Micro LED显示研究报告（2019年）

新型显示在信息交流中承担了人机交互作用，是信息传输过程中的关键环节。围绕新型显示技术发展起来的产业具有投资规模大、技术进步快、辐射范围广、产业集聚度高等特点，对上下游产业的拉动系数在4左右，是各国及地区近年来竞相发展的战略性新兴产业。

Micro LED显示发展背景

产业背景：三大因素驱动技术迭代

经过十多年的努力追赶，我国新型显示产业迅速发展壮大，已成为供给侧结构性改革的成功典型。截止到2018年底，我国面板生产线的投资总额已超过万亿元，薄膜晶体管液晶显示（TFT-LCD）面板年出货面积位居世界第一，全球占比达到了40%。

1. 产业结构优化调整。近年来，全球显示面板产业开始出现结构性调整迹象。一方面，大屏化促进面板产能持续增长。另一方面，由于传统面板同质化竞争不断加剧，产业产值出现下滑趋势，显示产品的不断升级成为产业发展驱动力。

2. 行业应用加速拓展。智慧城市、智能网联汽车以及虚拟现实等应用的兴起带动新型显示技术和产品进一步拓展。智慧城市建设的加速发展促进大屏商用显示面板销售出现爆发式增长态势，据IHS 预测，2018—2021年全球商用显示收入的年复合增长率（CAGR）将达到18%，远高于显示面板行业 4%的年均增长率。智能网联汽车的发展为显示技术提供了新的应用场景，车载显示面板继手机之后成为中小尺寸应用的第二大市场。虚拟现实技术逐步走向成熟，对显示技术进步和性能提升将产生重要推动作用。轻薄、柔性、环保、个性化是虚拟现实显示器件必须符合的标准，未来将给新型显示产业带来新的挑战与机会。

3. 节能成为竞争焦点。消费电子产品加速升级对节能环保提出新的要求，智能手机、平板电脑、可穿戴设备等智能移动终端的续航、环境友好已成为消费者日益关心的焦点。另一方面，随着更为严格的节能降耗标准的实施，新型显示产业加快向高光效发光材料、低能耗背光模组、健康化用眼环境等节能、环保、绿色方向发展。

技术背景：多种显示技术竞相发展

根据显示原理的不同，新型显示器件可以分为主动发光显示（像素发光，短程成像）、被动发光显示（像素不发光，依靠外部光源）、激光投影显示（像素发光，长程成像）3种类型。其中，主动发光显示主要包括电致发光显示（EL）、等离子体显示（PDP）、半导体发光二极管显示（LED）、激光荧光体显示（LPD）等。被动发光显示主要包括液晶显示（LCD）、电子纸显示（EPD）等。当前， 主动发光显示中的主动矩阵有机发光二极管显示（AMOLED）和被动发光显示中的薄膜晶体管液晶显示（TFT-LCD）是最主流的显示技术，两者市场份额之和接近90%。

1. LED显示。当前，LED显示产业已经步入成熟期，相关产品在照明装饰、高动态范围图像（HDR）显示（影院、酒吧与主题乐园）、背光指示器、广告租赁、零售百货、会议会展等应用领域的市场渗透率逐步提高。随着未来LED显示屏市场需求进一步增加，2022年全球市场规模将达到93.49亿美元，CAGR达到12%。

2. 液晶显示。TFT-LCD显示是目前应用最广泛的显示技术。除太空、大温差、高湿等少数特殊环境外，TFT-LCD产品覆盖了所有的民用显示领域，如手机、电视、电脑显示器、平板电脑、笔记本电脑、公共显示屏等。据CODA统计，2018年前三个季度，全球TFT-LCD营收规模为509亿美元，同比下降16%，在新型显示器件营收中占比超过60%;出货面积接近1.49亿平方米，同比增加5%，面积占比超过95%。未來5年，随着多条高世代生产线产能释放，TFT-LCD市场整体呈现“量增价跌”的发展态势，产能和出货面积逐年增加，但出货金额将逐年减少，利润率不断下降。

3. OLED显示。有机发光二极管（OLED）显示被认为是最具发展前景的新型显示技术之一。其中，AMOLED显示器件凭借高对比度、可柔性、色彩艳丽等优点，近年来已实现快速商业化应用。2018年，全球AMOELD面板主要应用以智能手机为主。未来五年，智能手机用OLED显示面板仍将保持快速增长，出货金额和面积将出现“量价齐升”的发展势头。

4. 激光显示。激光显示具有色域空间大、色彩丰富、色饱和度高等特点，理论上能够再现90%以上的人眼色域，远超液晶显示27%的再现率，而功耗仅为同尺寸LCD显示产品的三分之一。根据QY Research数据，2018年全球激光投影显示市场规模为42.9亿美元，2025年将达到117亿美元，CAGR为15.4%。自2013年以来，海信、坚果、长虹、小米、光峰光电等国内企业相继推出激光电视产品，我国成为全球激光电视的主要生产国。随着全息显示等需求的增长，激光显示仍有较大的成长空间。

5. 电子纸显示。电子纸显示（EPD）是视觉效果接近纸张的被动显示技术。电子纸显示有多种实现技术，其中电泳式电子墨水技术目前市场占有率最高。电子纸显示技术具有超轻薄、可重写、低功耗、无闪烁、易携带、断电保持等特性，相比其他显示技术对视觉最友好，可以让用户在阳光直射下无障碍阅读，适合在户外使用。但是，电子纸产品刷新率和灰度级别偏低、延迟较大，也影响了用户体验，限制了这一显示技术的普及。目前，电子纸技术主要应用于电子书、智能手表和电子标签等领域，还占据一部分智能终端细分市场。据Allied MarketResearch公司统计和预测，2016年全球电子纸显示市场规模为13.5亿美元，2025年将达到70.1亿美元，CAGR为37.5%。

发展基础：LED显示进入微型化阶段

1. 小间距LED。小间距LED是指相邻LED灯珠点间距在2.5毫米（P2.5）以下的LED背光源或显示屏产品。相比传统背光源，小间距LED背光源发光波长更为集中，响应速度更快，寿命更长，系统光损失能够从传统背光源显示的85%降至5%。相比传统LED显示器件，小间距LED显示器件具有高的亮度、对比度、分辨率、色彩饱和度，以及无缝、长寿命等优势，在影视娱乐、购物零售、文化教育、安全监控、公共广告等应用领域具有广阔的应用前景。据LEDinside预测，2022年小间距LED显示产品（包括Mini LED和Micro LED）的市场销售额将达到13.8亿美元。

2. Mini LED。Mini LED为点间距在2.5毫米（P2.5） 和0.1毫米（P0.1）之间的小间距LED产品。相比点间距小于0.1毫米的MicroLED，Mini LED显示一方面可作为液晶显示直下式背光源获得主流市场应用，如手机、电视、车用面板及电竞笔记本电脑等;另一方面，Mini LED有望衍生出背光高端机型，与OLED高端机型相抗衡。据LEDinside估算，相同对比度条件下，采用Mini LED背光的液晶面板价格仅约为OLED面板的70%～80%，可以大幅提升现有液晶画面效果。由于具有性能和成本优势，近年来Mini LED在视频会议、会展广告、虚拟现实、监控调度等领域得到快速应用，逐渐侵蚀LCD和DLP 拼接屏应用市场，有望成为市场主流。据LEDinside最新报告，2022年Mini LED的产值将达到6.89亿美元。各大企业纷纷开展研发，Mini LED产品的LED点间距纪录被不断刷新。

3. Micro LED。Micro LED的像素单元在100微米（P0.1）以下，并被高密度地集成在一个芯片上。微缩化使得Micro LED具有更高的发光亮度、分辨率与色彩饱和度，以及更快的显示响应速度，预期能够应用于对亮度要求较高的增强现实（AR）微型投影装置、车用平视显示器（HUD）投影应用、超大型显示广告牌等特殊显示应用产品，并有望扩展到可穿戴/可植入器件、虚拟现实、光通信/光互联、医疗探测、智能车灯、空间成像等多个领域。

由于像素单元低至微米量级，Micro LED显示产品具有多项性能指标优势。Micro LED功率消耗量仅为LCD的10%、OLE的50%，其亮度可达OLED的10倍，分辨率可达OLED的5倍。在设备兼容性方面，Micro LED有望承接液晶显示高度成熟的电流驱动TFT技术，在未来显示技术演进进程中具有一定优势。根据LEDinside预估，2022年Micro LED显示的市场销售额将达到6.94亿美元，略高于Mini LED显示。

Micro LED显示发展现状

产业发展现状

随着Micro LED显示优势不断凸显，国内外大批企业纷纷开始布局Micro LED显示研发。从产业环节角度看，Micro LED显示产业链可大致分为设备、材料、零组件、面板、应用5个部分。关键设备方面，除有机金属化学气相沉积（MOCVD）、测试和封装设备外，还包括巨量转移设备。面板除TFT制程外，还包括巨量转移制程和微型化封装制程。

1. 产业化进程萌芽初显。2012年，索尼公司在CES上推出“Crystal LED Display”电视产品，标志着Micro LED技术开始在消费电子领域应用。2014年，苹果公司收购了拥有低功耗Micro LED显示技术专利的小公司LuxVue，令人们再次密切关注Micro LED技术发展，同时也激发了产业界的高度关注和投入。研究机构LEDinside预计2020年以后Micro LED将被引入到AR/VR和大尺寸显示器应用中，2025年市场规模将达到29亿美元，其中大尺寸显示器产值接近20亿美元，占全部应用的60%以上。随着生产可行性的不断提升，Micro LED还将有望快速扩展到可穿戴/可植入器件、AR/VR/MR、光通信/光互联、医疗探测、智能车灯、空间成像等多个领域。

2. 器件性能不断提升。随着Micro LED性能指标不断提升，市场对Micro LED的认可度也在逐渐提升。2019年三星推出的219英寸超大款 Micro LED显示屏和75英寸Micro LED电视，其中，75英寸Micro LED电视的芯片尺寸是之前的1/15，PPI也增加了4倍左右，意味着三星公司在巨量转移技术方面取得了快速进步。法国的Soitec在制作氮化铟镓高亮度蓝色LED中发明了一种新基板InGaNOX，各色LED可同时于基板上生长，三原色Micro LED在同一基板材料下可用相同条件驱动与控制。

3. 跨国公司抢抓布局。Micro LED正处于发展孕育期，广阔的市场发展前景使全球各类企业纷纷加速战略布局，谷歌、Facebook、苹果、三星、欧司朗、富士康、京东方等公司纷纷投资或收购Micro LED初创公司，加强自身在该领域的技术实力。Mikro Mesa、Plessey、镎创科技、 JDC等创新型小企业通过融资快速成长，在巨量转移、背板驱动、器件制备等方面均取得较大进展。

传统LED大企业，三安、晶电、华灿等通过兼并重组或与显示巨头合作，积极切入Micro LED器件生產和研发，受到广泛关注和良好反馈。目前，全球Micro LED的开发机构超过140余家。

4. Mini LED进入量产阶段。由于Micro LED在关键技术和设备上仍有诸多需要解决的难题，Mini LED成为企业退而求其次的选择。一批国内企业实现了Mini LED制造技术的突破，开始引领行业进入量产时代。2018年6月，国星光电发布成封装（IMD）的RGB全彩Mini LED显示产品，点间距达到0.9毫米。2018年11月，华星光电在国际高交会上推出了全球首款IGZO-TFT驱动的 Mini LED显示屏，点间距达到0.55毫米。2019年1月CES展会上，海信推出了145英寸的Mini LED，像素间距达到0.83 毫米。 2019年2月ISE展会上， 洲明科技展出了首个4K可批量化Mini LED显示产品，像素间距达到0.9毫米。从产业化的角度来看，Mini LED主要作为背光源产品推向市场。预计2023年，Mini LED背光源市场有望超过10亿美元。

存在问题

1. 量产技术仍有困难。尽管Micro LED得到产业界的广泛关注，然而技术上的诸多瓶颈阻碍了其量产化进程。首先，芯片缺陷影响显示品质。目前成熟的LED芯片在使用前依然需要剔除坏点，Micro LED显示器件包含数百万颗微米级LED芯片，良率较低的问题更加突出，较难保证产品质量。其次，规模化转移过程中，微米级LED芯片的转移、搬运、贴附等技术仍然有待提升，尤其是一次转移需要移动数万乃至数十万颗LED芯片，数量及其巨大，对设备和技术的要求极高，需要更加精细化的设备来满足这一制程。

2. 生产成本高居不下。目前Micro LED的制造成本仍比现有显示产品高出数倍。以10.1英寸高清显示屏制造成本为例， Micro LED的成本大多落在巨量转移及修复两大项目上，至少约为液晶显示屏的10倍或OLED显示屏的8倍。不少厂商已着手开发短期替代方案，试图解决Micro LED成本问题。当前方案主要包括：在转移前先进行切割筛选、降低转移后的修复成本、以单色Micro LED搭配量子点色转换材料、RGB三色Micro LED实现全彩化、采用备援机制避免坏点逐颗修复植回等。

3. 产业环节较为分散。相比传统显示屏供应链，Micro LED产业供应链更长， 结构更复杂。实现Micro LED大规模制造需要结合LED制造、背板制造和微芯片大规模转移和装配三个子供应链。虽然现在已有较多企业和组织在Micro LED各个技术节点进行了专利布局，但只有少数厂商能够覆盖所有主要技术节点，尚无企业占据整条生产供应链。未来，Micro LED要想成为显示技术的主流，打通产业链，形成融会贯通的产业链将是必不可少的前提条件。

4. 设备工艺有待革新。Micro LED不是传统意义上微米或者纳米量级的LED芯片与TFT基板或者CMOS的简单叠加。现有的设备、制程和工艺无法满足Micro LED生产需求，不仅制作成本高企，同时生产效率也很低。组装一片4K的显示屏，需要将2500万个Micro LED芯片单独或分组抓取和转移到TFT驱动矩阵上，不考虑放置精度，仅实现拾取、放置和单独链接等动作，按照现有设备加工速度，需要一个月的时间。因此Micro LED的发展必须与设备、材料等企业加强合作，修改和革新现有产线和制程。

Micro LED显示发展研判

市场展望

1. 量产进程有待推进。Micro LED作为与OLED、QLED并列的下一代显示技术具有广阔的市场前景。它能广泛的应用于从小屏到大屏的各类显示领域，并显现出比LCD和OLED显示更优异的性能。从目前来看，生产可行性和经济成本限制了其应用范围。但从长远来看，随着关键技术的突破，Micro LED或将全面进入显示领域。Micro LED的发展过程中仍然存在芯片制备、良品分选、巨量转移、封装散热、集成驱动等较多的技术挑战，上述技术难点不仅抬高了Micro LED的生产成本，还阻碍着商业化产品的出现和应用。以巨量转移为例，产业化制程对转移过程要求极高，转移良率要求达到99.9999%，精度要求达到0.5μm，而目前Micro LED巨量转移工艺精度仅在30μm左右，距离产业化要求尚有一定距离。考虑到工艺制程的改进，例如改善芯片制备良率、提高转移速度、扩充产能和降低成本等时间进程，一般认为Micro LED产品正式进入市场仍需3至5年时间。

2. Mini LED最早得到商业化应用。Micro LED巨量转移与坏点修补等关键技术尚未达到量产水平，仍然存在较大的技术瓶颈，因此间距尺寸介于小间距LED和Micro LED之间的Mini LED将有望成为最先得到应用的产品。该技术将首先应用于LCD的背光之中，提升LCD屏幕性能。在2018年CES展会中，群创展示了AM Mini LED背光的车用面板。该产品既可达到OLED相同等级的对比度，又可在画面锐利度上跟OLED分庭抗礼，且不会有OLED在车载应用上无法满足耐高温可靠度要求、寿命及烙印等问题。2018年SID显示周上，台工研院、錼创科技、香港北大青鸟显示有限公司（JBD）、韩国庆熙大学团队、Jasper & Glo、香港科技大学团队、友达、日本JDI、BOE、天马等纷纷展示了Mini LED最新产品。

3. 中小尺寸智能终端市场是发展方向。在作为显示器件的产品应用方面，从目前技术发展阶段看，Micro LED在超大尺寸显示器市场成本优势并不明显，由于该技术更容易实现高像素密度，兼具发光效率高、体积小、功耗低、寿命长等优点，与其它显示技术相比在智能手表（手环）、虚拟现实显示等可穿戴设备领域的竞争优势明显。Gartner预测，2018年全球可穿戴市场规模有望达到83亿美元，因此也将带动Micro LED 显示技术进入规模发展期。Micro LED优越的性能还将有助于其在智能移动终端领域与 OLED 技术竞争。Micro LED具有比OLED更低的功耗，更高的亮度，全光谱显示方面更具优势。随着虚拟现实、智能手机等产业的不断发展，比OLED更好的稳定性、更高的分辨率以及更大的可视角度将会加速推动Micro LED市场的发展。2019年CES上，镎创公司已展示出了3.12英寸和5英寸的小型Micro LED显示器，RGB芯片单个像素尺寸小于30微米。

4. 大尺寸产品性价比优势值得关注。Micro LED的50英寸以上大尺寸显示器相比LCD有着无需背光模组，功耗极低以及抗反射防眩的优点，而传统LCD显示面板随着尺寸的变大工艺难度也会倍增，若能实现高效率的大规模装配，Micro LED在大尺寸显示器领域将更具价格优势，从而取代LCD。另一方面，Micro LED是自发光技术，在色彩表现力上不仅不逊于OLED，同时也可以实现透明显示和柔性显示。从近年来的趋势看，电视机龙头企业韩国LG 电子、三星电子开始将视线投向Micro LED。IFA 2018期间，LG 展出了旗下首款Micro LED电视原型。三星的Micro LED则从2018年6月开始接受客户预订。

5. 透明显示优势明显。终端产品便携化、轻薄化发展趋势逐渐明显，尤其是头戴式虚拟现实/增强现实产品，对显示面板的柔性和透明需求更加强烈。Micro LED使用微米级的LED芯片，显示器件开口率可以非常小，从而有利于制作增强现实产品（AR）需要的透明显示器，发展透明显示将是未來Micro LED发展的重要方向之一。

竞争格局展望

1. TFT-LCD仍是未来主流显示技术。TFT-LCD作为目前最为主流的显示技术，具有成熟的产业体系，完善的上下游产业链，在各种尺寸、各种显示产品上均有应用，以面积计算，目前在显示产品市场上仍然占据 90%以上的市场份额，在大尺寸电视市场领域，更是占据了 98%以上的市场份额。Micro LED在显示性能上虽然存在各种优势，但是由于该项技术处于发展的初期阶段，存在多种技术路线分歧，同时也还有很多的工程问题需要解决，仍然有待继续发展和进步。

2. 对现有产业格局带来深远影响。Micro LED的发展和普及将对现有显示产业格局和LED 产业格局带来重大影响，一方面，一旦Micro LED的相关技术取得突破，Micro LED将有望迅速占领小尺寸智能手表、可穿戴产品市场和50英寸以上的电视面板市场，将对原有TFT-LCD和OLED产线带来重大冲击。另一方面，Micro LED电视面板得到应用后，现有的外延生长产能远远不够满足需求，产业需要大量扩产。此外，由于Micro LED在透明显示、柔性显示和低功耗方面的优势，Micro LED技术的成熟和产品的应用也将给未来终端产品的形态和生态发展带来影响。

3. 跨界合作加速产业发展。Micro LED是一项综合性的技术，需要融合半导体、微电子、光电子、机械结构等多门学科。从现在产业发展的情况来看，从事Micro LED的企业来自各个行业，从上游设备到下游产品终端企业，从LED芯片生产到TFT-LCD面板制造。苹果公司在Micro LED 领域的研发人员有250人，并已与多家上游企业建立了合作，其中包括台积电等实力强劲的巨头公司，相关投资已超过数十亿美元。台湾工研院成立的“巨量微组装产业推动联盟”，将显示、LED、半导体以及系统整合企业组织起来，共同建立跨领域产业交流平台，构建产业生态体系。未来，随着Micro LED性能和量产水平的不断提升，还将有更多的企业加入，多门类、多领域的融合发展将会加快推进产业进步。