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Mini-LED商业化隐忧:上游芯片量产如鲠在喉
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Mini-LED商业化隐忧:上游芯片量产如鲠在喉

2021-10-08 11:05:58 来源:爱集微APP

【哔哥哔特导读】从制造流程上看,Mini-LED芯片与传统LED芯片基本一致,包括前道制造的“衬底——外延——芯片加工——检测分选”以及后道封装环节,但在外延、检测分选、封装三个环节难度提升较大,由此也对相关设备提出了更高的要求。

“落后——追赶——超车。”纵观国内显示行业的发展史,无论是当前已达成绝对统治力的LCD,还是正在加速追赶的OLED,国内厂商总免不了起步阶段的落后,但Mini-LED或许会是个例外。

LED

早在两个月前,郭明錤就透露,国产面板一哥京东方已成功打入苹果Mini-LED供应链,预计将成为2022年推出的MacBook Air的Mini-LED供应商。此时,距离苹果推出首款搭载Mini-LED产品仅过去了4个月。

这意味着,在Mini-LED领域,国内外厂家很大程度上正站在同一起跑线上。在此基础上,理想的状态是,在下游面板一哥的引领下,国内上游芯片、模组等各环节都能够被有效调动,从而在Mini-LED这一增量市场占得先机。

然而,作为与显示屏在“缺芯少屏”传统语境下的“难兄难弟”,Mini-LED芯片的量产,正在为这一美好愿景,画下一个大大的问号。

头部企业芯片量产疑放缓 设备紧缺拉响缺货警报

在Mini-LED产业链中,LED芯片的地位不下于终端面板。由于Mini LED尺寸较传统LED成倍缩小,对芯片的数量要求远非传统LED可比。根据测算,2021年-2025年所需Mini-LED芯片数量将由1261亿片暴增至32370亿片。

这对于国内LED芯片产业来说,既是难得的机遇,又是前所未有的挑战。机遇在于,中国已成为全球LED芯片产能重心,巨大增量将使国内厂商率先受益。挑战在于,蔓延全球的产能危机,或让部分厂家陷入“无米可炊”的局面。

在近期国内部分头部厂商的调研活动中,这种窘境已有所显露。在Mini-LED量产上一直走得较为稳健的聚灿光电,今年8月曾表示,由于缺乏富余产能安排生产,因此Mini-LED产能释放还处于规划阶段。而在近期的股东大会上,聚灿光电董事长潘荣华又对集微网表示,到年底才会具备大规模量产Mini-LED的条件。

随着时间推移越来越趋向于审慎的态度背后,产能是限制mini-LED大规模量产的因素。聚灿光电董秘表示,目前以公司160万片的芯片月产能,全部用来做mini-LED只能达到二三十万片的月产量,其实是得不偿失的。“公司在新产能开出后,会做一些调配,以满足Mini-LED的量产条件。”

事实上,今年以来,随着苹果、三星等消费电子巨头均有或计划推出搭载Mini-LED的产品,就不断有传言称Mini-LED芯片出现结构性缺货,甚至有台媒报道称,部分厂家已调涨产品价格5%-10%。有业内分析认为,在Mini-LED商用元年快步到来之际,芯片的成本将会成为其商业化普及的巨大阻力。

毫无疑问,扩产是解决产能危机的唯一之解,但这又带来了另一当前半导体行业的普遍问题——设备短缺。检测分选设备大厂惠特9月透露,国内Mini-LED芯片检测需求大涨,带动相关设备订单强劲,相关设备产能已排至明年下半年,上半年已满载。

另据国内某头部测试设备厂高层对集微网表示,当前,用于Mini-LED芯片的移栽机、测试机当前供应紧张,来不及交付,交期已拉长至2-3个月。据其所说,此前LED芯片一度陷入紧缺就是由于设备不足,而Mini-LED对设备的需求更大,使得产能愈发捉襟见肘。

关键设备尚未国产化供应 产能不确定性陡增

产能危机是一方面,而在当前设备荒的背景下,设备国产化水平较低,无疑又给Mini-LED芯片的供应持续性增添了不确定性。

需要指出的是,与聚灿光电等厂商相比,资金和技术储备更加充足的三安光电、华灿光电等大厂,虽然已顺利量产出货Mini-LED芯片,但考虑到量产初期良率问题,在关键设备上,仍大多采用海外头部设备厂商解决方案。

从制造流程上看,Mini-LED芯片与传统LED芯片基本一致,包括前道制造的“衬底——外延——芯片加工——检测分选”以及后道封装环节,但在外延、检测分选、封装三个环节难度提升较大,由此也对相关设备提出了更高的要求。

在外延环节,磊晶生成的外延片质量是决定光芯片性能的关键因素,决定了70%-80%的效率,其最核心的设备为为MOCVD,就Mini-LED芯片而言,对MOCVD设备的均匀性及波长一致性要求较高,也是国内众多设备厂面临的一大挑战。

在这一设备领域,美国Veeco和德国Aixtron是当前的主要玩家,国内公司中,中微公司于今年6月推出了用于Mini-LED生产的MOCVD设备Prismo UniMax,据称已获得一线客户广泛认可,但尚未批量出货。

在测试分选环节,Mini-LED对芯片的一致性与可靠性要求更严格,芯片检测环节效率低、耗时长,成为成本控制的瓶颈之一,对移栽机、分选机、测试机等关键设备提出了更高的速度与精度要求。

根据上述国内设备厂高层对集微网介绍,在这一设备领域,移栽机方面,国产设备市占很低,业内大多采用ASM的方案,虽然分选机、测试机虽然情况稍好一些,但仍是国外厂家占据主导。但其也表示,目前三安光电已在验证国产方案。

在封装环节,芯片尺寸缩小带来的单位面积芯片用量急剧增加,使得生产速度与良率的平衡成为厂商的重要挑战。而固晶机作为LED封装的重要设备,转移的精度和速度已成为Mini-LED芯片突破产能瓶颈的关键,也是厂商的关键竞争点。

不过与上述设备不同,国产固晶机已实现了一定程度的国产替代,虽然如ASMPT、Besi等传统设备巨头在技术水平上仍较为领先,但新益昌、佑光、普莱信等国产设备龙头,均已实现固晶机的供货。其中新益昌用于Mini-LED背光的固晶机台可实现40k/h固晶效率,用于Mini-LED直显的机台固晶效率120k/h,良率达到99.9998%。

写在最后

站在Mini-LED商业化的风口,中国产业链手握的筹码前所未有的充裕:

面板端,京东方打入科技巨头供应链,TCL科技创新产品不断推出,封装端,国星光电进入国内知名TV品牌供应链,多家公司实现量产,芯片端,三安光电批量供货三星,华灿光电更是唯一Mini RGB LED背光芯片供应商。

然而,这波超长芯片缺货周期尚未见到拐点,给上游芯片的量产时程以及后续供应的持久性带来了隐忧。产业推动者苹果上半年已多次传出Mini-LED产能不足,在厂商放缓Mini-LED芯片量产节奏的背景下,供应短缺是否将进一步影响Mini-LED商业化进程,需要产业链进一步关注。

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