誰在阻止“未來顯示之王” Micro LED的登頂!答案是唯一和確定的!即價格成本。
據悉,以目前國內市場銷售較為普遍,價格相對較低的百英寸級別Micro/Mini LED直顯大屏或者會議一體機產品看,其均價是液晶百英寸顯示產品的10倍。而以三星等溢價較高的高階技術百英寸產品售價看Micro LED是液晶產品的30-50倍。
價格過高,顯然超越了顯示性能的提升。因此,更多的Micro LED一體機產品只能追求遠超過液晶顯示上限的應用尺寸,在150英寸以上市場開辟生存空間——但是,尺寸越大需求的市場規模和未來潛力也就越小。Micro LED必然“早晚要直面百英寸上下”的真正主流一體機應用場景,即直面液晶顯示的“價格段位”競爭。
讓成本下降,三星、友達畫出大餅
推動成本下降、價格下降,Micro LED顯示才能有更高的銷量。據不完全數據顯示,2022-2023兩年,國內Micro LED一體機等產品銷量不過萬臺左右(家用和商用總計);這與2024年預期75英寸及其以上尺寸液晶電視和液晶商顯國內市場總銷量超過1000萬臺的規模,存在巨大差異。
作為Micro LED彩電技術的核心領頭羊之一,三星更是被媒體報道一年Micro LED彩電銷量只有百臺而已。
對于銷量尚不足的原因,看看三星產品的價位就知道了:三星Micro LED電視已覆蓋76英寸、89英寸、101英寸、110英寸、114英寸等多個尺寸,售價分別約人民幣65萬元、75萬元、90萬元、105萬元、125萬元——同期,最便宜的100英寸液晶電視售價只要8999元!
近日,媒體報道三星已經啟動了Micro LED電視降本的項目,目標是在未來2-3年內將生產成本降至目前的1/10。這一目標將讓三星目前的Micro LED彩電售價降低到5-10萬元級別。其依然遠高于同尺寸液晶電視機價格,卻也可以與高端液晶電視“比較”。
作為三星Micro LED顯示產品的重要上游合作伙伴,友達的表態更為激進。友達光電董事長彭雙浪前不久前曾經在股東會中明確表示,當前友達在Micro LED降本方面發力,預期在5年后,Micro LED的成本將能夠達到與OLED面板相同。如果友達是指5年后Micro LED的成本與同尺寸OLED今天的成本相當,從售價角度看,其價格可能只有今天同尺寸液晶電視的3-5倍。其目標比三星的降低價格成本90%,要更高。
對于Micro LED顯示成本下降,好消息是目前的液晶顯示產品已經處于“地板價”,幾乎不具有價格進一步下滑的空間。即未來是,Micro LED降價、液晶價格穩定,甚至中小尺寸略微隨著CPI等漲價的格局。這對于Micro LED持續拉近兩者價差是很有利的。
控制成本,Micro LED關鍵要在“提效”上做文章
在Micro LED顯示成本控制上,友達為何要與OLED比較呢?其重要一點是友達目前主要開發的和為三星提供的產品是基于與OLED顯示類似的電流驅動AM TFT玻璃基板產品。即從基板角度看,這種Micro LED產品和OLED擁有幾乎一致的產業鏈,未來必然也擁有一致的基板成本。而和LCD比較,后者則是電壓驅動AM TFT基板(成本要更低一些)。
除了基板成本外,Micro LED晶體芯片和集成封裝技術,是其獨有的產業鏈環節,也是成本最高的兩部分之一。基本可以認為,這兩部分占據了目前Micro LED顯示固有成本的七成乃至更高。
未來,隨著LED發光效率的提升,Micro LED的切割尺寸可以進一步微縮。其線性尺寸降低50%,意味著單位的晶圓可產出的晶體顆粒增加75%。業內預計,Micro LED的晶體尺寸渴望從現階段的34×58微米為主,往20×40微米甚至更小的15×30微米邁進。另一方面,目前主流的MIP封裝Micro LED尺寸普遍在26×50微米左右,未來也有進一步微縮的空間。LG 2024年的新一代 136 英寸 MicroLED 顯示屏采用的則是27微米×16微米的LED 芯片。從技術角度看,行業已經解決5微米左右尺寸LED晶體高效穩定工作的問題,相應和更小尺寸產品被應用在硅基Micro LED顯示和AR產品上。
集成封裝技術,是目前Micro LED大量應用最大的瓶頸。據媒體對部分智能手表用Micro LED顯示屏分析表明,集成封裝環節可能占據今天Micro LED顯示產品四成以上的成本。
其中巨量轉移技術的不成熟、效率和速度一般、良率低和廢品率高、檢測和修復工作量大,難度高,是Micro LED產品集成與封裝的主要難點。可以說,進一步突破巨量轉移的可靠性和效率是行業進一步發展的關鍵。這方面,Micro LED行業正在發展MIP技術為核心的新一代工藝路線:
即傳統AM TFT、PM 玻璃基、PCB板的Micro LED封裝,包括COB技術等,都是直接操作LED晶體。LED晶體尺寸過小、數量龐大、自身脆弱性,是導致巨量轉移效率和可靠性問題的關鍵。MIP技術工藝,首先將LED晶體封裝為尺寸更大,如200微米、400微米的RGB三芯燈珠,然后在進行巨量工藝的顯示模組集成。在顯示模組環節就不存在尺寸瓶頸、數量瓶頸也降低三分之二、燈珠集成體的堅固性也更高。
另外,MIP封裝首先進行的RGB三芯集成燈珠封裝,不需要修復工藝——因為單一產品最少只集成三個芯片,如果出現問題直接報廢的材料成本影響有限。同時,三芯集成,也不需要大量LED晶體芯一次集成所需要的“6個9”良率,而只需要4-5個9的良率。對于MIP燈珠進一步集成為顯示模組的過程,其巨量轉移的難度下降、良率提升,可檢測和修復性也大幅提升。且因為直接是RGB燈珠,工作量大量下降下也僅需要5個9的良率水平即可。
即MIP技術整體上將Micro LED的集成封裝環節的難度,降低了1-2個數量級。這有助于產品批量生產、大量應用和成本下降。當然,MIP Micro LED技術路線也有其缺陷:首先是不適用于更小的高密度顯示產品,目前量產的MIP燈珠最小尺寸是0202,最低只能兼容P0.3X級別像素間距的產品——不過,這也足以滿足75英寸一體機等產品的4K顯示需求。其次是,MIP降低了巨量轉移難度(降低成本),但增加了產業鏈環節(增加成本),兩者對成本的影響如何平衡,需要大規模實踐才能最終明確。市場方面,業內有人士預計國內市場MIP技術Micro LED顯示2024年出貨量可同比增長5倍左右。
此外,對于Micro LED顯示,特別是4K級別的顯示,驅動芯片成本也不容忽視。因為清晰度越高、像素越多,驅動芯片的壓力也越大:或者一塊Micro LED大屏用更多的驅動芯片,或者驅動芯片單顆芯的驅動能力大幅增加——例如將通道數量從12提升到48。
驅動方案上,除了PM驅動、AM驅動技術路線之外,行業也在發展RGB Micro LED發光芯片和一顆驅動芯片(Micro IC)集成為一顆像素器件的技術(即光驅一體架構)。驅動芯片制造的工藝,也在向100納米,甚至更低的納米數級別前進,封裝結構從數百微米向數十微米進步,這樣能提升單位晶圓產出數量。此外,驅動芯片的壞點隔離功能也將是未來Micro LED顯示的標配之一。
對于Micro LED顯示的成本控制,背板、LED晶體、驅動芯片和集成封裝技術之外,規模是另一個重要因素:降低成本是為了提升規模,提升規模則有利于成本的進一步降低。首先是前期研發和產線建設費用的均攤問題;其次是更高的行業規模有助于充分競爭和加速工藝、設備、技術的研發迭代。而在產業現有的從設備、材料、研發創新到產能的投資規模看,我國大陸地區占據全球市場絕對優勢,如果加上我國臺灣地區的投入,基本上Micro LED顯示產業鏈目前處于我國企優勢主導格局之下。且在過去5年,僅我國大陸地區就積累近2000億元的在投入、已建成和規劃Micro LED相關項目。
Micro LED顯示產業正在跨越從有無到更好的歷史階段
三星開始主動高喊降價,降幅目標是90%,那么現在的高價產品豈不是“一點都不保值了嗎”?業內人士對此表示,三星能夠如此的行動,一方面說明Micro LED降本增效的迫切性,另一方面也說明三星“心理有些底氣”——即產業已經到了要解決成本問題的新階段。
行業預計,未來三年將是Micro LED從“技術理論為主導”的解決有無,到工程和市場實踐主導的“解決好用和落地”問題的關鍵期。也是產業鏈爆發的第一輪“巨浪”期。相應行業企業應當做好“激情沖浪”的準備。