編輯程曼琪
這樣的技術,索尼是從大學實驗室找到的,並做出了最早的樣品,韓國三星也在持續投入,但進展並不迅速;近五年來,BOE和華星光電等中國企業也紛紛效仿。公開資料顯示,2019至今,中國大陸上下遊企業投資計劃超過700億元。在上周結束的北京冬季奧運會開幕式上,令人驚嘆的巨大冰瀑就是這種技術的簡單版本。大、奇、特不是最難的,小、不起眼、抄幾億遍才難,這是現代電子行業的壹個規律。
這項技術叫MLED,是Micro LED及其過渡型Mini LED的統稱,被認為是下壹代,甚至是終極屏幕解決方案。
手機、平板電腦、電腦、電視、廣告牌、電影院,以及未來的AR眼鏡...屏幕是如此的無處不在,觸手可及,以至於人們往往意識不到,建造壹個屏幕需要多麽高深的技術和工藝。自從20世紀30年代電視用民用電子顯示屏誕生以來,制作屏幕的方法壹直在變化。每壹次技術的變革,都會帶來分工和權力轉移的變化。有人掉隊,有人上前,產業鏈就會重組。
迄今為止,世界上幾乎所有的屏幕制造商都集中在三個地區:南韓、中國大陸和中國臺灣省。這些少數民族地區的公司支撐著全球200多個國家和數十億人的願望,讓他們看到壹個更大的世界,看得更清楚。
中國人口多,市場大,但不能想當然地認為可以從屏幕制造這個消費電子領域的重要環節分得壹杯羹。用了幾十年,投資過萬億。2017年中國大陸才成為全球最大的屏幕生產國,誕生了BOE、華星光電(TCL科技控股)等龍頭企業。
準確來說,這些公司構建的是壹個“面板”,即手機、電視等終端廠商可以使用的顯示模塊。看起來很薄,但是裏面包含了液晶、薄膜晶體管、背光等復雜的部件。BOE所做的是將這些部件組裝成壹個屏幕。雖然這是壹個集成環節,但和汽車動力電池行業類似,屬於同壹個集成環節,技術和工藝門檻很高。2020年,全球生產超過3億平方米的液晶顯示屏,其中中國大陸貢獻了壹半。
然而,“強比大更重要”的邏輯恰恰是現在中國顯示產業值得關註的原因:正在發生的新技術更替給了中國大陸顯示企業由大變強的機會。
MLED是這次技術變革的主角,它可以實現繼全平板顯示之後的下壹次重大體驗升級:讓黑完全黑。目前應用最廣泛的液晶屏,出現黑屏就會變灰。MLED可以解決這個問題,比有機發光二極管(有機發光二極管)有更長更穩定的壽命,效果差不多。
做黑聽起來沒什麽大不了的,但是如果妳親眼見過“黑就是黑”的效果,大部分人都不會想回到色彩對比不足的塵封世界。
如果我們能在MLED上完成從壹個成熟的技術追隨者到新壹代新技術定義者的轉變,壹批中國公司的商業價值將被改寫。
從來沒有人成功過。
在MLED之前,有著近百年歷史的顯示行業已經經歷了三代技術,但沒有任何壹個國家和地區的公司連續兩次成功。上壹代技術的引領者,幾乎無壹例外的隨著新技術的到來而被顛覆。做壹個屏幕的歷史,充分體現了高技術、高技術、重投入、長周期的先進制造業殘酷的壹面。
起初,19年底,英國、德國、俄羅斯等歐洲科學家完成了CRT(陰極射線管)的原理發現和技術發明,但成功量產CRT的卻是美國人。
從1929到1939,美國公司RCA(美國無線電公司)用了十年時間發明了電視,完成了顯像管這壹實驗室技術的產業化。工業化就是找到壹種可行的、合理的方式,大批量、大規模地制造和銷售壹種標準產品,把尖端技術變成普通人買得起的商品。這個過程也會催生壹些新的行業和公司類型,塑造壹套上下遊公司的分工。
與隨後的兩次顯示技術變革相比,RCA等美國公司參與的第壹輪屏幕創新具有開創性。當時消費電子行業還沒有成型,更不用說分工了。RCA不僅發明和制造了顯像管,還定義和制造了電視終端,甚至推動了電視廣播系統的建立。參與創立RCA的大衛·薩諾夫(david sarnoff)也是美國全國廣播公司NBC的創始人。起初,RCA認為將電視變成大眾商品只需要500萬美元。事實上,他們在10年投資了5000萬美元,這在30年代是壹筆巨款。
然而,RCA的優勢並沒有持續到液晶顯示時代。這壹次,美國變成了提供原始發明的歐洲,但實現LCD產業化的卻是日本。
液晶相對於CRT的壹大優勢就是可以實現平面顯示。在LCD之前,電視和帶有顯像管的電腦屏幕不可能完全平整,背後有壹個很大的凸起。那個年代的蘋果電腦顯示器也要老老實實背個大包。
圖:蘋果在1998推出的iMac G3顯示器中仍然使用顯像管屏幕(左);2002年推出iMac G4時,使用的是LCD屏幕(右)。
早在20世紀50年代,RCA、西屋電氣等美國顯示先驅就開始推動LCD產業化。但在20世紀70年代左右,公司發現很難實現高質量的彩色液晶顯示器,液晶顯示器被打入冷宮。
此時,全球消費電子產業已經逐漸形成分工,產業轉移已經發生。設計和制造分離,終端企業不再單打獨鬥。屏幕、外殼、芯片、內存等部件由不同地區的不同公司生產。
基於戰後美日同盟、良好的工業基礎和政府支持,日本承接了美國成熟顯像管技術的轉移,構建了本土顯示器供應鏈,為開發下壹代技術積累了資金、人才、技術和技術經驗。到了70年代,日本精工、夏普等公司在液晶幾乎被美國公司拋棄的情況下,憑借出色的技術判斷力獲得了相關技術授權,並在80年代取得了壹系列技術突破,實現了液晶的產業化。從那時到2000年,日本壹直是世界上最大的液晶顯示屏生產國。在上世紀90年代中期的巔峰時期,日本生產了全球90%以上的液晶顯示屏,夏普、NEC、東芝位列前三。
錯過了液晶時代的RCA,在1976年被鐘表公司Timex收購。這家開創了壹個時代的科技公司已經不為人知。
然後是第三次技術變革——2000年後萌芽的有機發光二極管。類似前面的故事:日本先鋒公司是有機發光二極管工業化的最早嘗試,但中途放棄了;後來有機發光二極管是韓國三星做的,通過引進液晶時代的成熟技術,做成了大規模,積累了實力。
隨著蘋果在2017的iPhone X上首次使用三星提供的有機發光二極管屏幕,有機發光二極管在手機市場站穩了腳跟。三星享受超額收益。在蘋果iPhone X的材料成本中,有機發光二極管屏幕高達80美元/臺,在所有零件中排名第壹。
時至今日,在顯示產業的三次技術升級中,沒有壹個國家的顯示產業是“成功”的,上壹代技術的先行者都成了下壹代技術的過客,比如美國的RCA,日本的夏普,松下。(如果三星能在Micro LED上繼續領先,就打破了這個“魔咒”。)
很難保持滾動,因為生產技術和工藝不是完全連續的,而是從CRT跳到LCD再跳到有機發光二極管。比如相比顯像管,液晶制造增加了很多半導體工藝,未來微型led的半導體成分會更高。僅僅依靠行業內現有的人才和以往的經驗,很難做出需要跨領域知識和產業鏈重組的新產品。那些陷在過去成績裏,學習不夠快的公司,會被掃進那堆舊紙裏。
中國公司沒有經歷過這種“創新者困境”。自20世紀70年代CRT技術引入民用領域以來,中國公司壹直以學習和跟隨為主,即引進現有生產線和技術生產現成產品。他們缺乏投資下壹代技術的利潤和能力。
性價比不低,領先的面板公司如BOE、華星光電都取得了非常好的成績。去年,BOE全年利潤同比增長4倍,華星光電同比增長超過3倍。BOE也超過了三星電子,成為世界上最賺錢的面板公司。
但是就此止步是很危險的。首先,BOE的驚人增長與面板價格的周期性波動有關,這是不可持續的。LCD價格上漲的上壹個周期於去年夏天結束。
跟隨更大的問題是會陷入追趕循環:每當新壹代技術到來,跟隨者首先會遭遇技術封鎖;做成之後面臨價格打壓;終於價格戰結束,份額開始增加,錢沒賺幾天,更新的技術又來了,來之不易的產能面臨淘汰。
悲劇性的淘汰有時會導致壹些公司的徹底消亡。隨著2007年液晶電視銷量超過CRT電視,發展了30多年的中國大陸8家彩色CRT生產企業停產、拖欠工資、裁員、倒閉。
就像壹個人剛跋涉了幾年,停下來飽餐了幾天,然後又要繼續前行。做不到的話,價格戰是活不下去的,但是利潤壹般...追逐循環中的每壹個關卡,都有可能導致公司倒閉,巨額投資浪費。
新技術變革的速度越來越快。從CRT產業化的1930年代到LCD產業化取得突破的1980年代是50年,從那時到有機發光二極管是20多年。這意味著追趕者的喘息空間越來越少。剛剛趕上上壹代技術,下壹代新方案已經應用。
打破這種追趕循環的方法是參與定義下壹代技術。它需要壹個公司及其產業鏈在眾多不成熟、不確定的技術路線中做出選擇,然後將實驗室技術變成壹種可以重復生產上億次、成本合理的商品。選擇應該是賭博,選擇後的技術進攻要肯打,善於配合。
美日韓先後在顯像管、液晶、有機發光二極管上經歷了這個過程。這三代技術萌芽的時候,中國公司沒有實力參與技術定義、遊戲規則、分工的設計。但是發展中的MLED給了中國壹個嘗試的機會。
四個名額競爭,兩個選擇
MLED被提上日程是因為高端手機市場已經確立的最主流的LCD和有機發光二極管都有缺陷。
液晶本身不發光,需要背後有光,也就是“背光”。即使顯示黑色,液晶的背光也會被點亮,就像用強光照射半透明的黑色物體壹樣。黑色會呈現灰色,顏色會失真。有機發光二極管解決這個問題的方法是用有機發光材料畫出單個像素,讓像素實現“自發光”,省去了背光。但由於成本高,有機發光材料的衰變和不穩定性,有機發光二極管的壽命相對較短,使用場景有限,在平板電腦、電腦、電視上的普及率不高。
在MLED技術中,2010左右業界發現的Micro LED與有機發光二極管的思路類似,也是通過自發光消除背光來解決黑灰化的問題。但有機發光二極管使用的發光材料不是有機發光材料,而是微小的發光二極管,即發光二極管。每個LED都可以單獨控制,並組合在壹起形成圖像。LED的穩定性比有機發光二極管畫像素的有機發光材料好,也避免了有機發光二極管的缺陷。
由於體積小,Micro LED還可以用在采用光波導技術的AR(增強現實)眼鏡中。實現過程是將微型LED顯示模塊放入鏡腿中,然後讓光波導模塊將微型顯示器中的圖像傳輸到眼鏡的透明鏡片上。
Micro LED色彩逼真、壽命長、穩定性好,被視為下壹代乃至終極顯示方案,可應用於大屏幕商用顯示器、可穿戴設備、車載屏幕、影院屏幕、ar眼鏡等。
但類似於當年LCD、有機發光二極管技術的萌芽,現在生產微型LED難度大,成本高,需要設計和突破壹系列工藝,發明新的自動化設備。業內普遍認為,未來五到十年內,Micro LED很難大規模落地,比較接近的機會是2015左右提出的中間方案Mini LED。它實際上是壹種尺寸的微型LED。微型LED的尺寸小於50微米,直徑比人的頭發還小。迷妳LED的尺寸為50-200微米,兩者統稱為MLED。
目前,參與MLED技術改造的主要企業有日本、韓國、中國大陸和中國臺灣省。他們之間有競爭,有合作,有優勢,但沒有任何壹個地區的公司有超越別人的重大突破。中國大陸公司第壹次與全球主要企業站在了同壹起跑線上。
各家的“跑步姿勢”也不盡相同,大致可以分為兩派。第壹,走“漸進路線”,花大力氣發展Mini LED,這是踮起腳尖就能達到的技術升級。
目前,Mini LED的主要應用是將其用作LCD的背光,以優化LCD效果。這是最穩健保守的道路。
液晶背光本身經歷了從熒光燈管到LED的演變。與燈相比,LED組成的背光可以單獨控制和開關。分區越小,控制越精確。目前主流的分區背光電視使用的是1mm左右的LED,也就是1000微米的LED。迷妳LED只有50-200微米。在這個尺寸下,當屏幕顯示極小面積的黑色時,也可以有針對性地關閉相應畫面背後的背光,黑色可以恢復到完全的黑色。
中國光學光電液晶分會常務副會長梁新慶對《晚郵報》表示,現在有壹種誤解。看到韓國巨頭退出液晶產能,認為液晶落後;事實上,有很多方法可以改善液晶顯示器的缺陷,延長其商業周期,而使用迷妳LED作為液晶顯示器的背光就是其中壹個重要的方法。這條路適合LCD產能巨大的公司,如JD.COM、中國大陸華星光電等。他們過去幾年在LCD上投入了數千億美元才得到現在的位置,他們不能失去優勢。
BOE於2016開始研發迷妳LED產品,並於2020年底成立全資子公司BOE晶鑫科技,註冊資本9.5億元,研發制造迷妳/微型LED顯示屏及解決方案。晶鑫科技總經理陳明在去年的壹次行業活動上表示,BOE已經量產了基於玻璃的迷妳LED產品,並成立了壹個單獨的“MLED部門”。
華星光電迷妳LED項目於2018開工。華星在TCL體系內,TCL集團有電視和電腦終端業務。華星光電的努力方向是將Mini LED應用於高端電視。2019年,華星光電支持TCL推出首款Mini LED電視。
華星光電首席運營官趙軍對《晚郵報》表示,他預測未來五年迷妳LED背光電視應該會占到整個電視市場的5-10%,即每年10-2000萬臺。
目前迷妳LED電視的普及率還很低。根據研究機構Omdia的數據,2021年迷妳LED電視的出貨量約為200萬臺,僅占去年215萬臺電視總銷量的1%。
從2019開始,蘋果在高端顯示器、iPad Pro、Macbook Pro等產品上使用MiniLED背光屏幕,為這條應用路線打開了市場空間。
蘋果的迷妳LED屏此前由臺灣省的壹批上遊企業供貨,由韓國LGD (LG Display)組裝制造。中國大陸不在供應商之列。然而,天風國際的蘋果分析師郭明預測,BOE有望在今年為新款MacBook Air提供迷妳LED屏幕。
為了研發Mini LED,大陸面板企業不惜重金招人。從業者透露,大陸廠商這兩年從臺灣省挖人,可以給兩到三倍的工資。臺灣省已采取防禦措施防止人才外流。比如臺灣省的招聘網站已經不能公開發布大陸廠商的技術人員招聘啟事。
除了相對穩定的Mini LED背光,MLED的另壹種投資方式是直接做極致的Micro LED。
選擇這條路線的公司在LCD產能上並不占優勢,所以Mini LED和LCD的結合並不是他們的投資重點;這包括索尼等退出液晶產能的日企;專註於高端市場,積極不再投資液晶產能的三星等韓國企業;成立之初做的是有機發光二極管,之前不做液晶投資的維信諾,之前不做大屏液晶顯示的深天馬和利亞德。
索尼在2012年的CES(消費電子展)上展示了全球首款微型LED顯示屏Cystal LED,但三星現在已經超越了索尼。從2018年到2021年,三星連續四年在CES上展示了Micro LED顯示屏“The Wall”,這是全球唯壹壹家壹直在量產和銷售Micro LED電視的公司。
然而,微型LED電視距離普及還有很長的路要走。146英寸的墻在推出時售價為32萬美元。壹個美國消費者真的買了這個電視,裝了三天。又貴又麻煩,墻還不是壹個成熟的商品。
三星試圖降低Micro LED的成本。據韓國媒體The Elec報道,三星今年生產的101英寸The Wall價格將下調40%,至1億韓元,約合531萬人民幣。
在推廣Micro LED時,三星與中國大陸和臺灣省的上遊企業進行了合作。三星電子從中國大陸三安光電和臺灣省快創購買LED芯片,從臺灣省AUO和三星集團的另壹家子公司三星顯示購買電路板,並在越南建立微型LED電視生產線。三星電子負責模塊集成、測試等流程。在這個鏈條中,原來的屏幕制造核心環節和面板環節都被削弱了,三星正在主導壹套新的上下遊合作方式。顯示行業研究機構LED分析師王飛告訴《晚郵報》,Micro LED的出現改變了產業鏈的分工,不再有傳統意義上的“面板公司”。
三星電子與臺灣省快創有著密切的合作。這家公司成立於2014,是多家臺灣省老牌顯示器廠商參與的壹系列垂直整合、換股、產業投資的結果,寄托了臺灣省顯示器產業“翻身”的期望。
目前三星是快創的第壹大股東,持股超過20%;第二大股東為臺灣省LED芯片龍頭企業晶元光電,持股20%;賴寶和AUO等臺灣企業也向快創註資。作為全球市值最高的微型LED初創企業,快創計劃今年上市。
壹位從業者告訴《晚郵報》,快創的技術目前領先於內地企業。以micro-LED制造過程中的關鍵技術——大規模轉移為例。4K分辨率的micro-LED面板需要2488萬顆LED,海量轉移就是將微小和巨量的LED批量轉移到基板上。
快創披露的2020年轉移速度是20秒轉移1萬個Micro LED,轉移良率可達99.5%。速度尚可,在已披露類似指標的廠商中最快;但是產量不夠。量產的要求是每壹百萬個led轉移壹個,不超過壹個不良點,99.5%的良品率是每百萬個led 5000個不良點。
沒有液晶產能的大陸有機發光二極管廠商維信諾和LED顯示屏龍頭利亞德也選擇跳過Mini LED,直接布局Micro LED。
2020年,維信諾與成都國資投資平臺* * *成立開發制造MicroLED的新主體成都辰顯,總投資約654.38+0.2億元。同年6月165438+10月,維信諾作價3億元,將500多項Micro LED相關專利轉讓給晨顯。
維信諾去年建立了壹條試生產線,它也是中國大陸少數幾家宣布巨額轉移收益率的公司之壹。去年水平為99.5%,與創創相當,距離量產要求還有很大差距。
唯壹在Micro LED上實現規模營收的公司是利亞德,主要面向商用顯示市場。商業展示是指面向B端客戶的屏幕產品,如超大型廣告牌、活動和聚會展示等。2021半年報顯示,利亞德Micro LED商用顯示產品去年上半年已為公司帶來103萬元收入。雖然在36億的總營收中占比不高,但卻是為數不多的已經從Micro LED獲得實際收入的公司。
在商業顯示市場推廣Micro LED的好處是標桿項目,比如壹些地標建築的外墻顯示屏、大型活動顯示屏,單價高,對價格不那麽敏感。
Micro LED內部的另壹條路線是為AR眼鏡做Micro LED微顯示器,這是壹個從原來的面板制造業跨越了相當多的領域,所以2010後湧現了壹批創業公司。主要玩家有來自中國大陸的(仙瑤)、鐳宇和斯坦科技、中國臺灣省的快創、美國的lux vue(2065 438+04被蘋果收購)。JBD和鐳宇等公司在過去兩年裏已經獲得了幾輪融資。投資者包括高蓉、同創葉巍、三星風險投資和小米長江產業基金。
Micro LED微型顯示器的量產進度可能會比大屏幕Micro LED直顯快。2021年,小米、OPPO、雷鳥等品牌相繼展示AR智能眼鏡,均采用Micro LED微顯示模組。這類眼鏡外形接近傳統眼鏡,體積小,鏡片透明,不影響日常佩戴。
據LatePost報道,這些新的微型LED顯示模塊都來自JBD,而且都是單色模塊。鐳宇是去年公布的,他們已經實現了全彩單片顯示。
除了彩色顯示,Micro LED微顯示應用的另壹個挑戰是成本。據從業者透露,目前微顯模組的單價可以達到幾千元到1萬元。OPPO和小米的AR產品只發布了,價格沒有公布,也沒有銷售。
壹位AR/VR領域的投資人表示,未來AR設備消費者能接受的價格不超過3000元。反過來,壹個Micro LED模組的成本應該控制在100元左右。鐳宇的聯合創始人孫告訴LatePost,鐳宇希望在AR眼鏡量產時,將顯示模塊做成15美元左右。
臺灣省快創也在AR方向投資。去年,他們與臺灣工業研究院合作推出了Micro LED微型顯示模塊。快創CEO李雲利曾在臺灣省接受媒體采訪時表示,他們已經獲得了5-6個潛在客戶。
面板廠商暫時沒有在Micro LED微顯示上投入太多。多位業內人士對《晚郵報》表示,BOE目前有團隊在做Micro LED微顯示;而三星、華星光電等廠商暫時沒有相關投入。
前述投資人認為,在AR需求尚不明朗、市場規模尚不明朗的情況下,面板廠商不會像創業公司那樣大舉投資。如果未來需求真的上升,BOE、華星光電等公司可以憑借體量優勢,通過收購創業公司進入市場。
循序漸進,穩紮穩打,抓住比較確定的Mini LED,或者瞄準未來形態,直接做MicroLED。不同的公司做出了自己的選擇。
來之不易,極度危險。
在這個時間點上,很難判斷誰會在正在進行的MLED顯示技術創新中笑到最後。
業內分析師王飛認為,擁有領先LCD產能的中國大陸產業鏈有機會在與LCD配套的迷妳LED背光方面繼續領先。這是壹個營收已經相對確定的方向:隨著蘋果在iPad和顯示器產品上使用Mini LED背光顯示屏,更多的終端廠商將會跟進,Mini LED背光的使用範圍將會從高端產品逐漸下降到中端產品。
在微型LED上,無論是微型顯示還是大屏幕直顯,臺灣省公司如韓國三星與其密切合作更具優勢;在用於AR眼鏡的Micro LED微型顯示器的應用上,中國和美國的創業公司取得了同等的進展。日本企業在屏幕制造上遊有著深厚的材料和設備積累,在大批量轉移和修復測試等關鍵設備的研發上走在了前面。
在企業之間的差距還沒有被拉大的時候,中國的屏幕制造企業面臨的壹個主要變量不是自身,而是下遊的終端廠商。中國的消費電子企業規模大,但利潤薄,從終端到上遊。他們通常不是新技術和產品趨勢的領導者。
以智能手機市場為例,蘋果的設計和其選擇的全球供應商* * *已經形成了壹個龐大的產業鏈,蘋果賺取了大部分利潤。那些能進入蘋果供應鏈的公司並不弱小,但他們仍然是被選中的那壹個,他們的命運可能會因為蘋果的變化而逆轉。因蘋果轉投有機發光二極管而陷入低迷的日本液晶屏供應商JDI就是壹個典型的例子。華為曾希望在中國成長為壹家可以定義新產品和新技術的終端制造商,但自從被美國制裁後,華為的消費電子業務受到了沈重打擊。
缺乏與下遊終端廠商的相互成就,僅僅依靠上遊和中遊環節的公司很難在新技術的定義和開發中生存。
這個過程分支很多,選擇很難。上世紀末,當屏幕制造技術從CRT向LCD轉變時,當時出版的《顯示技術手冊》列出了多達6個實現平板顯示的技術方向,包括LED顯示(現在MLED又回到了這個思路)和等離子顯示。這些技術路線也有公司投資。日本松下曾經花了很多錢研發等離子顯示器,但是沒有成功。後來,它徹底放棄了顯示器業務。
其實做壹個屏幕或者其他標準上遊的核心部件是壹件吃力不討好的事情。它沒有IP、品牌、文化、情感投射的護城河。這類公司的下遊客戶是理性的,要求高的,看業績,看良率,看成本。壹代技術的成功並不能保證壹個公司的持續成功,往往會讓它在新的浪潮中原地踏步。
避免衰退和顛覆的方法就是獲得持續創新和自我創新的能力,提前布局未來的技術。掌握這種能力的條件是至少練習壹次。
仍處於工業化早期階段的MLED提供了壹個實踐機會,將壹項實驗性技術轉化為可以大規模生產和銷售的商品。現在中國可以嘗試從頭到尾參與這個過程。
這個機會來之不易,從20世紀70年代初開始,已經鋪墊了半個世紀。這個機會也是極其危險的。它並沒有產生多少收入,但它吸引了多家公司數百億的投資,並使壹批從業者投入了時間和精力。現在這只是壹種未實現的可能性。