北京時(shí)間09月25日消息,中國(guó)觸摸屏網(wǎng)訊,面板設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈:壁壘高、空間大,檢測(cè)設(shè)備先行
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1、面板產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移趨勢(shì)明顯,大陸面板產(chǎn)能待釋放
中國(guó)面板廠(chǎng)商不斷崛起,2010 年后日本面板制造商數(shù)量大幅下降,至 2018 年只 剩下兩家,中國(guó)臺(tái)灣面板制造廠(chǎng)商數(shù)量 2018 年稍有增長(zhǎng)至 7 家,韓國(guó)面板制造商數(shù) 量近幾年增長(zhǎng)較快,從 2016 年的 2 家增長(zhǎng)至 2018 年的 9 家。相較而言,中國(guó)面板制 造商數(shù)量增長(zhǎng)最快,2018 年已有 18 家。從產(chǎn)能角度看,趨勢(shì)同樣十分明顯,2019 年 1 季度中國(guó)大陸面板廠(chǎng)的面板出貨面積首次超過(guò)全球市場(chǎng)份額的一半至 50.1%。
近年隨著液晶面板價(jià)格下滑,日韓部分大廠(chǎng)陸續(xù)宣布退出面板行業(yè),如三星、 Panasonic、三菱電機(jī)、LG 等等。
據(jù)韓國(guó)半導(dǎo)體顯示器學(xué)會(huì)的預(yù)測(cè),到 2023 年,在全球面板市場(chǎng)上,中國(guó)企業(yè)的 市場(chǎng)占有率將達(dá) 58%,其中 LCD 面板市場(chǎng)將進(jìn)入“中國(guó)時(shí)代”。韓國(guó)半導(dǎo)體顯示器學(xué) 會(huì)預(yù)測(cè) 2022 年前中國(guó)還將設(shè)立 19 家 8-10.5 代線(xiàn)的大型面板廠(chǎng),而中國(guó)創(chuàng)辦一家 8.5-10.5 代線(xiàn)的面板廠(chǎng)后,產(chǎn)品的生產(chǎn)成本僅為韓系工廠(chǎng)的 1/3-1/5。
2.面板設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈—檢測(cè)設(shè)備是面板設(shè)備國(guó)產(chǎn)化最佳載體
2.1.檢測(cè)設(shè)備:面板設(shè)備國(guó)產(chǎn)化的最佳載體
面板生產(chǎn)包含陣列(Array)-成盒(Cell)-模組(Module)三大制程,檢測(cè)設(shè) 備主要在 LCD、OLED 等平板顯示器件生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行顯示、觸控、光學(xué)、信號(hào)電性能 等各種功能檢測(cè),從而保證各段生產(chǎn)制程的可靠性和穩(wěn)定,達(dá)到分辨各環(huán)節(jié)器件良品 與否,提升產(chǎn)線(xiàn)整體良率的目的,可以說(shuō)檢測(cè)是平板顯示器件生產(chǎn)中保證良率的關(guān)鍵 環(huán)節(jié)。各制程技術(shù)原理存在較大差異,不同制程對(duì)應(yīng)檢測(cè)設(shè)備也大不相同,從模組段 檢測(cè)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化程度高,但陣列和成盒段依然主要被外資所占據(jù)。
我們認(rèn)為在面板產(chǎn)業(yè)中,隨著國(guó)內(nèi)面板企業(yè)產(chǎn)線(xiàn)不斷建設(shè)、OLED 產(chǎn)線(xiàn)占比提升 等,國(guó)內(nèi)面板檢測(cè)設(shè)備企業(yè)面臨十分良好的發(fā)展機(jī)遇。
從面板制造角度看:(1)貼近市場(chǎng):面板需求在國(guó)內(nèi),需求所在地是消費(fèi)電子產(chǎn) 業(yè)鏈聚集的根據(jù);(2)可快速滾雪球:OLED 投資大,京東方等內(nèi)資企業(yè)獲得政策支 持,自出資金可以低至 20%;快速上產(chǎn)能有良好基礎(chǔ)和動(dòng)力,產(chǎn)能放量是必然趨勢(shì)。
從設(shè)備角度:(1)設(shè)備是下游培養(yǎng)的:京東方對(duì)整套工藝的理解不斷提升,尋找 國(guó)產(chǎn)設(shè)備替代已經(jīng)開(kāi)始;(2)模組段是最為合適的環(huán)節(jié):模組與下游終端最近,具備 先天的合作基礎(chǔ)(Array 和 Cell 的設(shè)備數(shù)量和工藝商早已敲定/綁定進(jìn)口平臺(tái));(3) 檢測(cè)是最佳的國(guó)產(chǎn)化載體:檢測(cè)設(shè)備數(shù)量彈性很大,離線(xiàn)式可以脫離進(jìn)口平臺(tái),綁定 性不強(qiáng);
2.2.Array/Cell/Module 段檢測(cè)設(shè)備占各自段總設(shè)備投資額的 20%/13%/17%
以 TFT-LCD 為代表的顯示面板生產(chǎn)過(guò)程主要分為三個(gè)工序 Array、Cell 和 Module,國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商在 Module 段已有絕對(duì)優(yōu)勢(shì),正向 Array 和 Cell 段檢測(cè)設(shè)備突破。 以下設(shè)備需求量均基于京東方成都 LTPS/AMOLED 產(chǎn)線(xiàn),產(chǎn)能為 4.8 萬(wàn)片/月。
2.2.1.Array 段
在 Array 段有基板切割機(jī)、基板清洗機(jī)、PI 涂布機(jī)、檢測(cè)設(shè)備等,總投資額達(dá) 150 億-200 億,其中檢測(cè)設(shè)備投資額占比總設(shè)備投資額 20%,即 30-40 億。
現(xiàn) Array 段設(shè)備來(lái)源多為國(guó)外廠(chǎng)商,數(shù)量較多,競(jìng)爭(zhēng)較為激烈。檢測(cè)設(shè)備來(lái)源 為奧寶科技、晶彩科技和中國(guó)臺(tái)灣致茂。
2.2.2.Cell 段
Cell 段以前段 Array 的玻璃為基板,與彩色濾光片的玻璃基板結(jié)合,并在兩片 玻璃基板間灌入液晶后貼合,再將大片玻璃切割成面板。
在 Cell 段有掩膜板清洗機(jī)、掩膜板張緊機(jī)、蒸鍍前清洗機(jī)、烘焙爐、檢測(cè)設(shè)備 等,總投資額達(dá) 60 億-80 億,其中檢測(cè)設(shè)備投資額占比總設(shè)備投資額 13%,即 7.8- 10.4 億。
現(xiàn) Cell 段設(shè)備來(lái)源多為國(guó)外廠(chǎng)商,數(shù)量較多,競(jìng)爭(zhēng)較為激烈。其中,蒸鍍機(jī)主 要來(lái)源為 Tokki,檢測(cè)設(shè)備來(lái)源為奧寶科技、晶彩科技和中國(guó)臺(tái)灣致茂。
2.2.3.Module 段
Module 段是將 Cell 段制成后的玻璃與其他如驅(qū)動(dòng)電路 IC、面光板、外框等多種 零件組裝的生產(chǎn)作業(yè)。
在 Module 段有偏光片清洗機(jī)、偏光片貼合機(jī)、彎折機(jī)、端子清洗機(jī)、檢測(cè)設(shè)備 等,總投資額達(dá) 30 億-40 億,其中檢測(cè)設(shè)備投資額占比總設(shè)備投資額 16.7%,即 5.01-6.68 億元。
現(xiàn) Module 段設(shè)備來(lái)源多為大陸廠(chǎng)商,數(shù)量較多,競(jìng)爭(zhēng)較為激烈。其中檢測(cè)設(shè)備 來(lái)源為精測(cè)電子、華興源創(chuàng)、鑫業(yè)成、先導(dǎo)智能、同創(chuàng)、鑫三力、聯(lián)得裝備。
3.Mini/Micro LED 對(duì)設(shè)備提出更多新的要求
3.1.Mini/Micro LED 將掀起波瀾
2019 年 10 月,TrendForce 發(fā)布的 2020 年十大科技產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)中,預(yù)計(jì) Mini LED、 Micro LED 將開(kāi)創(chuàng)新藍(lán)海,同時(shí)近期有外媒報(bào)道,蘋(píng)果將于 2021 年一或二季度推出 Mini LED 的 iPad Pro,如順利推出,則將推動(dòng) Mini/Micro LED 的產(chǎn)品推廣。
TrendForce 表示,高刷新率手機(jī)面板需求看增,平板成為 Mini LED 與 OLED 新 戰(zhàn)場(chǎng),在手機(jī)面板方面,目前 OLED 或 LCD 面板的規(guī)格已經(jīng)能滿(mǎn)足各類(lèi)消費(fèi)者的需求, 然而伴隨著 5G 布建展開(kāi),其高傳輸效率與低延遲的特性,除了改善手機(jī)內(nèi)容的動(dòng)態(tài) 表現(xiàn),也開(kāi)創(chuàng)手機(jī)在 AR 等其他領(lǐng)域的應(yīng)用,帶動(dòng) 90Hz 甚或是 120Hz 面板的需求。
以最熱門(mén)的電競(jìng)應(yīng)用來(lái)看,除了既有的高刷新頻率面板,透過(guò) Mini LED 背光增 強(qiáng)對(duì)比表現(xiàn)的更高階產(chǎn)品,量產(chǎn)的條件也愈來(lái)愈充裕。而在采用 LCD 多年后,市場(chǎng)也 傳出 2020 年的 iPad 可能同步推出采用 Mini LED 背光與 OLED 這類(lèi)增強(qiáng)畫(huà)質(zhì)表現(xiàn)的面 板技術(shù),讓平板成為 OLED 與 Mini LED 另一個(gè)發(fā)展契機(jī)。
其次,產(chǎn)業(yè)供過(guò)于求,Micro LED 開(kāi)創(chuàng)新藍(lán)海,從 Micro LED 自發(fā)光顯示器進(jìn)展 來(lái)看,愈來(lái)愈多面板廠(chǎng)商推出玻璃背板的 Micro LED 方案,但由于良率問(wèn)題,目前模 組最大做到 12 寸,更大尺寸的顯示器則是通過(guò)玻璃拼接的方式實(shí)現(xiàn)。盡管短期內(nèi) Micro LED 的成本仍居高不下,但由于 Micro LED 搭配巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)可以結(jié)合不同的 顯示背板,創(chuàng)造出透明、投影、彎曲、柔性等顯示效果,未來(lái)將有機(jī)會(huì)在供過(guò)于求的 顯示器產(chǎn)業(yè)當(dāng)中,創(chuàng)造出全新的藍(lán)海市場(chǎng)。例如,若結(jié)合可折疊顯示螢?zāi)环桨福?Micro LED 因?yàn)椴牧辖Y(jié)構(gòu)強(qiáng)健,不需要很多保護(hù)層,也不需要偏光處理,或許是一個(gè) 適合切入的領(lǐng)域。
3.2.Mini/Mirco LED 是什么
3.2.1.顯示技術(shù)原理及指標(biāo)對(duì)比
小間距LED 是指點(diǎn)間距在 2.5 毫米(P2.5)以下的 LED 背光源或顯示屏產(chǎn)品。 相較傳統(tǒng)背光源,發(fā)光波長(zhǎng)更為集中,響應(yīng)速度更快,壽命更長(zhǎng);相較傳統(tǒng) LED 顯示 器件,小間距 LED 顯示器件具有高的亮度、對(duì)比度、分辨率、色彩飽和度,以及無(wú)縫、 長(zhǎng)壽命等優(yōu)勢(shì)。 Mini LED 是小間距 LED 與 Micro LED 的過(guò)渡應(yīng)用,是指點(diǎn)間距在 2.5 毫米(P2.5)和 0.1 毫米(P0.1)之間的小間距 LED 產(chǎn)品。Micro LED 是 LED 產(chǎn)業(yè) 的延伸,像素單元在 100 微米(P0.1)以下,并被高密度地集成在一個(gè)芯片上,且晶片 尺寸小于 0.05mm。
點(diǎn)間距在 2.0mm 以下的 LED 電子大屏幕定義為小間距 LED 顯示屏,而 MicroLED 則要求間距小于 0.01mm,且晶片尺寸小于 0.05mm。MiniLED 的間距則要求與晶片尺 寸介于小間距 LED 顯示屏與 MicroLED 之間
目前小間距 LED 主要應(yīng)用在商顯、高端零售、電影、公共廣告、文娛、安全監(jiān) 控在內(nèi)等多個(gè)行業(yè),然而小間距 LED 還是有其物理上的技術(shù)限制,因此 Mini LED、 Micro LED 應(yīng)運(yùn)而生。
(1)Mini LED
Mini LED 其優(yōu)勢(shì)在于 Mini LED 背光能夠利用已有的 LCD 技術(shù)基礎(chǔ),再結(jié)合成 熟的 RGB LED 技術(shù),縮短產(chǎn)品推出周期,也彌補(bǔ)了超小間距 LED 顯示屏易損壞的不 足。在制程上相較于 Micro LED 良率高,具有異型切割特性,搭配軟性基板亦可達(dá)成 高曲面背光,采用局部調(diào)光設(shè)計(jì),擁有更好的演色性,能帶給液晶面板更為精細(xì)的 HDR 分區(qū),且厚度也趨近 OLED,可省電達(dá) 80%,故以異型顯示器、HDR、薄型化、省 電等背光源應(yīng)用為訴求,因此一方面可作為液晶顯示直下式背光源獲得主流市場(chǎng)應(yīng)用, 如手機(jī)、電視、車(chē)用面板及電競(jìng)筆記本電腦等;另一方面,也有望與 OLED 高端機(jī)型相 抗衡。Mini LED 現(xiàn)處中期階段,在視頻會(huì)議、會(huì)展廣告、虛擬現(xiàn)實(shí)、監(jiān)控調(diào)度等領(lǐng) 域得到快速應(yīng)用,但仍需要外延片、晶片、封裝、基板、TFT 背板、驅(qū)動(dòng) IC 與設(shè)備 廠(chǎng)商等共同努力。據(jù) LED inside 估計(jì), 2022、2023 年整體產(chǎn)值將分別達(dá)到 6.89、 10 億美元,其中 LED 顯示熒幕、大尺寸電視等,將成為其應(yīng)用的主流。
(2) Micro LED
受益于像素單元低至微米量級(jí),Micro LED 具有更高的發(fā)光亮度、分辨率與色 彩飽和度以及更快的顯示響應(yīng)速度、低能耗等優(yōu)點(diǎn),功率消耗量?jī)H為 LCD 的 10%、 OLE 的 50%,亮度可達(dá) OLED 的 10 倍, 小尺寸更易化了高分辨率的實(shí)現(xiàn),分辨率可 達(dá) OLED 的 5 倍,但同時(shí)也有著成本可觀(guān)、大面積應(yīng)用不足的劣勢(shì)。預(yù)期能夠應(yīng)用 于對(duì)亮度要求較高的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)微型投影裝置、車(chē)用平視顯示器(HUD)投影應(yīng)用、 超大型顯示廣告牌等特殊顯示應(yīng)用產(chǎn)品,并有望擴(kuò)展到可穿戴/可植入器件、虛擬現(xiàn)實(shí)、 光通信/光互聯(lián)、醫(yī)療探測(cè)、智能車(chē)燈、空間成像等多個(gè)領(lǐng)域。
我們就 LCD、OLED、Micro LED 原理進(jìn)行下比較。
三者之中,LCD 顯示屏結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜,在兩片平行的玻璃基板當(dāng)中放置液晶盒, 下基板玻璃上設(shè)置 TFT(薄膜晶體管),上基板玻璃上設(shè)置彩色濾光片,通過(guò) TFT 上的 信號(hào)與電壓改變來(lái)控制液晶分子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向,從而達(dá)到控制每個(gè)像素點(diǎn)偏振光出射與 否而達(dá)到顯示目的。
相較 LCD 而言,OLED、Micro LED 都是采用自發(fā)光的形式,每個(gè)紅、綠、藍(lán)的亞 像素都能自己產(chǎn)生光源,而不像 LCD 那樣需要專(zhuān)門(mén)的背光組件。OLED(有機(jī)發(fā)光二極 板)面板結(jié)構(gòu)較之 LCD 更簡(jiǎn)單,由一薄而透明具半導(dǎo)體銦錫氧化物(ITO),與電力之正 吸相連,加上另一個(gè)金屬陰極,包成如三明治的結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)層內(nèi)含空穴傳輸層(HTL)、 發(fā)光層(EL)與電子傳輸層(ETL)。從陰、陽(yáng)兩極分別注入電子和空穴,被注入的電 子和空穴在有機(jī)層內(nèi)傳輸,并在發(fā)光層內(nèi)復(fù)合,從而激發(fā)發(fā)光層分子產(chǎn)生單態(tài)激子, 單態(tài)激子輻射衰減而發(fā)光,產(chǎn)生紅、綠和藍(lán) RGB 三基色,構(gòu)成基本色彩。OLED 面板的 發(fā)光材料為有機(jī)材料,相比于無(wú)機(jī)材料,有機(jī)材料在壽命方面有天生的短板。
Micro LED 將 LED(發(fā)光二極管)背光源進(jìn)行薄膜化、微小化, TFT 面板為每個(gè) 像素提供能量, 與 OLED 一樣能夠?qū)崿F(xiàn)每個(gè)像素單獨(dú)尋址,單獨(dú)驅(qū)動(dòng)發(fā)光(自發(fā)光)。 底層用正常的 CMOS 集成電路制造工藝制成 LED 顯示驅(qū)動(dòng)電路,然后再用 MOCVD 機(jī)在 集成電路上制作 LED 陣列。與 OLED 使用有機(jī)材料不同,Micro LED 使用無(wú)機(jī)氮化鎵 材料,降低對(duì)極化和封裝層的要求,能讓顯示面板更薄,因此 Micro-LED 的組件做到 薄型化。
從工藝制成上看,Micro LED 前段制程與面板、IC 電路相似,同樣需要外延片、 RGB 三色晶粒與組裝,但巨量轉(zhuǎn)移制程是一個(gè)特別環(huán)節(jié),而目前 Micro LED 量產(chǎn)最 大難關(guān)就是在此環(huán)節(jié)上。
3.2.2.難點(diǎn)在于“巨量轉(zhuǎn)移”等技術(shù)問(wèn)題
Mini LED 供應(yīng)鏈可以分為背光供應(yīng)鏈、直顯供應(yīng)鏈。背光供應(yīng)鏈包含 LED 芯片 端、Mini 封裝端、背板驅(qū)動(dòng)端、終端產(chǎn)品。LED 芯片端已經(jīng)基本成熟;封裝端還在期 待更高效、更高良率、更低成本的技術(shù);背板驅(qū)動(dòng)端有玻璃基板和 PCB 基板之爭(zhēng);直 顯供應(yīng)鏈則包含 LED 芯片端、Mini 封裝端、屏幕產(chǎn)品。其中在 LED 芯片端還存在著 研磨切劈、點(diǎn)測(cè)分選、特殊工藝等難題。
(2)Micro LED
a.量產(chǎn)技術(shù)存在困難
首先是芯片端問(wèn)題。1)目前現(xiàn)有的 LED 芯片尚需剔除壞點(diǎn),Micro LED 顯示器 件包含數(shù)百萬(wàn)顆微米級(jí) LED 芯片, 現(xiàn)有技術(shù)中,在檢測(cè)到壞點(diǎn)之后,一般采用壞點(diǎn) 剔除與定點(diǎn)單個(gè)放置的修復(fù)方法對(duì)壞點(diǎn)進(jìn)行修復(fù),修復(fù)效率極低,這為量產(chǎn)造成了巨 大的障礙。2)另外 Micro LED 最大的難點(diǎn)就是俗稱(chēng)的“巨量轉(zhuǎn)移”。若要達(dá)到商用 化程度,Micro LED 巨量轉(zhuǎn)移良率必須達(dá)到 99.9999%。如果只以 99.99%良率計(jì)算, 一臺(tái) 4K 顯示器上的不合格晶片將高達(dá) 2488.32 顆。3)微小化工藝問(wèn)題,這需要 晶圓級(jí)的工藝水平,應(yīng)用到小尺寸屏幕上理論上極為困難,這也是三星的第一款 Micro LED 電視選擇 146 英寸的原因。4)Micro LED 還存在著全彩化,發(fā)光波長(zhǎng)一 致性等問(wèn)題。
b.生產(chǎn)成本高
Micro LED 的成本大多落在巨量轉(zhuǎn)移及修復(fù)兩大項(xiàng)目上,至少約為液晶顯示屏的 10 倍或 OLED 顯示屏的 8 倍。為緩解這一問(wèn)題,不少?gòu)S商已開(kāi)發(fā)短期替代方案,當(dāng) 前方案主要包括:在轉(zhuǎn)移前先進(jìn)行切割篩選、降低轉(zhuǎn)移后的修復(fù)成本、以單色 Micro LED 搭配量子點(diǎn)色轉(zhuǎn)換材料、使用自主開(kāi)發(fā)的氮化鎵磊晶設(shè)備搭配奈米材料技術(shù)實(shí)現(xiàn) 全彩化、開(kāi)發(fā) RGB 三色 Micro LED 實(shí)現(xiàn)全彩化、采用備援機(jī)制避免壞點(diǎn)逐顆修復(fù) 植回、蝕刻 LED 陣列與 IC 連接等。
c.產(chǎn)業(yè)鏈分散
Micro LED 產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈長(zhǎng)且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。實(shí)現(xiàn) Micro LED 大規(guī)模制造需要結(jié)合 LED 制造、背板制造和微芯片大規(guī)模轉(zhuǎn)移和裝配三個(gè)子供應(yīng)鏈。目前尚無(wú)企業(yè)占據(jù) 整條生產(chǎn)供應(yīng)鏈。
3.3.Mini/Micro led 對(duì)設(shè)備的要求體現(xiàn)在多維度
Mini LED 對(duì)設(shè)備要求主要體現(xiàn)在對(duì)精細(xì)程度、可靠性、穩(wěn)定性、一致性、速度 性等方面。
Mini LED 對(duì) COB 封裝技術(shù)的光學(xué)一致性和 PCB 板墨色一致性,以及像素間的混 光一致性和表面一致性等提出了精細(xì)程度的要求。伴隨芯片尺寸的縮小,LED 芯片工 藝方面需要更好的一致性、更少的顆粒和更優(yōu)的膜層質(zhì)量。
Mini LED 對(duì)封測(cè)設(shè)備的振動(dòng)盤(pán)供料系統(tǒng)提出了高要求,目前封測(cè)設(shè)備的振動(dòng)盤(pán) 供料系統(tǒng)由于成本和貨期的問(wèn)題,大部分都是采用國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品,然而因起步較晚,國(guó)產(chǎn) 振動(dòng)盤(pán)在控制精度、表面處理和穩(wěn)定性等方面與進(jìn)口振動(dòng)盤(pán)仍有一定的差距,因此對(duì) 對(duì)機(jī)械零部件的整體精度要求也特別高,在實(shí)際操作中,雖然單個(gè)零件的精度可以達(dá) 到要求,但所有零件組裝成整體之后則難以達(dá)到要求。
基于 Mini LED 本身特性以及使用特性,分光分色測(cè)試儀和檢測(cè)外觀(guān)的影像系統(tǒng) 等檢測(cè)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、可靠性、穩(wěn)定性以及測(cè)試精度都必須滿(mǎn)足更高的要求。
此外,在焊接、返修及自動(dòng)化作業(yè)等生產(chǎn)速度上,Mini LED 也提出了要求。需 要在生產(chǎn)速度和良率上進(jìn)行均衡。
Micro LED 對(duì)設(shè)備要求較高,中小廠(chǎng)商常出現(xiàn)需重新購(gòu)買(mǎi)部分設(shè)備并精準(zhǔn)調(diào)試以 保證產(chǎn)品的高性能及高穩(wěn)定性,巨量轉(zhuǎn)移、檢測(cè)以及修復(fù)堪稱(chēng) Micro LED 的三大難題, 這使得 Micro LED 對(duì)巨量轉(zhuǎn)移、檢驗(yàn)、修復(fù)等設(shè)備提出一致性、穩(wěn)定性等要求。
Micro 芯片的小尺寸導(dǎo)致了波長(zhǎng)分選困難和高成本,因此對(duì)整片晶圓的波長(zhǎng)一致 性有更高的要求,這就產(chǎn)生了外觀(guān)檢驗(yàn)設(shè)備(可推測(cè) LED 芯片的波長(zhǎng)、用熒光檢測(cè) LED 芯片的外觀(guān)和發(fā)光強(qiáng)度)的需求。
對(duì)巨量轉(zhuǎn)移設(shè)備則提出了精準(zhǔn)性、效率的要求。提高效率則可降低生產(chǎn)成本。東 麗工程株式會(huì)社生產(chǎn)出倒裝焊接機(jī),一次性可以轉(zhuǎn)移一萬(wàn)個(gè)芯片,并進(jìn)行封裝,大大 提高了巨量轉(zhuǎn)移的效率。
為了提升并確保 Micro LED 顯示器的良率,檢測(cè)與修復(fù)是制程中不可或缺的關(guān)鍵 步驟。LED 測(cè)試包括光致發(fā)光測(cè)試(PL)及電致發(fā)光測(cè)試(EL),前者能在不接觸且不損 壞 LED 芯片的情況下,對(duì) LED 芯片進(jìn)行測(cè)試,但檢測(cè)效果跟 EL 測(cè)試相比略為遜色, 無(wú)法確實(shí)發(fā)現(xiàn)所有瑕疵,可能降低后續(xù)的生產(chǎn)良率。相反,EL 測(cè)試透過(guò)通電 LED 芯 片來(lái)進(jìn)行測(cè)試,能夠找出更多缺陷,卻可能因接觸而造成芯片損傷。而 Micro LED 由 于芯片體積過(guò)小,難以適用傳統(tǒng)測(cè)試設(shè)備,以 EL 檢測(cè)的難度相當(dāng)高,但 PL 測(cè)試又可 能出現(xiàn)遺漏,造成檢測(cè)效率不佳。對(duì)致力于生產(chǎn) Micro LED 顯示器的廠(chǎng)商來(lái)說(shuō),檢測(cè) 并修復(fù)巨量而細(xì)小的 Micro LED 芯片,依然是一項(xiàng)艱巨挑戰(zhàn)。
3.4.新技術(shù)、新設(shè)備、新機(jī)遇
2020 年在疫情影響下,京東方、利亞德、國(guó)星光電等國(guó)內(nèi)公司仍積極布局 Mini/Micro LED 產(chǎn)品,但目前相關(guān)技術(shù)和設(shè)備尚未完全成熟,未成熟的技術(shù)意味著 新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。
(1)模組檢測(cè)設(shè)備
模組段檢測(cè)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化程度高,但陣列和成盒段依然主要被外資所占據(jù)。近年來(lái), 國(guó)內(nèi)有多家上市企業(yè)如華興源創(chuàng)、精測(cè)電子等在激光、檢測(cè)設(shè)備和組裝設(shè)備領(lǐng)域逐步 形成技術(shù)優(yōu)勢(shì),2017 到 2019 年的模組檢測(cè)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化完成度接近 50%,基本可以實(shí)現(xiàn) 對(duì)進(jìn)口設(shè)備替代。
面板生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)備使用周期短,升級(jí)改造需求頻繁。從三大制程上看,cell 段是 重點(diǎn)國(guó)產(chǎn)化替代方向,Array 段是未來(lái)新增長(zhǎng)極。
Array 制程有所突破, 在 AOI 檢測(cè)設(shè)備國(guó)內(nèi)開(kāi)始發(fā)力。國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商較為知名的有勁 拓股份、精測(cè)電子、長(zhǎng)川科技、神州視覺(jué)、炬子智能等企業(yè),2019 年精測(cè)電子主營(yíng)業(yè) 務(wù) AOI 光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)占營(yíng)收比例為 39.4%,使公司在 Array 制程形成自有技術(shù),,并 擁有多項(xiàng)專(zhuān)利、軟件著作權(quán)和軟件產(chǎn)品登記證書(shū),突破 Array 段技術(shù)壁壘。
Module 段、Cell 段國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程速度加快。Cell 制程仍是國(guó)外主導(dǎo),但是國(guó)產(chǎn)化 設(shè)備替代主要方向。 而 Module 已基本實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代。
(2)巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)
自 2018 年以來(lái),國(guó)內(nèi)外 LED 廠(chǎng)家致力研究巨量轉(zhuǎn)移技術(shù),積極申請(qǐng)生產(chǎn)專(zhuān)利, 搶占市場(chǎng)技術(shù)。據(jù)法國(guó)市場(chǎng)研究公司 Yole Développement,截至去年年底,有 350 多個(gè)企業(yè)組織申請(qǐng)了近 5500 項(xiàng)有關(guān) Micro LED 技術(shù)的專(zhuān)利,其中 40%的專(zhuān)利申請(qǐng)為 去年一年提出的。國(guó)內(nèi)京東方位列榜首,僅 2019 年就申請(qǐng)了 150 個(gè)新的專(zhuān)利。此外, 華星光電、天馬微電子、群創(chuàng)光電、中電熊貓、維信諾、友達(dá)光電和富士康集團(tuán)旗下 的多家公司申請(qǐng)專(zhuān)利也更為活躍。
京東方提出一個(gè)更加高效的巨量轉(zhuǎn)移方案——主體結(jié)構(gòu)上陣列設(shè)置有多個(gè)磁吸單 元,且該多個(gè)磁吸單元的排布方式與陣列基板中多個(gè)指定像素區(qū)域的排布方式相同, 每個(gè)磁吸單元可以吸附一個(gè)微型 LED,如此簡(jiǎn)化了顯示基板的制備過(guò)程,提高了顯示 基板的制備效率。
(3)全產(chǎn)業(yè)鏈化
LED 產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)且結(jié)構(gòu)復(fù)雜,建立起覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈的自主全套技術(shù)是大勢(shì)所趨,取 得核心技術(shù)才能不“卡脖子”。三安光電與中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所面向半導(dǎo)體照明產(chǎn)品光電轉(zhuǎn)化效率、長(zhǎng)期工作可靠性等核心技術(shù)難題,從半導(dǎo)體照明材料、芯片、封 裝、模組與應(yīng)用全鏈條開(kāi)展產(chǎn)研聯(lián)合技術(shù)攻關(guān),形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高光效長(zhǎng) 壽命半導(dǎo)體照明全套技術(shù),實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)龍頭企業(yè)芯片技術(shù)產(chǎn)業(yè)化與核心器件國(guó)產(chǎn) 化。
(4)協(xié)同服務(wù)
鑒于 Mini/Micro LED 芯片尺寸更加微縮,發(fā)光效率需要再?gòu)?qiáng)化,超小尺寸也很 難通過(guò)既有設(shè)備處理,因此無(wú)論是在 LED 制造、轉(zhuǎn)移、檢測(cè)等方面,都有賴(lài)上下游 廠(chǎng)商結(jié)盟配合。這就需要深化與半導(dǎo)體材料以及設(shè)備廠(chǎng)商的合作,協(xié)同生產(chǎn)。
4.國(guó)內(nèi)面板設(shè)備主要企業(yè)分析
我國(guó)面板行業(yè)起步晚,近年來(lái)國(guó)產(chǎn)檢測(cè)設(shè)備廠(chǎng)商加快研發(fā),增大產(chǎn)品滲透率,由 之前長(zhǎng)期為日本、韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)壟斷轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在日本、韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)以 及中國(guó)大陸的設(shè)備企業(yè)主導(dǎo)。檢測(cè)覆蓋面板制造全流程,而面板行業(yè)更新?lián)Q代快,這 更亟需檢測(cè)設(shè)備的研發(fā)升級(jí)。面板檢測(cè)行業(yè)壁壘高,國(guó)內(nèi)主要公司有華興源創(chuàng)、精測(cè) 電子、奧萊德、新益昌等;隨著面板行業(yè)國(guó)產(chǎn)化替代趨勢(shì)加強(qiáng),檢測(cè)設(shè)備成為國(guó)產(chǎn)化 突破口,組裝和封裝設(shè)備有望放量。
4.1.華興源創(chuàng):面板檢測(cè)領(lǐng)域的“隱形冠軍”
蘇州華興源創(chuàng)科技股份有限公司 2019 年成為全國(guó)第一家榮獲中國(guó)證監(jiān)會(huì)注冊(cè)通 過(guò)的科創(chuàng)板上市企業(yè),是一家工業(yè)自動(dòng)測(cè)試設(shè)備與整線(xiàn)系統(tǒng)解決方案的提供商,主要 測(cè)試產(chǎn)品用于 LCD、柔性 OLED、半導(dǎo)體、新能源汽車(chē)電子等行業(yè)。
華興源創(chuàng)自主研發(fā)的柔性 OLED Mura 補(bǔ)償技術(shù)填補(bǔ)了國(guó)產(chǎn)空白,并且已經(jīng)幫助 國(guó)內(nèi)某知名平板顯示器生產(chǎn)商順利量產(chǎn),使其成為國(guó)內(nèi)第一家柔性 OLED 面板量產(chǎn)廠(chǎng) 商。
華興源創(chuàng)可在 LCD 和 OLED 產(chǎn)品平板顯示器件的生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)顯示質(zhì)量、觸控、 光學(xué)、信號(hào)等各種關(guān)鍵功能進(jìn)行驗(yàn)證、檢驗(yàn)、篩選和補(bǔ)償修復(fù)。憑借已經(jīng)開(kāi)發(fā)的平板 顯示和觸控智能化檢測(cè)技術(shù),成為國(guó)際高端智能手機(jī)廠(chǎng)商指定的柔性 OLED 手機(jī)觸控 和顯示功能的智能檢測(cè)設(shè)備供應(yīng)商,主要客戶(hù)包括三星、泰科、LG、蘋(píng)果、時(shí)捷電子、 京東方、TCL 等。
4.2.精測(cè)電子:覆蓋面板三大制程
精測(cè)電子創(chuàng)立于 2006 年 4 月,是一家主要服務(wù)于半導(dǎo)體、顯示以及新能源等測(cè) 試領(lǐng)域的高新技術(shù)企業(yè)。目前在顯示領(lǐng)域的主營(yíng)產(chǎn)品包括信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)、OLED 調(diào)測(cè) 系統(tǒng)、AOI 光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)和平板顯示自動(dòng)化設(shè)備等。
精測(cè)電子產(chǎn)品覆蓋 LCD、OLED 等各類(lèi)平板顯示器件,提供基于 LTPS、IGZO、玻 璃基 Mini LED 等等新型顯示技術(shù)以及 8K 屏等高分辨率的平板顯示檢測(cè)系統(tǒng),并能提 供觸摸屏檢測(cè)系統(tǒng),滿(mǎn)足客戶(hù)的各類(lèi)檢測(cè)系統(tǒng)需求;從生產(chǎn)制程來(lái)看,檢測(cè)系統(tǒng)覆蓋 Module 制程,并成功實(shí)現(xiàn)了部分 Array 制程和 Cell 制程產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和規(guī)模銷(xiāo)售,目 前公司成為行業(yè)內(nèi)少數(shù)幾家能夠提供平板顯示三大制程檢測(cè)系統(tǒng)的企業(yè),也是進(jìn)口替 代的主力軍。
公司未來(lái)將依托在顯示測(cè)試領(lǐng)域積累的優(yōu)勢(shì),向半導(dǎo)體、新能源行業(yè)的測(cè)試領(lǐng)域 滲透,將公司發(fā)展成為“半導(dǎo)體、顯示、新能源行業(yè)以測(cè)試設(shè)備為核心的綜合服務(wù)提 供商”。
精測(cè)電子營(yíng)業(yè)收入、歸母凈利潤(rùn)水平大體呈現(xiàn)上漲,2019 年歸母凈利潤(rùn)、毛利 率下降系半導(dǎo)體測(cè)試及新能源測(cè)試業(yè)務(wù)前期投入形成的虧損,面板檢測(cè)業(yè)務(wù)上深入面 板中前道制程,大力推動(dòng) AOI 及 OLED 產(chǎn)品發(fā)展,面板檢測(cè)業(yè)務(wù)行業(yè)優(yōu)勢(shì)依舊穩(wěn)固。
4.3.奧萊德:深耕 OLED 有機(jī)發(fā)光源設(shè)備材料與蒸發(fā)源設(shè)備
奧萊德主要從事 OLED 產(chǎn)業(yè)鏈上游環(huán)節(jié)中的有機(jī)發(fā)光材料與蒸發(fā)源設(shè)備的研發(fā)、 制造、銷(xiāo)售及售后技術(shù)服務(wù),其中有機(jī)發(fā)光材料為 OLED 面板制造的核心材料,蒸發(fā) 源為 OLED 面板制造的關(guān)鍵設(shè)備蒸鍍機(jī)的核心組件。
奧萊德已向維信諾集團(tuán)、和輝光電、TCL 華星集團(tuán)、京東方、天馬集團(tuán)、信利集 團(tuán)等知名 OLED 面板生產(chǎn)企業(yè)提供有機(jī)發(fā)光材料,已向成都京東方、云谷(固安)、武 漢華星、武漢天馬提供蒸發(fā)源設(shè)備,并與合肥維信諾訂立了蒸發(fā)源設(shè)備合同,其中成 都京東方與云谷(固安)的蒸發(fā)源設(shè)備已完成驗(yàn)收,且產(chǎn)線(xiàn)已投產(chǎn),運(yùn)行狀況良好。
4.4.新益昌:搶先 Mini LED 封裝
新益昌主要從事 LED、電容器、半導(dǎo)體、鋰電池等行業(yè)智能制造裝備的研發(fā)、生 產(chǎn)和銷(xiāo)售,為客戶(hù)實(shí)現(xiàn)智能制造提供先進(jìn)、穩(wěn)定的裝備及解決方案。
新益昌憑借深厚的研發(fā)實(shí)力和持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新能力,成為 LED 封裝領(lǐng)先企業(yè)。公 司以電容器智能制造裝備技術(shù)為基礎(chǔ),成功研發(fā)出 LED 固晶機(jī),進(jìn)入 LED 封裝領(lǐng)域; 2013 年推出 HDB852 型固晶機(jī)并銷(xiāo)量大增,逐步與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手拉開(kāi)距離;2015 年,緊緊 把握 LED 應(yīng)用由照明向顯示領(lǐng)域發(fā)展的時(shí)代機(jī)遇,順勢(shì)推出 GS100 系列的雙頭固晶機(jī); 2016 年至今,不斷豐富產(chǎn)品類(lèi)型,成功開(kāi)發(fā)出 GS300 等三聯(lián)體和多聯(lián)體固晶機(jī)并實(shí) 現(xiàn)量產(chǎn);2017 年、2018 年,陸續(xù)開(kāi)展半導(dǎo)體封裝、鋰電池設(shè)備研發(fā),并獲得較多客 戶(hù)的認(rèn)可;2018 年、2019 年,推出適用于 Mini LED 的新型六頭高速固晶機(jī)以及國(guó)內(nèi) 市場(chǎng)空間巨大的半導(dǎo)體行業(yè)的芯片封裝固晶機(jī)。
公司 LED 封裝固晶設(shè)備在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占比已經(jīng)超過(guò)七成。相比原先采購(gòu)進(jìn)口零部件, 公司封裝設(shè)備已經(jīng)開(kāi)始批量使用自產(chǎn)的驅(qū)動(dòng)器、高精密讀數(shù)頭等核心零配件,大力投 入 Mini LED、Micro LED 及超級(jí)電容器設(shè)備的研發(fā),已研發(fā)出可用于 Mini LED、 Micro LED 生產(chǎn)的智能制造裝備,達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平。
觸摸屏與OLED網(wǎng)推出微信公共平臺(tái),每日一條微信新聞,涵蓋觸摸屏材料、觸摸屏設(shè)備、觸控面板行業(yè)主要資訊,第一時(shí)間了解觸摸屏行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)。關(guān)注辦法:微信公眾號(hào)“i51touch” 或微信中掃描下面二維碼關(guān)注,或這里查看詳細(xì)步驟