OLED行业深度:行业现状、市场空间、产业链及相关公司深度梳理

显示技术是将电信号转换为视觉信息的技术,主要包括阴极射线管显示技术(CRT)和平板显示技术。其中,平板显示技术主要包括等离子显示(PDP)、液晶显示(LCD)、有机发光二极管显示(OLED)等技术路线。OLED是LCD之后最具潜力的平板显示技术。随着OLED性能优势带来的需求增长逐渐扩散至全尺寸领域,叠加供给侧国内本土产能布局逐步完善,OLED有望进一步提升其在各个尺寸应用场景下的渗透率,同时助推OLED产业链上中下游国产化替代进程。

本篇文章将为大家介绍OLED的概念及结构,分析其技术特点,并整理不同类型和发展趋势。同时,我们将深入探讨OLED行业的现状和市场空间,并对其产业链及相关公司进行梳理,分析各环节的现状以及国产化进展情况。希望这些内容可以帮助大家更好地了解OLED行业。

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01

OLED概述


1、OLED概念及结构

OLED全称为Organic Light-Emitting Diode,即有机发光二极管(也称有机发光半导体),是目前主流屏幕显示技术之一。OLED使用在电流驱动下可发光的有机半导体材料,具备单个像素自主发光的特性,在智能手机、平板、车载显示、电视等各类显示屏幕上有广泛应用。

OLED一般由基板、阳极、空穴功能层、有机发光层、电子功能层、阴极组成类似“三明治”的结构。其中,靠近阴极的电子功能层及靠近阳极的空穴功能层从两端包夹有机发光层,载流子分别从阴/阳极进入,通过电子及空穴层形成电流,驱动发光层中的红、绿、蓝三色有机材料发光。基板也称背板,OLED主体结构蒸镀在其上方。

2、LCD与OLED技术特点比较

目前全球显示技术路线主要分为自发光式和非自发光式,分为LCD和OLED两大类,分别对应当下主流的OLED和TFT-LCD技术。随着显示技术的持续发展及下游市场对显示屏需求的不断增加,整个市场呈现快速成长、技术持续更迭的趋势。目前TFT-LCD仍然是显示市场的主流技术,但随着OLED、mini-LED和micro-LED等新型显示技术的成熟,新型显示技术的应用场景不断丰富、渗透率不断提升。

LCD与OLED技术特点比较,OLED在色彩表现、柔性显示、面板厚度、可视角度、响应速度、耗能等方面展现更优的性能表现。由于技术原理不同,OLED与LCD各有优劣特点。LCD需要使用背光源,在电压控制下液晶层偏折背板白光,透过滤光片生成不同色彩,进而呈现显示效果。而OLED不需背光源和液晶层,直接采用有机红绿蓝荧光材料自主发光,在减少厚度同时使柔性显示、折叠显示成为可能。另外,LCD由于大量像素点共享常亮背光源,理论能耗相对较高,而且存在高亮色彩“光晕”、黑色不纯粹等色彩效果问题。而OLED可控制每个像素独立发光,精准控制显示像素、关闭即可实现纯黑效果,色彩对比效果更强,理论能耗相对较低。相对地,OLED使用的有机发光材料具有寿命较短的缺陷,同时相对一般传统LCD产品制作流程较复杂、成本较高。

3、OLED技术分类及发展趋势

按照背板驱动、封装材料及衬底材料、发光技术、串联式等分类维度,OLED可进一步分类。

(1)按照背板驱动方式分类

PMOLED被动式驱动(Passive-matrix OLED,也称无源驱动):采用玻璃背板,驱动和控制功能由外接的驱动IC完成,结构相对简单、成本低,但可能存在同行/列像素交叉串扰的问题。

AMOLED主动式驱动(Active-matrix OLED,也称有源驱动):为当前OLED应用主流,在外接驱动IC同时通过TFT背板驱动电路控制单个像素发光,可以有效保证单个像素发光的独立性,但结构相对复杂、成本较PMOLED更高。由于AMOLED显示性能更强、更适用于分辨率较高的屏幕场景,为目前主流的OLED背板驱动方式。

Micro OLED:也称硅基OLED,是AMOLED的技术拓展,将背板材料换成硅晶圆且无需外接驱动IC,节约了内部空间,具有分辨率高、体积小等特点。Micro OLED的制作工艺更加复杂,近期技术逐步成熟,主要应用于AR/VR等近眼显示领域。

(2)按照封装材料和衬底材料分类

按照封装材料和衬底材料不同可以分为刚性、柔性、混合OLED。刚性OLED采用玻璃基板和封装,制造成本和材料相对更低;柔性OLED封装采用的是薄膜封装(TFE),并从一开始采用的塑料衬底,到现在广泛应用的聚酰亚胺(PI),来承受制备流程的热蒸镀工艺中400℃以上高温,让衬底保持稳定;混合OLED则采用刚性的基板和薄膜封装,兼具了低成本和可弯曲的特性。

在发展趋势上,由于性能差异,当柔性OLED价格下降时,小尺寸刚性OLED市场空间存在被挤压风险,中尺寸刚性OLED市场相对稳定。混合OLED可以应用于IT设备和车载显示器,目前海内外龙头公司积极布局混合OLED,据公司公告,京东方第8.6代AMOLED产线拟生产混合OLED为主,同时兼容柔性OLED。

(3)按照发光技术分类

RGB OLED:RGB OLED是指红绿蓝三原色独立像素,发光形成各种色彩的OLED制造技术,优势在与色彩呈现、对比度出色,但是劣势在于需要三种OLED发光材料,材料的制作和稳定控制又有较大技术难度,良率较低,寿命较短。

White-OLED:WOLED发光原理是由三个白色发光OLED二极管加上RGB三原色的滤光膜,进而形成视觉上的三原色发光。该技术只涉及一种白色OLED发光材料的制作,同时需要采用三种滤光膜,彩色滤光层可以代RGB子像素的复杂图案,实现工艺简化。相比RGBOLED,WOLED电视能减少烧屏风险,劣势在于在某些HDR内容所需的非常高的亮度水平下,额外的白色子像素会使色彩效果不佳;由于具有四个子像素,难以实现高PPI。由于终端应用电视行业的需求低迷以及QD-OLED和Mini LED的竞争冲击,根据TrendForce集邦咨询数据,2022年WOLED电视出货在629万台左右,同比减少6.2%。

QD-OLED:即量子点OLED,是结合了OLED和量子点技术的混合显示技术。传统OLED缺陷在于亮度和色彩精度相对较低,而量子点是一种微小的粒子,可以高效、纯净地将光转换成不同的颜色。通过使用量子点从蓝光OLED产生红色和绿色子像素,提供更高的亮度,故QD-OLED在HDR性能、亮度和色域上都有较高提升。但目前技术尚未成熟,同时蓝色发光材料的供应链也尚未完善,生产良率较低,价格高企。

(4)串联式OLED结构

Tandem OLED,即串联式OLED,将2个或多个有机发光单元与一个或多个电荷产生层(CGL)连接起来,并允许发光单元同时发光。Tandem在亮度提升和寿命延长上具备优势,未来中尺寸屏幕中的车载面板及高阶IT面板将从单层逐步切换到双层。由于Tandem OLED在保持和之前技术相同厚度的同时,多设置一个有机发光层,能提高画面亮度;该技术还可以实现OLED原件上的能量分配与优化,让显示面板更长时间稳定工作,来延长OLED寿命。在车载面板上,Tandem OLED可以实现屏幕在昼夜保持适当的亮度,在长距离或者低温行驶的应用场景下满足高清晰度和广视角显示。在IT领域,对于使用屏幕时间较长的IT产品例如笔记本电脑、平板电脑等,能长时间稳定工作的Tandem OLED同样具备一定优势。

02

政策驱动


OLED产业发展得到国内政策的明确支持。OLED行业作为先进制造业,在国民经济中占有重要地位,因此受到国家产业政策的大力支持。目前我国在OLED制造领域已经有了技术突破,核心竞争力与日俱增,但是在多个细分领域尚处于被“卡脖子”的状态。因此,国家制定了一系列政策鼓励和支持OLED技术在材料、面板、工艺及市场应用等方面的突破和创新,尽早实现OLED全产业链国产化。

03

行业现状


1、全面渗透小屏产品,中屏大屏应用空间广阔

得益于柔性显示和视觉效果上的优势以及生产技术不断成熟,OLED广泛应用于下游各类产品。OLED目前已经大量应用于智能手机、智能穿戴等小尺寸屏幕产品,正在加速渗透平板/笔记本电脑、显示器、车载屏幕等中尺寸屏幕产品,在电视等大尺寸屏幕产品有较大渗透空间。据Omdia预测,2022-2030年OLED显示面板需求面积复合年增长率有望达11.0%。

智能手机:智能手机为目前OLED技术主要应用产品。据TrendForce预计,2023年OLED智能手机渗透率达50.8%,2026年渗透率将超过60%。除了高对比、广色域、响应快的优秀性能以外,柔性AMOLED能够满足智能手机曲面屏、折叠屏等对面板有柔性要求的屏幕设计。根据CINNO Research统计,2023年第三季度全球市场AMOLED智能手机面板出货量约1.8亿片,环比上涨25.1%,其中柔性AMOLED智能手机出货量占比近八成。

智能穿戴:由于轻薄、节能、色彩效果好、响应速度快等优势,OLED在智能手环、手表等智能穿戴产品广泛应用。其中,AMOLED由于其分辨率较高、显示效果更好,逐渐替代PMOLED成为智能穿戴领域主流显示技术。

平板电脑/笔记本电脑:目前TFT-LCD屏幕占据主要份额,AMOLED屏幕加速渗透。据Omdia数据,2019年OLED在平板/笔记本电脑领域渗透率仅为1.41%,但2028年有望增长至14%。目前平板电脑以刚性AMOLED技术为主,华为于2023年推出应用柔性AMOLED的平板电脑,能够认为未来更多头部厂商有望陆续推出搭载柔性AMOLED的产品,柔性AMOLED屏幕有望成为主流。

车载屏幕:包括中控显示、影音娱乐、透明A柱等应用场景。OLED由于工作温度区间更广、对比度强,能够满足车载屏幕在高低温及暗黑场景下的显示要求。同时AMOLED可弯曲性、透明显示等功能可实现更多车体屏幕造型设计。

电视:OLED电视具有色彩效果更佳、体积更薄、视角更广等特点。但由于大尺寸OLED面板工艺难度大、材料成本高、生产良率低等原因,目前电视OLED面板渗透率较低,且主要定位于高端市场。

近眼显示:包括AR眼镜、VR/MR头戴式显示设备、夜视仪等产品。能够认为,由于Micro OLED具有分辨率高、体积小的特点,有望成为AR/VR领域主流显示方案。苹果2023年6月发布首款MR设备Vision Pro,内置由索尼供应的Micro OLED显示屏,其单颗像素宽度为7.5微米,两块背板总共集成了2300万颗像素,单眼分辨率达到4K。

2、韩企领先OLED市场、中国大陆厂商快速崛起

三星中小尺寸AMOLED领先,LGD主攻大尺寸OLED。目前韩国厂商凭借先发优势,在技术、产能、市场等方面占据了较大的优势。其中,三星电子专注小尺寸OLED市场,刚性产能最早于2007年实现量产,并于2017年成功开始供货IphoneX屏幕,目前占据全球小尺寸OLED市场的领先地位。LGD是大尺寸OLED TV市场领头羊,2011年开发出全球首款55英寸电视OLED面板,2014年坡州第8代OLED生产线(E4)投入量产,2022年LGD大尺寸OLED出货640万片。

中国大陆厂商在OLED行业快速崛起。产能端,目前国内AMOLED产线仅次于韩国。其中,京东方三条(成都、绵阳、重庆)柔性AMOLED合计产能144K/月(6代线),在中小尺寸领域仅次于三星,位列全球第二。市场端,中国大陆厂商出货份额接近5成,群智咨询数据显示,2023Q3全球智能手机OLED面板出货,三星以51.9%份额排名第一,京东方16.6%紧随其后,维信诺、天马和华星光电份额分别为10.3%、7.6%、6.6%。其中,京东方更从2021年开始,成功打入苹果iphone供应链,和三星、LGD一起为iphone供应OLED屏幕。

3、面板厂商加速推进中尺寸产能布局

第8.6代产线在制备工艺、切片效率上更适合中尺寸面板。相比6代(玻璃基板尺寸1500mm*1850mm)AMOLED产线,8.6代(玻璃基板尺寸2290mm*2620mm)线基板尺寸更大,在切割中尺寸产品方面的效率更高。以14寸(310*221mm,HUAWEI MateBook X Pro 2023)笔记本电脑面板为例,6代线一块玻璃基板预计可切割30片14寸OLED面板,一条8.6代线一块玻璃基板预计可切割80片14寸OLED面板。从年产单片NB面板投资额看,6代线预计是2691元/片,8.6代线预计是2051元/片,8.6代线效率成本更有优势。

2023年4月份,三星在韩国牙山园区举行的新投资协议仪式上宣布,将投资4.1万亿韩元(约合人民币215亿元)建设8.6代AMOLED面板生产线,计划于2026年量产。2023年11月28日,京东方发布公告于成都投资建设本土厂商首条第8.6代AMOLED产线,目标生产笔记本电脑/平板电脑高端OLED触控显示屏。据Omdia统计,至2028年京东方主攻车载、IT、电视等中大尺寸OLED的产能占比有望达27%。除京东方外,据维信诺官网,维信诺基于柔性AMOLED探索中尺寸屏幕应用拓展,于上半年推出14英寸卷曲屏笔记本电脑及透明车载显示屏;据华星光电官网,华星光电积极推进印刷OLED技术研发,有望突破中大尺寸屏幕量产工艺难点。

随着京东方等国内面板厂商加快布局高世代产线,在本土市场需求驱动下,中尺寸及大尺寸领域有望成为OLED面板国产化新动能。

04

市场空间


1、OLED在中尺寸的渗透空间广阔

根据Omdia数据,手提电脑OLED面板出货量在2022年共计970万片,得益于安卓厂商在中尺寸市场的加速渗透、苹果在中尺寸的入局、消费电子需求进一步释放和技术的逐步成熟,2024年预计增长至2540万片出货(三年CAGR62%)。根据DIGITIMES Research,2022年全球平板电脑出货量中,采用OLED面板的比重约增长至6.2%,较2021年提升3.4ppt,2023年预计约为5.6%,能够认为2023年渗透率略微下降原因或由于2022年全年LCD价格较高,而随着2023年LCD整体下跌,与OLED价差拉大,使得短期选择LCD的厂商更多,但从长期角度来看,2024年后随主要面板厂商技术成熟度增加,串联OLED、Hybrid OLED量产使用,渗透率有望保持增长趋势。

笔记本电脑渗透率从2021年开始整体呈上升趋势,根据Omdia数据,2022年OLED笔电占比约为2.5%,有较大上升空间。Omdia预测OLED在整体手提电脑中渗透率2028年有望达到14%,或将在LCD屏幕外带给品牌显示形态、功能拓展等方面的差异化竞争优势。

根据Omdia,苹果将在OLED中大尺寸方面持续推进,Omdia预计苹果在未来几年内将OLED屏幕应用于iPad、MacBook等产品上并于2024年推出使用OLED的iPad Pro产品。从历史复盘来看,苹果作为全球头部的消费电子品牌之一,在显示技术领域通常是较为先进的主流技术引领者,对显示面板技术保持高投入和高要求,能够认为苹果的布局或可反映未来下游厂商对OLED在中尺寸上有更强优势的预期。

安卓各品牌厂商加紧布局。各厂商布局的系列主要是高端和旗舰机型,主要品牌陆续开启OLED在中尺寸的布局,这主要由于OLED的全黑显示、高刷新率、柔性可折叠等特性满足中尺寸产品的质量提升和创新需求,而未来进一步渗透主要面临的技术问题在于解决烧屏、提高稳定可靠寿命、降低价格等。

通过整理各品牌的OLED产品,可以发现OLED平板电脑的售价区间约在3000元至10000元之间,LCD平板电脑的售价区间大约在2000元至8000元之间,价格相差约1000元至2000元;OLED笔记本电脑通常售价区间约在6000元至20000元之间,LCD笔记本电脑的售价区间约在4000元至15000元之间,价格相差约2000元至5000元,价格根据不同的品牌、配置、尺寸等因素而有所差异,目前OLED产品相同配置下价格高于LCD,随产能和良率提升,OLED供给上升和产品质量提升,价格有望下探,为OLED在中尺寸领域带来更多应用机会。

2、多技术路线推动OLED TV提升市场渗透率

全球彩电市场来看,群智咨询数据显示,2022年全球彩电出货2.18亿台,同比下降6.3%,预计2023年出货2.17亿台,在低位同比下降0.8%。在电视市场整体需求较弱的背景下,根据Omdia数据,2022年全球OLED电视出货量为651万台,2023年预计突破740万台,2026年有望达到1054万台,占电视市场总销量5%。由于OLED电视单价更高,根据OLEDindustry的数据,2026年OLED电视的销售额占比或将超过15%,成为未来几年存量电视市场中有望继续增长的细分赛道,三星、LG等电视厂商或将继续发力OLED电视市场。

目前OLED TV技术路线不尽相同,市场份额主要集中在韩系厂商手中,目前呈现LG、Sony、三星三足鼎立的竞争格局,据群智咨询数据预计,2023年CR3占据出货量88%份额。其中LG是目前全球最大的OLED面板生产商和OLED电视品牌商,但市场份额随着竞争加剧逐年降低;三星QD-OLED技术在亮度和功耗上有所提升,份额呈现上升趋势。

OLED电视相比其他显示屏(如LCD、Mini LED等)电视有更广的可视视角、全黑显示与高对比度优势,其柔性和轻薄的特点带来更多设计上的创新,但同时也还存在一些短板限制其发展。例如:1)由于有机材料会随着使用时间而衰减,导致亮度下降和色彩失真;2)长时间显示相同图像带来的烧屏问题;3)亮度指标不足,OLED峰值亮度在近两年技术有所进步但与其他技术相比仍有差距。由于OLED制造成本高企,但近年来在价格方面,OLED持续降低成本维持质量,提高性价比。未来,OLED电视随着技术发展,叠加市场竞争博弈价格,有望逐渐触及消费者心理价格预期。

3、小尺寸随着OLED面板价格下降仍有渗透率提升空间

智能手机目前是OLED技术渗透率较高的主要应用终端,且主要集中在中高端产品,从按价格带区分的出货量上来看,OLED在高端或旗舰产品上的份额自2019年逐年提升,并有向中端产品继续拓展的趋势,根据IDC数据,截至2Q23,搭载OLED的产品价格在600美元以上出货量占比47%,200美元以上占比高达92.6%。从按价格带区分的渗透率上来看,近两年除了200美元以下的产品OLED渗透率下降,剩余价格区间的OLED渗透率保持增长态势。

上述趋势一方面说明需求端用户对OLED产品的偏好程度上升,产品有广泛的接受度,透明屏幕、折叠屏、3D显示也在持续驱动OLED应用普及;另一方面显示高端OLED产品需求提高,国产厂商在有机材料、驱动IC等方面实现技术进步或国产化程度提升。伴随OLED面板逐渐降本和竞争态势下带来的价格下行现状,下游手机厂商在更多非高端产品上装配OLED的可行性进一步提高,为OLED在小尺寸上的渗透带来增量,在OLED面板价格下降的2023年,OLED渗透率再次加速的趋势较为明显。

根据IDC数据,在OEM厂商中苹果手机的OLED渗透率较高,原因系自iPhone 12推出之后的主要iPhone机型除SE版本外均配备了OLED面板。三星手机自2021年开始OLED渗透率持续保持稳定,基本维持在50%左右,原因系三星旗下配备LCD面板的Galaxy A系列智能手机在入门级市场的保持较高人气,在价格敏感程度较高的发展中经济体市场保持较高规模的销售。在中国主要的智能手机厂商当中,华为手机自2021年开始OLED渗透率基本维持在60%左右;小米手机的OLED渗透率呈现提升的趋势,OLED渗透率从2020年的14.4%升至1H23的49.7%。原因系OLED面板大量应用于小米数字系列旗舰机、红米Note系列手机。未来,OLED可适配众多手机应用场景,逐渐受到消费者青睐,透明可折叠智能手机普及也或将对其中柔性OLED的成长起到一定作用,国内OLED手机的渗透率还具备提升空间。

根据Omdia和群智咨询数据,2020年至今小尺寸柔性和刚性OLED整体价格都呈下降趋势,柔性与刚性相比LCD通常价格较高,而柔性和刚性OLED的价格差异常超过50%,例如从2023年10月价格来看,6.7’’柔性为6.7’’刚性OLED的价格的1.53倍。

短期内,手机终端市场回暖将带动OLED面板行业价格上升,长期来看,随着OLED技术不断成熟,国产份额提升及产业链国产化带来成本进一步下探,OLED面板和LCD面板的价格差距或将继续缩小。

4、车载OLED空间大,但面临mini LED的技术之争

在新能源与智能座舱趋势推动下,随着中控显示、仪表盘、后视镜、后座娱乐显示等需求不断增加,OLED在车载显示有更多潜力。根据CINNO Research数据,2022年全球车载显示面板总出货量约为1.92亿片,预计2023年达到2亿片,到2030年预计还将进一步提高到2.67亿片。车载显示主要用于显示音频、导航和车载信息娱乐的中控显示器,未来将有更多高端机型有望选择中尺寸OLED作为中控台显示器的主要选择。根据Omdia预测,到2030年OLED或将占中控台显示器市场的9%。

OLED目前主要在高端旗舰车型和新能源车的车载显示市场加快开拓步伐。Omdia预计2023年车载OLED销售额3.6亿美元,2023年到2027年OLED在汽车市场的年复合增长将超过30%。全球市场上主要是LG显示(LGD)和三星显示(SDC)占据主导,国产龙头京东方从2022年开始向各家汽车制造商供应柔性OLED面板。然而,OLED在车载的渗透面对竞争性产品的阻力。在渗透率本身较低的情况下,OLED还可能面临具备成本和技术优势的mini LED背光竞争。例如mini LED背光技术不存在烧屏问题,寿命更长,良率更高,量产也更具备优势。

5、Micro OLED有望加速渗透XR

屏幕决定了XR沉浸水平的体验层级,屏幕分辨率是XR沉浸体验的基础,因此屏幕也是XR硬件成本占比较高的核心零部件,并且呈现逐步增加的趋势。苹果发布的Apple Vision Pro配备了Micro OLED屏幕,单位像素密度可以达到3000-4000PPI,是LCD屏幕的3倍以上。目前,苹果Vision Pro采用两块Micro OLED屏幕的成本已经超过600美元,占整机成本的40%左右,价格比整台Quest3还要高。而目前XR屏幕的发展正沿着高PPI、高分辨率、高亮度、高刷新率、低功耗等方向发展,Micro OLED正成为目前和未来的趋势。

随着AR/VR应用领域向大规模广泛性行业发展,早期阶段其技术迭代无法较好满足消费端需求特征、内容生态系统尚未健全等问题逐渐成为其普世化发展的阻碍。根据IDC数据,全球AR/VR设备出货量已经连续两季度下滑超过50%,出货量有所承压。在此节点,苹果Vision Pro的推出为AR/VR产业的迭代与突破注入全新活力。AR/VR设备有望向智慧生活场景加速渗透,迈入发展的关键时期。据IDC预计,AR设备、VR设备2027年的出货量分别为680万台2190万台,2023-2027年出货量复合增长率依次为96.5%、30.1%,头戴装置后续出货量的增长势头十分强劲。

硅基OLED产业有望进入高速成长期。展望后续,随着显示技术的进一步成熟、屏厂相关产能的布局与落地、成本的持续下探、以及后续大厂搭载Micro OLED的产品的陆续推出,硅基OLED将凭借其与可穿戴设备的完美需求适配性,逐步扩大其搭载量与市场份额。据CINNO Research预计,2025年全球AR/VR Micro OLED显示面板市场规模将达到14.7亿美元,2021年至2025年年均复合增长率CAGR将达119%,成长空间十分广阔。

05

产业链分析


OLED面板制造位于产业链中游,连接了上游设备材料与下游终端市场,其中上游设备与材料国产替代空间较大。据和辉光电招股书,OLED面板上游材料主要包括玻璃基板、靶材、光刻胶、蒸镀材、偏光片、驱动IC等,上游设备主要包括离子注入机、镀膜机、刻蚀机、蒸镀设备、封装设备等,下游终端应用则有智能手机、可穿戴设备、电脑、车载显示、电视等。由于国内厂商起步较晚,目前OLED上游关键设备与材料仍由海外厂商主导,国产化率较低。能够认为,产业链上游材料与设备部分有望在技术逐渐突破和中游面板厂商国产化需求日益增高的背景下,加快产品验证导入、提升市场份额占比。

中游OLED生产工艺主要包括阵列工程、有机蒸镀工程和模组工程,不同环节涉及上游不同设备与材料。以AMOLED为例,阵列工程(Array)即玻璃基板经过反复成膜、曝光、显影、蚀刻等工序,最终制成半导体薄膜晶体管驱动电路(TFT基板)的工艺流程。有机蒸镀工程(OLED/Cell,也称成盒段)指使用蒸镀机和金属掩膜版将多层有机材料蒸镀在TFT基板上的工艺流程,蒸镀后基板经玻璃封装进入模组工程。模组工程(Module)包括切割、偏贴、驱动芯片及电路板绑定、测试等环节,最终产出成品。

1、设备:海外厂商主导,部分设备逐步实现国产化进程

OLED设备技术壁垒较高,不同工艺制程涉及多种设备。据奥来德招股说明书及DSCC数据,2017年以来OLED装备成为市场增长主力,2018年OLED装备营收规模达120亿美元,占显示装备营收52.6%。按照OLED工艺制程,阵列工程段及有机蒸镀工程段制程设备工艺更复杂。据赛迪智库统计,2018年新型显示产业曝光机日本佳能、日本尼康市占率达90%,薄膜沉积设备日本爱发科、日本佳能Anelva、美国应用材料市占率达70%。阵列工程段和有机蒸镀工程段包含众多复杂工艺,目前主要关键设备由日本、韩国等公司生产提供,具备较大的国产替代空间。模组工程段设备,国产厂商已经有部分突破,实现供货,如精测电子华兴源创的检测设备等。

(1)检测设备

以检测设备为例,国内厂商以检测设备为主,国内OLED设备厂商主要集中在模组工程段。阵列工程段检测对象为薄膜晶体管,光学检测的技术壁垒高于成盒及模组段,市场主要由海外市场占据。以2021年AMOLED行业检测设备行业为例,根据CINNO Research数据,中国大陆阵列工程段92%的市场由海外厂商贡献,而成盒段和模组工程段自动光学检测设备国产化水平达到了67%。能够认为,目前国内厂商与海外厂商技术差距不断缩小,竞争环节正逐渐从成盒段、模组工程段向上延伸至阵列工程段。

(2)蒸镀设备

真空蒸镀机为OLED生产流程中有机蒸镀工程段的核心设备,一般由真空抽气系统和真空腔体组成。蒸镀过程中,位于真空腔体内的蒸发源加热有机材料使其蒸发,透过金属掩膜版后在基板上沉积成膜。蒸发源被称为蒸镀设备的“心脏”,其性能直接影响蒸镀厚度、均匀度等核心指标,进而影响面板良率。

核心设备真空蒸镀机技术壁垒高,目前仍由海外企业主导。国内京东方、维信诺等主要面板厂商6代AMOLED产线大部分使用日本佳能Tokki蒸镀机,少部分使用日本爱发科及其他品牌蒸镀机。其中,Tokki蒸镀机需面板厂商自行采购第三方蒸发源,而爱发科蒸镀机与蒸发源配套出售。蒸发源设备可按照形态分为点源、线源及面源三种,其中线源为当前OLED量产主流设备。

国内6代线蒸发源已实现部分国产化。奥来德为主要国产蒸发源供应商,据公司招股书披露,公司搭载于Tokki蒸镀机的蒸发源产品国内市场占有率达73%。国外的竞争厂商以日韩企业为主,包括日本爱发科、韩国YAS、韩国SNU。据公司公告及公开投资者问答显示,奥来德蒸发源产品中标京东方重庆6代AMOLED产线叠层改造项目,同时G8.5(G8.6)高世代蒸发源产品处于研发状态,其中G8.5线性蒸发源已进入样机制作阶段。能够认为,随着国内高世代产线规划建设驱动蒸镀设备市场增长,国产蒸发源有望进一步提高市场渗透率。

2、有机终端材料:高世代产线布局升级助推终端材料国产化进程

OLED有机终端材料可分为发光功能层材料、电子功能层材料、空穴功能层材料、其他功能材料等。其中,发光功能层按照材料性质可细分为发光主体材料(Host)、发光掺杂材料(Dopant)和发光功能材料(Prime)三类,按照发光颜色又可分为红、绿、蓝三类,因此在发光功能层中一共有九类OLED有机材料。OLED通用材料主要包括电子传输层ETL、电子注入层EIL、空穴注入层HIL、空穴传输层HTL、空穴阻挡层HBL、电子阻挡层EBL等,随着器件结构的优化,材料的种类在不断变多。随着OLED有机终端材料专利技术突破、和中游面板厂商中大尺寸布局拉趋势,本土OLED有机终端材料渗透率有望加速提升。

据莱特光电招股书,发光功能层材料为成本占比最大的有机终端材料,分别在手机和电视面板中占12%和27%。根据UBI Research,2023年全球OLED有机发光材料市场规模为18.4亿美元,预计2028年可达24.3亿美元,年均增长率达5.8%。其中,韩国与中国占据主要份额,2023年中国占比接近40%(7.3亿美元),韩国占比60%(1.11亿美元)。能够认为在需求侧,随着国内面板厂商增建产能,推动国内OLED有机终端材料需求上升,国内OLED有机终端材料市场规模占比有望进一步提升。

OLED有机终端材料生产需要使用中间体及升华前材料等原料。我国OLED中间体和前端材料已实现国产化。目前,万润股份、濮阳惠成、瑞联新材、阿格蕾雅等公司已实现OLED中间体和前端材料国产化和批量生产,并且进入全球OLED材料供应链,主要以外包订单的方式参与供应OLED中间体和前端材料供应,采购商通常为具备终端材料制备技术的海外大厂和少数国内厂商。例如,万润股份的中间体和前端材料客户以德国默克为主;瑞联新材掌握1000多种中间体和前端材料的合成和纯化技术;阿格蕾雅目前研发并具备量产能力的OLED材料达四十多种;濮阳惠成OLED中间体种类近两百种。

供给侧方面,国内厂商发光功能层材料突破海外专利技术壁垒,多种材料逐步实现国产化替代。据TrendForce估计,中间体毛利率仅为10%-20%,而终端材料毛利率可达60%-70%。长期以来,海外企业拥有终端材料技术专利,美国UDC、德国默克、日本出光兴产、韩国LG等海外供应商占据终端材料市场,而国内本土厂商主要供应毛利率较低的中间体及升华前材料。但随本土厂商关键技术突破、海外专利逐渐到期,国内厂商终端材料逐步通过技术验证、实现量产供应。在美国UDC仍垄断红绿掺杂材料(Dopant)情况下,据公开投资者活动记录,莱特光电Red Prime材料及Green Host材料已实现量产供货,Red Host材料、Green Prime材料、Blue Host材料等正在客户端验证测试;奥来德Red Prime、Green Prime也已实现下游量产供货。

国内中游面板厂商布局中大尺寸OLED产线,催化上游终端材料国产化替代进程。以手机OLED面板为例,OLED有机终端材料成本占比约23%(发光功能层约占12%);而电视OLED面板由于材料使用量更大,OLED有机终端材料成本占比约41%(发光功能层约占27%)。目前国内面板厂商中大尺寸面板布局趋势加快,据京东方公司公告及公开投资者关系活动记录,京东方拟于成都投建8.6代线、对重庆6代线进行叠层改造。能够认为,国内中大尺寸OLED面板产能布局扩大本土OLED终端材料厂商市场空间,催化终端材料国产化替代进程。

3、掩膜版:光掩膜版国内厂商逐渐突围,关注无FMM技术路线弯道超车

掩膜版为生产OLED重要材料,在OLED工艺制程中可分为光掩膜版和金属掩膜版。以AMOLED为例,阵列工程段需要使用光掩膜版进行光刻,形成驱动电路;有机蒸镀工程段需要使用金属掩膜版,辅助像素排列形成。

LTPO技术发展提高光掩膜版精度要求、增加工艺层数。AMOLED使用LTPS/LTPO等TFT背板技术,传统LTPS背板一般需要9-13层掩膜版。为进一步降低AMOLED屏幕的功耗,业内在LTPS背板的基础上开发出了LTPO背板显示技术,结合IGZO技术后的LTPO背板工艺需13-17层掩膜版。因此预计随着LTPO屏幕技术普及,掩膜版层数也有望随之增加。

金属掩膜版分为FMM(Fine Metal Mask,精密金属掩膜版)和CMM(Common Metal Mask,通用金属掩膜版),其中FMM为蒸镀环节主要的技术及成本制约因素之一。AMOLED普遍采用RGB三色独立发光方案,将红、绿、蓝三种不同颜色的发光材料依次蒸镀于玻璃背板过程中,需要使用FMM确保子像素实现并列、PenTile排列、钻石排列等排列图案。目前精密金属掩膜版成本较高,被国外专利垄断,供应商以日本DNP公司为主。

掩膜版市场规模受中游面板产能驱动,疫情后呈现逐步复苏趋势。根据Omdia统计,2016年全球平板显示掩膜版市场规模约671亿日元,受益于中国大陆LCD及OLED产能加速扩建,2019年达1,010亿日元,复合增速达14.58%。受疫情影响,2020年平板显示掩膜版市场规模约为903亿日元,较2019年下降10.57%,2021年起开始逐步复苏,至2022年市场规模达1,026亿日元(折合人民币约50亿元),其中中国大陆占58%,约30亿元。

美日韩平板显示掩膜版市场占据优势地位,国内厂商逐渐突围。由于掩膜版行业专业性较强、进入壁垒较高,且海外厂商布局时间较早,技术积累时间长,故整体而言美日韩企业占据较大的市场份额。根据Omdia统计,2020年平板显示掩膜版行业市场份额前五分别为福尼克斯、SKE、HOYA、LG-IT、清溢光电,CR5达到88%。其中国内厂商发展迅速,清溢光电首次跻身CR5,市场份额约7%;路维光电排名全球第八,国内第二。

中长期新技术研发有望实现弯道超车,2024年多条无FMM技术路线计划开始量产。精密金属掩膜版成本高昂,且FMM技术在中尺寸及大尺寸面板制程中存在分辨率受限、张网难度高、材料利用率低等缺陷。而无FMM技术路线可以在不使用精密金属掩膜版的情况下完成有机材料在基板上的附着,并实现精确的像素排布。例如,维信诺ViP技术可在不使用FMM的情况下实现像素对位,较传统“蒸镀+FMM”工艺像素密度提升至1700PPI以上;华星光电印刷OLED技术不使用蒸镀工艺,利用高精度喷墨实现像素排布,材料利用率更高,如顺利量产可大幅降低中大尺寸面板生产成本。技术进展方面,据维信诺2023年半年度报告,维信诺ViP技术正快速推进量产进度。根据CINNO,华星光电印刷OLED有望在2024下半年开始量产出货。据日本JDI9月29日公告,JDI将在芜湖部署G6及G8.7 eLEAP产线,同时计划在2024年于日本产线开始eLEAP面板量产。

短期内小尺寸面板仍将保持目前主流蒸镀技术工艺,无FMM技术有望从蒸镀工艺存在技术缺陷的中尺寸、大尺寸面板领域开始渗透,长期有望替代蒸镀技术。

4、驱动芯片:本土面板厂商驱动上游产业链国产化

显示驱动芯片(Display driver IC,DDIC)是对显示屏的成像进行控制的一种数模混合芯片。根据CINNO Research,完整的显示驱动解决方案一般由源极驱动芯片(Source driver)、栅极驱动芯片(Gate driver)、时序控制芯片(TCON)和电源管理芯片组成。源极驱动芯片、栅极驱动芯片统称为显示驱动芯片(Display driver IC,简称“DDIC”),其主要功能是对显示屏的成像进行控制,它通常使用行业标准的通用串行或并行接口来接收命令和数据,并生成具有合适电压、电流、定时和解复用的信号,使屏幕显示所需的文本或图像。

根据显示驱动芯片是否集成触控功能可区分为显示驱动芯片(DDIC)和触控显示整合驱动芯片(TDDI)。DDIC和TDDI在集成电路设计方案方面存在差异,且其可应用的场景也有所不同,现阶段市场上主流显示驱动芯片包括LCD显示驱动芯片(LCD DDIC)、触控显示整合驱动芯片(TDDI)和OLED显示驱动芯片(OLED DDIC)三种类型。

根据CINNO Research的数据,2021年全球显示驱动芯片出货量约89.2亿颗,市场规模为141.7亿美元,其中中国大陆显示驱动市场规模为64.7亿美元,预计至2026年有望上涨到71.7亿美元,2022E-2026ECAGR有望达到8.1%。从显示技术来看,CINNO Research数据显示TFT-LCD显示驱动市场是目前全球最大的显示驱动芯片细分市场,2021年约占显示驱动市场出货量的78%;而OLED显示驱动芯片渗透率快速提升,2023年OLED驱动芯片出货量占比预计增至16%。

从整体竞争格局来看,全球显示驱动芯片市场竞争格局相对集中,我国国产化率较低。目前全球OLED DDIC供应主要由韩国厂商引领,以联咏科技瑞鼎科技为代表的中国台湾厂商为大陆主要AMOLED DDIC供应商。中国大陆厂商目前整体市场占有率占比较低,其中中颖电子、云英谷、新相微等公司为主要的OLED显示驱动芯片厂商。根据CINNO Research数据,2020年中国大陆驱动芯片市场中,瑞鼎科技出货量市占率达59%,其次为联咏科技和中颖电子子公司芯颖科技,市占分别为22%和6%。

OLED驱动芯片供应的国产替代趋势良好,下游OLED面板厂商推动DDIC国产化率提升。能够认为国产DDIC芯片公司有以下优势:1)日韩和中国台湾厂商的核心技术管理团队在外,本土厂商的反馈调整速度较为及时;2)中国大陆的地价、人力、运输成本相对较低,无关税壁垒,更具降本竞争力;在国际局部冲突的影响下,产业链国产替代将具备更稳定的供货表现。3)部分海外DDIC与面板厂商绑定,在晶圆产能稀缺的背景下,海外DDIC厂商优先向海外面板厂供货,因此国内面板厂开始扶持国内DDIC公司。

06

相关公司


1、面板制造

(1)京东方A

京东方A是全球领先实现AMOLED量产的境内厂商,为AMOLED领域行业龙头。在“1+4+N+生态链”业务发展架构基础上,公司加速提升OLED技术实力,持续优化产品性能,提升高端产品占比,加快新应用市场开拓,进一步强化竞争优势构建。2022年柔性OLED出货量逆势增长,其中智能机柔性OLED出货量全球占比近20%,同时实现车载、折叠笔记本量产突破,高端产品比例持续提升,已与全球大部分品牌客户进行合作,未来将搭载终端品牌更多产品系列。

公司将建设G8.6高世代面板产线,主要用于中尺寸屏幕产品生产。根据公司公告,公司拟于四川省成都市高新西区投资建设京东方第8.6代AMOLED生产线项目,项目依托已有G6量产线及G4.5测试线在中尺寸面板的技术积累,使用高世代产线技术的产品将具有更低功耗和更长的寿命,提高生产切片效率、降低生产成本。据公司公告,该项目为全球首批高世代AMOLED生产线项目建设,有望抢占高世代AMOLED显示战略机遇。

(2)和辉光电

和辉光电是行业内较早实现AMOLED量产的境内厂商之一,已建成第4.5代及第六代产线,兼顾不同世代生产线以满足下游不同应用领域、不同规格类型产品的多样化需求。近年来,公司凭借研发创新、生产制造、产业运营等方面的优势,实现了营业收入的快速增长,公司多款智能穿戴、智能手机、平板笔电、车载显示等领域应用的AMOLED半导体显示产品已实现向华为、荣耀、步步高、联想、传音控股、小米以及上汽集团、吉利汽车等国内一线品牌稳定供货。

公司AMOLED出货量份额优势明显。根据Omdia数据,公司2022年AMOLED半导体显示面板的总出货量全球排名第四,国内排名第二,其中平板/笔记本电脑领域出货量排名全球第二,国内第一。在平板电脑领域,公司保持了国内高端AMOLED显示屏的技术领先优势,自2020年起打破三星显示垄断,进入一线品牌厂商供应链,持续供货华为、联想旗舰平板电脑机型;在车载显示领域,已进入多家品牌车厂供应链并实现量产供货。

2、驱动芯片

(1)晶合集成

公司立足于晶圆代工领域,依靠成熟的制程制造经验,已经具备DDIC、MCU、CIS、E-Tag、Mini LED、PMIC等工艺平台晶圆代工的技术能力,可为客户提供通讯产品、消费品、汽车、工业等不同领域集成电路晶圆代工服务。

公司以面板显示驱动芯片为基础,已有国际一线客户的覆盖,并获得了良好的行业认知度。同时,在图像传感器芯片、微控制器芯片、电源管理芯片等领域,公司已与境内外行业内领先芯片设计厂商建立了长期稳定的合作关系。目前公司在液晶面板驱动芯片代工领域市场占有率处于全球领先地位。根据TrendForce集邦咨询公布的2022年纯晶圆代工行业全球市场销售额排名,晶合集成位居全球前十位,在中国大陆企业中排名第三。目前公司40nm的OLED驱动芯片已经开发成功并正式流片,28nm的产品开发正在稳步推进中。

(2)天德钰

公司主要从事移动智能终端领域的整合型单芯片研发、设计、销售。主要产品包括智能移动终端显示驱动芯片、摄像头音圈马达驱动芯片、快充协议芯片和电子价签驱动芯片。公司主要客户包括手机品牌厂商三星、VIVO、OPPO等。2023半年报显示,公司重点布局的AMOLED手机显示驱动芯片已经跟终端客户和显示屏厂在验证过程中,预计2023年下半年完成产品验证,2024年对公司营业收入产生贡献。

(3)新相微

公司主营业务聚焦于显示芯片的研发、设计及销售,致力于提供完整的显示芯片系统解决方案。公司产品主要分为整合型显示芯片、分离型显示驱动芯片、显示屏电源管理芯片,覆盖了各终端应用领域的全尺寸显示面板,适配当前主流的TFT-LCD和AMOLED显示技术;整合型显示芯片广泛应用于以智能穿戴和手机为代表的移动智能终端和工控显示,分离型显示驱动芯片、显示屏电源管理芯片主要用于平板电脑、IT显示设备和电视及商显领域。公司的整合型AMOLED显示驱动芯片已于2020年开始量产出货。

3、设备

(1)奥来德

公司主要从事OLED产业链上游环节中的有机发光材料的终端材料与蒸发源设备的研发、制造、销售及售后技术服务,其中有机发光材料为OLED面板制造的核心材料,蒸发源为OLED面板制造的关键设备蒸镀机的核心组件。近年来,得益于公司深厚的技术积累,公司在封装材料、蒸镀机等“卡脖子”产品上也有所突破,OLED行业版图得到不断深化。

蒸发源,公司生产的6代线性蒸发源高度适配tokki蒸镀机,已成功应用在多家面板厂商,8代线性蒸发源前期的技术开发已经基本完成,正在搭建8.5代蒸发源设备的测试与生产平台。2022年年报显示,公司成功获得了重庆京东方三期蒸发源订单,在年底收官阶段完成了厦门天马二期蒸发源设备的招投标工作,并成功中标。

蒸镀机,目前公司已经实现小尺寸蒸镀机的出货,并与硅基OLED客户进行产品沟通。

有机发光材料,公司的R’材料、G’材料、B’材料及电子传输层材料等已导入下游面板厂商稳定供货。

(2)易天股份

公司主要从事平板显示专用设备及半导体设备的研发、生产与销售,产品主要应用于LCD显示、柔性OLED显示、VR/AR/MR显示、Mini/Micro LED等领域。在柔性OLED显示设备领域,公司研发并推出的全自动柔性面板偏光片贴附设备,取得了包括京东方、维信诺、深天马、华星光电等客户的认可。公司研发并推出的柔性面板制作工艺中所需的膜材贴附设备,如面板取下前清洗设备、取下后覆膜设备等相关设备也得到客户的认可。

(3)精测电子

公司主要从事显示、半导体及新能源检测系统的研发、生产与销售。显示领域,公司主营产品涵盖LCD、OLED、Mini/Micro-LED等各类显示器件的检测设备,包括信号检测系统、OLED调测系统、AOI光学检测系统和平板显示自动化设备等;半导体领域,主营产品包括膜厚量测系统、光学关键尺寸量测系统、电子束缺陷检测系统和自动检测设备(ATE)等;新能源领域,主要产品为锂电池生产及检测设备,用于锂电池电芯装配和检测环节等,包括锂电池化成分容系统、切叠一体机、锂电池视觉检测系统和BMS检测系统等。

4、材料

(1)莱特光电

莱特光电是国内OLED发光材料龙头企业,已实现头部客户全覆盖。公司成立于2010年,主营业务为OLED有机材料的研发、生产及销售,主要产品包括OLED终端材料和OLED中间体材料,1H23营收占比分别为80.18/11.97%。得益于在OLED材料领域十余年的探索,公司成功打造了“OLED中间体-OLED升华前材料-OLED终端材料”的全产业链,秉持“客户需求为导向,技术创新为驱动”的经营理念,最终实现下游关键客户全覆盖。2018年公司营业收入1.12亿元,随着公司陆续导入京东方、和辉光电、华星光电等头部OLED面板客户,2022年公司营收快速增长至2.80亿元,对应4年CAGR26%。

公司专利储备丰富,看好产品线逐步扩张。公司坚持对核心发光材料进行自主研发且不断完善专利布局,截至2023H1公司共拥有授权专利229项,覆盖发光层材料、空穴传输层、空穴阻挡层、电子传输层等OLED核心功能材料。根据公开投资者活动纪要,目前公司Red Prime、Green Host产品已实现稳定量产供应,Red Host、Green Prime、Blue Host产品均在客户端进行测试验证工作。公司专利技术布局行业领先,通过积极推进与客户的合作研发,公司产品结构有望持续丰富,进而赋能公司高效益发展。

(2)鼎龙股份

公司是国内领先的关键大赛道领域中各类核心“卡脖子”进口替代类创新材料的平台型公司,目前重点聚焦在半导体创新材料和传统打印复印通用耗材领域。其中,半导体创新材料板块主要包括CMP制程工艺材料、显示材料、先进封装材料三个细分板块。CMP制程工艺材料,公司围绕集成电路前段制程中的化学机械抛光(CMP)环节进行布局;显示材料,围绕柔性OLED上游核心“卡脖子”材料:YPI、PSPI、INK等产品进行布局;先进封装材料,布局半导体先进封装上游临时键合胶、封装光刻胶(PSPI)等产品。

目前公司已有柔性显示基材YPI、光敏聚酰亚胺PSPI产品在客户端规模销售,现均已成为国内部分主流面板客户的第一供应商;此外,公司正在推进面板封装材料INK、OC材料等其他核心半导体显示材料的开发验证、市场推广。



END

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