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2017年中國OLED行業發展現狀及未來發展前景分析
2017/12/25 13:24:46 來源:中國產業發展研究網 【字體:大 中 小】【收藏本頁】【打印】【關閉】
核心提示:OLED:第三代顯示技術的核心。相對于傳統 LCD,OLED 的顯示屏三大優勢分別為:第一,無需背光源,更輕薄。OLED 可以具有自身發光的技術,減少了背光模組和下部的偏光片,從結構上而言可以更輕薄。第二,全固態結構,可靠性強,可彎曲。OLOLED:第三代顯示技術的核心。相對于傳統 LCD,OLED 的顯示屏三大優勢分別為:第一,無需背光源,更輕薄。OLED 可以具有自身發光的技術,減少了背光模組和下部的偏光片,從結構上而言可以更輕薄。第二,全固態結構,可靠性強,可彎曲。OLED 器件為全固態結構,無真空、液體物質,抗震性優于 LCD 器件,并且可以做在柔性材料基板上,因而可實現可彎曲顯示。第三,色域廣視角寬,響應快,適應穿戴設備需求。色域范圍更廣:OLED 的 NTSC標準色域可以達到 110%,而 LCD 只有 70%~90%;視角更廣:OLED 自發光使得可視角度可以達 170 度;響應速度更快:OLED 顯示屏響應速度遠遠超過液晶屏,在顯示動態畫面時無拖尾現象。全面屏:屏幕尺寸極限下,四周窄邊框成為新趨勢。以蘋果手機系列產品來看,屏幕尺寸從早期 iPhone 4 的 3.5 英寸,到 iPhone 5s 的 4 英寸,iPhone 6/7/8 Plus 的 5.5 英寸,iPhoneX 的 5.8 英寸,可以看出尺寸絕對值幾乎不再增長。5.0-6.0 英寸屏幕占比已從 2016 年的 39%上升至 54%,而 6.0 英寸以上的則有所收窄。為了達到更好的屏幕效果及觀感,減小兩邊邊框區域以及上下功能區域的窄邊框方案成為 2017 年以來的潮流。
智能手機屏幕尺寸走勢
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iPhone系列屏幕尺寸概況
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部分全面屏手機列表
品牌型號面板屏占比蘋果iPhone XOLED81.49%三星Galaxy S8OLED84%Galaxy S8+OLED84%Note 8OLED81%VIVOX20OLED85%OPPOR11sOLED85.80%小米MixLCD91%Mix2LCD80.92%華為Mate 10LCD81.95%Mate 10ProOLED80.88%SharpAQUOS S2LCD87.50%LGV30OLED81.23%數據來源:公開資料整理
后道模組自動化設備廣泛應用于顯示面板、觸控、指紋、攝像頭模組領域,顯示面板為最大市場。無論傳統 LCD 及新興 OLED 面板,均需要前、中、后三道工藝,前道制作背板驅動電極,中道完成液晶模組或發光材料的制作,后道為自動化的組裝和檢測。具體來看,后道工藝中,需要將顯示面板與驅動 IC、柔性電路板(也稱軟板或 FPC)等組件進行熱壓 bonding,同時面板還需要和偏光片、觸控模組、散熱層等進行貼合,對應的設備包括全自動 COG(chipon glass)、全自動 FOG(flexible printed circuits board on glass)、背光組裝機、ACF(anisotropicconductive film)貼附機、點膠機、粒子檢測機、偏貼機等。觸控模組本身同樣需要上述工藝,但是流程數少于面板,大約是 1-2 次 FOG,1-2 次的貼合;指紋、攝像頭模組則主要是 2-3 次FOG 工藝,點膠工藝精度要求相對較低,設備價值量顯著低于面板工藝中的同類產品。
顯示屏制作工藝流程圖
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LCD 和 OLED 后道工藝流程相似,后者減少背光模組以及偏光片組裝。后道工藝主要針對的是觸控顯示屏的模組工序,可以分為 bonding、點膠、貼合、檢測四大類。LCD 觸控顯示屏(外掛為例)工藝方面主要涉及偏光片貼合、ACF 貼附、COG/FOG、點膠、貼合、背光組裝、檢測等。OLED 觸控顯示屏(外掛為例)相對于 LCD 減少一層偏光片,同時也不需要背光模組。
LCD/OLED 觸控顯示屏后道工藝流程
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工藝升級:OLED/全面屏推動后道模組自動化設備價值量翻倍增長,更新頻率加快至 1 年,未來三年行業將迎爆發。隨著 2017 年 A 客戶 iPhone X 中應用 OLED 顯示屏,預計此新型屏幕技術將在未來三年大規模鋪開,各品牌廠商主流機型的更新頻率預計加快至半年到一年。相對于傳統 LCD 屏幕組裝線,OLED 組裝中所需后道設備要求更高,核心設備(bonding+貼合+點膠+檢測)價值量將從 4,000 萬元左右上升至約 8,000 萬元。全面屏方面,包括 A 客戶在內的全球主流手機廠商在 2017 年都推出了全面屏旗艦機,全面屏在智能機中的滲透率將從 2017 年的 6%增長至 2018 年的 50%,至 2021 年幾乎 90%的智能面板將轉為全面屏方案。其中的關鍵技術為對邊框的精密點膠以實現窄邊框的目的,邊框膠寬度從0.5mm 降至 0.3mm,對于點膠機的精度要求隨之提高。
LCD 與 OLED/全面屏后道核心設備價值量(單位:萬元)
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屏幕及觸控工藝技術進展圖
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LCD/OLED 觸控面板產線后道設備數量及價值概況
設備數量單價(萬元)總價值量(萬元)數量單價(萬元)總價值量(萬元)---LCD 觸控面板產線--OLED 觸控面板產線端子清洗機12282281342342偏貼機23677341550550COG/FOG416064055002,500ACF 貼附機41004005195975點膠機52101,05053151,575貼合機53081,54055002,500檢測機(包括 AOI)---880--1,300總計--5,472--9,742核心(Bonding+點膠+貼合+檢測)--4,110--7,875數據來源:公開資料整理
自動化:后道組裝自動化趨勢明顯,有利于人工節省+產能提高。相較過去的半自動化生產模式,每臺自動組裝設備約可代替 3-5 名工人及 1 名產線管理人員,每臺自動檢測設備則可代替約 10 名工人及 2 名產線管理人員;再考慮到鑫三力相對于國外設備的成本優勢,人工節約+產能提高是下游廠商較為合理的選擇。
鑫三力主要銷售設備替代人工狀況
設備替代人工簡要說明粒子檢測機可替代 8 個人工,并省去 4 臺顯微鏡全自動背光組裝機可節省 6 個人工,并可提升良率觸摸屏蓋板檢測機可節省人工 8 人數據來源:公開資料整理
市場廣闊,國產廠商有望借力 A 客戶影響提升設備滲透率。以 LCD 觸控顯示屏為例,涉及到的設備包括點膠機、貼合機、背光組裝設備、ACF 貼附機、FOG/COF 設備、偏貼設備、AOI 檢測機等,后道設備均為非標自動化,需要根據客戶的產品設計方案推演出所需工藝,再定制化相關設備。下游客戶主要為手機面板廠商如三星、LG、JDI、京東方、深天馬、信利等,觸控模組廠商 TPK、GIS、歐菲光、合力泰、富士康等。按照我們的測算,2018/2019/2020年后道核心設備市場規模將達 369/377/396 億元,而國內上市公司智云股份+聯得裝備+正業科技+精測電子+聯得裝備 2016 年營收總計為 15.20 億元,占比不到 10%,仍然有較大的國產化替代空間。下游客戶方面,2017 年智云股份,聯得裝備分別獲得 TPK、GIS 的 4.8/3.1 億元訂單,指向 A 客戶新機中 3DTouch 制程的 bonding 與點膠設備,智云在京東方、信利等面板廠商也實現了 0 到 1 的突破,AOI 檢測廠商精測電子于 Q3 正式獲得 A 客戶的供應商資格。我們認為,后道工藝由于其技術門檻相對較低,國產化設備有望通過成本及服務優勢最先實現國產化替代,智云、聯得、精測分別在各自領域切入 A 客戶供應鏈,側面驗證國產設備滿足技術要求,有望借助 A 客戶影響力加速提升國產設備在后道工藝中的滲透率。
后道設備下游情況
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OLED/全面屏+外掛觸控趨勢帶來后道模組自動化設備價值量翻倍增長。
OLED/全面屏工藝技術更加復雜,所需 bonding 等工藝次數提升,設備用量相應增加。以 on-cell 工藝為例,在搭載 on-cell 工藝的傳統 LCD 面板組裝過程中,分別需要觸控層 FPC、顯示層驅動 IC、顯示層 FPC、以及兩層 FPC 間共 4 次 bonding 工藝,貼合方面至上往下依次有蓋板玻璃、偏光片、觸控層、顯示層、偏光片、背光模組共 5 次工藝。而針對 OLED 柔性屏,驅動 IC 和 film、film 和顯示層、film 和手機主板、觸控層 FPC、觸控層和顯示層間均需要 1 次bonding,共計 5 次,貼合依次有蓋板玻璃、偏光膜、觸控層、顯示層、散熱層共 4 次工藝。而從普通屏轉換為全面屏的工藝中,由于邊框膠寬由 0.5mm 降至 0.3mm 左右,對于點膠機的精度要求更高,貼合次數也將相應增加 1-2 次。
搭載 on-cell 工藝的 LCD 和 OLED 觸控屏結構示意圖
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OLED/全面屏大趨勢下,外掛觸摸屏工藝有望重回主流,所需工藝次數及設備用量進一步提升。OLED 屏幕下由于驅動原理的制約,觸控無法做在顯示面板里面,只能采取 on-cell 和外掛式工藝,三星專攻 on-cell,而 2017 年 A 客戶新品 iPhone X 使用 OLED+外掛觸控技術。考慮到 on-cell 的壟斷及專利問題,以及 A 客戶的引領作用,外掛式觸控方案有望階段性重回主流。以典型 OLED+on-cell 和 OLED+外掛做對比:外掛工藝下,觸控層和 FPC,IC 和 film、film 和顯示層、film 和主板、觸控層和顯示層的 FPC 各需要一次 bonding,共計 5 次;貼合依次為蓋板玻璃、ITO×2、偏光膜、顯示層、散熱層共計 5 次工藝。on-cell 工藝下,觸控 FPC、IC 和 film、film 和顯示層、film 和主板、觸控和顯示層 FPC 間各需要一次 bonding,共計 5 次;貼合依次分別為蓋板玻璃、偏光膜、觸控層、顯示層、散熱層,共計 4 次工藝。同理,在對 in-cell工藝進行比較時,選取典型 LCD+in-cell 工藝,共計 bonding 工藝 2 次,貼合工藝 4 次。
搭載 on-cell、in-cell、外掛觸控工藝的面板示意圖
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不同方案 bonding、點膠、貼合工藝統計
-觸控工藝Bonding 數點膠+貼合數Bonding 設備點膠+貼合設備OLED外掛式55+555+5on-cell54+454+4TFT-LCD外掛式45+545+5on-cell45+545+5in-cell24+424+4數據來源:公開資料整理
全面屏對應設備改進有限,看好柔性 OLED 屏產能釋放帶動后道設備升級換代。硬性OLED 屏和 LCD 屏中設備的重復度在 80%左右,20%需要替代;柔性 OLED 屏則相反,70-80%的設備需要更換和升級。現階段 LCD 全面屏結構上利用濾光片上極窄的 BM(Black Matric)區減小邊框寬度,其次利用 2.5D 蓋板玻璃的邊緣彎曲達到視覺上無邊框效果。OLED 技術下,由于沒有背光模組就無須考慮邊緣處的漏光,同時 OLED 自發光特性也無需考慮濾光片上 BM區的影響,只需考慮面板與中框的框膠以及面板布線區,具備更窄邊框甚至無邊框的潛能。設備方面,LCD全面屏主要改變的是更加精密的點膠工藝實現邊框變窄,端子部用 COF代替COG,貼合方面仍然使用 2D 貼合。而到柔性 OLED 工藝,COG、FOG 有望進一步升級為 COF/COP、FOF,貼合方面升級為柔性、3D 貼合設備。
屏幕演變過程中后道關鍵設備升級換代預測
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產業轉移大趨勢下國內 LCD 面板廠商漸成全球投資主力,主要面向大屏電視未來 3 年Capex 近 3,000 億元。2016-2019 年國內 LCD 產能將從 53 提升至 92 百萬平方米,3 年 CAGR 達 20.18%,占全球份額也將從 26%上升至 40%,超過韓國成為第一大市場。統計 2016 年以來國內外廠商的 LCD 擴產情況可以發現,國內投資額達到 2,300億元,而國外投資則僅為 670 億元。而從具體項目來看,擴產的 LCD 產線中 8.5 代及以上達到 2,800 億元,主要面向電視用大尺寸面板,8.5 代以下則僅為 165 億元,主要面向手機、平板等中小尺寸面板。
全球 LCD、OLED 市場規模(單位:億美元)
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LCD 產能分布預測
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2016 年以來國內外廠商 LCD 新建情況
廠商代數計劃投資額(億元)始建時間預計投產時間備注華星光電深圳 11 代5002016201943"、65"、75"信利國際汕尾 5 代40201620171100mmx1250mm 基板仁壽 5 代125201720191.3"-21"彩虹股份咸陽 8.6 代280201620182250mm×2600mm 基板中電熊貓成都 8.6 代280201620182290mm×2620mm 基板京東方合肥 10.5 代5820162018電視用友達光電臺灣 8.5 代22.23-33.352017-新增 2.5萬-3萬片基板產能惠科股份昆明 11 代400計劃 2017--富士康美國 10.5 代671計劃 20172020電視用廣州 10.5 代610計劃 20172019電視用總計-2,986-2,997---數據來源:公開資料整理
OLED借道手機市場全面爆發,未來 3 年全球 Capex 超 6,000 億元。OLED面板 2017 年市場規模將達 252 億美元,同比+63%,而在 2021 年將突破 400 億美元,5 年CAGR 將達 21%。為應對下游需求爆發,國內外面板大廠紛紛加大 OLED 的投資步伐,尤其是在中小尺寸 OLED 面板領域。國內廠商方面,京東方、深天馬、華星、和輝光電、信利等在內的大陸廠商投資計劃總計已達 2,880 億元;國外廠商則由三星、LGD 主導,2016 年以來計劃投資額已經達到 3,189 億元。由各廠商 OLED 生產線投產時間及轉產或新建生產線計劃推算,全球生產線投資將帶來約 4,000 億元設備需求并將在 2017-2019 三年中逐步釋放。
OLED 生產線投資成本對比
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AMOLED 各道設備價值量占比
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2016 年以來國內廠商 OLED 新建情況
廠商代數計劃投資額(億元)始建時間預計投產時間備注京東方綿陽 6 代465201620191500mm x 1850mm 基板成都 6 代24520162017二期項目追加投資,中小尺寸和輝光電金山 6 代27320162019和輝二期項目,1″ -13″中小尺寸華星光電武漢 6 代350201620203″ -12″中小尺寸深圳538(假設 5:5)20162019第 11代 TFT-LCD及 AMOLED新型顯示器件組合產線華夏幸福固安 6 代258201620191500mm×1850mm 基板霸州 6 代60--AMOLED 顯示模組項目信利國際仁壽 6 代280201720191500 mm×1850mm 基板富士康鄭州 6 代6020172019手機用柔宇科技深圳 5.5代10020162017智能手表、手機屏、電腦天馬武漢 6 代120201620171500mm×1850mm 基板曼格科技寧波4002016--總計-2,880---數據來源:公開資料整理
近三年國外廠商新建OLED情況
公司項目投資金額(億元)投產時間備注三星-約 1,3402019牙山市、天安,中小尺寸6 代約 5002019柔性 OLED,中小尺寸LGD-約 4702018追加投資,手機用-約 167計劃 2020超大尺寸電視面板6 代約 300計劃 2020柔性面板,中小尺寸廣州 8.5 代約 157計劃 2019 年下半年追加投資,建于廣州,電視用夏普-約 12520195.5 寸 OLED 面板JDI6 代約 1302018-2019手機用總計電視:324, 手機:2,865數據來源:公開資料整理
從上游投資推算, LCD+OLED 未來 3 年驅動 1,000 億元后道模組自動化設備市場。目前LCD、OLED 面板下游用戶主要為電視和手機,由上述統計的產線投資情況可知,LCD 方面國內廠商在主導,主要針對電視,投資額達 2,835 億元,手機方面約為 165 億元; OLED 方面國內廠商主要針對于手機市場,投資額近 2,880 億元,外資廠商可獲得的對于手機端 OLED 投資額 2,865 億元,面向電視端則主要是 LGD,投資額為 324 億元。就后道模組設備而言,假設電視屏無觸控功能,手機端觸控滲透率達 100%,而手機端觸控技術目前有外掛式、OGS、on-cell、in-cell,其中 on-cell、in-cell 觸控方案由面板廠主導,外掛式、OGS 則觸控廠和面板廠均有參與可能,導致重復購買后道自動化設備來進行產線搭建,假設搭建產線時間跨度為 3 年,觸控廠、面板廠重復投資率為 1.5,后道設備投資占總投資額的 10%,我們測算得 LCD/OLED 投資帶動后道設備市場空間約為 3 年 1,000 億元。
2017年觸控技術出貨結構預測
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顯示屏后道設備行業市場規模預估(單位:億元)
項目分項目投資額觸控類型比例分項金額重復投資分項金額分項金額1率2LCD電視2,835----2,835-手機165(incell+oncell)×0.466--66---(外掛式+OGS)×0.6991.5148.5148.5總計 13,049.50LCD 后道比率------10%LCD 后道金額------304.95OLED電視324----324-手機5,745oncell×0.42,298--2,298---(外掛式+OGS)×0.63,4471.55170.55,170.50總計 27,792.50OLED 后道比率10%OLED 后道金額779.25LCD+OLED 后道總計1,084.20數據來源:公開資料整理
從下游手機+電視需求端看,2018/2019/2020 年后道核心設備(bonding+點膠+貼合+檢測)規模分別為 348/357/376 億元。手機方面,未來三年智能手機總量增速有所放緩,預計 2018/2019/2020 年手機出貨量為 15.88/16.48/17.11 億部。將智能機以 1500 元為界分為旗艦機和千元機,兩者 2017 年一季度銷量比約為 45:55,則預計旗艦機未來三年出貨量為 7.16/7.76/8.69 億部,假設此類手機后道設備更新頻率為每年一次,其余為非旗艦機,其后道模組設備更換頻率為三年一次。模組廠商單條產線出貨 451.8 萬臺/年,LCD/OLED 后道模組線核心設備價值量 0.41/0.78 億元,產能富裕率設為 2,可以計算得到 2018/2019/2020 年觸控顯示屏帶動的后道核心設備規模達 245/263/290億元。電視方面, 2016 年全球電視出貨量為 2.25 億臺,預計 2018/2019/2020 年出貨量在2.30/2.34/2.38 億臺,假設電視的后道組裝設備為 4 年一換,后道核心設備價值量為 2 億元,模組廠商單條產線出貨 226 萬臺/年,產能富裕率按 2 計,可以估算得電視所對應的后道核心設備需求量為 102/94/86 億元。最后可推算得 2018/2019/2020 年智能手機+電視顯示屏帶動的后道核心設備規模為 348/357/376 億元,總計三年后道核心設備需求達 1,081 億元。
3D-Touch模組帶動后道設備兩年近 40 億元市場空間。A 客戶公司于 2015 年底推出的iPhone 6S 搭載了 3D-Touch 觸控功能,目前除中興天機系列,擁有 3D-touch 觸控功能的還有AppleWatch、MacBook、華為 MateS、P9、金立 S8 等,功能覆蓋率有望在 A 客戶公司的帶動下得到實質性的提升。相對于先前針對 LCD 的 3D-Touch 觸控模塊,2017 年推出的 iPhone8是基于 OLED 的功能模塊,其單機模組價格從 9 美元上升至 15 美元以上。相應的,觸控龍頭廠商 GIS、TPK 2017 年資本支出預計達 70/47 億元,其中在 3D-Touch 制程方面將分別投入約 23/37.6 億元,假設 60%用于設備投資,并且在 2 年逐步釋放,則其貢獻的后道設備市場空間約為 20 億元/年。
指紋識別模組和攝像頭模組帶動五年后道設備市場 35 億元。我國手機指紋識別模組將從 2015年的不到 3億顆上升至 2020年的 12億顆,5 年 CAGR 達到 32%,假設一條指紋識別模組產線年產能達 6KK,則 2016 年國內已有產線 100 條,達到 2020 年產能需新增產線 100 條,假設一條產線配置 FOG 設備 3 臺,檢測設備 1 臺,按單價 400/100 萬元記,未來 5 年新增市場達 15 億元。攝像頭模組方面,產能從 2015 年的 25.9 億顆上升至 2020年的 39.4 億顆,5 年 CAGR 為 8.7%,按一套攝像頭模組產線年產能 9KK 記,需新增產線 150條,則未來 5 年新增設備市場達 20 億元。
攝像頭模組產量(單位:億顆)
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指紋識別模組產量(單位:億顆)
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OLED 產線后道核心設備市場三年 CAGR 達 28%。OLED、3D-touch產線中 bonding/貼合/點膠單價為 500/500/325 萬元,檢測有 AOI 設備和普通檢測設備,假設均價約 200 萬元/臺。LCD 產線 bonding/貼合/點膠單價為 160/308/210 萬元,檢測設備均價125 萬元/臺,電視產線設備價值為按 LCD 產線設備 5 倍計,指紋攝像頭模組 bonding/點膠單價 160/60 萬元,檢測設備總價 400 萬元。按 OLED、LCD、3D-Touch、指紋攝像頭模組、電視五類設備產線需求倒推計算,并且考慮設備逐年 90-95%折價,可以測算得 OLED 產線后道核心設備(bonding+貼合+點膠+檢測)2018/2019/2020 年市場空間達 139/183/234 億元,3年 CAGR 為 28%。五類設備產線帶動的后道設備市場空間三年達 1,140 億元,其中 bonding:貼合:點膠:檢測=24:34:23:19,各設備三年總市場空間分別為 275/388/258/220 億元。推算到 2020 年,OLED 產線帶動的后道設備市場占比將達 60%,LCD 方面則降至 14%。
各產線后道核心設備價值量概況(單位:萬元)
生產線OLEDLCD3D-Touch指紋攝像頭模組電視后道核心設備總價值量7,8754,1103,3801,02020,500數據來源:公開資料整理
OLED/LCD后道核心設備市場(單位:億元)
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后道核心設備逐年市場空間(單位:億元)
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后道核心設備市場空間比例
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2020 年各產線后道核心設備價值量對比
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