2025年規(guī)模將達(dá)35億美元！Micro-LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析

近年來，隨著蘋果、谷歌、三星、等科技巨頭涌入，Micro-LED 熱度持續(xù)升溫，關(guān)鍵技術(shù)不斷突破，加速 Micro-LED 應(yīng)用進(jìn)程。

高工產(chǎn)研LED研究所(GGII)預(yù)計，隨著技術(shù)的逐步發(fā)展和成本的降低，2025年全球Micro LED市場規(guī)模將達(dá)35億美元，2027年有望達(dá)到100億美元大關(guān)。

一

「 Micro-LED發(fā)展背景 」

近百年來，顯示技術(shù)的發(fā)展不斷加速，電子顯示產(chǎn)品的發(fā)展，也經(jīng)歷了如下幾個階段：

第一階段

20 世紀(jì) 50 年代開始，隨著 CRT 技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，黑白 CRT 和彩色 CRT 相繼成為人們生活中最重要的顯示設(shè)備，CRT 技術(shù)風(fēng)靡半個多世紀(jì)。

第二階段

20 世紀(jì) 90 年代，CRT 技術(shù)、等離子顯示(PDP)技術(shù)、液晶顯示(LCD)技術(shù)并行。2000 年后，隨著液晶顯示(LCD)技術(shù)的完善及具備相關(guān)技術(shù)優(yōu)勢，液晶顯示技術(shù)逐步在競爭中勝出，成為市場上主流的顯示技術(shù)。

第三階段

進(jìn)入 21 世紀(jì)后，隨著電子技術(shù)、材料技術(shù)等學(xué)科技術(shù)的發(fā)展和生產(chǎn)工藝的日漸成熟，LCD 顯示不斷往大尺寸化發(fā)展，有機(jī)電致發(fā)光顯示(OLED)技術(shù)出現(xiàn)并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。同時，Micro-LED、Micro-OLED(硅基 OLED)等技術(shù)快速發(fā)展，顯示產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)百花齊放態(tài)勢。

二

「 Micro-LED的產(chǎn)業(yè)鏈情況 」

Micro-LED 顯示產(chǎn)業(yè)鏈，可大致分為上游的芯片制造，中游的面板制造，下游的整機(jī)應(yīng)用，其中最核心的為芯片制造和巨量轉(zhuǎn)移工藝。

Micro-LED 憑借其優(yōu)異技術(shù)性能，可廣泛應(yīng)用于手機(jī)、平板、筆記本電腦、電視、AR/VR 設(shè)備、戶外顯示器、抬頭顯示器(HUD)等領(lǐng)域，應(yīng)用范圍涵蓋了目前所有的電子產(chǎn)品領(lǐng)域。

三

「 Micro-LED發(fā)展現(xiàn)狀」

隨著近年來 LED 技術(shù)的進(jìn)步、AR/VR 等需求的增多，更高分辨率、更細(xì)膩畫質(zhì)的顯示產(chǎn)品成為電子消費品市場追逐的熱點，LED 從小間距，到 MiniLED，再到 Micro-LED 不斷演進(jìn)，從原來的只能應(yīng)用于較遠(yuǎn)觀看距離的戶外 LED 大屏，到可以近眼觀看的 AR/VR、智能手表等應(yīng)用的 Micro-LED 顯示。

Micro-LED專利突飛猛進(jìn)

從 Micro-LED 技術(shù)創(chuàng)新的維度看，全球眾多企業(yè)與研究機(jī)構(gòu)多年來投入巨資參與其中，根據(jù)智慧芽數(shù)據(jù)顯示，截至 2022 年 6 月，Micro-LED 全球?qū)＠麅湟殉^ 4 萬件，技術(shù)儲備豐富;且從 2017 年開始，Micro-LED 技術(shù)研發(fā)活躍度明顯上升，目前正處于爆發(fā)式增長期。

Micro-LED參與企業(yè)眾多

自 Micro-LED 技術(shù)問世以來，半導(dǎo)體企業(yè)、傳統(tǒng) LED 企業(yè)、顯示面板企業(yè)、電子消費品主流廠商幾乎都參與其中，是全球企業(yè)參與度最高的顯示技術(shù)之一。

從創(chuàng)新主體來看，中國頭部企業(yè)與國際龍頭齊頭并進(jìn)，在專利申請量 Top15 企業(yè)中，中國企業(yè)已占一半以上;從技術(shù)領(lǐng)域上看，Micro-LED 產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)難題主要集中于外延 & 芯片結(jié)構(gòu)、巨量轉(zhuǎn)移、全彩顯示和顯示驅(qū)動上，上述技術(shù)正在加速攻堅進(jìn)程。

LED 微型化發(fā)展是必然趨勢

從整個 LED 技術(shù)發(fā)展史來看，是技術(shù)不斷進(jìn)步、產(chǎn)品不斷小型化和微型化的過程。LED 自問世起，從單色 LED 顯示屏到全彩色化顯示，從普通 LED 再到小間距 LED、MiniLED 和 Micro-LED，技術(shù)不斷成熟與進(jìn)步。

總體來看，LED 微型化發(fā)展是其必然趨勢，符合人類對電子產(chǎn)品不斷提高的視覺效果追求的大方向，目前正邁向 Micro-LED 大發(fā)展的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，產(chǎn)業(yè)爆發(fā)期即將到來。

總體來看，LED 微型化發(fā)展是其必然趨勢，符合人類對電子產(chǎn)品不斷提高的視覺效果追求的大方向，目前正邁向 Micro-LED 大發(fā)展的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，產(chǎn)業(yè)爆發(fā)期即將到來。

四

「 Micro-LED的發(fā)展優(yōu)勢」

Micro-LED 一般指單個尺寸小于 50 μ m 的 LED 陣列，是當(dāng)今國際最前沿的顯示技術(shù)之一。

短期來看，只有如 AR 這種高附加值的產(chǎn)品是 Micro-LED 首先應(yīng)去搶占的市場領(lǐng)域。而在 AR 這一領(lǐng)域，同樣存在更早產(chǎn)業(yè)化的硅基 OLED(Micro-OLED)技術(shù)。

但與 Micro-LED 相比，硅基 OLED 在產(chǎn)品壽命和發(fā)光亮度方面均存在不足。從長遠(yuǎn)來看，隨著 Micro-LED 技術(shù)的不斷成熟，將逐步超過硅基 OLED，成為 AR 類市場的主流顯示技術(shù)。

并且Micro-LED 技術(shù)也被業(yè)內(nèi)譽為下一代顯示技術(shù)，在近十年來得到全球眾多企業(yè)的追捧，代表著顯示技術(shù)未來的一個重要發(fā)展方向。

五

「 Micro-LED的發(fā)展難點」

由于Mini/Micro LED尺寸微縮化、且應(yīng)用數(shù)量之大，隨之而來的問題也在增多。

生產(chǎn)方面，Mini/Micro LED仍面臨巨量轉(zhuǎn)移、檢測修復(fù)的速率、良率等問題;顯示性能方面，在芯片尺寸、像素間距微縮，以及超高清顯示需求的背景下，Mini/Micro LED顯示則面臨功耗、溫度、顯示一致性與均勻性等問題。

(一)巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)

Micro-LED 量產(chǎn)化應(yīng)用的實現(xiàn)，巨量轉(zhuǎn)移是其得以有效發(fā)展的第一步，也是目前產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中的一大難點。Micro-LED 巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)的開發(fā)存在許多問題與挑戰(zhàn)：

在轉(zhuǎn)移之前，需要將 Micro-LED 從外延片移動到載體。

Micro-LED 的厚度僅為幾微米，將其精確地放置在目標(biāo)襯底上的困難度非常大。

Micro-LED 的芯片尺寸及間距都很小，要將芯片連上電路，也充滿挑戰(zhàn)。

Micro-LED 芯片需要進(jìn)行多次轉(zhuǎn)移(至少需要從藍(lán)寶石襯底→臨時襯底→硅襯底)，且每次轉(zhuǎn)移芯片量非常大，對轉(zhuǎn)移工藝的穩(wěn)定性和精確度要求非常高。

對于 RGB 全彩顯示而言，由于每一種工藝只能生產(chǎn)一種顏色的芯片，故需要將紅綠藍(lán)芯片分別進(jìn)行轉(zhuǎn)移，需要非常精準(zhǔn)的工藝進(jìn)行芯片的定位，極大增加了轉(zhuǎn)移工藝的難度。

因此，盡管Micro LED顯示在亮度、分辨率、對比度上均顯著優(yōu)于OLED和LCD，被業(yè)界譽為“終極”顯示技術(shù)，但數(shù)以百萬計的Micro LED芯片尺寸小至幾微米，使用傳統(tǒng)的機(jī)械抓手和真空噴嘴的抓取和放置技術(shù)來操控微器件變得越來越困難。

而就目前來看，針對Micro LED生態(tài)體系的設(shè)備和關(guān)鍵材料少之又少，這需要產(chǎn)業(yè)鏈廠商對現(xiàn)有產(chǎn)品做出持續(xù)優(yōu)化或推陳出新，發(fā)現(xiàn)Micro LED生態(tài)特性，定制專屬設(shè)備和材料。

(二)檢測修復(fù)

在 Micro-LED 的生產(chǎn)過程中，由于 Micro-LED 芯片尺寸在 50 微米以下，需要通過激光轉(zhuǎn)移等巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)將數(shù)量眾多的芯片大規(guī)模移植到驅(qū)動面板上形成高密度的陣列，在這一過程中芯片容易發(fā)生不良。為了提升并確保 Micro-LED 顯示器的良率，檢測與修復(fù)是制程中不可或缺的步驟。

Micro-LED 各工藝制程環(huán)節(jié)中均穿插了 AOI 檢測、激光去除和激光修補的動作，Micro-LED 激光修復(fù)工藝包含了激光去除和激光轉(zhuǎn)移修復(fù)。激光修復(fù)設(shè)備可以對有缺陷的芯片進(jìn)行篩選修復(fù)，當(dāng) Micro-LED 芯片產(chǎn)生損壞，如何在數(shù)百萬甚至數(shù)千萬顆微米級芯片中對不良芯片進(jìn)行高效修復(fù)是目前面臨的一大挑戰(zhàn)。

六

「Micro-LED 的可能發(fā)展趨勢」

在市場方面，得益于各企業(yè)的努力建設(shè)，Micro-LED 產(chǎn)品由小量生產(chǎn)到逐步上量，產(chǎn)值在不斷增長。

(一)Micro LED迎來兩大增長機(jī)遇

(1)相較于現(xiàn)有顯示主流OLED與LCD，Micro LED具備發(fā)光效率高、壽命長、省電荷、全天候使用等優(yōu)勢。未來隨著生產(chǎn)工藝成熟及產(chǎn)品價格下移，有望在智能電視、大屏顯示、戶外顯示等多領(lǐng)域?qū)LED與LCD形成替代，推動MicroLED在現(xiàn)有顯示存量市場的擴(kuò)張。

(2)在新興領(lǐng)域增量方面，由于Micro LED的微米級光源可以使顯示像素有足夠空間集成各類功能器件，同時由于其可實現(xiàn)三維光場顯示及高精度定位傳感，其整體逼真度、交互性、集成性更強(qiáng)，有望在VR/AR設(shè)備、車載顯示等交互式媒體產(chǎn)業(yè)得以快速應(yīng)用，擴(kuò)展市場增量。

(二)激光巨量轉(zhuǎn)移將成主流技術(shù)

就目前市面上現(xiàn)有的巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)方案來看，激光巨量轉(zhuǎn)移響應(yīng)快速，轉(zhuǎn)移效率極高，同時具有高度可選擇性。

GGII也認(rèn)為，預(yù)計未來激光巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)將成為Micro LED巨量轉(zhuǎn)移的主流技術(shù)。

當(dāng)前，已開發(fā)出多應(yīng)用場景、高性能顯示用Micro LED芯片產(chǎn)品，并打通高良率、高效率的激光巨量轉(zhuǎn)移全鏈條工藝，實現(xiàn)單色、全彩芯片陣列的點亮。

總的來說，巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)是Micro LED產(chǎn)業(yè)化必須解決的問題，也是降低成本的關(guān)鍵。而巨量轉(zhuǎn)移設(shè)備國產(chǎn)化能夠大大加速Micro LED應(yīng)用的落地和成本的降低，為打開更多應(yīng)用場景奠定了

(三)封裝技術(shù)成廠商競爭關(guān)鍵著力點

就封裝技術(shù)而言，目前針對Mini/Micro LED芯片采用的封裝工藝主要有COB和MIP兩種技術(shù)線路，兩者之間的拉鋸戰(zhàn)此消彼長，成為廠商之間競爭的關(guān)鍵著力點。

如國星光電推出的新型MIP封裝器件方案，MIP顯示模組具有超99%的高黑占比，采用特殊光學(xué)設(shè)計，可兼容當(dāng)前設(shè)備機(jī)臺。除了上游市場，在終端市場中，眾多企業(yè)也推出了大量“量產(chǎn)”MIP封裝LED直顯產(chǎn)品，并作為各自的旗艦產(chǎn)品和高端產(chǎn)品來部署。

綜合來看，今年以來Mini/Micro LED正在迎來高速發(fā)展，技術(shù)不斷突破，應(yīng)用持續(xù)增多，不過涉及半導(dǎo)體、顯示和LED產(chǎn)業(yè)鏈，較為復(fù)雜，亟需構(gòu)建完整的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

Mini/Micro LED的發(fā)展依舊還面臨成本和標(biāo)準(zhǔn)化等難題，為解決這些問題，實現(xiàn)更大可能的降本，還需行業(yè)共同積極推動整個產(chǎn)業(yè)鏈的生態(tài)完整性。