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从苹果Vision Pro看硅基OLED技术的投资前景与风险

 山蟹居 2023-07-12 发布于上海
从苹果Vision Pro看硅基OLED技术的投资前景与风险

导言

Introduction

2023年6月5日,苹果公司发布的MR头显设备Vision Pro火爆全网。从苹果提供的物料清单成本(BOM成本)来看,新设备的主要成本来自显示屏幕,其中单是硅基OLED的成本占比约为总成本的46.39%。Micro OLED不出所料地获得了苹果青睐,象征着硅基OLED将在XR(扩展现实:AR、VR、MR的统称)领域迎来应用潮流。

除了苹果新发布的Vision Pro,Meta计划在今年年底推出搭载Micro OLED的新款头显设备:Quest 3;国内厂商中,小米在2022年发布了搭载Micro OLED的眼镜相机;华为也在2022年发布了搭载Micro OLED屏幕的Vision Glass。大量消费电子龙头企业正在用实际行动证明,Micro OLED的技术已经逐步实现成熟,可以满足大规模商业化应用。

与此同时,Micro OLED技术的发展仍然面临不小的挑战,这些挑战主要因为Micro OLED产业链上游厂商在半导体设计上较为滞后,且驱动芯片开发效率也比较低,这拖慢了Micro OLED实现量产的速度。优脉认为,对于硅基OLED此类具有前景的项目投资,投资人需要对技术进行充分地了解和认知,理性看待广阔的潜在市场和判断合适的技术投资时机。优脉团队从5个方面,拆解Micro OLED技术的真实发展前景。

1、技术先进性

从苹果Vision Pro看硅基OLED技术的投资前景与风险

Micro OLED半导体技术与OLED面板技术的结合,在高温低真空环境下,将OLED(有机发光二极管)器件沉积到单晶硅晶圆(Wafer)的驱动背板上制作成Micro OLED光源模块,在两层电极之间使用能够发光的萤光有机材料,电流通过后会发出单色光,再透过滤色器生成所需的颜色。除了带有OLED自发光优势,Micro OLED的超小尺寸、超高PPI、高亮度等特性,高度契合AR、VR等近眼显示新场景。

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数据来源:星空财富,西部证券

作为目前头显设备的主流显示技术,Fast LCD实现了大规模量产,成本非常低,但是这也是它仅有的优势。它在像素密度、分辨率、对比度、亮度等性能表现上都不尽人意,同时延迟过高使得近眼设备的用户体验很差。对于VR来说,Fast LCD无法满足沉浸感、交互性和舒适性;而AR要求的便捷和高亮度也是 Fast LCD无法实现的。Micro OLED弥补了Fast LCD的几乎所有不足,苹果MR产品的发布,象征着硅基OLED应用将会从小众的军用领域转向消费市场,据群智咨询数据,未来Micro OLED在XR市场的出货占比将达70%,有望快速取代Fast LCD的市场份额。

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来源:iResearch Inc

而Micro LED则是更完美的微型显示技术,它不仅具备Micro OLED高分辨率、高 PPI、高刷新率、高对比度等优点,还进一步在响应时间和功耗等性能上进行了提升,并有效改善 Micro OLED 亮度低、寿命短的缺陷。放眼未来,Micro LED拥有在显示面板行业一家独大的潜力。

不过,Micro LED更强的技术力也意味着更长的开发周期和研究成本。目前Micro LED在制造工艺面临技术瓶颈,所以业内普遍认为7-10年内难以规模量产。首先,Micro LED受限于全彩显示的问题,由于芯片太小,产生了红芯片外部的量子效率问题,所以影响了全彩的发光效果。为了解决这个问题,业界较为有效的办法是将量子点作为色彩转换介质,采用蓝光或紫外LED激发,实现全彩显示。然而,量子点本身不耐热、不耐氧、且在高功率的蓝光辐射下衰退严重,因而量子点的应用条件极为苛刻,这也导致了Micro LED的生产成本居高不下

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资料来源:科技新报

另一个阻碍Micro LED实现大规模量产的难题是巨量转移,Micro LED在完成晶粒制作后,要把这些数百万甚至数千万颗微米级的晶粒移动到电路基板上。在这个过程中,不能出现任何差错,目前的技术水平较难实现。综上, Micro LED的发展受着全彩显示和巨量转移问题的严重制约。业内人士预计距离Micro LED全面量产还有7年以上的时间,如此长的时间无法满足当下VR/AR开发者的需求。

尽管Micro OLED存在亮度以及寿命不如Micro LED的两个劣势,但是这些不足并不直接影响消费级产品,因为消费者选择这些产品考虑的首要因素是使用体验。首先,Micro OLED相较于现在XR设备使用的Fast LCD,在分辨率、刷新率、亮度等核心指标上已经有了显著提升;其次,Micro OLED平均10,000小时的使用寿命已经足够覆盖大部分消费级产品的生命周期。

综上,相较于性能落后的Fast LCD和短时间内难以指望的Micro LED,Micro OLED是当下消费级近眼显示设备最可靠的选择,Micro OLED会是短中期XR行业可行性最高、最匹配的显示技术

2、潜在市场空间

在当下的互联网时代,智能手机承载了文字、图像、影视等多元化的内容,但是目前手机发展到了瓶颈期,手机的人机交互方式无法给予用户更进一步的互动性和参与感。使用者无法从手机中进行更高维的信息交互。而随着产业持续进步,XR产品的出现给消费者打造了在多维层面进行信息传递的可能性,提升了传播过程中的感知深度,这种参与感变强的交互方式符合信息传播媒介进化的特征。此外,互动视频、无界办公、智慧教育、沉浸会展、工业互联网等多样化应用场景的出现,促进了人们对于未来生活、工作以及娱乐的进行升级的向往,所以人们对于XR产品带来的沉浸式体验需求和超时空社交需求将会变强。且在新冠疫情期间,各行业对虚拟现实的需求也得到了增长,并催生出了一系列新业态,加速了虚拟现实产业的发展。

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资料来源:Statista

AR/VR设备在光学、显示等关键部件的技术实现了突破,产品价格正趋于大众消费者可接受的价格范围。这意味着AR/VR在未来的普及度会越来越高,未来将会有更多的用户购买AR/VR产品。上图是中国近五年AR/VR的渗透率,可以看到,国内大众对于AR/VR的认知与接触普遍实现了增长。

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资料来源:Statista

需求端的增长无疑可以带动XR产业的蓬勃发展。通过图片所示我们可以看到,至2030年,AR/VR行业收入将会达到近32亿美元,其预测期间的复合年增长率能达到17.7%

作为未来AR/VR设备的显示方案,Micro OLED的市场规模有望加速扩张。根据 DSCC 预测,2022至2027 年,Micro OLED面板市场平均复合年增长率(CAGR)为50.7%,2027年将达到 73亿美元。

3、发展的挑战

成本过高是Micro OLED目前无法大规模应用到终端市场的主要问题,高成本主要源于产出的Micro OLED良率偏低且量产水平不达标。Micro OLED原理是在硅背板(CMOS驱动)上制造OLED器件,然而这种需要融合半导体工艺和OLED显示工艺的技术,还需要克服一些来自于产业链上游技术的挑战。

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作为Micro OLED的上游部分,晶圆背板现在的市场规模尚小,且相关厂商暂未开发更适配Micro OLED显示面板厂商的晶圆片,导致整体良率较其他晶圆下游产品偏低;另外,目前IC驱动存在生产效率过低的问题,而这需要厂商在大规模实际生产中不断对技艺进行改良,实现产能爬坡;此外,精细化器件的开发需要厂商在生产中不断进行参数调整,而这同样需要时间和经验的累积。

设备封装也是生产Micro OLED的一个难点。业内人士指出,由于硅基OLED同样采用OLED显示技术,因此OLED存在的怕水氧的问题也存在于Micro OLED技术中。如果在对设备进行封装时不够严密,出现了进入水气或者氧气的情况,会令Micro OLED出现边缘失效的现象。这限制了Micro OLED大规模量产的可能性。

因此,正在逐渐崭露头角的Micro OLED由于规模化生产尚未成型以及良率较低,导致生产成本过高,因此无法进行规模化应用,目前只适用XR市场中的高端产品。尽管如此,基于对Micro OLED技术和生产周期的认知,业界专业人士普遍认为Micro OLED在2025年可以满足成本竞争,完成大幅上量。

4、应用前景

从苹果Vision Pro看硅基OLED技术的投资前景与风险

Micro OLED显示面板的下游分布在近眼显示设备、军事、医疗等产业。其中,消费电子终端将会是Micro OLED的主要客户。随着电子消费品行业主流厂商新品的陆续发布,XR消费市场在2023年开启了新的产品周期,Micro OLED显示方案正在成为硬件升级的主流。结合之前对行业发展的挑战分析可以预期,硅基OLED显示方案领先的企业将会迎来大量订单,硅基OLED企业能在产能规模化量产落地时迎来系统性爆发机会。

在军工领域,搭载硅基OLED的显示屏能够实现在可视条件不佳的环境下,仍然成像清晰。可以广泛用于枪瞄设备、微光探测器和红外热成像设备上。据赛迪智库,2023年军工领域将占Micro OLED市场32%,占据较大的市场空间。

5、项目进展

在2022年11月,工业和信息化部、教育部、文化和旅游部、国家广播电视总局、国家体育总局等五部门联合发布《虚拟现实与行业应用融合发展行动计划(2022—2026年)》(以下简称《行动计划》)。《行动计划》出台一系列具体举措推动虚拟现实(VR)产业快速发展。其中在关键技术融合创新工程端,《行动计划》提出近眼显示技术具体发展方向,包括重点推动硅基 OLED的微显示技术

从苹果Vision Pro看硅基OLED技术的投资前景与风险

资料来源:LiChase,安信证券研究中心

源于政策的鼓励,硅基OLED行业目前已有多家上市公司和创业公司共同发力。产业上游对材料研发正在不断升级,产业下游有着如苹果这样的巨头布局配备Micro OLED的产品,进行产品验证与运营经验的积累。尽管近期行业新闻不断,市场经常传出某某企业开始量产Micro OLED或者是某企业搭建12寸硅基OLED产线的新闻,不过真正能在产能上达到一定水平的企业还比较有限。中国目前在产能上较为突出的是视涯科技,其12寸硅基OLED产能为每月6,000片,不过还有很大的上升空间。所以,正如前面我们所分析的,硅基OLED的大规模落地仍然需要一段时间。

大部分Micro OLED都在致力于通过提高Micro OLED的产能和良率来降低产品成本,从而获取下游大厂的青睐。预计在2023-2024这两年间,随着带有硅基OLED显示面板的电子产品走向市场,投资人能够更清晰地判断硅基OLED企业的实际能力并更好地预测未来发展趋势,是筛选优质项目更好的时机

基于对行业竞争格局的分析,索尼被认为是目前Micro OLED行业的领头羊,在2009年便开始Micro OLED的研发,并在2011年推出了第一个装有Micro OLED电子取景器,在当时成为了主流。长期积累的经验使得索尼在内部垂直整合显示、半导体设计和驱动芯片开发效率上都领先同行业其他公司。然而,最近索尼被曝出在Micro OLED显示面板上的产能有限,每年出货量只有90万块

韩国厂商中,三星显示已将Micro OLED作为下一代显示技术。此前,三星显示已经研发出 WRGB Micro OLED,但是亮度不足,功耗过高,不完全符合XR产品的需求。为了加快Micro OLED技术突破,三星显示新设了微型显示器组,收购eMagin,计划在忠清南道牙山建设Micro OLED生产线,预计下半年开始运营,2024年量产

国内企业中,视涯科技在12英寸硅基OLED产线上领先全国,同时也是全球首家在12寸晶圆上生产Micro OLED显示器的厂商。鉴于此,苹果将视涯科技视为未来潜在的硅基OLED供应商,并正在重点扶持视涯科技在Micro OLED的研发。目前视涯科技研发的1.3英寸WRGB Micro OLED技术方案在分辨率、刷新率等参数上看已经很接近苹果Vision Pro的需求。但是现有的芯片由于背板设计、阳极工艺、材料、器件结构、封装方式等方面的欠缺,在亮度上仅达到合格水平(3000nit),并非苹果所想要的最优解决方案,视涯科技仍在探索并升级硅基OLED技术路线。

- 总 结 -

Micro OLED技术仍有众多挑战,规模化落地尚需一段时间

我们认为Micro OLED在长远有着广阔的发展前景,其高分辨率、高 PPI、高刷新率和高对比度的优良特性将会随着元宇宙发展的趋势广泛应用到电子消费品中。目前,消费电子行业龙头如苹果、Meta等公司正应用Micro OLED到自己的产品中,也印证了市场对硅基OLED的期待与信心。但站在当下,Micro OLED显示技术仍然有众多挑战需要时间攻破,实际规模化落地尚需一段时间才会到来,这也意味着早期搭载Micro OLED的产品价格不会太低。而技术一旦成熟,其发展速度将实现高速增长。

尽管存在Micro LED技术实现突破并规模化量产,从而挑战Micro OLED市场份额的风险。但是考虑到目前硅基OLED厂商也在注重Micro LED的布局;且未来硅基OLED行业龙头公司有充足的资本对小型的Micro LED技术公司进行收购,实现产线的进一步改良,所以,Micro OLED企业有能力应对Micro LED带来的冲击。此外,相信随着Micro OLED在产线上不断积累经验,在长期看来,Micro OLED有可能长期维持低成本,仍有机会受到下游市场的广泛应用。

优脉团队持续关注Micro OLED技术发展,与深耕显示芯片赛道且对颠覆性技术有深刻认知的市场头部管理人保持紧密沟通,为客户筛选优秀的股权投资人,帮助客户通过配置股权资产,享受确定性高增长赛道发展红利,实现家族资产的保值增值。

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