中国证券投资基金业协会登记代码 P1064877

硅基OLED行研报告

2023-08-29




虚拟现实优秀显示方案,Micro OLED渗透率有望加速提高



Micro OLED 具备高像素密度、轻薄、低功耗等显著优势:

从显示面板的技术分类来看,目前主要包括 LCD、OLED、Micro OLED以及 Micro LED。与 LCD 和 OLED 相比,Micro OLED 具备高像素密度、轻薄、低功耗等显著优势。Micro LED 除了具备 Micro OLED 的优势之外,在亮度上比 Micro OLED 显著提高,是终极显示方案,由于制造工艺还不成熟,短期内无法商业化量产。综合来看,具备商业化量产优势 Micro OLED 是目前适合虚拟现实的显示方案。

龙头公司相继入局,苹果 MR 有望带动 Micro OLED 渗透率快速提高主流消费电子厂商陆续推出搭载 Micro OLED 显示屏的 VR 以及 AR设备,松下、雷鸟、华为均在 2022 年发布了搭载 Micro OLED 的虚拟现实设备,高通发布了搭载 Micro OLED 的 XR 参考设计。另外,据彭博社的 Mark Gurman 报道,苹果也预计在 2023 年 6 月发布 MR 头显,该设备将搭载 2 片 4K Micro OLED 面板,像素密度达3000PPI 以上,解析度更能达到 8K 超高解析度。随着苹果搭载Micro OLED 的 MR 设备的推出,Micro OLED 在虚拟现实中的渗透率有望快速提高。根据 DSCC 的数据,2023 年全球 Micro OLED 的销售额将超过 13 亿美元,并于 2024 年翻番,超过 26 亿美元。

索尼为行业龙头,国内厂商优势明显:

从 Micro OLED 生产厂商来看,欧美公司较早进入市场,包括美国eMagin 和 Kopin 公司,索尼为目前 Micro OLED 行业龙头,预计苹果今年发布 MR 将搭载索尼的 Micro OLED 屏幕。国内厂商方面,视涯科技在 12 寸的 Micro OLED 屏幕上处于领先地位,目前已经在华为等龙头消费电子厂商应用,未来有望进入更多国际厂商,进一步打开成长空间。据 LiChase 统计,清越科技在 8 寸的 Micro OLED 上布局行业领先,如果只考虑已验收的项目,中国大陆 8 英寸 Micro OLED产能大约在 9K/M,其中梦显电子(清越科技)有 5K/M 产能,处于国内领先地位。


撰写:肖晗

编辑:罗莉


01




一、MicroOLED具备高像素密度、轻薄、低功耗等显著优势器件的新型显示技术,又称硅基OLED

技术原理:Micro OLED是一种在单晶硅片上制备主动发光型OLED器件的新型显示技术,又称硅基OLED。其是以单晶硅作为驱动背板而制作的 OLED 显示器件,将传统外置邦定的显示芯片集成在硅基背板中,像素尺寸为传统显示器件的 1/10,精细度远远高于传统器件。Micro OLED 技术利用成熟的 CMOS 工艺,可以将行列驱动电路、像素阵列和 DC-DC 转换器等电路集成在单个芯片上,MicroOLED 微显示器的尺寸通常小于 2英寸。

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MicroOLED是半导体技术与OLED技术的结合,在高温低真空环境下,将OLED沉积到单晶硅衬底上制作成MicroOLED光源模块。其器件结构包括了驱动背板与OLED器件两个部分

驱动背板是采用标准的CMOS工艺在单晶硅衬底上制作驱动电路,构造MicroOLED显示需要的像素驱动电路、行列驱动电路等功能电路。由于单晶硅衬底不透明的特点,制作OLED发光单元需要先在衬底上以高反射率的金属作为阳极,再制作空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层以及阴极层。在阴级上制作薄膜封装层,用于阻隔水氧,在封装层

上,进一步贴合玻璃进行器件强度保护。



二、M i c r o O L E D 结 合 了 成 熟 的 集 成 电 路 C M O S 技 术 与 O L E D 技 术

Micro OLED 器件工艺制程主要包含了四个环节:

1)硅基 IC 设计与制造:主要涉及集成电路的设计和制造,分别由 IC 设计团队和晶圆厂完成。

(2)OLED 制程:主要包括 OLED 微腔顶发射技术,阳极材料技术,全彩化技术等。其中阳极像素点制作系将金属阳极制作在硅片上,阳极制作工艺完成后,采用真空蒸镀技术工艺将有机发光材料蒸镀至硅片上。金属镀膜工序完成金属阳极的蒸镀,起到连接硅片驱动电路和OLED 有机发光层的作用。

3)OLED 封装制程:首先通过 PECVD 和 ALD 设备制作 Micro OLED 薄膜封装,在硅片表面生成致密的薄膜,以达到阻挡水分子、氧气分子的作用,成膜质量关系到整个 OLED 微型显示器的寿命和良品率。再通过 IJP(喷墨印刷,Ink Jet Printing)有机彩色滤光材料,进行曝光显影制作硅基 OLED 所需的三基色(R、G、B)图形,完成彩色化工艺,主要包括涂胶、光刻、显影和烘干 4 个工序。

4)显示驱动与系统:第一部分设计制造紧密相连。Micro OLED 的驱动 IC 和像素电路是集成在一起的,集成度高的同时也存在一些问题,如开发难度高,通用性差。 


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三、各 种 近 眼 显 示 技 技 术 对 比


与 LCD 相比,Micro OLED 具备以下优点:


(1)Micro OLED 是一种自发光的显示技术,不需要背光模组,因此可以做得更薄、更轻、更省电。

(2)Micro OLED 的像素密度更高,达到每英寸 3000ppi 以上,可以提供更清晰、更细腻的画质。

(3)Micro OLED 的响应速度更快,适合用于高帧率的 AR/VR 等应用。


与 OLED 相比,Micro OLED 具备以下优点:


(1)Micro OLED 的尺寸更小,可以实现更高的像素密度和分辨率。

(2)Micro OLED 的响应速度更快,适合用于高帧率的 AR/VR 等应用。

(3)Micro OLED 不需要复杂的封装技术,可以降低成本和厚度。从成本来看,Micro OLED 目前技术成熟度比 LCD 和 OLED 还有一定差距,成本较高,这是与LCD 和 OLED 相比的主要劣势。



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四、Micro OLED 是目前适合虚拟现实的显示技术


综合来看,对于目前主流的 VR 设备来说,Micro OLED 具备高清晰度、高刷新率、高对比度、轻薄等显著特点,并且其中亮度偏低(高于 LCD,但是低于 Micro LED)、寿命不够长等缺点对于 VR 设备来说影响不大,并且相比 Micro LED 商业化量产难度要低不少,是目前合适虚拟现实的显示技术,有望快速取代 Fast-LCD 的份额。对于 AR 设备来说,需要具备较高亮度,长远来看,Micro LED 将成为终极解决方案。


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五、苹果 MR 预计搭载 Micro OLED 屏幕,有望带动其在虚拟现实中渗透率快速提高


龙头公司相继入局,苹果 MR 有望带动行业加速发展

Micro OLED 微显示器件具有 OLED 自发光、薄、轻、视角大、响应时间短、发光效率高等优异特性,而且更容易实现高 PPI、体积小、易于携带、功耗低等应用效果,特别适合应用于近眼显示设备。

从 AR 圈公布的数据来看,Micro OLED 是苹果眼镜 BOM 成本占比最高的零部件,约占苹果 MR 成本的 40%。苹果 MR 头显将搭载 3P Pancake 光学方案与眼球+手部追踪交互方式等核心技术,可以实现突破性系统级交互、隔空打字以及基于 FaceTime 的先进视频会议等功能,并允许用户用眼神和裸手操控取代操控杆。同时,苹果 MR 采用了一颗 5nm 工艺封装了 CPU、GPU 和内存的主SoC,另外搭载专用的图形处理器。M2 芯片在图形处理、运算速度以及存储能力方面大幅增强混合设备的性能。双芯片设计,外加 M2 级别的算力和能效比,再加上眼球追踪来节省算力,使得该设备能达到 8K 超高解析度。


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六、供给端:索尼为行业龙头,国内厂商优势


 Micro OLED 产业链:上游部分核心设备材料被海外垄断,国内厂商优势中游制造和下游应用具备优势


  • 上游包括原材料生产、设备制造以及组装零部件的生产三大板块。

原材料主要有硅基板、有机材料等,具有技术密集型特点。尽管中国上游厂商在部分设备和原材料已经实现国产替代但是阵列、蒸镀段的关键设备和原材料仍然主要依赖日韩、美国等国外厂商国内的 MicroOLED 产业的主要问题在上游的设备和原材料。设备方面,国内还没有厂商提供可靠的生产Micro OLED 的核心高精度设备;原材料方面,由于技术限制,我国企业主要集中在中间体和粗单体领域,在利润较高的 OLED 有机发光材料成品(终端材料)领域占比较低。

  • 中游 Micro OLED 微型显示器领域中,欧美公司较早进入市场,国内厂商进步迅速。


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  • Micro OLED 产品对应的下游客户主要包括工业测温、测距手持设备制造商;穿戴式视频终端设备制造商;相机制造商;高端医疗器械、工业器械制造商等,其中 VR/AR 产业应用广泛。Micro OLED 微型显示器由于其在亮度、对比度、刷新率等方面的优势,未来将逐步取代 LCD 显示在 VR/AR 领域的运用



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七、索尼为行业龙头,国内厂商处于行业领先地位


索尼于 2009 年开始研发 Micro OLED 显示技术,并于 2011 年生产出第一代 Micro OLED 显示器,广泛用于相机取景器。近些年由于 VR/AR 近眼显示开始兴盛,索尼投入大量研发资源于硅基 Micro OLED 市场,把硅基 Micro OLED 微显屏分辨率从 VGA 提高到 1080P、2K 甚至 4K,亮度也提升了接近一个数量级。据彭博社消息,索尼 Micro OLED 显示器已经被小米、雷鸟等

多家公司采用作为 VR 产品屏幕,同时苹果的 MR 设备将会采用两块 SONY 提供的 4K MicroOLED 屏幕。


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02


八、美 国 相 关 公 司

美国 eMagin 公司于 1996 年成立,其在 2000 年便推出微型显示器和 VR 眼镜产品,是全球首家进入 OLED 微显示领域的厂商公司具备设计、开发、制造和销售 Micro OLED 的端到端能力,主要客户为军工企业产品具有低功耗、高对比度、色彩鲜艳、外形小巧和温度范围广等优点,在市场上极具竞争力。 



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Kopin 公司是一家领先的向军队、工业和消费领域客户提供集成到头戴式计算和显示系统的创新型可穿戴技术和解决方案开发商和提供商。2017 年 Kopin 陆续牵手联想、京东方以及歌尔股份,发力 AR、VR 市场。其中,歌尔股份斥资 2460 万美元买入 Kopin 接近 10%的股份。

2022 年 CES 上,Kopin 展示了新一代 1.3 英寸 2.6K x 2.6K 硅基 OLED 显示器(Display-onChip)。


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九、韩国三星与 LG 布局 Micro OLED 领域相对较晚

三星在 Micro OLED 领域还处于早期开发阶段,其计划在 2023 年开始建设第一条生产线,2024 年量产 Micro OLED 显示器,并在 2025年扩大产能,以便在 2026 年实现全面商业化。据韩媒 The Elec 报道,LG 显示也与 Meta 签署协议,于 2023 年 2 月 14 日开始合作开发Micro OLED。Meta 负责设计芯片,SK 海力士将生产用于芯片的晶圆,LG 显示负责将 OLED 有机发光材料蒸镀在晶圆上,然后切割MicroOLED 面板。

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十、视涯科技 12 英寸 Micro OLED 国内领先,清越科技 8 英寸产能最大


  • 从国内的 Micro OLED 的厂商来看,处于领先位置的包括视涯科技、京东方、清越科技等。其中视涯科技 12 英寸产线处于行业领先地位,清越科技 8 英寸产能最高。视涯科技是国内领先的 Micro OLED 行业的初创企业,专业从事硅基微型显示技术开发,致力于开发全球领先的微型显示器件,公司董事长顾铁是国内显示产业领军人物。视涯科技从,2017 年开始建设耗资 3 亿美元的 OLED 300 毫米微显示器生产线,是目前全球最大的、唯一专注于 12 英寸晶圆硅基 OLED 微型显示组件研发生产基地。目前晶圆厂现已投入运营,年产能约为 2000 万片显示器(月产能为 9000 片 300 毫米晶圆),产能全球领先,满产时年产值可达 30 亿元。

  • 2022 年 5 月 20 日,高通技术公司宣布推出搭载骁龙®XR2 平台的无线 AR 智能眼镜参考设计,标志着推动 XR 成为下一代计算平台进程中的又一里程碑。采用了由视涯技术提供的双 MicroOLED 显示器。另外,视涯科技的 Micro OLED 产品已经进入华为等龙头 VR 厂商供应链,未来有望进入更多国际厂商。

  • 从产品性能来看,公司目前产品大部分 PPI 集中在 3000-4000 之间,可以满足大部分 VR 设备需求。



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京东方与北方奥雷德光电科技股份有限公司、云南省滇中产业发展集团有限责任公司、高平科技(深圳)有限公司于 2017 年合作,投资11.5 亿元在云南昆明设立云南创视界光电科技有限公司,专门负责建设 Micro OLED 生产线。云南创视界 8 英寸 Micro OLED 生产线于 2019年 8 月实现量产,新规划的 12 英寸 Micro OLED 生产线分 3 期进行,预计将于 2024 年 1 月全部完成,设计年产能为 523 万片。京东方是国内唯一一家同时布局 8 英寸和 12 英寸 MicroOLED 大规模生产线的企业2022 年 5 月 24 日,京东方在实现屏幕尺寸仅 0.39 英寸的基础上,率先推出了目前业界最高 5644ppi 超高分辨率,可以达到对比度 100000:1 的硅基 OLED屏幕。


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11、南 京 昀 光 是 家 面 向 各 类 超 高 像 素 密 度 微 型 显 示 器 产 品 研 发 、 生 产 和 销 售 的 公 司


南京昀光是一家面向各类超高像素密度微型显示器产品研发、生产和销售的公司,是解决国内新型显示和半导体领域科技创新体系“卡脖子”难题的技术突破型企业。其创始人季渊博士是微型显示器行业领军人才,以其为首的核心成员来自华为海思、中芯国际、京东方、华星光电等产业化团队,行业经验丰富。南京昀光开发的硅基 OLED 产品拥有 2.5K 级别分辨率(4K 级别开发中),同时其采用了独特的数字驱动方案。与传统的模拟驱动相比,数字驱动Micro OLED 微显示器在显示质量、功耗、寿命等性能上占有显著优势,相较同类微显示器产品具有更高的刷新率、对比度以及更低的功耗(功耗约为模拟驱动方案的 1/3),实现用更低成本去实现更高分辨率的目标。目前南京昀光建有一条 8 英寸 Micro OLED 量产线。2021 年10 月,南京昀光的第一款 1.3 英寸 Micro OLED 显示器正式点亮,型号为 SRS5020, 这是其第一款面向 VR 市场的产品。


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12、清 越 科 技 8 英 寸 产 能


苏州清越科技是一家集自主研发、规模生产、市场销售于一体,致力于物联网终端显示整体解决方案的供应商。清经过多年的技术积累与产品迭代升级,目前已形成以 PMOLED、电子纸模组与硅基 OLED 微显示器三大业务为主的产品架构与业务格局。董事长高裕弟博士是国家技术发明一等奖、中国青年科技奖获得者。作为我国 OLED 领域的领军人物之一,具有丰富的 OLED 行业技术研发、运营与管理经验。公司依托于OLED 行业的技术研发积累,在 Micro OLED 彩色化技术上实现突破,并拥有多项微显示技术储备、OLED 驱动设计技术储备、有机半导体发光单元的材料选择和制作技术储备等,拥有从光刻工艺至模组工艺的全工艺流程的技术实力公司 8 英寸 Micro OLED 显示器生产线于 2021 年一季度完成了产品点亮,实现了硅基 CMOS 驱动电路与高效有机发光 OLED 器件的有效集成,并于 2021 年 6 月实现了首次产出货。


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03

风险揭示

风险揭示

技术开发与迭代升级的风险:

目前,新型平板显示行业各类 OLED 技术、LCD 技术路线并存,市场竞争日益激烈,因此获取客户、提高市场占有率便尤为重要。这要求显示面板生产厂商需持续深入与客户的沟通交流,精准预判和把握定制化、多样化的显示需求,根据自身技术路线的优劣势不断进行技术创新、产品创新以及产线切换,快速响应下游应用市场的需求变化。然而终端客户类型繁多、部分产品更新换代快,导致对显示面板种类、数量和更新频率要求较高,如果公司不能紧跟下游应用市场趋势,及时进行业技术升级迭代,或者无法保证持续的技术升级,公司将面临市场竞争力下降的风险,公司的产品和技术存在被替代的风险。


显示面板行业不及预期的风险

显示面板产品良品率受行业上游的关键设备和原材料的影响较大,尽管中国上游厂商在部分设备和原材料已经实现部分国产替代,但是阵列、蒸镀段的关键设备和原材料仍然主要依赖日韩、美国等国外厂商。因此,我国显示面板生产厂商关键技术、设备不能做到完全自主可控,对于上游关键设备和原材料仍存在一定的进口依赖,行业的发展可能受到外国企业的限制,对行业的发展产生不利影响。

市场竞争加剧的风险

显示面板市场多数由国外龙头企业垄断,Micro OLED 市场主要被日本索尼、美国 eMagin 以及法国 MicroOLED 占领。若市场竞争加剧且公司无法持续保持较好的技术水平,可能导致公司客户流失、市场份额降低,从而对公司盈利能力带来不利影响。



严正声明

近期,有不法分子冒充基金公司名义发布虚假信息、从事推荐股权基金产品或非法集资等违法犯罪行为,公司对此坚持零容忍、零姑息的态度,一旦发现前述行为,将第一时间配合公安机关及市场监督管理部门等有关部门进行侦破。为了让社会各界分辨真伪,避免人身财产受到侵害,公司严正声明如下:

一、目前公司仅有唯一官网(www.zdzbtz.com),咨询电话:021-50816160,其他资讯平台以“卓戴资本”公众号账号宣传行业资讯为主,不发布任何违法信息及实施任何违法违规行为;

二、公司未委托、亦决不会委托任何其他组织或个人进行与公司相关的任何业务;

三、一经发现不法分子冒充本公司名义从事违法行为,公司将立即配合公安部门追究其相关法律责任。

感谢大家的理解和支持!

特此声明

海南卓戴私募基金管理有限公司

2022年9月23日