第1006篇推文
要点
预计到 2025 年，Micro LED 显示器的收入将达到 70 亿美元。
由于制造工艺复杂、工艺和设备标准化程度低、供应链的参与者众多、良品率管理和产量不成熟、不稳定，Micro LED 显示器成本居高不下。
据估计，从 2020 年到 2025 年，Micro LED 显示器的资本支出将达到 80 亿美元。其中，32 亿美元用于 Micro LED 外延片（epi wafer）工艺、48 亿美元用于 Micro LED 批量转移、模块化和组装.
尽管在制造和成本方面仍然存在诸多挑战，Micro LED 作为一种新兴的显示技术正在日新月异地发展。许多公司将 Micro LED 显示器视为取代 LCD 和 OLED 的下一代显示器。另一方面，许多公司计划大规模生产 Micro LED 显示器，以便安装在不适合使用 LCD 和 OLED 的应用中，例如超大尺寸电视/公共标牌或智能手表显示器。
Micro LED显示器成功的关键是实现高密度的自发光LED芯片组，其像素间距为微米级，然后将LED芯片放置在有源矩阵基板或模块上，通过micro LED芯片阵列实现显示功能，提供高品质的色彩和出色的亮度。
换句话说，与 LCD 或 OLED 不同，Micro LED 显示器不需要大面积的基板进行光刻或蒸发，也不需要一个复杂的过程来转换颜色和防止亮度降低。从理论上讲，Micro LED可以很简单，成本更低，画面性能更高，这使得Micro LED成为一种完美的显示技术。
Micro LED 显示器的优缺点
与主流显示技术 LCD 和 OLED 相比，Micro LED 显示器具有许多优点。下图显示了 LCD、 OLED 和 Micro LED 显示器性能的评分比较。
图 1：LCD、OLED 和 Micro LED 显示器的性能比较
来源：Omdia
Micro LED 在亮度效率、亮度水平、对比度、寿命、水氧电阻、响应时间、工作温度和功耗等方面优于 LCD 和 OLED。以上都得益于 LED 芯片组的特性。
但由于模块化，在灵活性、成本竞争力和抗冲击性方面与 LCD 和 OLED 相比并不占优势。
对于 LCD 来说，它的成本低于 OLED，它比 OLED 具有更好的亮度效率和亮度水平。就水氧电阻和寿命而言，OLED 并不占优势，但它的柔韧性很好，而且随着生产规模的增加，成本会大幅降低。
通过与 LCD 和 OLED 比较，Micro LED 显示器更胜一筹，但仍有一些问题需要解决，如较低的成本竞争力、抗冲击性和灵活性。这表明如果 Micro LED 显示器制造商的目标是取代 LCD 或 OLED，他们应该瞄准那些不需要灵活性、且属于高端类别的应用。这就解释了为什么许多 Micro LED 显示器开发商将目标锁定在超大尺寸的高端电视/数字标牌显示器、高端豪华汽车显示器或高端 IT 显示器。
下图显示了 Micro LED 显示器的优势、劣势、机会和威胁 (SWOT)。
图 2：Micro LED 显示器的 SWOT 分析
来源：Omdia
Micro LED 显示器样机及商业化
迄今为止，很多公司已经将micro LED显示器样机或初步产品商业化并进行了演示。
Plessey 0.7英寸 1920x1080 硅片 Micro LED
JBD 0.4英寸 1280x720 硅片 Micro LED
ADRC 0.22 英寸 Micro LED，配备 LTPS TFT 背板
ITRI 2.5 英寸120 x 120 Micro LED，配备无源基板
华星光电3.3 英寸 Micro LED 显示器，配备氧化铟镓锌 (IGZO) TFT 背板
PlayNitride 458像素/英寸 (ppi) Micro LED，配备 LTPS TFT 背板
天马 720x480 透明 Micro LED 显示器，配备 LTPS TFT 背板
eLux 12.1 英寸 720x240 全彩 Micro LED 显示器
AUO 9.6 英寸 1920x960 柔性 Micro LED 显示器，配备 228 ppi 和超过 550 万个 Micro LED 芯片组
AUO 12.1 英寸柔性 Micro LED 显示器，用于车载显示器应用
康佳 230 英寸 8K Micro LED 数字标牌
海信 118 英寸 4K Micro LED 数字标牌
TCL 132 英寸 4K Micro LED 电视，像素间距为 0.76mm
三星 146 英寸 The Wall 4K Micro LED 数字标牌显示器
夏普 24 英寸曲面 Micro LED 显示模块
索尼 395 英寸 7680x2160 Micro LED 标牌显示器
康佳2 英寸 Micro LED 显示器，用于具有量子点颜色转换和 LTPS TFT 背板的智能手表
2020 年，三星电子开始将其 146 英寸 Micro LED 显示器“The Wall”进行商业推广。
三星电子计划于 2021 年针对公共展示场所和豪华公寓的起居室推出一款全新的 110 英寸 Micro LED 显示器。该显示器仍然基于印刷电路板 (PCB) 背板，但三星电子的目标是在不久的将来应用 LTPS TFT 背板。
该款特殊产品有几个重要的里程碑：
Micro LED 显示器的 RGB 三合一封装
非常小的 Micro LED 尺寸：75µmx125µm
印模传输技术
下图为三星电子新推出的 110 英寸 Micro LED 显示器。
图 3：三星 110 英寸 Micro LED显示屏及规格
来源：Omdia，三星电子
三星 146 英寸的 The Wall Micro LED 数字标牌显示器每台售价超过 27 万美元。全新的 110 英寸 Micro LED 显示器估计每台售价超过 13 万美元。它的售价高昂，使它步入了超级奢侈品的行列。
三星电子计划从现在起为家庭推出更多的 Micro LED 显示器，包括 75 英寸、88 英寸、94 英寸和 99 英寸。所有这些显示器都具有高密度的微米级像素间距的 Micro LED 芯片和一个全新的 LTPS TFT 背板。三星电子的 Micro LED 电视供应链包括三安光电、EPISTAR、PlayNitride、AUO 和 BOE。
Micro LED 显示器预测
到 2021 年，Micro LED 显示器将在公共显示和电视领域实现商业推广。正如 Omdia 在《显示器长期需求预测追踪报告 ─ 3Q20 分析》中的预测，近眼应用，如智能眼镜、头戴式显示器和增强现实 (AR)/虚拟现实 (VR) 设备，以及智能手表将于 2022 年开始使用 Micro LED 显示器。
Omdia 预计，从 2024 年开始，Micro LED 显示器将出现在汽车显示屏和台式显示器领域。预计到 2025 年，Micro LED 显示器收入将从 2020 年的 0.2 亿美元增至 70 亿美元。这仍然远远小于 LCD 收入（920 亿美元）和 OLED 收入（480 亿美元）。然而，Micro LED 具有较强的发展潜力。
图 4：Micro LED 显示器预测（单位：千）
来源：Omdia
Micro LED 显示器制造挑战
Micro LED 显示器最严重的不足在于制造挑战和经济规模较小造成的高额成本，这让其难以在成熟的显示器市场竞争。
最关键的是，Micro LED 显示器模块的制造工艺尚未实现类似于 LCD 或 OLED 的标准化，并且每个制造商都在开发自己的独特工艺和产品技术。这使 Micro LED 显示器制造工艺复杂、品种繁多。
此外，设备和工具都是定制的，成本很高。同时，参与制造工艺的公司很多，包括 Micro LED 外延片制造商、PCB/LTPS 制造商、批量转移制造商、驱动器集成电路（IC）制造商、机柜组装制造商、模块化制造商和OEM/ODM制造商。涉及的制造商越多，转型成本就越高。
换句话说，Micro LED 显示器的高成本是由以下四个因素造成的：
复杂的生产工艺
工艺和设备标准化程度低
多个供应链参与者
良品率管理和产量不成熟、不稳定
Micro LED 显示器模块工艺可以按照以下步骤排序：
Micro LED 部件
外延片的矽晶锭
Micro LED芯片分割
中介层上的倒装芯片 Micro LED
背板和批量转移
LTPS/PCB 背板
批量转移 （从中介层上的Micro LED到背板 ）
Micro LED 芯片检修
模块化
IC 键合
模块组装
检修
图 5：Micro LED 显示器模块制造工艺
来源：Omdia，三星 ─ 照片由 Park Ken/Omdia 在 2020 年 1 月内华达州拉斯维加斯的“2020 年消费电子展(CES)”拍摄
这些工艺存在四个主要的挑战和技术问题：
Micro LED 芯片和结构：Micro LED 芯片结构比传统LED更为复杂。
背板：TFT 背板设计比一般的TFT更为复杂。
批量转移工艺：存在许多可选的批量转移工艺，例如静电转移、电磁转移、激光转移、印模转移、整体转移、射流转移、逐一固晶转移和可拉伸巨量转移，每一种都有其优缺点。
检修：如有必要，需要对每个 Micro LED 芯片组进行检修。因为有数百万甚至数千万个亚像素，即使良品率达到 99.99%，仍需修复存在缺陷的 Micro LED 芯片组。检修非常耗时。
图 6：Micro LED 制造挑战和技术问题
来源：Omdia，Freepik Company S.L.
Micro LED显示器投资
虽然仍然存在技术和制造挑战，但许多公司在Micro LED显示器制造方面投入了资本支出。它们为各种工艺投资，因为 Micro LED 显示器模块的制造工艺复杂。工艺包括有机金属化学气相沉积（MOCVD）、外延片、批量转移、Micro LED 芯片设计、互补金属氧化物半导体（CMOS）背板、TFT 背板、驱动器集成电路、模块化、检修设备、系统集成等。
由于独特的工艺，Micro LED 设备非常昂贵。预计设备价格如下：
Micro LED 芯片 MOCVD 设备：200 万美元/套
Micro LED MOCVD 后生产线设备：100 万美元/条
Micro LED 显示器模块和设备（激光转移到模块化）：年产50万台100英寸micro LED显示模块需投资5亿至10亿美元
以下是各制造商 Micro LED 显示器制造投资情况一览表。
表 1：Micro LED 显示器投资公司及 2020-2025 年预计资本支出
来源：Omdia
表 2：Micro LED显示器设备和应用制造商
来源：Omdia
据估计，从 2020 年到 2025 年，Micro LED 显示器的资本支出将达到 80 亿美元。其中 32 亿美元用于 micro LED 外延片工艺，48 亿美元用于 micro LED 批量转移、模块化和组装。
本文作者
谢勤益
资深研究总监
Omdia显示部门
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来源：omdia
