Micro LED 行业概览
Micro LED 被视为继 LCD 和 OLED 之后的新一代显示技术。较主流及同类显示产品，Micro LED 显示具有“自发光、高效率、低功耗、高集成、高稳定性、全天候工作等优良特性”，画质与能耗优势显著，未来商显、消费电子及高密度集成半导体信息应用前景开阔，是下一代主流显示技术的重要选择。
当前，Micro LED 的应用集中在高端消费场景，主要侧重在超大尺寸的大屏显示和智能手表端的小屏显示两个领域。在大屏显示方面，各面板厂商已陆续推出产品，如三星就于2018年率先推出全球首款消费级模块化 Micro LED 电视，并于2022年8月发布110英寸 Micro LED 电视，售价将近105万元。而在小屏显示方面，苹果是最早布局 Micro LED 的企业之一，预计将于2024年推出一款配备 Micro LED 显示屏的全新高端 Apple Watch。
1. 行业驱动因素：技术驱动 LED 微小化
技术进步是 LED 行业发展的底层驱动力。类似半导体领域的摩尔定律，LED 的行业发展遵循着海兹定律，预计每十年 LED 的光效将提升20倍，同时成本下降90%。在海兹定律的推动下，LED 芯片的光效将不断提升，带动芯片尺寸和灯珠间距（P）的缩小，显示效果也更优越。
行业内根据芯片尺寸对 LED 进行分类，一般包括传统 LED、Mini LED 以及Micro LED。
传统 LED 芯片尺寸大于300um，应用领域包括照明、背光、显示等领域，但受到尺寸影响，在高清显示、高密度背光方面的应用受到限制。
Mini LED 的芯片尺寸在100-300um，应用领域主要面向 Mini LED 背光以及P0.6（像素点间距0.6mm）以上的较高清晰度显示。Mini LED 也被认为是液晶显示 LCD 到 Micro LED 的过渡技术，相较传统 LED 和 LCD 面板，Mini LED 可凭借微小尺寸的灯珠实现更精细的背光控制，提高显示屏的对比度和图像质量。这一技术从2020年才开始被批量应用于消费级电子产品上，如苹果2021年发布的12.9寸款 iPad Pro 就采用了 Mini LED，这也是苹果应用 Mini LED 屏幕的首款产品。
Micro LED 不论是在 LED 芯片尺寸上还是在显示技术上，都比 Mini LED 往前更进一步，它也被誉为是面向未来的“终极显示技术”。Micro LED 是 LED 薄膜化、阵列化、微缩化技术的产物，它更进一步将我们目前所见的 LED 尺寸微缩至100um以下，是原本LED的1%，甚至未来有望达到10um以内，应用领域主要面向高清显示，包括P0.9、P0.6、P0.3及以下高清显示屏/电视，甚至AR/VR等更高清晰度的显示。
2. 发展阶段：Micro LED 有望开启下一个十年周期
在海兹定律的驱动下，相同亮度所需的 LED 芯片尺寸持续缩小，这也使得 LED 拥有了更丰富的应用场景。回顾过去十年，我们可以看到，在2010-2012年间，LED 在大尺寸背光、通用照明以及小间距 LED 显示三大领域迎来全面突破，成为这三个细分领域的主流技术，并驱动此后五年左右行业高景气。
2010-2012年间，LED 芯片尺寸缩小至1mm以内，点间距（P）缩短至2.5mm，这类小间距 LED 显示屏更适合人眼在2-4m左右距离近距离观看，LED 显示由此从户外走向室内。此后，成本的不断下降也助推小间距 LED 显示屏高增长。
到2020年，得益于 LED 芯片尺寸和间距的进一步突破，芯片尺寸微缩至200um甚至是100um以内，P0.9以下的显示屏走向成熟， LED 显示屏的效果开始接近传统液晶显示。而随着P0.6-0.7、P0.3的成熟，Micro LED 有望成为微间距 LED 显示屏的主流，画面质量也将朝着更高清的方向进步。
3. 市场潜力
从市场规模来看，全球小间距显示屏市场步入稳定发展阶段，微间距显示屏市场还处于较早期，但保持高速增长。据行家说产业研究中心数据显示，2021年全球 LED 显示屏市场规模约519亿人民币，其中P1.0以下的微间距显示屏和P2.5以下小间距显示屏的市场规模有明显增长。预计未来5年，P1.0以下的微间距显示屏 CAGR 为75.53%，小间距显示屏 CAGR 为19.01%。
受制于制造成本高、关键技术未突破等因素，Micro LED 暂未实现大规模量产，目前的应用领域主要集中于对成本较为不敏感的商业级大尺寸显示，走向更广阔的消费级应用仍须时日。根据半导体分析机构 Yole 的研究和预测，未来3-5年将成为 Micro LED 走向消费级应用的关键时期。Micro LED 将首先在 VR/AR、智能手表、以及大屏显示领域开始量产应用：VR/AR 方面，Micro LED 2022年从单色眼镜开始发展，将在2025年进入消费级应用；智能手表方面，Micro LED 也将于2024年开始进入快速应用发展阶段；大屏显示方面，Micro LED 预计将于2025年进入高端消费级电视市场，而手机和车载显示应用的时间则相对更为靠后。
据 Trend Force 统计，2021年全球 Micro LED 市场规模预计仅为0.23亿美元，2025年市场规模将达到38亿美元，年复合增长率258%。Omdia 预计，到2028年，全球 Micro LED 显示器的出货量将从2020年微不足道的水平飙升至近1550多万片。
产业链分析与核心技术攻克难关
Micro LED 的工艺流程包括衬底制备、外延片与晶圆制备、像素组装、缺陷监测、全彩化、光提取与成型、像素驱动等7个环节，具体来说其产业链包括芯片制造、巨量转移、面板制造、封装/模组、应用及相关配套产业。Micro LED 芯片微小化也使得传统的制造技术不再适用，在芯片制备的各个环节都面临着全新的技术挑战，成本居高不下，这也制约了 Micro LED 芯片当前的渗透率。
难点一：微缩芯片及外延
目前，半导体芯片的制程已相当成熟，但 Micro LED 支撑技术及相关产业公司仍处于摸索阶段。与传统 LED 产业链相比，Micro LED 芯片的微缩化对芯片制造提出了更高的要求，既需要将芯片尺寸微缩至50um以下，同时还需要满足高 PPI 需求，因此在外延制备、PL、ITO、光刻、蚀刻、磊晶剥离、电测等环节均面临精细化工艺、良率提升等技术难关。
此外，随着 LED 芯片尺寸变小，蚀刻过程中侧壁缺陷将对内部量子效率 IQE 造成影响，大幅减少芯片传输量，导致外部量子效率 EQE 效率减弱。目前来看，反射膜添加剂引入光提前结构均可实现一定程度的 EQE 提升，但在小型领域应用仍属于工程问题，未来发展仍存在挑战。
难点二：巨量转移
由于 Micro LED 的芯片尺寸小，相较传统 LED 单位面积下晶粒数量庞大，需要将大量 LED 晶粒准确且高效转移至电路板上。以3840*2160的4K显示为例，需转移晶体数量超过2,000万，按照常规转移效率计算，需要几日甚至几周才能完成全部的晶粒转移，晶粒转移效率及良率控制未达到量产标准，难以形成规模效应，制备成本及产品价格居高不下。
巨量转移被认为是实现 Micro LED 价格大规模降低、从而实现其商业化落地的核心技术之一。若巨量转移技术取得突破，将带来一个广阔的转移设备市场。
针对这一技术难点，业内的主流解决方案目前包括静电吸附、相变化转移、流体装配、滚轴转印、磁力吸附、范德华力转印、激光转移等。激光转移在修复难度和转移效率等维度上效果更优，未来有可能成为巨量转移的主流技术。
早在2012年，苹果、三星、索尼等行业巨头相继布局巨量转移技术，国内起步较晚，专利方面也主要由外国厂商占据主导地位。根据 Yole 出具的 Micro LED 显示专利报告，LuxVue 和 X-celeprint 把持着巨大的专利数量，ITRI（台湾工研院）、CSOT（华星光电）紧随其后，但专利数量仍不及 LuxVue 半数，差距悬殊。
我们持续关注行业内企业在巨量转移方面的最新进展。以光源服务的合肥欣奕华为例，合肥欣奕华致力于提供高端装备、工业机器人、智慧工厂解决方案，掌握多项高端装备核心技术，填补国内 Micro LED 和 OLED 空白，是推进中国智能制造发展的领军企业之一。公司自主研发的蒸镀设备、巨量转移设备在国产设备中市占率第一，已在半导体、显示面板、光伏等赛道拥有超百家赛道知名客户。
难点三：全彩化
显示器的色彩显示需要通过全彩化技术来实现，这也是 Micro LED 的核心技术难点之一。目前 Micro LED 在近眼显示领域尚无法实现全彩的高亮显示，在 AR/VR 等对分辨率、色彩显示要求极高的应用场景仍面临巨大挑战。
Micro LED 单色显示仅需通过倒装结构封装与驱动 IC 贴合，显示、制备与工艺难度相对较低，而全彩化方案工艺复杂度相对较高，现有的解决方案有 RGB 三色 LED 法、UV/蓝光LED+发光介质法、透镜合成法，但目前均存在相应的短板。以 RGB 三色阵列为例，需要依次转贴红、蓝、绿晶粒。同时，由于嵌入晶粒规模超过十万，对于晶粒光效、波长的一致性、良率要求更高。一旦实际输出电流与理论电流出现偏差，就会导致像素呈现色彩偏差。
在工艺流程和材料方面，UV/蓝光LED+发光介质法相较其他方案更为简单，主要采用蓝光 LED 来替换背光板、以量子点膜或荧光粉作为发光介质替代 RGB 滤光片。量子点膜的粒径介于1-10nm之间，较荧光粉颗粒更小，同时因其高吸光-发光效率、宽吸收频谱等特性，色彩纯度与饱和度更高，是比荧光粉更优的技术方案。以蓝光 LED 替换背光板光源后，量子点膜在蓝光激发下可发出纯正的绿光和红光，完成全彩显示。
我们认为，未来随着量子点技术的完善，UV/蓝光LED+发光介质法具备更大的发展前景，有望成为全彩化的主流技术，且量子点在 LCD、OLED 中也均可发挥巨大作用，建议关注在量子点具有深厚技术沉淀的公司。
难点四：检测
由于 Micro LED 的芯片尺寸和间距极小，传统的测试设备难以使用，如何在百万甚至千万级的芯片中对缺陷晶粒进行检测、修复或替换是一个巨大的挑战。现有的解决方案包括光致发光测试和电致发光测试。光致发光测试主要利用光源激发硅片或太阳电池片，通过对特定波长的发光信号进行采集、数据处理，从而识别芯片缺陷。电致发光测试则是指，在强电场作用下，芯片中的电子成为过热电子后，根据其回到基态时所发出的光来检测芯片缺陷。
难点五：芯片封装
Micro LED 相较传统 LED 芯片间距小，这也导致贴片难度增加，成本也会面临指数型增长。现有的解决方案以 COB 和 COG 封装为主，近来也出现了新型封装技术 MIP，全称 Micro LED in Package，即集成封装。MIP 在成本和效率上更具优势，它的基板精度高，芯片无需测试筛选，测试分选在封装环节即可完成。此外，由于点测难度从芯片级难度转换为引脚上的点测，测试难度降低，并且可采用巨量转移技术，具备较大发展前景。
难点六：基板制造
作为传统显示领域的固定链条，基板材料一直处于稳定地位，常见的材料包括 PCB、玻璃基板。Micro LED 入局可以促成对现有产能的消化，不过这也需要基板厂商为巨量转移技术做好承接。Micro LED 更容易在平整的玻璃基板上实现巨量转移，玻璃基板发展潜力更大。
关键投资机会分析
我们认为，上述技术难点将成为 Micro LED 未来能否步入消费级应用的重要关卡，创业企业有机会在关键技术方面取得突破，抢占先机。我们将持续关注以下6个方面的技术进展：
巨量转移是实现 Micro LED 价格大规模降低、从而实现 Micro LED 商业化落地的核心技术之一，尽管不同的公司提出了不同的技术路线，但目前的转移效率及良率均未达到大规模商业化的水平，若巨量转移技术取得突破，将带来一个广阔的转移设备市场。从目前的技术效果来看，未来激光转移可能成为巨量转移主流的技术，建议关注行业内企业在巨量转移方面的最新进展。
全彩化也是实现 Micro LED 的核心技术，目前主要有 RGB LED、透镜合成、量子点三种主流方式，目前均存在相应的短板，未来随着量子点技术的完善，量子点有望成为全彩化的主流技术，且量子点在 LCD、OLED 中也均可发挥巨大作用，建议关注在量子点具有深厚技术沉淀的公司。
随着 Micro LED 芯片尺寸的急剧缩小，为芯片微缩与外延带来了更多的挑战，目前行业制造工艺尚未标准化且主要由国外厂商提供，因此 LED 芯片的上游设备与材料存在技术更新和国产替代的投资机会。
在微间距的趋势下，芯片的封装工艺发生了巨大的改变，COB、COG、MIP 的封装方式与 Micro LED 比较契合（其中 MIP 技术更能实现效率与成本的平衡），可关注在 COB、COG 和 MIP 领域内可能存在的投资机会。
传统 PCB 基板的背光模组在散热性能上存在极限，且不能无限超薄。玻璃基板 LED虽然是崭新工艺路线，但是却是一个“上游高度成熟”的产品，且比 PCB 板在超精细、超大板卡上更为成熟和具有规模成本与工艺成本优势。如果应用巨量转移技术，玻璃基板的友好性也更高，可关注玻璃基板 LED 技术的最新进展与相关公司。
光源认为，从 Micro LED 制造各环节竞争格局来看，芯片微缩、面板制造及应用环节相对来说发展更快，京东方、华灿光电、TCL华星等多家优秀上市公司及一些初创企业已前瞻性布局，竞争较为激烈。而巨量转移及全彩化环节，国内外水平仍然存在较大差距，属于卡脖子领域，相关技术和设备类初创企业稀缺，机会和市场空间巨大。
过去几年，光源资本深耕半导体产业链上下游，服务了一批以技术创新、模式创新引领产业变革的创业企业，涵盖 IC 设计、制造封测、设备与材料等产业链各环节。我们坚持产业化战略，在为奕斯伟、欣奕华等产业集团提供资本市场战略和执行服务的同时，也为光源的企业家生态带来了丰富的产业合作资源。
参考文献
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[7]2022.10，艾邦LED网，《Micro LED“终极”近眼显示技术》；
[8] 2022.12，品玩，《Micro-LED如何解锁高清无码？》；
[9]2022.12，高工LED，《超700亿元，2022年Mini/Micro LED投资“故事”》；
[10]2023.01，力鼎产业研究网，《Micro-LED产业化需要流程与工艺全面革新，目前存在技术瓶颈（芯片、巨量转移等）》。
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