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奥来德研究报告:OLED有机材料与应用部件龙头

 山蟹居 2022-03-28

(报告出品方/作者:太平洋证券,王凌涛、欧佩)

1、 引言

奥来德是一家非常典型的高科技材料类企业,在 OLED 有机发光和功能材料领域 有非常深厚的造诣,同时还专精于应用于蒸镀机的关键部件蒸发源,是国内 OLED 材料与应用部件细分领域当之无愧的龙头企业。

既能把有机材料做好,又能把蒸发源部件做好,在很多人看来似乎是鱼与熊掌不 可兼得的事情,但是实际上是先把斧子做好再砍树的正常延展。OLED 行业过去基 本被少数海外企业所垄断,下游终端更是曾经被三星等韩国企业掌控九成以上份 额,在如此闭塞的行业生态中,在没有任何海外厂商支持的背景下,国内材料制 程厂商不得不一步一个脚印自己摸索,不得不说也是一种困境无奈中的坚强。

所幸奥来德这些年的积累终有建树,公司不仅成功实现蒸发源部件国内面板厂大 比例自主化替代,而且在各面板厂的份额还在逐年提升。同时,在 RGB 有机发光 材料,以及各类 OLED 功能层材料领域,公司的产品开发一直在不断推进,销售 额也在逐年增长。

市场有一种观点,认为奥来德的成长主要依赖蒸发源,而且随着国内面板厂建线 逐渐饱和将成长趋缓。我们认为这种观点是很狭隘的:首先蒸发源的成长空间还 很大,趋缓的观点用一叶障目来形容非常贴切,这个我们后文再展开聊;其次, 奥来德并非只有蒸发源,前文我们说了蒸发源只是“斧子”,还有大片的有机材 料“树林”可以开采。OLED 这个市场足够大,三四十种有机材料全球近百亿的市 场空间,下游终端领域我国的面板厂的份额与话语权也在逐渐抬升,在此背景下, 奥来德能做的材料并不会仅仅局限于 RGB 发光材料(就算只是发光材料,也有数 代不同种类迭代),而是会逐渐在各功能层、应用层都有所突破。这些突破将使 奥来德未来的营收结构中,有机材料类的占比逐渐超过蒸发源,进而把成长的天 花板彻底打开,我们接下来将为大家做展开介绍。

2、 OLED 有机材料与应用部件龙头,蒸发源奠定坚实基础,有机材料拓展全面开花

2.1、 公司概况

奥来德成立于 2005 年,致力于 OLED 上游材料及制造设备领域的研发和生产,核 心产品有机发光材料和蒸发源市占率长期保持国内前列,是国内对应领域当之无 愧的行业龙头。

公司背靠吉林大学雄厚的科研支持,通过 17 年的自主研发和产业经验积累,有 机发光材料产品由成立初期的中间体和前端材料向技术壁垒更高的终端材料升 级,现已全面覆盖了发光功能材料、电子功能材料、空穴功能材料及其他功能材 料四大类,细分品类达百余种。2020 年报告期内,公司进行了 400 余个材料结构 的设计开发工作,完成了 300 余个样品的合成制备,其中 10 支材料的性能相当 或优于国外产品。

在研发有机发光材料的同时,奥来德深刻理解到蒸发源对于材料蒸镀的关键作用, 2012 年开启了蒸发源的研制项目。依托公司对 4.5 代、5.5 代线结构及设计的充 分了解,公司充分了解了蒸发源的工作原理与设计特点,并且在这个基础上开始 设计 6 代线蒸发源。经过五年的摸索与改进,公司成功制作出蒸发源样机,并于 2017 年正式投产,而后陆续取得了成都京东方、云谷(固安)、武汉华星、武汉 天马及合肥维信诺等知名面板厂商的蒸发源订单,跻身成为韩日主导的主要蒸发 源供应商中,唯一的中国企业。

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未来发展聚焦有机发光材料和蒸发源。公司 2020 年登陆科创板,募资约 6.77 亿 元,其中 4.59 亿元用于 10 万吨 AMOLED 用高性能发光材料的研发,1.47 亿元用 于新型高效 OLED 光电材料的研发,0.71 亿元用于新型高世代蒸发源的研发。显 然,公司未来的战略布局将重点聚焦于 AMOLED 上游关键材料及蒸发源部件两大 方向。在有机发光材料方面,将不断实现产品技术升级、扩大产能规模、同时研 发下一代发光材料及关键高分子功能材料,以稳固公司有机发光材料的龙头地位。 另一方面,公司未来还将重点进行高世代蒸发源、无机蒸发源的开发,布局大尺 寸面板产线,提升公司蒸发源设备的规模及行业竞争力。

大客户稳定合作,蒸发源在手订单饱满。公司有机发光材料已与和辉光电、信利 集团、维信诺、华星光电、深天马、京东方等知名 AMOLED 企业建立了深厚的合 作关系,蒸发源设备也与成都京东方、云谷(固安)、武汉华星、武汉天马、合 肥维信诺有非常稳固的供给。截止 2021 年 12 月末,公司约有 4 亿元的蒸发源在 手订单,预计收入确认时间在 2022 年至 2024 年之间,蒸发源产品由于奥来德国 内替代的唯一性,以及性能端确实打破了海外公司的技术壁垒,已成为这几年公 司收入与利润规模迅速攀升的主要推动力。

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股权结构稳定,子公司分工明确。公司实际控制人之一轩景泉持有公司股权 21.78%,目前担任公司董事长、总经理,是工学博士、研究员级高工、国务院特 殊津贴获得者、国家创新人才推进科技创新创业人才获得者。实控人之一轩菱忆 为轩景泉女儿,现任中信银行长春分行高新支行行长(代为履职),持有公司 9.73% 股份。实控人之一李汲璇为轩景泉的妻子,三人合计持有公司 32.79%股份。公司 共有 4 家控股子公司,其中上海升翕主营蒸发源设备,珂力恩特主要负责公司相 关产品的贸易活动,奥来德(上海)及(长春)两家子公司正在建设中,拟从事 光电材料的研发和生产。

激励核心员工,为公司可持续发展打好基础。公司 2021 年 3 月公布了股权激励 计划,授予 11 名管理人员、5 名核心技术人员及 9 名技术骨干共 96.37 万股,通 过合理的股权激励有助于公司人才队伍的稳定,进而为公司长期可持续发展奠定 良好基础。

2.2、 营收利润稳步成长,近年来增速逐渐提升

2018 至 2021 年业绩快速增长。公司 2017 年之前的营收规模较小,2018 年在蒸 发源产品突破的带动下,总营业收入首次突破亿元,达到 2.6 亿,同比增长 533%。 2018 年之后至今奥来德一直保持稳步增长,归母净利润由 2017 年的亏损 1125 万 元成长至 2021 年的盈利 1.36 亿元。奥来德近年强劲的增势主要有三大因素,一 是国内 AMOLED 面板行业的高速发展带动;二是公司蒸发源部件市场占有率的逐 步提升,为公司贡献了可观的销售额;三是经过多年的研发以及市场磨砺,公司 的有机发光材料、电子/空穴功能材料、以及各类有机应用材料开始进入突破和 放量成长阶段。

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有机发光材料成长稳健。分产品情况来看,有机发光材料的营收规模于 2018 年 首次超亿元规模,达 1.03 亿,同比增长 153%,2019 年延续高速增长。2020 年由 于疫情导致公司有机发光材料的订单缩减或延后,营收同比下滑 26%。但这种非 常规性的影响很快得到改善,2021 年有机发光材料营收重回增长渠道,而且增速 也有快速回升。

蒸发源后来者居上,且呈稳步上升态势。公司 2017 年开始生产蒸发源设备,2018 至 2019 年分别销售 33 台、39 台、45 台,实现营收约 1.56 亿元、1.73 亿元和 1.89 亿元,增长迅速。2020 年,蒸发源的营收规模已占总营收的 66%,毛利润占 比也高达 81.5%,成为公司业绩的主要驱动力。蒸发源的单价较高,近三年的均 价在 445 万元/台左右,2020 年蒸发源产品的毛利率高达 68%。

盈利能力提升,费用率均有所改善。公司历年毛利率和净利率整体来看呈上升趋 势,仅 2017 年公司净利率有所下滑,主要因为奥来德成立子公司上海升翕,当 时还未开始生产,从而产生了较大的经营费用。2020 年毛利率和净利率均有小幅 下滑,毛利率方面主要是受上半年疫情发生后有机发光材料的出货下滑所拖累, 净利率则主要因为研发费用的增加而导致。2020 年公司加大研发投入,产生研发 费用 5185 万元,同比增长 43.31%,研发费用率约 18.3%,比去年同期上涨近 6 个百分点。但整体而言,公司的期间费用率呈下降趋势,由 2017 年的 104%下降 至 2020 年的 34%,体现了公司的管理、生产及销售的效率均有明显的提升,成熟 高效的经营管理体系将更有利公司未来盈利能力的持续提升。

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3、 全球 OLED 行业话语权依然被韩系厂商掌控,国产化替代大有可为

3.1、 本土 OLED 产业链逐步完善

OLED(Organic Light-Emitting Diode,即有机发光二极管),其发光原理是用 ITO 透明电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极,在一定电压驱动下,电子和空 穴分别从阴极和阳极注入、迁移到发光层,并在发光层中相遇,形成发光现象, 发光的强度与注入的电流成正比。与 LCD 需要背光模块才能发光的原理不同, OLED 通电后就会自主发光,并且其组件结构比更为简单。依驱动方式的不同 OLED 又可分为被动式(Passive Matrix,PMOLED)与主动式(Active Matrix,AMOLED), 前者适用于尺寸较小的显示器中,后者在高分辨率的产品中应用更为普及。

AMOLED 凭借其厚度薄、色彩丰富、节能显著、可柔性、低成本等优点,已被广泛 运用在手机、电视、笔记本电脑、汽车和 ARVR 设备中。三星、LGD、索尼等韩日 厂商都是 AMOLED 面板技术的主要推动方,而在 2017-2018 年苹果在 iphone X 中 引入 AMOLED 屏幕后,AMOLED 屏幕在手机端的渗透率快速提升,市场份额逐渐扩 大。

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全球 OLED 面板下游应用主要以智能手机、电视为主,近年智能手表、VR 眼镜、 智能家居、车载显示屏等智能设备对 OLED 面板的需求也空前旺盛。目前 AMOLED 面板在高端旗舰手机中应用更为广泛,AMOLED 面板也得益于折叠屏手机的涌现、 以及全面屏手机占比的提升得到了快速增长。据中国产业信息网数据,AMOLED 面 板在手机面板中的渗透率不断攀升,预估 2021~2022 年渗透率将首次突破 50%。 2022 年,刚性 AMOLED、柔性 AMOLED 和可折叠 AMOLED 的渗透率将分别上升至 21%、 30%和 5.5%。未来,随着面板产能和良率的提升,进而带动成本下滑性价比提高, AMOLED 将逐渐渗透至中低端机型得到更为广泛的应用。

OLED 产业链中设备与有机材料价值含量最高。OLED 产业上游包括制造设备、材 料制造和零件组装;中游为面板制造、面板组装和模组组装;下游为显示终端及 相关应用领域。据 IHS 估算,OLED 的生产成本占比中,制造设备、有机材料及人 工成本占比排名靠前,分别为 35%、23%和 9%。然而,全球 OLED 的上游材料及设 备供应链几乎被欧美、韩国和日本所垄断,中国面板厂起步较晚,规模也较小, 本土上游供应链公司更是少之又少,在这些核心环节话语权较弱。因此,为了打 破国际垄断,加强我国面板企业在上游材料供应链的议价能力,国内 OLED 供应 链的成长迫在眉睫。

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中国显示面板行业高速增长,市场份额和影响力显著提升。据 UBI 统计的 2020 年 OLED 市场规模数据,尽管三星显示的全球市场份额从 2019 年的 82%下降至 2020 年的 68%,仍旧系全球最大的 OLED 屏幕供应商。其次是 LGD、京东方全球市 占率靠前,分别为 21%和 5.7%,市场份额同比上涨 10.5 pct 和 2.3 pct。经过多 年的技术积累和产线投资建设,近年中国面板厂数量攀升,产能也逐渐释出。预 计 2023 年中国 OLED 产能将达 1275 万平方米,2019~2023 年复合增速约 17%,维 持全球出货第二的位置;韩国仍将保持全球 OLED 龙头地位,预计 2023 年产能将 达 5500 万平方米,韩国与中国合计占据全球 OLED 产量的 98%以上。显然,中国 在全球 OLED 行业已然占据了重要的位置,并且随着我国 OLED 技术良率提升、产 能放量,叠加降本及供应链安全的多重推进,OLED 产业链本土化进程正在不断加 速。

(1)下游应用终端竞争白热化,降本是刚性诉求。

智能手机出货量自 2015 年以来维持在每年 13~15 亿部的水平,尽管近两年 5G 换 机会带来一定的助推,全球智能手机出货量会回到正向成长,但是长期来看智能 手机成长仍旧难见大的增量。整体功能性创新乏力,同质化竞争愈发激烈,终端 手机厂商为了保持盈利能力维持市场竞争力,降低成本便成了刻不容缓的课题。 拆解手机各零组件的成本来看,基带芯片、摄像头和屏幕的价值量占比较高。

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据我们统计的四款畅销机型,苹果 11 代 Pro Max/三星 Galaxy S20 Ultra/小米 Mi 10 5G/华为 Mate 30 Pro,其屏幕成本分别为 67/67/48/62 美金,占总成本 的比例分别是 14%/13%/11%/16%。可见,屏幕作为整机中成本占比第二大的零组件,尤其是高分辨率、刷新率的 AMOLED 屏幕,模组价格可能超出大几十美金, 降本需求与空间都是非常明确的。

2)OLED 关键材料核心专利到期,中国厂商迎来历史性机遇。

OLED 发光材料专利基本被美、日、韩、德厂商垄断,特别是 UDC 拥有超 5000 已 发行及申请中的专业许可和独家授权专利,覆盖发光材料、封装、柔性 OLED 等。 据统计,这些企业的部分专利已纷纷到期或即将到期,这为中国 OLED 厂商打破 过去垄断的专利网络提供了绝佳的机会。即使中国 OLED 材料研发起步较晚,但 近年中国申请且授权的 OLED 相关专利的增长趋势也证实了我国 OLED 领域的自主 研发实力的显著提升。根据世界科技研究与发展刊发的研究报告《OLED 技术专利 态势分析》,中国 OLED 材料专利申请数量居世界之首,达 2222 件,其次是日本、 美国、韩国,分别为 2094 件、1500 件和 1192 件。截止 2021 年上半年,奥来德 在已具备 106 项发明专利的前提下,新增发明专利申请 62 项,新增授权专利 8 项,系国内拥有 OLED 专利最多的公司之一。因此,对于已做好了充分准备的本 土头部企业,当下已经是明确的加速导入期。

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(3)我国多条 AMOLED 面板厂迎来产能释放期。

2019 年全球 AMOLED 面板营收规模约 251 亿美元,预计到 2025 年规模将达 374 亿 美元,年复合增速约 6.9%。而中国 AMOLED 市场营收规模将由 2019 年的 186 亿 元增长至 2023 年的 843 亿元,年复合增速高达 46%。我国 AMOLED 市场规模迎来 跨越式增长主要得益于近年来各大本土厂商积极投资扩产,据赛迪智库数据, 2020 年,中国已建成的 AMOLED 生产线 13 条,占全球 AMOLED 产线的 52%,并且 多条第 6 代 AMOLED 产线已量产。另外,受美国“实体清单”的影响,我国头部 手机品牌华为也已将供应链转移至国内,切换为如京东方、维信诺等厂商。这进 一步促进了我国 OLED 产业链形成良性循环的健康生态。 因此,中国的 OLED 产业国产化势在必行,而未来 3~5 年正是中国 OLED 行业高速 发展阶段,OLED 上中下游企业同步发力,逐渐缩小我国与国际龙头企业的差距。(报告来源:未来智库)

3.2、 有机发光材料技术壁垒极高,国产替代空间广阔

OLED 的制造流程复杂,产线大致可以分为前段(Array 段)、中段(Cell 段)和 后段(Module 段)三大制程。其中,前段的 LTPS 工艺、中段的蒸镀工艺和后段 的薄膜封装工艺均为 OLED 面板制造的核心工艺。中段的蒸镀工艺可进一步分为 真空蒸镀法和喷墨打印法,前者是目前中小尺寸面板量产使用的主要技术,后者技术尚未成熟。真空蒸镀的工作原理即在真空环境中对有机发光材料加热,使之 气化并沉积到基片上从而获得薄膜材料。材料的质量决定了面板的性能,而蒸发 源的质量决定了材料蒸镀的效果,二者在面板的良品率上起到了决定性的作用。

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从 OLED 产线的资金投入来看,据 IHS 的统计,制造设备为 OLED 生产线的投资建 设中的主要资本支出,刚性和柔性 OLED 设备投资占比分别为 72%和 82%。OLED 设 备属于典型的技术密集型行业,技术壁垒颇高,且全球的竞争格局呈现寡头垄断 局面。另一方面,有机发光材料在 OLED 面板成本中占比约 12%,也是产业链中技 术壁垒最高领域之一,与设备的竞争格局类似,全球有机发光材料被美国、日本、 韩国、德国等国家垄断。

根据有机发光材料的生产流程可以分为中间体、前端材料和后端材料。中间体是 合成 OLED 有机发光材料过程中所需的原材料或化工产品,将某几种中间体经一 步或多步化学合成为前端材料,然后对其进行多次升华提纯后得到终端材料,最 后将其直接蒸镀到基板上,即可进行 OLED 面板的制造。终端材料可以直接用于 OLED 显示和 OLED 照明领域,其纯度要求在 6~8N 以上(99.9999%-99.999999%), 对面板的显示效果和寿命起决定性作用,为三者中生产工艺难度最大的材料。

国内厂商更多集中于技术门槛低的中间体及前端材料的生产制造,为海外终端材 料厂商的上游供应商,如莱特光电向德山集团、LG 化学等供应中间体,瑞联新材 的主营产品液晶材料和中间体最终客户为出光兴产、杜邦公司、德国默克、德山 集团等。本文主要讨论技术难度高的终端材料(也是奥来德的主营产品),中间 体和前端材料不在我们的讨论范畴。

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发光材料相比通用材料成本占比更高。终端材料进一步可以分成发光材料和通用 材料。据 IHS 统计,2019 年全球终端材料市场规模约 10.82 亿美元,2017 至 2019 年 CAGR 高达 29%,其中发光材料规模占比约 37%。因为大尺寸显示面板在器件结 构上需要更多数量的空穴传输层、电子传输层和有机发光层,所以 OLED 面板尺 寸越大,各类材料的成本占比也随之更高。就 OLED 下游主要的两大应用手机和 电视而言,在其面板的制造中发光材料成本分别占比 40%和 59%。

OLED 面板由基板、阴极、阳极、空穴注入层、电子注入层、空穴传输层、电子传 输层、电子阻挡层、空穴阻挡层、有机发光层构成。在 OLED 发光过程中,注入的 电压及每一层的材料选择及设计都起着重要作用,OLED 的发光原理如下:

(1)载流子注入:在外加电场作用下,电子和空穴分别从阴极和阳极向夹在电极 之间的有机功能层注入;(2)载流子传输:注入的电子和空穴分别从电子传输层 和空穴传输层向发光层迁移;(3)载流子复合:电子和空穴注入到发光层后,由 于库伦力的作用束缚在一起形成激子;(4)激子迁移:由于电子和空穴传输的不 平衡,激子的主要形成区域通常不会覆盖整个发光层,因而会由于浓度梯度产生 扩散迁移;(5)激子辐射激发出光子:激子辐射跃迁,发出光子,释放能量,通 过控制红绿蓝光源比例来控制屏幕的显色效果。

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由于 OLED 不同膜层的功能不同,每层所应用的材料也不同,最终目的都是为了 提高出光效率。比如,注入层是为了使电子/空穴有效地从阴极/阳极注入到 OLED 器件中,因此,在选择电子/空穴注入层材料时,需要考虑材料能级和阳极材料的 匹配。空穴传输层材料要求具备较高的热稳定性,合适的迁移速度利于空穴传输, 合适的 HOMO、LUMO 能级与注入层及发光层相匹配。电子传输层则还需考虑到三 线态能级比客体要高,防止激子扩散进入到传输层。

有机发光层材料最为核心,发光层有机分子的类型决定了 OLED 发光的颜色,发 光材料的性能以及施加电流的大小决定了光的亮度或强度,对同一 OLED,电流越 大,光的亮度就越高。发光材料需具备固态下有较强荧光、电子/空穴传输性能 好、热稳定性和化学稳定性佳、量子效率高且能够真空蒸镀等特性。OLED 不同膜层所涉及的材料繁多,在实际工艺中,材料的寿命、成本、产能等也是选择材料 需考虑的重要因素。

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发光功能材料按颜色可划分为红、绿、蓝发光材料;再进一步可分为红/绿/蓝发 光主体材料与掺杂材料(又称客体材料)。由于有机材料可能无法同时满足高电 子迁移速率和最优放光效率,因此通常以具有空穴传输或电子传输功能的发光材 料作为主体材料,掺杂少量的有机荧光或磷光材料。根据不同的材料特性来调整 掺杂比例,从而达到增强主体发光的寿命和效率的作用。掺杂材料通常由金属配 合物组成,其技术壁垒远高于主体材料,因此其单价也高达 5000 至 20000 元/克。

OLED 发光材料领域从客户认证、材料研发及生产、核心专利等多方面筑起了极 高的行业进入壁垒,目前全球各膜层的供应商仍以韩、日、德、美为主,每个公 司所擅长的材料各不相同,很少企业能做到 OLED 全体系有机材料全覆盖。据前 瞻研究报告预测,全球有机发光材料 2017 年至 2021 年以 39%左右的年复合增速 增长,2021 年市场规模将突破 30 亿美元。从 2021 年全球 OLED 材料市场竞争格 局来看,UDC 仍然排名全球第一,销售额约 3.19 亿美元,而韩国的 Duksan 实现 1.71 亿美元的销售额,同比增长 34%,跃居全球第二;其次是美国杜邦、日本出 光兴产和德国默克。

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奥来德目前产品覆盖 OLED 有机发光与功能材料,OLED 蒸镀制备中所需的蒸发源 部件等,在研项目还包括各类非发光材料,如封装材料、阻隔材料等等。2021 年 1~6 月公司研发投入 3788.91 万元,同比增长 68%,占营收比例的 15%。公司以市 场为导向,积极储备 OLED 产业相关新材料技术,致力于打破各类材料的国际垄 断,并开发出与国际水平相当的高性能发光材料。随着国内多条面板厂线量产在 即,需求量攀升,奥来德作为国内罕有具备多种发光材料研发和量产能力的公司, 未来经济效益十分可观。

4、 蒸发源维系公司高增基础,有机材料不断拓延扩增成长边际

4.1、 打破蒸发源设备垄断格局,迎来高速成长期

蒸镀工艺系 OLED 面板制造最核心且价值含量最高的环节,处于 OLED 中段制程, 其原理可以简单理解成有机发光材料受热升华,在冷却的基板上沉积成膜的一个 过程。具体而言,为了避免交叉污染,不同的功能层需要在不同的蒸镀机腔体内 完成蒸镀。首先从去除 LTPS(包含阳极)基板上的污垢和杂质的工作开始。在清 洗和干燥衬底后,通过机械手将基板转移至下一个腔体蒸镀 HIL(空穴注入层), 接下来蒸镀 HTL(空穴传输层)以形成辅助层。然后是 EML 层的红、绿、蓝三种 材料,需要使用掩模选择性地沉积在期望的位置。随后,蒸镀 ETL(沉积电子传 输层)和 EIL(电子注入层)以形成电子传输的辅助层,最后蒸镀阴极,从而完 成有机发射层的整个沉积过程。蒸镀完成后的衬底和自动封装的玻璃结合,最后 进行封装处理,便可以产出样板了。

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真空蒸镀是目前最主流的制备薄膜的工艺,技术壁垒颇高。传统的热蒸镀真空度 大约在10−4以上,真空度越高,形成薄膜的缺陷越少,膜中材料的纯度越高。由 于不同材料的特性不同,在真空加热环境下,有些材料会先液化再气化,而有些 材料则可以直接升华,然后以一定的初始速度脱离材料表面运动至 ITO 表面,冷 却沉积从而形成薄膜。如果真空度过低,真空腔体内会充斥着水分子、氧分子和其他杂质,在蒸发的过程中与有机小分子材料碰撞,严重降低成膜质量,甚至使 器件性能降低乃至失效。

蒸发源是蒸镀机的核心组件。真空蒸镀设备由真空抽气系统和真空腔体组成,其 中真空抽气系统由(超)真空泵、低真空泵、排气管道和阀门等组成,真空腔体 内配置蒸发源、晶振片及掩膜板等部件。真空腔体内有多个放置有机材料的蒸发 源,通过左右移动,使加热的有机材料气化、蒸发并沉积至基板上,从而形成薄膜。因此,蒸发源对蒸镀效果及良品率起到了决定性作用,需具备热分布稳定、 蒸镀均匀性好、有机材料变形小等特点。

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蒸发源根据不同形状可以分为点源、线源和面源,其中点源一般用于实验室制备 器件,面源工艺尚未规模化生产,而线源则是目前 OLED 面板制造的主流设备。 奥来德目前所生产的蒸发源属于线性蒸发源,可用于我国近年大力投资的 6 代 AMOLED 面板产线。 目前国内 6 代面板产线一般选用日本爱发科或者日本佳能 Tokki 的蒸镀机,Tokki 全球市占率高达 90%,全球知名面板厂三星、京东方、LG、维信诺均采购 Tokki。 然而,Tokki 厂商并不生产蒸发源,需要面板厂商通过招标去采购蒸发源,再安 装至 Tokki 蒸镀机上进行使用。全球蒸发源的主要供应商有日本爱发科(蒸镀机 和蒸发源成套销售)、韩国 YAS、韩国 SNU 和中国奥来德,且奥来德为国内唯一 已进行招标采购的 6 代 AMOLED 线性蒸发源厂商。

奥来德的蒸发源适配 Tokki 蒸镀机。面板厂商在建设 OLED 产线时会首先选择蒸 镀机厂家,然后经过面板厂商、蒸镀机厂商和蒸发源厂商进行三方会议,确定所 搭配的蒸发源尺寸和接口排布等规格参数,过程中 Tokki 并不会对蒸发源设置认 证要求或有所限制。奥来德根据市场需求制定了适配 Tokki 蒸镀机接口的产品路 线,后续亦可通过对蒸发源尺寸、接口排布等进行重新设计而适配于其他蒸镀机 品牌。

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奥来德重点通过构造热流体模型,解决了蒸发源的系统加热均匀性及稳定性等问 题,进而提高了 AMOLED 制备的精度控制和良品率;同时还研发了新型的温控、加热、冷却、坩埚及喷嘴系统。公司不仅打破了国外对我国的技术垄断和设备封 锁,其产品的性能也与国际厂商的产品水平相当。奥来德所生产的蒸发源设备, 在关键性能上已经实现在 10-1000nm 膜厚范围内稳定蒸镀,连续 250 小时稳定蒸 镀,保持膜厚偏差首尾差异控制在 2%以内;在功能上不仅可以对单一材料进行精 确蒸镀,而且可以满足不同材料的精确比例共同蒸镀;在设备构造设计上实现了 与 AMOLED 蒸镀工艺线的良好匹配与对接,保证设备运行的稳定性。

国内在建及规划建设的面板产线,蒸发源需求旺盛。根据面板厂的产能设计标准 不同,每条产线所需蒸发源数量各不相同,一条 1.5 万片/月产能的产线大需要 20 套蒸发源设备,同时不同厂商的蒸发设备对蒸发源的需求也不尽相同。若按照 OLED Industry 统计,截至 2020 年底 2021 年初,中国规划/在建的 6 代 OLED 产 线合计产能约为 35.4 万片/月,可预估的这几年的蒸发源整体需求量在 472 套左 右。以奥来德过去几年年蒸发源约 443 万元/套的平均销售单价测算,中国蒸发 源市场规模约 21 亿元,而未来如有新的 OLED 产线投资落地,蒸发源市场规模还 将持续成长。

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蒸发源设备售后配件及服务市场空间可观。蒸镀机的使用周期均约十年左右。使 用周期内,随着蒸发源设备的长期使用,不可避免的会出现性能下降、设备升级等情况,厂商会对蒸发源提供售后服务,如备件更换(如坩埚、角度板等)、维 修保养、易损件或消耗品的更换(如加热丝、热电偶等)。奥来德为客户提供配 件细分产品种类较多,包含坩埚、角度板、喷嘴、顶端反射板、内压板等,各种 配件的具体数量和规格根据客户的要求进行设计和供货, 不同种类产品单价也 存在较大差异。奥来德 2017 年开始供应蒸发源,2018 年至 2019 年蒸发源配件的 销售额明显上涨,其收入占比由 0.48%升至 1.28%,2019 年营收同比增长 196%, 远高于蒸发源设备营收的增速。因此,根据前文已统计的数据,未来两至三年内 奥来德已签订的 4 亿元左右的蒸发源订单来看,蒸发源配件部分也将为公司贡献 可观的收入。

4.2、 RGB 发光材料占据先发优势,是未来进阶的坚实基础

OLED 发光功能材料按照代际划分,可分为三代:以3为代表的第一代荧光材料、 第二代以铱(Ir)、铂(Pt)、铼(Re)为代表的磷光材料和第三代延迟荧光(TADF) 材料。

三种发光材料由于各自特性不同,因此发光机制也有所不同,目前仅磷光材料和 TADF 能实现 100%的能量利用效率。荧光材料由于受限于自旋统计规律,在电驱 动下只能利用单线态(S1)激子发光,理论上其能量利用效率不超过 25%;并且, 目前主要在蓝光材料中量产使用。磷光材料的发光机制为处于三线态的激发态直接转换到基态因此,这样一来便充分利用了被浪费掉的 75%的 T 态激子能量,从 而使得磷光材料的内量子效率达到 100%。目前主要在红/绿材料中量产应用,但 由于磷光材料中加入了贵重金属元素,不进材料稀缺同时也使得磷光材料售价高 昂,一定程度上限制了磷光的广泛应用。

最后是目前还处在研发阶段的具有热活化延迟荧光材料(TADF),因为其既可实 现 100%的内量子效率又避免了贵金属的参与,成为目前 OLED 材料领域的研发重 点方向。TADF 材料的发光机制为处于三线态的激发态先转换到处于单线态的激 发态,这个过程称为反向系间窜越(RSIC),再转换到基态,因此可在没有贵金 属原子参与的情况下实现 100%的激子利用。

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目前量产的发光材料中,红色和绿色均采用磷光材料,其中红光材料广泛使用 DCM 或其衍生品作为掺杂材料,但由于分子结构含有大共轭芳香基团,溶解性差,因 此合成难度较大。考虑到长波发光材料在检测、传感、光通讯、夜视等领域有十 分重要的用途,未来红色材料将进一步往深红色发光方向转变。绿光材料相对简 单,也是商业化应用最早的材料。蓝色材料主要在第一代荧光材料体系中,但其 存在发光效率不足和寿命短的明显缺点,是当前业内主要的研发瓶颈,因此现阶 段研发出合格可量产的第三代 TADF 蓝色材料是各大公司的重要方向。

上文已经提到,全球有机发光材料几乎垄断在美国、德国、日本和韩国企业手上, 尤其是美国 UDC 在红光主体/掺杂材料及绿光掺杂材料上占据主要份额;蓝光材 料则被出光兴产及德国默克两大厂商所垄断。因为发光层材料比通用层材料技术 壁垒更高,根据赛迪智库显示,中国在全球发光材料上的市场份额不足 5%,我国 在发光层材料的研究仍然任重而道远。

奥来德系国内少数研发全面覆盖以上三代有机发光材料的企业,目前产出主要以 第一代荧光材料为主,同时储备了高分子材料及第三代 TADF 材料技术。国际上 还有 Kyulux、Cynora 等头部企业正在研发蓝色 TADF 材料,但均未实现商业化。 显然在这场针对下一代发光材料研发的角逐赛中,具有雄厚的研发、专利、客户、 产能积累的企业占据了先发优势,我们认为奥来德作为国内行业龙头,机遇与挑 战并存:

(1)研发及专利优势。OLED 材料更新迭代速度快,老产品的市场价格下降幅度 大,因此积极的研发投入是维持高盈利水平的基础,也是提升市场地位的重要手 段。相比国内同业竞争对手,奥来德的研发费用及研发人员占比均保持行业较高水平。2020 年奥来德的研发费用率高达 18.3%,比平均值高出约 7 个百分点;研 发人员占总员工比率为 26%。截至 2021 年半年报,莱特光电、瑞联新材和奥来德 已授权的专利分别有 66 项、48 项和 162 项,申请中的专利分别为 207 项、70 项 和 540 项(注:奥来德专利包含了蒸发源和 OLED 有机材料等,瑞联新材专利方 向包含 OLED 材料、单体液晶和创新药中间体)。虽然与 UDC、杜邦公司等国际大 厂过万的专利数量无法比较,但是在国内市场上来说,奥来德已是 OLED 行业技 术创新的重要引领者。

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目前本身 OLED 的制程就在不断的改良中,整个生产过程对环境、配套工艺、设 备、材料等每个环节都对 OLED 的良率及性能起到关键性作用。在这个典型的技 术密集型行业里,技术及专利的积累便是未来可变现的依据,奥来德在这方面已 然占据了先发优势。

(2)客户认证优势。有机发光材料产品迭代周期一般在两至三年左右。材料厂商 需要不断开发更好性能结构的发光功能材料,通过持续的创新来维持产品的竞争 力。然而,材料产品入围下游 OLED 面板厂商供应链体系周期又长,这也是很多 企业望而却步的原因之一。有机发光材料生产企业的产品需要经过面板厂商样品 试验、产线测试等多道试验或检测程序,最终入围合格供应商范围,这个过程一 般需 1 年左右;到最终真正批量供货还另需 2~3 年。除了时间成本高以外,每 种材料进入供应链体系的壁垒也极高。因为材料厂商需要同面板厂配合共同研发, 当最终生产的材料与面板厂的材料相匹配时,才有能进入面板厂的下一代材料供 应体系。为了提高进入客户供应体系的概率,OLED 材料厂通常会同时开发十余种材料,通过调整材料的寿命、效率、电压等性能以供客户验证,最终选择其中某 一种材料进入供应体系。所以,一旦进入下游面板厂的供应链体系,一般情况下 不会更换供应商,客户粘性较高,这就相当于锁定了未来多年的订单及收入。

奥来德不仅是国内主要面板厂的核心供应商,包括京东方、维信诺、华星、天马、 和辉等,同时也早已进入韩国、日本、欧洲、美国等发达国家企业的供应链体系, 说明公司的产品不仅得到了国内外企业的认可,同时也彰显了公司正走在强者恒 强道路上的行业领军地位。

(3)产能优势。2021 年中国有机发光材料市场规模约 7.33 亿美元,2017 年至 2021 年 CAGR 高达 186%,随着 OLED 国产化步伐加快,预计 OLED 材料市场将维持 高速增长态势。因国内大部分 OLED 厂商集中于生产技术含量较低的 OLED 前端材 料或中间体,因此即使掌握了最核心技术的厂商,测算下来市场占有率也较小。 作为国内头部厂商的奥来德 2020 年有机发光材料产量约 1.32 吨,销量 1.15 吨, 营收 9390 万元,市占率约 2.37%(以 2020 年市场规模$5.76 亿乘以 2020 年人民 币平均汇率 6.89 为分母测算)。从营收规模来看,奥来德与国际头部厂商还是 有一定差距的,同时也正说明公司未来成长空间明确。未来随着国内多条产线逐 渐由爬坡阶段转向量产阶段,具备核心技术且有批量交付能力的奥来德有望快速 抢占市场份额,提升公司在国际市场的地位。

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奥来德作为国内少有的具备自主研发生产有机发光材料终端材料的头部企业,未 来显然将继续深耕 OLED 领域,包括加快在研项目 TADF 材料及掺杂材料的推进, 努力实现发光材料的品类升级,打破海外少数企业的行业垄断。此前,奥来德 IPO 募资建设的 10000 公斤 AMOLED 用高性能发光材料工厂已进入设备搬入阶段,预 计未来顺利达产后,不仅将在发光材料上有突破性的进展,规模效应也将更加显 著,进一步提升公司在全球 OLED 有机发光材料的行业影响力。

4.3、 产品延伸:薄膜封装材料及 PI 薄膜

4.3.1、 薄膜封装材料

薄膜封装(Thin Film Encapsulation,TFE)一般以塑料为基材,将无机氧化物 沉积在衬底上形成水汽阻隔膜,有效的将 OLED 发光层与水、氧气及其他污染物 隔绝开来。传统的刚性 OLED 封装是在玻璃与面板之间涂抹玻璃材质的 Frit,通 过激光熔化并硬化将玻璃与面板粘合,但由于其厚度更厚且不可弯曲性,并不适 用于柔性 OLED 封装。随着柔性显示渗透率攀升,薄膜封装将成为 AMOLED 面板应 用最为主流的封装材料。

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柔性薄膜封装工艺复杂,目前主要有 Barix、ALD、PEALD 和喷墨四大柔性薄膜封 装技术。Barix 封装技术是由 Vitex 开发的多层薄膜封装技术,通过无机层和有 机层交替层叠而形成多层复合膜封装 OLED 器件。通过调整薄膜覆盖层聚合物和 无机物膜层的层数和成分来改变阻挡层的性能。无机层起到阻隔作用,而有机层 起到平滑和填充缺陷的作用。ALD 技术是利用一个二元反应,按照反复交替顺序 进行沉积,使原子层在发光顶端排列紧密,形成连续且紧贴器件的薄膜。目前 ALD技术仍有缺陷,较薄的 ALD 成膜弯曲多次后会有龟裂的现象。PEALD 技术基于 ALD 技术,缩短了反应时间,提高了生产效率,已被越来越多企业应用于 OLED 上。

因为 AMOLED 面板对水和氧及其他污染物及其敏感,因而封装薄膜材料需具备优 异的水汽阻隔和耐冲击性能。全球薄膜封装材料的供应商屈指可数,包括韩国 SDI、 LGC、美国 3M、日本 Mitsui Chem 等等。中国进入柔性薄膜封装领域较晚,缺乏 相关的技术和人才储备,先前仅康得新、万顺股份和乐凯华光在显示器件的薄膜 封装领域有所布局,但离 AMOLED 领域的 TFE 封装材料应用还有非常遥远的距离。

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受益于柔性 OLED 方案的应用场景不断拓宽,上游柔性封装材料需求增长。据新 材料在线统计,2020 年全球柔性 OLED 薄膜封装材料需求约 12000 K∙m^2,2016~ 2020 年复合增速高达 96%。 奥来德系国内首家在这一领域实现突破的封装材料供应商,依据公司年报等公开 信息介绍,其产品的综合性能已达到了国外企业的同等水平。2021 年 4 月,公司 的薄膜封装材料成功通过了和辉的产线测试,并实现首单销售;同时也正在积极 推进与维信诺、京东方等面板厂商的产线测试工作。奥来德在薄膜封装技术上的 突破不仅成功打造了公司未来收入新的增长点,更是在封装材料国产化道路上迈 出了重要的一步。(报告来源:未来智库)

4.3.2、 PI 薄膜

聚酰亚胺(Polyimide,PI),由均苯四甲酸二酐和二胺基二苯醚在强极性溶剂中 经缩聚并流延成膜再亚胺化而成的薄膜类绝缘材料。PI 膜为黄色透明状,相对密 度在 1.39-1.45 之间,具有耐高低温性、电气绝缘性、耐辐射性、高强度、阻 燃等特点,被广泛应用于航空、航天、机械、电气、微电子、液晶显示等高技术 领域。聚酰亚胺凭借以上的优越性能,居于高分子材料金字塔的顶端,且可以制 成各种样式的产品,如 PI 薄膜、PI 纤维、PI 树脂、PI 基复合材料等。其中,PI 薄膜是 PI 最早商业化且市场容量最大的产品之一。根据 PI 薄膜的用途,又可以 分为电子 PI 薄膜、热控 PI 薄膜、航天航空用 PI 薄膜、柔性显示用 PI 薄膜等。

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PI 薄膜系柔性 OLED 显示领域的关键材料,核心技术主要为美日韩垄断。因为 PI 薄膜兼具耐高温特性、优良的力学性能和耐化学稳定性,是目前最佳的柔性 OLED 基板材料,在显示面板由刚性向曲面、可折叠方向不断升级迭代的进程中将逐渐 取代传统刚性玻璃基板。

PI 薄膜制造工艺复杂,尤其是电子级 PI 膜技术难度更高。首先,为了满足柔性 盖板的高透光性,研发无色 PI 薄膜作为也是现阶段需要攻克的难题之一。其次, 亚胺化为PI制程中技术壁垒极高的一道工序,又可分为热亚胺化和化学亚胺化; 前者工艺简单无法生产电子级及以上的PI薄膜,而我国大部分厂商采用此方法。

PI 的核心技术被全球少数企业所掌握,包括美国杜邦、日本钟渊化学、日本东丽、 日本宇部兴产和韩国 SKPI 等,美日韩的产能占全球产能的 80%以上。随着柔性面 板的需求提升,对柔性材料的诉求也越发紧迫。近年国内 PI 薄膜企业加大力度 研发,具备电子级 PI 薄膜生产能力的企业逐渐涌现,包括时代新材、鼎龙股份、 丹邦科技、新纶科技等。但我国在 PI 薄膜的生产技术和产能规模与国际巨头差 距仍旧较大,尤其是高端电子级 PI 膜严重依赖进口,因此未来实现 PI 薄膜国产 化道阻且长,增长空间巨大。据 IHS 预测,2020 年全球 PI 膜基板材料市场规模 约 55 亿美金,2017~2020 年复合增速约 83%。

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为了增强中国 PI 基板材料技术水平,完善柔性 OLED 国产化配套,奥来德投资 1.8 亿元改造厂区企业现有厂房扩建一套 PI 基板材料中试生产线,规划年产能 为 1000 吨,PI 基板材料的布局无疑将进一步增强公司的竞争实力。

4.4、 有机材料创新不断,深化 OLED 行业版图

经过 17 年研发和技术的积累,公司已完成了多种 OLED 关键有机发光与功能材料 的研发和量产,并于近年陆续进入产能释放期。根据奥来德招股书披露,2019 年 公司发光功能材料、空穴功能材料、电子功能材料及其他功能材料产生营收分别 为 9823 万元、1572 万元、1108 万元和 43 万元,占比分别为 78%、13%、9%和 0.3%。可见,公司已全面覆盖 OLED 各膜层发光材料,发光功能材料中又以蓝色 发光主体占比最大,营收份额约 77%。

简单地看,具备基本正负极与发光层结构的 OLED 器件,从理论上就具备了发光 的条件,但为什么还需要其他的功能性膜层呢?这是因为对于大多数有机材料, 其有如下特点: 1. 载流子迁移率太低; 2. 一般的材料中,载流子存在几率本身就很低; 3. 电子和空穴的迁移速度差别较大。 4. 即使是相同材料,膜层工艺厚度不同条件下其电流密度与亮度表现也有较大 差异。

如果只按基本结构来做发光器件的话,要保证发光产生于发光层,并有足够的发 光效率,需要具备如下的条件:1. 有足够的电子从阴极注入到发光层中,同时有足够的空穴从阳极注入到发光 层中; 2. 因为电子和空穴的迁移率差别很大,需要确保注入的电子和空穴的复合发生 在发光层中。

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基于上面的考虑,实际的 OLED 器件中,设计出电子/空穴注入层来保证载流子的 注入,电子/空穴传输层来保证载流子的传输,而电子/空穴阻挡层来保证对于载 流子流出发光层的阻挡,最后使整个发光器件达到一个最佳性能表现的匹配与平 衡状态。

因此,这些功能层材料制作的好坏水平,电子与空穴生成与导通的效果和好坏, 将直接对最终发光层的激发效果产生决定性影响,其中细节还包括:电子/空穴 的注入与迁移率(传输层)、或电子/空穴的阻隔能力(阻挡层)、材料在受热状 况下的稳定度与成膜性、是否可以低压驱动、以及终端厂商最为关心的由这些各 层表现所综合落地所体现的器件的发光效率、稳定性以及运行寿命等等。

换一个角度来看,纵观国内外诸如韩国的 Duksan、Doosan、包括奥来德等有机材 料厂,大多数 OLED 材料公司的研发路径一般都是从 HTL、HIL 这些做起,然后做 RGB 主体,之后再进入到 RGB 的磷光类参杂等等。以 Duksan 的成长为例,其先后 为三星显示的中小尺寸 OLED 面板供应电孔传输层(HTL)、发光层(Host)、辅 助层(prime)等多种发光材料产品:以供应 HTL 为起点,2014 年供应红色发光 层,2017 年供应绿色发光层。根据 UBI Research 的数据,Duksan Neolux 的销 售额从 2016 年的 420 亿韩元跃升至 2017 年的 1000 亿韩元,跃居世界前 10 位。此后,随着红色和绿色发光层供应量的增加,逐渐成长为当下全球前三的 OLED 材料公司。

Duksan 的成长,与其背后三星的鼎力支持不无关系,奥来德虽然未必能复制德山 这般辉煌的成长路径,但在国内 AMOLED 面板企业的通力支持与协作下,在自身 于有机发光材料、功能层材料、封装材料、基板材料,甚至阻隔材料的多年储备 与积累下,是能够持续围绕 OLED 产业,不断去扩大自身在新兴有机材料品类的 覆盖的,而这样的不断创新与开拓,会为公司未来的成长,提供有力的支撑。

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