民币构建Micro LED产业生态系统。
技术日益成熟,加上政策的支持。当前在Micro LED赛道里,集结了天马、京东方华灿、辰显光电、富采、镎创、利亚德、雷曼光电、三星、LG、索尼等一大批国内外龙头企业。2020年以来,全球Micro LED领域的投资已超千亿元人民币。全球Micro LED产业大战一触即发,这也就意味着谁能抢先一步,谁就能掌握未来显示产业的主动权。
未来:Micro LED无人区,成就更多可能
Micro LED产业链涵盖了从原材料供应到最终产品的整个生产过程,尽管Micro LED显示技术集诸多优点于一身,但仍然面临外延和芯片制造、巨量转移、全彩显示、显示驱动等技术工艺难点。从精确的制造工艺到材料的性能优化,再到复杂的集成技术等,每个环节都需要产业链共同投入较大资金和时间去创新、去改进。
但亦正因为如此,在被称为“无人区”的Micro LED产业可发展的空间更大,成就更多可能。简单地说,一方面,技术将有更大的提升空间,对于未进入LCD、OLED赛道的企业也将迎来机会;另一方面,产品品质将会更上一层楼,更容易满足消费者对高品质产品的需求;此外,全球显示产业格局都会重新架构,有望诞生新一批产业龙头,同时将改变“LCD/OLED三国四地”的产业格局。未来显示产业充满机遇和挑战。
总体来看,技术在不断创新进步,资源瓶颈点逐步突破,又拥有完善的LED产业链,还表现出巨大的技术优势和应用前景,天时地利人和,此时行业推进Micro LED产业的决心仍然非常坚挺。如今Micro LED技术在智能穿戴、超大尺寸电视、车载显示等领域已经逐渐展现出其独特优势,未来从AR到巨幕影院,Micro LED显示可以说有望“全包围”。不过距离Micro LED的大规模量产还有较长的路要走,当产能和技术的问题得到解决,同时降低产品成本和价格,Micro LED将迎来快速普及。随着天马等先行者持续推进技术迭代,拓展使用场景,Micro LED有望迎来新一轮爆发。
审核编辑 黄宇
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