“芯机遇”系列:OLED产业链国产化进程加速,全尺寸应用空间广阔

本文来自格隆汇专栏:中金研究 作者:杨晓宇 臧若晨等

OLED已大量应用于小尺寸领域,短期随下游需求复苏景气度回升,长期渗透率仍有提升空间。

OLED即有机发光二极管,是目前主流屏幕显示技术之一。OLED使用在电流驱动下可发光的有机半导体材料,具备单个像素自主发光的特性,在智能手机、平板、车载显示、电视等各类显示屏幕上有广泛应用。我们认为,随着OLED性能优势带来的需求增长逐渐扩散至全尺寸领域,叠加供给侧国内本土产能布局逐步完善,OLED有望进一步提升其在各个尺寸应用场景下的渗透率,同时助推OLED产业链上中下游国产化替代进程。

摘要

OLED应用空间广阔,下游需求叠加高世代产能布局助推OLED技术加速渗透中尺寸领域。OLED在中尺寸产品渗透率提升,Omdia预测OLED在整体手提电脑中渗透率2028年有望达到14%。随着主要消费电子厂商陆续推出搭载OLED的中尺寸产品及国内厂商布局高世代产线,我们认为本土面板厂商在OLED中尺寸领域在需求驱动及国内产能布局支持下有望建立竞争优势,同时拉动国内本土产业链份额增长。

OLED已大量应用于小尺寸领域,短期随下游需求复苏景气度回升,长期渗透率仍有提升空间。对比其他显示技术,OLED技术在色彩表现、柔性显示等方面具有明显优势,目前主要应用于智能手机,且主要集中在中高端产品。我们认为,短期来看,下游需求回暖将带动OLED价格企稳回升;长期来看,随OLED工艺技术成熟及供应链国产化进程推进,产品成本有望进一步下降,小尺寸OLED渗透率仍有提升空间。

产业链上游国产替代空间广阔,技术进步叠加本土中游面板制造厂商份额增长,国内OLED产业链上游设备及材料厂商大有可为。OLED产业链上游涉及光刻设备、蒸镀设备、检测设备等设备,以及有机材料、掩膜版、驱动芯片等材料。目前OLED上游关键设备与材料仍由海外厂商主导,国产化空间大。随着国内技术突破及国内中游面板制造厂商份额提升,我们认为在部分中前段设备、有机终端材料、掩膜版、驱动芯片领域,部分国内厂商有望逐步突破海外厂商垄断。

风险

下游需求复苏进度不及预期,技术迭代和产品研发进度不及预期,行业竞争加剧,价格波动超预期,产业链国产化进度不及预期。

正文


OLED:应用空间广阔,国内产能崛起


柔屏亮色自发光,OLED已为主要显示技术之一

OLED全称为Organic Light-Emitting Diode,即有机发光二极管(也称有机发光半导体),是目前主流屏幕显示技术之一。OLED使用在电流驱动下可发光的有机半导体材料,具备单个像素自主发光的特性,在智能手机、平板、车载显示、电视等各类显示屏幕上有广泛应用。

OLED一般由基板、阳极、空穴功能层、有机发光层、电子功能层、阴极组成类似“三明治”的结构。其中,靠近阴极的电子功能层及靠近阳极的空穴功能层从两端包夹有机发光层,载流子分别从阴/阳极进入,通过电子及空穴层形成电流,驱动发光层中的红、绿、蓝三色有机材料发光。基板也称背板,OLED主体结构蒸镀在其上方。

图表:OLED结构

资料来源:奥来德招股说明书,中金公司研究部

图表:三星普通LCD电视VS OLED电视色彩效果

资料来源:三星显示器京东自营旗舰店,中金公司研究部

目前市面上主流的平板显示技术路线分为LCD和OLED两大类,其中OLED在色彩表现、柔性显示、面板厚度、可视角度、响应速度、耗能等方面展现更优的性能表现。由于技术原理不同,OLED与LCD各有优劣特点。LCD需要使用背光源,在电压控制下液晶层偏折背板白光,透过滤光片生成不同色彩,进而呈现显示效果。而OLED不需背光源和液晶层,直接采用有机红绿蓝荧光材料自主发光,在减少厚度同时使柔性显示、折叠显示成为可能。另外,LCD由于大量像素点共享常亮背光源,理论能耗相对较高,而且存在高亮色彩“光晕”、黑色不纯粹等色彩效果问题。而OLED可控制每个像素独立发光,精准控制显示像素、关闭即可实现纯黑效果,色彩对比效果更强,理论能耗相对较低。相对地,OLED使用的有机发光材料具有寿命较短的缺陷,同时相对一般传统LCD产品制作流程较复杂、成本较高。

图表:2018-2025中小尺寸显示面板销售额及预计

资料来源:和辉光电招股说明书,中金公司研究部

基于LCD及OLED技术路线,多种新型显示技术各具优劣。目前,TFT-LCD产品为LCD技术市场应用主流,AMOLED产品为OLED技术市场应用主流,在其基础上发展不同的新型显示技术。

► Micro OLED:也称硅基OLED,是AMOLED的技术拓展,将背板材料换成硅晶圆且无需外接驱动IC,节约了内部空间,具有分辨率高、体积小等特点。Micro OLED的制作工艺更加复杂,近期技术逐步成熟,主要应用于AR/VR等近眼显示领域。

► Mini LED:可作为TFT-LCD技术的一种拓展,通过将LCD背光板分割为较小的背光模块,从而相对改善色彩对比度等性能。理论上,Mini LED技术色彩性能不及OLED技术且成本较高,但其具有寿命长、亮度高等优势,近期已实现逐步量产。

► Micro LED:为目前主要应用于照明、超大屏幕显示的LED技术的小型化拓展,将LED发光二极管缩小为像素级别,具有自发光、色彩显示效果好等特性,但技术尚未成熟、成本较高。

图表:平板显示技术路线

资料来源:和辉光电招股说明书,TechWeb,中金公司研究部

图表:主流显示方案对比

资料来源:Ofweek,EDO官网,BOE官网,MicroDisplay,中金公司研究部


OLED技术分类及发展趋势


按照背板驱动、封装材料及衬底材料、发光技术、串联式等分类维度,OLED可进一步分类。

按照背板驱动方式分类

► PMOLED被动式驱动(Passive-matrix OLED,也称无源驱动):采用玻璃背板,驱动和控制功能由外接的驱动IC完成,结构相对简单、成本低,但可能存在同行/列像素交叉串扰的问题。

► AMOLED主动式驱动(Active-matrix OLED,也称有源驱动):为当前OLED应用主流,在外接驱动IC同时通过TFT背板驱动电路控制单个像素发光,可以有效保证单个像素发光的独立性,但结构相对复杂、成本较PMOLED更高。由于AMOLED显示性能更强、更适用于分辨率较高的屏幕场景,为目前主流的OLED背板驱动方式。

图表:OLED驱动方式分类及对比

资料来源:清越科技招股说明书,中金公司研究部

按照封装材料和衬底材料分类

按照封装材料和衬底材料不同可以分为刚性、柔性、混合OLED刚性OLED采用玻璃基板和封装,制造成本和材料相对更低;柔性OLED封装采用的是薄膜封装(TFE),并从一开始采用的塑料衬底,到现在广泛应用的聚酰亚胺(PI),来承受制备流程的热蒸镀工艺中400℃以上高温,让衬底保持稳定;混合OLED则采用刚性的基板和薄膜封装,兼具了低成本和可弯曲的特性。

在发展趋势上,由于性能差异,当柔性OLED价格下降时,小尺寸刚性OLED市场空间存在被挤压风险,中尺寸刚性OLED市场相对稳定。混合OLED可以应用于IT设备和车载显示器,目前海内外龙头公司积极布局混合OLED,据公司公告,京东方第8.6代AMOLED产线拟生产混合OLED为主,同时兼容柔性OLED。

图表:刚性/柔性/混合OLED结构图

资料来源:Omdia,中金公司研究部

按照发光技术分类

► RGB OLED:RGB OLED是指红绿蓝三原色独立像素,发光形成各种色彩的OLED制造技术,优势在与色彩呈现、对比度出色,但是劣势在于需要三种OLED发光材料,材料的制作和稳定控制又有较大技术难度,良率较低,寿命较短。

► White-OLED:WOLED发光原理是由三个白色发光OLED二极管加上RGB三原色的滤光膜,进而形成视觉上的三原色发光。相比RGB OLED,WOLED电视能减少烧屏风险,劣势在于在某些HDR内容所需的非常高的亮度水平下,额外的白色子像素会使色彩效果不佳;由于具有四个子像素,难以实现高PPI。

► QD-OLED:即量子点OLED,是结合了OLED和量子点技术的混合显示技术。通过使用量子点从蓝光OLED产生红色和绿色子像素,提供更高的亮度,故QD-OLED在HDR性能、亮度和色域上都有较高提升。但目前技术尚未成熟,同时蓝色发光材料的供应链也尚未完善,生产良率较低,价格高企。

图表:RGB-OLED / White-OLED / QD-OLED结构示意图

资料来源:OLED-info,三星显示官网,中金公司研究部


全面渗透小屏产品,中屏大屏应用空间广阔


得益于柔性显示和视觉效果上的优势以及生产技术不断成熟,OLED广泛应用于下游各类产品。其中,OLED目前已经大量应用于智能手机、智能穿戴等小尺寸屏幕产品,正在加速渗透平板/笔记本电脑、显示器、车载屏幕等中尺寸屏幕产品,在电视等大尺寸屏幕产品有较大渗透空间。据Omdia预测,2022-2030年OLED 显示面板需求面积复合年增长率有望达11.0%。

► 智能手机:智能手机为目前OLED技术主要应用产品。据TrendForce预计,2023年OLED智能手机渗透率达50.8%,2026年渗透率将超过60%。除了高对比、广色域、响应快的优秀性能以外,柔性AMOLED能够满足智能手机曲面屏、折叠屏等对面板有柔性要求的屏幕设计。根据CINNO Research统计,2023年第三季度全球市场AMOLED智能手机面板出货量约1.8亿片,环比上涨25.1%,其中柔性AMOLED智能手机出货量占比近八成。

► 智能穿戴:由于轻薄、节能、色彩效果好、响应速度快等优势,OLED在智能手环、手表等智能穿戴产品广泛应用。其中,AMOLED由于其分辨率较高、显示效果更好,逐渐替代PMOLED成为智能穿戴领域主流显示技术。

图表:全球智能手机需求量预计

资料来源:Omdia,中金公司研究部

图表:OLED电视需求量预计

资料来源:Omdia,中金公司研究部

► 平板电脑/笔记本电脑:目前TFT-LCD屏幕占据主要份额,AMOLED屏幕加速渗透。据Omdia数据,2019年OLED在平板/笔记本电脑领域渗透率仅为1.41%,但2028年有望增长至14%。目前平板电脑以刚性AMOLED技术为主,华为于2023年推出应用柔性AMOLED的平板电脑,我们认为未来更多头部厂商有望陆续推出搭载柔性AMOLED的产品,柔性AMOLED屏幕有望成为主流。

► 车载屏幕:包括中控显示、影音娱乐、透明A柱等应用场景。OLED由于工作温度区间更广、对比度强,能够满足车载屏幕在高低温及暗黑场景下的显示要求。同时AMOLED可弯曲性、透明显示等功能可实现更多车体屏幕造型设计。

► 电视:OLED电视具有色彩效果更佳、体积更薄、视角更广等特点。但由于大尺寸OLED面板工艺难度大、材料成本高、生产良率低等原因,目前电视OLED面板渗透率较低,且主要定位于高端市场。

► 近眼显示:包括AR眼镜、VR/MR头戴式显示设备、夜视仪等产品。我们认为,由于Micro OLED具有分辨率高、体积小的特点,有望成为AR/VR领域主流显示方案。苹果2023年6月发布首款MR设备Vision Pro,内置由索尼供应的Micro OLED显示屏,其单颗像素宽度为7.5微米,两块背板总共集成了2300万颗像素,单眼分辨率达到4K。


本土OLED面板厂商崛起,中尺寸领域有望成为国产化新动能


国内市场AMOLED面板国产化比率提升。根据Omdia数据,2018年中国大陆AMOLED的TFT背板产能占比仅11%,三星、LGD两家韩国面板厂商背板产能占比分别为67%和19%。近年来国产面板厂商份额快速提升,2023年中国大陆用于AMOLED的TFT背板产能总占比升至43%,而韩国三星占比下降至41%;数量上,中国大陆用于AMOLED的TFT背板产能由2018年18.6万片/季度上升至2023年134.1万片/季度。

图表:2023年AMOLED背板季度产能地区及主要厂商结构分布(按TFT背板片数)

注:外环为地区分布结构,内环为厂商分布结构 资料来源:Omdia,中金公司研究部

国内面板厂商加速推进中尺寸产能布局。国内主要面板厂商均积极推进中尺寸OLED拓展进度,京东方于成都投资建设本土厂商首条第8.6代AMOLED产线,目标生产笔记本电脑/平板电脑高端OLED触控显示屏。据Omdia统计,至2028年京东方主攻车载、IT、电视等中大尺寸OLED的产能占比有望达27%。除京东方外,据维信诺官网,维信诺基于柔性AMOLED探索中尺寸屏幕应用拓展,于上半年推出14英寸卷曲屏笔记本电脑及透明车载显示屏;据华星光电官网,华星光电积极推进印刷OLED技术研发,有望突破中大尺寸屏幕量产工艺难点。

我们认为,随着京东方等国内面板厂商加快布局高世代产线,在本土市场需求驱动下,中尺寸及大尺寸领域有望成为OLED面板国产化新动能。

OLED面板行业:关注中大尺寸中渗透率提升趋势,小尺寸仍有增长空间

对比其他显示技术,OLED技术在色彩表现、柔性显示、面板厚度等性能方面具有明显优势,在各应用场景下的显示面板中具有广阔空间。我们认为,IT、车载等中尺寸面板领域是目前OLED主要的增量渗透空间,同时在技术及工艺优化下,大尺寸OLED产品有望降低价格门槛、小尺寸OLED面板成本或继续下降,推动OLED渗透率持续提升。

驱动力1:OLED在中尺寸的渗透空间广阔

根据Omdia数据,手提电脑OLED面板出货量在2022年共计970万片,得益于安卓厂商在中尺寸市场的加速渗透、苹果在中尺寸的入局、消费电子需求进一步释放和技术的逐步成熟,2024年预计增长至2540万片出货(三年CAGR 62%)。根据DIGITIMES Research,2022 年全球平板电脑出货量中,采用OLED面板的比重约增长至6.2%,较 2021年提升3.4ppt,2023年预计约为5.6%,我们认为2023年渗透率略微下降原因或由于2022年全年LCD价格较高,而随着2023年LCD整体下跌,与OLED价差拉大,使得短期选择LCD的厂商更多,但从长期角度来看,我们认为2024年后随主要面板厂商技术成熟度增加,串联OLED、Hybrid OLED量产使用,渗透率有望保持增长趋势。

图表:OLED在平板电脑中渗透率

资料来源:DIGITIMES Research,中金公司研究部

图表:OLED在笔记本电脑中渗透率

资料来源:Omdia,中金公司研究部

笔记本电脑渗透率从2021年开始整体呈上升趋势,根据Omdia数据,2022年OLED笔电占比约为2.5%,有较大上升空间。Omdia预测OLED在整体手提电脑中渗透率2028年有望达到14%,或将在LCD屏幕外带给品牌显示形态、功能拓展等方面的差异化竞争优势。

图表:手提电脑 OLED面板趋势预测

资料来源:Omdia,中金公司研究部

根据Omdia,苹果将在OLED中大尺寸方面持续推进,Omdia预计苹果在未来几年内将OLED屏幕应用于 iPad、MacBook等产品上并于2024年推出使用OLED的iPad Pro产品。从历史复盘来看,苹果作为全球头部的消费电子品牌之一,在显示技术领域通常是较为先进的主流技术引领者,对显示面板技术保持高投入和高要求,我们认为苹果的布局或可反映未来下游厂商对OLED在中尺寸上有更强优势的预期。

安卓各品牌厂商加紧布局。各厂商布局的系列主要是高端和旗舰机型,主要品牌陆续开启OLED在中尺寸的布局,我们认为这主要由于OLED的全黑显示、高刷新率、柔性可折叠等特性满足中尺寸产品的质量提升和创新需求,而未来进一步渗透主要面临的技术问题在于解决烧屏、提高稳定可靠寿命、降低价格等。

通过整理各品牌的OLED产品,我们发现OLED平板电脑的售价区间约在3000元至10000元之间,LCD平板电脑的售价区间大约在2000元至8000元之间,价格相差约1000元至2000元;OLED笔记本电脑通常售价区间约在6000元至20000元之间,LCD笔记本电脑的售价区间约在4000元至15000元之间,价格相差约2000元至5000元,价格根据不同的品牌、配置、尺寸等因素而有所差异,目前OLED产品相同配置下价格高于LCD,我们认为随产能和良率提升,OLED供给上升和产品质量提升,价格有望下探,为OLED在中尺寸领域带来更多应用机会。

图表:安卓各品牌的中尺寸OLED布局

资料来源:各公司官网,中金公司研究部

驱动力2:多技术路线推动OLED TV提升市场渗透率

全球彩电市场来看,群智咨询数据显示,2022年全球彩电出货2.18亿台,同比下降6.3%,预计2023年出货2.17亿台,在低位同比下降0.8%。在电视市场整体需求较弱的背景下,根据Omdia数据,2022年全球OLED电视出货量为651万台, 2023年预计突破740万台,2026年有望达到1054万台,占电视市场总销量5%。由于OLED电视单价更高,根据OLEDindustry的数据,2026年OLED电视的销售额占比或将超过15%,成为未来几年存量电视市场中有望继续增长的细分赛道,因而我们认为三星、LG等电视厂商或将继续发力OLED电视市场。

目前OLED TV技术路线不尽相同,市场份额主要集中在韩系厂商手中,目前呈现LG、Sony、三星三足鼎立的竞争格局,据群智咨询数据预计,2023年CR3占据出货量88%份额。其中LG是目前全球最大的OLED面板生产商和OLED电视品牌商,但市场份额随着竞争加剧逐年降低;三星QD-OLED技术在亮度和功耗上有所提升,份额呈现上升趋势。

图表:2021-2023E全球各品牌OLED电视出货量占比

资料来源:Sigmaintell,中金公司研究部

OLED电视相比其他显示屏(如LCD、Mini LED等)电视有更广的可视视角、全黑显示与高对比度优势,其柔性和轻薄的特点带来更多设计上的创新,但同时也还存在一些短板限制其发展。例如:1)由于有机材料会随着使用时间而衰减,导致亮度下降和色彩失真;2)长时间显示相同图像带来的烧屏问题;3)亮度指标不足,OLED峰值亮度在近两年技术有所进步但与其他技术相比仍有差距。由于OLED制造成本高企,但近年来在价格方面,OLED持续降低成本维持质量,提高性价比。我们认为,OLED电视随着技术发展,叠加市场竞争博弈价格,有望逐渐触及消费者心理价格预期。

图表:OLED TV与LCD TV特性对比

资料来源:NHK STRL,中金公司研究部

驱动力3:小尺寸随着OLED面板价格下降仍有渗透率提升空间

智能手机目前是OLED技术渗透率较高的主要应用终端,且主要集中在中高端产品,从按价格带区分的出货量上来看,OLED在高端或旗舰产品上的份额自2019年逐年提升,并有向中端产品继续拓展的趋势,根据IDC数据,截至2Q23,搭载OLED的产品价格在600美元以上出货量占比47%,200美元以上占比高达92.6%。从按价格带区分的渗透率上来看,近两年除了200美元以下的产品OLED渗透率下降,剩余价格区间的OLED渗透率保持增长态势。

我们认为,上述趋势一方面说明需求端用户对OLED产品的偏好程度上升,产品有广泛的接受度,透明屏幕、折叠屏、3D显示也在持续驱动OLED应用普及;另一方面显示高端OLED产品需求提高,国产厂商在有机材料、驱动IC等方面实现技术进步或国产化程度提升。伴随OLED面板逐渐降本和竞争态势下带来的价格下行现状,下游手机厂商在更多非高端产品上装配OLED的可行性进一步提高,为OLED在小尺寸上的渗透带来增量,在OLED面板价格下降的2023年,OLED渗透率再次加速的趋势较为明显。

图表:OLED分价格带出货量趋势

资料来源:IDC,中金公司研究部

图表:安卓与苹果OLED在智能手机中渗透率

资料来源:IDC,中金公司研究部

图表:OLED分品牌渗透率趋势

资料来源:IDC,中金公司研究部

图表:OLED分价格带渗透率趋势

资料来源:IDC,中金公司研究部

根据Omdia和群智咨询数据,我们发现自2020年至今,小尺寸柔性和刚性OLED整体价格都呈下降趋势,柔性与刚性相比LCD通常价格较高,而柔性和刚性OLED的价格差异常超过50%,例如从2023年10月价格来看,6.7’’柔性为6.7’’刚性OLED的价格的1.53倍。

短期内,我们看到手机终端市场回暖将带动OLED面板行业价格上升,长期来看,我们认为随着OLED技术不断成熟,国产份额提升及产业链国产化带来成本进一步下探,OLED面板和LCD面板的价格差距或将继续缩小。

图表:2020-2023年OLED与LCD主流尺寸价格趋势

资料来源:Omdia,Sigmaintell,中金公司研究部

驱动力4:车载OLED空间大,但面临mini LED的技术之争

在新能源与智能座舱趋势推动下,随着中控显示、仪表盘、后视镜、后座娱乐显示等需求不断增加,OLED在车载显示有更多潜力。根据CINNO Research数据,2022年全球车载显示面板总出货量约为1.92亿片,预计2023年达到2亿片,到2030年预计还将进一步提高到2.67亿片。车载显示主要用于显示音频、导航和车载信息娱乐的中控显示器,我们认为更多高端机型有望选择中尺寸OLED作为中控台显示器的主要选择。根据Omdia预测,到2030年OLED或将占中控台显示器市场的9%。

OLED目前主要在高端旗舰车型和新能源车的车载显示市场加快开拓步伐。Omdia预计2023年车载OLED销售额3.6亿美元, 2023年到2027年OLED在汽车市场的年复合增长将超过30%。全球市场上主要是LG显示(LGD)和三星显示(SDC)占据主导,国产龙头京东方从 2022 年开始向各家汽车制造商供应柔性OLED面板。然而,OLED在车载的渗透面对竞争性产品的阻力。在渗透率本身较低的情况下,OLED还可能面临具备成本和技术优势的mini LED背光竞争。例如mini LED背光技术不存在烧屏问题,寿命更长,良率更高,量产也更具备优势。


OLED产业链:国产化替代趋势下本土上游企业大有可为


产业链:OLED面板位于产业链中游,上游设备与原材料国产替代空间较大

OLED面板制造位于产业链中游,连接了上游设备材料与下游终端市场,其中上游设备与材料国产替代空间较大。据和辉光电招股书,OLED面板上游材料主要包括玻璃基板、靶材、光刻胶、蒸镀材、偏光片、驱动IC等,上游设备主要包括离子注入机、镀膜机、刻蚀机、蒸镀设备、封装设备等,下游终端应用则有智能手机、可穿戴设备、电脑、车载显示、电视等。由于国内厂商起步较晚,目前OLED上游关键设备与材料仍由海外厂商主导,国产化率较低。我们认为,产业链上游材料与设备部分有望在技术逐渐突破和中游面板厂商国产化需求日益增高的背景下,加快产品验证导入、提升市场份额占比。

中游OLED生产工艺主要包括阵列工程、有机蒸镀工程和模组工程,不同环节涉及上游不同设备与材料。以AMOLED为例,阵列工程(Array)即玻璃基板经过反复成膜、曝光、显影、蚀刻等工序,最终制成半导体薄膜晶体管驱动电路(TFT基板)的工艺流程。有机蒸镀工程(OLED / Cell,也称成盒段)指使用蒸镀机和金属掩膜版将多层有机材料蒸镀在TFT基板上的工艺流程,蒸镀后基板经玻璃封装进入模组工程。模组工程(Module)包括切割、偏贴、驱动芯片及电路板绑定、测试等环节,最终产出成品。

图表:AMOLED工艺制程示意图

资料来源:和辉光电招股说明书,中金公司研究部 

图表:OLED主要设备及材料(按照工艺制程区分)

资料来源:和辉光电招股说明书,中金公司研究部  

设备:海外厂商主导,部分设备逐步实现国产化进程

OLED设备技术壁垒较高,不同工艺制程涉及多种设备。OLED设备包括清洗设备、光刻设备、切割设备、蒸镀设备、测试设备等,不同工艺制程涉及不同种类设备。据奥来德招股说明书及DSCC数据,2017年以来OLED装备成为市场增长主力,2018年OLED装备营收规模达120亿美元,占显示装备营收52.6%。按照OLED工艺制程,阵列工程段及有机蒸镀工程段制程设备工艺更复杂。据赛迪智库统计,2018年新型显示产业曝光机日本佳能、日本尼康市占率达90%,薄膜沉积设备日本爱发科、日本佳能Anelva、美国应用材料市占率达70%。

以检测设备为例,国内OLED设备厂商主要集中在模组工程段。阵列工程段检测对象为薄膜晶体管,光学检测的技术壁垒高于成盒及模组段,市场主要由海外市场占据。以2021年AMOLED行业检测设备行业为例,根据CINNO Research数据,中国大陆阵列工程段92%的市场由海外厂商贡献,而成盒段和模组工程段自动光学检测设备国产化水平达到了67%。我们认为,目前国内厂商与海外厂商技术差距不断缩小,竞争环节正逐渐从成盒段、模组工程段向上延伸至阵列工程段。

图表:2016-2022年全球FPD制造设备支出规模

资料来源:奥来德招股说明书,中金公司研究部

图表:2021年中国大陆AMOLED行业Array制程检测设备市场格局

注:口径包括电检测、光检测资料来源:CINNO Research,中金公司研究部

图表:2021年中国大陆AMOLED行业Cell、Module制程自动光学检测设备市场格局

注:口径仅包括自动光学检测设备

资料来源:CINNO Research,中金公司研究部

核心设备真空蒸镀机技术壁垒高,目前仍由海外企业主导。国内京东方、维信诺等主要面板厂商6代AMOLED产线大部分使用日本佳能Tokki蒸镀机,少部分使用日本爱发科及其他品牌蒸镀机。其中,Tokki蒸镀机需面板厂商自行采购第三方蒸发源,而爱发科蒸镀机与蒸发源配套出售。蒸发源设备可按照形态分为点源、线源及面源三种,其中线源为当前OLED量产主流设备。

图表:蒸镀设备结构

资料来源:奥来德招股说明书,中金公司研究部

图表:2017-2019期间全球蒸镀机竞争格局

资料来源:IHS Markit,中金公司研究部

国内6代线蒸发源已实现部分国产化。奥来德为主要国产蒸发源供应商,据公司招股书披露,公司搭载于Tokki蒸镀机的蒸发源产品国内市场占有率达73%。国外的竞争厂商以日韩企业为主,包括日本爱发科、韩国YAS、韩国SNU。据公司公告及公开投资者问答显示,奥来德蒸发源产品中标京东方重庆6代AMOLED产线叠层改造项目,同时G8.5(G8.6)高世代蒸发源产品处于研发状态,其中G8.5线性蒸发源已进入样机制作阶段。我们认为,随着国内高世代产线规划建设驱动蒸镀设备市场增长,国产蒸发源有望进一步提高市场渗透率。

有机终端材料:高世代产线布局升级助推终端材料国产化进程

OLED有机终端材料可分为发光功能层材料、电子功能层材料、空穴功能层材料、其他功能材料等。其中,发光功能层按照材料性质可细分为发光主体材料(Host)、发光掺杂材料(Dopant)和发光功能材料(Prime)三类,按照发光颜色又可分为红、绿、蓝三类,因此在发光功能层中一共有九类OLED有机材料。我们认为,随着OLED有机终端材料专利技术突破、和中游面板厂商中大尺寸布局拉趋势,本土OLED有机终端材料渗透率有望加速提升。

图表:发光功能层材料示意图

资料来源:莱特光电招股说明书,瑞联新材招股说明书,中金公司研究部

据莱特光电招股书,发光功能层材料为成本占比最大的有机终端材料,分别在手机和电视面板中占12%和27%。根据UBI Research,2023年全球OLED有机发光材料市场规模为18.4亿美元,预计2028年可达24.3亿美元,年均增长率达5.8%。其中,韩国与中国占据主要份额,2023年中国占比接近40%(7.3亿美元),韩国占比60%(1.11亿美元)。我们认为在需求侧,随着国内面板厂商增建产能,推动国内OLED有机终端材料需求上升,国内OLED有机终端材料市场规模占比有望进一步提升。

供给侧方面,国内厂商发光功能层材料突破海外专利技术壁垒,多种材料逐步实现国产化替代。OLED有机终端材料生产需要使用中间体及升华前材料等原料。据TrendForce估计,中间体毛利率仅为10%-20%,而终端材料毛利率可达60%-70%。长期以来,海外企业拥有终端材料技术专利,美国UDC、德国默克、日本出光兴产、韩国LG等海外供应商占据终端材料市场,而国内本土厂商主要供应毛利率较低的中间体及升华前材料。但随本土厂商关键技术突破、海外专利逐渐到期,国内厂商终端材料逐步通过技术验证、实现量产供应。

国内中游面板厂商布局中大尺寸OLED产线,催化上游终端材料国产化替代进程。以手机OLED面板为例,OLED有机终端材料成本占比约23%(发光功能层约占12%);而电视OLED面板由于材料使用量更大,OLED有机终端材料成本占比约41%(发光功能层约占27%)。目前国内面板厂商中大尺寸面板布局趋势加快,据京东方公司公告及公开投资者关系活动记录,京东方拟于成都投建8.6代线、对重庆6代线进行叠层改造。我们认为,国内中大尺寸OLED面板产能布局扩大本土OLED终端材料厂商市场空间,催化终端材料国产化替代进程。

图表:全球OLED有机发光材料市场规模

资料来源:UBI Research,中金公司研究部

图表:OLED有机材料成本结构

资料来源:莱特光电招股说明书,中金公司研究部

掩膜版:光掩膜版国内厂商逐渐突围,关注无FMM技术路线弯道超车

掩膜版为生产OLED重要材料,在OLED工艺制程中可分为光掩膜版和金属掩膜版。以AMOLED为例,阵列工程段需要使用光掩膜版进行光刻,形成驱动电路;有机蒸镀工程段需要使用金属掩膜版,辅助像素排列形成。金属掩膜版分为FMM(Fine Metal Mask,精密金属掩膜版)和CMM(Common Metal Mask,通用金属掩膜版),其中FMM为蒸镀环节主要的技术及成本制约因素之一。

图表:阵列工程段光掩膜版曝光示意图

资料来源:路维光电招股说明书,中金公司研究部 

图表:蒸镀工程段金属掩膜版及子像素排列示意图

资料来源:DNP官网,PAOKA,中金公司研究部

掩膜版市场规模受中游面板产能驱动,疫情后呈现逐步复苏趋势。根据Omdia统计,2016年全球平板显示掩膜版市场规模约671亿日元,受益于中国大陆LCD及OLED产能加速扩建,2019年达1,010亿日元,复合增速达14.58%。受疫情影响,2020年平板显示掩膜版市场规模约为903亿日元,较2019年下降10.57%,2021年起开始逐步复苏,至2022年市场规模达1,026亿日元(折合人民币约50亿元),其中中国大陆占58%,约30亿元。

美日韩平板显示掩膜版市场占据优势地位,国内厂商逐渐突围。由于掩膜版行业专业性较强、进入壁垒较高,且海外厂商布局时间较早,技术积累时间长,故整体而言美日韩企业占据较大的市场份额。根据Omdia统计,2020年平板显示掩膜版行业市场份额前五分别为福尼克斯、SKE、HOYA、LG-IT、清溢光电,CR5达到88%。其中国内厂商发展迅速,清溢光电首次跻身CR5,市场份额约7%;路维光电排名全球第八,国内第二。

图表:全球平板显示掩膜版市场需求

资料来源:Omdia,中金公司研究部 

图表:全球平板显示掩膜版市场规模分地区占比

注:外圈为2022年,内圈为2017年

资料来源:Omdia,中金公司研究部

中长期新技术研发有望实现弯道超车,2024年多条无FMM技术路线计划开始量产。精密金属掩膜版成本高昂,且FMM技术在中尺寸及大尺寸面板制程中存在分辨率受限、张网难度高、材料利用率低等缺陷。而无FMM技术路线可以在不使用精密金属掩膜版的情况下完成有机材料在基板上的附着,并实现精确的像素排布。例如,维信诺ViP技术可在不使用FMM的情况下实现像素对位,较传统“蒸镀+FMM”工艺像素密度提升至1700PPI以上;华星光电印刷OLED技术不使用蒸镀工艺,利用高精度喷墨实现像素排布,材料利用率更高,如顺利量产可大幅降低中大尺寸面板生产成本。技术进展方面,据维信诺2023年半年度报告,维信诺ViP技术正快速推进量产进度。根据CINNO,华星光电印刷OLED有望在2024下半年开始量产出货。据日本JDI 9月29日公告,JDI将在芜湖部署G6及G8.7 eLEAP产线,同时计划在2024年于日本产线开始eLEAP面板量产。

我们认为,短期内小尺寸面板仍将保持目前主流蒸镀技术工艺,无FMM技术有望从蒸镀工艺存在技术缺陷的中尺寸、大尺寸面板领域开始渗透,长期有望替代蒸镀技术。

驱动芯片:本土面板厂商驱动上游产业链国产化

显示驱动芯片(Display driver IC,DDIC)是对显示屏的成像进行控制的一种数模混合芯片。其主要功能是对显示屏的成像进行控制,它通常使用行业标准的通用串行或并行接口来接收命令和数据,并生成具有合适电压、电流、定时和解复用的信号,使屏幕显示所需的文本或图像。

根据显示驱动芯片是否集成触控功能可区分为显示驱动芯片(DDIC)和触控显示整合驱动芯片(TDDI)。DDIC和TDDI在集成电路设计方案方面存在差异,且其可应用的场景也有所不同,现阶段市场上主流显示驱动芯片包括LCD显示驱动芯片(LCD DDIC)、触控显示整合驱动芯片(TDDI)和OLED显示驱动芯片(OLED DDIC)三种类型。

图表:全球显示驱动芯片市场规模及出货量

资料来源:CINNO  Research,中金公司研究部

图表:2022年全球智能手机AMOLED显示驱动芯片市场份额

资料来源:Omdia,中金公司研究部

根据CINNO Research的数据,2021年全球显示驱动芯片出货量约89.2亿颗,市场规模为141.7亿美元,其中中国大陆显示驱动市场规模为64.7亿美元,预计至2026年有望上涨到71.7亿美元,2022E-2026ECAGR有望达到8.1%。从显示技术来看,CINNO Research数据显示TFT-LCD显示驱动市场是目前全球最大的显示驱动芯片细分市场,2021年约占显示驱动市场出货量的78%;而OLED显示驱动芯片渗透率快速提升,2023年OLED驱动芯片出货量占比预计增至16%。

从整体竞争格局来看,全球显示驱动芯片市场竞争格局相对集中,我国国产化率较低。目前全球OLED DDIC供应主要由韩国厂商引领,以联咏科技和瑞鼎科技为代表的中国台湾厂商为大陆主要AMOLED DDIC供应商。中国大陆厂商目前整体市场占有率占比较低,其中中颖电子、云英谷、新相微等公司为主要的OLED显示驱动芯片厂商。根据CINNO Research数据,2020年中国大陆驱动芯片市场中,瑞鼎科技出货量市占率达59%,其次为联咏科技和中颖电子子公司芯颖科技,市占分别为22%和6%。

我们看好OLED驱动芯片供应的国产替代趋势,下游OLED面板厂商推动DDIC国产化率提升。我们认为国产DDIC芯片公司有以下优势:1)日韩和中国台湾厂商的核心技术管理团队在外,本土厂商的反馈调整速度较为及时;2)中国大陆的地价、人力、运输成本相对较低,无关税壁垒,更具降本竞争力;在国际局部冲突的影响下,产业链国产替代将具备更稳定的供货表现。3)部分海外DDIC与面板厂商绑定,在晶圆产能稀缺的背景下,海外DDIC厂商优先向海外面板厂供货,因此国内面板厂开始扶持国内DDIC公司。

风险

下游需求复苏不及预期:智能手机等消费产品是OLED重要下游应用领域。据Counterpoint预计,2023年手机预计出货量为11.6亿台,同比下降5%,其中4Q23预计出货量为3.1亿台,同比增长3%,预计2024年出货量为12.0亿台。我们认为原因主要是宏观经济波动及下游终端需求疲弱。未来全球经济衰退、市场饱和等不确定性因素均有可能导致手机等OLED下游应用场景增长不及预期。

技术迭代和产品研发进度不及预期:随着面板产品研发周期的不断缩短和技术革新的不断加快,新技术、新工艺在面板产品中的应用更加迅速,进而导致面板产品的生命周期不断缩短。我们认为各厂商为了在市场中保持竞争优势,必须持续技术创新及产品迭代,若未来技术迭代未能突破、新产品不能契合市场需求,可能导致前期研发投入难以收回,同时面临市场份额缩减的风险。

价格波动超预期:根据Omdia和群智咨询数据,自2020年至今,小尺寸柔性和刚性OLED面板整体价格呈下降趋势。我们认为原因主要是半导体周期下行及下游终端市场的需求疲软。3Q23 以来OLED价格企稳,若未来由于宏观经济及下游需求复苏不及预期等原因,面板价格进一步下跌,可能对面板厂商盈利能力形成风险。

行业竞争加剧:海外面板产业链厂商发展时间长,目前仍占据较大市场份额,国内产业链企业发展时间较短,技术积累与海外厂商存在一定差距,若海外厂商加大研发投入、扩展规模、加强中国市场布局,可能导致行业内竞争加剧,本土厂商市场份额面临挑战。

产业链国产化进度不及预期:OLED产业链中,蒸镀机、金属掩膜版、OLED有机终端材料等设备及材料技术难度高,长期以来,海外厂商拥有技术专利及先发优势。有机终端材料(Prime、Host)、蒸发源等部分材料或设备近年来国内厂商打破国外垄断,但如有机终端材料(Dopant)、真空蒸镀机等材料或设备海外厂商仍占据主要份额。若国内OLED产业链厂商技术突破及产品迭代不及预期,市场份额或面临减缩风险。


注:本文摘自2023年12月26日已经发布的《“芯机遇”系列:OLED产业链国产化进程加速,全尺寸应用空间广阔》;杨晓宇 SAC 执证编号:S0080523090004 SFC CE Ref:BRA096、 臧若晨 SAC 执证编号:S0080522070018 SFC CE Ref:BTM305、石晓彬 SAC 执证编号:S0080521030001、 彭 虎 SAC 执证编号:S0080521020001 SFC CE Ref:BRE806

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