超清大屏时代,LED和MiniLED有这样不为人知的关系!(附股)

LED包含得东西很杂,要说他是一个行业吧,又附着在半导体芯片下面,要说不是一个行业吧,他上中下游该有的都有。且LCD、LED、miniLED、OLED等等细分的领域很多,每个种类的性能,优劣各有不同,今天就把LED整个行业从微观到宏观来看

LED包含得东西很杂,要说他是一个行业吧,又附着在半导体芯片下面,要说不是一个行业吧,他上中下游该有的都有。

且LCD、LED、miniLED、OLED等等细分的领域很多,每个种类的性能,优劣各有不同,今天就把LED整个行业从微观到宏观来看一下。

先看微观,把整个LED显示技术可以粗略的分成4大显示技术,分别是LCD、OLED、miniLED直显、micro-OLED四种,在他们之上又能延伸出新的技术。

01

LCD

LCD全称Liquid Crystal Display,中文名称是液晶显示器。

LCD的构造是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶盒,下基板玻璃上设置TFT(薄膜晶体管),上基板玻璃上设置彩色滤光片,通过控制电压的大小去控制透过光的多少。

而要构成我们平常看到的彩色图像,就需要在液晶层上加入带颜色的透光膜(红绿蓝三原色),这样就能显示出不同程度的红绿蓝,从而可以获得近1600万种颜色,这样的一块由红绿蓝3块液晶面板合起来又称为1个像素,这也是基本的显示原理。

LCD只是液晶显示屏,本身是不发光的,他需要借助背光源来达到显示的目的,一般背光源为LEDCCFL两种。

02

OLED

OLED全称Organic Light-Emitting Diode,又称为有机发光半导体,属于一种电流型的有机发光器件,是通过载流子的注入和复合而致发光的现象,通过注入的电流大小来控制发光强度。

和LCD不同的是,OLED不需要背光源,他自己本身就可以发光,属于直显技术。

正因如此,OLED屏幕要比LCD屏幕简单许多,他不需要背光层,所以OLED屏可以做的更薄,厚度可以做到LCD屏幕的三分之一。

03

区别

除了是否自发光和屏幕厚度以外,LCD和OLED的其他区别也很鲜明。

首先是显示情况,LCD屏幕不能单独控制某一个像素上的背光层,液晶层不能完全关闭,所以在显示黑色时可能出现漏光的情况;

而OLED屏幕的颜色是由单个LED灯直接控制,所以在显示黑色时直接关闭LED即可,既能显示出纯净的黑色,又可以节省能耗损失。

可以明显看到图里显示出来LCD屏和OLED屏的区别,OLED屏幕只需要点亮某一区域的LED,而LCD屏幕需要全部点亮,屏幕效果泛白。

因为本身发光的原因,OLED比LCD屏相对更加清晰,显示的效果更加绚烂。

当然,LCD屏幕也有优势所在。因为LCD屏幕通过电压的大小来改变发光的强度,而电压往往是由大到小或由小到大一点点的改变,所以显示出来的光亮是缓和变化的;

而OLED屏幕由于经常开关LED来调节光亮(每秒钟几百次),所以会出现频闪的诟病,对人眼也有损伤,长时间看屏幕会眼酸,眼痛。

另外,OLED屏幕更容易出现烧屏现象。由于OLED的产光部件的生命周期不同,加上一块屏幕中一些个别的像素点长时间使用导致的灯珠老化才引发的。

通俗来讲就比如一个蓝色图标长时间的显示,导致该蓝色灯珠老化,而别的区域的灯珠正常工作,相对来说该蓝色灯珠发光不足,出现视觉上的差别,就给人感觉屏幕有一块坏了。

最后就是成本方面,LCD是老牌技术,相对来说成本更低,而OLED的成本更高。

04

MiniLED

MiniLED技术是近几年流行起来的技术,自从苹果宣布在Mac和iPAD上采用MiniLED技术后被大肆炒作。

LED是指一种能将电能转换为光能的半导体二极管,而MiniLED是指尺寸在50~200μm的LED芯片,是传统LED的五分之一左右。

MiniLED技术其实分为两种,一种是MiniLED背光,就是作为背光源在LCD面板后面做光源;另一种是MiniLED直显,就是将MiniLED芯片直接作为显示像素点,以此实现图像显示。

目前市场上流行的是将MiniLED作为背光源使用,因为MiniLED直显所需的灯珠数是背光的数百倍,并且数万个灯珠和数百万个灯珠的集成、制造良率均有差异,这中间所耗费的成本更是呈阶梯式的上升。

所以MiniLED更多的是以背光源形式放在LCD面板后,他的原理是将比较小形态的LED取代传统的LED灯泡。

因为发光粒子小了,所以LCD的漏光等问题能得到大幅的改善,苹果公司以及其他公司的产品也均是以MiniLED背光的形式使用。

MiniLED背光可以看作是LCD技术的延伸,因为发光芯片尺寸更小,所以显示出来的画面更清晰。

05

MicroLED

MicroLED是将LED背光源进行薄膜化、微小化、矩阵化,让LED颗粒小于50μm,并且和OLED一样能达到单独粒子自发光,就不需要前面放再放一块LCD屏。

因为MicroLED芯片的尺寸更小、集成度更高和自发光等特点,使其在显示方面与LCD、OLED相比在亮度、分辨率、对比度、能耗、使用寿命、响应速度等方面具有更大的优势。

目前全球还没有公司能实现MicroLED的低成本量产,但可以预知的是MicroLED在未来肯定会成为主流的显示技术,取代市场上已有的几种技术,甚至有MiniLED只是作为MicroLED的过渡技术存在。

06

对比

市场现在的主流是在中大屏幕上应用MiniLED,在小屏幕例如手机上使用OLED。

因为OLED寿命短亮度低的缺点刚好符合手机这种使用寿命短和小屏的特点,而MiniLED在小屏幕的显示效果稍差。

在中大屏幕例如笔电、电视、广告牌中,亮度高,寿命长的特点更能凸显,且OLED在大屏幕中需要的成本很高。

所以市场上看小屏幕清一色的OLED,MiniLED很难打进市场;而大屏幕的基本上被MiniLED替代。

目前似乎处于一种平衡状态,但MicroLED量产后又会是另一种场景。

07

产业链

LED的产业链很复杂,要制作出一块LED芯片需要经过各种步骤。

抽丝剥茧,我们可以简单地把整个产业链划分成7个相对重要的环节,分别是:

蓝宝石衬底、LED外延片、设备材料、芯片设计、驱动芯片、封装、和LED应用。

普通芯片长在硅衬底上,LED芯片长在蓝宝石衬底上,蓝宝石衬底又分为氮化镓、碳化硅、硅三种。

普通芯片需要根据下游应用需求的不同设计出不同的芯片,IC设计和制造都是非常复杂高难度的工程,而LED芯片就是独立的一个发光源再加上正负电极,所以设计和制造的工艺流程相对简单很多。

LED芯片需要用驱动芯片来启动,通过不同的LED驱动方式,可以得到不同效果的图像。因此LED驱动芯片的优劣,对LED显示屏显示质量起着重要的作用。

LED芯片有独特的封装方式——COB封装,区别于传统的SMD封装方式。COB封装的出现是为了解决LED散热问题,效率更高且节约成本,在其他方面对比传统封装均有优势。

LED芯片的下游应用主要有三种,分别是显示屏、背光源、和照明。

显示屏就是LED直接作为发光源;背光源就是在液晶屏后做背光;照明就是用在通用照明例如汽车灯、路灯、建筑照明、交通信号灯、室内白光照明等等。

08

市场格局

从封装市场可以看出整个LED行业的终端市场应用结构,其中通用照明包括室内照明和户外照明占51.2%,占整个市场的一半,LED显示产品占13.8%,LED背光产品占17.4%,其他照明包括景观照明和车用照明占17.6%。

目前国内外LED市场格局分化相对比较严重,OLED产能基本上由韩国占据,尤其是智能手机面板,三星占据了超九成的OLED智能手机屏幕市场份额。

因为国内厂商基本是以LCD起家,全面转型做OLED的跨度太大,所以由LCD升级的MiniLED的产能更多的掌握在国内厂商中。

09

相关公司

1、天通股份(600330)——蓝宝石衬底

天通控股股份有限公司主要从事电子材料(包含磁性材料与部品,蓝宝石、压电晶体等晶体材料)的研发、制造和销售。

公司蓝宝石材料在行业内具有规模及技术优势,公司自主研发的400KG晶锭长晶炉已规模化稳定量产一年多,良率、稳定性都领先行业。

2021上半年公司蓝宝石晶体材料制造实现营收2.80亿元,占总营收的15.27%。

2、晶盛机电(300316)——蓝宝石衬底

浙江晶盛机电股份有限公司主要从事晶体生长设备研发、制造、销售。

公司的产品主要有碳化硅长晶设备及外延设备。公司布局了蓝宝石材料生产及切磨抛加工等关键环节,成功掌握国际领先的超大尺寸450kg级蓝宝石晶体生长技术,蓝宝石材料业务具备较强的成本竞争力并逐步形成规模优势。

2021上半年公司蓝宝石产品实现1.64亿元营收,占总营收7.17%。

3、北方华创(002371)——设备

公司为全球客户提供高端半导体装备,先后完成了12吋集成电路制造设备90-28nm等多个关键制程的攻关工作。

产品包括刻蚀设备、PVD设备、CVD设备、氧化/扩散设备、清洗设备、新型显示设备、气体质量流量控制器等。

公司客户包括中芯国际、长江存储、华虹集团、三安光电等。

4、华灿光电(300323)——LED外延片、LED芯片(设计)

华灿光电股份有限公司主营业务为LED芯片、LED外延片、蓝宝石衬底及第三代半导体化合物氮化镓基电力电子器件的研发、生产和销售。

公司是行业内最早开展Mini/Micro技术研发的芯片企业之一,率先解决Mini LED在COB应用的分光和高灰阶的显示问题,并自2019年开始,Mini LED芯片产品在行业内率先实现批量生产与销售。

2021上半年华灿光电LED芯片实现营收9.59亿元,占总营收60.19%,LED衬底片实现营收2.33亿元,占总营收14.59%。

5、聚灿光电(300708)——LED外延片

聚灿光电科技股份有限公司的主营业务为化合物光电半导体材料的研发、生产和销售业务,并围绕LED照明应用为核心提供合同能源管理服务。

公司的主要产品为GaN基高亮度蓝光LED芯片及外片。2021上半年聚灿光电实现LED芯片及外延片营收5.76亿元,占总营收的59.89%。

6、晶丰明源(688368)——驱动芯片

公司是国内率先实现LED照明驱动芯片国产化的芯片企业之一,LED照明驱动芯片包括通用LED照明驱动芯片、智能LED照明驱动芯片。

晶丰明源是我国LED驱动芯片龙头,2021年上半年通用LED照明驱动芯片实现5.34亿元,智能LED照明驱动芯片实现4.72亿元,共占总营收的94.41%。

7、三安光电(600703)——LED芯片(设计)

公司主要从事Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料的研发与应用,着重于砷化镓、氮化镓、碳化硅、磷化铟、氮化铝、蓝宝石等半导体新材料所涉及到外延、芯片为核心主业。

公司于2021年9月29日晚发布2021年度非公开发行A股股票预案,拟募资79亿元用于湖北三安光电有限公司Mini/Micro显示产业化项目和补充流动资金。

Mini/Micro显示产业化项目总投资120亿元,达产后,新增氮化镓Mini/Micro LED芯片161万片/年、砷化镓Mini/Micro LED芯片75万片/年(均以4寸为当量片)和4K显示屏用封装产品8.4万台/年的生产能力。公司是LED芯片的一哥。

8、木林森(002745)——LED封装

公司是集LED封装与LED应用产品为一体的综合性光电高新技术企业,目前木林森布局LED小间距、MiniLED直显、SMD LED、Lamp LED等。

2020年木林森LED封装材料实现55.75亿元的营收。

9、国星光电(002449)——LED封装

2019年上半年,公司重点推广小间距LED、RS系列、高光效白光器件、光源模组、MiniLED背光、面板灯等核心产品,率先量产应用于4K/8K MiniLED显示产品。

目前公司重点布局MiniLED和MicroLED等新型封装技术,MiniLED订单饱满,产能继续爬坡。

10、瑞丰光电(300241)——LED封装、芯片设计

瑞丰光电主营业务为LED封装技术的研发和LED封装产品制造、销售,提供从LED封装工艺结构设计、光学设计、驱动设计、散热设计、LED器件封装、技术服务到标准光源模组集成的LED光源整体解决方案。

2021上半年瑞丰光电显示LED实现营收3.32亿元,照明LED实现营收2.69亿元,共占总营收的83.56%。

11、京东方A(000725)——显示屏

京东方是全球领先的半导体显示技术、产品与服务提供商。

产品广泛应用于手机、平板电脑、笔记本电脑、显示器、电视、车载、数字信息显示等各类显示领域。

京东方LCD产能覆盖从手机到电视全尺寸的产品线,在柔性AMOLED方面,公司已经是全球第二大柔性AMOLED供应商,并供货给全球一线品牌客户。

公司智能手机液晶显示屏、平板电脑显示屏、笔记本电脑显示屏、显示器显示屏、电视显示屏等五大主流产品销量市占率继续稳居全球第一。

2021上半年京东方显示事业实现1046.73亿元的营收。

12、TCL科技(000100)——显示屏

TCL科技集团股份有限公司主要业务架构为半导体显示业务、半导体光伏及半导体材料业务、产业金融及投资平台和其他业务,主要产品为半导体显示器件、半导体光伏及半导体材料、电子产品分销。

2021年上半年TCL科技半导体显示业务实现407.56亿元的营收。

13、聚飞光电(300303)——背光源

公司主要产品按用途可分为背光LED器件和照明LED器件。

背光LED产品主要应用于手机、电脑、液晶电视、车载显示系统等领域。

下游直接客户是背光、模组厂,终端客户包括中兴、华为、联想、宇龙、酷派等。

2021上半年聚飞光电背光LED实现营收8.07亿元,占总营收的70.76%,照明LED实现营收1.56亿元,占13.68%。

14、欧普照明(603515)——照明

欧普照明股份有限公司主营业务为照明光源、灯具、控制类产品的研发、生产和销售。

公司主要产品为家居照明灯具、光源、商业照明灯具、照明控制。

2021上半年欧普照明照明行业实现营收39.21亿元,占总营收的98.94%。

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