2020 年，手機(jī)屏進(jìn)入“高刷”時(shí)代，刷新率從 60Hz 一路飆升至 165Hz。而在平板和電視屏這塊，關(guān)鍵詞似乎只有一個(gè)，就是 Mini LED。
據(jù)說在一些專業(yè)設(shè)計(jì)師的眼里，屏幕劃分很簡單：蘋果的，不是蘋果的。這一定程度上可以說明蘋果產(chǎn)品在圖像顯示方面的地位。
這不，Mini LED 這件事，又讓蘋果玩了個(gè)大的。2021 年 4 月 21 日凌晨，蘋果新款 iPad Pro 祭出了目前“地表最強(qiáng)”的一塊量產(chǎn) Mini LED 屏。
10000 顆“小燈珠”、2500 個(gè)背光分區(qū)、對(duì)比度 100 萬：1、峰值亮度 1600nit，讓人不敢相信，這是一塊 LCD 屏幕（液晶顯示屏）。
2019 年蘋果發(fā)布了 Pro Display XDR 顯示器，其憑借 576 個(gè)局部調(diào)光分區(qū)和自研的時(shí)序控制器芯片，幾乎吊打了市面上所有同類顯示器。兩年之后，蘋果用事實(shí)證明，“只有我能打敗我自己”。
▲蘋果 Pro Display XDR 顯示器（左）
在蘋果做這件事之前，LCD 比肩 OLED 屏幕顯示效果，還是不太敢想的。
Mini LED，成為了給 LCD 屏“續(xù)命”的良藥，似乎也成為了國內(nèi)屏幕產(chǎn)業(yè)玩家換道追趕中國臺(tái)灣、韓國對(duì)手的契機(jī)。不過扒開蘋果 iPad Pro 的屏幕供應(yīng)鏈，臺(tái)灣晶元、隆達(dá)、臺(tái)表科，韓國 LGD 這些名字還是占據(jù)了主導(dǎo)，鵬鼎控股顯得有些孤單。
2021 年會(huì)成為 Mini LED 商用“元年”已經(jīng)是業(yè)內(nèi)共識(shí)，在 Mini LED 放量前夜，有必要深度了解下這“香餑餑”技術(shù)背后的門道，在 Mini LED 概念火爆的背后，究竟誰會(huì)是最大贏家，又有哪些國內(nèi)玩家，已經(jīng)箭在弦上，幾欲趕上？
售價(jià)最高一萬八千元的 iPad Pro，又為何要等到 7 月才能提貨？
蘋果春季發(fā)布會(huì)發(fā)布的 12.9 英寸 iPad Pro，是蘋果斥資布局 Mini/Micro 領(lǐng)域后的首款問世產(chǎn)品，標(biāo)志著 Mini LED 背光技術(shù)的成熟及商用化。
01.
Mini LED 只是墊腳石，
“終極顯示”還有多遠(yuǎn)？
說起 Mini LED，這還真不是蘋果一拍腦門兒想出來的主意，他的小算盤，從六年前就開始打了。
2014 年，蘋果收購了 LuxVue Technology，在當(dāng)時(shí)，這家公司并不是很出名，大家只知道他們是一家研究面向消費(fèi)電子產(chǎn)品的低功耗 LED 屏幕技術(shù)的公司。
當(dāng)蘋果行動(dòng)之后，所有人都知道蘋果要在屏幕上“下血本”，動(dòng)真格的了。也就是從那一年開始，Micro LED 技術(shù)的概念開始引起了行業(yè)的廣泛關(guān)注。
要注意，不是 Mini LED，而是 Micro LED。
傳統(tǒng) LCD 屏幕要想發(fā)光，需要靠 LED 背光模組來“點(diǎn)亮”，是一種“被動(dòng)式”的，而 OLED 屏幕則是主動(dòng)式發(fā)光，對(duì)“光的控制”就可以更加靈活，色彩表現(xiàn)也更好；并且 LCD 屏幕由于背光始終存在，無法做到“純黑”，因此在對(duì)比度上也要遜色許多。
這時(shí)，如果把 LCD 屏幕的背光分區(qū)變得非常多，不就可以做到類似 OLED 屏幕的效果，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立控制的“主動(dòng)式”發(fā)光？
比如在上面這張圖里，左右兩塊屏幕，同樣要顯示一個(gè)“圓”，傳統(tǒng) LCD 屏幕通常是側(cè)入式背光，只能整體點(diǎn)亮；而左邊的 Mini LED 屏幕由于背光分區(qū)極多，就可以獨(dú)立控制，只需要開啟顯示畫面區(qū)域的背光即可。
Micro LED 的原理就是將背光的 LED 燈珠做到非常龐大的數(shù)量級(jí)，LED 芯片要做到 30μm 的級(jí)別，約等于頭發(fā)絲的直徑，從而實(shí)現(xiàn)媲美 OLED 的“精準(zhǔn)控光”，達(dá)到更好顯示效果的同時(shí)，兼顧 LCD 固有的低成本、長壽命優(yōu)點(diǎn)。
▲各類顯示技術(shù)的基本特性，數(shù)據(jù)來源：LEDinside
當(dāng)然，想要實(shí)現(xiàn)是非常難的，有多難呢？蘋果在收購 LuxVue 之后，在五年內(nèi)投入了將近 20 億美元。三星、LGD、友達(dá)等廠商在 2014 年之后也紛紛加大 Micro LED 技術(shù)的投入，而其他涉及該領(lǐng)域的初創(chuàng)公司的融資金額已經(jīng)超過 8 億美元。
但至今，仍然沒有一款采用了 Micro LED 屏幕的大眾消費(fèi)電子產(chǎn)品擺在我們面前，只有價(jià)值五六百萬美元的 Micro LED 展示產(chǎn)品陳列在展館中。
▲索尼 Crystal LED 系統(tǒng)，采用 Micro LED 屏幕，頂配售價(jià) 580 萬美元
因此，行業(yè)開始探索是否有一種“折中方案”，可以稱為邁向 Micro LED 之路上的“墊腳石”。2017 年初，Mini LED 技術(shù)開始逐漸走到臺(tái)前。
雖然 Mini LED 仍然是被動(dòng)式發(fā)光，但是背光分區(qū)卻增加了數(shù)百倍，LED 燈珠數(shù)量也從傳統(tǒng) LCD 屏幕的“幾十顆”增加到“成千上萬顆”，燈珠尺英寸做到了 100-300μm 左右。
▲蘋果新款 iPad Pro 的背光分區(qū)示意圖
簡單來說，Mini LED 可以在亮度、色彩方面實(shí)現(xiàn)接近甚至超越 OLED 的顯示效果，但成本卻可以更低，功耗相比傳統(tǒng) LCD 也有明顯優(yōu)勢。
并且 Mini LED 沒有 OLED 固有的烙印（長時(shí)間顯示固定畫面后屏幕會(huì)有殘影）和壽命問題，更適合平板、電腦等生產(chǎn)力產(chǎn)品，應(yīng)用前景十分廣闊。
可以說，Mini LED 填補(bǔ)了 LCD 進(jìn)化到 Micro LED 之前的空白。
02.
Mini LED 就是“燈超多”的 LCD 嗎？
傳統(tǒng)的 LCD 屏幕一般采用側(cè)光式設(shè)計(jì)，將 LED 燈珠置于屏幕邊緣，水平方向打光，光線通過導(dǎo)光板通過屏幕，從而點(diǎn)亮屏幕。
而 Mini LED 一般是采用直下式設(shè)計(jì)，大量 LED 燈珠密集排布在面板底部，向上垂直打光，通過高密度排布，實(shí)現(xiàn)更小范圍內(nèi)的區(qū)域調(diào)光，從而讓面板的亮度更加均勻，不會(huì)因?yàn)楣庠吹倪h(yuǎn)近有明顯的明暗變化。
▲某類 Mini LED 背光模組生產(chǎn)流程
并且由于光源更多，Mini LED 也可以實(shí)現(xiàn)相比傳統(tǒng) LCD 更高的色彩對(duì)比度和更高的峰值亮度。由于不需要導(dǎo)光板來導(dǎo)光，Mini LED 面板的厚度也隨之變薄，讓最終產(chǎn)品的輕薄性有了更好的保障。
可以控制的背光分區(qū)變多，也就意味著屏幕可以有更多區(qū)域在不需要的時(shí)候“休息”，從而節(jié)省功耗。并且得益于無機(jī)發(fā)光二極管自身穩(wěn)定、低電阻的特性，Mini LED 屏幕的壽命要比 OLED 屏幕更長。
▲Mini LED 與傳統(tǒng) LED 背光模組對(duì)比
比較特別的一點(diǎn)是，目前 Mini LED 芯片組裝基本都會(huì)采用“倒裝芯片”結(jié)構(gòu)。這是因?yàn)榈寡b芯片無需“打線”，適合超小空間密集排布燈珠的需求。
▲芯片正裝（左）和倒裝（右）示意圖
03.
技術(shù)路徑是成熟了，但技術(shù)骨頭依然難啃
Mini LED 相比傳統(tǒng) LCD 屏幕有著如此明顯的優(yōu)勢，甚至在顯示效果上直逼 OLED 屏幕，那為何炒了這么多年概念才終于有少量產(chǎn)品落地呢？
其實(shí)，做屏幕一直就是成本和顯示效果的博弈，廠商也是要在兩者之間取一個(gè)平衡點(diǎn)，在一定成本限制下，如何實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的顯示效果？
目前看來，Mini LED 技術(shù)鏈條上最為關(guān)鍵的兩個(gè)環(huán)節(jié)，一個(gè)是做出好的 LED 芯片，一個(gè)是把 LED 芯片封裝好，而這兩個(gè)環(huán)節(jié)從技術(shù)路徑上來說已經(jīng)成熟，也就是大家都知道該怎么做了。
但在具體生產(chǎn)過程中，尤其是在生產(chǎn)工藝上，還有許多難關(guān)需要攻克。
▲一片用于制作 LED 芯片的晶圓
比如，芯片倒裝工藝雖然可以帶來諸多優(yōu)勢，但倒裝工藝的把控同樣極為重要，如何在微米級(jí)的尺英寸下，保證焊接面的平整度？以及電極結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、易焊接性以及封裝寬容度等等都是 Mini LED 生產(chǎn)工藝的設(shè)計(jì)難點(diǎn)。
Mini LED 要求 LED 芯片能在較寬排列間距的情況下實(shí)現(xiàn)較小的混光距離，進(jìn)而降低整機(jī)的厚度。因此如何實(shí)現(xiàn)芯片的出光調(diào)控，以及后期使用過程中如何保證出光的一致性都是非常關(guān)鍵的。
▲不同 LED 芯片工藝特性對(duì)比
另外，還需要保證 LED 芯片的亮度集中性、小電流下的亮度一致性、一致的電容性等。特別是紅光芯片，在制作倒裝工藝過程中需要進(jìn)行襯底轉(zhuǎn)移，這項(xiàng)操作較為復(fù)雜，其轉(zhuǎn)移技術(shù)、生產(chǎn)良率控制及使用過程中的可靠性都是各家廠商不斷優(yōu)化的重點(diǎn)。
在封裝端，大家都知道 IMD（矩陣式集成封裝）、COB（板上芯片封裝）、COG（玻璃上芯片封裝）等新技術(shù)的理想封裝效果更好。但夢想很豐滿，現(xiàn)實(shí)很骨感。
▲從左至右：SMD 封裝、“四合一”IMD 封裝、COB 封裝
比如 COB 這種性能非常領(lǐng)先的方案，功率更低、散熱更好、分辨率色彩更好，同時(shí)屏幕封裝尺英寸也沒有限制，但實(shí)際上，由于良率較低，至今都鮮有采用 COB 方案的產(chǎn)品面世。
▲COB 封裝工藝部分流程
由于上述這些極為“苛刻”的要求，Mini LED 目前的生產(chǎn)和檢測的作業(yè)效率普遍較低，如果市場需求快速增長，單一終端產(chǎn)品出現(xiàn)“百 K 級(jí)”以上芯片需求時(shí)，效率的限制就會(huì)更加明顯，如何與終端廠商配合，提高生產(chǎn)效率，也是行業(yè)當(dāng)前攻克的重點(diǎn)。
蘋果這次新推出的 iPad Pro 就是一個(gè)很好的例子，供應(yīng)鏈早就傳出消息，該產(chǎn)品預(yù)計(jì) 4 月就會(huì)量產(chǎn)，5 月出貨。但事實(shí)是，蘋果也玩起了“期貨”，4 月下單，7 月到貨，此中原因業(yè)內(nèi)人士多判斷為良率低于預(yù)期導(dǎo)致產(chǎn)能不足。
供應(yīng)鏈把控力強(qiáng)如蘋果，目前也難以保證大規(guī)模 Mini LED 產(chǎn)品的出貨，其技術(shù)難度，可見一斑。
根據(jù)供應(yīng)鏈信息來看，蘋果新款 iPad Pro，其 Mini LED 屏幕僅背光模組成本就超過了 100 美元。什么概念？一塊 iPhone 12 Pro 的 AMOLED 屏幕成本約為 70 美元，A14 芯片成本則在 40 美元左右。
也就是說，現(xiàn)在一塊平板的 Mini LED 屏幕成本要超過蘋果頂級(jí) iPhone 12 Pro 的屏幕、芯片成本的總和。Mini LED 技術(shù)工藝成熟、良率提升、成本下降，仍然是所有廠商努力的方向。
04.
中國臺(tái)灣韓國霸占蘋果供應(yīng)鏈，大陸玩家你追我趕
說到這次的蘋果 iPad Pro，其實(shí)大家對(duì)于蘋果 Mini LED 新品背后的產(chǎn)業(yè)鏈興趣更濃。從中國臺(tái)灣晶元光電、隆達(dá)電子、中國臺(tái)灣表面科技到 LGD，蘋果 Mini LED 供應(yīng)鏈幾乎被中國臺(tái)灣、韓國顯示巨頭全部收入囊中。
▲中國臺(tái)灣隆達(dá)電子
根據(jù)蘋果分析師郭明祺分析，目前蘋果 iPad Pro 生產(chǎn)中最難的一環(huán)就是 SMT（表面貼裝技術(shù)），形象來說，就是“把 LED 芯片粘在 PCB 電路板上”。
目前這個(gè)工作由中國臺(tái)灣表面科技完成，據(jù)稱臺(tái)表科的 SMT 進(jìn)入門檻是目前 Mini LED 產(chǎn)業(yè)鏈中最高的。
而出現(xiàn)第二個(gè)能夠?qū)古_(tái)表科的供應(yīng)商，最快也要等到 2023 年，也就是兩年后。
▲傳統(tǒng) SMT 工藝流程（非蘋果 SMT 工藝）
中國臺(tái)灣的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈條一直比較完整，從 Mini LED 技術(shù)來看，其上游 LED 芯片有晶電、榮達(dá)；中游封裝、模組有億光、隆達(dá)；驅(qū)動(dòng) IC 方面有聚積等。
大陸這邊，也有不少玩家在加速追趕。LED 芯片廠商三安光電、華燦光電、乾照光電在 Mini RGB 芯片、背光應(yīng)用的 Mini 藍(lán)光芯片等領(lǐng)域已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)。
三安光電現(xiàn)在已經(jīng)成為了三星 Mini LED 電視的重要供應(yīng)商之一，前不久三星剛剛發(fā)布的 Neo QLED 電視就采用了三安光電的 LED 芯片。
▲三星使用了 Mini LED 技術(shù)的 8K 電視
國內(nèi)面板巨頭 TCL 華星也與三安半導(dǎo)體合作，成立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，雙方共投入超過 3 億資金，共同研發(fā) Mini LED、Micro LED 相關(guān)技術(shù)以及量產(chǎn)工藝。
群創(chuàng)去年發(fā)布的國內(nèi)首款可卷曲 Mini LED 顯示器用到的 Mini RGB LED 芯片就由華燦光電獨(dú)家供應(yīng)。
在中游 LED 封裝端，國星光電成為國內(nèi)首家 Mini LED 封裝企業(yè)，他們?cè)?Mini LED 和 Micro LED 技術(shù)上都有一定的儲(chǔ)備，而瑞豐光電在 Mini LED 背光顯示模組、柔性曲面 Mini LED 封裝顯示技術(shù)上都取得了一定進(jìn)展。
鴻利智匯的 Mini LED 背光和直顯客戶已覆蓋京東方、TCL 華星；聚飛光電也成為 TCL 華星 142 英英寸 IGZO 玻璃基主動(dòng)式 Mini LED 顯示屏直顯產(chǎn)品的供應(yīng)商。
▲TCL 華星 142 英英寸 IGZO 玻璃基主動(dòng)式 Mini LED 顯示屏
可以說，Mini LED 產(chǎn)業(yè)鏈條并不缺少中國廠商的身影。
不過我們也要看到，在核心 LED 芯片技術(shù)、高端 Mini LED 封裝技術(shù)方面，國內(nèi)玩家仍然是追趕的姿態(tài)，距離中國臺(tái)灣、韓國在該領(lǐng)域的頭部企業(yè)仍然有一定差距。
并且目前國內(nèi) Mini LED 技術(shù)的推進(jìn)也逐漸放緩，從“熱炒概念”到逐漸冷靜，在提升良率、大規(guī)模量產(chǎn)方面，最后的攻堅(jiān)仍有許多工作要做。
適當(dāng)放慢腳步，避免步子拉太大，其實(shí)對(duì)國內(nèi)企業(yè)來說也是一件好事。
05.
三年 Mini LED 芯片達(dá)“千億顆”級(jí)，
巨頭紛紛押寶
從 2019 年 12 月微星推出首款 Mini LED 筆記本電腦概念產(chǎn)品，到 2021 年年初，三星、LG、TCL、康佳、創(chuàng)維、長虹紛紛推出 Mini LED 電視產(chǎn)品，再到蘋果新款 iPad Pro 開售，2021 年，無疑將成為 Mini LED 技術(shù)正式商用的元年。
由于 OLED 屏幕固有的烙印和壽命問題，Mini LED 技術(shù)將會(huì)成為近幾年生產(chǎn)力設(shè)備的首選。蘋果后續(xù)會(huì)在 MacBook 系列產(chǎn)品上采用 Mini LED 屏幕，郭明祺認(rèn)為 Mini LED 會(huì)在蘋果生產(chǎn)力產(chǎn)品線中保持長期關(guān)鍵策略性地位。
有分析師預(yù)計(jì)，蘋果 Mini LED 產(chǎn)品的出貨量將在 2021 年、2022 年分別增長約 300% 和 225%。而蘋果的積極布局也將會(huì)逼迫競爭對(duì)手推出類似產(chǎn)品，目前，華為、三星、LG 等廠商都在積極布局 Mini LED 產(chǎn)品。
根據(jù)法國市場研究公司 Yole 預(yù)測，2019 年全球 Mini LED 終端設(shè)備數(shù)量約 324 萬臺(tái)，2023 年可達(dá)到 8070 萬臺(tái)，復(fù)合年均增長率達(dá)到 90%。
市場規(guī)模方面，美國市場研究公司 Arizton 預(yù)估，2024 年全球 Mini LED 市場將達(dá)到 23.22 億美元。
在這些數(shù)據(jù)背后，是 Mini LED 單品價(jià)值的提升和 Mini LED 芯片出貨量的暴漲做支撐。
▲生產(chǎn)線機(jī)器上數(shù)量眾多的 LED 芯片
就以我們平時(shí)常見的大尺英寸電視為例，傳統(tǒng) LED 背光模組單臺(tái)價(jià)值在 100 元左右，而搭載 Mini LED 背光技術(shù)的模組價(jià)值則在 2000 元以上，價(jià)值直接呈指數(shù)級(jí)增長。
而在 LED 芯片消耗方面，傳統(tǒng)側(cè)入式背光的 LED 電視，只需要 50-100 顆左右的 LED 芯片，而直下式 Mini LED 背光電視則需要 20000 顆以上的 LED 芯片。
▲部分 Mini LED 背光電視產(chǎn)品概覽，資料來源：LEDinside
Yole 預(yù)計(jì)到 2023 年，全球 Mini LED 芯片需求有望達(dá)到千億顆量級(jí)。
06.
結(jié)語：Mini LED 新戰(zhàn)場，
中國廠商能否換道超車？
采用傳統(tǒng) LED 背光的 LCD 屏幕市場滲透率已經(jīng)接近頂點(diǎn)，從 2017 年開始，在 iPhone X 的推動(dòng)下，OLED 屏幕就開始在小尺英寸屏幕市場中對(duì) LCD 面板形成顯著沖擊，而 Mini LED 的火熱無疑會(huì)給中大尺英寸 LCD 賽道帶來新的看點(diǎn)。
在 OLED 市場的高速增長中，韓國三星、LG 等廠商成為了最大贏家，多年形成的技術(shù)壁壘在短期內(nèi)也難以打破。
國內(nèi)廠商一直以來在傳統(tǒng) LCD 產(chǎn)業(yè)中有著比較深厚積累，產(chǎn)業(yè)鏈也較為完整，以傳統(tǒng) LCD 技術(shù)為基礎(chǔ)延伸升級(jí)的 Mini LED，對(duì)于國內(nèi)玩家來說是新的契機(jī)。當(dāng)然，工藝、良率等挑戰(zhàn)也實(shí)打?qū)嵉臄[在面前。
作為 Mini LED 嘗鮮者、全球第二大智能手機(jī)廠商的蘋果，將 Mini LED 推向前臺(tái)，Mini LED 市場，也從醞釀逐漸轉(zhuǎn)向爆發(fā)前夜。
近幾年，中國廠商在 LCD 領(lǐng)域快速追趕并實(shí)現(xiàn)超越，而能否抓住 Mini LED 技術(shù)機(jī)遇，則顯得尤為關(guān)鍵。
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