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OLED 深度報告:產能釋放在即,產業鏈迎來投資機會

OLED發展歷程

OLED的研究產生起源於一個偶然的發現。 1979年的一天晚上, 在美國柯達公司從事科研工作的華裔科學家鄧青雲博士(Dr.C.W.Tang)在回家的路上忽然想起有東西忘記在實驗室裡, 回去以後, 他發現黑暗中有個亮的東西。

打開燈發現原來是一塊做實驗的有機蓄電池在發光。 OLED研究就此開始, 鄧博士由此也被稱為OLED之父。

1987年柯達公司首次研製出高性能夾心結構的器件。

1997年OLED由日本先鋒公司在全球第一個商業化生產並用於汽車音響。

但是直到1999年, OLED唯一的市場僅為車載顯示器, 2000年後應用才擴展到手機、PDA(包括電子詞典、手持電腦和個人通訊設備等)、相機、手持遊戲機、檢測儀器等。

2009年各大廠商開始將重心轉向AMOLED, 致使AMOLED產值首度超越PMOLED。

2013年LGD、SMD先後推出55英寸OLED電視。

2017年蘋果十周年紀念手機iPhoneX採用AMOLED螢幕。

所以OLED從首次商業應用到成功推出55英寸電視屏僅僅用了16年時間, 而LCD走過這段歷程則花了32年時間, 可見全球OLED產業發展非常迅猛。

從行業週期來看, LCD已經處於成熟期, 在顯示領域佔領著絕對市場, 而OLED正處於成長期。

中國光學光電子行業協會液晶分會(CODA)秘書長梁新清在2016年8月於上海召開的“中國北京2015國際顯示產業高峰論壇”的前期說明會上表示, 到2025年前後, 伴隨柔性顯示器的商品化, TFT液晶將會步入衰退期。

與此同時, OLED將會取代TFT液晶, 迎來成熟期。

OLED產業鏈概覽以OLED面板為出發點, 它的上游是製造OLED面板所需的零元件, 包括原材料、生產設備及電子元器件, 下游是OLED的終端應用, 包括手機顯示、VR、穿戴設備、平板、電腦、電視等。

在OLED面板的成本構成中, 除了設備之外, 就是有機材料占比超過10%, 為22.7%。 另外, 驅動晶片占比為6.9%。

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在上游材料及設備方面, 日本和歐美地區具有很強的研發和產業化實力, 佔據主導地位。

在中游面板製造方面, 亞洲基本佔據了全球所有市場份額, 尤其以韓國SMD、LGD為行業領頭羊, 中國臺灣友達、新奇美電以及日本SONY、夏普、松下、日本顯示等企業緊隨其後。 中國大陸最早從事OLED研發及生產的維信諾、四川虹視外, 京東方、天馬、華星光電等傳統的面板企業也加快了跟進行業發展的步伐。

在下游終端應用方面, 目前手機所占份額最大, 而在暢銷手機品牌中, 美國有蘋果、韓國有三星、中國有華為、OPPO、小米等, 我國對OLED面板有很大的需求量。

AMOLED與TFTLCD的工藝流程對比

TFTLCD是現在主流顯示技術,而AMOLED是OLED主流的顯示技術,通過對比AMOLED與TFTLCD的工藝流程,可以找出差異點,從而發現產業鏈的機會。

AMOLED與TFTLCD在工藝流程上最主要的共同點在於均用到TFT,儘管兩者具體的TFT工藝流程不盡相同,但是無論AMOLED生產線,還是TFTLCD生產線,TFT既是整條線最關鍵、最基礎的技術,也是整條線設備投資的主要構成部分,均占設備總投資的約60%以上;

並且,僅就TFT工序而言,如果以AMOLED採用LTPSTFT與LCD採用a-SiTFT來比較,所需設備和工藝技術的種類幾乎有80%以上都是相同的,而如果二者都採用LTPSTFT或者氧化物TFT,則所需設備和工藝技術的種類就幾乎完全一樣了。

除TFT技術以外,在模組裝配工序段,AMOLED與TFTLCD也有較大共性,比如劃線裂片技術、FPC綁定技術、電性能測試以及環境試驗方法等。

AMOLED與TFTLCD最關鍵的不同是各自特有蒸鍍封裝和液晶灌封工序,在這兩大工序上沒有任何相似性或借鑒性。

對AMOLED而言,蒸鍍封裝是其所有制程工序中最關鍵、技術難度最大的工序之一,對AMOLED的性能和良率有至關重要的影響。其中的有機成膜技術是AMOLED區別於其他所有顯示技術所特有的核心關鍵技術。

由於OLED器件中有機薄膜的厚度非常薄,一般相當於頭髮直徑的百分之一左右,子圖元薄膜又極其精細,長寬約數十微米,而且要求如此薄且精細的有機薄膜要能大面積、非常均勻且無針孔地依次製作多層,這具有非常大的技術難度,也是傳統LCD等面板企業不曾涉足的新技術領域。

有機成膜技術可分為真空蒸鍍、鐳射轉印和濕法製備三類。目前最成熟、唯一已用於大規模量產的是真空蒸鍍成膜技術。

AMOLED的關鍵材料和設備及國內外佈局情況

由於AMOLED與TFTLCD的工藝流程有所不同,所以兩者的關鍵材料與設備也大不相同。

TFTLCD的關鍵原材料包括背光源、液晶材料、濾光片等,而AMOLED的關鍵原材料是有機發光材料;TFTLCD所需的關鍵設備包括TFT設備和液晶灌封設備,而AMOLED所需的關鍵設備包括TFT設備和製備有機薄膜的真空蒸鍍設備。

近年來,OLED關鍵材料和設備取得了快速發展,並已在全球形成了龐大完整的上游供應鏈。

從國家來看,日本在OLED關鍵材料和設備等配套方面,佔有絕對的領先地位,已經成為OLED產業最主要的關鍵材料和關鍵設備供應國,比如住友化學是全球知名的有機發光材料供應商,旭硝子是全球OLED玻璃基板的主要供應商,尼康佔據了OLED光刻機市場份額的90%,ULVAC在PECVD設備市場的份額接近70%,TOKKI是全球OLED蒸鍍設備的主要供應商。

韓國則在三星、LGD的帶動和大力支持下,產業配套能力得到顯著提高,目前僅次於日本。

一方面三星、LGD積極採購本土企業產品,帶動相關企業發展。

在三星和LGD所需的有機材料中,除了紅綠藍摻雜材料之外,大多數來自本土企業。另一方面三星、LGD加強和本土企業合作,通過共同開發,建設本土供應鏈。

其中三星通過與國內設備企業合作,共同開發包括結晶化、蒸鍍、真空物流、封裝已經自動化系統等核心設備和集成技術,成功建設了本地設備供應鏈,為三星實現AMOLED產業化奠定了堅實的基礎。

我國在OLED關鍵材料和設備方面的發展與國外差距還很大。在關鍵材料方面,儘管參與的企業和科研院所較多,但是缺乏適合大規模量產的、原創性的有機功能材料與體系,只是生產中間體和單體粗品;在關鍵設備方面,只具有生產低世代線、小尺寸OLED生產線的後端設備和部分清洗設備的能力,在核心設備如PECVD、結晶爐、離子注入機、蒸鍍設備、封裝設備等,則必須完全依賴進口。

設備製造能力薄弱,也造成我國OLED整套設備的系統化技術落後,成為我國OLED產業發展的關鍵制約因素。不過,隨著我國本土面板商如京東方量產OLED,必將帶動上游的發展,從而形成完整的OLED產業鏈,只有全產業鏈的相互促進和協作才能使我國從面板大國變為面板強國。

OLED面板現狀

OLED面板需求情況作為第三代顯示技術,OLED正處於快速成長期,其應用市場主要是替代LCD。

OLED的滲透率與其成本直接相關,而其成本又直接與生產良率相關。如果元件和材料價格合理,生產良率超過80%時,OLED成本將低於LCD。一旦成本低於LCD,OLED將憑藉其性能優勢大規模替代LCD。

2017年Q2以來,5.5吋HD解析度的面板已經出現了成本倒轉,根據IHSMarkit調查,5.5吋HDAMOLED面板的製造成本為12.1美元,而5.5吋HDLTPSLCD面板的成本則是12.2美元,不過5.5吋的HDa-SiLCD面板製造成本僅約10.4美元,仍低於AMOLED面板。

在較高解析度的市場上,LCD的製造成本仍佔有優勢,據估計,5.5吋的QHDAMOLED面板和5.5吋的QHDLTPSLCD面板之間,大約存在30%的成本差距,至於a-Si技術則無法達到QHD的解析度。

因為AMOLED結構較LCD面板簡單,所以原則上AMOLED的材料成本應該低於LCD面板,AMOLED較高的成本主要來自折舊、勞動力成本等其他費用,而這些費用的單位成本將隨著量產的規模效應而減少。

OLED的中小尺寸需求目前,10英寸以下中小尺寸AMOLED技術相對成熟,已實現量產,可廣泛應用於手機、穿戴設備、VR、平板等移動產品。

目前手機對AMOLED面板的需求量最大。AMOLED面板在智慧手機顯示面板市場的滲透率正在迅速攀升。根據統計資料顯示,2016年全球智慧手機大概有23%搭載OLED面板。

2017年隨著蘋果十周年紀念手機iPhoneX採用AMOLED螢幕,掀起了OLED熱潮。據日本經濟新聞報導,2018年下半年所有新款iPhone都將採用OLED螢幕。而這將會大大加速其他智慧手機製造商對OLED螢幕的採用,Trendforce指出到2020年,OLED螢幕在手機上的採用率將達到50%。

根據智研諮詢的統計,在手機市場,2015年AMOLED出貨量約2.55億片,預計到2019年將增長至7.5億片,年複合增長率達32%;相應的市場規模從2015年的93億美元增長至293億美元,年複合增長率達33%。其中增長主要來自於軟屏,柔性屏是未來的趨勢。

OLED的大尺寸需求大尺寸AMOLED可應用於電視機、筆記型電腦、電腦顯示器等方面,其中主要嘗試點在電視機上。

不過AMOLED電視面板正處於起步階段,材料總消耗量較小從而價格較高,且生產良率仍然相對較低,所以AMOLED電視成本還遠遠高於LCD電視。但是據IHS估計,自從2015年第一季55吋OLEDTV首度出現在市場上至今,55吋OLED面板的製造成本已大幅下滑55%,與同規格、同尺寸LCD面板的價差亦縮小到2.5倍。

到2017年第二季時,55吋OLED面板的生產成本已下跌到582美元,預估到2021年第一季時,還會進一步下跌到242美元,倘若屆時同尺寸規格的LCD面板生產成本仍維持在200美元上下,屆時OLEDTV與LCDTV的價差將相當有限。

因此短期內LCD面板在電視應用中仍然具有更強的成本競爭力,但是長期來看,AMOLED電視仍將取代LCD電視。

OLED電視整機出貨量預估將從2017年的150萬台攀升至2018年的240萬台。根據IHSMarkit分析,AMOLED電視面板出貨量從2017年開始將以42%的複合年增長率保持增長,到2023年出貨量將超過1000萬片。

IHSMarkit預測,在智慧手機和電視機對AMOLED面板的需求增加帶動下,2017年全球AMOLED市場出貨預計將達252億美元,比2016年增長63%。

預估到2021年,AMOLED面板市場將以22%的複合年增長率擴張,超過400億美元。

OLED面板生產現狀全球AMOLED面板供給集中在韓國,其中三星主要推中小尺寸的紅綠藍(RGB)OLED面板,應用于智慧手機及可穿戴設備等移動終端,佔有市場份額超過95%;而LGD則主要推大尺寸的白光OLED(WOLED)面板,主要應用在電視機上。

為應對在智慧手機和其他移動設備領域,液晶顯示幕(LCD)逐步被RGBOLED取代的趨勢,特別是OLED面板全屏以及柔性的特性,樂金顯示器已經於2017年開始生產RGBOLED面板。

目前我國內地面板製造商也在針對移動設備積極擴大中小尺寸的RGBOLED面板產能。

全球OLED面板產能將在未來三年高速增長,擴張主要來自韓國和中國大陸。

根據IHSMarkit的分析,全球OLED面板的產能—包括紅綠藍(RGB)OLED以及白光OLED(WOLED)在內,預計將從2017年的1190萬平米增至2022年的5010萬平方米,增幅達到320%。

其中RGBOLED面板的產能將從2017年的890萬平方米增至2022年的3190萬平方米,WOLED面板的產能也將從2017年的300萬平米增至2022年的1820萬平米。

三星RGBOLED面板產能將從2017年的770萬平方米增至2022年的1660萬平方米,仍將是智慧手機RGBOLED面板的主要供應商。但是,中國所占份額將會增加。

據估計,到2022年,韓國面板製造商在全球AMOLED產能中所占的比重將從2017年的93%下降至71%,而中國製造商的市場份額則將從2017年的5%增至2022年的26%。獲取本文完整報告請百度搜索“樂晴智庫”。

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AMOLED與TFTLCD的工藝流程對比

TFTLCD是現在主流顯示技術,而AMOLED是OLED主流的顯示技術,通過對比AMOLED與TFTLCD的工藝流程,可以找出差異點,從而發現產業鏈的機會。

AMOLED與TFTLCD在工藝流程上最主要的共同點在於均用到TFT,儘管兩者具體的TFT工藝流程不盡相同,但是無論AMOLED生產線,還是TFTLCD生產線,TFT既是整條線最關鍵、最基礎的技術,也是整條線設備投資的主要構成部分,均占設備總投資的約60%以上;

並且,僅就TFT工序而言,如果以AMOLED採用LTPSTFT與LCD採用a-SiTFT來比較,所需設備和工藝技術的種類幾乎有80%以上都是相同的,而如果二者都採用LTPSTFT或者氧化物TFT,則所需設備和工藝技術的種類就幾乎完全一樣了。

除TFT技術以外,在模組裝配工序段,AMOLED與TFTLCD也有較大共性,比如劃線裂片技術、FPC綁定技術、電性能測試以及環境試驗方法等。

AMOLED與TFTLCD最關鍵的不同是各自特有蒸鍍封裝和液晶灌封工序,在這兩大工序上沒有任何相似性或借鑒性。

對AMOLED而言,蒸鍍封裝是其所有制程工序中最關鍵、技術難度最大的工序之一,對AMOLED的性能和良率有至關重要的影響。其中的有機成膜技術是AMOLED區別於其他所有顯示技術所特有的核心關鍵技術。

由於OLED器件中有機薄膜的厚度非常薄,一般相當於頭髮直徑的百分之一左右,子圖元薄膜又極其精細,長寬約數十微米,而且要求如此薄且精細的有機薄膜要能大面積、非常均勻且無針孔地依次製作多層,這具有非常大的技術難度,也是傳統LCD等面板企業不曾涉足的新技術領域。

有機成膜技術可分為真空蒸鍍、鐳射轉印和濕法製備三類。目前最成熟、唯一已用於大規模量產的是真空蒸鍍成膜技術。

AMOLED的關鍵材料和設備及國內外佈局情況

由於AMOLED與TFTLCD的工藝流程有所不同,所以兩者的關鍵材料與設備也大不相同。

TFTLCD的關鍵原材料包括背光源、液晶材料、濾光片等,而AMOLED的關鍵原材料是有機發光材料;TFTLCD所需的關鍵設備包括TFT設備和液晶灌封設備,而AMOLED所需的關鍵設備包括TFT設備和製備有機薄膜的真空蒸鍍設備。

近年來,OLED關鍵材料和設備取得了快速發展,並已在全球形成了龐大完整的上游供應鏈。

從國家來看,日本在OLED關鍵材料和設備等配套方面,佔有絕對的領先地位,已經成為OLED產業最主要的關鍵材料和關鍵設備供應國,比如住友化學是全球知名的有機發光材料供應商,旭硝子是全球OLED玻璃基板的主要供應商,尼康佔據了OLED光刻機市場份額的90%,ULVAC在PECVD設備市場的份額接近70%,TOKKI是全球OLED蒸鍍設備的主要供應商。

韓國則在三星、LGD的帶動和大力支持下,產業配套能力得到顯著提高,目前僅次於日本。

一方面三星、LGD積極採購本土企業產品,帶動相關企業發展。

在三星和LGD所需的有機材料中,除了紅綠藍摻雜材料之外,大多數來自本土企業。另一方面三星、LGD加強和本土企業合作,通過共同開發,建設本土供應鏈。

其中三星通過與國內設備企業合作,共同開發包括結晶化、蒸鍍、真空物流、封裝已經自動化系統等核心設備和集成技術,成功建設了本地設備供應鏈,為三星實現AMOLED產業化奠定了堅實的基礎。

我國在OLED關鍵材料和設備方面的發展與國外差距還很大。在關鍵材料方面,儘管參與的企業和科研院所較多,但是缺乏適合大規模量產的、原創性的有機功能材料與體系,只是生產中間體和單體粗品;在關鍵設備方面,只具有生產低世代線、小尺寸OLED生產線的後端設備和部分清洗設備的能力,在核心設備如PECVD、結晶爐、離子注入機、蒸鍍設備、封裝設備等,則必須完全依賴進口。

設備製造能力薄弱,也造成我國OLED整套設備的系統化技術落後,成為我國OLED產業發展的關鍵制約因素。不過,隨著我國本土面板商如京東方量產OLED,必將帶動上游的發展,從而形成完整的OLED產業鏈,只有全產業鏈的相互促進和協作才能使我國從面板大國變為面板強國。

OLED面板現狀

OLED面板需求情況作為第三代顯示技術,OLED正處於快速成長期,其應用市場主要是替代LCD。

OLED的滲透率與其成本直接相關,而其成本又直接與生產良率相關。如果元件和材料價格合理,生產良率超過80%時,OLED成本將低於LCD。一旦成本低於LCD,OLED將憑藉其性能優勢大規模替代LCD。

2017年Q2以來,5.5吋HD解析度的面板已經出現了成本倒轉,根據IHSMarkit調查,5.5吋HDAMOLED面板的製造成本為12.1美元,而5.5吋HDLTPSLCD面板的成本則是12.2美元,不過5.5吋的HDa-SiLCD面板製造成本僅約10.4美元,仍低於AMOLED面板。

在較高解析度的市場上,LCD的製造成本仍佔有優勢,據估計,5.5吋的QHDAMOLED面板和5.5吋的QHDLTPSLCD面板之間,大約存在30%的成本差距,至於a-Si技術則無法達到QHD的解析度。

因為AMOLED結構較LCD面板簡單,所以原則上AMOLED的材料成本應該低於LCD面板,AMOLED較高的成本主要來自折舊、勞動力成本等其他費用,而這些費用的單位成本將隨著量產的規模效應而減少。

OLED的中小尺寸需求目前,10英寸以下中小尺寸AMOLED技術相對成熟,已實現量產,可廣泛應用於手機、穿戴設備、VR、平板等移動產品。

目前手機對AMOLED面板的需求量最大。AMOLED面板在智慧手機顯示面板市場的滲透率正在迅速攀升。根據統計資料顯示,2016年全球智慧手機大概有23%搭載OLED面板。

2017年隨著蘋果十周年紀念手機iPhoneX採用AMOLED螢幕,掀起了OLED熱潮。據日本經濟新聞報導,2018年下半年所有新款iPhone都將採用OLED螢幕。而這將會大大加速其他智慧手機製造商對OLED螢幕的採用,Trendforce指出到2020年,OLED螢幕在手機上的採用率將達到50%。

根據智研諮詢的統計,在手機市場,2015年AMOLED出貨量約2.55億片,預計到2019年將增長至7.5億片,年複合增長率達32%;相應的市場規模從2015年的93億美元增長至293億美元,年複合增長率達33%。其中增長主要來自於軟屏,柔性屏是未來的趨勢。

OLED的大尺寸需求大尺寸AMOLED可應用於電視機、筆記型電腦、電腦顯示器等方面,其中主要嘗試點在電視機上。

不過AMOLED電視面板正處於起步階段,材料總消耗量較小從而價格較高,且生產良率仍然相對較低,所以AMOLED電視成本還遠遠高於LCD電視。但是據IHS估計,自從2015年第一季55吋OLEDTV首度出現在市場上至今,55吋OLED面板的製造成本已大幅下滑55%,與同規格、同尺寸LCD面板的價差亦縮小到2.5倍。

到2017年第二季時,55吋OLED面板的生產成本已下跌到582美元,預估到2021年第一季時,還會進一步下跌到242美元,倘若屆時同尺寸規格的LCD面板生產成本仍維持在200美元上下,屆時OLEDTV與LCDTV的價差將相當有限。

因此短期內LCD面板在電視應用中仍然具有更強的成本競爭力,但是長期來看,AMOLED電視仍將取代LCD電視。

OLED電視整機出貨量預估將從2017年的150萬台攀升至2018年的240萬台。根據IHSMarkit分析,AMOLED電視面板出貨量從2017年開始將以42%的複合年增長率保持增長,到2023年出貨量將超過1000萬片。

IHSMarkit預測,在智慧手機和電視機對AMOLED面板的需求增加帶動下,2017年全球AMOLED市場出貨預計將達252億美元,比2016年增長63%。

預估到2021年,AMOLED面板市場將以22%的複合年增長率擴張,超過400億美元。

OLED面板生產現狀全球AMOLED面板供給集中在韓國,其中三星主要推中小尺寸的紅綠藍(RGB)OLED面板,應用于智慧手機及可穿戴設備等移動終端,佔有市場份額超過95%;而LGD則主要推大尺寸的白光OLED(WOLED)面板,主要應用在電視機上。

為應對在智慧手機和其他移動設備領域,液晶顯示幕(LCD)逐步被RGBOLED取代的趨勢,特別是OLED面板全屏以及柔性的特性,樂金顯示器已經於2017年開始生產RGBOLED面板。

目前我國內地面板製造商也在針對移動設備積極擴大中小尺寸的RGBOLED面板產能。

全球OLED面板產能將在未來三年高速增長,擴張主要來自韓國和中國大陸。

根據IHSMarkit的分析,全球OLED面板的產能—包括紅綠藍(RGB)OLED以及白光OLED(WOLED)在內,預計將從2017年的1190萬平米增至2022年的5010萬平方米,增幅達到320%。

其中RGBOLED面板的產能將從2017年的890萬平方米增至2022年的3190萬平方米,WOLED面板的產能也將從2017年的300萬平米增至2022年的1820萬平米。

三星RGBOLED面板產能將從2017年的770萬平方米增至2022年的1660萬平方米,仍將是智慧手機RGBOLED面板的主要供應商。但是,中國所占份額將會增加。

據估計,到2022年,韓國面板製造商在全球AMOLED產能中所占的比重將從2017年的93%下降至71%,而中國製造商的市場份額則將從2017年的5%增至2022年的26%。獲取本文完整報告請百度搜索“樂晴智庫”。

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