是一种当被电流激发时通过传导电子和空穴的再复合产生自发辐射而发出非相干光的半导体二极管。被广泛应用于照明、背光、新型显示等领域。自上而下来看，LED产业可以划分为衬底、外延片、芯片、封装和应用五个环节。其中衬底、外延片和芯片统称为产业链上游，封装为中游，应用为下游。
图1：LED产业链结构 资料来源：国元证券研究中心整理绘制
上游衬底是生产外延片的主要原材料，当前衬底材料主要为蓝宝石及GaAs。外延环节是在衬底上通过MOCVD形成半导体发光材料薄膜从而制成外延片的过程。芯片制造环节则是通过一系列半导体工艺将外延片制备成发光颗粒，并通过关键指标测试，再进行磨片、切割、分选和包装。中游封装是指将外引线连接至芯片电极，形成LED器件的环节。封装的主要作用在于保护芯片与提高光提取效率。下游应用是针对各类市场需求制成面向终端用户的应用产品。如通用照明、景观照明、汽车照明、显示屏、背光应用等。目前，照明是终端市场应用最广泛的产品，其次是显示屏及背光应用。值得注意的是：尽管国内LED照明市场趋于成熟，下游需求增速已经开始放缓，而以小间距及miniLED为代表的新型显示及背光市场仍呈现快速增长态势。
2：LED下游应用占比 资料来源：中国产业信息网，国元证券研究中心miniLED是最近几年在小间距LED基础上所衍生出的新型LED显示技术，也被称为“亚毫米发光二极管”。miniLED像素尺寸和制备难度介于传统LED与MicroLED之间，是向microLED进军的桥头堡。
图3：miniLED——普通LED到microLED的桥梁 资料来源：Yole，国元证券研究中心
近年来，受益于成本下降及市场接受度提升，小间距LED不断攻城掠地、开疆拓土。而miniLED作为小间距LED的进一步延伸，自2017年现世以来短短两年，已有众多从业者陆续推出miniLED相关产品。各大面板厂逐步将miniLED背光覆盖全尺寸产品，小至手机，大到电视；与此同时，驱动IC、配套设备和材料厂的积极响应也给产业链带来更多的源头活水。
表1：2019年上半年miniLED行业进展
作为一种问世不久新技术，miniLED何以获得业界内外的如此拥趸？我们且透过miniLED技术特征及应用场景来管窥二。miniLED一般采用直下式设计,对比于传统的背光设计,能够在更小的混光距离内实现更好的亮度均匀性、更高的的色彩对比度,进而实现终端产品的超薄、高显色性、省电。miniLED具有异型切割特性，搭配软性基板可达成高曲面背光的形式，采用局部调光(LocalDimming)设计，给液晶面板带来更精细的HDR分区,让黑的更深邃，亮的更明亮。miniLED技术在晶体封装层级多采用“倒装”技术，工艺无焊线，能够避免金属虚焊和接触不良引起的问题，同时倒装能够最大程度提高发光面积、散热面积。miniLED搭配柔性基板的使用,能够实现曲面的高画质显示效果,加上其自发光的特性,在一些特殊造型需求方面有广阔市场。miniLED可以直接采用RGB三色的LED模组，实现RGB三原色无缺失的显示效果，且可覆盖100%BT2020的宽色域，色彩的鲜艳度媲美OLED。此外，相比传统LED，miniLED散热表现更佳，可视角更大，对比度更高，耗电量更低，可靠度更高，有望成为引领新型显示市场的行业新秀。
表2：miniLED与传统LED性能对比
资料来源：国元证券研究中心
miniLED作为一种市场前景广阔的新技术，具有“薄膜化，微小化，阵列化”的优势，将逐步导入产业应用。从终端应用场景来分，miniLED的应用领域可以分为直接显示和背光两大场景。受益于两大场景的双重驱动，MiniLED市场规模有望迎来快速成长，据LEDinside预测，2023年整体MiniLED产值将超过10亿美元。
图 4：mini LED 的市场潜力
图5：2017-2023年整体miniLED产值
来源：Yole,国元证券研究中心 资料来源：LEDinside,国元证券研究中心在直接显示领域，MiniLED的发展机会得益于小间距市场的快速发展。如今，小间距LED已经发展成熟，在此基础上，miniLED对其进行无缝隙承接，甚至能在应用领域做到加速渗透，从产品尺寸来看，miniLED直接显示屏产品对应着110寸以上的显示市场。受制于成本因素，其在民营显示市场的普及难度较大，但是在商业、专业显示市场潜力较大，包含交通管理指挥中心，安防监控中心，室内商业显示等。MiniLED的背光产品主要集中在110寸以下的显示领域，应用场景包括电视、手机、电竞、车载LCD背光等。不同于传统液晶显示采取导光板侧入式背光方案，miniLED背光方案采用巨量LED晶粒作为背光源。与侧入背光方案相比，该方案具有区域亮度可调、显色性和对比度更高的优点，并可达到8K显示效果。与OLED相比，mini背光方案具有寿命长、稳定性好、产业链成熟和成本下降快的优点。
图6：LED显示技术在不同尺寸的应用
来源：国际显示博览会，国星光电RGB事业部，国元证券研究中心2.1 LCD+miniLED背光，超高清显示解决方案 伴随着显示技术的革新，显示屏背光也随之进步，纵观整个显示背光技术的发展，一共经历了CCFL、传统LED背光、量子点背光及miniLED背光等技术节点。CCFL背光：功耗大、色域窄、长时间使用有色偏。传统LED直下式背光：虽然能实现动态分区、成本低，但是较厚、耗能高。传统LED侧入式背光，虽然能够实现薄型化，但无动态分区量子点背光：能够实现宽色域，但是成本高，还具有轻微毒性miniLED背光：具有节能、轻薄化、宽色域、超高对比度、精细动态分区的特点，既实现了独特的优势，也能克服其他背光方式的缺点。
根据TrendForceLED研究预估，至2023年MiniLED背光产值将达3.4亿美元（仅MiniLED背光产值，不含其他驱动IC与背板）。
图7：LCD背光的发展
资料来源：国际显示博览会，国星光电RGB事业部，国元证券研究中心“LCD+miniLED”的背光技术采用的是直下式LED背光方式。传统LED直下式背光无法实现薄型化，而侧入式背光要将发光源安装在导光板的侧面，即使实现薄型化也需要用一定的侧面空间。而“LCD+miniLED”的背光方式将传统LED芯片尺寸微缩到100μm到200μm等级，把侧边背光源几十颗的LED灯珠，变成了直下背光源数千颗、数万颗，甚至更多的灯珠，该方案能够实现薄型化、具有区域亮度可调、显色性和对比度更高的优点，并可达到8K显示效果。
图8：传统侧入式LED背光
图9：miniLED背光
来源：搜狐,国元证券研究中心 资料来源：百度图片,国元证券研究中心MiniLED采用倒装MiniLED芯片，直接实现均匀混光，无需透镜进行二次光学设计。由于其本身芯片结构小，利于将调光分区数（LocalDimmingZones）能够达到更高的动态范围（HDR），实现更高对比度的效果；另一方面，还能缩短光学混光距离，以降低整机厚度从而达到超薄化的目的。miniLED背光可结合LocalDimming技术，带来更好的视觉体验。根据信号中画面各处的亮暗场，MiniLED能够实时控制对应背光区域的开关及亮度调节，使画面中黑色更黑，白色更白，色彩更自然艳丽。
图10：LocalDimming分区域调光
2.1.1miniLED背光在电视大尺寸应用市场前景因受制于量产良率，高分辨OLEDTV长期面临着成本高企的问题，而miniLED能够在相对合理的成本空间内实现曲面及窄边框显示效果，且兼具宽色域、高对比度、薄型化特性，故有望在大尺寸电视背光领域一展身手。根据奥维云网统计，截至2018年6月，电视重点销售尺寸为55英寸、32英寸、65英寸，其中增幅最大尺寸为65英寸。由此可见，屏幕尺寸的不断增长是电视发展的重要趋势，鉴于miniLED背光方案在高清大屏方面独特的技术优势，我们认为其必将在大尺寸电视领域有所作为
图11：2018年6月重点尺寸销量份额
miniLED背光是LCD阵营对抗OLED的重要武器。尽管在高阶显示市场争夺战中，OLED曾凭借其高清、高画质、高对比度特性抢走了部分LCD的市场，一度风光无限。然而，随着miniLED技术的加入，LCD方案的显示效果上已经不遑多让；并且OLED技术自诞生以来广受诟病的高成本和低寿命问题始终没有得到有效解决，这便给了LCD阵营重回高端显示市场的绝佳突破口。此外，我们看到国内LCD及LED产业均已日趋成熟，产品价格均不断降低；所以有理由相信，miniLED+LCD的显示方案有望在不远的将来实现平价，从高端渗透至大众。届时其应用场景和市场规模也将得到进一步的提升。
图12：LCD与OLED性能比较
全面屏——手机显示技术的重要趋势。2016年10月小米发布MIX概念款手机，全面屏开始在国内市场得到预热；2017年各大一线手机品牌几乎均踏过80%屏占比门槛；2018年，升降式摄像头、刘海屏、AAHole等高屏占比技术路线百花齐放。
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便携性更佳：全面屏手机让大屏手机体验更好。例如6.4英寸的三星S8+全面屏手机，尺寸只与5.5英寸的iPhone7Plus差不多，这使得其单手操作与便携性更好。
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视觉效果惊艳：相比普通手机，具备更窄的顶部和尾部的区域以及更窄的边框，具有更好的外观设计，能够给用户带来更具冲击力的视觉体验，屏幕视觉效果更为出色。
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内容呈现更多：全面屏能够在有限的机身上呈现无界视野,给用户显示更多内容,让用户在阅读浏览的时候更加方便。
图13：2016-2019手机屏占比变化趋势
miniLED+LCD——OLED以外，另一种实现手机高屏占比的技术路径。目前，高端智能手机实现高屏占比的主流技术是OLED，受制于专利保护及技术壁垒，OLED市场几乎被三星等少数厂商垄断，终端厂商的议价能力较差，这在某种意义上妨碍了高屏占比手机向中低端机型渗透，此外OLED的屏幕的可靠性也有待接受更广泛的市场检验（如2018年底华为绿屏门事件）。终端厂商亟需寻求OLED路径以外的，另一种经济实惠、且更加可靠的高屏占比实现方式，于是成熟的LCD技术重新回到人们的视野。由于传统侧入式的背光方案需要给侧边背光源LED灯珠留下空间，传统“LCD+侧入式LED”背光方式无法在薄型化的前提下高屏占比。而miniLED的出现则彻底解决了这一问题——通过将LED芯片尺寸微缩，在实现薄型化的前提下，采用的直下式LED背光，无需占用手机侧边空间，因此能够实现“高屏占比”显示效果。此外，由于其可通过LocalDimming设计达到高动态范围的屏幕效果，因此能呈现更细致的屏幕画面，不仅与OLED的屏幕厚度相差无几，表现效果也相当出色。可见，小尺寸显示这个战场，极具潜力的miniLED同样有机会与当下炙手可热的OLED屏分庭抗礼。
图14：华星光电miniLED背光方案
华星光电，国元证券研究中心普通背光液晶屏、OLED、miniLED背光液晶屏显示效果对比与普通液晶显示相比miniLED背光显示具有可控制、可挖空避让、可弯曲、芯片尺寸小、功耗低、高对比度、高HDR效果、高峰值亮度、高清晰度等优势。与OLED显示相比，miniLED背光显示具有高峰值亮度、色域更宽、较低成本、寿命长、稳定性好、产业链成熟等优势。
表3：普通液晶、OLED、miniLED+LCD背光显示特性对比
此外，成本因素也将是终端厂商的另一个重要考量，以2018年6英寸手机面板价格为例：普通LED背光设计的液晶面板成本约20-30美元，柔性OLED成本约为80-100美元，采用MiniLED背光设计的液晶面板成本约为40-50美元。与略显青涩的OLED产业链不同的是，无论LED还是LCD产业链都已非常成熟，miniLED背光的本质无非是老树开新花，一旦开始规模化应用，其综合成本将有望得到进一步下降。展望未来，随着miniLED背光不断成熟以及终端品牌厂商接受度的提升，手机背光将会是推动miniLED行业快速成长的另一个有力引擎。2.2miniLED直接显示——小间距LED的自然延伸集邦咨询LED研究中心（LEDinside）数据显示，随着LED显示屏于租赁市场、HDR市场应用、零售百货、会议室市场需求增加，2022年全球LED显示屏市场规模将达到93.49亿美金，预估2018~2022年复合成长率为12%。其中，2018年室内小间距市场规模成长至19.97亿美金，年成长高达39%，主要动力来自于超小间距趋势持续发酵，预计其2018~2022年复合成长率将达28%
图15中国大陆小间距LED销售量
图16：中国大陆小间距LED销售额
从2018年中国大陆小间距LED销售结构来看，1.0以下间距的销售额占比快速增长，大幅提升5.8个百分点。标志着小间距LED显示屏市场正快速向超小间距及miniLED过渡。
图17：2017-2018年小间距LED国内市场产品销售额结构占比
与传统DLP显示方式相比，miniLED显示技术具有无缝拼接、高画质、应用场景灵活等特点。DLP背投技术体积与重量过大、寿命短、对比度不足、易白屏、伴有灼伤现象等，这些短板不容小觑。相比之下，小间距及miniLED所具备的高亮度、高色彩饱和度、高对比度、高分辨率、体积轻薄、寿命长等优良特征，广泛受到客户的青睐。
表4：传统DLP与miniLED显示屏特性对比
目前miniLED显示屏已经开始逐步的应用于交通管理指挥中心，安防监控中心等政府采购项目；未来，随着其渗透率的进一步提升，室内商业显示等更为广阔的应用市场同样值得期待。政府部门：在政府应急指挥中心、气象环保监测中心、120急救中心等多任务、大容量、集中高效的公共信息处理系统中，小间距及miniLED显示屏已然成为非常重要的信息发布平台。交通系统：在交通管理指挥中心，小间距及miniLED显示屏凭借其高清晰度、高可靠性、高分辨率的优良特性，快速占据一席之地。商业显示：在商业显示领域，如室内广告投放、远程视频会议、礼堂歌舞背景等应用场景，小间距及miniLED凭借其高色彩饱和度及对比度等高画质特性，正在被越来越多的用户所接受。其他如安防监控中心、军演指挥中心、广电传媒系统等大型显示场景，小间距及miniLED的应用潜力也正在被不断的被市场发掘出来
图18：2018年小间距LED显示屏国内市场行业应用分布
奥维云网(AVC)数据显示：2018年全年商用显示市场整体规模达766.4亿，同比增长率达39.1%，其中小间距及miniLED市场规模贡献68.4亿。
图19：2018年中国大陆商显品类市场规模
miniLED作为小间距LED产品的延伸和MicroLED的前奏,虽然在2018年获得较大突破，并在2019年迎来量产，但是在持续发展的过程中，仍面临来自芯片、封装、驱动IC、巨量转移等诸多方面的新技术挑战。
图20：miniLED关键技术
在终端市场超薄的要求下,miniLED的芯片需要微缩化。由于将传统LED芯片尺寸微缩到100μm到200μm，因此对芯片生产过程中的光刻和蚀刻要求更高，焊接面的平整度、电极结构的设计、易焊接性以及对焊接参数的适应性、封装宽容度都是芯片设计的难点与重点。红光倒装芯片：目前miniLED大多采用倒装结构，主要因为倒装芯片无需打线，适合超小空间排列。虽然蓝绿光倒装LED芯片生产较为成熟，但是红光倒装LED芯片技术难度高，需要进行衬底转移（不同于蓝绿光的蓝宝石衬底，红光芯片砷化镓衬底不透明，做倒装芯片需要转移到透明衬底上），其转移技术、良率控制极为关键。由于miniLED尺寸的微缩化及芯片和灯珠单位面积使用量的巨大、排列的紧密，因此其对焊接面平整度、线路精度、焊接参数的适应性和封装宽容度有更高的要求。传统锡膏固晶容易导致芯片焊接漂移，孔洞率增大，对miniLED来说已经不再适用，目前使用更高精度固晶基板及固晶设备尤为关键。此外，由于miniLED精度要求在25um以下，因此传统贴片机必须将贴片速度降低到原有贴片速度的30-50%。为了避免显示屏生产效率的下降，未来能够获得更高效的贴片机是一个挑战。薄型化封装：在背光领域，miniLED超薄化需求尤为重要，但当PCB厚度低于0.4mm时，在回流焊、Molding工艺中，由于树脂基材与铜层热膨胀系统不同，会诱发芯片虚焊，而Molding封装过程中，封装胶与PCB热膨胀系数不同也会导致胶裂。由于miniLED点间距较小，所用发光芯片尺寸小且数量多，使得驱动IC对电流的精准控制要求更高。此外，因为使用大量的驱动IC和LED芯片，这也导致散热困难出现，而过多的热量会损害显示品质和产品的可靠性，因此高集成和低功耗的驱动IC将是显示屏驱动IC的发展方向区域调光：在采用分区域调光方案时，背光模组面临着分区亮度和均匀度、刷新频率、背光光效、集成度、精细调光分辨率提升等一系列技术门槛。三安光电：百尺竿头更进一步，miniLED投资勇立潮头作为全球LED芯片领航者，三安光电深耕LED芯片20余年，无论产能规模、客户结构还是技术储备均属业界一流。其下游终端市场涵盖LED所有应用领域，无论是占比最高的通用照明还是快速增长的miniLED，三安芯片均有深厚的技术储备和销售渠道优势。2018年三安光电作为芯片供应商，助力三星推出146英寸miniLED电视（TheWall），足以说明公司产品的市场认可度。2019年4月，三安光电宣布与湖北省葛店经开区管委会签订项目投资合同，投资总额120亿元，用于Mini/MicroLED产品产业化。预计项目达产后将实现氮化镓芯片年产161万片、砷化镓芯片系列年产75万片、4K显示屏用封装产品年产84000台。不仅显著增厚公司业绩，而且也将积极推动mini/microLED行业发展驶入快车道。作为国内较早从事LED背光模组研发生产的行业开拓者，瑞丰光电自成立以来一直专注于LED先进封装并横向拓展至新型显示领域，目前其主要业务涵盖通用照明、大小尺寸背光、miniLED背光、miniLED直显、汽车照明、激光放映、工控显示等。且在每个领域都有多年积累的技术优势和渠道卡位。当下，LED照明市场逐渐饱和，行业增速放缓，主要竞争对手纷纷采取规模化+低成本战略，而具有技术领先优势的瑞丰光电则开辟出一条差异化竞争的战略路线，聚焦价值含量更高且增长速度更快的新型显示和汽车电子领域。短期来看，新型显示的miniLED，激光将会是未来两年公司主要的核心引擎，长期来看，汽车领域的稳定持续贡献也同样不容忽视。2019年初，工业和信息化部、国家广播电视总局、中央广播电视总台联合发布了《超高清视频产业发展行动计划（2019-2022年）》，明确提出按照“4K先行、兼顾8K”的总体技术路线，到2022年，我国超高清视频产业总体规模超过4万亿元，4K产业生态体系基本完善，8K关键技术产品研发和产业化取得突破的总体目标。发展超高清视频产业的前哨，必然是高清终端（电视、手机）的率先崛起。2019年8月，华为发布“荣耀智慧屏”并预告“华为智慧屏”将于9月发布。可以期待的是，华为的入局有望给整个电视行业带来一场革命性的旋风，未来的电视或将承载家居物联网、网络社交更多的用户需求，这也给对未来电视画质提出相当的要求。生逢其时的miniLED背光技术，可以在远低于OLED成本下实现不逊色于OLED的显示效果，且其亮度、可靠性和寿命均优于OLED。故而我们看好miniLED在高清电视的应用前景。而深耕电视背光多年的瑞丰光电早在2015年便开始前瞻性的进行miniLED技术开发，并与下游主要的电视、手机终端厂商积极合作。时至今日，无论技术储备还是客户渠道均已准备就绪，随着下游市场的进一步打开，miniLED将有望给瑞丰光电带来显著的业绩支撑。此外，公司在激光放映和汽车电子等领域的多维布局也有望迎来收获。国星光电：RGB显示封装龙头，小间距到miniLED无缝衔接2018年，伴随宏观经济放缓、贸易摩擦以及行业产能集中释放等因素影响，LED行业遭遇出货量和产品价格的双重下滑，行业竞争较为激烈，产业链部分领域的龙头企业也受到一定程度的波及。然而国星光电却能在冰封的LED行业中实现逆势增长，究其主要原因，在于公司的战略重心聚焦在快速成长的RGB显示封装细分领域。相比于处于竞争红海中的白光照明市场，RGB显示（尤其是小间距及miniLED）仍处在一个快速增长的阶段，而国星光电作为RGB显示领域的业界龙头，将持续受益于该细分市场的不断成长。
与传统液晶屏及等显示技术相比，小间距LED显示技术在亮度、色彩、可靠性等方面优势显著，近年来受益于成本下降以及应用场景增加，小间距LED显示行业驶入快车道。其背后主要源于两方面驱动因素：其一是安防、交管、军演等政府采购驱动；其二是室内商显领域小间距LED显示对传统DLP显示替代。GGII数据显示：2017年中国小间距显示屏规模同比增长67%，达到59亿元，2020年中国小间距显示屏市场规模将达177亿元，年复合增速44%左右。国星光电作为国内小间距显示封装的领头羊，将有望获得超越行业平均水平的增速。MiniLED直接显示屏是小间距LED的进一步延伸，与小间距封装在技术与客户两方面均可无缝衔接，公司自2018年6月发布首款miniLED产品后，业已经获得市场主流显示屏厂家的广泛认可。我们认为随着mini显示市场的逐步崛起，作为行业先行者的国星光电将会深度获益。 来源：国元证券
转载自：网络 中科同志科技
