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2017年中国OLED行业发展现状及未来发展前景分析
2017/12/25 13:24:46 来源:中国产业发展研究网 【字体:大 中 小】【收藏本页】【打印】【关闭】
核心提示:OLED:第三代显示技术的核心。相对于传统 LCD,OLED 的显示屏三大优势分别为:第一,无需背光源,更轻薄。OLED 可以具有自身发光的技术,减少了背光模组和下部的偏光片,从结构上而言可以更轻薄。第二,全固态结构,可靠性强,可弯曲。OLOLED:第三代显示技术的核心。相对于传统 LCD,OLED 的显示屏三大优势分别为:第一,无需背光源,更轻薄。OLED 可以具有自身发光的技术,减少了背光模组和下部的偏光片,从结构上而言可以更轻薄。第二,全固态结构,可靠性强,可弯曲。OLED 器件为全固态结构,无真空、液体物质,抗震性优于 LCD 器件,并且可以做在柔性材料基板上,因而可实现可弯曲显示。第三,色域广视角宽,响应快,适应穿戴设备需求。色域范围更广:OLED 的 NTSC标准色域可以达到 110%,而 LCD 只有 70%~90%;视角更广:OLED 自发光使得可视角度可以达 170 度;响应速度更快:OLED 显示屏响应速度远远超过液晶屏,在显示动态画面时无拖尾现象。全面屏:屏幕尺寸极限下,四周窄边框成为新趋势。以苹果手机系列产品来看,屏幕尺寸从早期 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,可以看出尺寸绝对值几乎不再增长。5.0-6.0 英寸屏幕占比已从 2016 年的 39%上升至 54%,而 6.0 英寸以上的则有所收窄。为了达到更好的屏幕效果及观感,减小两边边框区域以及上下功能区域的窄边框方案成为 2017 年以来的潮流。
智能手机屏幕尺寸走势
数据来源:公开资料整理
iPhone系列屏幕尺寸概况
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部分全面屏手机列表
品牌型号面板屏占比苹果iPhone XOLED81.49%三星Galaxy S8OLED84%Galaxy S8+OLED84%Note 8OLED81%VIVOX20OLED85%OPPOR11sOLED85.80%小米MixLCD91%Mix2LCD80.92%华为Mate 10LCD81.95%Mate 10ProOLED80.88%SharpAQUOS S2LCD87.50%LGV30OLED81.23%数据来源:公开资料整理
后道模组自动化设备广泛应用于显示面板、触控、指纹、摄像头模组领域,显示面板为最大市场。无论传统 LCD 及新兴 OLED 面板,均需要前、中、后三道工艺,前道制作背板驱动电极,中道完成液晶模组或发光材料的制作,后道为自动化的组装和检测。具体来看,后道工艺中,需要将显示面板与驱动 IC、柔性电路板(也称软板或 FPC)等组件进行热压 bonding,同时面板还需要和偏光片、触控模组、散热层等进行贴合,对应的设备包括全自动 COG(chipon glass)、全自动 FOG(flexible printed circuits board on glass)、背光组装机、ACF(anisotropicconductive film)贴附机、点胶机、粒子检测机、偏贴机等。触控模组本身同样需要上述工艺,但是流程数少于面板,大约是 1-2 次 FOG,1-2 次的贴合;指纹、摄像头模组则主要是 2-3 次FOG 工艺,点胶工艺精度要求相对较低,设备价值量显著低于面板工艺中的同类产品。
显示屏制作工艺流程图
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LCD 和 OLED 后道工艺流程相似,后者减少背光模组以及偏光片组装。后道工艺主要针对的是触控显示屏的模组工序,可以分为 bonding、点胶、贴合、检测四大类。LCD 触控显示屏(外挂为例)工艺方面主要涉及偏光片贴合、ACF 贴附、COG/FOG、点胶、贴合、背光组装、检测等。OLED 触控显示屏(外挂为例)相对于 LCD 减少一层偏光片,同时也不需要背光模组。
LCD/OLED 触控显示屏后道工艺流程
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工艺升级:OLED/全面屏推动后道模组自动化设备价值量翻倍增长,更新频率加快至 1 年,未来三年行业将迎爆发。随着 2017 年 A 客户 iPhone X 中应用 OLED 显示屏,预计此新型屏幕技术将在未来三年大规模铺开,各品牌厂商主流机型的更新频率预计加快至半年到一年。相对于传统 LCD 屏幕组装线,OLED 组装中所需后道设备要求更高,核心设备(bonding+贴合+点胶+检测)价值量将从 4,000 万元左右上升至约 8,000 万元。全面屏方面,包括 A 客户在内的全球主流手机厂商在 2017 年都推出了全面屏旗舰机,全面屏在智能机中的渗透率将从 2017 年的 6%增长至 2018 年的 50%,至 2021 年几乎 90%的智能面板将转为全面屏方案。其中的关键技术为对边框的精密点胶以实现窄边框的目的,边框胶宽度从0.5mm 降至 0.3mm,对于点胶机的精度要求随之提高。
LCD 与 OLED/全面屏后道核心设备价值量(单位:万元)
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屏幕及触控工艺技术进展图
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LCD/OLED 触控面板产线后道设备数量及价值概况
设备数量单价(万元)总价值量(万元)数量单价(万元)总价值量(万元)---LCD 触控面板产线--OLED 触控面板产线端子清洗机12282281342342偏贴机23677341550550COG/FOG416064055002,500ACF 贴附机41004005195975点胶机52101,05053151,575贴合机53081,54055002,500检测机(包括 AOI)---880--1,300总计--5,472--9,742核心(Bonding+点胶+贴合+检测)--4,110--7,875数据来源:公开资料整理
自动化:后道组装自动化趋势明显,有利于人工节省+产能提高。相较过去的半自动化生产模式,每台自动组装设备约可代替 3-5 名工人及 1 名产线管理人员,每台自动检测设备则可代替约 10 名工人及 2 名产线管理人员;再考虑到鑫三力相对于国外设备的成本优势,人工节约+产能提高是下游厂商较为合理的选择。
鑫三力主要销售设备替代人工状况
设备替代人工简要说明粒子检测机可替代 8 个人工,并省去 4 台显微镜全自动背光组装机可节省 6 个人工,并可提升良率触摸屏盖板检测机可节省人工 8 人数据来源:公开资料整理
市场广阔,国产厂商有望借力 A 客户影响提升设备渗透率。以 LCD 触控显示屏为例,涉及到的设备包括点胶机、贴合机、背光组装设备、ACF 贴附机、FOG/COF 设备、偏贴设备、AOI 检测机等,后道设备均为非标自动化,需要根据客户的产品设计方案推演出所需工艺,再定制化相关设备。下游客户主要为手机面板厂商如三星、LG、JDI、京东方、深天马、信利等,触控模组厂商 TPK、GIS、欧菲光、合力泰、富士康等。按照我们的测算,2018/2019/2020年后道核心设备市场规模将达 369/377/396 亿元,而国内上市公司智云股份+联得装备+正业科技+精测电子+联得装备 2016 年营收总计为 15.20 亿元,占比不到 10%,仍然有较大的国产化替代空间。下游客户方面,2017 年智云股份,联得装备分别获得 TPK、GIS 的 4.8/3.1 亿元订单,指向 A 客户新机中 3DTouch 制程的 bonding 与点胶设备,智云在京东方、信利等面板厂商也实现了 0 到 1 的突破,AOI 检测厂商精测电子于 Q3 正式获得 A 客户的供应商资格。我们认为,后道工艺由于其技术门槛相对较低,国产化设备有望通过成本及服务优势最先实现国产化替代,智云、联得、精测分别在各自领域切入 A 客户供应链,侧面验证国产设备满足技术要求,有望借助 A 客户影响力加速提升国产设备在后道工艺中的渗透率。
后道设备下游情况
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OLED/全面屏+外挂触控趋势带来后道模组自动化设备价值量翻倍增长。
OLED/全面屏工艺技术更加复杂,所需 bonding 等工艺次数提升,设备用量相应增加。以 on-cell 工艺为例,在搭载 on-cell 工艺的传统 LCD 面板组装过程中,分别需要触控层 FPC、显示层驱动 IC、显示层 FPC、以及两层 FPC 间共 4 次 bonding 工艺,贴合方面至上往下依次有盖板玻璃、偏光片、触控层、显示层、偏光片、背光模组共 5 次工艺。而针对 OLED 柔性屏,驱动 IC 和 film、film 和显示层、film 和手机主板、触控层 FPC、触控层和显示层间均需要 1 次bonding,共计 5 次,贴合依次有盖板玻璃、偏光膜、触控层、显示层、散热层共 4 次工艺。而从普通屏转换为全面屏的工艺中,由于边框胶宽由 0.5mm 降至 0.3mm 左右,对于点胶机的精度要求更高,贴合次数也将相应增加 1-2 次。
搭载 on-cell 工艺的 LCD 和 OLED 触控屏结构示意图
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OLED/全面屏大趋势下,外挂触摸屏工艺有望重回主流,所需工艺次数及设备用量进一步提升。OLED 屏幕下由于驱动原理的制约,触控无法做在显示面板里面,只能采取 on-cell 和外挂式工艺,三星专攻 on-cell,而 2017 年 A 客户新品 iPhone X 使用 OLED+外挂触控技术。考虑到 on-cell 的垄断及专利问题,以及 A 客户的引领作用,外挂式触控方案有望阶段性重回主流。以典型 OLED+on-cell 和 OLED+外挂做对比:外挂工艺下,触控层和 FPC,IC 和 film、film 和显示层、film 和主板、触控层和显示层的 FPC 各需要一次 bonding,共计 5 次;贴合依次为盖板玻璃、ITO×2、偏光膜、显示层、散热层共计 5 次工艺。on-cell 工艺下,触控 FPC、IC 和 film、film 和显示层、film 和主板、触控和显示层 FPC 间各需要一次 bonding,共计 5 次;贴合依次分别为盖板玻璃、偏光膜、触控层、显示层、散热层,共计 4 次工艺。同理,在对 in-cell工艺进行比较时,选取典型 LCD+in-cell 工艺,共计 bonding 工艺 2 次,贴合工艺 4 次。
搭载 on-cell、in-cell、外挂触控工艺的面板示意图
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不同方案 bonding、点胶、贴合工艺统计
-触控工艺Bonding 数点胶+贴合数Bonding 设备点胶+贴合设备OLED外挂式55+555+5on-cell54+454+4TFT-LCD外挂式45+545+5on-cell45+545+5in-cell24+424+4数据来源:公开资料整理
全面屏对应设备改进有限,看好柔性 OLED 屏产能释放带动后道设备升级换代。硬性OLED 屏和 LCD 屏中设备的重复度在 80%左右,20%需要替代;柔性 OLED 屏则相反,70-80%的设备需要更换和升级。现阶段 LCD 全面屏结构上利用滤光片上极窄的 BM(Black Matric)区减小边框宽度,其次利用 2.5D 盖板玻璃的边缘弯曲达到视觉上无边框效果。OLED 技术下,由于没有背光模组就无须考虑边缘处的漏光,同时 OLED 自发光特性也无需考虑滤光片上 BM区的影响,只需考虑面板与中框的框胶以及面板布线区,具备更窄边框甚至无边框的潜能。设备方面,LCD全面屏主要改变的是更加精密的点胶工艺实现边框变窄,端子部用 COF代替COG,贴合方面仍然使用 2D 贴合。而到柔性 OLED 工艺,COG、FOG 有望进一步升级为 COF/COP、FOF,贴合方面升级为柔性、3D 贴合设备。
屏幕演变过程中后道关键设备升级换代预测
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产业转移大趋势下国内 LCD 面板厂商渐成全球投资主力,主要面向大屏电视未来 3 年Capex 近 3,000 亿元。2016-2019 年国内 LCD 产能将从 53 提升至 92 百万平方米,3 年 CAGR 达 20.18%,占全球份额也将从 26%上升至 40%,超过韩国成为第一大市场。统计 2016 年以来国内外厂商的 LCD 扩产情况可以发现,国内投资额达到 2,300亿元,而国外投资则仅为 670 亿元。而从具体项目来看,扩产的 LCD 产线中 8.5 代及以上达到 2,800 亿元,主要面向电视用大尺寸面板,8.5 代以下则仅为 165 亿元,主要面向手机、平板等中小尺寸面板。
全球 LCD、OLED 市场规模(单位:亿美元)
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LCD 产能分布预测
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2016 年以来国内外厂商 LCD 新建情况
厂商代数计划投资额(亿元)始建时间预计投产时间备注华星光电深圳 11 代5002016201943"、65"、75"信利国际汕尾 5 代40201620171100mmx1250mm 基板仁寿 5 代125201720191.3"-21"彩虹股份咸阳 8.6 代280201620182250mm×2600mm 基板中电熊猫成都 8.6 代280201620182290mm×2620mm 基板京东方合肥 10.5 代5820162018电视用友达光电台湾 8.5 代22.23-33.352017-新增 2.5万-3万片基板产能惠科股份昆明 11 代400计划 2017--富士康美国 10.5 代671计划 20172020电视用广州 10.5 代610计划 20172019电视用总计-2,986-2,997---数据来源:公开资料整理
OLED借道手机市场全面爆发,未来 3 年全球 Capex 超 6,000 亿元。OLED面板 2017 年市场规模将达 252 亿美元,同比+63%,而在 2021 年将突破 400 亿美元,5 年CAGR 将达 21%。为应对下游需求爆发,国内外面板大厂纷纷加大 OLED 的投资步伐,尤其是在中小尺寸 OLED 面板领域。国内厂商方面,京东方、深天马、华星、和辉光电、信利等在内的大陆厂商投资计划总计已达 2,880 亿元;国外厂商则由三星、LGD 主导,2016 年以来计划投资额已经达到 3,189 亿元。由各厂商 OLED 生产线投产时间及转产或新建生产线计划推算,全球生产线投资将带来约 4,000 亿元设备需求并将在 2017-2019 三年中逐步释放。
OLED 生产线投资成本对比
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AMOLED 各道设备价值量占比
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2016 年以来国内厂商 OLED 新建情况
厂商代数计划投资额(亿元)始建时间预计投产时间备注京东方绵阳 6 代465201620191500mm x 1850mm 基板成都 6 代24520162017二期项目追加投资,中小尺寸和辉光电金山 6 代27320162019和辉二期项目,1″ -13″中小尺寸华星光电武汉 6 代350201620203″ -12″中小尺寸深圳538(假设 5:5)20162019第 11代 TFT-LCD及 AMOLED新型显示器件组合产线华夏幸福固安 6 代258201620191500mm×1850mm 基板霸州 6 代60--AMOLED 显示模组项目信利国际仁寿 6 代280201720191500 mm×1850mm 基板富士康郑州 6 代6020172019手机用柔宇科技深圳 5.5代10020162017智能手表、手机屏、电脑天马武汉 6 代120201620171500mm×1850mm 基板曼格科技宁波4002016--总计-2,880---数据来源:公开资料整理
近三年国外厂商新建OLED情况
公司项目投资金额(亿元)投产时间备注三星-约 1,3402019牙山市、天安,中小尺寸6 代约 5002019柔性 OLED,中小尺寸LGD-约 4702018追加投资,手机用-约 167计划 2020超大尺寸电视面板6 代约 300计划 2020柔性面板,中小尺寸广州 8.5 代约 157计划 2019 年下半年追加投资,建于广州,电视用夏普-约 12520195.5 寸 OLED 面板JDI6 代约 1302018-2019手机用总计电视:324, 手机:2,865数据来源:公开资料整理
从上游投资推算, LCD+OLED 未来 3 年驱动 1,000 亿元后道模组自动化设备市场。目前LCD、OLED 面板下游用户主要为电视和手机,由上述统计的产线投资情况可知,LCD 方面国内厂商在主导,主要针对电视,投资额达 2,835 亿元,手机方面约为 165 亿元; OLED 方面国内厂商主要针对于手机市场,投资额近 2,880 亿元,外资厂商可获得的对于手机端 OLED 投资额 2,865 亿元,面向电视端则主要是 LGD,投资额为 324 亿元。就后道模组设备而言,假设电视屏无触控功能,手机端触控渗透率达 100%,而手机端触控技术目前有外挂式、OGS、on-cell、in-cell,其中 on-cell、in-cell 触控方案由面板厂主导,外挂式、OGS 则触控厂和面板厂均有参与可能,导致重复购买后道自动化设备来进行产线搭建,假设搭建产线时间跨度为 3 年,触控厂、面板厂重复投资率为 1.5,后道设备投资占总投资额的 10%,我们测算得 LCD/OLED 投资带动后道设备市场空间约为 3 年 1,000 亿元。
2017年触控技术出货结构预测
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显示屏后道设备行业市场规模预估(单位:亿元)
项目分项目投资额触控类型比例分项金额重复投资分项金额分项金额1率2LCD电视2,835----2,835-手机165(incell+oncell)×0.466--66---(外挂式+OGS)×0.6991.5148.5148.5总计 13,049.50LCD 后道比率------10%LCD 后道金额------304.95OLED电视324----324-手机5,745oncell×0.42,298--2,298---(外挂式+OGS)×0.63,4471.55170.55,170.50总计 27,792.50OLED 后道比率10%OLED 后道金额779.25LCD+OLED 后道总计1,084.20数据来源:公开资料整理
从下游手机+电视需求端看,2018/2019/2020 年后道核心设备(bonding+点胶+贴合+检测)规模分别为 348/357/376 亿元。手机方面,未来三年智能手机总量增速有所放缓,预计 2018/2019/2020 年手机出货量为 15.88/16.48/17.11 亿部。将智能机以 1500 元为界分为旗舰机和千元机,两者 2017 年一季度销量比约为 45:55,则预计旗舰机未来三年出货量为 7.16/7.76/8.69 亿部,假设此类手机后道设备更新频率为每年一次,其余为非旗舰机,其后道模组设备更换频率为三年一次。模组厂商单条产线出货 451.8 万台/年,LCD/OLED 后道模组线核心设备价值量 0.41/0.78 亿元,产能富裕率设为 2,可以计算得到 2018/2019/2020 年触控显示屏带动的后道核心设备规模达 245/263/290亿元。电视方面, 2016 年全球电视出货量为 2.25 亿台,预计 2018/2019/2020 年出货量在2.30/2.34/2.38 亿台,假设电视的后道组装设备为 4 年一换,后道核心设备价值量为 2 亿元,模组厂商单条产线出货 226 万台/年,产能富裕率按 2 计,可以估算得电视所对应的后道核心设备需求量为 102/94/86 亿元。最后可推算得 2018/2019/2020 年智能手机+电视显示屏带动的后道核心设备规模为 348/357/376 亿元,总计三年后道核心设备需求达 1,081 亿元。
3D-Touch模组带动后道设备两年近 40 亿元市场空间。A 客户公司于 2015 年底推出的iPhone 6S 搭载了 3D-Touch 触控功能,目前除中兴天机系列,拥有 3D-touch 触控功能的还有AppleWatch、MacBook、华为 MateS、P9、金立 S8 等,功能覆盖率有望在 A 客户公司的带动下得到实质性的提升。相对于先前针对 LCD 的 3D-Touch 触控模块,2017 年推出的 iPhone8是基于 OLED 的功能模块,其单机模组价格从 9 美元上升至 15 美元以上。相应的,触控龙头厂商 GIS、TPK 2017 年资本支出预计达 70/47 亿元,其中在 3D-Touch 制程方面将分别投入约 23/37.6 亿元,假设 60%用于设备投资,并且在 2 年逐步释放,则其贡献的后道设备市场空间约为 20 亿元/年。
指纹识别模组和摄像头模组带动五年后道设备市场 35 亿元。我国手机指纹识别模组将从 2015年的不到 3亿颗上升至 2020年的 12亿颗,5 年 CAGR 达到 32%,假设一条指纹识别模组产线年产能达 6KK,则 2016 年国内已有产线 100 条,达到 2020 年产能需新增产线 100 条,假设一条产线配置 FOG 设备 3 台,检测设备 1 台,按单价 400/100 万元记,未来 5 年新增市场达 15 亿元。摄像头模组方面,产能从 2015 年的 25.9 亿颗上升至 2020年的 39.4 亿颗,5 年 CAGR 为 8.7%,按一套摄像头模组产线年产能 9KK 记,需新增产线 150条,则未来 5 年新增设备市场达 20 亿元。
摄像头模组产量(单位:亿颗)
数据来源:公开资料整理
指纹识别模组产量(单位:亿颗)
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OLED 产线后道核心设备市场三年 CAGR 达 28%。OLED、3D-touch产线中 bonding/贴合/点胶单价为 500/500/325 万元,检测有 AOI 设备和普通检测设备,假设均价约 200 万元/台。LCD 产线 bonding/贴合/点胶单价为 160/308/210 万元,检测设备均价125 万元/台,电视产线设备价值为按 LCD 产线设备 5 倍计,指纹摄像头模组 bonding/点胶单价 160/60 万元,检测设备总价 400 万元。按 OLED、LCD、3D-Touch、指纹摄像头模组、电视五类设备产线需求倒推计算,并且考虑设备逐年 90-95%折价,可以测算得 OLED 产线后道核心设备(bonding+贴合+点胶+检测)2018/2019/2020 年市场空间达 139/183/234 亿元,3年 CAGR 为 28%。五类设备产线带动的后道设备市场空间三年达 1,140 亿元,其中 bonding:贴合:点胶:检测=24:34:23:19,各设备三年总市场空间分别为 275/388/258/220 亿元。推算到 2020 年,OLED 产线带动的后道设备市场占比将达 60%,LCD 方面则降至 14%。
各产线后道核心设备价值量概况(单位:万元)
生产线OLEDLCD3D-Touch指纹摄像头模组电视后道核心设备总价值量7,8754,1103,3801,02020,500数据来源:公开资料整理
OLED/LCD后道核心设备市场(单位:亿元)
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后道核心设备逐年市场空间(单位:亿元)
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后道核心设备市场空间比例
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2020 年各产线后道核心设备价值量对比
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