蘋果聯(lián)合晶電開發(fā)的Mini LED技術(shù)邁入量產(chǎn)階段

蘋果永遠(yuǎn)是新技術(shù)的風(fēng)向帶動(dòng)者，ToF、TWS都因?yàn)樘O果產(chǎn)品而一夜走紅。業(yè)界紛紛猜測下一個(gè)幸運(yùn)兒是誰，目前最有機(jī)會(huì)的就是Mini LED。根據(jù)知名分析師郭明祺的預(yù)測，即將在2021年發(fā)布的兩款Macbook電腦將采用Mini LED顯示屏。這將促使此項(xiàng)已經(jīng)被業(yè)界普遍看好的技術(shù)進(jìn)入全面爆發(fā)的節(jié)奏。

盛宴已經(jīng)開啟

對于普通大眾來說，剛剛接受OLED這個(gè)概念沒多久，Mini LED又來了?？墒菢I(yè)界對Mini LED并不陌生，擁有更高亮度、更高對比度、HDR、更好的色域和更大的局部調(diào)光等優(yōu)勢，Mini LED產(chǎn)品已經(jīng)是眾多廠商全力攻取的目標(biāo)。

整個(gè)LED產(chǎn)業(yè)鏈上的廠家都行動(dòng)起來，設(shè)備、芯片、封裝、背光模組、面板、終端品牌廠商都對該技術(shù)投入了大量的資金與精力，以求取得先機(jī)，這也推動(dòng)了Mini LED產(chǎn)業(yè)駛?cè)肟焖俪砷L的車道。

中國臺灣的廠商進(jìn)展十分迅速，比如與蘋果合作緊密的晶電，今年下半年藍(lán)光LED生產(chǎn)線中，有超過五成已轉(zhuǎn)換為Mini LED，明年首季轉(zhuǎn)換率將超過九成，與蘋果在Mini LED技術(shù)的開發(fā)也邁入量產(chǎn)階段。

國際大廠更是在布局多年后開始進(jìn)入發(fā)力階段，如日本LED大廠日亞化學(xué)在2018年就宣布進(jìn)入量產(chǎn)階段，而德國的歐司朗則于今年打入蘋果供應(yīng)鏈，即將成為第二家Mini LED芯片供貨商。

中國大陸的上市企業(yè)三安光電、聚飛光電等亦不甘人后，Mini LED芯片的開發(fā)都在有序進(jìn)行當(dāng)中。三安光電的Mini LED芯片已經(jīng)開始供貨三星，聚飛光電也實(shí)現(xiàn)了批量供貨。

LED封裝廠商計(jì)劃利用既有的產(chǎn)線或提供Mini LED專門封裝來切入Mini LED背光市場。進(jìn)入2020年以來，國星光電、兆馳股份、鴻利智匯、瑞豐光電等LED封裝廠頻頻釋放籌劃擴(kuò)產(chǎn)Mini LED的信息，累計(jì)投資額達(dá)數(shù)十億元。

屬于中游的面板廠商也不希望錯(cuò)過這場盛宴，TCL華星在2019年8月發(fā)布基于Mini LED技術(shù)的MLED-星曜屏，采用了TFT-LCD制程結(jié)合非晶硅玻璃基板驅(qū)動(dòng)LED背光技術(shù)。今年11月，京東方也發(fā)布了支持液晶面板背光的千級甚至萬級分區(qū)的Mini LED面板。

到了終端產(chǎn)品的層面，Mini LED的產(chǎn)品已經(jīng)不斷面世。TCL、海信、創(chuàng)維、康佳、長虹、小米等均已發(fā)布Mini LED背光液晶電視。三星更是準(zhǔn)備在越南投資建設(shè)Mini LED背光液晶電視的生產(chǎn)基地。

根據(jù)DSCC的分析，Mini LED背光產(chǎn)品銷量最大的三個(gè)細(xì)分市場將是電視、筆記本電腦和平板電腦。到2025年，Mini LED背光產(chǎn)品的總出貨量將超過4800萬臺。

與Mini LED背光相對應(yīng)，Mini LED直顯也有了不小的進(jìn)步。這里要解釋一下，Mini LED直顯就是由Mini LED芯片構(gòu)成顯示像素，再通過SMT或COB封裝的方式貼在驅(qū)動(dòng)基板上，作為顯示屏直接使用，應(yīng)用于場景包括可穿戴顯示、高清移動(dòng)顯示、車載顯示、高清大尺寸表明等。Mini LED直顯屏無需背光板，屏幕可以更加輕薄，響應(yīng)速度更快，不易燒屏，盡管數(shù)量較少，但售價(jià)高昂，因此市場規(guī)模仍然可觀。

很多廠商都在同時(shí)研發(fā)背光和直顯產(chǎn)品。京東方在發(fā)布Mini LED背光方案的同時(shí)，也推出單片8.9英寸Mini LED直顯屏、間距0.9毫米，可拼接任意尺寸的巨幅屏幕。而TCL華星最新展示的142英寸IGZO玻璃基主動(dòng)式Mini LED顯示屏也采用了Mini LED直顯技術(shù)，芯片供應(yīng)商為聚飛光電。

最有前途的過渡品

Mini LED雖有千般好，還稱不上革命性的技術(shù)，實(shí)質(zhì)是一個(gè)過渡性的方案，最終的演進(jìn)方向是Micro LED。

“Mini LED是向Micro LED過渡的階段性產(chǎn)品，這在產(chǎn)業(yè)界和技術(shù)界學(xué)術(shù)界都公認(rèn)的一個(gè)事實(shí)。”南方科技大學(xué)教授劉召軍表示。

Micro LED是指將傳統(tǒng)LED陣列化、微縮化后定址巨量轉(zhuǎn)移到電路基板上，形成超小間距LED，將毫米級別的LED長度進(jìn)一步微縮到微米級，以達(dá)到超高像素、超高解析率，理論上能夠適應(yīng)各種尺寸屏幕的技術(shù)。

由于Micro LED存在諸多技術(shù)瓶頸以及高成本問題，故先發(fā)展晶粒尺寸更大、仍可使用傳統(tǒng)制程技術(shù)、技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度更低的Mini LED作為過渡。結(jié)合倒裝COB或IMD技術(shù)，Mini LED 可實(shí)現(xiàn)1mm以下點(diǎn)間距顯示，像素密度高于小間距LED且可實(shí)現(xiàn)低亮度下高灰度顯示。

據(jù)劉召軍介紹，目前業(yè)界對Mini LED與Micro LED并沒有統(tǒng)一的劃定，一般將80μm做界限，大于80μm的LED被成為Mini LED，小于80μm的被稱為Micro LED。

業(yè)界之所以看好Mini LED，是因?yàn)槠溲苌鲂碌臋C(jī)會(huì)，能以成熟的LED既有技術(shù)較快實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，更有足以媲美OLED的實(shí)力。

用Mini LED做背光能夠大幅提升畫面對比度與解析度，為LCD顯示器帶來革命性的進(jìn)展。通過使用Mini LED背光，LCD能實(shí)現(xiàn)小于5mm混光距離的超薄屏幕、Local dimming，配合量子點(diǎn)膜色域可達(dá)NTSC100%以上等優(yōu)勢性能，完全可以抗衡OLED。

不過，業(yè)界有種看法，認(rèn)為Mini LED背光屏的需求并不大，是產(chǎn)業(yè)鏈上游驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)物。對此，劉召軍表示了不同的看法：“Mini LED背光屏需求其實(shí)是很大的，因?yàn)镸ini LED能夠做區(qū)域動(dòng)態(tài)背光，顯示效果絕對比傳統(tǒng)的背光好很多，如果說需求不大，是因?yàn)槠洚a(chǎn)生的成本稍微高了一點(diǎn)，但是隨著工藝成熟成本下降，市場空間會(huì)非常巨大?！?/p>

然而僅做背光源，對Mini LED有些屈才。劉召軍認(rèn)為背光只是傳統(tǒng)顯示技術(shù)的延伸，對于Mini LED或Micro LED來說，直顯才是真正的未來。

業(yè)內(nèi)人士指出，Mini LED背光的毛利率要比Mini LED直顯高，但是Mini LED背光為定制化產(chǎn)品，綜合成本也較高。就應(yīng)用空間看，Mini LED直顯主要終端產(chǎn)品為LED顯示屏，得益于LED小間距滲透率逐步提升以及LED顯示屏成本的下降，Mini LED顯示屏在以會(huì)議室為主的應(yīng)用場景正逐步替代LCD、投影等市場。

當(dāng)前，Mini LED直顯將主要占據(jù)超高端顯示市場和商用市場，盡管數(shù)量級較少，但這類市場售價(jià)高昂，因此體量仍然很客觀。在現(xiàn)有P0.7的技術(shù)條件下，Mini LED要實(shí)現(xiàn)4K分辨率直顯，需要大約120寸的顯示面積，因此暫時(shí)不會(huì)與LCD、OLED產(chǎn)生太多直接競爭。未來隨著技術(shù)條件成熟，像素間距可以顯著縮小后，Mini LED直顯將有望向較小的尺寸滲透。

行業(yè)專家預(yù)計(jì)，2021年無論是Mini LED背光，還是Mini LED直接屏都會(huì)迎來更快的發(fā)展。

跨越挑戰(zhàn)

Mini LED產(chǎn)品在進(jìn)入全面爆發(fā)之前，還有幾個(gè)技術(shù)挑戰(zhàn)有待解決。按照劉召軍的評判，巨量轉(zhuǎn)移、全彩化和電源驅(qū)動(dòng)等幾個(gè)需要攻克的技術(shù)瓶頸。

首先是巨量轉(zhuǎn)移，這是將LED晶體薄膜無需封裝直接搬運(yùn)到驅(qū)動(dòng)背板上的技術(shù)。

其挑戰(zhàn)有二：首先是轉(zhuǎn)移的數(shù)量。液晶背光的調(diào)光分區(qū)數(shù)量越多，呈現(xiàn)出來的畫面效果也就越細(xì)致，需要的LED數(shù)量自然也更多。比如，聯(lián)想的27寸顯示器則采用1152個(gè)調(diào)光分區(qū)，使用超過10，000顆Mini LED芯片。而如果是大尺寸的Mini LED直顯屏，需要的芯片數(shù)目更為巨大。其次，轉(zhuǎn)移的僅是LED晶體外延層，原生基底并不轉(zhuǎn)移，搬運(yùn)厚度很薄，同時(shí)晶體尺寸極小，需要更加精細(xì)化的操作技術(shù)。

因此，巨量轉(zhuǎn)移成為Mini LED和Micro LED邁向商用的關(guān)鍵?？v觀整個(gè)業(yè)界，目前還沒有非常成熟的巨量轉(zhuǎn)移方案。

在電源驅(qū)動(dòng)方面，原有的無源驅(qū)動(dòng)方式不再適用，要采用以TFT基板為主的有源驅(qū)動(dòng)方式，相信也會(huì)帶來不小的挑戰(zhàn)。

除去這些，封裝良率、芯片波長及小電流特性和一致性也是不可忽視的技術(shù)挑戰(zhàn)。

不過，Mini LED量產(chǎn)的最大難題還在于如何均衡技術(shù)路線、規(guī)格和成本之間的關(guān)系。據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，具體到基板等方面的選擇，就對廠商在整個(gè)方案的設(shè)計(jì)上產(chǎn)生相當(dāng)大的影響。比如，PCB基板結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低，技術(shù)較為成熟，但工藝精度低；玻璃基板導(dǎo)熱性等性能高，成本較低，但工藝不成熟，更容易破損。如何選擇這兩種方案，業(yè)內(nèi)就有著不同的觀點(diǎn)。

然而瑕不掩瑜，業(yè)界對Mini LED的信心還是十分充足的。在各大廠商的不懈投入下，技術(shù)難題正在逐步被攻克，市場接受度也大幅增加。

相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)，2020年整個(gè)Mini LED市場雖然非常弱小，但是從2021年開始便會(huì)逐漸在車載顯示、高端電視機(jī)、中大屏電腦顯示器等中大尺寸高端應(yīng)用市場發(fā)力，預(yù)計(jì)到2025年，僅Mini LED背光市場規(guī)模就會(huì)近10億美元。

目前，Mini LED從背光走到RGB自發(fā)光的發(fā)展路徑已相當(dāng)明確，這為今后Micro LED的發(fā)展已經(jīng)鋪好了路基。相信經(jīng)由上游芯片廠、中游封裝公司、材料提供商、設(shè)備廠商、驅(qū)動(dòng)芯片廠的共同努力，Mini LED和Micro LED的前景將不可限量。
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