2020 年，手機(jī)屏進(jìn)入“高刷”時代，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，就是 Mini LED。
據(jù)說在一些專業(yè)設(shè)計師的眼里，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 個背光分區(qū)、對比度 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 個局部調(diào)光分區(qū)和自研的時序控制器芯片，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灣、韓國對手的契機(jī)。不過扒開蘋果 iPad Pro 的屏幕供應(yīng)鏈，臺灣晶元、隆達(dá)、臺表科，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 年會成為 Mini LED 商用“元年”已經(jīng)是業(yè)內(nèi)共識，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，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電子產(chǎn)品的低功耗 LED 屏幕技術(shù)的公司。
當(dāng)蘋果行動之后，所有人都知道蘋果要在屏幕上“下血本”，動真格的了。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“點亮”，是一種“被動式”的，而 OLED 屏幕則是主動式發(fā)光，對“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”，因此在對比度上也要遜色許多。
這時，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，實現(xiàn)獨立控制的“主動式”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“圓”，傳統(tǒng) LCD 屏幕通常是側(cè)入式背光，只能整體點亮；而左邊的 Mini LED 屏幕由于背光分區(qū)極多，就可以獨立控制，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，LED 芯片要做到 30μm 的級別，約等于頭發(fā)絲的直徑，從而實現(xiàn)媲美 OLED 的“精準(zhǔn)控光”，達(dá)到更好顯示效果的同時，兼顧 LCD 固有的低成本、長壽命優(yōu)點。
▲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 屏幕的大眾消費電子產(chǎn)品擺在我們面前，只有價值五六百萬美元的 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 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)開始逐漸走到臺前。
雖然 Mini LED 仍然是被動式發(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?。ㄩL時間顯示固定畫面后屏幕會有殘影）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，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，從而點亮屏幕。
而 Mini LED 一般是采用直下式設(shè)計，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，不會因為光源的遠(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 也可以實現(xiàn)相比傳統(tǒng) LCD 更高的色彩對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 背光模組對比
比較特別的一點是，目前 Mini LED 芯片組裝基本都會采用“倒裝芯片”結(jié)構(gòu)。這是因為倒裝芯片無需“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，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平衡點，在一定成本限制下，如何實現(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)鍵的兩個環(huán)節(jié)，一個是做出好的 LED 芯片，一個是把 LED 芯片封裝好，而這兩個環(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、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)計難點。
Mini LED 要求 LED 芯片能在較寬排列間距的情況下實現(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。
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，同時屏幕封裝尺英寸也沒有限制，但實際上，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”以上芯片需求時，效率的限制就會更加明顯，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。
蘋果這次新推出的 iPad Pro 就是一個很好的例子，供應(yīng)鏈早就傳出消息，該產(chǎn)品預(yù)計 4 月就會量產(chǎn)，5 月出貨。但事實是，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 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，其實大家對于蘋果 Mini LED 新品背后的產(chǎn)業(yè)鏈興趣更濃。從中國臺灣晶元光電、隆達(dá)電子、中國臺灣表面科技到 LGD，蘋果 Mini LED 供應(yīng)鏈幾乎被中國臺灣、韓國顯示巨頭全部收入囊中。
▲中國臺灣隆達(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”。
目前這個工作由中國臺灣表面科技完成，據(jù)稱臺表科的 SMT 進(jìn)入門檻是目前 Mini LED 產(chǎn)業(yè)鏈中最高的。
而出現(xiàn)第二個能夠?qū)古_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 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)合實驗室，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)，他們在 Mini LED 和 Micro LED 技術(shù)上都有一定的儲備，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，最后的攻堅仍有許多工作要做。
適當(dāng)放慢腳步，避免步子拉太大，其實對國內(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，
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)將會成為近幾年生產(chǎn)力設(shè)備的首選。蘋果后續(xù)會在 MacBook 系列產(chǎn)品上采用 Mini LED 屏幕，郭明祺認(rèn)為 Mini LED 會在蘋果生產(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，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逼迫競爭對手推出類似產(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，2023 年可達(dá)到 8070 萬臺，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
就以我們平時常見的大尺英寸電視為例，傳統(tǒng) LED 背光模組單臺價值在 100 元左右，而搭載 Mini LED 背光技術(shù)的模組價值則在 2000 元以上，價值直接呈指數(shù)級增長。
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)計到 2023 年，全球 Mini LED 芯片需求有望達(dá)到千億顆量級。
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，從 2017 年開始，在 iPhone X 的推動下，OLED 屏幕就開始在小尺英寸屏幕市場中對 LCD 面板形成顯著沖擊，而 Mini LED 的火熱無疑會給中大尺英寸 LCD 賽道帶來新的看點。
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)延伸升級的 Mini LED，對于國內(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，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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