1. Micro LED 是未來最具潛力的新型顯示技術

    1.1. Micro LED 和 Mini LED 核心區別不只是尺寸

    Micro LED，又稱為 mLED 或μLED，是一種基于微型發光二極管（LED）的新型自發光顯示 技術。業內不同公司對 Micro LED 的定義不同，PlayNitride 和 Sony 公司定義 LED 芯片尺 寸小于 50μm，或發光區域小于 0.003mm²稱之為 Micro LED，介于普通 LED 和 Micro LED 之間的稱之為 Mini LED。

    LEDinside 曾經定義 100μm 作為 Micro LED 及 Mini LED 尺寸的分界，即 100μm 以上的為 Mini LED，小于 100μm 的則是 Micro LED。隨著相關技術的持續進展，廠商已經能夠制造 出尺寸小于 100μm 但仍帶有藍寶石襯底的 Mini LED 芯片。

    藍寶石 Micro LED 的主流襯底材料，但是藍寶石襯底的不導電性、差異熱性會影響 Micro LED 器件的發光效率，且脆性藍寶石不利于 Micro LED 在柔性顯示方向的運用，所以要生產高分辨率、高亮度、高對比度、微尺寸的 Micro LED 芯片，剝離藍寶石襯底是必要環節。

    有業內廠商定義更嚴格，認為無藍寶石襯底，且尺寸至少在 50μm 為 Micro LED， 50μm-250μm 之間的為 Mini LED。

    1.2. Micro LED 是最具潛力的顯示技術，未來應用空間巨大

    TFT-LCD 顯示是最成熟，且應用最廣泛的顯示技術。LCD 是一種于薄膜晶體管（TFT）驅 動的有源矩陣液晶平板顯示器，它主要原理是以電流刺激液晶分子構成畫面，結合背光源和 濾光片來顯示顏色，經過二十多年發展，目前主流顯示屏包括 TV、顯示器、平板、手機等均主要采用 TFT-LCD 技術生產。

    小尺寸 OLED 面板成本已接近同尺寸 LCD，在手機屏幕中獲得廣泛應用。OLED 指有機發 光二極管，具備自發光、響應快的特點，與 LCD 相比 OLED 節省了背光源、液晶和彩色濾 光片等結構，可實現超薄屏和柔性屏。OLED 顯示根據驅動方式的不同，分為無源驅動 OLED （PMOLED）和有源驅動 OLED（AMOLED）兩類，其中 AMOLED 具有反應速度快、對比 度更高、視角較廣的特點，應用領域更為廣闊。

    根據 PIDA 數據，早在 2020 年一季度，5.75 英寸的 OLED 面板就已經控制在 15-18 美元左 右，與同尺寸 LCD 面板成本基本相同，因此 OLED 屏在在手機領域中逐步提高滲透率。

    2017 年 iPhone X 采用 OLED 屏幕之后正式揭開手機產業屏幕技術的變革，目前 AMOLED 在智能手機領域的應用已逐漸成為主流，尤其是在主流品牌的高端機型領域，如蘋果 iPhone X，華為 P40 Pro，OPPO R17 Pro，小米 Mi10 等。

    據 OMDIA 數據顯示，2020 年全球顯示面板市場約 1060 億美元，其中 AMOLED 顯示面板 市場規模達到 292 億美元，占比 27.5%，而在手機領域，由于手機品牌客戶仍積極采用 AMOLED 面板，AMOLED 機種滲透率有望持續提升。

    此外 AMOLED 在可穿戴設備、筆記本電腦、車載等領域的市場也在不斷拓展。OPPO 2020 年發布 OPPO Watch 應用雙曲面柔性 AMOLED，惠普于 2019 年發布 15 英寸 OLED 屏筆 記本電腦。

    大尺寸 OLED 屏幕成本高昂，使用壽命也相較 LCD 屏幕短，在家用 TV 和顯示屏領域應用 受限。OLED 基于有機發光二極管技術，面板內的有機分子壽命會隨著時間出現衰減，通常 OLED 壽命為 5000 小時，而 LCD 至少 10000 小時，家用顯示設備對使用壽命要求較高。 且與同尺寸 LCD 面板相比，大尺寸 OLED 面板價格高昂。根據 OMIDA 數據，2020 年 12 月 55 英寸 4K OLED 面板價格為 510 美元，相同尺寸和分辨率的 LCD 面板價格僅為 178 美 元。

    同樣在終端市場可以看到，OLED 電視售價普遍超過 1 萬元，比同品牌同尺寸電視價格高近 1 倍，目前 OLED 在家用 TV 和顯示屏領域尚未得到大批量應用。

    Micro LED 顯示具有自發光、高效率、低功耗、高穩定等特性，是下一代主流顯示技術的重 要選擇，在眾多領域均有替代現有技術的潛力。Micro LED 陣列可以達到超高密度像素并具 備自發光的特性，相比 OLED 和 LCD 有更高的發光效率、更長的壽命和更高的亮度，同時 具備輕薄、省電荷全天候使用的優勢，在顯示領域將獲得廣泛應用。

    小尺寸穿戴顯示，主流穿戴式電子設備主要包括智能手環和手表，要求其顯示屏在室內外各 種環境下都能可靠顯示，并能在電池供電的情況下長時間工作，屏幕要求亮度高、功耗低、重量輕。較小的屏體尺寸（1 英寸-1.7 英寸）有助于減少 Micro LED 的工藝成本，因此智能 手表是最容易突破的細分市場，廠商可以先從該領域積累經驗、改進技術。

    VR/AR 近眼顯示，目前主要采用 LCoS（硅上液晶）和 OLEDoS（硅上有機發光）兩種微型 顯示技術，LCoS 采用被動發光技術，發光效率較低，功耗較大，且像素點亮響應時間較長， 容易有拖影現象，OLEDoS 在像素密度、全彩化、響應速度各方面都可滿足近眼顯示要求， 但在 AR 場景中，尤其戶外光照強度比較大的條件下，Micro LED 具有更高的亮度，可與環 境光競爭，且壽命遠大于 OLEDoS，具有替代現有顯示技術的可能。

    手機和平板電腦顯示，目前主流手機采用的屏幕主要可歸類為 LCD 與 OLED，平板電腦基 本上還是采用 LCD，從顯示畫質的亮度、對比度、色域、清晰度，到功耗、壽命等各方面都 有替代現有技術的潛力。

    電視顯示，在 TV 應用領域 pitch 間距通常為 0.1mm-1.0mm 之間，以 TCL 65 寸 4K 超高清 電視為例，分辨率為 3840*2160，pitch 約為 0.3 左右 .0-p2.5

    之間，通常應用于公共服務、政府部門、戶外顯示等領域，小間距燈珠尺寸還難以達到家用 程度，業內通常認為 pitch 小于 0.5mm 時才有機會推廣至家用電視，對應的芯片無疑是 Micro LED 范疇。據 Yole 數據，2019 年全球電視銷量約為 2.8 億臺，家用電視市場銷量基本保持 平穩，但價值在于高端大型電視，高價電視銷量占 8%，但收入占 40%。Micro LED 預計先 從“豪華電視”切入，然后逐步進入高端市場。

    2. Micro LED 商用尚有重重困難，巨量轉移技術是最關鍵的一環

    現階段 Micro LED 還有許多技術瓶頸有待突破，如芯片制造、巨量轉移、檢測修復等，這也 是目前 Micro LED 出貨量低、售價高昂原因。

    芯片制造，外延片厚度、波長、亮度均勻性與一致性要求更高，芯片結構比傳統 LED 更為 復雜，且目前行業制造工藝尚未標準化，使得工藝和設備標準化程度低、良品率和產量尚不 成熟。

    巨量轉移，芯片制造完成后需要將微米級的晶粒轉移到驅動電路基底上，無論是 TV 屏還是 手機屏轉移數量相當巨大，并且顯示產品對于像素錯誤的容忍度極低。例如要制造少于 5 個 像素壞點的全彩 1920*1080 顯示屏，良率必須達到 99.9999%，這是現有工藝很難達到。

    檢測修復，由于 Micro LED 尺寸極小，傳統測試設備難以使用，如何在百萬級甚至千萬級的 芯片中對壞點進行檢測修復是一大挑戰，同樣通過檢測技術挑出缺陷晶粒后，如何替換壞點 也是一項不可或缺的技術。

    2.1. Micro LED 巨量轉移需要全新的技術來達到至少數十 KK 級轉移效率，傳統 LED 轉移技術無法滿足

    一般“巨量轉移”用在 Micro LED 場景，而非 Mini LED 場景。在完成微米級 Micro LED 晶 粒制作后，要把數百萬甚至數千萬顆微米級的 LED 晶粒正確且有效率地移動到電路基板上 的過程稱之為“巨量轉移”。以 4K 電視為例，4K 通常指 4096x2160 分辨率，假設每像素點 為三個 R/G/B 晶粒，制作一臺 4K 電視需要轉移的晶粒高達 2600 萬顆，即使每次轉移 1 萬 顆，也需要重復 2400 次。通常傳統的 LED 轉移設備速度最高在數十顆/秒，無法滿足 Micro LED 量產化的需求。

    巨量轉移技術是 Micro LED 量產化應用的關鍵一步，目前還存在許多問題。

    （1）Micro-LED 芯片需要進行多次轉移（至少需要從藍寶石襯底→臨時襯底→新襯底），且每次轉移芯片量非常大，對轉移工藝的穩定性和精確度要求非常高。

    （2）對于 R/G/B 全彩顯示而言，由于每一種工藝只能生產一種顏色的芯片，故需要將紅/ 綠/藍芯片分別進行轉移，需要非常精準的工藝進行芯片的定位，極大的增加了轉移的工藝難 度。

    （3）Micro-LED 的厚度僅為幾微米，將其精確地放臵在目標襯底上的難度非常高，芯片尺 寸及間距都很小，要將芯片連上電路也是一個挑戰。

    目前“巨量轉移”問題尚未得到有效解決，導致 Micro LED 直顯設備成本居高不下，業內已經開始攻克該技術難題。

    2.2. 巨量轉移技術突破后將有廣闊的設備市場空間

    業界目前對于芯片巨量轉移主要有以下幾種方式：

    靜電力吸附轉移方式：原理主要是利用靜電力來控制內外電極電壓差，實現對晶粒的吸附和 轉移。靜電力采用具有雙級結構的轉移頭，轉移頭被介電層對半分離呈一對 Si 電極。拾取晶 粒階段，在吸附轉移頭和芯片上產生不同電荷，利用異性相吸的原理將晶粒吸附拾取。放臵晶粒階段，通過調節電極電壓差，同性電荷相斥，把晶粒放到既定位臵完成轉移。在轉移過 程中要求被吸取的微型晶粒襯底平整度必須精確控制，以免造成無效的抓取動作，降低良率。

    流體裝配轉移技術：原理是將芯片分裝在流體內，通過控制流體的流動，利用流體的流力和 重力作用，將其中的 Micro LED 芯片顆粒捕獲并放臵到襯底上的對應井中。流體組裝技術僅 需在 Micro LED 芯片上做特殊設計，芯片即可精準對位。

    2021 年 4 月 19 日，eLux在官方網站上宣布通過流體組裝技術已生產出 12.3 英寸 microLED 顯示器，自然產率為 99.987%。顯示器由 581,400 個 GaN microLED 在 10 分鐘內組裝而成， 組裝速度為每小時 310 萬顆，即 3.1KK/時。其中有 34 個失效顆粒，33 個可用激光修復， 修復缺陷率接近百萬分之一。與最常見的取放及激光轉移方案相比，流體組裝技術耗材使用 較少、成本較低，在轉移設備和轉移過程中，流體組裝設備不需要精密的對位控制，因此成 本相對低廉。

    eLux 成立于 2016 年 10 月 13 日，從美國夏普實驗室分拆出來，目標是開發基于 micro led 技術的大尺寸直顯顯示器。2017 年 5 月下旬，鴻海精密和夏普公司聯合 CyberNet Venture Capital、群創光電和先進光電宣布投資 eLux。

    彈性印模轉移技術：原理是先處理 Micro LED 芯片襯底，使其只通過錨點和斷裂鏈固定在基 底上，然后利用聚二甲基硅氧烷作為轉移膜材料制作彈性印模。彈性印模與芯片通過范德華 力結合，斷裂鏈發生斷裂，所有芯片按原來的陣列排布被轉移到彈性體上面，通過調整印模 與芯片之間的黏著性，完成釋放動作。要求精準控制各個階段粘力大小，且印模必須表面度 極為平坦，才不影響轉移的良率和精度。

    2021 年 1 月 28 日，美國 Micro LED 顯示技術開發商 X Display Company 在官網宣布 2020 年底在美國安裝全球首個基于彈性印模轉移技術的巨量轉移設備，并將在 2021 年供應更多 巨量轉移工具。XDC 是由巨量轉移技術廠商 X-Celeprint 在 2019 年分拆出來的公司，擁有 Micro LED 巨量轉移技術的 IP 和制造能力，并與達科、隆科等全球多家顯示行業廠商簽署技 術許可協議，加速 Micro LED 商用化進程。

    選擇性釋放轉移技術：選擇性釋放轉移技術跳過拾取和釋放的環節，直接從原有的襯底上將 LED 進行轉移。目前實現方式通常是通過高能量脈沖激光透過鍍有材料薄膜的基底，聚焦到 基底與材料薄膜的交界面上，使薄膜被加熱至熔融狀態，基底上的芯片即可轉移沉積到與之 平行放臵的受體上。該轉移技術需要精準控制激光的功率和分辨率，才能不影響芯片性能并 達到產品良率。

    德國激光微加工系統廠商 3D-Micromac 推出新型 micro CETI 巨量轉移平臺，根據其白皮書 顯示，micro CETI 設備科支持小于 2μm 精度，每小時顆轉移 1.3 億顆Micro LED 芯片，即 效率為 130KK/小時，而機械轉移受限于拾取/放臵的速度和精度。

    2021 年 3 月 17 日慕尼黑上海光博會期間，Coherent 相干公司推出基于激光 LIFT 轉移技術 的 MicroLED 巨量轉移解決方案，據公司公布轉移速度高達每秒數萬顆，即數十 KK/小時， 并可實現 2μm 間距的高精準加工。

    滾軸轉印轉移技術：利用帶有計算機接口的滾輪系統，反饋模塊包含兩個負載傳感器和兩個 Z 軸執行器，滾輪系統通過兩個顯微鏡保持精確對準，通過反饋模塊精準控制，將 Micro LED 轉印至接收襯底上。

    3D-Micromac 認為激光轉移方式效率最高，是其它幾種巨量轉移技術效率的數倍。

    國內 LED 小間距龍頭利亞德 2021 年 4 月 6 日在互動易平臺披露，公司 Micro LED 巨量轉 移效率 1000 顆/秒，即 3.6KK/小時，良率 98.9%。

    Micro LED 顯示設備芯片需求量極速增多，巨量轉移設備將是一個廣闊的市場。雖巨量轉移 技術在不斷取得進展，但離實際大規模應用尚有相當距離。若巨量轉移技術取得突破，將帶 來一個廣闊的轉移設備市場。因 Micro LED 尚在技術攻關階段，暫以智能手機市場為例做假設預估。

    2.3. Mini LED 背光不僅僅是過渡性方案，仍有很長的發展周期

    在技術原理上，Mini LED 背光與傳統 LED 背光沒有本質區別，只是背光 LED 燈珠尺寸縮小、 動態分區增多，也因此實現難度和成本遠低于 Micro LED。根據 LEDinside 估算，相同對比 度條件下，采用 Mini LED 背光的液晶面板價格僅約為 OLED 面板的 70-80%，而液晶畫面 顯示效果卻能大幅提升，且保留了 LCD 技術高亮度、長壽命的優點。

    蘋果發布基于 Mini LED 背光顯示技術的 12.9 英寸 iPad Pro，推動 Mini LED 背光技術商業 化進程。蘋果于 2021 年 4 月發布的 12.9 英寸 iPad Pro，采用 2500 個分區，超過 1 萬顆 Mini LED 燈珠，各大顯示廠商紛紛發布 Mini LED 背光產品。

    2.4. Mini LED 技術的深入應用將大幅提升現有轉移設備市場空間

    Mini LED 背光產品使用的芯片數量遠小于 Micro LED，目前市面上 Mini LED 背光產品通常 從數百分區到數千分區，所使用的晶粒數量為千級或萬級，如蘋果 2021 款 iPad Pro 12.9 英 寸，2500 個分區，使用 1 萬顆左右的 Mini LED 芯片。

    技術上通常采用機械式轉移方式，通常稱之為固晶，即用轉移頭實現吸取-位移-定位-放臵動 作，將 LED 晶粒從晶片盤吸取后貼轉到目標位臵，要求設備具備高速精準運動控制的能力， 一般通過計算機視覺等算法實現高速定位和追蹤糾偏。

    市面上針對 Mini LED 的轉移設備單臺效率在數十顆/秒，轉移 1 萬顆晶粒僅需幾分鐘。2020 年 7 月 8 日，新加坡半導體封裝設備廠商 K&S 接受 LEDInside 專訪，宣布和 Rohinni 聯手 開發的 Mini LED 轉移設備 PIXALUX 每秒能夠轉移 50 顆 LED 晶粒，并能達到 10-15μm 的 精準度。

    2021 年 1 月 11 日，美國 Rohinni 公司宣布 Mini LED 轉移技術獲得突破，基于其新焊頭技 術轉移速度達到 100 次/秒，并可實現 99.999%以上放臵良率。

    據公司招股書披露，國內 LED 固晶機龍頭新益昌 Mini LED 轉移設備已進入三星等顯示大廠 應用認證，據公司在 2021 年 6 月投資者關系活動記錄表披露，公司 Mini LED 六聯體固晶設 備轉移效率為 120K/小時。

    Mini LED 直顯屏對芯片和轉移的需求量巨大，目前背光應用在蘋果、三星、TCL、華為等品 牌商的引領下起量在即，我們僅對背光應用進行測算即可看到 Mini LED 背光產品為轉移設 備打開了新的增量市場。依據蘋果 iPad Pro 12.9 英寸，2500 分區，使用 1 萬顆 Mini LED 芯片，華為智慧屏 V75 Super 采用 46080 顆 Mini LED 芯片，2880 個物理背光分區。我們 假設 Mini LED 背光 TV 的平均 LED 芯片用量 25000 顆，筆電 15000 顆，平板 10000 顆。

    3. 重點公司分析

    3.1. 新益昌

    國內 LED 固晶轉移設備龍頭，業績穩步增長。“高工 LED 和 GGII 在調研中就新益 昌相關固晶機的市場占有率做了初步統計，數據顯示，截至目前，新益昌在固晶機市場的占 有率已經超過 70%，客戶普及率也已超過 9 成。”公司 2018 年至 2020 年營業收入 6.98 億 元、6.55 億元、7.04 億元，2021 上半年營業收入 4.94 億，業績穩步增長。2021 年 4 月 21 日，蘋果發布搭載 Mini LED 的 iPad Pro，Mini LED 需求釋放加速，為公司業績注入新動力。

    多點布局，半導體+超級電容市場廣闊。公司持續自研創新，成功切入超級電容、半導體固 晶、鋰電池設備制造等領域，2018 年至 2020 年超級電容器老化測試設備銷售收入為 83.76 萬元，150.00 萬元及 536.28 萬元，半導體固晶機銷售收入為 171.63 萬元，2268.21 萬元， 2170 萬元，鋰電池制片卷繞設備銷售收入為 110.34 萬元，800.04 萬元，1853.99 萬元，公 司新產品銷售額快速增長，為未來發展打開新的空間。

    “產品優勢+客戶優勢”明顯，在手訂單飽滿，直接受益產業發展。根據公司公告，公司 Mini LED 固晶機進入三星等顯示大廠應用驗證，截至 2020 年 12 月 31 日 Mini LED 固晶機在手 訂單合同總金額 4731.9 萬元，產品競爭力明顯。公司深耕行業多年，LED 領域，公司客戶 包括三安光電、國星光電、東山精密、兆馳股份、三安光電、華天科技、鴻利智匯、瑞豐光 電、雷曼光電、廈門信達、晶臺股份等知名公司，并與國際知名廠商 SAMSUNG、億光電子 等保持良好合作；電容器領域，公司的客戶涵蓋了艾華集團、江海股份等知名公司；在半導 體設備領域，公司的客戶包括晶導微、燦瑞科技、揚杰科技、通富微、固锝電子等知名公司。 截至 2020 年 12 月末，公司已發出未驗收產品的賬面余額為 20,876.45 萬元，已簽合同尚未 發貨的在手訂單不含稅銷售額為 33,429.11 萬元；此外，公司于 2021 年 1 月-2021 年 2 月 累計新簽署訂單的不含稅銷售價值為 31,746.34 萬元，為 2021 年收入提供充分保障。

    3.2. 三安光電

    國內 LED 行業芯片外延片龍頭，大力投入 Mini LED & Micro LED。2019 年公司擬計劃投 資 120 億元在湖北葛店建設 Mini LED & Micro LED 產業園，據公司 2020 年公告披露，湖北 產業園完成基建，設備陸續進場，有望逐步釋放產能。公司與三星持續保持深度合作，并與 華星合作建立 Micro LED 實驗室。2021 年一季度公司營業總收入 27.1 億，同比增長61.6%， 歸母凈利潤 5.56 億，同比增長 42.1%。

    投巨資切入第三代化合物半導體領域，國產替代空間巨大。公司 2015 年投入 30 億成立三安集成，切入微波射頻、高功率電力電子、光通訊等化合物半導體業務。該領域國內目前主要 應商為恩智浦、英飛凌、科銳、羅姆等國際巨頭，公司 2017 年計劃總投資 333 億建立泉州 三安半導體擴產產能，2020 年計劃總投資 160 億建立湖南長沙 SiC 產業園。2018 年至2020 年，三安集成收入分別為 1.71 億、2.41 億、9.74 億，2021 上半年度 10.16 億，收入快速增長。