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　　Mini/Micro LED芯片制造流程與傳統(tǒng)LED芯片類似。與傳統(tǒng)LED芯片相同，Micro/Mini LED芯片一般采用刻蝕和外延生長的方式制備，芯片制作流程主要包括：襯底制備、中間層制備、臺階刻蝕、導(dǎo)電層制備、絕緣層制備、電極制備等，涉及比較重要的設(shè)備有刻蝕機和沉積設(shè)備（MOCVD）等。

　　Mini LED芯片采用倒裝方式，制造壁壘較高，投片良率逐步達(dá)到規(guī)?；?。Mini LED的芯片要做到更小尺寸需要采用倒裝工藝，倒裝芯片能夠?qū)崿F(xiàn)更低熱阻、更好的集成度和更好的光學(xué)一致性。Mini LED芯片制造的壁壘較高，主要在于要在小尺寸的基礎(chǔ)上，要達(dá)到芯片波長、亮度、視角一致性，高光效和高可靠性要求，局部調(diào)光時保持較高的一致性，并保證大批量的供貨，目前來說僅有晶電、華燦、三安這幾家廠商能夠做到。目前，從行業(yè)上來看，Mini LED芯片投片良率達(dá)到規(guī)模化要求，混光方案逐漸成熟，量產(chǎn)規(guī)格穩(wěn)定，芯片成本穩(wěn)定，推動行業(yè)規(guī)模商用。

　　Micro LED芯片制造尚需解決紅光效率低等問題。Micro LED對外延片均勻性的要求更高，發(fā)光波長均勻性要求從5nm提高到2nm，同時對于芯片尺寸（小）、超凈室等級（高）等要求更高。Micro LED紅光良率低、效率差是目前最突出的問題，傳統(tǒng)的紅光LED主要基于AlInGaP材料，由于載流子擴散長度大和表面復(fù)合速度高，隨著器件尺寸的減小，效率急劇下降。目前國內(nèi)外不斷推出紅光問題的解決方案，采用第三代半導(dǎo)體氮化鎵材料已經(jīng)成為解決紅光效率及可靠性問題的可靠選擇之一，包括華燦光電在內(nèi)的LED芯片企業(yè)在紅光芯片領(lǐng)域也已經(jīng)取得了一定的突破。

　　MOCVD為芯片制造方面核心設(shè)備，目前以海外廠商為主，國內(nèi)中微公司布局領(lǐng)先。在外延環(huán)節(jié)，磊晶生成的外延片質(zhì)量是決定光芯片性能的關(guān)鍵因素，決定了70%-80%的效率，其最核心的設(shè)備為為MOCVD。Mini-LED芯片對MOCVD設(shè)備的均勻性及波長一致性要求較高。目前全球生產(chǎn)MOCVD的企業(yè)主要有德國的Aixtron（愛思強）、美國的Veeco、日本的NIPPON Sanso和Nissin Electric等。其中，Aixtron和Veeco具有壟斷地位，日本MOCVD企業(yè)只供應(yīng)日本本土，在全球占比相對較小。國內(nèi)的中微半導(dǎo)體和中晟光電也已獲眾多客戶認(rèn)可，中微公司于2021年6月推出了用于Mini-LED生產(chǎn)的MOCVD設(shè)備Prismo UniMax。

　　另外，芯片制造環(huán)節(jié)還涉及測試分揀的設(shè)備，和傳統(tǒng)的LED芯片由封裝廠進行測試不同，Mini LED要求芯片廠在交貨時就分選完成，保證出貨、交貨產(chǎn)品的一致性，因此后端分揀設(shè)備投資規(guī)模也較大。

　　2.芯片封裝：COB將迎來迅速增長

　　目前市場上LED的封裝方式主要包括SMD、IMD、POB和COB。傳統(tǒng)LED和傳統(tǒng)小間距封裝多采用成熟的SMD方案，Mini LED直顯以IMD和COB方案為主，Mini LED背光以POB和COB方案為主。

　　SMD工藝（表面貼裝器件）屬于分立器件封裝，將裸芯片固定在支架上，通過金線將二者進行電氣連接，最后用環(huán)氧樹脂進行保護，組成分立燈珠，再交由屏廠后將焊點與PCB連接。SMD具有技術(shù)成熟穩(wěn)定、制造成本低、散熱效果好、維修方便等優(yōu)點，在LED封裝市場占據(jù)較大份額，目前仍為傳統(tǒng)小間距主流方案。但在Mini LED領(lǐng)域，由于芯片和焊點面積大幅縮小，要求更高的貼片工藝，生產(chǎn)速度和生產(chǎn)效率也受到了較大影響，因此面臨技術(shù)瓶頸。

　　COB工藝（Chip on Board，板上芯片封裝技術(shù)）將LED芯片直接粘附在基板上，最后通過引線鍵合將芯片與PCB板間電互連，實現(xiàn)集成封裝相對于傳統(tǒng)的SMD封裝，COB具有制造工藝流程少、封裝集成度高、精度高、顯示屏的可靠性好和顯示效果均勻細(xì)膩等特點，有望成為未來高密度LED顯示屏模組的一種重要的封裝形式。但目前COB封裝也面臨制造成本高，良率低，工藝難度高等問題。從產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)上看，采用COB工藝后，中游封裝環(huán)節(jié)具備高度集成性，因此具備更高的附加值，下游顯示屏則更多承擔(dān)組裝性的工作。

　　IMD（集成封裝工藝）結(jié)合了SMD和COB的優(yōu)點，推出“四合一”、“N合一”等方案，每一個基本封裝單元有四個像素（或N個）。一方面IMD封裝可以沿用SMD的設(shè)備、產(chǎn)線及人員，另一方面技術(shù)更加成熟、性價比也更高。POB（Package on Board）則是將LED芯片封裝成單顆的SMD燈珠，再打在基板上，具有工藝成熟、壽命長、可靠性高、性價比高等優(yōu)點，只需要在現(xiàn)有SMD產(chǎn)線上面做改造即可生產(chǎn)，但分區(qū)數(shù)比COB上很多，顯示效果也有差異。IMD工藝目前主要應(yīng)用于高清直顯市場，POB工藝則應(yīng)用于背光市場。

　　未來三種封裝方式將在不同場景和應(yīng)用的市場長期并存，COB將在中高階市場快速發(fā)展。由于成本和技術(shù)上的差異，國內(nèi)大部分TV廠商都優(yōu)先選擇POB方案，而三星、LG、華為選擇COB方案，京東方和華星光電選擇玻璃基COB方案。目前COB的很多關(guān)鍵技術(shù)仍需要突破，例如低電流下產(chǎn)品光色均一性問題，大板封裝平整性問題，高精度的固晶工藝，大面積封裝膠體工藝等。這些難點帶來目前COB在直顯和背光方案中成本較高，但我們認(rèn)為隨著關(guān)鍵技術(shù)的不斷突破和成本下降，COB將會成為高階Mini LED的主流解決方案，同時IMD和POB的方案也將在中低階直顯及背光市場得到廣泛應(yīng)用。

　　固晶機為芯片封裝方面核心設(shè)備，已實現(xiàn)了一定程度的國產(chǎn)化。在封裝環(huán)節(jié)，芯片尺寸縮小帶來的單位面積芯片用量急劇增加，使得生產(chǎn)速度與良率的平衡成為廠商的重要挑戰(zhàn)。而固晶機作為LED封裝的重要設(shè)備，轉(zhuǎn)移的精度和速度已成為Mini-LED芯片突破產(chǎn)能瓶頸的關(guān)鍵，也是廠商的關(guān)鍵競爭點。K&S、ASMPT、Besi等傳統(tǒng)設(shè)備巨頭在技術(shù)水平上仍較為領(lǐng)先，但新益昌、佑光、普萊信等國產(chǎn)設(shè)備龍頭，均已實現(xiàn)固晶機的供貨。開發(fā)并量產(chǎn)適用于Mini LED的新型六頭高速固晶機，并已供貨三星、琉明光電（Lumens）、雷曼光電、中晶半導(dǎo)體等客戶，具備較高技術(shù)競爭力和影響力。

　　3.基板鍵合：PCB&玻璃基板并行發(fā)展

　　Mini/Micro LED的封裝基材也分為PCB基板（COB）和玻璃基板（COG）方案，兩種技術(shù)在基板和驅(qū)動方案都有較大區(qū)別。另外還有更高階的硅基，以及適用于曲面屏的柔性電路板（FPC）基板等。

　　PCB產(chǎn)能增加，小線寬技術(shù)量產(chǎn)成熟，未來成本將大幅下降。目前PCB基板應(yīng)用較為成熟，包括三星、蘋果、華為等主流廠商的Mini LED方案均采用PCB基板方案。PCB基板的主要難度在于Mini LED要求更小的線寬線距，以及更高的耐熱性、平整性等要求。此前行業(yè)的難點在于，PCB目前的工藝無法匹配LED芯片的極致微縮化趨勢，另外供應(yīng)鏈供貨廠商數(shù)量較少。目前，PCB廠商的配合意愿正在逐步提升，供應(yīng)鏈廠家明顯增多，同時70微米線寬的PCB技術(shù)量產(chǎn)成熟。未來隨著下游需求放量，PCB將不再是行業(yè)的瓶頸，成本也將大幅降低。

　　隨著TFT-LCD產(chǎn)業(yè)成熟，玻璃基板（COG）成為可選方案。相較于PCB基板，該方案更容易實現(xiàn)巨量轉(zhuǎn)移，不僅有望大幅降低成本，同時更適用于對線寬、間距要求較高的工藝，因此在間距0.5mm（P0.5）以下，玻璃基板具有優(yōu)勢。但玻璃基板也存在需要解決的問題，例如亮度問題，由于玻璃基板是電壓驅(qū)動而非PCB基板的電流驅(qū)動，目前峰值亮度尚處于較低水平，例如拼接技術(shù)常規(guī)玻璃基板為側(cè)面走線，大尺寸Micro LED無法拼接，以及線路過孔（在玻璃基板上面打孔）、多層板技術(shù)等。目前來看，PCB適合Mini LED，而玻璃基和硅基適合Micro LED，目前PCB基板和玻璃基板均有產(chǎn)品上市。

　　4.驅(qū)動方案：“巨量驅(qū)動”需求增長

　　Mini LED高像素密度帶來驅(qū)動芯片的數(shù)量、成本、體積和散熱問題。傳LCD電視用背光驅(qū)動板控制背光，實時控制燈珠的明滅并提供足夠的電流，例如用16顆驅(qū)動芯片控制255個分區(qū)，驅(qū)動板的體積和主板一樣大。而如果控制Mini LED的2880個分區(qū)，驅(qū)動板的面積也要翻幾倍。因此，隨著分區(qū)數(shù)的指數(shù)級提升，控制這些分區(qū)的難度也是指數(shù)級提升，同時，像素密度增長將帶來發(fā)熱成倍增加。“巨量驅(qū)動”是Mini LED的難題。

　　目前的驅(qū)動方案主要有AM驅(qū)動（主動選址）、PM驅(qū)動（被動選址）和半主動選址驅(qū)動三種。對比來看，AM驅(qū)動相比另外兩種具有顯著優(yōu)勢：一是可實現(xiàn)更大面積的快速驅(qū)動，二是有更好的亮度均勻性和對比度，三是可實現(xiàn)低功耗高效率，四是具有高獨立可控性，五是兼容更高的分辨率。PM驅(qū)動較AM驅(qū)動更簡單、容易實現(xiàn)，一般來講，目前PM驅(qū)動可以適用于一般的Mini LED顯示，但未來Micro LED將需要AM驅(qū)動以達(dá)到更好效果。

　　Mini LED對驅(qū)動IC設(shè)計要求提升，需求量大幅增長。為了減少 Mini LED PCB電路板設(shè)計復(fù)雜度，行業(yè)主流的驅(qū)動IC供應(yīng)商先后推出了高集成度、多通道數(shù)的驅(qū)動IC，將大規(guī)模的外圍電路集成到驅(qū)動IC中，提升了驅(qū)動IC設(shè)計的復(fù)雜度。而由于局部調(diào)光特性，Mini LED對驅(qū)動IC的需求增加。以17寸以下的平板和筆電來看，最多用到5顆驅(qū)動IC，27-43寸的電競屏幕需要6顆；大尺寸電視的驅(qū)動IC數(shù)量根據(jù)分區(qū)數(shù)有所差異，以華為V75 Super為例，將2880個分區(qū)分解為16塊燈板，每顆燈板背后定制2顆驅(qū)動芯片，共計32顆驅(qū)動芯片，單顆控制90個分區(qū)，而一顆驅(qū)動芯片的成本大約在20塊錢，用量較現(xiàn)今用在LCD上的12-14顆，有倍數(shù)級的增長。

　　5.轉(zhuǎn)移技術(shù)：Pick &Place、刺針法、激光轉(zhuǎn)移

　　Micro LED目前面臨的最大難點是巨量轉(zhuǎn)移，目前技術(shù)尚未成熟。巨量轉(zhuǎn)移指將Micro LED芯片轉(zhuǎn)移到由電流驅(qū)動的TFT基板上，并在微米級水平組裝成為二維周期陣列的過程。Micro LED轉(zhuǎn)移的像素顆粒數(shù)量極多（500PPI的5英寸手機屏幕需要800萬個像素顆粒）、尺寸極小（要求微米級安裝精度），每個像素包括RGB三個小燈珠，轉(zhuǎn)移像素三倍的小燈珠的同時保證精度是非常困難的。

　　Micro LED的巨量轉(zhuǎn)移主要有物理轉(zhuǎn)移和化學(xué)轉(zhuǎn)移兩種方法。其中，物理轉(zhuǎn)移方法主要包括以LuxVue（2014年被蘋果收購）為代表的靜電吸附轉(zhuǎn)移技術(shù)；而化學(xué)轉(zhuǎn)移方法主要包括以X-Celeprint為代表的微轉(zhuǎn)移打印技術(shù)。目前來看，巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)尚未成熟，目前已有的轉(zhuǎn)移技術(shù)為改良多顆轉(zhuǎn)移，2019年導(dǎo)入，每小時產(chǎn)量（UPH，單位：顆/小時）約為傳統(tǒng)單顆轉(zhuǎn)移的2-5倍，而巨量轉(zhuǎn)移UPH要求為傳統(tǒng)單顆轉(zhuǎn)移的33-50倍。目前開發(fā)和采用巨量轉(zhuǎn)移主要考慮UPH、轉(zhuǎn)移精度和成本三個因素，其中成本包括專用設(shè)備折舊、生產(chǎn)效率、后續(xù)檢測修復(fù)產(chǎn)生的成本。

　　Mini LED的固晶轉(zhuǎn)移方案目前主要為Pick &Place和刺針法。Mini LED的芯片尺寸較大，因此相對于Micro LED的巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)，轉(zhuǎn)移難度相對較小。固晶設(shè)備轉(zhuǎn)移方案目前包括拾取放置方案（Pick &Place）、刺晶方案和激光轉(zhuǎn)移方案。其中Pick &Place為目前主流應(yīng)用技術(shù)，通過類似圓弧型的路徑吸頭把芯片吸起來放到背板上，成熟度和性價比較高。刺晶方案（刺針法或者刺針式技術(shù)）對位和放的動作拿一根針把芯片往下頂。國內(nèi)新益昌采用Pick&Place方案，良率更高，目前國內(nèi)廠商及三星均在應(yīng)用；庫里索法（K&S）采用針刺方案，由于不能每次校準(zhǔn)，良率欠佳，但速度方面有明顯優(yōu)勢。

　　下一代激光轉(zhuǎn)移技術(shù)正在逐步成熟，效率將大幅提升。過去兩年，庫里索法（K&S）憑借針刺方案PIXALUX系統(tǒng)引領(lǐng)了新型顯示轉(zhuǎn)型，并導(dǎo)入了蘋果供應(yīng)鏈。PIXALUX基本原理是機械式的，先用機械方式把外延片翻轉(zhuǎn)過來，再用針刺的方式把Mini LED芯片轉(zhuǎn)移到基板上去。2021年庫里索法（K&S）開始交付下一代Mini/Micro LED平臺LUMINEX，采用激光轉(zhuǎn)移，激光經(jīng)過光柵，再通過反射光學(xué)線路和顯微鏡物鏡，到達(dá)LED背面，將LED打落到基板上。相比機械方式，激光方式的產(chǎn)能和效率會有百倍千倍的提高，未來將繼續(xù)引領(lǐng)Mini/Micro LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

　　6.檢測修復(fù)：國產(chǎn)化AOI設(shè)備崛起

　　檢測修復(fù)耗資耗時，占Micro/Mini LED制造成本的較大比重。目前Micro/Mini LED的制造成本，尤其是Micro LED，仍比現(xiàn)有顯示產(chǎn)品高出數(shù)倍，以10.1英寸高清顯示屏制造成本為例，Micro LED的成本大多落在巨量轉(zhuǎn)移及修復(fù)兩大項目上，至少約為LCD的10倍或OLED顯示屏的8倍。同時由于Micro LED芯片數(shù)量較傳統(tǒng)LED增加許多，在相同良率的情況下，檢測與修復(fù)需要極高的時間成本，造成量產(chǎn)的困難。例如，4K面板需要2500萬個左右的Micro LED芯片，假設(shè)不良率為0.001%，即2500個不良像素，假設(shè)一個像素修補時間為1秒時，一個面板修復(fù)需要2500秒，即42分鐘。

　　Mini LED AOI設(shè)備涉及較大投入。Mini LED可通過AOI(Automated OpticalInspection，自動光學(xué)檢測)設(shè)備進行檢測，應(yīng)用視覺方案檢測固晶和焊接情況、產(chǎn)品、外觀情況，同時可對點亮后的LED進行測試。目前Mini LED封裝測試領(lǐng)域設(shè)備的種類繁多，各廠商提供的設(shè)備路線與工藝路線差別較大。由于Mini LED相比傳統(tǒng)LED對于不良率的要求更高，也要求封裝廠進行較多的AOI設(shè)備投入，做到全流程的閉環(huán)管理，大概生產(chǎn)流程的7-8個步驟都需要AOI設(shè)備，而且每個步驟需要的不僅僅是一臺AOI機臺，對AOI機臺的需求量有較大提升。

　　自動返修技術(shù)成熟將大幅降低成本。返修設(shè)備的開發(fā)是Mini LED新的難點，設(shè)備廠商多方探索，方案逐步成熟。由于對微米尺寸且數(shù)量龐大的LED燈珠進行有效檢測并修復(fù)壞點難度很大，目前設(shè)備廠商的返修功能包括自動獲取不良坐標(biāo)和不良類型、自動剔除不良元件（超聲波或激光）和清理焊盤、自動重置焊錫或銀膠、二次固晶和焊接等。隨著對成本影響較大的自動返修技術(shù)成熟，Mini LED的成本也將大幅降低。

　　國內(nèi)AOI檢測設(shè)備廠商崛起，打破海外巨頭壟斷局面。海外的AOI公司都?xì)v經(jīng)十余年的發(fā)展，在相關(guān)領(lǐng)域的解決方案上以及產(chǎn)品供應(yīng)更加成熟，如ASMPT、惠特、標(biāo)譜、由田新技、致茂電子等。國內(nèi)廠商也在逐步崛起，出現(xiàn)了如矩子科技（供貨京東方）、凌云光、盟拓智能、天準(zhǔn)科技等優(yōu)秀廠商，逐步打破國外巨頭壟斷局面。

　　產(chǎn)業(yè)鏈廠商量產(chǎn)能力逐步形成

　　1.芯片廠商：一線龍頭具有較強的資源技術(shù)優(yōu)勢

　　LED芯片方面，晶元光電規(guī)劃大部分藍(lán)光LED產(chǎn)能轉(zhuǎn)Mini LED，三安光電是大陸最早進入龍頭終端的供應(yīng)商。中國臺灣方面，晶電布局較早，2018年展示產(chǎn)品，2019年LED芯片已有客戶使用。晶電預(yù)計2020年Mini LED將占其藍(lán)光LED產(chǎn)能約20%-30%，規(guī)劃2021Q1中國臺灣95%藍(lán)光LED產(chǎn)能轉(zhuǎn)換為Mini LED，預(yù)計2021年營收明顯提升。光宏、隆達(dá)Mini LED也分別于2018年、2019年量產(chǎn)和出貨。中國大陸方面，三安光電布局較早，2018年小批量供貨三星，并簽署供貨協(xié)議，其他客戶陸續(xù)驗證、供貨中。華燦光電也有較為領(lǐng)先的產(chǎn)能和技術(shù)布局，已實現(xiàn)Mini LED量產(chǎn)和出貨，且已經(jīng)啟動了產(chǎn)能建設(shè)和擴張計劃。從廠商的產(chǎn)能規(guī)劃看，Mini LED芯片供應(yīng)將大幅拉升，率先受益的將是三安光電和晶電，三安光電客戶開拓晚于晶電，但產(chǎn)能準(zhǔn)備優(yōu)勢較大，華燦光電追趕較快，未來也具有較大潛力。

　　LED芯片廠商中，看好具有技術(shù)和資源優(yōu)勢的一線龍頭廠商。Mini LED芯片制造的利潤率好于傳統(tǒng)LED，目前除晶電、華燦、三安等龍頭廠商外，二線廠商如澳洋順昌（蔚藍(lán)鋰芯）、乾照光電、士蘭微、聚燦光電等也在布局，我們預(yù)計藍(lán)光芯片未來的競爭將比較激烈，但紅光芯片仍保持較高壁壘，因此看好具有資源和技術(shù)優(yōu)勢的龍頭廠商，如三安、華燦等。

　　2.封裝廠商：綁定終端大客戶的廠商，或?qū)⒙氏绕鹆?/strong>